Swedish adaptation: Instegscertifikat and HAREC content
- Sections and slides rewritten in Swedish; German law and institutions replaced by Swedish/CEPT/ITU equivalents (PTS, SSA, PTSFS 2025:1, SSMFS 2008:18), unverified statements marked "% TODO VERIFY" - New toc: INSTEG, HAREC, UPPGRADERING; section idents are Swedish (see ident-map.tsv) - Exam-question tags, BNetzA question pool, solutions and the German SWL course removed - Static pages, snippets, applets, READMEs and image alt-texts translated - TikZ labels translated; SVG drawings regenerated (drawing 689 still fails to build upstream: it references a missing photo) - Changed from the original: not endorsed by DARC e.V., SSA or PTS Co-Authored-By: Claude Sonnet 5.5 <[email protected]>
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Claude Sonnet 5.5
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Viele Funkgeräte verfügen über einen sogenannten DATA-Anschluss, der häufig auch als *DATA* oder *$\qty{9600}{\baud}$* gekennzeichnet ist, wie in Abbildung [ref:e_9600_port] dargestellt. Dieser Port wurde ursprünglich für Packet-Radio-Anwendungen entwickelt, die heute weitgehend durch HAMNET abgelöst wurden. Nichtsdestotrotz lässt sich dieser Anschluss auch für andere Verfahren nutzen, etwa für das digitale Sprachübertragungsverfahren M17. In diesem Fall wird ein entsprechendes Modem – oft auch als TNC bezeichnet – angeschlossen, wie in Abbildung [ref:m17_tnc] dargestellt.
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[photo:303:e_9600_port:Funkgerät mit DATA-Port]
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[photo:185:m17_tnc:Module M17 ein TNC für das M17 Übertragungsverfahren]
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Der $\qty{9600}{\baud}$-Anschluss bietet eine direkte Verbindung zum Modulator und Demodulator des Transceivers, um die Signale mit hoher Präzision und geringen Verzerrungen zu verarbeiten. Für höhere Datenraten, wie sie bei digitalen Signalen z. B. im $\qty{9600}{\baud}$-Packet-Radio (AX.25-Protokoll) verwendet werden, ist es notwendig, den gesamten Audiopfad mit seinen begrenzten Frequenzgang und Filterungen zu umgehen (z.B. Mikrofonfilter und Vorverstärker). Der Audio-Pfad eines Transceivers ist normalerweise auf Sprachsignale abgestimmt und hat eine eingeschränkte Bandbreite, die oft zwischen $\qty{300}{\hertz}$ und $\qty{3000}{\hertz}$ liegt. Diese Bandbreite reicht nicht aus, um $\qty{9600}{\baud}$ zuverlässig zu übertragen, da eine so hohe Rate eine größere Signalbreite benötigt. Über den Datenanschluss werden die Signale ohne die Filter, DSP-Verarbeitung und den De-Emphasis-Prozess übertragen, die im Audiopfad vorhanden sind. Das reduziert Verzerrungen und Latenzen, was für digitale Übertragungen kritisch ist, um die Fehlerquote zu minimieren.
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Zusammengefasst: Der $\qty{9600}{\baud}$-Anschluss ist speziell dafür gedacht, digitale Daten direkt und ohne die Einschränkungen des Audio-Wegs zu verarbeiten, was für zuverlässige und effiziente Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung erforderlich ist.
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In den Folgenden Fragen wird ein FM transceiver verwendet. Zum Senden sollten der DATA-Port vor den FM-Modulator angeschlossen werden und beim Empfang nach dem FM-Demodulator.
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[question:EF309]
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[question:EF219]
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Warum eigentlich $\qty{9600}{\baud}$?
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$\qty{9600}{\baud}$ ($\qty{9,6}{\kilo\bit\per\second}$, wenn eine Modulation mit einem Bit pro Symbol verwendet wird) ist eine gängige Geschwindigkeit für digitale Kommunikation im Amateurfunk, insbesondere im Packet-Radio. Diese Datenrate stellt einen Kompromiss zwischen erreichbarer Geschwindigkeit und der technischen Machbarkeit im VHF/UHF-Frequenzbereich dar, wo die meisten FM-Transceiver arbeiten.
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Gratulation! Du hast den Kurs nun erfolgreich abgeschlossen. Falls noch nicht geschehen, solltest du dich jetzt gezielt mit einer Lern-App oder einem Prüfungstrainer auf die Amateurfunkprüfung vorbereiten. Der DARC bietet hierfür z. B. die Trainingsapp [50ohm](https://app.darc.de) an. Auch die Anmeldung zur Prüfung solltest du möglichst zeitnah vornehmen, da die verfügbaren Termine häufig begrenzt sind. Alle wichtigen Informationen zur Anmeldung und zum Ablauf der Prüfung findest du im Menüpunkt [Prüfung](https://50ohm.de/pruefung.html). Nach bestandener Prüfung bei der Bundesnetzagentur kannst du anschließend dein persönliches Rufzeichen beantragen und offiziell am Amateurfunkbetrieb teilnehmen.
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[photo:329:n_team:50ohm.de-Team]
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Dieser Kurs wurde dir kostenlos vom DARC e. V. zur Verfügung gestellt und von vielen ehrenamtlichen [Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern erarbeitet](https://50ohm.de/infos.html#contributors). Der DARC ist der größte Amateurfunkverband in Deutschland und vertritt die Interessen der Funkamateurinnen und Funkamateure gegenüber Behörden, Politik und anderen Funkdiensten. Eine [Mitgliedschaft im DARC](https://www.darc.de/mitgliedschaft/mitglied-werden/) bedeutet, diese Arbeit aktiv mitzutragen: von Ausbildung und Nachwuchsförderung über technische Entwicklung bis hin zur Sicherung unserer Frequenzen und Betriebsarten. Wer Amateurfunk langfristig erhalten und weiterentwickeln möchte, findet im DARC die gemeinsame organisatorische Basis dafür. Wir würden uns freuen, wenn du dich in Zukunft in unserem Verein engagierst und gemeinsam mit uns die Community voranbringst.
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Am einfachsten findest du Kontakt zu anderen Funkamateuren in deiner Nähe, indem du nach einem DARC-Ortsverband (OV) suchst. Auf dieser [Seite](https://50ohm.de/ov) kannst du den nächstgelegenen OV anhand deiner Postleitzahl finden. Jeder Ortsverband besitzt einen sogenannten *Distriktsortskenner* (DOK), zum Beispiel *B17* oder *D23*. Dabei steht der Buchstabe für den Distrikt, die Zahl für die laufende Nummer des Ortsverbands innerhalb dieses Distrikts. Der DARC ist insgesamt in [24 Distrikte](https://www.darc.de/der-club/distrikte/) gegliedert. Die Mitglieder vor Ort können dir den Einstieg ins Hobby erleichtern und viele praktische Fragen beantworten. Darüber hinaus gibt es auch online zahlreiche Möglichkeiten zum Austausch, etwa den [DARC-Chat](https://chat.darc.de), den [DARC-Treff](https://treff.darc.de) oder die eigene [Mastodon-Instanz](https://social.darc.de), über die du dich mit anderen Funkamateuren vernetzen kannst.
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Sobald du deine Prüfung geschafft hast, eröffnet sich eine Vielzahl spannender Spielfelder, in denen du dich austoben kannst. Von Contesten über Selbstbau, Notfunk oder Portabel- und Outdoorfunk – um nur einige zu nennen – gibt es zahlreiche Aktivitäten, mit denen du dich als frisch gebackene Funkamateurin oder Funkamateur beschäftigen kannst. Dabei gilt oft die Devise: *Nach der Prüfung ist vor der Prüfung*, denn es gibt noch sehr viel zu entdecken und zu lernen, weit über den reinen Prüfungsstoff hinaus. Der DARC unterstützt dabei auch durch verschiedene Weiterbildungs- und Austauschformate, wie zum Beispiel den [Dienstags-Treff](https://treff.darc.de) oder das [AFUBarcamp](https://afubarcamp.de). Darüber hinaus bieten DARC-Veranstaltungen wie die *HAM RADIO* in Friedrichshafen am Bodensee mit über 10.000 gleichgesinnten Besucherinnen und Besuchern oder der *Funk.Tag* in Kassel hervorragende Möglichkeiten zum persönlichen Austausch und zum Kennenlernen der Amateurfunk-Community. Eine weitere schöne Gelegenheit, möglichst viele Bereiche des Amateurfunks auszuprobieren, ist die jährliche [HAM-Challenge](https://www.hamchallenge.org).
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Viel Spaß mit deinem neuen Hobby wünschen stellvertretend für das *50ohm.de-Team*
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Lars DC4LW und Matthias DL9MJ
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Sehen wir uns nun den Prozess des Samplings mal etwas genauer an und rufen uns noch einmal das vorgenannte Beispiel der Kamera, die in bestimmten Abständen Bilder einer Szene aufnimmt, ins Gedächtnis. Nehmen wir zum Beispiel an, dass unsere Kamera 24 Bilder pro Sekunde einer bestimmten Szene aufnimmt. Wenn man sich nun z. B. vorstellt, dass wir einen Läufer beim Laufen filmen, so werden wir feststellen, dass zwischen den einzelnen Bildern immer eine ruckartige Bewegung der Beine und des Körpers unseres Läufers gegenüber dem vorigen Bild stattfindet. Lassen wir die Bilder zeitlich schnell hintereinander ablaufen, entsteht ein optisch kontinuierlicher Bewegungsablauf. Die Information, die wir bei 24 Bildern pro Sekunde erfassen, ist jedoch zeitlich begrenzt (merke: zeitdiskret). Was wäre wenn nun zwischen 2 aufeinanderfolgenden Bildern plötzlich eine Fliege schnell vor der Linse unserer Kamera hindurchfliegt? Würden wir dies noch wahrnehmen können? Dies hängt davon ab, ob die Fliege den richtigen Zeitpunkt zwischen zwei Bildern für ihren Durchflug wählt. Würde sie erst nach Aufnahme eines Bildes in den Sichtbereich der Kamera kommen und diesen vor Aufnahme des darauffolgenden Bildes bereits wieder verlassen haben, so könnten wir dieses Ereignis in den von uns aufgenommenen Bildern nicht nachvollziehen. Es bliebe uns Information verborgen.
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[include:applet_nyquist]
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Genauso verhält es sich mit dem Sampling bei analogen Signalen. Werden diese mit einer bestimmten Abtastrate $f_\text{s}$ erfasst (gesampelt), so können wir zeitlich schnelle Änderungen des Signals zwischen 2 Samples ggf. nicht mehr erfassen. Sampling bedeutet somit auch immer einen Verlust an zeitlicher Information. Nun kann man sich überlegen, welche zeitliche Auflösung erforderlich ist, um ein analoges Signal einer bestimmten Frequenz (Wechsel der Signalamplitude pro Sekunde) noch ohne Verlust von Information (alle Wechsel sollen erfasst werden) abzutasten. Hierfür kann man folgende Überlegung anstellen. Um mindestens jeden Wechsel des Signals einwandfrei erfassen zu können, muss man (wie bei unserem vorgenannten Beispiel mit der Kamera), in der Lage sein sicherzustellen, dass mindestens vor und nach jedem Wechsel des Signals ein Sample genommen wird. Im Fall unserer Fliege, die durch das Bild fliegt, wäre die Voraussetzung, dass die Fliege nur so schnell durch das Bild fliegen darf, dass sie mindestens auf 2 Bildern zu sehen ist. Ansonsten könnte man nicht sagen, von wo sie durch das Bild geflogen ist und in welche Richtung. Ist diese Voraussetzung nicht erfüllt, entgeht uns diese Information. Man spricht in diesem Fall auch davon, dass eine fehlerfreie Rekonstruktion nicht möglich ist.
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Man kann mathematisch zeigen, dass für die Erfassung eines Signals mit der höchsten vorkommenden Frequenz $f_{\mathrm{max}}$ die Abtastrate $f_\text{s}$ mehr als das Doppelte, also etwas mehr als $f_\text{s} > 2 \cdot f_{\mathrm{max}}$, betragen muss, damit wir unser Signal wieder einwandfrei rekonstruieren können. Diese Erkenntnis nennt sich in der digitalen Signalverarbeitung auch Abtasttheorem und ist nach dessen Entdeckern Nyquist und Shannon auch als Nyquist-Shannon-Abtasttheorem oder Nyquist-Bedingung bekannt. Das Abtasttheorem bestimmt also die für eine fehlerfreie Rekonstruktion eines Signals theoretisch notwendige minimale Abtastrate $f_\text{s}$.
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[question:AF618]
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[question:AF616]
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Wird das Theorem nicht erfüllt, treten sogenannte Alias-Effekte, bzw. Aliasing-Effekte auf.
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[question:AF617]
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Das nebenstehende Applet ermöglicht es, mit der Abtastrate zu experimentieren. Fällt die Abtastrate unter $\qty{2}{\kilo\hertz}$, ist die Nyquist-Bedingung nicht mehr erfüllt, und das Signal kann nicht mehr eindeutig rekonstruiert werden.
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Interessant ist auch, dass selbst bei einer Abtastfrequenz von genau $\qty{2}{\kilo\hertz}$ die Rekonstruktion nicht zuverlässig funktioniert. Daher wählt man üblicherweise eine Abtastrate, die etwas oberhalb der Nyquist-Bedingung liegt, um eine sichere Signalrekonstruktion zu gewährleisten.
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Nehmen wir ein praktisches Beispiel wie im Fall eines CD-Players, der mit einer Abtastrate von z. B. $\qty{44,1}{\kilo\sps}$ arbeitet. Wenn man das Abtasttheorem wie oben beschrieben zugrunde legt, bedeutet dies, dass mit einer Abtastrate von $\qty{44,1}{\kilo\sps}$ nur Frequenzen unterhalb von $\qty{22,05}{\kilo\hertz}$ abgebildet werden können. Somit können Frequenzen bis ca. $\qty{22}{\kilo\hertz}$ noch korrekt abgebildet werden. Dies entspricht dem HiFi-Frequenzbereich von guten Stereoanlagen.
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Mit der folgenden Aufgabe kannst du dein Wissen zum Abtasttheorem testen.
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[question:AF619]
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Vid sidan av de välkända blyackumulatorerna (Pb) och nickel-metallhydrid-ackumulatorerna (NiMH) satsar vi inom radiotekniken, till exempel vid portabel drift, allt oftare på litiumjärnfosfat-ackumulatorer (LiFePO4). Låt oss först titta på en ackumulator och dess märkning i figur [ref:a_akku_lifepo4].
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[photo:175:a_akku_lifepo4:LiFePO4]
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* Kapacitet: $\qty{4200}{\milli\ampere\hour}$
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* Spänning: 4S1P / $\qty{13,2}{\volt}$
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% * Urladdning: 30C Constant / 40C Burst
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% * Balanskontakt: JST-XH
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% * Avlastningskontakt: $\qty{5.5}{\milli\meter}$ kulkontakt
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De viktigaste uppgifterna för oss är märkspänningen $\qty{13,2}{\volt}$ och kopplingen 4S1P. Det betyder att märkspänningen $\qty{13,2}{\volt}$ kommer från 4 celler i serie och 1 gång parallellt, alltså alla 4 i serie. Vanligtvis har LiFePO4 en cellmärkspänning på $\qty{3,2}{\volt}$ till $\qty{3,3}{\volt}$. Därmed blir det $\qty{3,3}{\volt} \cdot 4 = \qty{13,2 }{\volt} \cdot 1 = \qty{13,2}{\volt}$.
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I en 4S2P är sammanlagt 8 celler inbyggda: 4 i serie och det 2 gånger parallellt. Det ger då en spänning på $\qty{13,2}{\volt}$ men en kapacitet på $\qty{8400}{\milli\ampere\hour}$.
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I exempelackumulatorn anges $\qty{4200}{\milli\ampere\hour}$ som märkkapacitet. Ackumulatorns märkkapacitet $Q$ kallas också laddning och anges i $\unit{\ampere\hour}$ eller $\unit{\milli\ampere\hour}$.
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För vår exempelackumulator motsvarar det $\qty{4,2}{\ampere\hour}$. Det skulle teoretiskt betyda att vi kan belasta ackumulatorn i $\qty{1}{\hour}$ med $\qty{4,2}{\ampere}$ eller i $\qty{2}{\hour}$ med $\qty{2,1}{\ampere}$ och så vidare. Det beskrivs med formeln:
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$t=\frac{Q}{I}$
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$t=\frac{\qty{4,2}{\ampere\hour}}{\qty{4,2}{\ampere}} = \qty{1}{\hour}$
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Nu vill vi också veta hur mycket elektrisk energi som finns lagrad i ackumulatorn. Energin ($\unit{\watt\hour}$) är ackumulatorns laddning $Q$ ($\unit{\ampere\hour}$) multiplicerad med totalspänningen $U$ i volt.
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$\qty{1}{\watt\hour} = \qty{1}{\ampere\hour} \cdot \qty{1}{\volt}$
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För vårt exempel beräknar vi $\qty{4,2}{\ampere\hour} \cdot \qty{13,2}{\volt} = \qty{55,44}{\watt\hour}$ som lagrad energi.
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%Denna ackumulator kan laddas ur med en konstant urladdningsström på ”30 C”. Det betyder att ackumulatorn kan laddas ur med 30 $\cdot$ kapaciteten $Q$.
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%Urladdningsström: $I = 30 \cdot \qty{4200}{\milli\ampere} = \qty{126}{\ampere}$
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%Det är dock bara ett teoretiskt möjligt värde, eftersom vår ackumulator då vore urladdad inom $\qty{108}{\second}$. Även kabelarean måste beaktas.
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Vid serie- respektive radkoppling av ackumulatorer, som i figur [ref:a_akku_4S1P], adderas spänningarna och kapaciteten förblir densamma.
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Vid parallellkoppling som i figur [ref:a_akku_4S2P] förblir spänningen densamma och kapaciteterna adderas.
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% TODO image for series connection is held by DG1HXJ as .tex
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[photo:176:a_akku_4S1P:Seriekoppling]
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% TODO image for parallel connection is held by DG1HXJ as .tex
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[photo:177:a_akku_4S2P:Parallellkoppling]
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<attention>
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Tänk på att när en LiFePO4 används kopplad som 4S1P kan spänningar mellan $\qty{10}{\volt}$ och $\qty{14,4}{\volt}$ förekomma. Inte alla radioapparater klarar dessa spänningar. Det är också viktigt att vi bara kopplar ihop celler/ackumulatorer med samma data, eftersom cellerna påverkar varandra och annars kan skadas. Särskilt för dagens litiumackumulatorer är det lämpligt att bygga in en övervakningsenhet (balanserare, batterimonitor). Den sörjer bland annat för nödvändig utjämning av cellspänningarna och för optimal laddning.
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</attention>
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% In fig. [ref:a_akku_lifepo4_anschluss]
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% TODO image info box for battery connection is held by DG1HXJ as .tex
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%[photo:178:a_akku_lifepo4_anschluss:LiFePO4 anslutningar]
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%</margin>
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Man måste veta att totalspänningen motsvarar summan av cellspänningarna. Totalladdningen motsvarar däremot laddningen hos en cell.
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I ett sådant räkneexempel måste först den uttagbara laddningsmängden på $\qty{90}{\percent}$ bestämmas.
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Urladdningstiden $t$ ges av: $t=\frac{Q}{I}$
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I Sverige utfärdar SSA på uppdrag av PTS amatörradiocertifikat med tilldelad anropssignal. Ändrar du namn eller adress bör du meddela det till SSA (och, om det krävs, till PTS) så att de har aktuella uppgifter.
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% TODO VERIFY: vem man ska meddela vid namn- eller adressändring (SSA och/eller PTS), inom vilken tid, och om det är ett krav – kontrollera ssa.se och pts.se.
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Om du är osäker på hur du ska stava en radiopartners namn eller vill hitta en adress för att skicka ett QSL-kort kan du slå upp anropssignalen i en callbook, till exempel QRZ.com eller HamQTH. Där visas namn och ofta adress, om radioamatören själv har valt att publicera den.
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% TODO VERIFY: om SSA eller PTS publicerar en offentlig anropssignalförteckning (och om uppgifter får dölja), samt hur den nås.
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Som en liten uppgift kan du slå upp en känd anropssignal i en callbook och jämföra uppgifterna.
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Häufig wird die Strahlungsleistung allerdings gar nicht auf den Halbwellendipol bezogen, sondern auf einen sogenannten *Kugelstrahler*, der fachsprachlich auch als *isotroper Strahler* bezeichnet wird.
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Beim isotropen Strahler handelt es sich um eine Antenne, die nur in der Theorie existiert. Sie ist unendlich klein - kleiner als ein Stecknadelkopf. Die Funkwellen werden von dieser theoretisch in alle Richtungen mit gleicher Stärke abgestrahlt. Der isotrope Strahler hat also keine Hauptstrahlrichtung.
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[picture:751:n_Kugelstrahler:Isotroper Strahler in der Mitte einer Kugel, der an allen Stellen der Kugeloberfläche die gleiche Strahlungsleistung erzeugt]
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Wird die Strahlungsleistung auf den isotropen Strahler bezogen angegeben, dann spricht man von der "äquivalenten isotropen Strahlungsleistung". Dies wird nach dem englischen Begriff "equivalent isotropic radiated power" mit EIRP abgekürzt.
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Die Berechnung erfolgt bei EIRP vom Prinzip her genauso wie bei ERP: Hat eine Antennen einen Gewinnfaktor von $\num{3}$ bezogen auf den isotropen Strahler, dann strahlt diese Antenne in Hauptstrahlrichtung dreimal so stark wie ein isotroper Strahler in jede beliebige Richtung. Gibt man $\qty{5}{\watt}$ Sendeleistung in eine Antenne mit einem Gewinnfaktor von $\num{3}$ gegenüber dem isotropen Strahler ein, dann hat diese eine Strahlungsleistung von $\qty{15}{\watt}$ EIRP.
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Ein Halbwellendipol hat übrigens einen Gewinnfaktor von $\num{1,64}$ gegenüber dem isotropen Strahler. Mit diesem Wert kann man auch zwischen dem Gewinnfaktor bezogen auf den Halbwellendipol und dem Gewinnfaktor bezogen auf den isotropen Strahler umrechnen. Hat eine Antenne einen Gewinnfaktor von $\num{2}$ gegenüber dem Halbwellendipol, hat sie einen Gewinnfaktor von $2 \cdot 1,64 = 3,28$ gegenüber dem Kugelstrahler.
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[question:NG402]
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In der Klasse N haben wir bereits den isotropen Strahler (vgl. Abbildung [ref:e_Kugelstrahler]) kennengelernt. Der isotrope Strahler ist keine reale Antenne, er ist ein physikalisches Modell für einen Strahler, der die Energie in alle Richtungen des Raumes gleichmäßig abstrahlt.
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Die äquivalente isotrope Strahlungsleistung (EIRP) einer realen Antenne bezieht sich auf den isotropen Strahler. Mit anderen Worten, die Strahlungsleistung einer realen Antenne wird mit der Strahlungsleistung des isotropen Strahlers verglichen. Für die abgestrahlte Leistung ist nur die Energie relevant, die tatsächlich an der Antenne ankommt. Durch Kabeldämpfung etc. kann die Leistung des Senders in der realen Welt nicht vollständig der Antenne zugeführt werden. Diese verlorene Leistung darf nicht in die Berechnung der Stahlungsleistung eingehen. Der Antennengewinn in der Vorzugsrichtung ist natürlich Teil der Rechnung. In Formeln bedeutet das:
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$P_\mathrm{EIRP} = (P_\mathrm{Sender} - P_\mathrm{Verluste}) \cdot G_\mathrm{Antenne}$
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Wobei $G_\mathrm{Antenne}$ hier den Antennengewinn darstellt. EIRP also ist das Produkt aus der Leistung, die unmittelbar der Antenne zugeführt wird, und ihrem Gewinn in einer Richtung, bezogen auf den isotropen Strahler.
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[picture:751:e_Kugelstrahler:Isotroper Strahler in der Mitte einer Kugel, der an allen Stellen der Kugeloberfläche die gleiche Strahlungsleistung erzeugt]
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Vor der Prüfung sollte man sich gut mit seinem Taschenrechner vertraut machen. Die Berechnungen und die Formeln bei den verschiedenen Fragen sollten immer wieder geübt werden, damit man das Gerät und die Rechenschritte in der Prüfung sicher beherrscht.
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[question:EG501]
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Bei der nächsten Frage ist unbedingt auf die Rechenzeichen zu achten. Die Verluste werden von der Sendeleistung *subtrahiert* und danach mit dem Gewinnfaktor ($G_\mathrm{Antenne}$) *multipliziert*. Da die EIRP berechnet werden soll, muss der Bezug auf den isotropen Strahler erfolgen.
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[question:EG502]
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Im Kapitel zu Dezibel haben wir gelernt, dass es sinnvoll ist, mit dB-Werten zu rechnen, da sich viele Berechnungen dadurch deutlich vereinfachen. Verstärkungen und Dämpfungen lassen sich in Dezibel einfach addieren beziehungsweise subtrahieren. Abbildung [ref:e_verstaerkung_daempfung] zeigt eine Funkanlage mit mehreren Verstärkungs- und Dämpfungsgliedern. Die Gesamtverstärkung dieser Anlage ergibt sich durch Addition der einzelnen Beiträge zu $\qty{-2}{\dB} + \qty{6}{\dB} - \qty{3}{\dB} + \qty{2}{\dB} = \qty{3}{\dB}$, was einem Leistungsfaktor von $\num{2}$ entspricht.
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[picture:439:e_verstaerkung_daempfung:Verstärkungen und Dämpfungen in einer Funkanlage]
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Die folgenden Fragen erfordern die Berechnung der EIRP. Hierfür kann entweder direkt eine Formel verwendet werden, oder die Aufgaben lassen sich – mit etwas Übung – vollständig im Kopf lösen. Im Folgenden möchten wir daher meist beide Vorgehensweisen aufzeigen.
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Die Formel zur Berechnung der EIRP ergibt sich aus der Formelsammlung und lautet:
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$P_\mathrm{EIRP} = P_\mathrm{Sender} \cdot 10^{\frac{g_i-a}{\qty{10}{\dB}}}$
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Man erhält die Formel für $P_\mathrm{EIRP}$, indem man die Gewinnformel aus der Formelsammlung entsprechend umstellt:
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$g = 10 \cdot \log_{10}\left(\frac{P_2}{P_1}\right) \unit{\dB}$
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Da zusätzlich eine Dämpfung $a$ berücksichtigt werden muss, wird diese vom Antennengewinn abgezogen. Für $P_1$ setzen wir die Senderleistung $P_\mathrm{Sender}$ ein, da sie die Eingangsleistung darstellt, und für $P_2$ entsprechend $P_\mathrm{EIRP}$, da dies die resultierende Ausgangsleistung ist.
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$g-a = 10 \cdot \log_{10}\left(\frac{P_\mathrm{EIRP}}{P_\mathrm{Sender}}\right) \unit{\dB} \quad\quad\quad | : \qty{10}{\dB}$
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Wir teilen auf beiden Seiten durch $\qty{10}{\dB}$:
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$\frac{g-a}{\qty{10}{\dB}} = \log_{10}\left(\frac{P_\mathrm{EIRP}}{P_\mathrm{Sender}}\right) \quad\quad\quad | 10^x$
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Danach wenden wir auf beiden Seiten $10^x$ an um den Logarithmus aufzulösen:
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$10^{\frac{g-a}{\qty{10}{\dB}}} = \frac{P_\mathrm{EIRP}}{P_\mathrm{Sender}} \quad\quad\quad | \cdot P_\mathrm{Sender}$
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Durch Multiplikation von $P_\mathrm{Sender}$ ergibt sich die benötigte Formel:
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$P_\mathrm{EIRP} = P_\mathrm{Sender} \cdot 10^{\frac{g_i-a}{\qty{10}{\dB}}}$
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</indepth>
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Dabei ist $g_i$ der Antennengewinn bezogen auf den isotropen Strahler, während $a$ die Dämpfung durch Kabel und Anpassgeräte beschreibt.
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[question:EG503]
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Der erste Rechenweg nutzt die oben angesprochene Formel. Da es keine Leistungsverluste gibt ist die Dämpfung $a=0$ und die Formel vereinfacht sich zu:
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$P_\mathrm{EIRP} = P_\mathrm{Sender} \cdot 10^{\frac{g_i-a}{\qty{10}{\dB}}}= \qty{250}{\milli\watt} \cdot 10^{\frac{\qty{26}{\dBi}}{\qty{10}{\dB}}}= \qty{250}{\milli\watt} \cdot 398 \approx \qty{100}{\watt}$
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Der zweite mögliche Rechenweg nutzt die Tatsache, dass man dB-Werte "zerlegen" kann. In der Frage beträgt der Antennengewinn $g = \qty{26}{\dBi}$. In der Formelsammlung findet sich in Tabelle [ref:e_dezibel_leistungsfaktoren] eine Übersicht über Leistungsfaktoren für wichtige dB-Werte. Für $\qty{26}{\dB}$ gibt es dort keinen direkten Eintrag. Da sich Pegel in Dezibel jedoch addieren lassen, kann man den Wert sinnvoll aufteilen:
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$\qty{26}{\dBi} = \qty{20}{\dBi} + \qty{6}{\dB}$
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| c:dB | c:≈ Leistungsfaktor |
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| $\num{0}$ | $\num{1}$ |
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| $\num{1,5}$ | $\sqrt{2} = 1,41$ |
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| $\num{2,15}$ | $\num{1,64}$ |
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| $\num{3}$ | $\num{2}$ |
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| $\num{5}$ | $\sqrt{10} = 3,16$ |
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| $\num{6}$ | $\num{4}$ |
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| $\num{10}$ | $\num{10}$ |
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| $\num{20}$ | $\num{100}$ |
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[table:e_dezibel_leistungsfaktoren:Wichtige Leistungsfaktoren in dB]
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Für $\qty{20}{\dB}$ ist in der Tabelle ein Leistungsfaktor von $\num{100}$ angegeben, für $\qty{6}{\dB}$ ein Faktor von $\num{4}$. Damit lässt sich die äquivalente isotrope Strahlungsleistung sehr einfach berechnen:
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$P_\mathrm{EIRP} = \qty{250}{\milli\watt} \cdot 100 \cdot 4 = \qty{100}{\watt}$
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Die richtige Antwort ist also $\qty{100}{\watt}$ EIRP.
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Bei der nächsten Frage können wir genauso vorgehen wie bei der vorhergehenden Frage.
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[question:EG504]
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Für viele Funkamateure ist es schwierig den notwendigen Sicherheitsabstand bei einer Sendeleistung von z.B. $\qty{100}{\watt}$ einzuhalten. Der QRP-Betrieb ist in diesen Fällen eine Lösung. Bleibt man mit der Strahlungsleistung unter der $\qty{10}{\watt}$-EIRP-Grenze, kann die Anzeige einer ortsfesten Amateurfunkanlage nach § 9 BEMFV entfallen. Auch bei einem nicht-QRP-Gerät kann man die Ausgangsleistung auf einen bestimmten Wert reduzieren, wie in Abbildung [ref:e_ausgangsleistung_ic] dargestellt.
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[photo:229:e_ausgangsleistung_ic:Bei vielen Transeiver lässt sich die Ausgangsleistung stufenlos, oder wie hier beim IC-705 in kleinen Schritten einstellen.]
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[question:EG511]
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Die in dieser Frage angegebene Vertikalantenne hat einen Gewinn von $g=\qty{5,15}{\dBi}$, die Kabelverluste werden vernachlässigt d.h. $a = 0$. Hätte die Antenne keinen Gewinn ($\qty{0}{\dBi}$) müsste die Sendeleistung einfach auf maximal $\qty{10}{\watt}$ beschränkt werden. Die Strahlungsleistung wäre dann nur $\qty{10}{\watt}$ EIRP. Da aber ein Antennengewinn von $\qty{5,15}{\dBi}$ vorhanden ist, muss die Sendeleistung entsprechend abgesenkt werden. Die Sendeleistung muss mindesten $\qty{5,15}{\dB}$ geringer als $\qty{10}{\watt}$ sein.
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Auch hier gibt es wieder zwei mögliche Rechenwege. Beginnen wir mit dem Weg über die bekannte Formel. In dieser Aufgabe ist jedoch nicht die Strahlungsleistung $P_\mathrm{EIRP}$ gesucht, sondern die Sendeleistung $P_\mathrm{Sender}$. Daher müssen wir die Formel entsprechend umstellen:
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$P_\mathrm{EIRP} = P_\mathrm{Sender} \cdot 10^{\frac{g_i-a}{\qty{10}{\dB}}} \quad\quad\quad | : 10^{\frac{g_i-a}{\qty{10}{\dB}}}$
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So ergibt sich:
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$ P_\mathrm{Sender} = \frac{P_\mathrm{EIRP}}{10^{\frac{g_i-a}{\qty{10}{\dB}}}} $
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Wir setzen die Werte ein:
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$ P_\mathrm{Sender} = \frac{\qty{10}{\watt}}{10^{\frac{\qty{5,15}{\dBi}}{\qty{10}{\dB}}}} = \frac{\qty{10}{\watt}}{3,27} \approx \qty{3,05}{\watt} $
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Die Berechnung mit dem Taschenrechner ergibt $\qty{3,05}{\watt}$. Mit einer Begrenzung auf $\qty{3}{\watt}$ hält man den Grenzwert von kleiner $\qty{10}{\watt}$ EIRP ein.
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Der zweite Rechenweg geht wieder über die Zerlegung der dB-Werte. Schaut man sich den Wert $g=\qty{5,15}{\dBi}$ an so erkennt man, dass man diesen Wert in
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$\qty{5,15}{\dBi} = \qty{3}{\dBi} + \qty{2,15}{\dB}$
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zerlegen kann. In der Tabelle [ref:e_dezibel_leistungsfaktoren] findet man den Faktor für $\qty{2,15}{\dB}$ als $\num{1,64}$. Somit ergibt sich für die maximale Sendeleistung:
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$P_\mathrm{Sender} = \frac{\qty{10}{\watt}}{2\cdot 1,64} = \frac{\qty{10}{\watt}}{3,28} \approx \qty{3}{\watt}$
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Wie zu erwarten kommen wir hier zum gleichen Ergebnis. Mit $\qty{3}{\watt}$ ist man auf der sicheren Seite.
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Die nächste Frage könnte man wieder mit der Formelsammlung lösen, in dem man für $a=\qty{1}{\dB}$ einsetzt, aber es geht ganz einfach im Kopf.
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[question:EG505]
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Wie ganz am Anfang des Abschnitts beschrieben, wird für die Strahlungsleistung EIRP der Antennengewinn ($\qty{11}{\dBi}$) und die Leistung berücksichtigt, die tatsächlich an der Antenne ankommt. Die Sendeleistung wird durch das Kabel um $\qty{1}{\dB}$ gedämpft, das gesamte Antennensystem hat real einen Gewinn von $\qty{10}{\dBi}$. In unserer Tabelle [ref:e_dezibel_leistungsfaktoren] in der Formelsammlung wird für $\qty{10}{\dB}$ der Faktor $\num{10}$ angegeben. Aus der Sendeleistung von $\qty{100}{\watt}$ wird eine Strahlungsleistung von $\qty{1000}{\watt}$.
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Für die nächste Frage muss man darauf achten, dass eine Dipol-Antenne verwendet wird. Auch sie kann ganz einfach im Kopf gerechnet werden.
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[question:EG506]
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Der Gewinn einer Dipol-Antenne gegenüber dem Kugelstrahler beträgt $\qty{2,15}{\dB}$. Dies entspricht dem Faktor von $\num{1,64}$. Dies steht auch in der Formelsammlung:
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$P_\mathrm{EIRP} = P_\mathrm{ERP} + \qty{2,15}{\dB}$
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bzw. als Faktor:
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$P_\mathrm{EIRP} = P_\mathrm{ERP} \cdot 1,64$
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Wobei $P_\mathrm{ERP}$ die Strahlungsleistung bezogen auf den Dipol darstellt.
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Der Gewinn des Dipols beträgt $\qty{2,15}{\dBi}$, das entspricht hier exakt der Kabeldämpfung in der Frage. Beiden gleichen sich damit aus. Die Dipolantenne strahlt $\qty{75}{\watt}$ EIRP ab.
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In der nächsten Frage ist auch wieder ein Dipol als Antenne vorgegeben.
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[question:EG507]
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Gesucht ist die äquivalente isotrope Strahlungsleistung $P_\mathrm{EIRP}$. Zunächst muss die Kabeldämpfung berücksichtigt werden. Eine Dämpfung von $\qty{10}{\dB}$ entspricht einem Leistungsverhältnis von $\num{0,1}$. Mit diesem Dämpfungsfaktor sowie dem Antennengewinnfaktor des Dipols von $\num{1,64}$ lässt sich die Strahlungsleistung anschließend berechnen.
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$P_\mathrm{EIRP} = \qty{100}{\watt} \cdot 0,1 \cdot 1,64 = \qty{16,4}{\watt}$
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Für die nächste Frage findet sich in der Formelsammlung auch direkt eine anwendbare Formel. Da wir eine Richtantenne haben deren Gewinn auf den Dipol angegeben ist (ERP) muss für die Berechnung von $P_\mathrm{EIRP}$ noch $\qty{2,15}{\dB}$ addiert werden:
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$P_\mathrm{EIRP} = P_\mathrm{Sender} \cdot 10^{\frac{g_d-a+\qty{2,15}{\dB}}{\qty{10}{\dB}}}$
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[question:EG508]
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Durch Einsetzen in die Formel kann man die Frage schnell lösen. Es geht aber auch hier im Kopf. Rechnen wir den Gesamtgewinn des Systems aus und zerlegen das wieder entsprechend:
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$\qty{-2}{\dB} + \qty{5}{\dB} + \qty{2,15}{\dB} = \qty{3}{\dB} + \qty{2,15}{\dB}$
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Nun können wir die Faktoren wieder aus der Tabelle ablesen:
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$P_\mathrm{EIRP} = \qty{5}{\watt} \cdot 2 \cdot 1,64 = \qty{16,4}{\watt}$
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Auch die nächste Frage kann genauso gelöst werden. Man muss nur darauf achten, dass der Gewinn bezogen auf den Dipol gegeben ist.
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[question:EG509]
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Wir rechnen wieder den Gesamtgewinn aus und zerlegen:
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$\qty{-1}{\dB} + \qty{11}{\dB} + \qty{2,15}{\dB} = \qty{10}{\dB} + \qty{2,15}{\dB}$
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Nun können wir die Faktoren wieder aus der Tabelle ablesen:
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$P_\mathrm{EIRP} = \qty{0,6}{\watt} \cdot 10 \cdot 1,64 = \qty{9,8}{\watt}$
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In der nächsten Frage ist eine Antenne mit einem Gewinn von $\qty{0}{\dB}$ auf den Dipol bezogen angegeben. Das bedeutet nichts anderes als, dass es sich bei dieser Antenne um einen Dipol handelt.
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[question:EG510]
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Hier kann wieder die Formel aus der Formelsammlung verwendet werden:
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$P_\mathrm{EIRP} = P_\mathrm{Sender} \cdot 10^{\frac{g_d-a+\qty{2,15}{\dB}}{\qty{10}{\dB}}} = \qty{8,5}{\watt} \cdot 10^{\frac{\qty{0}{\dB}-\qty{1,5}{\dB}+\qty{2,15}{\dB}}{\qty{10}{\dB}}} = \qty{9,9}{\watt}$
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Im Kopf kann man es auch überschlagen: Rechnet man wieder den Gesamtgewinn des Systems aus, so beträgt dieser nur $\qty{0,65}{\dB}$, also nicht einmal $\qty{1}{\dB}$. $\qty{1}{\dB}$ entspricht, laut unserer Tabelle [ref:e_dezibel_leistungsfaktoren], einem Faktor von $\num{1,26}$. Der Zielwert muss also zwischen $\qty{8,5}{\watt}$ und $\qty{10,71}{\watt}$ liegen. Nur die $\qty{9,9}{\watt}$ kommen also in Frage.
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@@ -1,11 +1,9 @@
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Eine Sonderform der digitalen Modulation stellt das Audio Frequency Shift Keying (AFSK) dar. Im Gegensatz zu ASK steht hier das "A" nicht für Amplitude, sondern für Audio, also für hörbare Frequenzen (Niederfrequenz): Es wird eine Frequenzumtastung (FSK) im Bereich deutlich unter $\qty{20}{\kilo\hertz}$ durchgeführt. Oftmals wird der Bereich von ca. $\qty{300}{\hertz}$ bis $\qty{2700}{\hertz}$ genutzt.
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En specialform av digital modulation är Audio Frequency Shift Keying (AFSK). Till skillnad från ASK står ”A” här inte för amplitud utan för audio, alltså hörbara frekvenser (lågfrekvens): En frekvensskiftning (FSK) genomförs inom ett område klart under $\qty{20}{\kilo\hertz}$. Ofta används området från ca $\qty{300}{\hertz}$ till $\qty{2700}{\hertz}$.
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Ein so erzeugtes AFSK-Signal kann genauso wie menschliche Sprache übertragen werden, sei es per Telefon oder per Sprechfunkgerät. Für eine Aussendung per Funk muss eine weitere Modulation stattfinden, beispielsweise per FM, AM oder SSB. Wird SSB eingesetzt, so ist das Signal auf dem Band nicht mehr von einem FSK-Signal zu unterscheiden.
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En AFSK-signal som skapas så kan överföras på samma sätt som mänskligt tal, vare sig via telefon eller via en talradio. För en utsändning via radio måste ytterligare en modulation ske, till exempel med FM, AM eller SSB. Används SSB går signalen på bandet inte längre att skilja från en FSK-signal.
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<indepth>
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*APRS* (Automatic Packet Reporting System) ist ein digitales Verfahren im Amateurfunk, mit dem Positions-, Status- und Kurznachrichten von Funkamateuren automatisch per Funk übertragen, weitergeleitet und häufig auch über das Internet dargestellt werden, vgl. [APRS.fi](https://50ohm.de/aprs). Auf $\qty{144,800}{\mega\hertz}$ nutzen Funkamateure AFSK mit FM-Funkgeräten für APRS-Aussendungen, die von Digipeatern weitergeleitet werden.
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*APRS* (Automatic Packet Reporting System) är en digital metod inom amatörradio där positions-, status- och korta meddelanden från radioamatörer automatiskt överförs, vidarebefordras via radio och ofta även visas via internet, jfr [APRS.fi](https://aprs.fi). På $\qty{144,800}{\mega\hertz}$ använder radioamatörer AFSK med FM-radioapparater för APRS-utsändningar som vidarebefordras av digipeatrar.
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</indepth>
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AFSK erreicht meist nur geringe Datenübertragungsraten. Es können also nur wenige Daten pro Zeit übertragen werden. Dafür funktioniert es mit fast jedem Funkgerät. Mikrofon- und Lautsprecheranschluss genügen. Bei APRS auf $\qty{144,800}{\mega\hertz}$ verwendet man beispielsweise eine Datenübertragungsrate von $\qty{1200}{\bit\per\second}$.
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[question:EE408]
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AFSK når oftast bara låga dataöverföringshastigheter. Det går alltså bara att överföra små datamängder per tidsenhet. Däremot fungerar det med nästan alla radioapparater. Mikrofon- och högtalaranslutning räcker. Vid APRS på $\qty{144,800}{\mega\hertz}$ används till exempel en dataöverföringshastighet på $\qty{1200}{\bit\per\second}$.
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@@ -1,16 +1,13 @@
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Die Automatische Verstärkungsregelung *(Automatic-Gain-Control, kurz AGC)* sorgt in Empfängern dafür, dass das NF-Ausgangssignal (Empfangslautstärke) auch bei schwankendem HF-Eingangssignal am Empfänger (z.B. wegen Fading) nahezu konstant bleibt und Lautstärke-Schwankungen verringert werden. Hierbei wird der Empfangspegel am Ausgang des Empfängerzweigs erfasst und die HF-Verstärkung entsprechend geregelt, so dass die Empfangslautstärke nach der Demodulation hierdurch beeinflusst werden kann. Hierbei ist die AGC nicht zu verwechseln mit der ALC (Automatic-Level-Control), welche sich im Sendezweig befindet.
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Den automatiska förstärkningsregleringen *(Automatic Gain Control, förkortat AGC)* ser till att mottagarens LF-utsignal (lyssnarvolymen) hålls nästan konstant även när HF-ingångssignalen varierar (t.ex. på grund av fädning), så att volymvariationerna minskar. Mottagningsnivån registreras i slutet av mottagargrenen och HF-förstärkningen regleras i motsvarande mån, så att lyssnarvolymen efter demodulationen påverkas. AGC ska inte förväxlas med ALC (Automatic Level Control), som sitter i sändargrenen.
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[picture:1055:e_agc:AGC im Überlagerungsempfänger]
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[picture:1055:e_agc:AGC i en superheterodynmottagare]
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Die AGC kann, je nach Empfängerausstattung, bzgl. Ihres Ansprechverhaltens (Ansprechzeit, Abfallzeit) angepasst werden. Übliche Bezeichnungen hierfür sind AGC Slow, AGC Normal, AGC Fast, welche das zeitliche Ansprechverhalten skizzieren. Die Einstellung AGC-Slow oder Normal ist hierbei normalerweise für SSB-Betrieb sinnvoll. Bei Betrieb in Telegrafie (CW) ist normalerweise die Einstellung AGC-Fast oder Normal sinnvoll, damit hierbei starke Signale nicht schwache Signale überdecken können und die Regelung schnell nachführt. Für digitale Übertragungsverfahren kann es ggf. sinnvoll sein die AGC zu deaktivieren.
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[question:EF211]
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[question:EF212]
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Beroende på mottagarens utrustning kan AGC:ns reaktionsbeteende (attack- och återgångstid) ställas in. Vanliga beteckningar är AGC Slow, AGC Normal och AGC Fast, som anger det tidsmässiga beteendet. Inställningen AGC Slow eller Normal är normalt lämplig för SSB. Vid telegrafi (CW) är AGC Fast eller Normal normalt lämplig, så att starka signaler inte överröstar svaga och regleringen följer snabbt. För digitala överföringsmetoder kan det vara lämpligt att stänga av AGC.
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<tip>
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Die AGC kann bei manchen Empfängern auch komplett deaktiviert werden. Dann ist eine Steuerung der HF-Verstärkung z.B. manuell durch Veränderung des RF-Gain-Reglers möglich. Dies ist jedoch nur für besondere Anwendungen (z.b. Übersteuerung des HF-Eingangsteils aufgrund von starken Signalen) sinnvoll, sowie ggf. für digitale Übertragungsverfahren.
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</tip>
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Hos vissa mottagare kan AGC stängas av helt. Då kan HF-förstärkningen styras manuellt, till exempel med RF-gain-ratten. Det är dock bara meningsfullt för särskilda tillämpningar (t.ex. när HF-ingången överstyrs av starka signaler) och eventuellt för digitala överföringsmetoder.
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</tip>
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@@ -1,23 +1,19 @@
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In der Klasse E haben wir die AGC (Automatic Gain Control) bereites kennen gelernt. Bei starken Eingangssignalen wird durch die AGC die Verstärkung von Verstärkerstufen im Empfängerzweig reduziert und bei schwachen Eingangssignalen entsprechend erhöht. Hierdurch wird die Amplitude des demodulierten Signals und damit die Lautstärke des NF-Signals konstant gehalten.
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Du har tidigare lärt dig vad AGC (Automatic Gain Control) är. Vid starka ingångssignaler minskar AGC förstärkningen i förstärkarstegen i mottagargrenen, och vid svaga ingångssignaler ökar den förstärkningen i motsvarande mån. Därigenom hålls den demodulerade signalens amplitud, och därmed LF-signalens volym, konstant.
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Ohne eine AGC würden starke Signale die NF übersteuern und schwache Signale nur sehr leise in der NF hörbar sein. Die NF-Lautstärke müsste immer von Hand nachgeregelt werden. Die AGC gleicht somit die Dynamik des Empfangssignals aus und passt die Empfindlichkeit des Empfängerzweiges in Abhängigkeit der HF-Eingangssignale dynamisch an.
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[question:AF224]
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Utan AGC skulle starka signaler överstyra LF-delen och svaga signaler bara höras mycket svagt. LF-volymen skulle hela tiden behöva justeras för hand. AGC jämnar alltså ut mottagningssignalens dynamik och anpassar mottagargrenens känslighet dynamiskt efter HF-ingångssignalerna.
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[picture:1055:e_agc:AGC im Überlagerungsempfänger]
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[picture:1055:e_agc:AGC i en superheterodynmottagare]
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Damit die AGC die Verstärkung automatisch an die Stärke des Empfangssignals anpassen kann, benötigt sie eine Information über dessen Amplitude. Dazu kann ein Teil des ZF-Signals gleichgerichtet und anschließend geglättet werden, wie in Abbildung [ref:e_agc_regelspannung] gezeigt.
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För att AGC automatiskt ska kunna anpassa förstärkningen efter mottagningssignalens styrka behöver den information om signalens amplitud. För det kan en del av FI-signalen likriktas och sedan utjämnas, som visas i figur [ref:e_agc_regelspannung].
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Die Diode richtet das hochfrequente ZF-Signal gleich. Ein nachgeschaltetes RC-Glied unterdrückt die schnellen Wechselanteile, sodass eine Gleichspannung entsteht, deren Höhe von der Amplitude des ZF-Signals abhängt. Je stärker das empfangene Signal ist, desto größer ist auch der Betrag dieser Spannung.
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Dioden likriktar den högfrekventa FI-signalen. En efterföljande RC-länk undertrycker de snabba växelkomponenterna, så att en likspänning uppstår vars storlek beror på FI-signalens amplitud. Ju starkare den mottagna signalen är, desto större är spänningens värde.
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Diese *Regelspannung* wird zu den regelbaren HF- oder ZF-Verstärkerstufen zurückgeführt und dort zur Steuerung ihrer Verstärkung verwendet. Auf diese Weise entsteht ein geschlossener Regelkreis: Ein stärkeres Empfangssignal führt zu einer stärkeren Regelwirkung und damit zu einer geringeren Verstärkung.
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Denna *regelspänning* förs tillbaka till de reglerbara HF- eller FI-förstärkarstegen och styr där deras förstärkning. På så sätt bildas en sluten reglerslinga: en starkare mottagningssignal ger en starkare regleringseffekt och därmed lägre förstärkning.
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[picture:142:e_agc_regelspannung:AGC-Regelspannung]
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[picture:142:e_agc_regelspannung:AGC-regelspänning]
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[question:AD503]
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@@ -1,78 +0,0 @@
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Neben den bekannten Bleiakkus (Pb) und Nickel-Metallhydrid-Akkus (NiMH) setzen wir in der Funktechnik, z. B. beim Portabelbetrieb, zunehmend auf Lithium-Eisen-Phosphat-Akkus (LiFePO4). Schauen wir uns dazu zunächst einen Akku und seine Aufschriften in Abbildung [ref:a_akku_lifepo4] an.
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[photo:175:a_akku_lifepo4:LiFePO4]
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* Kapazität: $\qty{4200}{\milli\ampere\hour}$
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* Spannung: 4S1P / $\qty{13,2}{\volt}$
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% * Entladung: 30C Constant / 40C Burst
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% * Balance Stecker: JST-XH
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% * Entlastung Stecker: $\qty{5.5}{\milli\meter}$ Kugel-Stecker
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Die für uns wichtigsten Kenndaten sind die Nennspannung $\qty{13,2}{\volt}$ und die Verschaltung 4S1P. Das bedeutet, dass sich die Nennspannung von $\qty{13,2}{\volt}$ aus 4 in Serie bzw. Reihe und 1 mal parallel, also alle 4 in Serie geschalten sind. Üblicherweise besitzen LiFePO4 eine Zellnennspannung von $\qty{3,2}{\volt}$ bis $\qty{3,3}{\volt}$. Und somit ergibt sich $\qty{3,3}{\volt} \cdot 4 = \qty{13,2 }{\volt} \cdot 1 = \qty{13,2}{\volt}$.
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Bei einem 4S2P sind insgesamt 8 Zellen verbaut. 4 in Serie und das 2 mal parallel. Dies würde dann eine Spannung von $\qty{13,2}{\volt}$ aber eine Kapazität von $\qty{8400}{\milli\ampere\hour}$ ergeben.
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Bei dem Beispiel-Akku sind $\qty{4200}{\milli\ampere\hour}$ als Nennkapazität angegeben. Die Akku-Nennkapazität $Q$ wird auch als Ladung bezeichnet und in $\unit{\ampere\hour}$ oder $\unit{\milli\ampere\hour}$ angegeben.
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Für unseren Beispiel-Akku entspricht dies $\qty{4,2}{\ampere\hour}$. Das würde theoretisch bedeuten, wir können unseren Akku $\qty{1}{\hour}$ lang mit $\qty{4,2}{\ampere}$ oder $\qty{2}{\hour}$ lang mit $\qty{2,1}{\ampere}$ usw. belasten.Beschrieben wird dies mit der Formel:
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$t=\frac{Q}{I}$
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$t=\frac{\qty{4,2}{\ampere\hour}}{\qty{4,2}{\ampere}} = \qty{1}{\hour}$
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[question:AB210]
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Nun wollen wir aber auch wissen, wie viel elektrische Energie in dem Akku gespeichert ist. Energie ($\unit{\watt\hour}$) ist die Ladung $Q$ ($\unit{\ampere\hour}$) des Akkus multipliziert mit der Gesamtspannung $U$ in Volt.
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$\qty{1}{\watt\hour} = \qty{1}{\ampere\hour} \cdot \qty{1}{\volt}$
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Für unser Beispiel berechnen wir $\qty{4,2}{\ampere\hour} \cdot \qty{13,2}{\volt} = \qty{55,44}{\watt\hour}$ als gespeicherte Energie.
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[question:AB501]
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%Die Entladung dieses Akkus kann mit einem konstanten Entladestrom von "30 C" erfolgen. Das bedeutet, dass der Akku mit 30 $\cdot$ Kapazität $Q$ entladen werden kann.
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%
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%Endladestrom: $I = 30 \cdot \qty{4200}{\milli\ampere} = \qty{126}{\ampere}$
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%Das ist allerdings nur ein theoretisch möglicher Wert, da unser Akku somit innerhalb von $\qty{108}{\second}$ entladen wäre. Auch der Kabelquerschnitt ist dabei zu berücksichtigen.
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Bei Reihen- bzw. Serienschaltung von Akkus, wie in Abbildung [ref:a_akku_4S1P] addieren sich die Spannungen und die Kapazität bleibt gleich.
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Bei der Parallelschaltung wie in Abbildung [ref:a_akku_4S2P] bleibt die Spannung gleich und die Kapazitäten addieren sich.
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% TODO Bild Reihenschaltung liegt bei DG1HXJ als .tex
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[photo:176:a_akku_4S1P:Reihenschaltung]
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% TODO Bild Parallelschaltung liegt bei DG1HXJ als .tex
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[photo:177:a_akku_4S2P:Parallelschaltung]
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<attention>
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Beachte bei dem Einsatz von einem LiFePO4 als 4S1P verschalten, dass Spannungen zwischen $\qty{10}{\volt}$ bis $\qty{14,4}{\volt}$ anliegen können. Nicht jedes Funkgerät kann mit diesen Spannungen arbeiten. Wichtig ist auch, dass wir nur Zellen/ Akkus mit gleichen Daten zusammenschalten, da sich die Zellen gegenseitig beeinflussen und sonst beschädigt werden können. Insbesondere bei den aktuellen Lithium-Akkumulatoren ist es sinnvoll eine Überwachungseinrichtung (Balancer, Batteriemonitor) zu verbauen. Dieser sorgt u.a. für den notwendigen Ausgleich der Zellspannungen und für eine optimale Ladung.
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</attention>
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% In der Abb. [ref:a_akku_lifepo4_anschluss]
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% TODO Bild Infobox Anschluss Akku liegt bei DG1HXJ als .tex
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%[photo:178:a_akku_lifepo4_anschluss:LiFePO4 Anschlüsse]
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Um die folgende Frage zu lösen, muss man wissen, dass die Gesamtspannung der Summe der Zellenspannungen entspricht. Die Gesamtladung entspricht hingegen der Ladung einer Zelle.
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[question:AB209]
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Für die nächste Frage muss zuerst die entnehmbare Ladungsmenge von $\qty{90}{\percent}$ ermittelt werden.
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Die Entladezeit $t$ ergibt sich aus: $t=\frac{Q}{I}$
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[question:AB211]
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+10
-11
@@ -1,29 +1,28 @@
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Die *Automatic-Level-Control (ALC)* regelt die Aussteuerung der Senderendstufe des Funkgerätes und reduziert bei deren Übersteuerung die Amplitude des Signals im Sendezweig. Hierbei ist die ALC nicht zu verwechseln mit der AGC (Automatic-Gain-Control), welche sich im Empfängerzweig befindet (siehe Abbildung [ref:e_alc]).
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*Automatic Level Control (ALC)* reglerar utstyrningen av radions sändarslutsteg och minskar signalens amplitud i sändargrenen vid överstyrning. ALC ska inte förväxlas med AGC (Automatic Gain Control), som finns i mottagargrenen (se figur [ref:e_alc]).
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[picture:914:e_alc:Automatic-Level-Control in einem Sender]
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[picture:914:e_alc:Automatic Level Control i en sändare]
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Die ALC erfasst die Ausgangsleistung der Senderendstufe und vergleicht diese mit einem vorgegebenen maximalen Wert. Bei Überschreiten dieses Grenzwertes gibt die ALC eine entsprechende Regelspannung an die vorgelagerte HF-Verstärkerstufe im Sendezweig und reduziert damit die Amplitude des Sendesignals.
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ALC registrerar sändarslutstegets uteffekt och jämför den med ett förinställt maxvärde. När gränsvärdet överskrids ger ALC en motsvarande reglerspänning till det föregående HF-förstärkarsteget i sändargrenen och minskar därmed sändsignalens amplitud.
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Solange die ALC-Anzeige nicht anspricht, kann davon ausgegangen werden, dass die Regelung nicht eingreift und der Sender nicht durch ein zu starkes NF-Signal übersteuert wird. Sobald die ALC Anzeige reagiert, kann davon ausgegangen werden, dass die Regelung, zumindest teilweise, aktiv wird.
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Så länge ALC-visningen inte slår ut kan man utgå från att regleringen inte ingriper och att sändaren inte överstyrs av en för stark LF-signal. Så snart ALC-visningen reagerar kan man utgå från att regleringen, åtminstone delvis, är aktiv.
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Bei SSB-Aussendungen ist ein geringfügiges Ansprechen der ALC durchaus erwünscht, da hierdurch Lautstärkeschwankungen der Stimme ausgeglichen werden und eine optimale Nutzung der verfügbaren Sendeleistung stattfindet. Viele Transceiver besitzen eine entsprechende ALC-Anzeige, auf der meist ersichtlich ist, bis zu welchem Grad die ALC reagieren kann (grüner Bereich) und ab welchem Bereich eine zu starke Aussteuerung stattfindet, die die ALC nicht mehr verzerrungsfrei kompensieren kann (roter Bereich).
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Vid SSB-sändning är ett litet utslag på ALC fullt önskvärt, eftersom det jämnar ut volymvariationer i rösten och ger en optimal användning av tillgänglig sändareffekt. Många transceivrar har en ALC-mätare där man oftast kan se upp till vilken grad ALC kan reagera (grönt område) och från vilket område utstyrningen blir för stor så att ALC inte längre kan kompensera utan distorsion (rött område).
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[picture:915:e_alc_trx:ALC im Display eines Funkgeräts]
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[picture:915:e_alc_trx:ALC i displayen på en radio]
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Praktisch kann man den optimalen Punkt, an dem die ALC grade noch nicht aussteuert durch langsames Erhöhen der NF-Aussteuerung bis zu dem Punkt, an dem die ALC anspricht finden. Im Anschluss dreht man die NF-Aussteuerung wieder etwas zurück, so dass die ALC grade nicht mehr anspricht und die Sendeleistungs-Anzeige noch die gewünschte Ausgangsleistung anzeigt (evtl. etwas weniger).
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I praktiken hittar du den optimala punkten, där ALC precis inte styr, genom att långsamt öka LF-utstyrningen tills ALC reagerar. Därefter vrider du tillbaka LF-utstyrningen något så att ALC precis inte längre reagerar och sändeffektvisningen fortfarande visar önskad uteffekt (eventuellt något mindre).
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</tip>
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Bei Aussendungen mit digitalen Übertragungsverfahren wie z. B. FT8 oder WSPR ist das Ansprechen der ALC oft ein Hinweis darauf, dass das Audiosignal vom PC zu stark ist und übersteuert wird. Das kann zu unerwünschtem *Splatter* auf dem Band führen. Deshalb sollte das Audiosignal bei diesen Übertragungsverfahren stets sorgfältig kontrolliert werden.
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Vid sändning med digitala metoder som FT8 eller WSPR är ett utslag på ALC ofta ett tecken på att ljudsignalen från datorn är för stark och överstyrs. Det kan leda till oönskad *splatter* på bandet. Därför bör ljudsignalen alltid kontrolleras noggrant vid dessa metoder.
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Das [Handbuch](https://50ohm.de/wsjtx) der Software WSJTX gibt hierzu eine gute Empfehlung: Im ersten Schritt sollte man durch Drücken der TUNE-Taste den Transceiver in den Sendemodus schalten, um einen gleichmäßigen Ton zu erzeugen. Dieser Ton lässt sich mit der Monitor-Funktion des Geräts durch Hören überprüfen oder im Wasserfall des TRX optisch kontrollieren. Dabei sollten keine Verzerrungen, Klicks oder andere Störungen auftreten. Anschließend stellt man den PWR-Regler von seinem Maximum langsam nach unten, bis der HF-Ausgang des Senders leicht abfällt – dies gilt allgemein als gutes Niveau für die Audioaussteuerung. Auch die ALC-Anzeige sowie die Ausgangsleistung des Transceivers können dabei helfen, den optimalen NF-Signalpegel zu finden.
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% TODO LINK: handboken för WSJT-X (var https://50ohm.de/wsjtx)
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Handboken för programvaran WSJT-X ger en bra rekommendation: i första steget bör du trycka på TUNE-knappen för att sätta transceivern i sändläge och skapa en jämn ton. Tonen kan kontrolleras genom att lyssna med apparatens monitorfunktion eller visuellt i transceiverns vattenfall. Det ska inte förekomma distorsion, klick eller andra störningar. Därefter drar du PWR-reglaget sakta nedåt från sitt maximum tills sändarens HF-utsignal börjar sjunka lite – detta anses allmänt vara en bra nivå för ljudutstyrningen. Även ALC-visningen och transceiverns uteffekt kan hjälpa till att hitta den optimala LF-nivån.
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</indepth>
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[question:EF305]
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+13
-16
@@ -1,34 +1,31 @@
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Bei der Amplitudenmodulation (AM) wird ein Modulationssignal, z. B. ein Sprachsignal, durch Änderung der Amplitude auf den Träger aufmoduliert. Die Frequenz des Trägers wird bei AM nicht beeinflusst, sondern bleibt unverändert.
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Vid amplitudmodulation (AM) moduleras en modulerande signal, t.ex. en talsignal, på bärvågen genom att amplituden ändras. Bärvågens frekvens påverkas inte vid AM utan förblir oförändrad.
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Den einfachsten und zugleich extremsten Fall haben wir mit der Übertagung von Morsezeichen mittels Continuous Wave (CW) schon kennengelernt. Das Ein- und Ausschalten des Trägers im Rhythmus der Bedienung der Morsetaste kann man auch als Wechsel zwischen minimaler und maximaler Amplitude beschreiben.
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Det enklaste och samtidigt mest extrema fallet har vi redan lärt känna med överföring av morsetecken med Continuous Wave (CW). Att slå på och av bärvågen i takt med att morsenyckeln används kan också beskrivas som ett växlande mellan minimal och maximal amplitud.
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Um ein Sprachsignal mittels AM zu modulieren, wird auch der Bereich zwischen minimaler und maximaler Amplitude genutzt. Im Wasserfalldiagramm in Abbildung [ref:n_Wasserfall0] sehen wir ein amplitudenmoduliertes Sprachsignal. Man kann in der Mitte deutlich den Träger als schmale Linie mit konstanter Frequenz erkennen. Links und rechts vom Träger sieht man allerdings auch etwas, obwohl die Frequenz des Trägers gar nicht beeinflusst wurde!
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För att modulera en talsignal med AM utnyttjas också området mellan minimal och maximal amplitud. I vattenfallsdiagrammet i figur [ref:n_Wasserfall0] ser vi en amplitudmodulerad talsignal. I mitten syns tydligt bärvågen som en smal linje med konstant frekvens. Till vänster och höger om bärvågen syns dock också något, trots att bärvågens frekvens inte alls har påverkats!
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[picture:716:n_Wasserfall0:Signal eines AM-Rundfunksenders (Sprache / Musik)]
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[picture:716:n_Wasserfall0:Signal från en AM-rundradiosändare (tal / musik)]
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Dieser unerwartete Effekt entsteht dadurch, dass sich durch die Änderung der Amplitude die Form des Trägers ändert und er nicht mehr einer reinen Sinusschwingung entspricht. Die zusätzlichen Frequenzen bezeichnen wir als *Seitenbänder*. In diesen steckt die übertragene Information, also z. B. die Sprache. In Abbildung [ref:n_seitenband] sehen wir eine übliche symbolhafte Darstellung von AM mit dem Träger in der Mitte und den beiden Seitenbändern links und rechts davon.
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Den oväntade effekten uppstår eftersom bärvågens form ändras när amplituden ändras, så att den inte längre är en ren sinussvängning. De extra frekvenserna kallar vi *sidband*. I dem finns den överförda informationen, alltså t.ex. talet. I figur [ref:n_seitenband] ser vi en vanlig symbolisk bild av AM med bärvågen i mitten och de två sidbanden till vänster och höger om den.
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[picture:476:n_seitenband:Symbolische Darstellung eines amplitudenmodulierten Signals mit Träger und Seitenbändern]
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[picture:476:n_seitenband:Symbolisk bild av en amplitudmodulerad signal med bärvåg och sidband]
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*Warum entstehen bei AM zusätzliche Frequenzen neben dem Träger?* Das lässt sich erklären, wenn man versteht, was in einem Amplitudenspektrum oder Wasserfalldiagramm genau dargestellt wird: Es zeigt für jede Frequenz an, wie groß die Amplitude ist. Genauer müssen wir sagen: Es zeigt für alle möglichen Sinusschwingungen mit verschiedenen Frequenzen an, wie stark deren Amplitude ist. Wenn also die Anzeige z. B. bei $\qty{144,3}{\mega\hertz}$ ausschlägt, dann wird eine reine Sinusschwingung mit einer Frequenz von $\qty{144,3}{\mega\hertz}$ gemessen. Schlägt die Anzeige aber beispielsweise gleichzeitig bei $\qty{144,300}{\mega\hertz}$ und bei $\qty{144,301}{\mega\hertz}$ aus, dann wurden zwei Sinusschwingungen gemessen.
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*Varför uppstår extra frekvenser bredvid bärvågen vid AM?* Det kan förklaras om man förstår vad som egentligen visas i ett amplitudspektrum eller vattenfallsdiagram: För varje frekvens visas hur stor amplituden är. Mer exakt visas, för alla tänkbara sinussvängningar med olika frekvenser, hur stark deras amplitud är. Om visningen alltså slår ut vid t.ex. $\qty{144,3}{\mega\hertz}$ mäts en ren sinussvängning med frekvensen $\qty{144,3}{\mega\hertz}$. Slår visningen däremot ut samtidigt vid t.ex. $\qty{144,300}{\mega\hertz}$ och vid $\qty{144,301}{\mega\hertz}$ har två sinussvängningar mätts.
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Betrachten wir mit diesem Wissen noch einmal die AM-Sendung im Wasserfalldiagramm. Wir können jetzt erkennen, dass viele verschiedene Frequenzen zwischen $\qty{144,250}{\mega\hertz}$ und $\qty{144,350}{\mega\hertz}$ mit unterschiedlicher Amplitude auftreten. Es sind also viele verschiedene Sinusschwingungen gleichzeitig messbar.
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Med den kunskapen kan vi titta på AM-sändningen i vattenfallsdiagrammet igen. Nu ser vi att många olika frekvenser mellan $\qty{144,250}{\mega\hertz}$ och $\qty{144,350}{\mega\hertz}$ förekommer med olika amplitud. Det går alltså att mäta många olika sinussvängningar samtidigt.
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[picture:738:n_seitenband_frequenzen_einzeln:Mehrere Sinusschwingungen unterschiedlicher Frequenz]
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[picture:738:n_seitenband_frequenzen_einzeln:Flera sinussvängningar med olika frekvens]
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Es bleibt die Frage, wieso aus einer einzigen Sinusschwingung, die man durch Modulation verformt, plötzlich mehrere Sinusschwingungen werden. Um dies zu beantworten, schauen wir uns den Weg andersherum an. Wenn man mehrere Sinusschwingungen unterschiedlicher Frequenz hat und diese aufsummiert, entsteht eine "verformte" Schwingung!
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Frågan som återstår är varför en enda sinussvängning, som man deformerar genom modulation, plötsligt blir flera sinussvängningar. För att besvara det tittar vi på det åt andra hållet. Om man har flera sinussvängningar med olika frekvens och summerar dem uppstår en ”deformerad” svängning!
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[picture:739:n_seitenband_frequenzen_addiert:Summe mehrerer Sinusschwingungen unterschiedlicher Frequenz]
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[picture:739:n_seitenband_frequenzen_addiert:Summan av flera sinussvängningar med olika frekvens]
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Es sind einfach zwei verschiedene Sichtweisen. Man kann es entweder als verformte Schwingung auffassen oder eben als Summe mehrerer Sinusschwingungen. Und das ist der Grund, warum die Änderung der Amplitude eines Trägers dazu führt, dass man weitere Frequenzen neben dem Träger im Wasserfalldiagramm sieht.
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Det är helt enkelt två olika sätt att se på saken. Man kan antingen se det som en deformerad svängning eller som en summa av flera sinussvängningar. Och det är anledningen till att en ändring av bärvågens amplitud gör att man ser fler frekvenser bredvid bärvågen i vattenfallsdiagrammet.
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</webindepth>
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[question:NE202]
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[question:NE206]
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Übrigens ist die von AM belegte Bandbreite doppelt so hoch wie die höchste Frequenz des Modulationssignals. Bei unserem Beispiel aus dem vorherigen Abschnitt war die höchste Frequenz $\qty{2700}{\hertz}$. Entsprechend würde dieses Signal als AM-Sendung eine Bandbreite von $\qty{5400}{\hertz}$ belegen.
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Förresten är den bandbredd som AM upptar dubbelt så stor som den högsta frekvensen i den modulerande signalen. I vårt exempel från föregående avsnitt var den högsta frekvensen $\qty{2700}{\hertz}$. En AM-sändning av den signalen skulle därför uppta en bandbredd på $\qty{5400}{\hertz}$.
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+10
-19
@@ -1,39 +1,30 @@
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Je stärker ein AM-Träger moduliert wird, desto stärker verändert sich seine Amplitude im zeitlichen Verlauf. Ohne Modulation wird lediglich der HF-Träger mit konstanter Amplitude ausgesendet (vgl. Abbildung [ref:modulationsgrad_0]). Mit zunehmender Modulation folgt die Amplitude des HF-Trägers immer stärker dem aufmodulierten NF-Signal, sodass sich die typische Hüllkurve ergibt (vgl. Abbildung [ref:modulationsgrad_10]).
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Ju kraftigare en AM-bärvåg moduleras, desto mer ändras dess amplitud över tid. Utan modulation sänds bara HF-bärvågen med konstant amplitud (jfr figur [ref:modulationsgrad_0]). Med ökande modulation följer HF-bärvågens amplitud allt mer den pålagda LF-signalen, så att den typiska envelopen uppstår (jfr figur [ref:modulationsgrad_10]).
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Das Verhältnis zwischen der Amplitude des modulierenden NF-Signals und der unmodulierten Trägeramplitude bestimmt den *Modulationsgrad* $m$. Bei einem Modulationsgrad von $m=1$ beziehungsweise $\qty{100}{\percent}$ wird der Träger vollständig ausgesteuert. Die Hüllkurve schwankt dann zwischen null und dem doppelten Wert der unmodulierten Trägeramplitude (vgl. Abbildung [ref:modulationsgrad_100]).
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[question:AE201]
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Förhållandet mellan den modulerande LF-signalens amplitud och den omodulerade bärvågsamplituden bestämmer *modulationsgraden* $m$. Vid modulationsgrad $m=1$, alltså $\qty{100}{\percent}$, styrs bärvågen ut fullständigt. Envelopen varierar då mellan noll och det dubbla värdet av den omodulerade bärvågsamplituden (jfr figur [ref:modulationsgrad_100]).
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[picture:27:modulationsgrad_0:Modulationsgrad von $\qty{0}{\percent}$ eines AM-Signals]
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[picture:26:modulationsgrad_10:Modulationsgrad von $\qty{10}{\percent}$ eines AM-Signals]
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[picture:24:modulationsgrad_100:Modulationsgrad von $\qty{100}{\percent}$ eines AM-Signals]
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[picture:27:modulationsgrad_0:Modulationsgrad $\qty{0}{\percent}$ hos en AM-signal]
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[picture:26:modulationsgrad_10:Modulationsgrad $\qty{10}{\percent}$ hos en AM-signal]
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[picture:24:modulationsgrad_100:Modulationsgrad $\qty{100}{\percent}$ hos en AM-signal]
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Sobald der Modulationsgrad größer als $m=1$ beziehungsweise $\qty{100}{\percent}$ wird (vgl. Abbildung [ref:modulationsgrad_1000]), spricht man von *Übermodulation*. Die Hüllkurve erreicht dann nicht nur den Wert null, sondern würde mathematisch darüber hinaus ihre Polarität wechseln. Dadurch kann das Signal mit einem üblichen Hüllkurvendemodulator nicht mehr unverzerrt wiedergegeben werden.
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Så snart modulationsgraden blir större än $m=1$, alltså $\qty{100}{\percent}$ (jfr figur [ref:modulationsgrad_1000]), talar man om *överstyrning*. Envelopen når då inte bara värdet noll utan skulle matematiskt sett byta polaritet. Därför kan signalen inte längre återges utan distorsion med en vanlig envelopdetektor.
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Bei realen Sendern kann die Übermodulation außerdem zu Begrenzung und damit zu zusätzlichen unerwünschten Spektralanteilen, sogenannten *Seitenband-Splatter*, führen. Um dies zu vermeiden, darf der Modulationsgrad bei herkömmlicher AM maximal $\qty{100}{\percent}$ betragen.
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I verkliga sändare kan överstyrning dessutom leda till begränsning och därmed till oönskade extra spektralkomponenter, så kallad *sidbandsstänk* (splatter). För att undvika detta får modulationsgraden vid konventionell AM vara högst $\qty{100}{\percent}$.
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[picture:28:modulationsgrad_1000:Modulationsgrad von $> \qty{100}{\percent}$ (Übermodulation) eines AM-Signals]
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[picture:28:modulationsgrad_1000:Modulationsgrad $> \qty{100}{\percent}$ (överstyrning) hos en AM-signal]
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[question:AE204]
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[question:AE203]
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Der Modulationsgrad berechnet sich nach folgender Formel (inkl. Abbildung [ref:modulationsgrad] in der Formelsammlung):
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Modulationsgraden beräknas med följande formel (se även figur [ref:modulationsgrad]):
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$m = \frac{\hat{U}_\mathrm{mod}}{\hat{U}_\mathrm{T}}$
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[picture:328:modulationsgrad:Modulationsgrad eines AM-Signals]
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[picture:328:modulationsgrad:Modulationsgrad hos en AM-signal]
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Versuche nun in der folgenden Frage die Werte abzulesen und den Modulationsgrad $m$ zu berechnen:
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[question:AE202]
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@@ -1,31 +0,0 @@
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Für den Funkbetrieb ist es wichtig zu wissen, welche Frequenzbereiche durch Funkamateure genutzt werden dürfen. Dies lässt sich aus der [Anlage 1 der AFuV](https://50ohm.de/a1) ablesen. Damit sollten die folgenden Fragen leicht zu beantworten sein. Die Anlage 1 der AFuV liegt während der Prüfung als Hilfsmittel bereit.
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<tip>
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Für diese Fragen ist wirklich kein Auswendiglernen oder Ausrechnen erforderlich: Man muss nur überprüfen, welcher der in der Prüfungsfrage angegebenen Werte in der Liste der Anlage 1 auftaucht. Dieser Wert ist dann die richtige Antwort. Die Werte können sich, wie z.B. beim $\qty{160}{\meter}$-Band, auch aus mehreren Einträgen zusammensetzen.
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</tip>
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[picture:749:amateuerfunkbaender_2:Frequenzbereiche im Amateurfunk unter $\qty{300}{\mega\hertz}$]
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</margin>
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[question:VD709]
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[question:VD710]
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[question:VD711]
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[question:VD712]
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[question:VD713]
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[question:VD714]
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[question:VD715]
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[question:VD716]
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[question:VD717]
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[question:VD718]
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[picture:750:amateuerfunkbaender_1:Frequenzbereiche im Amateurfunk über $\qty{300}{\mega\hertz}$]
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</margin>
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[question:VD719]
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[question:VD720]
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[question:VD721]
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[question:VD722]
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@@ -1,18 +0,0 @@
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Funkdienste (Services) sind in den Radio Regulations (RR) international definiert. Dazu zählt zum Beispiel der Seefunk (Maritime Service), der Rundfunk (Broadcasting Service), aber auch der Amateurfunk (Amateur Service). Funkanwendungen mit Allgemeinzuteilung (CB-Funk, WLAN etc.) können auch international geregelt sein, sie sind aber kein Funkdienst nach den Radio Regulations (RR) der ITU.
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[question:VA101]
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Da auch der Amateurfunk ein offizieller Funkdienst ist, beinhaltet er sinn- und verantwortungsvolle Aufgaben. Das Spektrum geht von der Ausbildung, über technische Studien, bis zu der Kommunikation von Funkamateuren untereinander. Der letzte Punkt sollte nicht unterschätzt werden. Unsere Funkverbindungen fördern die Völkerverständigung. Auch der Amateurfunk über Satelliten unterscheidet sich beim Zweck nicht vom übrigen Amateurfunk.
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[question:VA102]
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[question:VA103]
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Als kleine Aufgabe vergleichen wir die vorstehende, internationale Definition des Amateurfunks mit der entsprechenden Passage im § 2 Absatz 2 des Amateurfunkgesetzes (AFuG):
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"Im Sinne dieses Gesetzes ist (der) Amateurfunkdienst ein Funkdienst, der von Funkamateuren untereinander, zu experimentellen und technisch-wissenschaftlichen Studien, zur eigenen Weiterbildung, zur Völkerverständigung und zur Unterstützung von Hilfsaktionen in Not- und Katastrophenfällen wahrgenommen wird; der Amateurfunkdienst schließt die Benutzung von Weltraumfunkstellen ein. Der Amateurfunkdienst und der Amateurfunkdienst über Satelliten sind keine Sicherheitsfunkdienste, ..."
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% Wozu dient der Amateurfunk national
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Man kann gut erkennen, dass sich die Definitionen für den Amateurfunk in den RR und im AFuG im Kern nicht unterscheiden. Es schadet nicht, die Stelle im AFuG nachzulesen, denn es ist immer gut, den Gesetzestext im Original zu kennen.
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[question:VC102]
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@@ -1,21 +0,0 @@
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Es ist natürlich auch geregelt, was eigentlich genau als Amateurfunkstelle bezeichnet wird. Dazu schauen wir uns aber zuerst an, wie der Begriff Funkstelle international definiert wird. Die Radio Regulations (RR) legen fest, dass eine Funkstelle nicht nur aus dem Empfänger und dem Sender an einem Ort besteht, sondern auch jede Zusatzeinrichtung dazugehört, die zum Betrieb erforderlich ist.
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[question:VA201]
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Die allgemeine Definition einer Funkstelle der Radio Regulations (RR) gilt auch für Amateurfunkstellen. Die Radio Regulations legen daher die Amateurfunkstelle ganz einfach als "eine Funkstelle des Amateurfunkdienstes" fest.
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[question:VA202]
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Für die nationale Definition der Amateurfunkstelle vergleichen wir wieder das Amateurfunkgesetz (AFuG), und zwar § 2 Absatz 3:
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"Im Sinne dieses Gesetzes ist ... eine Amateurfunkstelle eine Funkstelle, die aus einer oder mehreren Sendefunkanlagen und Empfangsfunkanlagen einschließlich der Antennenanlagen und der zu ihrem Betrieb erforderlichen Zusatzeinrichtungen besteht und die auf mindestens einer der im Frequenznutzungsplan für den Amateurfunkdienst ausgewiesenen Frequenzen betrieben werden kann."
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Die Definition einer Amateurfunkstelle ist uns bereits bei den Radio Regulations (RR) begegnet. Auch hier gibt es keine grundsätzlichen Unterschiede zu unserem Amateurfunkgesetz (AFuG). Eine Amateurfunkstelle besteht aus einer oder mehreren Sende- und Empfangsfunkanlagen einschließlich der Antennenanlagen und der zu ihrem Betrieb erforderlichen Zusatzeinrichtungen. Die Funkstelle muss auf mindestens einer Amateurfunkfrequenz betrieben werden können.
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[question:VC103]
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Bemerkenswerterweise wird an keiner Stelle im deutschen Amateurfunkrecht auf den Inhalt von Aussendungen eingegangen. Hier unterstellt der Gesetzgeber einen verantwortungsvollen Umgang der Funkamateure untereinander. International sieht das allerdings anders aus: Nach den Radio Regulations (RR) soll der Inhalt bei internationalen Verbindungen auf Amateurfunkthemen und Bemerkungen persönlicher Art beschränkt werden. Diese Vorgabe wurde nicht in das deutsche Recht übernommen. Für unsere Funkpartner in anderen Staaten kann es aber sehr wohl entsprechende nationale Vorschriften geben. Dies müssen wir beachten.
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Es muss auch stets klar sein, dass der Inhalt einer Funkverbindung von jedem mitgehört werden kann und darf. Alle Äußerungen sind öffentlich gesprochene Worte. Daher sollte man sich bewusst ausdrücken und stets fair und höflich bleiben. Im Gegensatz dazu ist das nicht öffentlich gesprochene Wort besonders geschützt, worauf wir noch eingehen werden.
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[question:VA302]
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För radiotrafiken är det viktigt att veta vilka frekvensområden en radioamatör får använda. Det framgår av PTS undantagsföreskrift PTSFS 2025:1, 3 kap. Tabellen [ref:se_amatorbanden] sammanfattar de band som är vanligast. Med HAREC får du använda samtliga amatörradioband. Instegscertifikatet ger tillgång till ett begränsat antal band.
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% TODO VERIFY: komplett bandlista, och att bandgränserna är oförändrade i gällande lydelse av PTSFS 2025:1 (hämtat ur 2025:1, 3 kap. samt bilagan).
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| l: Band | l: Frekvensområde | c: HAREC | c: Instegscertifikat |
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| 160 m | 1,810–2,000 MHz | ja | nej |
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| 80 m | 3,5–3,8 MHz | ja | nej |
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| 60 m | 5,3515–5,3665 MHz | ja | nej |
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| 40 m | 7,0–7,2 MHz | ja | ja |
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| 30 m | 10,10–10,15 MHz | ja | nej |
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| 20 m | 14,00–14,35 MHz | ja | ja |
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| 17 m | 18,068–18,168 MHz | ja | nej |
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| 15 m | 21,00–21,45 MHz | ja | ja |
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| 12 m | 24,89–24,99 MHz | ja | nej |
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| 10 m | 28,0–29,7 MHz | ja | ja |
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| 6 m | 50,0–52,0 MHz | ja | ja |
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| 2 m | 144–146 MHz | ja | ja |
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| 70 cm | 432–438 MHz | ja | nej |
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| 23 cm | 1 240–1 300 MHz | ja | nej |
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[table:se_amatorbanden:Vanliga amatörradioband i Sverige enligt PTSFS 2025:1]
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<tip>
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Det finns inget att räkna ut här: du behöver bara kunna slå upp i bandtabellen om en viss frekvens ligger i ett amatörradioband och om ditt certifikat tillåter det. Ett band kan, som 160 m-bandet, bestå av flera delområden med olika villkor.
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</tip>
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Utöver tabellen finns amatörradioband på lång- och mellanvåg (135,7–137,8 kHz och 472–479 kHz) samt på mikrovågor (2,4 GHz och uppåt). Bandens indelning efter användning, till exempel telegrafi eller telefoni, bestäms inte av PTS utan finns i SSA:s bandplaner.
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[picture:749:amateuerfunkbaender_2:Frekvensområden för amatörradio under $\qty{300}{\mega\hertz}$]
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% TODO PICTURE: bild 749 visar tyska frekvensområden och klasser och behöver ersättas av en svensk bandöversikt.
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[picture:750:amateuerfunkbaender_1:Frekvensområden för amatörradio över $\qty{300}{\mega\hertz}$]
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% TODO PICTURE: bild 750 visar tyska frekvensområden och klasser och behöver ersättas av en svensk bandöversikt.
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Det är naturligtvis också reglerat vad som egentligen kallas en amatörradiostation. Först tittar vi dock på hur begreppet radiostation definieras internationellt. Radio Regulations (RR) fastställer att en radiostation inte bara består av mottagare och sändare på ett ställe, utan också av all tilläggsutrustning som behövs för driften.
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Den allmänna definitionen av en radiostation i Radio Regulations (RR) gäller även för amatörradiostationer. Radio Regulations definierar därför helt enkelt amatörradiostationen som ”en radiostation i amatörradiotjänsten”.
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% TODO VERIFY: nationell definition av amatörradiostation i svensk rätt (LEK / PTS föreskrifter); det tyska AFuG-citatet har utelämnats
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En amatörradiostation består alltså av en eller flera sändare och mottagare inklusive antennanläggningar och den tilläggsutrustning som behövs för driften. Stationen måste kunna användas på minst en frekvens som är avsedd för amatörradio.
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Anmärkningsvärt är att Radio Regulations (RR) begränsar innehållet i internationell trafik: Vid förbindelser mellan länder ska innehållet begränsas till amatörradioämnen och personliga kommentarer. Länder kan dessutom ha egna nationella bestämmelser, och för våra radiopartner i andra länder kan sådana mycket väl finnas. Det måste vi ta hänsyn till.
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% TODO VERIFY: om svensk rätt har egna regler om innehållet i amatörradiosändningar
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Du ska också alltid ha klart för dig att innehållet i en radioförbindelse kan höras av vem som helst. Allt som sägs är offentligt talade ord. Uttryck dig därför medvetet och var alltid ärlig och artig. Däremot är det icke offentligt talade ordet särskilt skyddat, vilket vi kommer att gå in på senare.
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Radiotjänster (services) är internationellt definierade i Radio Regulations (RR). Hit hör till exempel marin radio (Maritime Service), radiospridning (Broadcasting Service), men också amatörradio (Amateur Service). Radioanvändning med allmän tillåtelse (CB-radio, WLAN med mera) kan också vara internationellt reglerad, men är ingen radiotjänst enligt ITU:s Radio Regulations (RR).
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Eftersom amatörradio är en officiell radiotjänst har den meningsfulla och ansvarsfulla uppgifter. Spektrumet sträcker sig från utbildning, via tekniska studier, till kommunikation radioamatörer emellan. Den sista punkten ska inte underskattas. Våra radioförbindelser främjar förståelsen mellan folk. Även amatörradio via satellit skiljer sig inte i syfte från övrig amatörradio.
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Definitionen i Radio Regulations beskriver amatörradiotjänsten som en radiotjänst för självutbildning, kommunikation radioamatörer emellan och tekniska studier, som utövas av behöriga personer som intresserar sig för radioteknik enbart av personligt intresse och utan ekonomiska intressen.
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% TODO VERIFY: hur amatörradiotjänsten definieras i svensk rätt (LEK, PTS föreskrifter om amatörradio); det tyska AFuG-citatet har tagits bort och ska ersättas med verifierad svensk text
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Nationellt bygger de svenska reglerna på denna internationella definition. Det är alltid bra att känna till lagtexten i original, så ta gärna reda på hur PTS:s föreskrifter och lagen om elektronisk kommunikation (LEK) beskriver amatörradiotjänsten.
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Det största avståndet från nollinjen till växelspänningens högsta eller lägsta punkt kallas, som i figur [ref:amplitude_periode_amplitudee], *amplitud* [index:Svängning:Amplitud].
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[picture:726:amplitude_periode_amplitudee: Amplitud hos en sinussvängning]
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Svängningars förlopp över tid kan man bra visa med ett *oscilloskop* [index:Oscilloskop]. På skärmen visas tiden vågrätt och svängningens spänning lodrätt. Den bildliga framställningen kallas *oscillogram* [index:Oscillogram].
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</tip>
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En sinussvängning består av en positiv och en negativ halvperiod [index:Svängning:Halvperiod] (figur [ref:amplitude_periode_halbwellen]). För detta behöver sinussvängningen en viss tid ($t$). Tiden från början av en positiv halvperiod till slutet av den därpå följande negativa halvperioden kallas *period* [index:Svängning:Period] eller periodtid (figur [ref:amplitude_periode_perioden]). När en period är slut börjar förloppet om från början.
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[picture:727:amplitude_periode_halbwellen:Positiva och negativa halvperioder hos en sinussvängning]
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[picture:728:amplitude_periode_perioden:Perioder hos en sinussvängning]
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[include:applet_sinus_amplitude_und_periode]
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Som vi just lärt oss motsvarar en period exakt en svängning. Och vi minns: en svängning per sekund motsvarar exakt $\qty{1}{\hertz}$. En period på en sekund ger alltså frekvensen $\qty{1}{\hertz}$.
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Den maximalen Abstand von der Nulllinie bis zum höchsten oder tiefsten Punkt der Wechselspannung nennt man wie in Abbildung [ref:amplitude_periode_amplitudee] dargestellt *Amplitude* [index:Schwingung:Amplitude].
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[picture:726:amplitude_periode_amplitudee: Amplitude einer Sinusschwingung]
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[question:NB404]
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Die zeitlichen Verläufe von Schwingungen kann man gut mit einem *Oszilloskop* [index:Oszilloskop] darstellen. Auf dem Bildschirm wird waagerecht die Zeit und senkrecht die Spannung von Schwingungen angezeigt. Diese bildliche Darstellung nennt man *Oszillogramm* [index:Oszillogramm].
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</tip>
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Eine Sinusschwingung besteht aus einer positiven und einer negativen Halbwelle [index:Schwingung:Halbwelle] (Abbildung [ref:amplitude_periode_halbwellen]). Dafür benötigt die Sinusschwingung eine gewisse Zeit ($t$). Die Zeitspanne vom Beginn einer positiven Halbwelle bis zum Ende der darauffolgenden negativen Halbwelle nennt man *Periode* [index:Schwingung:Periode] oder auch Periodendauer (Abbildung [ref:amplitude_periode_perioden]). Nach Ablauf einer Periode beginnt der Vorgang von Neuem.
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[picture:727:amplitude_periode_halbwellen:Positive und negative Halbwellen einer Sinusschwingung]
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[picture:728:amplitude_periode_perioden:Perioden einer Sinusschwingung]
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[include:applet_sinus_amplitude_und_periode]
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[question:NB405]
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Wie wir gerade gelernt haben, entspricht eine Periode genau einer Schwingung. Und wir erinnern uns: Eine Schwingung pro Sekunde entspricht genau $\qty{1}{\hertz}$. Kombiniert man dieses Wissen, sollte die folgende Frage beantwortbar sein.
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[question:NA213]
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Bei der Informationsübertragung unterscheidet man grundsätzlich zwischen *analogen* und *digitalen* Verfahren. Digital bedeutet, dass etwas in Stufen erfolgt, also nur bestimmte Werte annehmen kann und keine Werte dazwischen kennt (Abbildung [ref:n_digital_einleitung_digitales_signal]). Analog hingegen steht dafür, dass etwas kontinuierlich ist, also auch beliebige Zwischenwerte annehmen kann [ref:n_digital_einleitung_analoges_signal]).
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Vid informationsöverföring skiljer man i princip mellan *analoga* och *digitala* metoder. Digital betyder att något sker i steg, alltså bara kan anta vissa bestämda värden och inte känner till några värden där emellan (figur [ref:n_digital_einleitung_digitales_signal]). Analog står däremot för att något är kontinuerligt, alltså kan anta även godtyckliga mellanvärden (figur [ref:n_digital_einleitung_analoges_signal]).
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[picture:411:n_digital_einleitung_digitales_signal:Digitales Signal (abgestuft)]
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[picture:411:n_digital_einleitung_digitales_signal:Digital signal (stegad)]
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[picture:408:n_digital_einleitung_analoges_signal:Analoges Signal (kontinuierlich)]
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[picture:408:n_digital_einleitung_analoges_signal:Analog signal (kontinuerlig)]
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Im Funk kann eine digitale Übertragung z. B. dadurch erreicht werden, dass die Amplitude des gesendeten Trägers nur auf bestimmte Stufen gesetzt wird, beispielsweise $\qty{25}{\percent}$, $\qty{50}{\percent}$, $\qty{75}{\percent}$, $\qty{100}{\percent}$ der Maximalstärke, aber nicht dazwischen. Viele im Alltag übliche Übertragungsverfahren arbeiten mittlerweile digital, beispielsweise WLAN, LTE oder DVB.
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I radio kan en digital överföring uppnås till exempel genom att den sända bärvågens amplitud bara sätts till vissa nivåer, till exempel $\qty{25}{\percent}$, $\qty{50}{\percent}$, $\qty{75}{\percent}$, $\qty{100}{\percent}$ av maxstyrkan, men inte däremellan. Många överföringsmetoder som är vanliga i vardagen arbetar numera digitalt, till exempel WLAN, LTE eller DVB.
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%<indepth>
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%Der Vorteil digitaler Verfahren liegt darin, dass kleine Fehler bei der Übertragung auf der Empfängerseite ausgeglichen werden können. Wird beispielsweise durch eine Störung eine Amplitude nicht als $\qty{25}{\percent}$ der Maximalstärke gemessen, sondern als $\qty{29}{\percent}$, dann kann man annehmen, dass die Amplitude eigentlich $\qty{25}{\percent}$ gewesen sein sollte und den Wert berichtigen.
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%Fördelen med digitala metoder är att små fel vid överföringen kan jämnas ut på mottagarsidan. Om till exempel en amplitud på grund av en störning inte mäts som $\qty{25}{\percent}$ av maxstyrkan utan som $\qty{29}{\percent}$, kan man anta att amplituden egentligen skulle ha varit $\qty{25}{\percent}$ och rätta värdet.
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%</indepth>
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I stället för i mitten kan man ansluta antennkabeln i ena änden av dipolen [ref:n_antennenformen_schaltbild_endfed]. Den antennen kallas *ändmatad antenn* eller kort *end-fed*.
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[picture:615:n_antennenformen_schaltbild_endfed:Kopplingsschema för en ändmatad antenn]
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En vanlig konstruktion är den ändmatade halvvågsdipolen. Trådens längd är då $\lambda / 2$, motsvarande totallängden hos den vanliga halvvågsdipolen. För att antennen ska fungera måste ett särskilt anpassningsdon användas.
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*Anpassningsdonet* behövs eftersom antennen, till skillnad från de antenner vi hittills gått igenom, inte har rätt matningsresistans. Vad det är går vi igenom längre fram i det här kapitlet. Hur ett anpassningsdon fungerar förklaras i kursen för HAREC.
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</indepth>
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End-fed är en populär antennkonstruktion. Den har fördelen att matarledningen ansluts inte i mittpunkten utan i en av ändarna.
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Var finns egentligen *motvikten hos en end-fed-antenn*? Vi har ju lärt oss att en antenn alltid består av två delar. Hos den ändmatade antennen används ofta en del av matarledningen som motvikt. Det kan dock leda till störningar i elektriska apparater och i den egna radioanläggningen. Sådana störningar kan undvikas till exempel genom en $\lambda / 4$ lång radial som motvikt, en god jordförbindelse och en mantelvågsspärr.
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På kortvåg används ofta särskilt långa ändmatade antenner. En ändmatad antenn vars tråd är längre än $\lambda$ kallas *långtrådsantenn*. På VHF/UHF används vanligtvis inga långtrådsantenner.
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Begreppet *långtrådsantenn* används ibland felaktigt också för den ändmatade halvvågsdipolen, trots att denna är kortare än $\lambda$.
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</indepth>
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Radiostationer använder anropssignaler [index:Anropssignal] för att identifiera sig. En anropssignal består av en följd av bokstäver och siffror. Till exempel har varje flygplan eller fartyg som är utrustat med radio en egen anropssignal. På flygplan syns anropssignalen till och med utanpå. Flygplanet i figur [ref:rufzeichen_flugzeug] har till exempel registreringen DEBPF. Syftet med anropssignaler är att andra radiostationer lätt ska kunna kännas igen.
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[photo:167:rufzeichen_flugzeug:Flygplan med registreringen DEBPF]
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Även varje radioamatör tilldelas en personlig anropssignal [index:Anropssignal:Personlig] som är unik i hela världen. Svenska anropssignaler börjar med SA–SM, 7S eller 8S, till exempel SM5ABC.
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% TODO VERIFY: exakta svenska regler för när anropssignalen ska anges (start/slut av förbindelse, intervall vid långa förbindelser); tyska originalet krävde start, slut och var 10:e minut
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Radioamatörer ska ange sin anropssignal i början och slutet av varje förbindelse och upprepa den med jämna mellanrum vid längre förbindelser.
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Inom amatörradion finns olika sorters anropssignaler. En sort har du redan träffat på: de personliga anropssignalerna. I Sverige får varje radioamatör en egen anropssignal som framgår av certifikatet, och den är unik och får bara användas av den radioamatör som den tilldelats. SSA utfärdar certifikat och anropssignaler på uppdrag av PTS.
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En anropssignal består av tre delar: prefix, siffra och suffix. Prefixet består oftast av de två första tecknen, till exempel SA eller 4U. Ibland är det bara ett tecken. Därefter följer en siffra från 0 till 9. Sist kommer suffixet med minst ett tecken till. Figur [ref:n_amateurfunkstrationen_aufbau_rufzeichen] ger en grafisk överblick över anropssignalens uppbyggnad.
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[picture:654:n_amateurfunkstrationen_aufbau_rufzeichen:Anropssignalens uppbyggnad - K4EAX, WZ6Y, DL1FLO]
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Prefixet är landsspecifikt och kan användas för att lokalisera amatörradiostationen. Prefixen fastställs av den Internationella teleunionen (International Telecommunication Union, ITU) i radioreglementet (Radio Regulations, RR). Alla medlemsstater i ITU ska införa dem i sin nationella lagstiftning.
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För Sverige finns i radioreglementet prefixen SA–SM, 7S och 8S.
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Svenska personliga anropssignaler består av ett prefix (SA, SM eller SH), en distriktssiffra och ett suffix:
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* Innehavare av amatörradiocertifikat (HAREC) får i dag en anropssignal med prefixet SA, en distriktssiffra och ett suffix med tre bokstäver, till exempel SA5ABC.
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* Äldre svenska anropssignaler har prefixet SM och ett suffix med två eller tre bokstäver, till exempel SM7XY eller SM5ABC. SM-prefixet delas inte längre ut till nya radioamatörer.
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* Innehavare av instegscertifikat får anropssignaler ur SH-serien, till exempel SH5ABC.
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% TODO VERIFY: SH-serien för instegscertifikat (bekräftas av SSA/PTS i den slutliga regleringen), samt SM-signaler med tvåställigt suffix.
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Siffran är en distriktssiffra. Sverige är indelat i radioamatördistrikt 0–7 efter län (0 Stockholm, 1 Gotland, 2 Västerbotten och Norrbotten, 3 Gävleborg, Västernorrland och Jämtland, 4 Örebro, Värmland och Dalarna, 5 Uppsala, Södermanland, Östergötland och Västmanland, 6 Halland och Västra Götaland samt 7 Jönköping, Kronoberg, Kalmar, Blekinge och Skåne). Flyttar du till ett annat distrikt byter du i allmänhet bara siffra och behåller suffixet.
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% TODO VERIFY: distriktsindelningen och regeln att suffixet behålls vid flytt (uppgifter från svenska Wikipedia/SSA; kontrollera mot SSA:s aktuella regler).
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Förutom personliga anropssignaler finns klubbstationer (SK-serien) och automatiska och fjärrstyrda stationer, som vi går igenom längre fram i kapitlet.
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% TODO LINK: German original linked to the BNetzA Rufzeichenplan (https://50ohm.de/rzp). Swedish equivalent: SSA/PTS rules for anropssignaler (ssa.se).
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SSA och PTS bestämmer vilka serier som används för vilka ändamål. Håll dig informerad om ändringar även efter provet.
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Om du sänder från en annan plats än din hemmaplats kan du lägga till ett tillägg efter anropssignalen, så att motparten får veta var eller hur du sänder. I tabell [ref:n_rufzeichenzusaetze] finns de tillägg som är vanliga i internationell amatörradio (CEPT T/R 61-01).
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% TODO VERIFY: att tilläggen är frivilliga i Sverige och att inga andra tillägg än dessa är tillåtna enligt SSA:s/PTS regler för anropssignaler.
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| l: Tillägg | l: Uttal | X: Betydelse |
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| am | aeronautical mobile (flygmobil) | Ombord på ett luftfartyg som befinner sig i luften |
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| mm | maritime mobile (maritim mobil) | Ombord på ett fartyg till sjöss |
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| m | mobil | Från ett landfordon eller från ett fartyg på inlandsvatten |
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| p | portabel | Till fots eller tillfälligt på en fast plats |
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[table:n_rufzeichenzusaetze:Vanliga tillägg till anropssignalen]
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Tillägget skrivs med ett snedstreck, till exempel SA5ABC/p. I telefoni kan du säga tillägget direkt efter anropssignalen eller foga det till anropssignalen med ordet "stroke" (eller "snedstreck"). I tabell [ref:n_rufzeichenzusaetze_sprechweise] finns exempel på skrivsätt och uttal.
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| l: Skrivsätt | X: Uttal |
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| SA5ABC/m | Sierra Alfa Fem Alfa Bravo Charlie (stroke) mobil |
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| SM7XYZ/p | Sierra Mike Sju Xray Yankee Zulu (stroke) portabel |
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| SA3ABC/mm | Sierra Alfa Tre Alfa Bravo Charlie (stroke) maritim mobil |
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| SA2ABC/am | Sierra Alfa Två Alfa Bravo Charlie (stroke) aeronautical mobile |
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[table:n_rufzeichenzusaetze_sprechweise:Uttal av tillägg, "stroke" är valfritt och kan utelämnas]
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Om du befinner dig ombord på ett luftfartyg, alltså ett flygplan, en luftballong, ett luftskepp eller liknande, kan du lägga till /am efter din anropssignal. Luftfartyget måste vara helt i luften och får inte ha förbindelse med marken, till exempel genom förtöjningslinor. Du ska ha luftfartygsbefälhavarens tillåtelse innan du sänder, men du behöver inget tillstånd från PTS.
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Ungefär detsamma gäller för vattenfarkoster. Befinner du dig i en motorbåt, en segelbåt eller ett annat fartyg på internationellt vatten, utanför territorialhavet (12 nautiska mil), kan du lägga till /mm. Befinner du dig inom territorialhavet eller på floder, sjöar eller liknande inlandsvatten kan du använda /m. Skepparen eller befälhavaren måste ge sitt samtycke innan du sänder.
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% TODO VERIFY: gränsen för /mm (utanför territorialhavet/12 nautiska mil) i Sverige.
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Är du i ett landfordon som en bil eller ett tåg kan du använda /m för mobil. Detsamma gäller ombord på ett fartyg på inlandsvatten.
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Om du tillfälligt ställer upp din station på en plats som inte är din hemmaplats, till exempel vid en amatörradioaktivitet i naturen, kan du lägga till /p (portabel) till anropssignalen. Detsamma gäller om du rör dig med en bärbar radio.
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Slutligen: Om du tillfälligt sänder från ett annat radioamatördistrikt än ditt eget kan du lägga till det distriktets siffra efter anropssignalen, till exempel SM5ABC/7.
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% TODO VERIFY: att distriktssiffra används som tillägg i Sverige (källa: svenska Wikipedia, ej bekräftat av SSA/PTS).
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Tilläggen är frivillig information. Det som är obligatoriskt är att du sänder din anropssignal.
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Änderung beim Namen oder bei der Anschrift sind nachträglich, also nachdem die Änderung vollzogen wurde, der BNetzA mitzuteilen - aber dann unverzüglich. Damit die BNetzA einen jederzeit per Post erreichen kann, muss die Behörde stets die aktuelle Anschrift kennen.
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[question:VD113]
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Wenn man sich nicht sicher ist, ob man den Namen eines deutschen Funkpartners richtig verstanden hat, kann man auf der Internetseite der BNetzA nach dem Rufzeichen suchen. Dort bekommt man neben dem Rufzeichen den Namen angezeigt. Ebenfalls wird die Anschrift angezeigt, sofern der Funkamateur keinen Widerspruch gegen die Veröffentlichung eingelegt hat. Dieselben Informationen finden sich auch in der Rufzeichenliste, die als PDF-Dokument heruntergeladen werden kann.
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Als kleine Aufgabe kann man nach einem bekannten Rufzeichen in beiden Quellen suchen:
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* [Online-Suche nach Rufzeichen](https://50ohm.de/rza)
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* [Rufzeichenliste als PDF-Dokument](https://50ohm.de/rzl)
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[question:VD114]
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Höga växelspänningar är farliga, och det gäller naturligtvis också höga högfrekventa växelspänningar. De kan orsaka hjärtrytmrubbningar, *brännskador och andra skador*. I princip kan allt detta leda till döden. En sändande antenn rör man inte!
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<danger>
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Även i ofarliga fall blir man rädd eller får kramp vid beröring. Följden kan till exempel bli ett fall från stegen. Det vore en sekundärolycka, som vi redan har lärt oss i avsnittet *”Faror med elektrisk ström”*.
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</danger>
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Vid sändning uppstår höga spänningar på varje antenn. Spänningarna är inte jämnt fördelade. På en klassisk dipol bildas spänningsbukar i båda ändarna, och de innebär en betydande skaderisk även vid låga sändareffekter på bara några watt.
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Var spänningsbukarna uppstår beror på antenntypen (enbandsantenn, flerbandsantenn med mera).
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En sändande antenn rör man inte!
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[picture:851:a_spannungsbauch:Precis som på den klassiska dipolen bildas spänningsbukar i båda ändarna på den ändmatade halvvågsantennen. Där är beröring särskilt farlig]
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[picture:852:a_spannungsbauch_multiband:En ändmatad halvvågsantenn för $\qty{80}{\meter}$-bandet kan utan problem också användas på $\qty{20}{\meter}$-bandet. Då bildas flera spänningsbukar. Skaderisken är därför inte bara särskilt hög vid antennändarna, utan också vid spänningsbukarna däremellan.]
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En sändande antenn rör man inte!
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Wie wir bei der $5/8 \lambda$-Antenne gesehen haben, werden Drahtlängen nicht immer so gewählt, dass sie von sich aus resonant sind. Grundsätzlich können Antennen beliebige Längen aufweisen, sofern man diese entsprechend an die Speiseleitung anpasst. Dies kann z.B. durch ein Anpassgerät bzw. Tuner erfolgen.
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[question:EG102]
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[picture:562:e_antenne_laenge_resonanz:Ein Faltdipol]
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Der Faltdipol stellt im Prinzip eine plattgedrückte Ganzwellenschleife dar. Die Gesamtlänge des Drahtes beträgt also genau eine Wellenlänge.
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[question:EG110]
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Die folgende Frage lässt sich leicht mit der Formelsammlung beantworten, in dem man die Frequenz in die Wellenlänge umrechnet und mit dem Faktor $\frac{5}{8}$ multipliziert.
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[question:EG109]
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$\lambda = \frac{\qty{300}{\mega\meter\per\second}}{\qty{28,5}{\mega\hertz}} \cdot \frac{5}{8} = \qty{6,58}{\meter}$
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Die Antenne bewirkt die eigentliche "Magie" des Funkens: Beim Senden gibt sie elektrische Schwingungen als Funkwellen ab, die sich in die Ferne ausbreiten. Umgekehrt erreichen die Funkwellen aus der Ferne die Antenne beim Empfang. Die Antenne nimmt die Funkwellen auf und leitet sie als elektrische Schwingungen über Antennenkabel zum Funkgerät weiter.
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Antennen står för själva ”magin” i radio: Vid sändning avger den elektriska svängningar som radiovågor, som breder ut sig över långa avstånd. Omvänt når radiovågor från långt håll antennen vid mottagning. Antennen tar upp radiovågorna och leder dem som elektriska svängningar via antennkabeln vidare till radion.
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[photo:63:n_handfunk_antenne:So kann es in der Praxis aussehen - VHF/UHF-Handfunkgerät mit externer Antenne]
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[photo:63:n_handfunk_antenne:Så kan det se ut i praktiken – VHF/UHF-handapparat med extern antenn]
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[picture:657:n_trx_kabel_und_antenne:Schematische Darstellung einer Amateurfunkstation mit Funkgerät, Speiseleitung und Antenne]
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[picture:657:n_trx_kabel_und_antenne:Schematisk bild av en amatörradiostation med radio, matarledning och antenn]
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% [picture:543:n_schaltzeichen_antenne:Schaltzeichen für die Antenne]
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[question:NG101]
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% [picture:543:n_schaltzeichen_antenne:Symbol för antenn]
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Beim Aufbau von Antennen sind Vorschriften zu beachten, die sich von Bundesland zu Bundesland unterscheiden. Hier kann z. B. geregelt sein, ab welcher Windlast oder Höhe eines Antennenmastes eine Baugenehmigung erforderlich ist. Eventuell sind bestimmte Abstände zu den Nachbargrundstücken einzuhalten. Das örtliche Bauamt von Stadt oder Gemeinde kann darüber Auskunft erteilen.
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[photo:83:n_antennen_hausdach:Antennenanlage für KW, VHF und UHF auf einem Hausdach]
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<tip>
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Mitglieder des DARC haben automatisch eine Haftpflichtversicherung für von ihnen betriebene Antennenanlagen, sofern sie vorschriftsmäßig aufgebaut sind. Die Versicherungsleistung ist bereits im Mitgliedsbeitrag enthalten.
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[Jetzt Mitglied im DARC werden!](https://50ohm.de/mw)
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</tip>
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Es ist wichtig zu wissen, dass der Betreiber für seine Antennenanlage selbst voll verantwortlich ist und für Schäden gegenüber Dritten haftet!
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[question:VE602]
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[question:VE707]
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Hohe Wechselspannungen sind gefährlich, dies gilt selbstverständlich auch für hohe hochfrequente Wechselspannungen. Sie können Herzrhythmusstörungen, *Verbrennungen und andere Verletzungen* verursachen. Im Prinzip kann dies alles zum Tod führen. Ein Sendeantenne in Betrieb berührt man nicht!
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<danger>
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Selbst in harmlosen Fällen wird man bei Berührung erschrecken oder verkrampfen. Die Konsequenz kann z.B. ein Sturz von der Leiter sein. Das wäre ein Sekundärunfall, wie wir bereits im Abschnitt *"Gefahren durch elektrischen Strom"* gelernt haben.
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</danger>
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[question:EK202]
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Beim Senden entstehen auf jeder Antenne hohe Spannungen. Diese Spannungen sind nicht gleich verteilt. Beim klassischen Dipol bilden sich an beiden Enden Spannungsbäuche, von denen selbst bei geringen Sendeleistungen von wenigen Watt eine erhebliche Verletzungsgefahr ausgeht.
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Wo die Spannungsbäuche entstehen hängt vom Antennentyp ab (Monobandantenne, Mehrbandantenne u.a.).
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Eine Sendeantenne in Betrieb berührt man nicht!
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[question:AK204]
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[picture:851:a_spannungsbauch:Wie beim klassischen Dipol bilden sich bei der endgespeisten Halbwellenantenne an beiden Enden Spannungsbäuche. Dort ist eine Berührung besonders gefährlich]
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[picture:852:a_spannungsbauch_multiband:Eine endgespeiste Halbwellenantenne für das $\qty{80}{\meter}$-Band kann ohne Probleme auch für das $\qty{20}{\meter}$-Band genutzt werden. In diesem Fall bilden sich mehrere Spannungsbäuche aus. Deshalb ist Verletzungsgefahr nicht nur an den Antennenenden besonders hoch, das ist sie auch bei den Spannungsbäuchen dazwischen.]
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Eine Sendeantenne in Betrieb berührt man nicht!
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Während in Städten die elektrische Energiezufuhr in Wohngebäuden und in Häusern unsichtbar im Boden verlegt ist, findet man in ländlichen Gebieten manchmal noch offene Zuleitungen, sogenannte Freileitungen. Diese enden am Hausgiebel oder einem Dachständer (Abbildung [ref:n_Dachstaender]) auf dem Hausdach und führen so die elektrische Energie vom Stromnetz zu. Manchmal gibt es auch Freileitungen in Hausnähe, die noch wesentlich höhere Spannungen tragen können, wie z. B. Hochspannungsleitungen.
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[photo:82:n_Dachstaender:Dachständer]
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Antennen müssen immer von elektrischen Freileitungen entfernt sein. Sie dürfen solche elektrischen Leitungen unter keinen Umständen berühren, da sonst gefährlich hohe Spannungen in die Funkanlage gelangen können.
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<danger>
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Wenn eine Antenne eine Energieversorgungsleitung berührt, besteht akute Gefahr von lebensgefährlichen Stromschlägen!
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</danger>
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Nicht nur beim Aufbau von Antennen muss ausreichend Abstand von Freileitungen eingehalten werden. Es muss auch unbedingt vermieden werden, dass sich Drähte oder Teile der Antenne zum Beispiel bei einem Sturm lösen und dann in Kontakt mit solchen Leitungen kommen oder auf Personen herunterfallen können.
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[question:NK311]
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In der Klasse N aben wir bereits einige Antennenformen kennen gelernt. In der Klasse E wollen wir nun die Eigenschaften der verscheidenen Antennen genauer besprechen. Mittengespeiste Dipole sind *symmetrische Antennen*. Unter einer symmetrischen Antenne verstehen wir eine Antenne, die im Idealfall im Betrieb an beiden Polen (z. B. den Einspeisepunkten jedes Schenkels eines Dipols) bis auf das Vorzeichen die gleiche Spannung gegenüber Erde aufweist. Dies ist bei Dipolen einschließlich Faltdipol und auch den darauf basierenden Yagi-Uda-Antennen der Fall. Eine Groundplane-Antenne hingegen weist am Anschlusspunkt der Radiale idealerweise Erdpotential auf (also eine Spannung von Null gegenüber der Erde) und zählt damit nicht zu den symmetrischen Antennen.
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<indepth>
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Auch bei Kabeln zur Signalübertragung, z. B. der Speiseleitung einer Antenne, unterscheidet man zwischen *symmetrischen und asymmetrischen Kabeln*. Auch hier bezieht sich die Symmetrie auf die im Idealfall vorherrschenden elektrischen Spannungen gegenüber Erde. Bei einem Koaxialkabel sollten zwar die Ströme symmetrisch sein, jedoch nur der Innenleiter Spannung gegenüber Erde führen. Koaxialkabel gehören daher zu den asymmetrischen Speiseleitungen. Wie wir später lernen werden, sollten diese asymmetrischen Speiseleitungen nur mittels eines sogenannten Symmetrierglieds (Balun) an eine symmetrische Antenne angeschlossen werden.
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</indepth>
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[question:EG213]
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Eine beliebte Antennenbauform ist ein insgesamt etwa eine Wellenlänge langer Draht in Form eines Kreises, eines Quadrates, eines Dreiecks oder einer ähnlichen Form. Man spricht dann von sogenannten Ganzwellen-*Schleifenantennen*. Aufgrund ihres einfachen Aufbaus sehr beliebt ist die sogenannte Delta-Loop-Antenne, welche, wie das große Delta (Δ) aus dem griechischen Alphabet, die Form eines Dreiecks hat.
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[picture:311:e_delta_loop:Beispiel für eine Delta-Loop-Antenne]
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[question:EG101]
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Auf die genaue *Form* kommt es bei den Ganzwellen-Schleifenantennen nicht an, sofern die Drahtlänge etwa einer Wellenlänge entspricht. Je nach Form können sich jedoch andere Speisewiderstände oder geringfügig bessere oder schlechtere Antennengewinne ergeben.
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</indepth>
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Von den Ganzwellen-Schleifenantennen zu unterscheiden sind die sogenannten *magnetischen Ringantennen* (Magnetic-Loops), die in Bezug auf die Wellenlänge viel kleinere Abmessungen aufweisen und ein magnetisches Nahfeld erzeugen (vgl. Abbildung [ref:e_mag_loop]).
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[picture:977:e_mag_loop:Beispiel für eine Magnetic-Loop-Antenne]
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[question:EG105]
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Obwohl solche magnetischen Ringantennen grundsätzlich auch für den Sendebetrieb geeignet sind, ist es schwierig, einen hohen *Wirkungsgrad* zu erzielen. Wirkungsgrade zwischen $\qty{1}{\percent}$ und $\qty{10}{\percent}$ sind bei Magnetantennen im Sendebetrieb üblich. Dennoch können diese Magnetic-Loops gegenüber anderen Antennen Vorteile bieten: Neben dem kompakten Aufbau stören sie sich oft weniger an im Nahfeld befindlichen elektrisch leitfähigen oder dämpfenden Gegenständen, z. B. Mauern oder Dachziegeln bei Montage im Innenraum oder unter einem Hausdach.
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</indepth>
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*Endgespeiste Antennen* werden von einem Ende her gespeist. Meist beträgt ihre Länge eine halbe Wellenlänge. Man spricht dann auch von einem endgespeisten Halbwellendipol (englisch: end fed half wave, EFHW). Eine solche Antenne benötigt eine im Verhältnis zum Strom deutlich höhere Spannung, welche durch ein entsprechendes Anpassglied, z. B. einen Fuchskreis erzeugt werden kann. Endgespeiste Halbwellendipole, die mit einem Fuchskreis angepasst werden, bezeichnet man entsprechend als Fuchsantenne.
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[question:EG104]
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[question:EG103]
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[picture:310:e_fuchsantenne:Beispiel für eine Fuchs-Antenne]
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Der Fuchskreis bzw. die Fuchs-Antenne ist benannt nach *Dr. Josef Fuchs* (Amateurfunkrufzeichen OE1JF, UO1JF und EAAA), der diese im Jahre 1927 auch patentieren ließ.
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</person>
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<indepth>
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Auch eine endgespeiste Antenne benötigt ein *Gegengewicht*, z. B. in Form eines $\lambda / 4$-Drahtes oder einer anderen Form der HF-Erdung. Allerdings sind die auftretenden Ströme bei EFHWs am Speisepunkt deutlich kleiner, weshalb auch eine weniger gute Erdung ausreichend sein kann, z. B. ein kurzes Drahtende von nur einem zehntel oder gar zwanzigstel der Wellenlänge. Manchmal dienen sogar nur der Schirm der Speiseleitung oder andere (eigentlich anderen Zwecken dienende) Metallelemente als Erdung.
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Nicht zu Verwechseln mit den endgespeisten Halbwellendipolen sind die endgespeisten *Langdrahtantennen*, bei denen die Länge deutlich über einer Wellenlänge liegt. Die Verwechselung rührt daher, dass endgespeiste Halbwellendipole oft auch auf höheren Frequenzen betrieben werden, wodurch sie für diese Frequenzen dann de-facto eine Langdrahtantenne darstellen.
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</indepth>
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Die Richtwirkung einer Antenne kann man in einem sogenannten Strahlungsdiagramm darstellen. Hierbei wird für eine Ebene in jede Richtung der Gewinn bzw. die Feldstärke oder Strahlungsleistung aufgetragen. Je weiter der Graphenverlauf vom Mittelpunkt entfernt ist, umso größer der Gewinn bzw. umso höher die Feldstärke und Strahlungsleistung im Fernfeld. Falls keine Skala mit Winkeln verwendet wird, stellt man auch oft die mechanische Anordnung der Antenne im selben Diagramm dar, um zu verdeutlichen, welche Richtung im Diagramm welcher Richtung in Bezug auf die Antennenanordnung entspricht.
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Ein Dipol strahlt nicht, wie man irrigerweise vermuten könnte, in Richtung des Drahtes, sondern rechtwinklig davon ab. In einer Ebene betrachtet und aufgetragen als Strahlungsdiagramm ergeben sich entsprechende Keulen (z. B. links und rechts) neben dem Dipol (vgl. Abbildung [ref:e_dipol_strahlungsdiagramm]). Ein vertikal aufgehängter Dipol strahlt also z. B. nach links und rechts sowie nach vorne und hinten ab. Da das Strahlungsdiagramm nur eine Ebene betrachtet, sieht man z. B. nur eine Keule für die Abstrahlung nach links und eine Keule für die Abstrahlung nach rechts. Je nach Skala können diese Keulen kreisförmig aussehen.
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[picture:1045:e_dipol_strahlungsdiagramm:Beispiel für die Abstrahlung des Dipols]
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Eine im Querschnitt *kreisförmige Keule* ergibt sich bei einer Skala, die linear zur Feldstärke ist, dann wenn ein stark verkürzter Dipol (hertzscher Dipol) betrachtet wird. Ein Halbwellendipol hat eigentlich einen etwas höheren Gewinn entsprechend einer etwas schmaleren Keule. Dennoch finden wir in den Prüfungsfragen eine kreisförmige Darstellung, die so nur näherungsweise stimmt. Bei einer Skala, die linear zur Strahlungsleistung in der jeweiligen Richtung wäre, müsste die Keule sogar noch schmaler ausfallen.
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% TODO: ggf. Fragenbild korrigieren
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</indepth>
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[question:EG215]
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[question:EG214]
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Aufgrund der zum Dipol senkrechten Abstrahlcharakteristik kann ein vertikal montierter Halbwellendipol entsprechend eine flache Abstrahlung ermöglichen, die z. B. im DX-Betrieb aber auch bei Kontakten über Direkt- oder Bodenwelle erwünscht sein kann.
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[question:EG219]
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[photo:316:e_vertikaldipol:Vertikaler $\frac{\lambda}{2}$-Dipol]
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Einen Spezialfall einer Vertikalantenne stellt die gegen Erde (oder einer Fahrzeugkarosserie) erregte $\frac{5}{8}\lambda$-Antenne dar (vgl. Abbildung [ref:e_fuenf_achtel]). Hier ist die Länge mit umgerechnet $\qty{0.625}{\lambda}$ aus einem bestimmten Grund gewählt. Der Strahler ist damit mechanisch etwa 2,5-mal so lang wie der einer normalen $\frac{\lambda}{4}$-Groundplane ($\qty{0.25}{\lambda}$). Die größere Strahlerlänge verändert das vertikale Strahlungsdiagramm vorteilhaft, wie in Abbildung [ref:a_5_8_lambda_strahlung] dargestellt: Mehr von der abgestrahlten Leistung wird in Richtung Horizont gebündelt, weniger wird nach oben oder unten abgestrahlt. Das ergibt bei terrestrischen Verbindungen bei gleicher Leistung in der Regel eine höhere Reichweite. Eine Strahlerlänge von etwa $\frac{5}{8} \lambda$ ist für diesen Effekt optimal: Wird der Strahler weiter verlängert, geht wieder mehr Leistung nach oben und unten verloren.
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[question:EG108]
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[picture:1134:a_5_8_lambda_strahlung:Strahlungsmuster und Stromverteilung von Vertikalantennen bei idealer Erde]
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[picture:650:e_fuenf_achtel:$5/8 \lambda$-Antenne]
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Auch eine Groundplane-Antenne strahlt rechtwinklig zum Strahler (nicht zu den Radialen) ab. Da das Strahlungsdiagramm die Groundplane-Antenne oft von oben betrachtet, ergibt sich nahezu ein Rundstrahler, der in alle Himmelsrichtungen nahezu den gleichen Gewinn aufweist (vgl. Abbildung [ref:e_ground_plane_abstrahlung]). Die Radiale haben nur geringen Einfluss und können das Strahlungsdiagramm leicht "verbeulen", was einem geringfügig abweichenden Gewinn in bestimmten Richtungen entspricht.
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[picture:1046:e_ground_plane_abstrahlung:Abstrahlung Groundplane-Antenne]
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[question:EG216]
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Auch wenn das Strahlungsdiagramm einer Groundplane-Antenne mit Radialen leicht *"verbeult"* ist, ist diese Abweichung in der Theorie viel kleiner als oftmals dargestellt. Daher ist eine Groundplane-Antenne tatsächlich ein beinahe idealer Rundstrahler in der Ebene.
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</indepth>
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Richtantennen (z.B. die Yagi-Uda-Antenne) zeichnen sich dadurch aus, dass der Gewinn in einer Richtung deutlich höher ist, als in anderen Richtungen, wie in Abbildung [ref:e_richtantenne_abstrahlung] dargestellt.
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[question:EG217]
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[picture:1047:e_richtantenne_abstrahlung:Abstrahlung Richtantenne]
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Bei höheren Frequenzen z. B. im UHF-Bereich oder darüber hinaus kommen auch Hornstrahler oder Parabolantennen (vgl. [ref:e_parabolantenne]) zum Einsatz. Ebenso finden sich auf Leiterplatten kleinerer Geräte Patchantennen. All diese Antennenbauformen sind für den Kurzwellenbereich unüblich, da sie unhandliche Größen erreichen würden. Deshalb bleiben für die folgenden Fragen nur noch Langdraht-Antenne, Yagi-Uda-Antenne, Dipol-Antenne, Windom-Antenne, Delta-Loop-Antenne übrig.
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[question:EG106]
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[picture:850:e_parabolantenne:Parabolantenne]
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Die Sperrtopfantenne besteht aus einem $\lambda / 4$-langen Topf, der als Symmetrierglied bzw. Mantelwellensperre wirkt. Mit diesem Wissen lässt sich die folgende Frage beantworten, denn sowohl ein Sperrtopf als auch eine Kreuz-Yagi-Uda wären ebenso wie Parabolspiegel im $\qty{80}{\meter}$-Band unhandlich groß.
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[question:EG107]
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Wie wir bereits gelernt haben, kann ein Halbwellendipol auch an einem Ende gespeist werden. Der Speisewiderstand ist bei einer Drahtlänge von $\lambda / 2$ oder Vielfachen davon hochohmig (ca. $\qtyrange{2000}{2500}{\ohm}$).
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Für die Anpassung einer solchen endgespeisten Antenne gibt es verschiedene Möglichkeiten. Im Folgenden betrachten wir drei typische Varianten:
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* Fuchskreis
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* Transformator zur Impedanzanpassung
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* Zeppelinantenne
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Eine Möglichkeit der Anpassung ist der bereits besprochene Fuchskreis (vgl. Abbildung [ref:a_fuchskreis]). Dabei handelt es sich um einen Parallelschwingkreis, der auf die Betriebsfrequenz abgestimmt wird. Er transformiert die niedrige Impedanz der Speiseleitung auf die hohe Speiseimpedanz der endgespeisten Halbwellenantenne und gleicht zugleich vorhandene Blindanteile aus.
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[picture:310:a_fuchskreis:Fuchskreis zur Anpassung einer endgespeisten Halbwellenantenne]
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[question:AG419]
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Eine andere Möglichkeit ist ein Transformator (vgl. Abbildung [ref:a_unun_1_49]) mit einem Übersetzungsverhältnis von $ü = 1:7$. Da sowohl Spannung als auch Strom um den Faktor $\num{7}$ multipliziert bzw. dividiert werden, ergibt sich für den Widerstand eine Transformation von $1:7^2 = 1:49$ entsprechend $(1 \cdot \qty{50}{\ohm}) : (49 \cdot \qty{50}{\ohm}) = \qty{50}{\ohm} : \qty{2450}{\ohm}$.
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[photo:332:a_unun_1_49:1 zu 49 Un-Un zur Anpassung einer endgespeisten Halbwellenantenne]
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[picture:315:a_endspeisung_1:Endgespeister Halbwellendipol mit Pigtail]
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[picture:260:a_endspeisung_2:Endgespeister Halbwellendipol mit Koaxialkabel als Gegengewicht]
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Hinsichtlich der *Impedanztransformation* (Transformation des Widerstands) geht das Windungsverhältnis eines Transformators im Quadrat ein, d.h. ein Transformator mit einem Windungsverhältnis von 1:7 sorgt für eine 1:49-Impedanztransformation. Bei Baluns und Un-Uns ist oft nicht angegeben, ob es sich um das Windungs- oder das Impedanzverhältnis handelt. Es besteht also die Möglichkeit der Verwechselung. Üblich ist die Angabe des Impedanzverhältnisses. Bei einem Transformator mit einem Windungsverhältnis ($ü$) von 1:7 spricht man dann z. B. von einem 1:49-Un-Un.
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</attention>
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Als Gegengewicht wird oft ein kurzes Drahtende (mindestens ein zwanzigstel der Wellenlänge), vgl. Abbildung [ref:a_endspeisung_1] oder ein Teil der koaxialen Zuleitung (mindests $\qty{0.05}{\lambda}$) verwendet, vgl. Abbildung [ref:a_endspeisung_2]. Eine Mantelwellensperre (Abkürzung MWS) verhindert, dass das weitere Zuleitungskabel zum Teil der Antenne wird.
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[question:AG123]
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[question:AG124]
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Anstelle eines Fuchskreises oder Transformators kann auch eine Zweidrahtleitung der Länge $\lambda / 4$ verwendet werden. Dann spricht man von einer *Zeppelinantenne* (vgl. Abbildung[ref:a_zeppelinantenn]). Wie eine Leitung eine Impedanz transformiert werden wir in einem späteren Abschnitt noch genauer betrachten.
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Die Bezeichnung geht auf den Einsatz dieser Antennen an Luftschiffen zurück. Durch die $\lambda / 4$ lange Zweidrahtleitung tritt die hohe Spannung erst an ihrem Ende und damit weit entfernt vom gasgefüllten Luftschiff auf (vgl. Abbildung [ref:a_zeppelinantenne_foto]).
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[picture:314:a_zeppelinantenne:Aufbau einer Zeppelinantenne]
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[photo:336:a_zeppelinantenne_foto:Zeppelinantenne (Symbolbild)]
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[question:AG120]
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Ebenso wie bei einem endgespeisten Halbwellendipol kann auch bei anderen Antennenformen eine Speiseleitung mit abweichendem Wellenwiderstand zur Anpassung verwendet werden. Für die Klasse E haben wir bereits die Ganzwellen-Schleifen-Antennen kennengelernt; darunter auch die Delta-Loop und die Quad-Antenne. Eine Delta-Loop-Antenne (vgl. Abbildung [ref:a_delta_loop]) hat bei gleichlangen Schenkeln eine Speiseimpedanz von etwa $\qty{100}{\ohm}$. Durch Einfügen einer $\lambda / 4$-Leitung mit einem Wellenwiderstand von $\qty{75}{\ohm}$ erfolgt eine Transformation auf die im Amateurfunk üblichen $\qty{50}{\ohm}$.
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[picture:311:a_delta_loop:Delta-Loop-Antenne]
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[question:AG117]
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Der optimale Wert für den Wellenwiderstand einer $\lambda / 4$-Speiseleitung, die zur Anpassung verwendet wird, errechnet sich aus dem *geometrischen Mittel* der beiden Impedanzen, z. B. $\qty{50}{\ohm}$ und $\qty{100}{\ohm}$ entsprechend $\sqrt{\qty{50}{\ohm} \cdot \qty{100}{\ohm}} \approx \qty{70,7}{\ohm}$.
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Führt man die Ganzwellenschleife als Quadrat aus, dann muss die Länge jeder Seite entsprechend ein Viertel der Wellenlänge betragen.
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[question:AG119]
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Wie beim Dipol weicht die mechanische Länge einer Ganzwellen-Schleifenantenne von der elektrischen Länge ab. Im Gegensatz zum Verkürzungsfaktor bei Dipolen gibt es bei Ganzwellenschleifen hingegen überraschenderweise einen *Verlängerungsfaktor*, d.h. die Antenne muss wenige Prozent länger sein, als eine Wellenlänge im Freiraum wäre.
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</attention>
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Da Frequenzbänder unterschiedliche Ausbreitungsbedingungen zu unterschiedlichen Tages-, Jahres- und Sonnenzykluszeiten aufweisen, möchten Funkamateure gerne auf möglichst vielen Frequenzbändern Betrieb machen können. Zwei Beispiele für Multibandantennen sind die *G5RV-Antenne mit zwei gleichlangen Schenkeln* (vgl. Abbildung [ref:a_g5rv]) und einer Zweidrahtleitung sowie die *asymmetrisch angeregte Windomantenne* (vgl. Abbildung [ref:a_windom]), bei denen sich durch geschickte Abmessungen viele Resonanzen und damit eine Nutzung auf möglichst vielen Amateurfunkbändern ergeben.
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[picture:313:a_g5rv:G5RV-Antenne]
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[picture:309:a_windom:Windomantenne]
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[question:AG121]
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[question:AG122]
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% TODO: Darstellung von $5/8 \lambda$ prüfen
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Dass eine Antenne resonant ist, bedeutet noch nicht, dass sie auch eine gute Abstrahlcharakteristik aufweist. Oftmals ist es gewünscht, eine möglichst flache Abstrahlung zu erreichen. Bei gegenüber Erde erregten Vertikalantennen ergibt sich eine Länge von ca. $5/8 \lambda$ als Optimum.
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Ein einfacher Draht mit Erde als Gegenpol ist bei einer Länge von $5/8 \lambda$ nicht resonant. Resonanzen ergeben sich nur bei $1/4$, $3/4$, $5/4$ usw. Daher ist eine Anpassung notig. Dies wird in der Regel durch Einfügen einer Spule erreicht, welche die elektrische Länge von $5/8$ auf $6/8$ (also $3/4$) verlängert. Solche Spulen sieht man oft bei Antennen für den KFZ-Bereich.
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% TODO: Bild VHF oder CB-KFZ-Antenne
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<attention>
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Das Optimum von $5/8 \lambda$ gilt nur für gegenüber Erde erregte Antennen. Betrachtet man beispielsweise mittengespeiste Dipole, die sich entweder im Freiraum oder vertikal, knapp über dem Erdboden befinden, dann liegt das Optimum bei $5/4 \lambda$.
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% TODO: Frage ist falsch, siehe 2. Review von DL9JBE.
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[question:AG223]
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%TODO ggf. das Kapitel wo anders hinschieben
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Im Kapitel Dezibel wurde schon angedeutet, dass die Zusätze $\unit{\dBd}$ und $\unit{\dBi}$, die bei der Angabe von Antennengewinnen verwendet werden. In diesem Fall bezieht sich der Dezibelwert nicht auf eine Leistung oder Spannung, sondern auf einen bestimmten Referenzstrahler. Üblich sind dabei $\unit{\dBi}$, bezogen auf den isotropen Kugelstrahler, sowie $\unit{\dBd}$, bezogen auf den Halbwellendipol.
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Der *Isotropstrahler* (vgl. Abbildung [ref:e_Kugelstrahler]) ist eine gedachte, hypothetische Antenne, die in alle Richtungen gleich stark abstrahlt. Weist eine real vorhandene Antenne eine Richtwirkung auf, so ist die Abstrahlung in bestimmten Richtungen stärker und in anderen Richtungen schwächer als sie beim hypothetischen Isotropstrahler wäre.
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[picture:751:e_Kugelstrahler:Isotroper Strahler in der Mitte einer Kugel, der an allen Stellen der Kugeloberfläche die gleiche Strahlungsleistung erzeugt]
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Den Gewinn in einer Richtung (z.B. der Hauptstrahlrichtung welche die Richtung mit dem maximalen Antennengewinn ist) gegenüber einem Isotropstrahler kann man in Dezibel $\unit{\dB}$ angeben. Anstelle von $\unit{\dB}$ schreibt man $\unit{\dBi}$, um zu verdeutlichen, dass man sich auf den Isotropstrahler bezieht.
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[question:EG220]
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Auch ein einfacher Halbwellendipol hat einen Gewinn, denn er strahlt senkrecht zum Leiter um $\qty{2,15}{\dB}$ stärker ab, als es ein Isotropstrahler tun würde. Entsprechend hat ein Halbwellendipol einen Gewinn von $\qty{2,15}{\dBi}$.
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Gelegentlich interessiert der Gewinn der über den Gewinn eines Halbwellendipols hinausgeht, also den Gewinn in Bezug auf einen Halbwellendipol. Diesen gibt man in $\unit{\dBd}$ an, wobei das $\text{d}$ für Dipol steht. Ein Halbwellendipol hat entsprechend einen Gewinn von $\qty{0}{\dBd}$. Antennen, die mehr Gewinn aufweisen, als ein Halbwellendipol haben einen Gewinn größer als $\qty{0}{\dBd}$ und Antennen mit weniger Gewinn als ein Halbwellendipol entsprechend weniger als $\qty{0}{\dBd}$.
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Vergleichen wir noch einmal den Gewinn eines Halbwellendipols angegeben als $\unit{\dBi}$ und angegeben als $\unit{\dBd}$: Der Halbwellendipol hat in Hauptstrahlrichtung einen Gewinn von $\qty{2,15}{\dBi}$, da er gegenüber dem Isotropstrahler $\qty{2,15}{\dB}$ stärker strahlt. In $\unit{\dBd}$ angegeben sind es jedoch $\qty{0}{\dBd}$. Die Angabe in $\unit{\dBi}$ ist stets um $\qty{2,15}{\dB}$ höher als die Angabe in $\unit{\dBd}$.
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Das steht auch in der Formelsammlung:
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$g_i = g_d + \qty{2,15}{\dB}$
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[question:EG221]
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Vid uppförande av antenner måste man beakta regler som kan skilja sig mellan kommuner. Där kan det till exempel vara reglerat från vilken vindlast eller höjd hos en antennmast som bygglov krävs. Eventuellt måste vissa avstånd till grannfastigheter hållas. Kommunens byggnadsnämnd eller bygglovsenhet kan ge besked om detta.
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% TODO VERIFY: Exakta regler i plan- och bygglagen (2010:900) och plan- och byggförordningen om bygglov/anmälan för antennmaster och antennanläggningar (höjd, placering, strandskydd m.m.) ska kontrolleras mot boverket.se innan konkreta gränser anges.
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[photo:83:n_antennen_hausdach:Antennanläggning för HF, VHF och UHF på ett hustak]
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Kontrollera med ditt försäkringsbolag att din hemförsäkring omfattar antennanläggningen och skador på tredje man.
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% TODO VERIFY: Om SSA-medlemskap innefattar någon ansvarsförsäkring för antennanläggningar.
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Det är viktigt att veta att den som driver en antennanläggning själv bär fullt ansvar för den och är skadeståndsansvarig gentemot tredje man!
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Medan elförsörjningen till bostadshus i städer ofta är dragen osynligt i marken, hittar man på landsbygden ibland fortfarande öppna ledningar, så kallade luftledningar. Dessa slutar vid husgaveln eller en takstolpe (figur [ref:n_Dachstaender]) på hustaket och för elenergin dit från elnätet. Ibland finns också luftledningar nära huset som kan ha betydligt högre spänningar, till exempel högspänningsledningar.
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[photo:82:n_Dachstaender:Takstolpe]
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Antenner måste alltid hållas på avstånd från elektriska luftledningar. De får under inga omständigheter vidröra sådana elledningar, eftersom farligt höga spänningar annars kan nå radioutrustningen.
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<danger>
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Om en antenn vidrör en elledning finns akut risk för livsfarliga elstötar!
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</danger>
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Det räcker inte att hålla tillräckligt avstånd från luftledningar vid uppförandet av antenner. Man måste också absolut undvika att trådar eller delar av antennen, till exempel vid storm, lossnar och kommer i kontakt med sådana ledningar eller faller ned på personer.
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I Instegscertifikatet har vi redan lärt känna några antennformer. I HAREC ska vi nu gå igenom egenskaperna hos de olika antennerna mer i detalj. Mittmatade dipoler är *symmetriska antenner*. Med en symmetrisk antenn menar vi en antenn som i idealfallet vid drift har samma spänning mot jord, bortsett från tecknet, vid båda polerna (t.ex. matningspunkterna för varje dipolhalva). Det gäller dipoler inklusive vikt dipol, och även yagiantenner som bygger på dem. En groundplane-antenn har däremot idealt sett jordpotential (alltså spänningen noll mot jord) i anslutningspunkten för radialerna och räknas därför inte som symmetrisk antenn.
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Även för kablar för signalöverföring, t.ex. antennens matarledning, skiljer man mellan *symmetriska och osymmetriska kablar*. Också här avser symmetrin de spänningar mot jord som idealt sett råder. I en koaxialkabel bör strömmarna visserligen vara symmetriska, men bara innerledaren för spänning mot jord. Koaxialkablar hör därför till de osymmetriska matarledningarna. Som vi kommer att lära oss senare bör sådana osymmetriska matarledningar bara anslutas till en symmetrisk antenn via ett så kallat symmetreringsdon (balun).
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En populär antennkonstruktion är en tråd som totalt är ungefär en våglängd lång och formad som en cirkel, en kvadrat, en triangel eller liknande. Man talar då om så kallade helvågs-*slingantenner*. På grund av sin enkla uppbyggnad mycket populär är den så kallade delta loop-antennen, som har formen av en triangel, likt den stora grekiska bokstaven delta (Δ).
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[picture:311:e_delta_loop:Exempel på en delta loop-antenn]
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Den exakta *formen* spelar ingen roll hos helvågsslingantenner, så länge trådlängden motsvarar ungefär en våglängd. Beroende på formen kan dock matningsresistansen skilja sig något, och antennvinsten bli något bättre eller sämre.
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Från helvågsslingantennerna ska man skilja de så kallade *magnetiska ringantennerna* (magnetic loops), som har mycket mindre dimensioner i förhållande till våglängden och skapar ett magnetiskt närfält (jfr figur [ref:e_mag_loop]).
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[picture:977:e_mag_loop:Exempel på en magnetic loop-antenn]
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Även om sådana magnetiska ringantenner i princip också lämpar sig för sändning är det svårt att uppnå hög *verkningsgrad*. Verkningsgrader mellan $\qty{1}{\percent}$ och $\qty{10}{\percent}$ är vanliga hos magnetantenner vid sändning. Ändå kan magnetic loops ha fördelar jämfört med andra antenner: Förutom den kompakta konstruktionen störs de ofta mindre av elektriskt ledande eller dämpande föremål i närfältet, t.ex. väggar eller takpannor vid montering inomhus eller under ett tak.
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*Ändmatade antenner* matas från ena änden. Oftast är deras längd en halv våglängd. Man talar då också om en ändmatad halvvågsdipol (engelska: end fed half wave, EFHW). En sådan antenn kräver en i förhållande till strömmen betydligt högre spänning, som kan åstadkommas med ett lämpligt anpassningsdon, t.ex. en Fuchs-krets. Ändmatade halvvågsdipoler som anpassas med en Fuchs-krets kallas följaktligen Fuchs-antenn.
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[picture:310:e_fuchsantenne:Exempel på en Fuchs-antenn]
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Fuchs-kretsen respektive Fuchs-antennen är uppkallad efter *Dr. Josef Fuchs* (amatörradioanropssignaler OE1JF, UO1JF och EAAA), som lät patentera den år 1927.
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</person>
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Också en ändmatad antenn behöver en *motvikt*, t.ex. i form av en $\lambda / 4$-tråd eller någon annan form av HF-jordning. Strömmarna vid matningspunkten är dock betydligt mindre hos EFHW, varför även en sämre jordning kan räcka, t.ex. en kort trådända på bara en tiondels eller till och med en tjugondels våglängd. Ibland fungerar till och med bara matarledningens skärm eller andra metallelement (som egentligen har andra syften) som jordning.
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Ändmatade halvvågsdipoler ska inte förväxlas med ändmatade *långtrådsantenner*, där längden ligger klart över en våglängd. Förväxlingen beror på att ändmatade halvvågsdipoler ofta också används på högre frekvenser, varigenom de för de frekvenserna i praktiken blir långtrådsantenner.
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En antenns riktverkan kan åskådliggöras i ett så kallat strålningsdiagram. Där ritas för ett plan vinsten, fältstyrkan eller strålningseffekten upp i varje riktning. Ju längre från mittpunkten kurvan ligger, desto större är vinsten respektive desto högre är fältstyrkan och strålningseffekten i fjärrfältet. Om ingen skala med vinklar används ritar man ofta också in antennens mekaniska placering i samma diagram, för att tydliggöra vilken riktning i diagrammet som motsvarar vilken riktning i förhållande till antennen.
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En dipol strålar inte, som man felaktigt kan tro, i trådens riktning, utan vinkelrätt mot den. Betraktat i ett plan och uppritat som strålningsdiagram får man motsvarande lober (t.ex. åt vänster och höger) vid sidan av dipolen (jfr figur [ref:e_dipol_strahlungsdiagramm]). En lodrätt hängd dipol strålar alltså t.ex. åt vänster och höger samt framåt och bakåt. Eftersom strålningsdiagrammet bara visar ett plan ser man t.ex. bara en lob för strålningen åt vänster och en lob för strålningen åt höger. Beroende på skalan kan dessa lober se cirkelformade ut.
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[picture:1045:e_dipol_strahlungsdiagramm:Exempel på dipolens strålning]
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En i tvärsnitt *cirkelformad lob* får man med en skala som är linjär mot fältstyrkan när man betraktar en kraftigt förkortad dipol (hertzsk dipol). En halvvågsdipol har egentligen en något högre vinst, motsvarande en något smalare lob. Strålningsdiagram med cirkelformade lober stämmer alltså bara approximativt. Med en skala som vore linjär mot strålningseffekten i respektive riktning skulle loben bli ännu smalare.
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Tack vare den strålningskaraktäristik som är vinkelrät mot dipolen kan en vertikalt monterad halvvågsdipol ge en låg strålningsvinkel, vilket kan vara önskvärt t.ex. vid DX-trafik, men också vid förbindelser via direkt våg eller markvåg.
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[photo:316:e_vertikaldipol:Vertikal $\frac{\lambda}{2}$-dipol]
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Ett specialfall av en vertikalantenn är den mot jord (eller en fordonskaross) matade $\frac{5}{8}\lambda$-antennen (jfr figur [ref:e_fuenf_achtel]). Här är längden, omräknat $\qty{0,625}{\lambda}$, vald av ett särskilt skäl. Strålaren är mekaniskt ungefär 2,5 gånger så lång som hos en vanlig $\frac{\lambda}{4}$-groundplane ($\qty{0,25}{\lambda}$). Den större strålarlängden förändrar det vertikala strålningsdiagrammet till det bättre, som figur [ref:a_5_8_lambda_strahlung] visar: Mer av den utstrålade effekten samlas mot horisonten, mindre strålas uppåt eller nedåt. Det ger vid markbundna förbindelser med samma effekt vanligtvis längre räckvidd. En strålarlängd på ungefär $\frac{5}{8} \lambda$ är optimal för den här effekten: Förlängs strålaren ytterligare går åter mer effekt förlorad uppåt och nedåt.
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[picture:1134:a_5_8_lambda_strahlung:Strålningsmönster och strömfördelning hos vertikalantenner över ideal jord]
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[picture:650:e_fuenf_achtel:$5/8 \lambda$-antenn]
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Även en groundplane-antenn strålar vinkelrätt mot strålaren (inte mot radialerna). Eftersom strålningsdiagrammet ofta visar groundplane-antennen uppifrån får man en nästan rundstrålande antenn med nästan samma vinst åt alla väderstreck (jfr figur [ref:e_ground_plane_abstrahlung]). Radialerna har bara liten inverkan och kan ”buckla” strålningsdiagrammet något, vilket motsvarar en något avvikande vinst i vissa riktningar.
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[picture:1046:e_ground_plane_abstrahlung:Strålning från groundplane-antenn]
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Även om strålningsdiagrammet för en groundplane-antenn med radialer är något *”bucklat”* är avvikelsen i teorin mycket mindre än vad som ofta framställs. En groundplane-antenn är därför i själva verket en nästan ideal rundstrålande antenn i planet.
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Riktantenner (t.ex. yagiantennen) kännetecknas av att vinsten i en riktning är klart högre än i andra riktningar, som figur [ref:e_richtantenne_abstrahlung] visar.
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[picture:1047:e_richtantenne_abstrahlung:Strålning från riktantenn]
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På högre frekvenser, t.ex. i UHF-området eller däröver, används även hornantenner eller parabolantenner (jfr [ref:e_parabolantenne]). På kretskort i mindre apparater finns dessutom patchantenner. Alla dessa antennformer är ovanliga på kortvåg, eftersom de skulle bli ohanterligt stora. För kortvåg återstår därför långtrådsantenn, yagiantenn, dipolantenn, Windom-antenn och delta loop-antenn.
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[picture:850:e_parabolantenne:Parabolantenn]
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Sperrtopfantennen (mantelvågsantennen) består av en $\lambda / 4$ lång ”hylsa” som fungerar som symmetreringsdon respektive mantelvågsspärr. Både en sådan hylsa och en korsyagi skulle, liksom parabolreflektorer, bli ohanterligt stora i $\qty{80}{\meter}$-bandet.
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@@ -0,0 +1,79 @@
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Som vi redan har lärt oss kan en halvvågsdipol också matas i ena änden. Matningsresistansen är vid en trådlängd på $\lambda / 2$ eller multipler av den högohmig (ca $\qtyrange{2000}{2500}{\ohm}$).
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För att anpassa en sådan ändmatad antenn finns flera möjligheter. Vi tittar nedan på tre typiska varianter:
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* Fuchs-krets
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* Transformator för impedansanpassning
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* Zeppelinantenn
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En möjlighet till anpassning är den redan behandlade Fuchs-kretsen (jfr figur [ref:a_fuchskreis]). Det är en parallellsvängningskrets som ställs in på driftsfrekvensen. Den transformerar matarledningens låga impedans till den ändmatade halvvågsantennens höga matningsimpedans och kompenserar samtidigt eventuella reaktiva delar.
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[picture:310:a_fuchskreis:Fuchs-krets för anpassning av en ändmatad halvvågsantenn]
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En annan möjlighet är en transformator (jfr figur [ref:a_unun_1_49]) med omsättningsförhållandet $ü = 1:7$. Eftersom både spänning och ström multipliceras respektive divideras med faktorn $\num{7}$, blir transformationen för resistansen $1:7^2 = 1:49$, motsvarande $(1 \cdot \qty{50}{\ohm}) : (49 \cdot \qty{50}{\ohm}) = \qty{50}{\ohm} : \qty{2450}{\ohm}$.
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[photo:332:a_unun_1_49:1 till 49 un-un för anpassning av en ändmatad halvvågsantenn]
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[picture:315:a_endspeisung_1:Ändmatad halvvågsdipol med pigtail]
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[picture:260:a_endspeisung_2:Ändmatad halvvågsdipol med koaxialkabel som motvikt]
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<attention>
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Vid *impedanstransformation* (transformation av resistansen) ingår en transformators varvtalsförhållande i kvadrat, dvs. en transformator med varvtalsförhållandet 1:7 ger en impedanstransformation på 1:49. För baluner och un-un anges ofta inte om det gäller varvtalsförhållandet eller impedansförhållandet. Det finns alltså risk för förväxling. Vanligast är att impedansförhållandet anges. För en transformator med varvtalsförhållandet ($ü$) 1:7 talar man då t.ex. om en 1:49-un-un.
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</attention>
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Som motvikt används ofta en kort trådända (minst en tjugondels våglängd), jfr figur [ref:a_endspeisung_1], eller en del av den koaxiala tilledningen (minst $\qty{0,05}{\lambda}$), jfr figur [ref:a_endspeisung_2]. En mantelvågsspärr (förkortat MWS) förhindrar att den fortsatta tilledningskabeln blir en del av antennen.
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I stället för en Fuchs-krets eller transformator kan man också använda en tvåtrådsledning med längden $\lambda / 4$. Då talar man om en *zeppelinantenn* (jfr figur [ref:a_zeppelinantenne]). Hur en ledning transformerar en impedans går vi igenom närmare i ett senare avsnitt.
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Namnet kommer från att dessa antenner användes på luftskepp. Genom den $\lambda / 4$ långa tvåtrådsledningen uppträder den höga spänningen först i dess ände och därmed långt från det gasfyllda luftskeppet (jfr figur [ref:a_zeppelinantenne_foto]).
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[picture:314:a_zeppelinantenne:Uppbyggnad av en zeppelinantenn]
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[photo:336:a_zeppelinantenne_foto:Zeppelinantenn (illustrationsbild)]
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Liksom för en ändmatad halvvågsdipol kan man även för andra antennformer använda en matarledning med avvikande karakteristisk impedans för anpassning. I Instegscertifikatet och HAREC har vi redan lärt känna helvågsslingantenner; hit hör även delta loop och quadantennen. En delta loop-antenn (jfr figur [ref:a_delta_loop]) har vid lika långa sidor en matningsimpedans på ungefär $\qty{100}{\ohm}$. Genom att sätta in en $\lambda / 4$-ledning med karakteristisk impedans $\qty{75}{\ohm}$ sker en transformation till de $\qty{50}{\ohm}$ som är vanliga inom amatörradion.
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[picture:311:a_delta_loop:Delta loop-antenn]
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Det optimala värdet för karakteristisk impedans hos en $\lambda / 4$-matarledning som används för anpassning beräknas som det *geometriska medelvärdet* av de två impedanserna, t.ex. $\qty{50}{\ohm}$ och $\qty{100}{\ohm}$, motsvarande $\sqrt{\qty{50}{\ohm} \cdot \qty{100}{\ohm}} \approx \qty{70,7}{\ohm}$.
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Utför man helvågsslingan som en kvadrat måste längden på varje sida motsvara en fjärdedels våglängd.
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Liksom hos dipolen avviker den mekaniska längden hos en helvågsslingantenn från den elektriska längden. Till skillnad från förkortningsfaktorn hos dipoler finns det hos helvågsslingor överraskande nog en *förlängningsfaktor*, dvs. antennen måste vara några procent längre än en våglängd i fritt rum.
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Eftersom frekvensband har olika utbredningsförhållanden vid olika tider på dygnet, året och solcykeln vill radioamatörer gärna kunna köra på så många frekvensband som möjligt. Två exempel på flerbandsantenner är *G5RV-antennen med två lika långa sidor* (jfr figur [ref:a_g5rv]) och en tvåtrådsledning samt den *osymmetriskt matade Windom-antennen* (jfr figur [ref:a_windom]), där skickligt valda mått ger många resonanser och därmed användning på så många amatörradioband som möjligt.
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[picture:313:a_g5rv:G5RV-antenn]
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[picture:309:a_windom:Windom-antenn]
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Att en antenn är resonant betyder inte att den också har bra strålningskaraktäristik. Ofta vill man uppnå en så låg strålningsvinkel som möjligt. För mot jord matade vertikalantenner är en längd på ca $5/8 \lambda$ optimal.
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En enkel tråd med jord som motpol är inte resonant vid längden $5/8 \lambda$. Resonanser uppstår bara vid $1/4$, $3/4$, $5/4$ osv. Därför behövs en anpassning. Den åstadkoms vanligtvis genom att sätta in en spole som förlänger den elektriska längden från $5/8$ till $6/8$ (alltså $3/4$). Sådana spolar ser man ofta på antenner för fordon.
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Optimum på $5/8 \lambda$ gäller bara för mot jord matade antenner. Betraktar man till exempel mittmatade dipoler som befinner sig antingen i fritt rum eller vertikalt, strax ovanför marken, ligger optimum i stället på $5/4 \lambda$.
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I kapitlet om decibel antyddes redan tilläggen $\unit{\dBd}$ och $\unit{\dBi}$ som används när antennförstärkning anges. Då avser decibelvärdet inte en effekt eller spänning, utan en bestämd referensstrålare. Vanliga är $\unit{\dBi}$, som avser den isotropa strålaren, och $\unit{\dBd}$, som avser halvvågsdipolen.
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Den *isotropa strålaren* (se bild [ref:e_Kugelstrahler]) är en tänkt, hypotetisk antenn som strålar lika starkt i alla riktningar. Har en verklig antenn riktverkan är utstrålningen starkare i vissa riktningar och svagare i andra än den vore hos den hypotetiska isotropa strålaren.
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[picture:751:e_Kugelstrahler:Isotrop strålare i en sfärs mitt som ger samma strålningseffekt över hela sfärens yta]
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Förstärkningen i en riktning (t.ex. huvudstrålriktningen, som är riktningen med maximal antennförstärkning) jämfört med en isotrop strålare kan anges i decibel $\unit{\dB}$. I stället för $\unit{\dB}$ skriver man $\unit{\dBi}$ för att tydliggöra att man avser den isotropa strålaren.
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Även en enkel halvvågsdipol har förstärkning, eftersom den strålar vinkelrätt mot ledaren $\qty{2,15}{\dB}$ starkare än en isotrop strålare skulle göra. En halvvågsdipol har alltså en förstärkning på $\qty{2,15}{\dBi}$.
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Ibland är man intresserad av förstärkningen utöver halvvågsdipolens, alltså förstärkningen jämfört med en halvvågsdipol. Den anges i $\unit{\dBd}$, där $\text{d}$ står för dipol. En halvvågsdipol har följaktligen förstärkningen $\qty{0}{\dBd}$. Antenner med mer förstärkning än en halvvågsdipol har en förstärkning över $\qty{0}{\dBd}$ och antenner med mindre förstärkning än en halvvågsdipol motsvarande under $\qty{0}{\dBd}$.
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Jämför vi ännu en gång halvvågsdipolens förstärkning angiven i $\unit{\dBi}$ och i $\unit{\dBd}$: Halvvågsdipolen har i huvudstrålriktningen förstärkningen $\qty{2,15}{\dBi}$, eftersom den strålar $\qty{2,15}{\dB}$ starkare än den isotropa strålaren. Angivet i $\unit{\dBd}$ blir det däremot $\qty{0}{\dBd}$. Angivelsen i $\unit{\dBi}$ är alltid $\qty{2,15}{\dB}$ högre än angivelsen i $\unit{\dBd}$.
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Sambandet är:
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$g_i = g_d + \qty{2,15}{\dB}$
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Som vi såg vid $5/8 \lambda$-antennen väljs trådlängder inte alltid så att de är resonanta i sig. I princip kan antenner ha godtyckliga längder, så länge man anpassar dem till matarledningen. Det kan till exempel ske med ett antennanpassningsdon (antennstämare, tuner).
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[picture:562:e_antenne_laenge_resonanz:En vikt dipol]
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Den vikta dipolen är i princip en hoptryckt helvågsslinga. Trådens totala längd är alltså exakt en våglängd.
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Ett exempel på beräkning med en $\frac{5}{8}$-antenn: man räknar om frekvensen till våglängd med formelsamlingen och multiplicerar med faktorn $\frac{5}{8}$.
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$\lambda = \frac{\qty{300}{\mega\meter\per\second}}{\qty{28,5}{\mega\hertz}} \cdot \frac{5}{8} = \qty{6,58}{\meter}$
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Vid valet av plats för en antenn bör man se till att undvika växelverkan med andra elektriska installationer och apparater i den egna bostaden och hos grannar. Sådan växelverkan kan både störa den egna mottagningen och, vid sändning, störa andra apparaters funktion.
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En första regel är att antennen om möjligt bör sitta utomhus, så att koppling mellan antennen och elektriska ledningar i huset i möjligaste mån undviks.
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På kortvåg är det lämpligt att dra antennen så rakt ut från huset som möjligt, i rät vinkel. Då undviker man att antennen löper parallellt med elektriska ledningar.
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Riktantenner bör i princip placeras så högt och så långt bort som möjligt, eftersom fältstyrkan (även i huvudstrålriktningen) avtar med avståndet.
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Bei der A/D- und D/A-Umsetzung werden analoge und digitale Signalverarbeitung miteinander verbunden. Dabei werden sowohl vor dem A/D-Umsetzer als auch nach dem D/A-Umsetzer analoge Filter benötigt. Die Abbildung [ref:a_adc_dac_filter] zeigt die gesamte Signalkette. Auf der Eingangsseite befindet sich vor dem A/D-Umsetzer ein *Anti-Aliasing-Filter*. Es begrenzt den Frequenzbereich des analogen Eingangssignals, bevor dieses abgetastet wird. Nach der digitalen Signalverarbeitung erzeugt der D/A-Umsetzer wieder ein analoges Signal. Ein nachgeschaltetes *Rekonstruktionsfilter* entfernt dabei unerwünschte hochfrequente Signalanteile. Warum beide Filter benötigt werden, betrachten wir in dem folgenden Abschnitt.
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Vid A/D- och D/A-omvandling förenas analog och digital signalbehandling. Därvid behövs analoga filter både före A/D-omvandlaren och efter D/A-omvandlaren. Bild [ref:a_adc_dac_filter] visar hela signalkedjan. På ingångssidan finns före A/D-omvandlaren ett *anti-aliasingfilter*. Det begränsar den analoga insignalens frekvensområde innan den samplas. Efter den digitala signalbehandlingen skapar D/A-omvandlaren åter en analog signal. Ett efterkopplat *rekonstruktionsfilter* tar då bort oönskade högfrekventa signaldelar. Varför båda filtren behövs går vi igenom i följande avsnitt.
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[picture:1131:a_adc_dac_filter:A/D- und D/A-Umsetzung mit Anti-Aliasing- und Rekonstruktionsfilter]
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[picture:1131:a_adc_dac_filter:A/D- och D/A-omvandling med anti-aliasingfilter och rekonstruktionsfilter]
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Aus der Lektion zum Abtasttheorem wissen wir, dass ein Signal mit einer ausreichend hohen Abtastrate abgetastet werden muss. Für ein Signal mit der höchsten zu erfassenden Frequenz $f_\mathrm{max}$ muss die Abtastrate größer als $2\cdot f_\mathrm{max}$ sein.
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Från lektionen om samplingsteoremet vet vi att en signal måste samplas med en tillräckligt hög samplingshastighet. För en signal med den högsta frekvens som ska fångas, $f_\mathrm{max}$, måste samplingshastigheten vara större än $2\cdot f_\mathrm{max}$.
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Über eine Antenne empfangen wir jedoch in der Regel viele unterschiedliche Signale – auch solche mit Frequenzen oberhalb des Frequenzbereichs, den wir eigentlich verarbeiten wollen. Treffen solche Signalanteile auf den A/D-Umsetzer, obwohl dessen Abtastrate für diese Frequenzen nicht ausreichend ist, können sie im digitalen Signal als andere, tatsächlich nicht vorhandene Frequenzen erscheinen. Diese werden als *Aliase* bezeichnet.
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Via en antenn tar vi dock som regel emot många olika signaler – även sådana med frekvenser över det frekvensområde som vi egentligen vill bearbeta. Når sådana signaldelar A/D-omvandlaren, trots att dess samplingshastighet inte räcker för dessa frekvenser, kan de i den digitala signalen framstå som andra, i själva verket icke-existerande frekvenser. Dessa kallas *alias*.
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Um dies zu verhindern, wird vor dem Eingang des A/D-Umsetzers ein *Anti-Aliasing-Filter* eingesetzt. Dabei handelt es sich je nach Anwendung beispielsweise um einen Tiefpass- oder Bandpassfilter. Ein Bandpassfilter könnte z. B. für Sprache verwendet werden. Das Filter muss unerwünschte Signalanteile, die beim Sampling zu Aliasing führen könnten, ausreichend unterdrücken. Insbesondere dürfen Frequenzanteile oberhalb der halben Samplingfrequenz nicht ungehindert zum A/D-Umsetzer gelangen.
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[question:AF622]
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[question:AF623]
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För att förhindra det sätts ett *anti-aliasingfilter* in före A/D-omvandlarens ingång. Det är beroende på tillämpning till exempel ett lågpass- eller bandpassfilter. Ett bandpassfilter skulle t.ex. kunna användas för tal. Filtret måste dämpa oönskade signaldelar som vid sampling skulle kunna leda till aliasing tillräckligt. Framför allt får frekvensdelar över halva samplingsfrekvensen inte obehindrat nå A/D-omvandlaren.
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Ein anschauliches Beispiel für *Aliasing* begegnet uns auch im Alltag bei digitalen Bildern. Fotografiert man mit einer Kamera sehr feine, regelmäßig wiederkehrende Strukturen, beispielsweise ein engmaschiges Gitter, einen Stoff mit feinen Streifen oder ein Fliegengitter, können im Bild plötzlich größere Muster entstehen, die im Original gar nicht vorhanden sind. Diese werden als *Moiré-Muster* bezeichnet.
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Ett åskådligt exempel på *aliasing* möter vi också i vardagen i digitala bilder. Fotograferar man med en kamera mycket fina, regelbundet återkommande strukturer, till exempel ett tätmaskigt galler, ett tyg med fina ränder eller ett flugnät, kan plötsligt större mönster uppstå i bilden som inte alls finns i originalet. De kallas *moirémönster*.
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Die Ursache ist ähnlich wie beim Abtasten eines elektrischen Signals. Ein Kamerasensor kann ein Bild nicht an beliebig vielen Stellen erfassen, sondern besitzt nur eine endliche Anzahl von Bildpunkten. Ist eine Struktur feiner als die räumliche Auflösung des Sensors, wird sie nicht mehr eindeutig abgetastet. Aus der eigentlich vorhandenen feinen Struktur kann dadurch scheinbar eine andere, gröbere Struktur entstehen.
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Orsaken liknar den vid sampling av en elektrisk signal. En kamerasensor kan inte fånga en bild på hur många ställen som helst, utan har bara ett ändligt antal bildpunkter. Är en struktur finare än sensorns rumsliga upplösning samplas den inte längre entydigt. Av den i själva verket finare strukturen kan därmed skenbart en annan, grövre struktur uppstå.
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Beim A/D-Umsetzer geschieht das gleiche Prinzip auf der Zeitachse: Wird eine zu hohe Signalfrequenz mit einer zu niedrigen Samplingrate abgetastet, erscheint im digitalisierten Signal eine andere, niedrigere Frequenz, die ursprünglich gar nicht vorhanden war.
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Hos A/D-omvandlaren sker samma princip på tidsaxeln: Samplas en för hög signalfrekvens med en för låg samplingshastighet framträder i den digitaliserade signalen en annan, lägre frekvens som ursprungligen inte fanns.
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Ein Moiré-Muster kann daher als sichtbares Beispiel dafür betrachtet werden, wie durch eine unzureichende Abtastung neue, scheinbare Strukturen entstehen.
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Ett moirémönster kan därför ses som ett synligt exempel på hur nya, skenbara strukturer uppstår genom otillräcklig sampling.
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% TODO: Bild besorgen
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% TODO: skaffa bild
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%[picture:XXXX:a_moire:Moiré-Muster als Beispiel für räumliches Aliasing]
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%[picture:XXXX:a_moire:Moirémönster som exempel på rumslig aliasing]
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%</margin>
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Der A/D-Umsetzer benötigt außerdem einen Taktgenerator, den man auch als Abtasttaktgenerator bezeichnet. Dieser legt fest, zu welchen Zeitpunkten das Eingangssignal abgetastet wird und bestimmt damit die Samplingrate. Die Samplingrate kann fest eingestellt sein oder beispielsweise durch einen Mikrocontroller gesteuert werden.
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A/D-omvandlaren behöver dessutom en klockgenerator, som också kallas samplingsklockgenerator. Den bestämmer vid vilka tidpunkter insignalen samplas och fastställer därmed samplingshastigheten. Samplingshastigheten kan vara fast inställd eller till exempel styras av en mikrokontroller.
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[picture:1132:a_anit_alias:Anti-Aliasing-Filter, A/D-Umsetzer und Taktgenerator]
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[picture:1132:a_anit_alias:Anti-aliasingfilter, A/D-omvandlare och klockgenerator]
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[question:AF620]
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Auf der anderen Seite der digitalen Signalverarbeitung übernimmt der D/A-Umsetzer den umgekehrten Vorgang. Er setzt die digitalen Samples wieder in analoge Spannungswerte um. Da die einzelnen Werte nur in festen zeitlichen Abständen ausgegeben werden, entsteht am Ausgang des D/A-Umsetzers zunächst kein ideal glatter Signalverlauf.
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På andra sidan av den digitala signalbehandlingen sköter D/A-omvandlaren den omvända processen. Den omvandlar de digitala samplingarna åter till analoga spänningsvärden. Eftersom de enskilda värdena bara matas ut med fasta tidsavstånd uppstår på D/A-omvandlarens utgång till en början inget idealt jämnt signalförlopp.
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Durch die zeitdiskrete Ausgabe entstehen neben dem gewünschten Nutzsignal auch unerwünschte höherfrequente Signalanteile (z.B. in Abbildung [ref:a_adc_4bit], die schnellen Übergänge zwischen den diskreten Werten des Ausgangssignals enthalten die hohen Frequenzanteile). Um diese zu unterdrücken, wird hinter dem D/A-Umsetzer ein *Rekonstruktionsfilter* eingesetzt. Auch hierbei kann je nach Anwendung beispielsweise ein Tiefpass- oder Bandpassfilter verwendet werden.
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Genom den tidsdiskreta utmatningen uppstår vid sidan av den önskade nyttosignalen också oönskade högfrekventa signaldelar (t.ex. i bild [ref:a_adc_4bit] innehåller de snabba övergångarna mellan utsignalens diskreta värden de höga frekvensdelarna). För att dämpa dem sätts ett *rekonstruktionsfilter* in efter D/A-omvandlaren. Också här kan beroende på tillämpning till exempel ett lågpass- eller bandpassfilter användas.
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Das Rekonstruktionsfilter lässt den gewünschten Nutzfrequenzbereich passieren und unterdrückt die unerwünschten höherfrequenten Signalanteile des D/A-Umsetzers. Dadurch entsteht am Ausgang wieder ein möglichst sauberes analoges Signal (vgl. Abbildung [ref:a_adc_12bit], das Rekonstruktionsfilter glättet das Signal).
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[question:AF624]
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[question:AF625]
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Rekonstruktionsfiltret släpper igenom det önskade nyttofrekvensområdet och dämpar de oönskade högfrekventa signaldelarna från D/A-omvandlaren. Därmed uppstår på utgången åter en så ren analog signal som möjligt (jfr bild [ref:a_adc_12bit], där rekonstruktionsfiltret jämnar ut signalen).
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[picture:300:a_adc_4bit:Signal vor dem Rekonstruktionsfilter]
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[picture:299:a_adc_12bit:Signal nach dem Rekonstruktionsfilter]
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[picture:300:a_adc_4bit:Signal före rekonstruktionsfiltret]
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[picture:299:a_adc_12bit:Signal efter rekonstruktionsfiltret]
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Bevor wir auf die Strahlungsleistung eingegangen sind, haben wir besprochen, dass der Nachweis der Einhaltung der Personenschutzgrenzwerte erst dann erforderlich ist, wenn eine bestimmte Strahlungsleistung erreicht wird. Da wir jetzt wissen, was EIRP bedeutet, können wir diese jetzt auch beziffern: Für ortsfeste Amateurfunkstellen muss das Nachweisverfahren nur dann durchgeführt werden, wenn die Sendeanlage eine Strahlungsleistung von $\qty{10}{\watt}$ EIRP oder höher erreicht.
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[question:VE508]
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[question:VE507]
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% Da für Klasse N die Strahlungsleistung ohnehin auf $\qty{10}{\watt}$ EIRP beschränkt ist, spielt das Nachweisverfahren eigentlich erst für Inhaber der Klassen E und A eine praktische Rolle. Da aber der Bereich Vorschriften auch in Klasse N bereits komplett geprüft wird, können wir es in keinem Fall vermeiden, uns mit den folgenden Fragen zum Nachweisverfahren zu beschäftigen.
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*Spitzfindig* betrachtet muss man darauf hinweisen, dass Funkamateure der Klasse N berechtigt sind, Sendeanlagen mit bis zu $\qty{10}{\watt}$ EIRP zu betreiben und der Nachweis der Einhaltung der Personenschutzgrenzwerte bereits ab $\qty{10}{\watt}$ EIRP erforderlich ist. Würde man also eine Sendeanlage mit genau $\qty{10}{\watt}$ EIRP betreiben, wäre man verpflichtet, den Nachweis gegenüber der Behörde zu führen. In der Praxis sollte man den Maximalwert aber ohnehin nicht ausreizen, sondern zumindest geringfügig darunterbleiben. Dann vermeidet man, die zulässige Strahlungsleistung durch Messfehler oder andere Ungenauigkeiten versehentlich zu überschreiten. Zugleich besteht dann auch keine Pflicht, das Nachweisverfahren durchzuführen.
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</indepth>
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[photo:79:n_Deckblatt_Anleitung:Deckblatt der Anleitung]
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Die Anzeige über die Einhaltung der Personenschutzgrenzwerte für eine Amateurfunkstelle mit mehr als $\qty{10}{\watt}$ EIRP im Rahmen des Nachweisverfahrens zur Begrenzung elektromagnetischer Felder (BEMFV) ist bereits vor Aufnahme des Betriebs der Amateurfunkanlage bei der zuständigen Außenstelle der BNetzA einzureichen.
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<tip>
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Die zuständige Außenstelle kann auf der [Webseite der Bundesnetzagentur](https://50ohm.de/so) ermittelt werden.
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Wichtiger Kern des Nachweisverfahrens ist die Berechnung des sogenannten *Personenschutz-Sicherheitsabstands*, der auch als *standortbezogener Sicherheitsabstand* bezeichnet wird. Das ist der Abstand um eine Antenne herum, in dem die Grenzwerte zum Schutz von Personen *nicht* eingehalten werden. Es muss sichergestellt werden, dass sich während des Sendebetriebs keine unbefugten Personen in diesem Bereich aufhalten. Dies wird grundsätzlich dann angenommen, wenn sich dieser Bereich komplett auf dem eigenen Grundstück, im sogenannten *kontrollierbaren Bereich*, befindet.
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Außer der Anzeige, die aus einigen Formblättern besteht, ist eine *nachvollziehbare* zeichnerische Darstellung des standortbezogenen Sicherheitsabstands und des vom Betreiber der Amateurfunkstelle kontrollierbaren Bereiches beizufügen. Für das Erstellen der Anzeige stellt die BNetzA eine Anleitung zum Download bereit.
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[question:VE509]
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<tip>
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Das Schlüsselwort für die richtige Antwort ist bei dieser und der nächsten Frage jeweils der Begriff "nachvollziehbar".
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[question:VE512]
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Es müssen weitere technische Unterlagen erstellt werden, z. B. eine *nachvollziehbare* Dokumentation über die Einhaltung der Anforderungen, Antennendiagramme, Lagepläne, Bauzeichnung oder Skizze mit Bemaßung. Diese sind allerdings nicht mit der Anzeige einzureichen, sondern an der Amateurfunkstation bereitzuhalten und auf Verlangen der Bundesnetzagentur vorzulegen.
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[question:VE513]
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[question:VD107]
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Alle erstellten Unterlagen müssen regelmäßig auf Aktualität geprüft werden. Wenn an der Amateurfunkanlage etwas so verändert wurde, dass sie nicht mehr den bisherigen Gegebenheiten entspricht, muss eine neue Anzeige eingereicht werden. Das trifft z. B. bei Aufbau eines weiteren Antennenmastes zu oder wenn durch einen Antennenwechsel oder höhere Sendeleistung ein größerer Abstand als bisher erforderlich wird.
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[question:VE514]
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[question:VE510]
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Die Einhaltung der Grenzwerte und der sich ergebende Sicherheitsabstand für Personen ist entweder durch Berechnungen oder durch Feldstärkemessungen nachzuweisen und nachvollziehbar zu dokumentieren. Die Berechnung darf mit dem vereinfachten Bewertungsverfahren, per Fern- oder Nahfeldberechnung sowie mit der von der Bundesnetzagentur herausgegebenen Software "[Watt Wächter](https://50ohm.de/ww)" erfolgen. Die Berechnungsverfahren sind in einem bei der Behörde zum Download erhältlichen Dokument beschrieben.
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[photo:80:n_Bewertungsverfahren:In diesem Dokument sind die Bewertungsverfahren beschrieben.]
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[question:VE506]
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[question:VE515]
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Manchmal senden Funkamateure auf mehreren Frequenzen gleichzeitig. Bei der Berechnung des Personenschutzabstands müssen deshalb alle zeitgleichen Aussendungen einer ortsfesten Amateurfunkstelle berücksichtigt werden. Wird dabei mit mehr als einer Antenne gleichzeitig gesendet, so müssen alle Antennen für den Personenschutzabstand zusammen betrachtet werden. Das ist immer dann der Fall, wenn sich die jeweiligen Sicherheitsabstände überschneiden.
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[question:VE516]
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[question:VE517]
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Eine weitere Art von Wettbewerb ist das *Amateur Radio Direction Finding (ARDF)*. Es handelt sich dabei um Peilwettbewerbe, die im deutschsprachigen Raum meist als *Fuchsjagd* bezeichnet werden. Die "Füchse" sind kleine versteckte Sender, die von den Teilnehmern mittels Peilempfängern gefunden und zu Fuß angelaufen werden müssen. Gewonnen hat der Erste, der den Zielpunkt erreicht, nachdem er alle Füchse gefunden hat.
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En annan typ av tävling är *Amateur Radio Direction Finding (ARDF)*, på svenska ofta *rävjakt* eller radiopejlingstävling. ”Rävarna” är små gömda sändare som deltagarna ska hitta med hjälp av pejlmottagare och sedan ta sig fram till till fots. Vinnare är den som först når målet efter att ha hittat alla rävar.
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Die Füchse senden in zeitlichem Wechsel - beispielsweise für eine Minute - jeweils ein anderes, spezielles Rufzeichen in CW-Morsetelegrafie aus. In der Tabelle [ref:ardf_morse_code] sind alle sechs Rufzeichen aufgeführt, die von der Bundesnetzagentur speziell für Fuchsjagdsender zugeteilt sind.
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Rävarna sänder växelvis, till exempel en minut åt gången, var och en med sin särskilda signal i CW-telegrafi. I tabellen [ref:ardf_morse_code] finns alla sex signaler som används av rävjaktssändare.
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% TODO VERIFY: De sex signalerna (MO, MOE, MOI, MOS, MOH, MO5) är IARU-standard för ARDF; kontrollera att inget särskilt svenskt tillstånd/tilldelning från PTS krävs för rävjaktssändare.
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[photo:190:n_ardf_fuchs:ARDF-Fuchs im Wald mit Wimpel und Zeitnehmer]
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[photo:190:n_ardf_fuchs:ARDF-räv i skogen med flagga och tidtagare]
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| l: Rufzeichen | l: Morse-Code |
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| l: Signal | l: Morsekod |
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| MO | [morse:mo] |
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| MOI | [morse:moi] |
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| MOS | [morse:mos] |
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| MOH | [morse:moh] |
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| MO5 | [morse:mo5] |
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[table:ardf_morse_code:Rufzeichen der Fuchsjagdsender]
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[table:ardf_morse_code:Signaler för rävjaktssändare]
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Um die Rufzeichen der Fuchsjagdsender aufnehmen zu können, braucht man keine Morsetelegrafie zu beherrschen. Es werden ausschließlich Zeichen verwendet, die nur aus langen Tönen (M, O) bzw. nur aus kurzen Tönen (E, I, S, H, 5) bestehen. Diese werden so langsam gesendet, dass man mitzählen kann.
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För att kunna uppfatta rävjaktssändarnas signaler behöver man inte kunna morsetelegrafi. Det används bara tecken som består av enbart långa toner (M, O) eller enbart korta toner (E, I, S, H, 5). De sänds så långsamt att man kan räkna med.
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</tip>
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[question:BE313]
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[question:BD109]
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Eine besondere Variante der Fuchsjagd ist die *Mobilfuchsjagd*, bei der die Füchse aus Kraftfahrzeugen heraus gesucht werden.
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En särskild variant av rävjakt är *mobil rävjakt*, där rävarna söks från motorfordon.
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Genauso wie es verschiedene analoge Modulationsverfahren (z. B. FM, AM, SSB) gibt, gibt es auch verschiedene digitale Modulationsverfahren. Die grundlegenden Möglichkeiten, ein Signal zu modulieren, also auf einen Hochfrequenzträger aufzuprägen, sind dieselben: Veränderung der Amplitude, der Frequenz oder der Phase des Trägers.
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Precis som det finns olika analoga moduleringsmetoder (t.ex. FM, AM, SSB) finns det också olika digitala moduleringsmetoder. De grundläggande sätten att modulera en signal, alltså pålägga den på en högfrekvent bärvåg, är desamma: ändring av bärvågens amplitud, frekvens eller fas.
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Bei der Amplitudenumtastung (Amplitude Shift Keying, ASK) wird im einfachsten Fall zwischen zwei Amplituden gewechselt. Dabei kann eine kleine Amplitude für ein Bit mit dem Wert $\num{0}$ und eine große Amplitude für ein Bit mit dem Wert $\num{1}$ stehen, wie in Abbildung [ref:e_ask] dargestellt. Es kann aber auch genau andersherum sein. Oftmals, beispielsweise bei CW, wird einfach zwischen aus- und eingeschaltetem Träger unterschieden. Dieser Sonderfall der ASK wird als On-Off-Keying (OOK) bezeichnet. Später zeigen wir noch Verfahren, bei denen zwischen mehr als zwei verschiedenen Amplituden umgeschaltet wird.
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[question:EE406]
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Vid amplitudskiftnyckling (Amplitude Shift Keying, ASK) växlas i enklaste fall mellan två amplituder. Då kan en liten amplitud stå för en bit med värdet $\num{0}$ och en stor amplitud för en bit med värdet $\num{1}$, som i figur [ref:e_ask]. Det kan också vara precis tvärtom. Ofta, till exempel vid CW, skiljer man helt enkelt mellan avstängd och påslagen bärvåg. Detta specialfall av ASK kallas On-Off-Keying (OOK). Senare visar vi metoder där man växlar mellan fler än två olika amplituder.
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[picture:700:e_ask:Amplitudenumtastung (Amplitude-shift Keying)]
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[picture:700:e_ask:Amplitudskiftnyckling (Amplitude-shift Keying)]
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Bei der Frequenzumtastung (Frequency Shift Keying, FSK) wechselt der Sender anstelle der Amplituden zwischen bestimmten Frequenzen, wie in Abbildung [ref:e_fsk] dargestellt.
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Vid frekvensskiftnyckling (Frequency Shift Keying, FSK) växlar sändaren i stället för mellan amplituder mellan bestämda frekvenser, som i figur [ref:e_fsk].
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[picture:703:e_fsk:Frequenzumtastung (Frequency-shift Keying)]
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[picture:703:e_fsk:Frekvensskiftnyckling (Frequency-shift Keying)]
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Die festgelegten Amplituden und Frequenzen zwischen denen umgeschaltet wird, werden als "Symbole" bezeichnet.
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[question:EE407]
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De fastlagda amplituder och frekvenser som man växlar mellan kallas ”symboler”.
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Antennanläggningar ökar vanligtvis inte sannolikheten för att blixten slår ner, men om den gör det är en exponerad antenn sannolikt målet. Därför måste antennanläggningar på eller vid byggnader jordas eller integreras i ett befintligt åskskyddssystem.
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Ofta slår blixten bara ned i närheten av vår station. Det är mindre allvarligt än ett direktnedslag, men det räcker för att orsaka stora skador (se bild [ref:e_ueberspannung_blitz]). Därför är åskskydd ett viktigt ämne för oss radioamatörer.
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[photo:191:e_ueberspannung_blitz:Kondensator i ett nätaggregat som helt förstörts av överspänning. Orsaken var ett blixtnedslag i närheten av stationen. Överspänningen kom här via elnätet.]
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Hur kan vi skydda våra apparater mot överspänningar från blixtar? Det finns åskskyddsadaptrar för koaxialkabel som leder bort överspänningar med hjälp av ett gasurladdningsrör, eller så kan du jorda antennmatningen direkt efter att du har sänt. I båda fallen behövs en jordledning (massiv tråd, inte flätad) vars area uppfyller gällande standarder (t.ex. koppar $\qty{16}{\milli\meter\squared}$, aluminium $\qty{25}{\milli\meter\squared}$, stål $\qty{50}{\milli\meter\squared}$). Du kan använda en befintlig jordning i byggnaden.
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% TODO VERIFY: att areorna 16/25/50 mm² även stämmer med svensk standard (SS-EN 62305) för jordledare
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<danger>
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Här upprepar vi varningen från avsnittet för instegscertifikatet: Arbeten på ett åskskyddssystem ska endast utföras av behöriga fackmän med rätt utbildning! Du bör också bara ansluta potentialutjämning och jordning om du vet exakt vad du gör. Om du är osäker, be en erfaren radioamatör eller en behörig elektriker om hjälp.
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</danger>
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Ett åskskyddssystem ska skydda byggnaden vid blixtnedslag. För att skyddet ska bestå måste man veta vad man gör. Ändringar måste därför göras av fackmän. Om du ska ansluta till ett befintligt åskskyddssystem måste detta vara förutsett i det *åskskyddskoncept* som en *åskskyddsbehörig fackman* har tagit fram.
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Antenner på taket eller utanför en byggnad riskerar att drabbas av direkta blixtnedslag. När du sätter upp antenner måste du därför vidta skyddsåtgärder som motsvarar *vedertagna tekniska regler*. Standarder dokumenterar den aktuella tekniska nivån, och för åskskydd är internationella standarder som SS-EN 62305 en viktig källa. Om du följer gällande *standarder* är det enkelt att visa att du har följt god teknisk praxis.
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% TODO VERIFY: att SS-EN 62305 är den svenska standarden för åskskydd och vilka svenska krav (t.ex. elsäkerhetslagstiftning) som gäller för antennanläggningar
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Schauen wir uns zunächst an, wie ein Empfänger aufgebaut ist. In Abbildung [ref:aufbau_empfaenger_blockdiagramm] gehen wir zur Vereinfachung nicht auf die Ebene einzelner Bauteile, sondern betrachten Blöcke, die eine bestimmte Funktion haben. Diese Darstellung nennt man Blockdiagramm. Sie dient in der Elektrotechnik dazu, komplexe Geräte in einer vereinfachten Übersicht darzustellen. Hierzu lässt man Details weg, die zum Verständnis des gesamten Gerätes nicht erforderlich sind.
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[picture:736:aufbau_empfaenger_blockdiagramm:Blockdiagramm eines einfachen Empfängers]
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Der hier dargestellte Empfänger wird als Geradeausempfänger bezeichnet. Der Name kommt daher, dass das von der Antenne aufgenommene Signal in seiner Frequenz bis zum Demodulator nicht verändert wird.
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Betrachten wir die einzelnen Blöcke des Empfängers der Reihe nach von links nach rechts im Detail:
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1. Antenne: Die Antenne nimmt eine Vielzahl von Funkwellen auf und leitet sie als elektrische Schwingungen weiter.
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2. Bandpassfilter: Um das gewünschte Signal herauszufiltern, folgt ein Bandpassfilter. Dieses lässt nur den gewünschten Frequenzbereich durch und sperrt alle anderen ungewünschten Frequenzen.
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3. HF-Verstärker: Als nächstes folgt ein Verstärker, der das herausgefilterte Signal verstärkt. Es handelt sich hierbei um einen Hochfrequenz-Verstärker (HF-Verstärker), da das Signal eine hohe Frequenz aufweist, beispielsweise $\qty{144,3}{\mega\hertz}$.
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4. Demodulator: Das verstärkte Signal wird vom Demodulator weiter verarbeitet. Demodulation ist das Gegenstück zur Modulation. Während bei der Modulation ein Signal (z. B. ein Sprachsignal) auf einen Hochfrequenzträger moduliert wird, passiert bei der Demodulation das Gegenteil: Aus dem modulierten Hochfrequenzträger wird das ursprüngliche Signal zurückgewonnen. Wir haben dann beispielsweise wieder das Sprachsignal, das am Sender in das Mikrofon gesprochen wurde. Man spricht auch vom Niederfrequenz-Signal, kurz NF-Signal, da es vergleichsweise niedrige Frequenzen aufweist, bei einem Sprachsignal beispielsweise Frequenzen unter $\qty{20}{\kilo\hertz}$.
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5. NF-Verstärker: Das demodulierte Signal wird dann verstärkt. Diesmal handelt es sich um einen Niederfrequenz-Verstärker (NF-Verstärker) zum Verstärken des Signals für den Lautsprecher. Das Symbol für den NF-Verstärker ist dasselbe wie für den Hochfrequenzverstärker.
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6. Lautsprecher: Das Signal wird jetzt durch den Lautsprecher von einer elektrischen Schwingung in eine Schallwelle umgewandelt und somit wieder hörbar gemacht.
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Beim *Bandpassfilter* symbolisieren die beiden durchgestrichenen Wellen, dass Frequenzen ober- und unterhalb des gewünschten Frequenzbereichs gesperrt werden. Die mittlere Welle steht dafür, dass der gewünschte Frequenzbereich durchgelassen wird.
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Der *Demodulator* wird durch das Schaltzeichen der Diode dargestellt, die das wichtigste Bestandteil vieler Demodulatoren ist. Die Funktionsweise einer Diode wird später im Kapitel "Bauteile und Schaltkreise" erklärt.
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[question:NF201]
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Je nachdem wie ein Empfänger genau aufgebaut ist, hat er unterschiedliche Eigenschaften. Eine wichtige Eigenschaft ist die Empfindlichkeit. Damit wird die Fähigkeit des Empfängers bezeichnet, schwache Signale zu empfangen. Je empfindlicher ein Empfänger ist, desto schwächere Signale kann er empfangen.
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[question:NF303]
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[picture:735:aufbau_sender:Blockdiagramm eines einfachen Senders]
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In Abbildung [ref:aufbau_sender] wird gezeigt, aus welchen Komponenten man einen AM-Sender aufbauen kann. Einige der Blöcke kennen wir schon vom Empfänger, andere sind neu:
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1. Mikrofon: Das Mikrofon wandelt die Schallwellen der Sprache in niederfrequente elektrische Schwingungen um. Man kann stattdessen aber auch, z. B. für digitale Übertragungsverfahren, das niederfrequente Signal vom Audio-Ausgang eines Computers verwenden.
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2. Niederfrequenz-Verstärker: Das Signal vom Mikrofon bzw. Computer wird zunächst verstärkt.
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3. Mischer: Der Mischer fügt den vom Oszillator (4) erzeugten Hochfrequenzträger mit der niederfrequenten Schwingung vom Mikrofon bzw. Computer zusammen. Das führt dazu, dass der Hochfrequenzträger mit dem Sprach- bzw. Datensignal amplitudenmoduliert wird.
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4. Oszillator: Der Oszillator erzeugt die hochfrequente Schwingung mit der Frequenz, auf der gesendet werden soll, beispielsweise $\qty{29,5}{\mega\hertz}$.
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5. Bandpassfilter: Da der Mischer aufgrund seiner Funktionsweise neben den gewünschten Frequenzen auch weitere, unerwünschte Frequenzen erzeugt, müssen diese mit einem Bandfilter gesperrt werden.
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6. Hochfrequenz-Verstärker: Das Hochfrequenzsignal wird nun verstärkt, damit es über die gewünschte Sendeleistung verfügt.
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7. Tiefpassfilter: Da auch die Verstärkung unerwünschte Frequenzen erzeugen kann, muss jetzt nochmal gefiltert werden.
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8. Antenne: Das Hochfrequenzsignal wird nun an die Antenne gegeben und von dieser als Funkwelle abgestrahlt.
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%[class:N]
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Wenn ein Mischer zwei Signale zusammenfügt, dann entspricht das mathematisch einer Multiplikation der beiden Signale. Daher findet sich auch das Malkreuz im Block-Symbol für den Mischer wieder. Wie ein Mischer genau funktioniert, ist Inhalt des Kurses für die Klasse A.
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%[/class]
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[question:NF401]
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[question:NF403]
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Für die folgende Frage ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass ein Sender einen Oszillator und einen Mischer benötigt.
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[question:NF402]
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Eine Amateurfunkanlage muss nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik aufgebaut und betrieben werden. Das gilt natürlich auch ganz besonders für Sender.
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[question:VD106]
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[photo:217:e_aurora:Aurora am Notfunk Ausbildungswochenende im Mai 2024]
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[photo:217:e_aurora:Norrsken under en utbildningshelg i nödradio i maj 2024]
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Wenn geladene Teilchen aus dem Sonnenwind in das Erdmagnetfeld einkoppeln, werden sie zu den Polen hin abgeleitet. Dort treffen sie auf die zunehmend dichtere Atmosphäre und ionisieren dort vor allem den Sauerstoff und Stickstoff der Hochatmosphäre bis herunter in eine Höhe von etwa $\qty{90}{\kilo\meter}$, also den Bereich der E-Region. Die so angeregten Atome und Moleküle erzeugen dann zum einen die Lichterscheinungen der Polarlichter, zum anderen brechen sie Funkwellen. Das wird vorwiegend im VHF Bereich ($\qty{6}{\meter}$ und $\qty{2}{\meter}$-Band) für DX-Verbindungen genutzt.
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När laddade partiklar från solvinden kopplas in i jordens magnetfält leds de mot polerna. Där möter de den allt tätare atmosfären och joniserar framför allt syret och kvävet i den övre atmosfären ned till en höjd av cirka $\qty{90}{\kilo\meter}$, alltså i E-skiktet. De exciterade atomerna och molekylerna ger dels upphov till norrskenet, dels bryter de radiovågor. Detta utnyttjas främst på VHF ($\qty{6}{\meter}$- och $\qty{2}{\meter}$-banden) för DX-förbindelser.
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Die brechenden Gebiete sind sehr dynamisch, der Signalweg der Funkwellen ändert sich daher ständig und massiv. Dies sorgt für rapide Signalschwankungen (Fading) und zudem eine frequenzmäßige Verbreiterung des Signals, den sogenannten Doppler-Spread. Deswegen sind Telefonie-Verbindungen schwierig, weil die Sprache dadurch schwer verständlich wird. Telegrafiesignale (CW) eignen sich besser, aber auch sie haben einen sehr rauen Ton, weswegen man im RST Signalrapport das "T" für die Beurteilung der Tonqualität ganz weglässt und stattdessen den Buchstaben "A" für "Aurora" gibt.
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De brytande områdena är mycket dynamiska, så radiovågornas väg ändras ständigt och kraftigt. Det ger snabba signalvariationer (fädning) och dessutom en breddning av signalen i frekvens, så kallad dopplerspridning. Därför är telefoniförbindelser svåra, eftersom talet blir svårförståeligt. Telegrafisignaler (CW) fungerar bättre, men även de får en mycket rå ton. Därför utelämnar man ”T” (tonkvalitet) i RST-rapporten och ger i stället bokstaven ”A” för ”aurora”.
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Das Ende eines CW-Aurora-QSOs zwischen GM4YXI und OK/DF7TR/P kann hier angehört werden:
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Slutet på en CW-aurora-QSO mellan GM4YXI och OK/DF7TR/P kan du lyssna på här:
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[include:applet_aurora]
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Ein SSB-Aurora-QSO gibt es auch auf [Youtube](https://50ohm.de/assb) zum Anhören.
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Det finns också en SSB-aurora-QSO att lyssna på på Youtube.
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% TODO LINK: Youtube-inspelning av SSB-aurora-QSO (tidigare 50ohm.de/assb)
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Ein Beispiel eines Aurora-CW-QSOs zwischen OH2MA und OH2LAK auf $\qty{50}{\mega\hertz}$ gibt es auf [Youtube](https://50ohm.de/acw). Hier kann man den sehr rauen und verauschten Ton der Morsezeichen hören. Ein SSB QSO gibt es auch auf [Youtube](https://50ohm.de/assb) zum Anhören.
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Ett exempel på en CW-aurora-QSO mellan OH2MA och OH2LAK på $\qty{50}{\mega\hertz}$ finns på Youtube. Där kan du höra den mycket råa och brusiga tonen i morsetecknen. Det finns också en SSB-QSO att lyssna på på Youtube.
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% TODO LINK: Youtube-inspelningar av aurora-QSO (tidigare 50ohm.de/acw och 50ohm.de/assb)
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[question:EH305]
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In der Klasse E haben wir bereits Aurora kennengelernt: Wenn geladene Teilchen aus dem Sonnenwind in die Hochatmosphäre einkoppeln, entstehen zum einen Polarlichter, zum anderen werden Funkwellen gebrochen, was vor allem im VHF-Bereich ($\qty{6}{\meter}$ und $\qty{2}{\meter}$) für DX-Verbindungen genutzt wird. In der Klasse A gibt es hierzu noch weitere vertiefende Fragen.
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Du har redan lärt dig om aurora: när laddade partiklar från solvinden kopplas in i den övre atmosfären uppstår dels norrsken, dels bryts radiovågor, vilket framför allt utnyttjas på VHF ($\qty{6}{\meter}$ och $\qty{2}{\meter}$) för DX-förbindelser. Här fördjupar vi oss lite mer.
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Dabei solltest du dir folgende Dinge merken:
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Det här bör du komma ihåg:
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* Die Aurora findet in der E-Region ($\num{90}$ bis $\qty{130}{\kilo\meter}$) in der Nähe der Pole statt.
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* Geladene Teilchen der Sonne dringen in die Atmosphäre ein.
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* Für uns in Europa ist die Polarregion im Norden.
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* Am besten eignet sich CW für Aurora.
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* Das Signal ist "flatternd" und "verbrummt“.
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[question:AH302]
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[question:AH303]
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[question:AH304]
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[question:AH305]
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[question:AH306]
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[question:AH307]
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[question:AH308]
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* Aurora uppstår i E-skiktet ($\num{90}$ till $\qty{130}{\kilo\meter}$) nära polerna.
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* Laddade partiklar från solen tränger in i atmosfären.
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* För oss i Europa ligger polarområdet i norr.
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* CW lämpar sig bäst för aurora.
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* Signalen är ”fladdrig” och ”brummig”.
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Das Ende eines CW-Aurora-QSOs zwischen GM4YXI und OK/DF7TR/P kann hier angehört werden:
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Slutet på en CW-aurora-QSO mellan GM4YXI och OK/DF7TR/P kan du lyssna på här:
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[include:applet_aurora]
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Ein SSB-Aurora-QSO gibt es auch auf [Youtube](https://50ohm.de/assb) zum Anhören.
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Det finns också en SSB-aurora-QSO att lyssna på på Youtube.
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% TODO LINK: Youtube-inspelning av SSB-aurora-QSO (tidigare 50ohm.de/assb)
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Ein Beispiel eines Aurora-CW-QSOs zwischen OH2MA und OH2LAK auf $\qty{50}{\mega\hertz}$ gibt es auf [Youtube](https://50ohm.de/acw). Hier kann man den sehr rauen und verauschten Ton der Morsezeichen hören. Ein SSB QSO gibt es auch auf [Youtube](https://50ohm.de/assb) zum Anhören.
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Ett exempel på en CW-aurora-QSO mellan OH2MA och OH2LAK på $\qty{50}{\mega\hertz}$ finns på Youtube. Där kan du höra den mycket råa och brusiga tonen i morsetecknen. Det finns också en SSB-QSO att lyssna på på Youtube.
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% TODO LINK: Youtube-inspelningar av aurora-QSO (tidigare 50ohm.de/acw och 50ohm.de/assb)
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Wie wir in der Einleitung gelernt haben, dürfen nur Funkamateure auf den Amateurfunkfrequenzen senden. Davon gibt es eine Ausnahme, den Ausbildungsfunkbetrieb [index:Ausbildungsfunkbetrieb]. Dieser erlaubt es Nicht-Funkamateuren zur Ausbildung unter unmittelbarer Anleitung und Aufsicht eines zugelassenen Funkamateurs der Klasse E oder A zu senden.
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[question:VD303]
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Der Auszubildende benutzt dabei das Rufzeichen des Ausbilders und hängt den Zusatz "/T" an. Gesprochen wird dieser Zusatz als "Stroke Trainee" oder einfach nur "Trainee". Ein Auszubildender von DG2RON sagt beispielsweise als Rufzeichen "DG2RON Trainee". Damit ist für andere erkennbar, dass ein Auszubildender funkt.
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[question:VD306]
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[question:BD209]
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%[photo:57:n_ausbildungsrufzeichen_ausbildungsfunkbetrieb:Ausbildungsfunkbetrieb verbindet oft die Generationen]
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% Wir haben leider kein gesichertes Einverständnis der Personen... TODO neues bild.
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Wie wir schon zu Beginn des Kurses gelernt haben, ist jeder in Deutschland zugelassene Funkamateur der Klassen E und A automatisch auch Ausbilder. Durch die Verwendung des Rufzeichenzusatz "/T" bzw. "/Trainee" wird jedes personengebundene Rufzeichen zu einem Ausbildungsrufzeichen. Dasselbe gilt für Rufzeichen von Klubstationen. Der Auszubildende darf damit Funkbetrieb unter Aufsicht und im Berechtigungsumfang des Ausbilders durchführen.
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[question:VD302]
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[question:BD211]
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[question:VD304]
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[question:BD210]
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Der Ausbildungsfunkbetrieb ist für Personen vorgesehen, die nicht Inhaber eines entsprechenden Amateurfunkzeugnisses sind. Das Ausbildungsrufzeichen darf nicht vom Ausbilder selbst für eigene Aussendungen verwendet werden. Der Ausbildungsfunkbetrieb dient der praktischen Vorbereitung auf das Ablegen der fachlichen Prüfung zum Erwerb eines Amateurfunkzeugnisses.
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[question:VD301]
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Der Ausbilder muss sich stets in unmittelbarer Nähe des Auszubildenden aufhalten und ihn bei der Bedienung des Funkgerätes und der Betriebsabwicklung anleiten. Denn nur das Aufhalten in unmittelbarer Nähe ermöglicht es dem Ausbilder, regulierend in den Ausbildungsfunkbetrieb einzugreifen. Das kann im Extremfall auch das Abschalten des Senders bedeuten. Die Betreuung eines Auszubildenden über eine größere Entfernung oder per Funk, von einem anderen Standort aus, ist nicht gestattet. Denn hierbei ist die unmittelbare Anleitung und Aufsicht nicht gewährleistet.
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Wenn die BNetzA es verlangt, muss der Ausbilder der Behörde gegenüber Auskunft über "Art und Umfang" des Ausbildungsbetriebs geben.
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[question:VD305]
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Im vorherigen Kapitel haben wir bereits gelernt, dass für Funkamateure der Klasse N die Strahlungsleistung begrenzt ist, die eine Sendeantenne abgeben darf. Für die Klassen E und A hingegen ist auf den allermeisten Bändern nicht die Strahlungsleistung beschränkt, dafür aber die *Senderausgangsleistung*. Nur für einige wenige Frequenzbereiche gilt auch für die Klasse A eine Begrenzung der Strahlungsleistung.
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Die Senderausgangsleistung ist die Leistung, die ein Funkgerät am Antennenausgang abgibt, bevor Zusatzgeräte durchlaufen werden, wie z. B. ein externes SWR-Meter oder Anpassgeräte. Sie wird als sogenannte *peak envelope power (PEP)* angegeben. Für die Klasse N ist abweichend nicht die Senderausgangsleistung, sondern die tatsächlich von der Antenne abgegebene Strahlungsleistung maßgeblich. Wir werden darauf in einem späteren Kapitel zurückkommen, wenn wir uns im Zusammenhang mit dem Personenschutz die Strahlungsleistung von Antennen besprechen. Viele Funkgeräte verfügen über ein *Power-Meter*, das die aktuelle Senderausgangsleistung anzeigt. Es ist beispielsweise mit "P" oder "PO" oder "PWR" beschriftet.
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Um die peak envelope power (PEP) zu ermitteln, misst man - vereinfacht gesagt - am Senderausgang die durchschnittliche Leistung jeder einzelnen Periode der Hochfrequenzschwingung und verwendet dann den höchsten gemessenen Wert. In der Fachsprache nennt man dies die "effektive Wirkleistung am Ausgang einer Sendeendstufe während einer Periode der Hochfrequenzschwingung bei der höchsten Spitze der Modulationshüllkurve". Der selten verwendete deutsche Begriff für PEP ist Hüllkurvenspitzenleistung.
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[question:NF102]
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Die zulässige Senderausgangsleistung unterscheidet sich je nach Klasse und Frequenzbereich. Sie ist in der [Anlage 1 der Amateurfunkverordnung](https://50ohm.de/a1) festgelegt, die als Hilfsmittel bei der Prüfung vorliegt.
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[photo:145:ausgangsleistung:Ausschnitt aus der Anlage 1 der Amateurfunkverordnung]
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Um die zulässige Sendeleistung aus der Anlage 1 zu ermitteln, sucht man zunächst anhand der Spalte "Frequenzbereiche" die richtige Zeile heraus. Dann kann man in der Spalte "Maximale Leistung" den Wert für die drei Klassen ablesen. Findet sich für eine Klasse kein Eintrag, darf diese Klasse den Frequenzbereich nicht verwenden.
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Wir empfehlen, die folgenden Fragen anhand der Anlage 1 zu beantworten, um Übung beim Ablesen der richtigen Werte zu bekommen.
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[question:VD727]
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[question:VD729]
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[question:VD728]
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[question:VD730]
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[question:VD731]
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[question:VD732]
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[question:VD733]
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[question:VD734]
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Für den Frequenzbereich von $\qtyrange{1240}{1300}{\mega\hertz}$ gelten zusätzliche Regelungen, die nicht direkt in der Tabelle stehen. In der rechten Spalte "Zusätzliche Nutzungsbestimmungen gemäß B" kennzeichnen Zahlen ergänzende Angaben, die unter der Tabelle stehen. Für die folgende Frage ist der Punkt 11 zu beachten.
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[question:VD735]
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[question:VD736]
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[question:VD737]
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Bei digitalen Übertragungsverfahren und auch bei CW können empfangene Rufzeichen automatisch an Internetplattformen übermittelt werden. Diese Plattformen sammeln die Empfangsberichte vieler Funkamateure und stellen sie beispielsweise auf Karten dar, die zeigen, von welchen Orten und auf welchen Bändern Signale empfangen wurden. Auf diese Weise lassen sich die aktuellen Ausbreitungsbedingungen sehr anschaulich beobachten. Funkamateure können solche automatischen Empfangsberichte nutzen, um die Reichweite ihrer eigenen Aussendungen zu überprüfen oder um ein besseres Verständnis für die momentane Funkwellenausbreitung zu gewinnen. Weiterhin besteht dabei auch die einfache Möglichkeit zwei Antennen miteinander zu vergleichen.
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[photo:322:e_wspr_reichweite:Testaussendung von DL0JMU mit einem selbstgebauten FPGA-basierten WSPR Sender im $\qty{40}{\meter}$-Band, bei $\qty{10}{\milli\watt}$]
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WSPR steht für *Weak Signal Propagation Reporter Network* und ist ein spezieller QRP-Digimode, der ausschließlich zur Untersuchung der Ausbreitungsbedingungen entwickelt wurde. Im Gegensatz zu klassischen Übertragungsverfahren sind mit WSPR keine Zwei-Wege-QSOs möglich. Stattdessen werden sehr kurze, stark fehlerkorrigierte Signale mit extrem geringer Leistung ausgesendet. Die Übertragung erfolgt sehr langsam: Typischerweise sendet eine Station etwa eine Minute lang und empfängt anschließend mehrere Minuten. Die empfangenen Daten werden automatisch an zentrale Server übermittelt und können anschließend auf der Plattform [WSPRnet](https://50ohm.de/wsprn) grafisch ausgewertet werden, beispielsweise in Form von Weltkarten mit Empfangsberichten.
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Für CW-Signale gibt es das [Reverse-Beacon-Network](https://50ohm.de/rbn). CW-Signale werden von automatisierten Empfängern, sogenannten „Skimmer-Stationen“, aufgenommen und analysiert. Sobald ein Skimmer Dein Rufzeichen erkennt, erstellt er einen Empfangsbericht, der an die zentrale RBN-Datenbank gesendet wird. Diese Daten umfassen ebenfalls Signalstärke, Frequenz, und Standortinformationen.
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Neben WSPRnet und dem Reverse Beacon Network spielt [PSK-Reporter](https://50ohm.de/psk) eine wichtige Rolle bei der Sammlung und Verbreitung automatischer Empfangsberichte. PSK Reporter ist eine Plattform, die nicht nur für WSPR und CW, sondern für eine Vielzahl digitaler Übertragungsverfahren im Amateurfunk geeignet ist. Empfangsstationen weltweit können Signale empfangen, dekodieren und ihre Berichte an die zentrale Datenbank von PSK Reporter senden. Zu den unterstützten Modulationsarten gehören u.a. PSK31, FT8, FT4, RTTY und viele weitere. Jede Empfangsstation, die die entsprechende Software installiert und konfiguriert hat, kann eingehende Signale analysieren und ihre Berichte online bereitstellen.
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[question:EE405]
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Vid digitala överföringsmetoder och även vid CW kan mottagna anropssignaler automatiskt skickas till internetplattformar. Dessa plattformar samlar mottagningsrapporter från många radioamatörer och visar dem till exempel på kartor som visar från vilka platser och på vilka band signaler har tagits emot. På så sätt kan man mycket åskådligt följa de aktuella utbredningsförhållandena. Radioamatörer kan använda sådana automatiska mottagningsrapporter för att kontrollera räckvidden hos sina egna utsändningar eller för att få en bättre förståelse för den aktuella vågutbredningen. Dessutom finns det en enkel möjlighet att jämföra två antenner med varandra.
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[photo:322:e_wspr_reichweite:Testutsändning från SA0XYZ med en hemmabyggd FPGA-baserad WSPR-sändare på $\qty{40}{\meter}$-bandet, med $\qty{10}{\milli\watt}$]
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WSPR står för *Weak Signal Propagation Reporter Network* och är en särskild QRP-digimode som utvecklats uteslutande för att undersöka utbredningsförhållanden. Till skillnad från klassiska överföringsmetoder är inga tvåvägs-QSO möjliga med WSPR. I stället sänds mycket korta, starkt felkorrigerade signaler ut med extremt låg effekt. Överföringen sker mycket långsamt: typiskt sänder en station i ungefär en minut och tar sedan emot i flera minuter. De mottagna uppgifterna skickas automatiskt till centrala servrar och kan sedan utvärderas grafiskt på plattformen [WSPRnet](https://www.wsprnet.org), till exempel som världskartor med mottagningsrapporter.
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För CW-signaler finns [Reverse Beacon Network](https://www.reversebeacon.net). CW-signaler tas upp och analyseras av automatiska mottagare, så kallade ”skimmer-stationer”. Så snart en skimmer känner igen din anropssignal skapar den en mottagningsrapport som skickas till den centrala RBN-databasen. Uppgifterna omfattar också signalstyrka, frekvens och platsinformation.
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Vid sidan av WSPRnet och Reverse Beacon Network spelar [PSK Reporter](https://pskreporter.info) en viktig roll för insamling och spridning av automatiska mottagningsrapporter. PSK Reporter är en plattform som inte bara lämpar sig för WSPR och CW utan för en mängd digitala överföringsmetoder inom amatörradion. Mottagarstationer över hela världen kan ta emot och avkoda signaler och skicka sina rapporter till PSK Reporters centrala databas. Till de moduleringsarter som stöds hör bl.a. PSK31, FT8, FT4, RTTY och många fler. Varje mottagarstation som har installerat och konfigurerat motsvarande programvara kan analysera inkommande signaler och tillhandahålla sina rapporter online.
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Helt utan pengar går det tyvärr inte i amatörradio. I Sverige behövs inget enskilt sändningstillstånd från PTS för den som har ett giltigt certifikat, eftersom amatörradio är undantaget från tillståndsplikt (PTSFS 2025:1). Därför utfärdas inga individuella tillstånd.
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För prov, certifikat och anropssignal finns avgifter hos SSA, som genomför proven och utfärdar certifikaten på uppdrag av PTS. SSA tar också ut medlemsavgift för den som vill vara medlem.
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% TODO VERIFY: aktuella avgifter hos SSA (prov, certifikat/anropssignal, medlemskap) – kontrollera ssa.se.
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% TODO VERIFY: PTS avgiftsföreskrifter (PTSFS 2025:3) innehåller en post "Sändare för amatörradio" (380 kronor per sändare). Kontrollera om och för vem den gäller (t.ex. endast innehavare av äldre tillstånd) eller om radioamatörer med certifikat inte betalar någon årlig avgift till PTS.
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Obetalda avgifter kan gå vidare till indrivning.
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Eine „Funkbake“ ist eine automatisch arbeitende Amateurfunk-Sendeanlage (auch in Satelliten), die selbsttätig ständig wiederkehrende Aussendungen zur Feldstärkebeobachtung oder zu Empfangsversuchen erzeugt.
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Funkbaken senden stets auf einer fest zugewiesenen Frequenz und immer von einem festen Standort aus. Ähnlich wie Relaisstationen senden sie zur Identifikation in regelmäßigen Abständen ihr Rufzeichen aus, üblicherweise in Morsetelegrafie. Manche Baken können auch zeitlich synchronisiert sein und weitere Informationen aussenden.
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[question:VD119]
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Da ihre Empfangbarkeit stark von den wechselnden Ausbreitungsbedingungen des jeweiligen Funkbandes abhängt, ist eine Bake ein guter Indikator für die Machbarkeit einer Funkverbindung in eine bestimmte Richtung. Kann man z. B. auf Kurzwelle eine Bake aus Südamerika gut hören, ist dies ein Zeichen dafür, dass jetzt auch eine Funkverbindung dorthin möglich ist. „Aurora-Baken“ im VHF-Bereich helfen dabei herauszufinden, ob aktuell DX-Verbindungen in die skandinavischen Länder durch Nutzung von Funkreflexionen an polaren Nordlichtern möglich ist. Mit bekannten Baken auf den VHF-, UHF- und SHF-Bändern kann man durch Peilung die Antennenausrichtung und auch die korrekte Funktion der Empfangsanlage überprüfen.
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[question:BE409]
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Das Internationale Bakenprojekt (IBP) besteht aus einer größeren Anzahl von Baken, die in mehreren Ländern auf allen Kontinenten verteilt sind. Sie senden in einem festgelegten zeitlichen Ablauf nacheinander jeweils einige Sekunden lang, alle auf der gleichen Frequenz eines Kurzwellenbandes. Hierdurch kannst du dir sehr schnell einen Überblick über die aktuellen Ausbreitungsbedingungen auf dem jeweiligen Band verschaffen.
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Baken werden in den IARU-Bandplänen spezielle Frequenzbereiche zugewiesen. Auf Bakenfrequenzen sollte niemals Funkbetrieb abgewickelt werden. In der Tabelle [ref:n_baken_frequenzbereiche] finden sich die Bakenfrequenzen des Kurzwellenbereiches. Alle weiteren ausgewiesenen Bakenfrequenzbereiche finden sich in den Bandplänen des jeweiligen Frequenzbandes.
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| l: Band | X: Frequenzbereich |
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| $\qty{10}{\meter}$ | $\qtyrange{28190}{28225}{\kilo\hertz}$ |
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| $\qty{12}{\meter}$ | $\qtyrange{24929}{24931}{\kilo\hertz}$ |
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| $\qty{15}{\meter}$ | $\qtyrange{21149}{21151}{\kilo\hertz}$ |
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| $\qty{17}{\meter}$ | $\qtyrange{18109}{18111}{\kilo\hertz}$ |
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| $\qty{20}{\meter}$ | $\qtyrange{14099}{14101}{\kilo\hertz}$ |
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[table:n_baken_frequenzbereiche:Frequenzbereiche für Baken gemäß IARU-Bandplan]
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[question:BE410]
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Som vi har lärt oss beror den upptagna sändningsbandbredden på modulationsarten och, vid FM, även på frekvenssvinget. Enligt PTSFS 2025:1 ska amatörradiosändarens tekniska egenskaper anpassas så att den inte stör andra radioanläggningar, och du ansvarar själv för att din signal håller sig inom bandet. I föreskriften anges ingen särskild högsta bandbredd per band. Rekommenderade bandbredder och användning inom bandet finns i SSA:s bandplaner.
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% TODO VERIFY: att PTSFS 2025:1 inte anger högsta tillåtna bandbredd per amatörradioband, samt om SSA:s bandplaner anger bandbredder som bör följas.
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% TODO LINK: German original linked to the AFuV annex 1 (bandwidth footnotes); Swedish equivalent = SSA bandplaner (https://www.ssa.se/ssa/dokument/bandplaner).
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Du bör alltså känna till din sändnings bandbredd och välja inställningar så att du håller dig inom bandplanens segment.
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Särskilt noga måste du vara när du sänder nära bandkanterna. Ett exempel: anta att en FM-signal upptar en bandbredd på $\qty{15}{\kilo\hertz}$ och att vi ställer in sändaren på 70 cm-bandets nedre gräns i Sverige, alltså $\qty{432}{\mega\hertz}$. Sändsignalen ligger runt bärfrekvensen, alltså $\qty{7,5}{\kilo\hertz}$ under och över. Den skulle alltså sträcka sig från $\qty{431,9925}{\mega\hertz}$ till $\qty{432,0075}{\mega\hertz}$. Eftersom signalen då till hälften skulle ligga utanför bandet får vi inte trycka på PTT. Vid FM, men även vid AM, måste vi alltså alltid hålla ett avstånd till bandkanten på minst halva den upptagna bandbredden.
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[picture:908:n_bandbreite_falsch:Fel -- sändning utanför bandgränserna]
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[picture:909:n_bandbreite_richtig:Rätt -- sändning inom bandgränserna]
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Vid SSB är det lite annorlunda vid bandkanten. Här finns signalen bara på ena sidan av den (undertryckta) bärfrekvensen. Vid LSB ligger signalen helt under bärfrekvensen, vid USB helt över den. Om du till exempel ställer in sändningsfrekvensen på bandets övre gräns får du sända med LSB, eftersom hela signalen då ligger inom bandet. Med USB får du inte sända där, eftersom hela signalen då skulle ligga utanför bandet.
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</indepth>
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Bandbredden hos en signal eller utsändning mäts i hertz ($\unit{\hertz}$). Man mäter signalens bandbredd som skillnaden mellan utsändningens högsta och lägsta sändfrekvens.
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Bandbredden anger alltså hur mycket spektrum signalen tar i anspråk. Vanligtvis mäter vi bandbredden hos en signal mellan de frekvenspunkter där den spektrala effekten har sjunkit till $\frac{1}{2}$ (motsvarande $\qty{-3}{\dB}$) av topvärdet.
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[picture:1044:e_bandbreite:Definition av bandbredd]
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</indepth>
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Vid bedömning av kraven på bandbredden hos en utsändning betraktas enligt ITU:s definition av upptagen bandbredd den genomsnittliga sändareffekten i det utsända frekvensområdet. Då ska $\qty{99}{\percent}$ av sändareffekten finnas inom gränserna för den bandbredd som krävs. Därmed får högst $\qty{0,5}{\percent}$ av sändareffekten hamna i angränsande frekvensområden under respektive över sändsignalen. Det är särskilt viktigt för FM-utsändningar.
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[picture:1121:bandbreite_leistungsverteilung:Effektfördelning hos en utsändning]
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För att mäta effektandelarna hos en utsändning och dess bandbredd behövs en spektrumanalysator. Moderna instrument har ofta inbyggda matematiska funktioner så att medeleffekten inom en viss bandbredd kan beräknas (kanaleffektmätning, grannkanaleffektmätning). Närmare information finns i respektive instruments bruksanvisning.
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</tip>
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Wie wir gelernt haben, hängt die belegte Sendebandbreite von der Modulationsart und bei FM auch noch vom Hub ab. Für die verschiedenen Amateurfunkbänder sind jeweils maximal zulässige Bandbreiten festgelegt. Diese findet man in der [Anlage 1](https://50ohm.de/a1) der Amateurfunkverordnung, aus der wir auch schon die Bandgrenzen entnommen haben. Diese Bandbreiten dürfen nicht überschritten werden. Jeder Funkamateur ist selbst für die Einhaltung verantwortlich.
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| l: Frequenzbereiche | l: Status | X: zus. Nutzungsbedingungen|
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| $\qtyrange{135,7}{137,8}{\kilo\hertz}$| S | 1 2 10 |
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| $\qtyrange{472}{479}{\kilo\hertz}$| S | 1 |
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| $\qtyrange{3500}{3800}{\kilo\hertz}$ | P | 3 |
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| $\qtyrange{10100}{10150}{\kilo\hertz}$ | S | 1 10 12 |
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| $\qtyrange{28}{29,7}{\mega\hertz}$ | P | 4 13 |
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| $\qtyrange{144}{146}{\mega\hertz}$ | P | 6 13 |
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| $\qtyrange{430}{440}{\mega\hertz}$ | P | 7 13 |
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[table:n_tab_afuv:Auszug AfuV Anlage 1]
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Die Zahlen bei den zusätzlichen Nutzungsbedingungen in der oben genannten Tabelle bedeuten (die nicht wiedergegebenen Zahlen sind für die Bandbreite unerheblich):
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* *1* Maximal zulässige belegte Bandbreite einer Amateurfunk-Aussendung: $\qty{800}{\hertz}$.
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* *3* Maximal zulässige belegte Bandbreite einer Amateurfunk-Aussendung: $\qty{2,7}{\kilo\hertz}$.
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* *4* Maximal zulässige belegte Bandbreite einer Amateurfunk-Aussendung unterhalb $\qty{29}{\mega\hertz}$: $\qty{7}{\kilo\hertz}$, oberhalb $\qty{29}{\mega\hertz}$: $\qty{40}{\kilo\hertz}$.
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* *6* Maximal zulässige belegte Bandbreite einer Amateurfunk-Aussendung: $\qty{40}{\kilo\hertz}$.
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* *7* Maximal zulässige belegte Bandbreite einer Amateurfunk-Aussendung: $\qty{2}{\mega\hertz}$; bei amplitudenmodulierten Fernsehaussendungen: $\qty{7}{\mega\hertz}$.
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Die folgenden Fragen lassen sich alle mit Hilfe der Fußnoten in der Anlage 1 der Amateurfunkverordnung lösen, die - wie schon erwähnt - während der Prüfung als Hilfsmittel zur Verfügung steht. Wir empfehlen, sich vor der Prüfung mit der Anlage vertraut zu machen!
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[question:VD738]
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[question:VD739]
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[question:VD740]
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[question:VD741]
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[question:VD742]
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Besonders aufpassen muss man bei Sendungen in der Nähe der Grenzen der Amateurfunkbänder. Ein Beispiel: Nehmen wir an, ein FM-Signal belegt eine Bandbreite von $\qty{15}{\kilo\hertz}$, und wir stellen den Sender auf die untere Bandgrenze des $\qty{70}{\centi\meter}$-Bandes ein, also auf $\qty{430}{\mega\hertz}$. Das Sendesignal befindet sich um die Trägerfrequenz herum, also jeweils $\qty{7,5}{\kilo\hertz}$ unterhalb und oberhalb. Es würde sich also von $\qty{429,9925}{\mega\hertz}$ bis $\qty{430,0075}{\mega\hertz}$ erstrecken. Da das Signal somit zur Hälfte außerhalb des Bandes wäre, dürfen wir nicht auf PTT drücken! Wir müssen also bei FM, aber auch bei AM, immer mindestens einen Abstand von der halben belegten Bandbreite zur Bandgrenze hin einhalten.
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[picture:908:n_bandbreite_falsch:Falsch -- Senden außerhalb der Bandgrenzen]
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[picture:909:n_bandbreite_richtig:Richtig -- Senden innerhalb der Bandgrenzen]
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Bei SSB verhält es sich an der Bandgrenze ein wenig anders. Hier ist das Signal nur auf einer Seite der (unterdrückten) Trägerfrequenz zu finden. Bei LSB ist das Signal vollständig unterhalb der Trägerfrequenz, bei USB ist es vollständig oberhalb der Trägerfrequenz. Wenn man also beispielsweise als Sendefrequenz die obere Bandgrenze einstellt, dann dürfte man mit LSB durchaus senden, da das gesamte Signal innerhalb des Bandes bleibt. Mit USB dürfte man dort allerdings nicht senden, da das gesamte Signal außerhalb des Bandes wäre.
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</indepth>
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[question:NE305]
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Die Bandbreite eines Signals oder einer Aussendung wird in Hertz ($\unit{\hertz}$) bemessen. Hierbei misst man die Bandbreite eines Signals durch Messung der Differenz zwischen maximaler und minimaler Sendefrequenz der Aussendung.
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Die Bandbreite gibt also an, wieviel Spektrum das Signal beansprucht. Üblicherweise messen wir die Bandbreite eines Signals zwischen den Frequenzpunkten, bei denen die spektrale Leistung auf $\frac{1}{2}$ (entsprechend $\qty{-3}{\dB}$) des Spitzenwerts abgefallen ist.
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[picture:1044:e_bandbreite:Definition der Bandbreite]
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[question:EA105]
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@@ -1,11 +0,0 @@
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Für die Beurteilung der gesetzlichen Vorgaben hinsichtlich der Bandbreite einer Aussendung wird gemäß der Amateurfunkverordnung die mittlere Sendeleistung im ausgesendeten Bandbereich betrachtet. Hierbei müssen sich $\qty{99}{\percent}$ der Sendeleistung innerhalb der Grenzen der geforderten Bandbreite befinden. Somit darf maximal $\qty{0,5}{\percent}$ der Sendeleistung auf angrenzende Bandbereiche unter- und oberhalb des Sendesignals entfallen. Dies ist insbesondere für FM-Aussendungen wichtig.
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[picture:1121:bandbreite_leistungsverteilung:Leistungsverteilung einer Aussendung]
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Für die Messung der Leistungsanteile hinsichtlich einer Aussendung und deren Bandbreite ist ein Spektrumanalysator erforderlich. Hierbei haben moderne Geräte oft integrierte mathematische Funktionen, so dass die mittlere Leistung innerhalb einer bestimmten Bandbreite rechnerisch ermittelt werden kann (Kanalleistungsmessung, Nachbarkanalleistungsmessung). Genauere Informationen hierzu können der Bedienungsanleitung des jeweiligen Gerätes entnommen werden.
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[question:AE101]
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Amatörradiotjänsten är begränsad till radioamatörer. En amatörradiostation får därför bara kommunicera med andra amatörradiostationer. Det är inte tillåtet att ha förbindelse med radiostationer i andra radiotjänster. Från en amatörradiostation får man alltså till exempel varken kommunicera med myndigheter, flyg- eller sjöradiostationer eller en CB-station.
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Naturligtvis får också radioamatörer delta i *CB-radio*[index:CB-radio:Deltagande i]. Men då måste de – precis som alla andra – använda en godkänd CB-radioapparat.
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% TODO VERIFY: svensk rättslig grund (PTS-föreskrifter) för förbudet mot meddelanden för tredje part och undantaget vid nöd- och katastrofsituationer
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Dessutom är det i princip inte tillåtet att förmedla meddelanden från eller till personer som inte är radioamatörer. Man får till exempel inte skicka hälsningar till en radioamatörs anhöriga om de inte själva är radioamatörer. Det enda undantaget är nöd- och katastrofsituationer [index:Nödradio]. Då är det tillåtet att sända meddelanden från och till personer som inte är radioamatörer.
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Wie wir schon gelernt haben, liefern Batterien deshalb eine elektrische Spannung, weil darin Ladungen getrennt werden. Dies wird durch elektrochemische Vorgänge erreicht. Diese finden statt, sobald der Stromkreis geschlossen ist. Akkumulatoren, kurz Akkus genannt, funktionieren ganz ähnlich. Sie haben aber die Besonderheit, dass sie wiederaufladbar sind. Dabei wird Spannung an die Batterie angelegt und die elektrochemische Reaktion läuft umgekehrt ab. Anschließend kann das Entladen erneut beginnen. Batterien können hingegen nicht wieder aufgeladen werden, sondern sind nur einmal verwendbar.
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In Handfunkgeräten werden meistens Akkus, manchmal aber auch Batterien eingesetzt. Um Funkstationen unabhängig vom Stromnetz, z. B. auf einem Fieldday, zu betreiben, werden häufig Akkus verwendet.
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Der Aufdruck auf Batterien (Abbildung [ref:n_Bat_AA]) kennzeichnet z. B. den Plus- bzw. Minuspol und weist auf polungsrichtigen Einsatz hin. Bei Batterien ist der Warnhinweis "Nicht wiederaufladbar" stets zu beachten.
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Abbildung [ref:n_schaltzeichen_batt] zeigt das Schaltzeichen einer Batterie beziehungsweise eines Akkus. Der lange Strich im Schaltzeichen kennzeichnet den Plus-Pol, der kurze den Minus-Pol. Als Eselsbrücke gilt: ein Plus-Zeichen erfordert 2 Striche, ein Minus-Zeichen aber nur einen.
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[question:NB201]
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[question:NB203]
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[photo:89:n_Bat_AA:Eine Batterie mit Kennzeichnung der Pole und Warnhinweisen]
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[picture:517:n_schaltzeichen_batt:Schaltzeichen einer Batterie]
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Es gibt unterschiedlichste Batterien und Akkus mit verschiedenen Spannungen, Kapazitäten und Bauformen:
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* Häufige Spannungsangaben bei Batterien oder Akkus sind z. B. $\qty{1,5}{\volt}$ oder $\qty{9}{\volt}$. Es gibt sie aber auch mit anderen Spannungen. Ferngesteuerte Modellautos verwenden beispielsweise meist $\qty{7,2}{\volt}$. In akkubetriebenen Werkzeugen finden sich oftmals Akkus mit $\qty{18}{\volt}$, $\qty{20}{\volt}$ oder $\qty{40}{\volt}$.
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* Die Kapazität einer Batterie oder eines Akkus wird in Amperestunden ($\unit{\ampere\hour}$) angegeben. Hat ein Akku eine Kapazität von $\qty{5}{\ampere\hour}$ kann er für 5 Stunden einen Strom von einem Ampere fließen lassen - oder beispielsweise auch für 10 Stunden einen Strom von 0,5 Ampere oder einen Strom von $\qty{5}{\ampere}$ für nur eine Stunde. Bei Batterien fehlt oft die Angabe der Kapazität. Haushaltsübliche Batterien haben oft eine Kapazität von weniger als $\qty{5}{\ampere\hour}$. Große Akkus können auch $\qty{100}{\ampere\hour}$ oder mehr Kapazität aufweisen. Bei Akkus wird im Gegensatz zu Batterien praktisch immer die Kapazität angegeben.
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* Bei den Bauformen sind die zylinderförmigen AA- und AAA-Zellen sehr bekannt, die in den meisten Haushaltsgeräten eingesetzt werden. Es gibt aber gerade bei den Akkus alle möglichen Bauformen. Oftmals sogar Bauformen, die nur für ein einziges Gerät passen.
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[photo:209:batterien_und_akkus_sammlung:Verschiedene Batterien und Akkus]
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Akkus sollten niemals komplett entladen werden. Diese sogenannte Tiefentladung kann den Akku beschädigen. Praktisch lässt sich die Entladung daran erkennen, dass die Spannung des Akkus nach und nach leicht absinkt. Die Stromentnahme muss beendet werden, bevor die vom Hersteller angegebene Mindestspannung unterschritten wird.
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Viele Geräte benötigen mehrere Batterien. In der Regel dient dies zur Spannungserhöhung, wenn die Spannung einer einzelnen Batterie von z. B. $\qty{1,5}{\volt}$ nicht für den Betrieb ausreicht. Im Batteriefach des Geräts werden diese in Serie verschaltet, sodass der Minuspol der vorhergehenden Batterie jeweils auf den Pluspol der nachfolgenden trifft. Die Spannung an den Enden dieser Kette berechnet sich wie folgt:
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$\text{Gesamtspannung} = \text{Anzahl Batterien} \cdot \text{Batteriespannung}$
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[question:NB204]
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Generell gilt, dass bei Batterien und Akkus ein Kurzschluss verhindert werden sollte. Gerade bei leistungsfähigen, modernen Akkus besteht die Gefahr der Überhitzung. Diese können in Brand geraten oder durch den entstehenden Kurzschlusstrom einen Brand verursachen.
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Während bei Netzgeräten eine Sicherung im Fehlerfall den Stromfluss stoppen kann, fehlt dieser Schutzmechanismus bei Batterien bzw. Akkus meistens. Die Stromstärke, die Batterien und Akkus liefern können, übersteigt oftmals ein Vielfaches des Maximalstroms von Netzgeräten. Dies gilt insbesondere für hochkapazitive Akkus wie z. B. Autobatterien, die kurzzeitig $\qty{1000}{\ampere}$ und mehr Strom liefern können. Bei der Nutzung von externen, hochkapazitiven Akkus sollte unbedingt eine zusätzliche Sicherung vorgesehen werden, wie sie beispielsweise in Abbildung [ref:n_Bat_Sicherung] gezeigt wird!
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[photo:90:n_Bat_Sicherung:Anschlussbox mit Kfz-Sicherungen und verpolungsgeschützten Ausgängen zum Schutz von leistungsstarken Akkus]
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[question:ND110]
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Bei Akkus kommen unterschiedlichste Technologien zum Einsatz, die auf verschiedenen elektrochemischen Reaktionen basieren: Seit vielen Jahrzehnten werden Bleibatterien in Autos verwendet. Kleine, tragbare Geräte verwendeten früher Akkus mit Nickel und Cadmium (NiCd) und später dann die Nickel-Metallhydrid-Technologie (NiMH). Bei Mobiltelefonen, digitalen Kameras oder Notebooks dominieren heute Akkus mit Lithium-Ionen-Technologie. Im Amateurfunk werden zunehmend auch Lithium-Eisen-Phosphat-Mischungen (LiFePO4) verwendet.
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Die Unterschiede der elektrochemischen Reaktionen sind beim Aufladen dieser verschiedenen Akkutypen zu berücksichtigen. Es müssen jeweils speziell für die Technologie angepasste Ladegeräte verwendet werden. Unsachgemäße Lade- und Entladevorgänge können zu Überhitzung der Akkus führen. Bei Berührung kann es dann zu gefährlichen Verbrennungen kommen. Auch Explosionen der Akkus und Brände sind durch Überhitzung möglich. Durch freiwerdende Flüssigkeiten kann es zu Verätzungen oder Vergiftungen kommen.
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Batterien und Akkus sind immer sachgerecht zu entsorgen. Sie gehören nicht in den Hausmüll! Dies wird durch das durchgestrichene Mülltonnensymbol gekennzeichnet (vergleiche Abbildung [ref:n_Bat_AA]).
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[question:NK306]
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Som vi redan har lärt oss levererar batterier en elektrisk spänning eftersom laddningar skiljs åt i dem. Det sker genom elektrokemiska processer. Dessa pågår så snart strömkretsen är sluten. Ackumulatorer, kort sagt ackar eller laddningsbara batterier, fungerar på ett liknande sätt. De har dock den särskilda egenskapen att de kan laddas om. Då läggs en spänning på batteriet och den elektrokemiska reaktionen går åt andra hållet. Därefter kan urladdningen börja på nytt. Vanliga batterier kan däremot inte laddas om, utan kan bara användas en gång.
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I handburna radioapparater används oftast laddningsbara batterier (ackumulatorer), ibland dock vanliga batterier. För att driva radiostationer oberoende av elnätet, till exempel på ett fieldday, används ofta ackumulatorer.
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Texten på batterier (figur [ref:n_Bat_AA]) markerar till exempel plus- respektive minuspol och visar att batteriet ska sättas i med rätt polaritet. På batterier ska varningstexten ”Får ej laddas” alltid beaktas.
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Figur [ref:n_schaltzeichen_batt] visar symbolen för ett batteri respektive en ackumulator. Det långa strecket i symbolen markerar pluspolen, det korta minuspolen. Som minnesregel gäller: ett plustecken kräver 2 streck, ett minustecken bara ett.
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[photo:89:n_Bat_AA:Ett batteri med markering av polerna och varningstexter]
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[picture:517:n_schaltzeichen_batt:Symbol för ett batteri]
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Det finns mycket olika batterier och ackumulatorer med olika spänningar, kapaciteter och utföranden:
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* Vanliga spänningar hos batterier och ackumulatorer är till exempel $\qty{1,5}{\volt}$ eller $\qty{9}{\volt}$. Det finns dem också med andra spänningar. Fjärrstyrda modellbilar använder till exempel oftast $\qty{7,2}{\volt}$. I batteridrivna verktyg finns ofta ackumulatorer med $\qty{18}{\volt}$, $\qty{20}{\volt}$ eller $\qty{40}{\volt}$.
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* Kapaciteten hos ett batteri eller en ackumulator anges i amperetimmar ($\unit{\ampere\hour}$). Har en ackumulator en kapacitet på $\qty{5}{\ampere\hour}$ kan den under 5 timmar låta en ström på en ampere flyta - eller till exempel under 10 timmar en ström på 0,5 ampere eller en ström på $\qty{5}{\ampere}$ under bara en timme. För batterier saknas ofta uppgift om kapaciteten. Batterier för hushållsbruk har ofta en kapacitet på under $\qty{5}{\ampere\hour}$. Stora ackumulatorer kan ha $\qty{100}{\ampere\hour}$ eller mer. För ackumulatorer anges, till skillnad från batterier, praktiskt taget alltid kapaciteten.
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* Bland utförandena är de cylinderformade AA- och AAA-cellerna mycket kända, och de används i de flesta hushållsapparater. Särskilt för ackumulatorer finns det dock alla möjliga utföranden, ofta till och med sådana som bara passar i en enda apparat.
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[photo:209:batterien_und_akkus_sammlung:Olika batterier och ackumulatorer]
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Ackumulatorer bör aldrig laddas ur helt. Denna så kallade djupurladdning kan skada ackumulatorn. I praktiken märks urladdningen på att ackumulatorns spänning så småningom sjunker något. Strömuttaget måste avbrytas innan den av tillverkaren angivna lägsta spänningen underskrids.
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Många apparater behöver flera batterier. Oftast görs det för att höja spänningen, när spänningen hos ett enskilt batteri på till exempel $\qty{1,5}{\volt}$ inte räcker för driften. I apparatens batterifack seriekopplas de, så att föregående batteris minuspol möter nästa batteris pluspol. Spänningen över kedjans ändar beräknas så här:
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$\text{Totalspänning} = \text{Antal batterier} \cdot \text{Batterispänning}$
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I allmänhet gäller att kortslutning av batterier och ackumulatorer ska förhindras. Särskilt hos kraftfulla, moderna ackumulatorer finns risk för överhettning. De kan fatta eld eller orsaka brand genom den kortslutningsström som uppstår.
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<danger>
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Medan en säkring i ett nätaggregat kan bryta strömmen vid fel saknas oftast detta skydd hos batterier respektive ackumulatorer. Strömstyrkan som batterier och ackumulatorer kan leverera överstiger ofta flerfaldigt nätaggregatens maxström. Detta gäller särskilt högkapacitiva ackumulatorer som till exempel bilbatterier, som kortvarigt kan leverera $\qty{1000}{\ampere}$ och mer. Vid användning av externa, högkapacitiva ackumulatorer ska en extra säkring absolut finnas, som till exempel i figur [ref:n_Bat_Sicherung]!
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[photo:90:n_Bat_Sicherung:Anslutningsbox med bilsäkringar och polaritetsskyddade utgångar för att skydda kraftfulla ackumulatorer]
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Hos ackumulatorer används mycket olika tekniker som bygger på olika elektrokemiska reaktioner: Sedan många decennier används blybatterier i bilar. Små, bärbara apparater hade förr ackumulatorer med nickel och kadmium (NiCd) och senare nickel-metallhydrid-tekniken (NiMH). I mobiltelefoner, digitalkameror och bärbara datorer dominerar i dag litiumjonackumulatorer. Inom amatörradion används också allt oftare litiumjärnfosfat (LiFePO4).
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Skillnaderna i de elektrokemiska reaktionerna måste beaktas vid laddning av dessa olika typer av ackumulatorer. Man måste alltid använda laddare som är anpassade för just tekniken. Felaktiga laddnings- och urladdningsförlopp kan leda till överhettning av ackumulatorerna. Vid beröring kan det då ge farliga brännskador. Även explosioner och bränder är möjliga genom överhettning. Vätska som läcker ut kan ge frätskador eller förgiftning.
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Batterier och ackumulatorer ska alltid lämnas till rätt återvinning. De hör inte hemma i hushållssoporna! Det markeras med symbolen med den överkorsade soptunnan (jämför figur [ref:n_Bat_AA]).
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In diesem Kapitel haben wir bereits einen Großteil der grundlegenden Bauteile in einem Schaltplan kennengelernt. Es fehlen aber noch drei wichtige Bauteile, deren Schaltzeichen man in der Prüfung erkennen soll. Die genaue Funktionsweise dieser Bauteile wird aber erst in der Klasse E und A behandelt.
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In der Abbildung [ref:n_bauelemente_kondensator] sieht man verschiedene Kondensatoren. Ein Kondensator speichert eine kleine Menge an Energie. Er besteht beispielsweise aus zwei parallelen Platten. Daran kann man auch gut das Schaltzeichen erkennen.
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[photo:206:n_bauelemente_kondensator:Schaltzeichen und Bauformen von Kondensatoren]
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[question:NC201]
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In der Abbildung [ref:n_bauelemente_spule] sind verschiedene Spulen gezeigt. Eine Spule speichert wie der Kondensator eine kleine Menge Energie aber funktioniert technisch komplett anders als der Kondensator. Die Spule besteht im einfachsten Fall aus einem aufgewickelten Draht. Diesem ist das Schaltsymbol nachempfunden.
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[photo:207:n_bauelemente_spule:Schaltzeichen und Bauformen von Spulen]
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[question:NC301]
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In der Abbildung [ref:n_bauelemente_transistor] finden sich verschiedene Transistoren. Ein Transistor kann, je nach Verschaltung, als elektrischer Schalter oder als Verstärker eingesetzt werden. Das Schaltzeichen des Transistors ist in den Fragen der Klasse N das einzige Bauteil mit drei Anschlüssen.
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[photo:208:n_bauelemente_transistor:Schaltzeichen und Bauformen von Transistoren]
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[question:NC501]
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In Abbildung [ref:n_bauelemente_bauteile] sind nochmal alle Schaltzeichen zusammengefasst, die wir bereits kennengelernt haben.
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[question:NB202]
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[picture:694:n_bauelemente_bauteile:Elektrische Bauteile, Messgeräte und ihre Schaltzeichen]
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[picture:828:begrenzverstärker:Begränsarförstärkarens funktion]
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Vid FM-mottagning är det bara ändringen av ingångssignalens frekvens som har betydelse för demodulationen. Man försöker därför undertrycka amplitudvariationer och störpulser så bra som möjligt vid mottagning av FM-signaler. Det kan göras med en begränsarförstärkare i FI-delen av en FM-mottagare, som först förstärker ingångssignalen kraftigt och därefter begränsar amplituden med en lämplig krets. Genom begränsningen bevaras informationen i frekvensändringen (FM). Amplitudändringar undertrycks däremot kraftigt, eftersom signalnivån begränsas till ett bestämt maximum och därför bara minimala amplitudvariationer hos ingångssignalen finns kvar efter begränsarförstärkaren.
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[picture:828:begrenzverstärker:Wirkungsweise eine Begrenzverstärkers]
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Beim FM-Empfang ist nur die Änderung der Frequenz des Eingangssignals für die Demodulation von Belang. Daher versucht man Amplitudenschwankungen und Störimpulse beim Empfang von FM-Signalen so gut wie möglich zu unterdrücken. Dies kann mit Hilfe eines Begrenzerverstärkers im ZF-Teil eines FM-Empfängers, der das Eingangssignal zunächst stark verstärkt und danach die Amplituden mit einer geeigneten Schaltung begrenzt erfolgen. Durch die Begrenzung bleibt die Information der Frequenzänderung (FM) erhalten. Amplitudenänderungen werden hierdurch jedoch stark unterdrückt, da der Signalpegel auf ein definiertes Maximum begrenzt wird und somit nur minimale Amplitudenschwankungen des Eingangssignals nach dem Begrenzerverstärker noch vorhanden sind.
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[question:AF226]
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Für besondere Anlässe, die von allgemeiner Bedeutung sind, wie z. B. historische Ereignisse, Stadtfeste und Sportereignisse, können Funkamateure in Deutschland, Klubstationsrufzeichen mit vier- bis siebenstelligem Suffix beantragen. So kann die ganze Amateurfunkwelt an einem Ereignis teilhaben.
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Diese speziellen Klubstationsrufzeichen werden von der BNetzA für maximal ein Jahr zugeteilt. Eine Verlängerung ist nicht möglich. Das Suffix kann, im Gegensatz zu den bisher erwähnten Rufzeichen, aus Ziffern und Buchstaben bestehen. Das letzte Zeichen muss immer ein Buchstabe sein. So sind zum Beispiel auch Kombinationen wie DP44N44T möglich.
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[photo:59:n_besondere_anlaesse_qsl_karte_DA200TF:QSL-Karte der Klubstation mit dem Sonderrufzeichen DA200TF anlässlich des 200. Geburtstags von Theodor Fontane]
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Funkamateure haben national und international die Möglichkeit, Sonderstationen zu betreiben. Im Ausland können diese Vorgaben jedoch abweichen, so sind beispielsweise in anderen Ländern auch noch längere Rufzeichen möglich.
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Aus der Tabelle [ref:n_besondere_anlaesse] kann man erkennen, dass es eine Vielzahl von Möglichkeiten gibt, Funkaktivitäten durchzuführen. Die Aktivierung einer Sonderstation kann sowohl den Aktivierenden als auch den Sammlern sehr viel Freude bereiten. Der Aktivierende ist der Bediener einer Sonderstation. Der Sammler versucht, möglichst viele solche Sonderstationen zu erreichen.
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| l: Rufzeichen | l: Zuteilung | X: Ereignis |
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| DL1250BRET | 2017 | 1250 Jahre Stadt Bretten |
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| DL500BIER | 2016 | 500 Jahre Deutsches Reinheitsgebot |
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| DF13DEJU | 2019 | Erstflug der Junkers F 13 |
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| DL73AFUG | 2022 | 73. Geburtstag des Amateurfunkgesetzes |
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| DB50AFZ | 2022 | 50 Jahre Amateurfunkzentrum |
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| DP44N44T | 2022 | 44 Jahre Ortsverband N44 |
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| DC0YOTA | 2021 | Youngsters On The Air |
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| DL22MAUS | 2022 | Türen auf mit der Maus! |
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| DL0ELEFANT | 2022 | Türen auf mit der Maus! |
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[table:n_besondere_anlaesse:Beispiele für Sonderstationen]
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[question:VD204]
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@@ -1,25 +0,0 @@
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Der Ursprung vieler Abkürzungen liegt in der Morsetelegrafie. Die Abkürzung CQ ist schneller zu telegrafieren als die Bedeutung "Allgemeiner Anruf". Viele Abkürzungen sind in den Radio Regulations (RR) definiert. Dazu gehören insbesondere die betrieblichen Abkürzungen für Morsetelegrafie und die sogenannten Q-Gruppen, auf die wir noch eingehen werden. Mit der Weiterentwicklung der Technik kommen natürlich nach und nach neue Abkürzungen hinzu und die Bedeutung mancher Abkürzung verändert sich über die Zeit auch. Die Anwendung dieser Abkürzung ist aber keineswegs auf die Telegrafie beschränkt. Viele dieser Abkürzungen sind fester Bestandteil der Umgangssprache unter Funkamateuren und werden auch in der Telefonie verwendet.
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| c: Abkürzung | X: Bedeutung |
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| BK | Unterbrechung der Sendung; Formlose Übergabe (*B*rea*k*) |
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| CQ | Allgemeiner Anruf |
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| CW | *C*ontinuous *W*ave (Synonym für Morsetelegraphie) |
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| K | Aufforderung zum Senden ("*K*ommen") |
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| PSE | Bitte, *P*lea*se* |
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| R | Received (Empfangsbestätigung, *R*oger) |
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| RX | Receiver (Empfänger) |
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| TX | Transmitter (Sender) |
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| TRX | Transceiver (Sendeempfänger) |
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[table:n_abkuerzungen:Zusammenfassung der Abkürzungen]
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Der Ursprung des Amateurfunks ist in den USA. Deshalb kommen viele unserer Fachbegriffe aus dem amerikanischen Englisch, beispielsweise Transmitter statt Sender und Receiver statt Empfänger. Der Transmitter wird mit TX, der Receiver mit RX und der Transceiver, also der Sendeempfänger, mit TRX abgekürzt.
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[question:BB106]
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Kennengelernt haben wir auch schon die Abkürzung CW für Continuous Wave, die meist für die Morsetelegrafie durch Ein- und Ausschalten eines Hochfrequenzträgers gebraucht wird.
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[question:BB107]
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Eine Reihe von Abkürzungen aus der Telegrafie haben wir schon besprochen: Das "R" (received, bzw. roger) als Empfangsbestätigung am Anfang eines Durchgangs ist eines der wenigen Zeichen, das ausschließlich in der Telegrafie genutzt wird. Das Gleiche gilt für das Zeichen "K". Eine Eselsbrücke ist "Kommen" als Aufforderung zum Senden. Bei "BK" drängt sich "*B*rea*k*" als Merkhilfe geradezu auf. Die Tabelle [ref:n_abkuerzungen] fasst nochmal die wichtigsten Abkürzungen für die Prüfung zusammen.
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@@ -1,55 +0,0 @@
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Funkverbindungen [index:Funkverbindung] finden meist wechselseitig auf einer Frequenz statt. D. h. eine Station sendet, während die andere Station hört. Wenn beide gleichzeitig senden, hört keine von beiden. Daher ist es wichtig, dass eine gewisse Ordnung beim Ablauf einer Funkverbindung, der sogenannten Betriebsabwicklung [index:Betriebsabwicklung], herrscht.
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Bei vielen Funkdiensten ist die Betriebsabwicklung ganz genau vorgeschrieben, z. B. im Flugfunk, bei der Polizei, der Feuerwehr oder den Rettungsdiensten. Im Amateurfunk gibt es keine verpflichtenden Vorgaben zur Betriebsabwicklung. Es muss nur das Rufzeichen ordnungsgemäß genannt werden. Aber auch im Amateurfunk ergibt es Sinn, wenn man sich an der üblichen Betriebsabwicklung orientiert und die geläufigen Abkürzungen kennt. Daher gibt es auch einen eigenen Prüfungsteil "Betriebliche Kenntnisse".
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Alle Funkamateure nutzen die zur Verfügung stehenden Frequenzen gemeinsam. Es gilt hier das Prinzip: Wer zuerst kommt, mahlt zuerst. Daher sollte man, bevor eine Funkverbindung begonnen wird, erst einige Zeit hören, ob die Frequenz nicht schon von einer anderen Station verwendet wird. Um ganz sicherzugehen, sollte dann noch zwei- bis dreimal kurz gefragt werden, ob die Frequenz frei ist.
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<qso>
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Ist diese Frequenz frei? DL1PZ
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> *(keine Antwort)*
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Ist diese Frequenz frei? DL1PZ
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> *(keine Antwort)*
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CQ CQ hier ist DL1PZ mit einem allgemeinen Anruf, hier ist DL1PZ und hört.
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> DL1PZ hier ist DL9MJ bitte kommen
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</qso>
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Wenn darauf keine Antwort folgt, kann davon ausgegangen werden, dass die Frequenz nicht belegt ist. Jetzt kann man selber eine Funkverbindung beginnen. Wie beim Telefon nennt sich das Anruf [index:Anruf]. Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten, den allgemeinen Anruf und den gezielten Anruf:
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* Mit einem *allgemeinen* Anruf [index:Anruf:Allgemein] fordert man *alle* Stationen, die einen hören können, zur Antwort auf. Die internationale betriebliche Abkürzung für den allgemeinen Anruf ist CQ. Wird CQ englisch ausgesprochen (etwa "si-kju"), dann klingt es genauso wie "seek you" (etwa "sik-ju"), also "suche dich". Im deutschsprachigen Funkverkehr wird anstelle von CQ auch die Floskel "Allgemeiner Anruf" verwendet.
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* Bei einem *gezielten* Anruf [index:Anruf:Gezielt] hingegen möchte man die Antwort *einer bestimmten* Station.
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Die Antwort erfolgt bei allgemeinen und gezielten Anrufen auf die gleiche Art. Man nennt erst das Rufzeichen der anrufenden Station und dann das eigene Rufzeichen.
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<qso>
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DL9MJ von DL1PZ bitte kommen
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> DL1PZ hier ist DL9MJ
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</qso>
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[question:BB102]
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[question:BE105]
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[question:BE101]
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[question:BE102]
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Es kann vorkommen, dass man einen Anruf nicht ganz mitbekommt, aber Teile des eigenen Rufzeichens hört und sich nicht sicher ist, ob man gemeint war. In einem solchem Fall sollte einfach nachgefragt werden, ob man gemeint war.
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<qso>
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D*(krschkrsch)*MJ von DK5WP, bitte kommen
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> Hier ist DL9MJ, wurde ich gerufen?
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</qso>
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[question:BE103]
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Nach einer Funkverbindung (oft als QSO bezeichnet) wird die Frequenz immer der Station überlassen, die den Anruf gestartet hat. Möglicherweise hat aber zwischendurch eine andere Station gerufen, die mit einem sprechen will. Auch dann sollte die Frequenz für die ursprünglich rufende Station frei gemacht werden. Davor kann man sich aber noch kurz auf eine andere Frequenz verständigen.
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<indepth>
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*QSO* ist eine Abkürzung, die ursprünglich aus der Morsetelegrafie stammt und "ich habe direkten Kontakt zu Station X" bedeutet. Daran angelehnt, sprechen Funkamateure oftmals von einem QSO, wenn sie eine erfolgreiche Funkverbindung meinen.
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</indepth>
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[question:BE108]
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Ein *Beat Frequency Oscillator*, kurz *BFO*, erzeugt einen Hilfsträger, um damit das ZF-Signal eines Empfängers mittels eines Mischers zu demodulieren. Darum wird er auch Hilfsträgeroszillator genannt. Diese Technik wird vor allem beim Empfang von Signalen ohne Hilfsträger (SSB und CW) verwendet. Der BFO muss hierbei auf bestmögliche Verständlichkeit des Empfangssignals eingestellt werden.
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En *Beat Frequency Oscillator*, förkortat *BFO*, alstrar en hjälpbärvåg som används för att demodulera mottagarens FI-signal med hjälp av en blandare. Därför kallas den också hjälpbärvågsoscillator. Tekniken används framför allt vid mottagning av signaler utan bärvåg (SSB och CW). BFO:n måste ställas in så att mottagningssignalen blir så begriplig som möjligt.
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[picture:838:e_bfo:BFO im Überlagerungsempfänger]
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[picture:838:e_bfo:BFO i en superheterodynmottagare]
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</margin>
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[question:EF209]
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In der Klasse E haben wir bereits den BFO (engl. Beat Frequency Oscillator) kennen gelernt. Im Demodulator wird beim Empfang von Signalen mit unterdrücktem Träger oder CW-Signalen das Empfangssignal mit dem BFO, auch Hilfsträgeroszillator genannt, gemischt. Der BFO muss sich bei SSB-Empfang genau auf der Frequenz des unterdrückten Trägers befinden. Beim Empfang von CW-Signalen muss der BFO in einem gewissen Abstand zum CW-Signal liegen. Dieser Abstand bestimmt darüber mit welcher Tonfrequenz das CW-Signal im Empfänger hörbar wird. Für CW Signale werden üblicherweise $\qtyrange{600}{900}{\hertz}$ als angenehme Hörfrequenz empfunden. Daher sollte die Differenz zwischen der BFO-Frequenz und der letzten ZF für den angenehmen Empfang von CW-Signalen ungefähr $\qty{800}{\hertz}$ betragen.
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Du har tidigare lärt dig vad en BFO (engelska Beat Frequency Oscillator) är. I demodulatorn blandas mottagningssignalen med BFO:n, även kallad hjälpbärvågsoscillator, när signaler med undertryckt bärvåg eller CW-signaler tas emot. Vid SSB-mottagning måste BFO:n ligga exakt på frekvensen för den undertryckta bärvågen. Vid CW-mottagning måste BFO:n ligga på ett visst avstånd från CW-signalen. Detta avstånd avgör vilken tonfrekvens CW-signalen får i mottagaren. För CW upplevs vanligtvis $\qtyrange{600}{900}{\hertz}$ som en behaglig lyssnarton. Skillnaden mellan BFO-frekvensen och sista FI bör därför vara ungefär $\qty{800}{\hertz}$ för bekväm CW-mottagning.
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[picture:838:e_bfo:BFO im Überlagerungsempfänger]
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[picture:838:e_bfo:BFO i en superheterodynmottagare]
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Ein BFO sollte eine möglichst hohe Frequenzstabilität aufweisen, damit empfangene Signale stabil und unverfälscht widergegeben werden können und der Empfänger nicht permanent in der Frequenz nachgeregelt werden muss. Am besten geeignet sind daher quarzgesteuerte Oszillatoren.
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[question:AF211]
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[question:AF216]
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En BFO bör ha så hög frekvensstabilitet som möjligt, så att mottagna signaler återges stabilt och oförvanskat och mottagaren inte hela tiden behöver efterjusteras i frekvens. Kristallstyrda oscillatorer är därför bäst lämpade.
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@@ -0,0 +1,26 @@
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Förstärkare eller mottagarkonverterare monterade vid antennen behöver en likspänningsmatning. För att slippa en extra matningsledning kan matningsspänningen överföras via koaxialkabeln, parallellt med HF-signalen, utan att de båda signalerna stör varandra. För att mata in likspänningen i koaxialkabeln används därför ett fjärrmatningsfilter eller, på engelska, BIAS-T. Figur [ref:a_qo100_bias_t] visar en QO-100-station med BIAS-T för spänningsförsörjning av förförstärkaren (LNB).
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[picture:1080:a_qo100_bias_t:QO-100-station med BIAS-T för spänningsförsörjning av LNB:n]
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Tekniskt kan detta, som figur [ref:a_bias_t] visar, realiseras med en mycket enkel koppling. BIAS-T består förutom anslutningarna bara av två kondensatorer och en induktans. Denna koppling har vi redan träffat på vid MMIC, vars matningsspänning matas in via utgången med en BIAS-T.
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[picture:399:a_bias_t:Fjärrmatningsfilter (BIAS-T)]
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En BIAS-T känner man igen på att HF-signalen på ena sidan förs till mottagaren (RX), medan en förförstärkare eller mottagarkonverterare (LNA) är ansluten på andra sidan. Dessutom matas en matningslikspänning in via DC-anslutningen. Likspänningen når via induktansen koaxialkabelns innerledare och försörjer så den anslutna LNA:n. Induktansen är då högohmig för högfrekvens, så att HF-signalen inte rinner ut i spänningsförsörjningen.
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Kopplingskondensatorn $C_1$ förhindrar att den inmatade likspänningen når mottagaringången. Utan kondensatorn $C_1$ skulle matningsspänningen kunna kortslutas mot jord.
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Induktansen tjänar till att mata in matningslikspänningen i ledningen, medan den utgör ett högt motstånd för högfrekvens. Därigenom kan likspänningen nå LNA:n utan att HF-signalen rinner ut i spänningsförsörjningen. Kondensatorn $C_2$ leder kvarvarande högfrekvenskomponenter till jord. Det förhindrar att HF-signaler kopplas in i spänningsförsörjningen.
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[photo:288:a_Bias T Platine:BIAS-T-kretskort - skapat med KiCAD]
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Så här kan den praktiska realiseringen av det visade kopplingsschemat som kretskort se ut. $C_2$ och $C_3$ är avkopplingskondensatorer för olika frekvensområden, så att funktionen säkerställs över ett stort frekvensområde. $L_1$ används för att tillföra likspänningen och måste dimensioneras särskilt för lastströmmen. Avkopplingskondensatorn $C_2$ på likspänningssidan ska undertrycka HF-spänning. Den måste väljas så att den vid HF-nyttofrekvensen har en reaktans under 1 ohm.
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</indepth>
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Spolen mellan DC-sidan (likspänningssidan, t.ex. $\qty{12}{\volt}$) och HF-sidan (t.ex. $\qty{10}{\giga\hertz}$ mottagningssignal) ska inte släppa igenom högfrekvenskomponenter till DC-sidan. Det är därför en drosselspole, som måste vara högohmig vid nyttofrekvensen (t.ex. $X_L = \qty{10}{\kilo\ohm}$). Genom drosselspolen flyter matningsströmmen till förförstärkaren eller konverteraren (LNA). Drosselspolens trådtjocklek måste vara så stor att likströmmen inte värmer drosselspolen. Med andra ord: spolen måste ha motsvarande strömbelastbarhet.
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@@ -1,63 +0,0 @@
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Wir Menschen sind es gewohnt, die zehn Ziffern von $\num{0}$ bis $\num{9}$ zu benutzen. Man spricht von einem Zehnersystem oder Dezimalsystem.
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Für Computer ist es hingegen einfacher, mit nur $\num{2}$ Ziffern zu arbeiten: der $\num{0}$ und der $\num{1}$. Dies entspricht zwei Zuständen: Beispielsweise ausgeschaltet und eingeschaltet, "Transistor gesperrt" und "Transistor leitend" oder auch $\qty{0}{\volt}$ und $\qty{5}{\volt}$. Es entsteht ein binäres Zahlensystem oder Dualsystem.
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[question:EA201]
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Das Zählen geht in allen Zahlensystemen gleich (siehe Tabelle [ref:binaer_zahlensysteme]): Man fängt bei $\num{0}$ an und zählt die Ziffern hoch. Wenn der Ziffernvorrat zu Ende ist, fängt man von vorne an und schreibt dabei vor jede Zahl eine $\num{1}$. Deshalb kommt im Dezimalsystem nach der $\num{9}$ die $\num{10}$. Die Ziffer ganz rechts hat den Wert, den sie selbst darstellt. Man nennt das den Stellenwert $\num{1}$.
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Im Dezimalsystem ist die zweite Ziffer von rechts zehnmal so viel Wert wie sie selbst, hat also den Stellenwert $\num{10}$. Jede weiter links stehende Stelle ist jeweils zehnmal so viel Wert, wie die rechts daneben stehende. Beispielsweise bedeutet die Dezimalzahl $\num{5573}$ aus der Tabelle [ref:binaer_stellenwert_dezimal] also eigentlich $5 \cdot 1000 + 5 \cdot 100 + 7 \cdot 10 + 3 \cdot 1$.
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|c: |c: |c: |c: |
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|$\num{1000}$ | $\num{100}$ | $\num{10}$ | $\num{1}$ |
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| $\num{5}$ | $\num{5}$ | $\num{7}$ | $\num{3}$ |
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[table:binaer_stellenwert_dezimal:Stellenwerte der vierstelligen Dezimalzahl $\num{5573}$]
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|r: Dezimal | r: Dual |
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| $\num{0}$ | $\num{0}$ |
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| $\num{1}$ | $\num{1}$ |
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| $\num{2}$ | $\num{10}$ |
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| $\num{3}$ | $\num{11}$ |
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| $\num{4}$ | $\num{100}$ |
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| $\num{5}$ | $\num{101}$ |
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| $\num{6}$ | $\num{110}$ |
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| $\num{7}$ | $\num{111}$ |
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| $\num{8}$ | $\num{1000}$ |
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| $\num{9}$ | $\num{1001}$ |
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| $\num{10}$ | $\num{1010}$ |
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| $\num{11}$ | $\num{1011}$ |
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| $\num{12}$ | $\num{1100}$ |
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| $\num{13}$ | $\num{1101}$ |
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| $\num{14}$ | $\num{1110}$ |
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| $\num{15}$ | $\num{1111}$ |
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[table:binaer_zahlensysteme:Zahlen im Dezimal- und im Dualsystem]
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Im Dualsystem gibt es nur zwei Ziffern, nämlich $\num{0}$ und $\num{1}$. Wie in Tabelle [ref:binar_stellenwert_dual] zu sehen ist, hat die erste Stelle von rechts den Stellenwert $\num{1}$, die zweite $\num{2}$, die dritte $\num{4}$, die vierte $\num{8}$ und so weiter. Die Stellenwerte verdoppeln sich, statt sich zu verzehnfachen, weil es nur zwei Ziffern gibt und nicht zehn. Eine Stelle im Dualsystem nennt man auch Bit ($\unit{\bit}$).
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|c: |c: |c: |c: |c: |c: |c: |c: |
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| $\num{128}$ | $\num{64}$ | $\num{32}$ | $\num{16}$ | $\num{8}$ | $\num{4}$ | $\num{2}$ | $\num{1}$ |
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| $\num{1}$ | $\num{0}$ | $\num{0}$ | $\num{0}$ | $\num{1}$ | $\num{1}$ | $\num{1}$ | $\num{0}$ |
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[table:binar_stellenwert_dual:Stellenwerte der achtstelligen Dualzahl $\num{10001110}$]
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Wenn man die Stellenwerte kennt, ist das Übertragen von Dualzahlen in das Dezimalsystem einfach. Nehmen wir ein Beispiel aus Tabelle [ref:binar_stellenwert_dual]. Die Dualzahl $\num{10001110}$ soll in eine Dezimalzahl umgerechnet werden.
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1. Man schreibt über jede Ziffer der Dualzahl ihren Stellenwert.
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2. Man addiert alle Stellenwerte, unter denen eine $\num{1}$ steht: $128+8+4+2=142$
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[question:EA206]
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[question:EA207]
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[question:EA208]
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Auf dem Papier kann man Dualzahlen mit so vielen Bits schreiben, wie man gerade braucht. In der Digitaltechnik ist das anders. Die Hard- oder Software gibt eine bestimmte Stellenzahl vor, die man auch Breite nennt. Beispielsweise haben Mikrocontroller oder Computer häufig Breiten von $\num{8}$, $\num{16}$, $\num{32}$ oder $\qty{64}{\text{Bits}}$. In der Darstellung werden Dualzahlen oft vorne mit Nullen aufgefüllt, bis diese Breite erreicht ist. Am Wert der Zahl ändert das nichts.
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[question:EA205]
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Eine feste Breite begrenzt den Wertebereich. Mit einem Bit sind zwei Werte möglich ($\num{0}$ und $\num{1}$), mit zwei Bits schon vier ($\num{00}$, $\num{01}$, $\num{10}$ und $\num{11}$) und mit jedem weiteren Bit jeweils doppelt so viele. Mit $n$ Bits lassen sich $2^n$ verschiedene Zahlen darstellen.
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[question:EA204]
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[question:EA202]
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[question:EA203]
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@@ -0,0 +1,51 @@
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Vi människor är vana vid att använda de tio siffrorna från $\num{0}$ till $\num{9}$. Man talar om ett tiosystem eller decimalsystem.
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För datorer är det däremot enklare att arbeta med bara $\num{2}$ siffror: $\num{0}$ och $\num{1}$. Det motsvarar två tillstånd: till exempel avstängd och påslagen, ”transistor spärrad” och ”transistor ledande” eller också $\qty{0}{\volt}$ och $\qty{5}{\volt}$. Det ger ett binärt talsystem.
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Att räkna går likadant i alla talsystem (se tabell [ref:binaer_zahlensysteme]): man börjar på $\num{0}$ och räknar upp siffrorna. När siffrorna är slut börjar man om och skriver en $\num{1}$ framför varje tal. Därför kommer i decimalsystemet $\num{10}$ efter $\num{9}$. Siffran längst till höger har det värde den själv föreställer. Det kallas positionsvärdet $\num{1}$.
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I decimalsystemet är den andra siffran från höger tio gånger så mycket värd som den själv, har alltså positionsvärdet $\num{10}$. Varje position längre åt vänster är tio gånger så mycket värd som den till höger om den. Till exempel betyder decimaltalet $\num{5573}$ i tabell [ref:binaer_stellenwert_dezimal] egentligen $5 \cdot 1000 + 5 \cdot 100 + 7 \cdot 10 + 3 \cdot 1$.
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|c: |c: |c: |c: |
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|$\num{1000}$ | $\num{100}$ | $\num{10}$ | $\num{1}$ |
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| $\num{5}$ | $\num{5}$ | $\num{7}$ | $\num{3}$ |
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[table:binaer_stellenwert_dezimal:Positionsvärden för det fyrsiffriga decimaltalet $\num{5573}$]
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|r: Decimalt | r: Binärt |
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| $\num{0}$ | $\num{0}$ |
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| $\num{1}$ | $\num{1}$ |
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| $\num{2}$ | $\num{10}$ |
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| $\num{3}$ | $\num{11}$ |
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| $\num{4}$ | $\num{100}$ |
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| $\num{5}$ | $\num{101}$ |
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| $\num{6}$ | $\num{110}$ |
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| $\num{7}$ | $\num{111}$ |
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| $\num{8}$ | $\num{1000}$ |
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| $\num{9}$ | $\num{1001}$ |
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| $\num{10}$ | $\num{1010}$ |
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| $\num{11}$ | $\num{1011}$ |
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| $\num{12}$ | $\num{1100}$ |
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| $\num{13}$ | $\num{1101}$ |
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| $\num{14}$ | $\num{1110}$ |
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| $\num{15}$ | $\num{1111}$ |
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[table:binaer_zahlensysteme:Tal i decimal- och binärsystemet]
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I binärsystemet finns bara två siffror, nämligen $\num{0}$ och $\num{1}$. Som framgår av tabell [ref:binar_stellenwert_dual] har den första positionen från höger positionsvärdet $\num{1}$, den andra $\num{2}$, den tredje $\num{4}$, den fjärde $\num{8}$ och så vidare. Positionsvärdena fördubblas i stället för att tiodubblas, eftersom det bara finns två siffror och inte tio. En position i binärsystemet kallas också bit ($\unit{\bit}$).
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|c: |c: |c: |c: |c: |c: |c: |c: |
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| $\num{128}$ | $\num{64}$ | $\num{32}$ | $\num{16}$ | $\num{8}$ | $\num{4}$ | $\num{2}$ | $\num{1}$ |
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| $\num{1}$ | $\num{0}$ | $\num{0}$ | $\num{0}$ | $\num{1}$ | $\num{1}$ | $\num{1}$ | $\num{0}$ |
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[table:binar_stellenwert_dual:Positionsvärden för det åttasiffriga binära talet $\num{10001110}$]
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Om man kan positionsvärdena är det enkelt att omvandla binära tal till decimalsystemet. Låt oss ta ett exempel ur tabell [ref:binar_stellenwert_dual]. Det binära talet $\num{10001110}$ ska räknas om till ett decimaltal.
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1. Man skriver positionsvärdet ovanför varje siffra i det binära talet.
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2. Man adderar alla positionsvärden som har en $\num{1}$ under sig: $128+8+4+2=142$
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På papper kan man skriva binära tal med så många bitar som man råkar behöva. I digitalteknik är det annorlunda. Hård- eller mjukvaran anger ett bestämt antal positioner, som också kallas bredd. Till exempel har mikrokontrollrar eller datorer ofta bredderna $\num{8}$, $\num{16}$, $\num{32}$ eller $\qty{64}{\text{bitar}}$. Vid presentationen fylls binära tal ofta på framtill med nollor tills denna bredd nås. Det ändrar ingenting i talets värde.
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En fast bredd begränsar värdeområdet. Med en bit är två värden möjliga ($\num{0}$ och $\num{1}$), med två bitar redan fyra ($\num{00}$, $\num{01}$, $\num{10}$ och $\num{11}$) och med varje ytterligare bit dubbelt så många. Med $n$ bitar kan $2^n$ olika tal representeras.
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@@ -0,0 +1,47 @@
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På Instegscertifikat-nivån har vi redan lärt oss hur kondensatorer beter sig i serie- och parallellkoppling. I föregående kapitel behandlades dessutom seriekoppling av spolar. I det här kapitlet tittar vi på parallellkoppling av spolar och kondensatorer. Först repeterar vi dock de grundläggande sambanden för parallell- och seriekoppling av kapacitanser.
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I parallellsvängningskretsar kombineras spolar och kondensatorer. Även en verklig spole har en viss egenkapacitans. Den uppstår till exempel genom spolens lindningar och den elektriska fältkopplingen mellan varven.
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För en så noggrann beräkning som möjligt av resonansfrekvensen måste dessa ”osynliga” kapacitanser beaktas. I en sådan uppgift kan kondensatorernas kapacitanser och spolens egenkapacitans adderas direkt, eftersom de ligger parallellt med varandra.
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Det är särskilt viktigt att se upp med de olika enheterna. Före beräkningen bör därför alla värden räknas om till samma enhet, så att kapacitanserna kan adderas korrekt.
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Om tre kondensatorer är seriekopplade gäller, som vi lärt oss på Instegscertifikat-nivån, att inverserna av kapacitanserna adderas:
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$\frac{1}{C_{\mathrm{tot}}} = \frac{1}{C_{1}} + \frac{1}{C_{2}} + \frac{1}{C_{3}}$
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Också här måste kapacitanserna räknas om till samma enhet före beräkningen, så att inverserna kan adderas korrekt.
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I växelströmskretsar förekommer, förutom de välkända ohmska motstånden, även reaktanser, som vi redan träffat på vid kondensatorer och spolar. Det vanliga ohmska motståndet kallas verkningsresistans (resistans) $R$. Reaktanser betecknas $X$. Båda slagen av resistans påverkar strömmen i kretsen samtidigt.
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Eftersom resistans och reaktans verkar olika kan de inte bara adderas. I stället sätts de samman geometriskt. Man kan föreställa sig det som en rätvinklig triangel enligt figur [ref:a_dreieck]:
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- Resistansen $R$ utgör den vågräta sidan.
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- Reaktansen $X$ utgör den lodräta sidan.
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- Den resulterande totala resistansen kallas impedans $|Z|$.
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[picture:1067:a_dreieck:Rätvinklig triangel som åskådliggör beräkningen av impedansen $|Z|$ ur resistansen $R$ och reaktansen $X$]
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Impedansen kan beräknas med Pythagoras sats (jfr formelsamlingen):
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$ |Z| = \sqrt{R^2 + X^2} $
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Bokstaven $Z$ används för impedans. För beräkningarna i det här kapitlet räcker det dock att betrakta beloppet $|Z|$ som kretsens samlade växelströmsmotstånd.
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För den matematiskt intresserade: Impedansen $Z$ är en komplex storhet som har resistansen $R$ som realdel och reaktansen $X$ som imaginärdel:
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$Z = R + jX$
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Beloppet $|Z|$ motsvarar då längden av vektorn i det komplexa talplanet som uppstår av kombinationen av $R$ och $X$.
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Innan vi kan använda Pythagoras sats måste kondensatorns reaktans $X_C$ vid $\qty{1}{\mega\hertz}$ beräknas. Då använder vi formeln för en kondensators reaktans.
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Nästa räkneexempel gäller impedansen hos en seriekoppling av ett motstånd och en spole. Först beräknar vi $X_L$ och sedan använder vi åter Pythagoras sats. Också här måste tiopotenserna beaktas så att beräkningen blir korrekt.
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@@ -0,0 +1,45 @@
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Med hjälp av en blandare kan en bestämd frekvens (eller ett frekvensområde med definierad bandbredd) omsättas till en högre eller lägre frekvens. För detta multipliceras signalerna med varandra.
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En multiplikation av signaler i tidsdomänen leder till en addition (eller subtraktion) i frekvensdomänen. Sambandet kan åskådliggöras med följande trigonometriska identitet (något förenklad, faktorerna $2\pi\cdot t$ har utelämnats för överskådlighetens skull):
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$\sin(f_1)\cdot\sin(f_2) = \frac{1}{2}\left(\cos(f_1-f_2)-\cos(f_1+f_2)\right)$
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Multiplicerar man två sinussignaler med varandra – en med frekvensen $f_1$ och en med frekvensen $f_2$ – uppstår i frekvensdomänen två nya cosinussignaler (vilket inte är något annat än en fasförskjuten sinus). Dessa ligger vid frekvenserna $f_1 - f_2$ och $f_1 + f_2$. Man kan tänka sig att en frekvenskomponent förskjuts nedåt och en annan uppåt. Just den principen utnyttjar blandaren.
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Det uppstår alltid två frekvenskomponenter. I praktiken är oftast bara en av dem önskvärd, varför lämpliga filter sätts in efter blandaren för att välja ut den önskade blandningsprodukten. Strängt taget kan negativa frekvenser uppstå vid differensbildning, varför man i allmänhet betraktar beloppet $| f_1 \pm f_2 |$.
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En blandare använder olinjära komponenter, till exempel dioder, för att multiplicera signaler med varandra. Då uppstår så kallade blandningsprodukter, vars frekvenser matematiskt motsvarar summan och differensen av ingångssignalernas frekvenser.
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Tack vare den egenskapen används blandare medvetet för att omsätta signaler till andra, önskade frekvensområden – till exempel för uppblandning eller nedblandning i sändare och mottagare. I blockscheman symboliseras en blandare, som i figur [ref:e_mischer], av en cirkel med ett multiplikationstecken, som anger denna enhets multiplicerande verkan.
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[picture:903:e_mischer:Blandare]
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De frekvenser som alstras på en blandares utgång består huvudsakligen av de båda blandningsprodukterna av de tillförda signalerna $f_\text{e}$, ingångssignalen, och $f_\text{o}$, signalen från en oscillator. Då får man två önskade blandningsprodukter som summan och beloppet av differensen mellan de tillförda signalerna:
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$f_\text{z}=|f_\text{e}\pm f_\text{o}|$
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På grund av $\pm$ måste man dela upp i två fall: Vi får alltså $f_\text{z1} = f_\text{e}+f_\text{o}$ samt $f_\text{z2}=|f_\text{e}-f_\text{o}|$.
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Beloppstecknen $|x|$ betyder att bara talvärdet utan tecken betraktas. Om $x$ är negativt görs det positivt. Om $x$ redan är positivt förblir det oförändrat.
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Normalt används bara en av de önskade blandningsprodukterna för den fortsatta signalbehandlingen. Den andra blandningsprodukten (samt eventuella andra oönskade blandningsprodukter – se fördjupningen) måste därefter avlägsnas ur signalblandningen genom filtrering.
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En verklig blandare alstrar förutom de önskade blandningsprodukterna även blandningsprodukter av högre ordning, som t.ex. $2 * f_\text{in1} + f_\text{in2}$ osv. Även dessa oönskade blandningsprodukter måste avlägsnas med lämpliga filter. De båda ingångsfrekvenserna är dessutom i verkliga blandare inte helt undertryckta i utsignalen och måste beaktas i den fortsatta signalbehandlingen. Genom att använda en balanserad ringblandare (balanced mixer) kan de båda ingångssignalerna undertryckas mycket kraftigt i utsignalen, varför just denna blandartyp ofta används.
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Exempel: Med en ingångsfrekvens på $\qty{21}{\mega\hertz}$ och en oscillatorfrekvens på $\qty{31,7}{\mega\hertz}$ behöver vi bara addera och subtrahera oscillatorfrekvensen en gång vardera och beakta beloppet.
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$f_\text{z1} = f_\text{e}+f_\text{o} = \qty{21}{\mega\hertz} + \qty{31,7}{\mega\hertz} = \qty{52,7}{\mega\hertz}$
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$f_\text{z2}=|f_\text{e}-f_\text{o}| =|\qty{21}{\mega\hertz} - \qty{31,7}{\mega\hertz}| = |\qty{-10,7}{\mega\hertz}| = \qty{10,7}{\mega\hertz}$
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Eftersom olika frekvenser alstras i blandare genom blandningsprocessen måste *blandarsteg alltid vara mycket väl skärmade*, så att de inte kan utstråla till andra steg eller apparater och framför allt inte störa andra radiotjänster!
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[picture:804:mischer_linear_vs_nichtlinear:Linjärt motstånd och olinjär diod]
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Komponenter och delkretsar kan bete sig *linjärt* eller *olinjärt*. Hos en linjär komponent följer utstorheten instorheten enligt ett fast samband. Ett ideellt motstånd har till exempel en linjär karakteristik. Dioden har däremot en olinjär karakteristik (jfr [ref:mischer_linear_vs_nichtlinear]).
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För en blandningsprocess räcker inte ett rent linjärt beteende. Om flera signaler överförs genom en linjär krets kan de förstärkas, dämpas eller adderas till varandra, men de påverkar inte varandra. Därför uppstår inga nya frekvenskomponenter.
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För att blandning ska kunna ske måste insignalerna kopplas samman med varandra. Det kan till exempel ske genom den olinjära karakteristiken hos en diod eller en transistor. Ett annat vanligt sätt är att med hjälp av oscillatorsignalen snabbt slå insignalen på och av eller kasta om dess polaritet. Även en sådan omkopplingsprocess är olinjär och gör att de båda signalerna kopplas samman.
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Just den egenskapen utnyttjas medvetet i en blandare. Därför arbetar blandarsteg med olinjära komponenter eller med kretsar där transistorer eller dioder kopplas av oscillatorsignalen.
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I praktiken bildas dock också många oönskade blandningsprodukter av högre ordning, som måste undertryckas med tekniska åtgärder som filtrering.
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Målet med en blandare är att det vid dess utgång i idealfallet bara framträder de önskade blandningsprodukterna, medan oönskade blandningsprodukter och insignalerna undertrycks så mycket som möjligt.
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Bäst uppnås det med en s.k. balanserad blandare. Den är uppbyggd med 4 dioder eller transistorer i ringkoppling [ref:mischer_ringmischer]. Tack vare den symmetriska uppbyggnaden undertrycks insignalerna maximalt vid utgången. Andra blandartyper, t.ex. dubbeldiodblandare, dubbeltransistorblandare och additiva diodblandare, släpper på grund av sin osymmetriska uppbyggnad alltid också igenom en av insignalerna till utgången.
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Så fungerar en ringblandare:
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Den lokala oscillatorn ($U_2$ i schemat) gör alltid två motstående dioder ledande under en halvperiod, medan de två andra dioderna är spärrade. Under nästa halvperiod hos den lokala oscillatorn är det precis tvärtom. För det måste den lokala oscillatorns amplitud ($U_2$) vara tillräckligt hög för att dioderna ska kunna styras tillräckligt under de positiva och negativa halvperioderna.
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Därigenom fungerar diodringen som polvändare för signalen vid ingången ($U_1$).
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För att få ett bra blandningsresultat med avseende på oönskade blandningsprodukter och undertryckning av insignalen måste dess amplitud vara betydligt mindre än amplituden hos den lokala oscillatorn.
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Optimala värden uppnås med s.k. high-level-ringblandare, vars LO-ingångsnivå kan ligga upp till $\qty{10}{\milli\watt}$.
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[include:applet_ringmodulator]
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[picture:805:mischer_ringmischer:Balanserad blandare, ringblandare eller ringmodulator]
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<tip>
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Det är viktigt att kunna skilja ringblandaren från kopplingen för en diodlikriktare, som ser mycket lik ut: i ringblandaren är dioderna kopplade efter varandra i en ring (katoden på varje diod ansluten till anoden på nästa diod). I likriktaren är däremot alltid 2 katoder och 2 anoder förbundna.
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</tip>
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Den balanserade blandaren, som också kallas ringblandare eller ringmodulator, är bäst lämpad för att undertrycka oönskade utsignaler.
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Antennenanlagen erhöhen in der Regel nicht die Wahrscheinlichkeit, dass ein Blitz einschlägt, aber wenn er einschlägt wird vermutlich eine vorhandene exponierte Antenne das Ziel sein. Deshalb müssen Antennenanlagen auf oder an Gebäuden geerdet bzw. in ein vorhandenes Blitzschutzsystem integriert werden.
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Häufig geht ein Blitz nur in der Nähe unserer Station nieder. Das ist weniger schlimm als ein direkter Einschlag, aber auch das reicht, um große Schäden anzurichten (vgl. Abbildung [ref:e_ueberspannung_blitz]). Deshalb ist Blitzschutz ein wichtiges Thema für uns Funkamateure.
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[photo:191:e_ueberspannung_blitz:Durch Überspannung völlig zerstörter Kondensator in einem Netzteil. Ursache war ein Blitzeinschlag in der Nähe der Station. Hier kam die Überspannung über das Stromnetz.]
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Wie können wir unsere Geräte vor Überspannungen durch Blitze schützen? Es gibt Blitzschutz-Zwischenstecker für Koaxkabel, die mittels einer Gasentladungsröhre Überspannungen ableiten oder man kann die Antennenzuleitung nach dem Funkbetrieb direkt erden. In beiden Fällen braucht man eine Erdungsleitung (massiver Draht, keine Litze) deren Querschnitt den VDE-Vorgaben entspricht (Kupfer $\qty{16}{\milli\meter\squared}$, Alu $\qty{25}{\milli\meter\squared}$, Stahl $\qty{50}{\milli\meter\squared}$). Jede vorhandene Gebäudeerdung kann genutzt werden.
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<danger>
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Hier wiederholen wir noch einmal die Warnung aus dem Kurs für die Klasse N: Arbeiten an einem Blitzschutzsystem sollten ausschließlich durch Blitzschutzfachkräfte vorgenommen werden, die über eine entsprechende Ausbildung verfügen! Ebenfalls sollte der Anschluss von Potentialausgleich und Erdung nur vorgenommen werden, wenn man genau weiß, was man tut. Im Zweifel sollte man sich von einem erfahreneren Funkamateur oder einer Elektrofachkraft helfen lassen.
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[question:EK209]
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[question:EK210]
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Eine Blitzschutzanlage soll das Gebäude bei Blitzeinschlägen schützen. Damit der Schutz erhalten bleibt, muss man wissen was man tut. Änderungen müssen deshalb Fachleute vornehmen. Soll eine Verbindung mit einer vorhanden Blitzschutzanlage hergestellt werden, muss dies in dem *Blitzschutzkonzept* vorgesehen sein, das von einer *Blitzschutz-Fachkraft* erstellt wurde.
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[question:EK211]
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Der VDE hat einen [Leitfaden zum Schutz von Funkanlagen auf Gebäuden bei Blitzschlag](https://50ohm.de/vde-blitz) veröffentlicht
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Zur Vermeidung von Gefährdungen durch elektrischen Schlag sollten die Metallgehäuse aller Geräte einer Amateurfunkstelle, z. B. Transceiver, Netzteil und Anpassgerät, jeweils über kurze Leitungen zusammengeführt und mit der Haupterdungsschiene des Gebäudes verbunden sein. Bei vielen Geräten findet man dafür auf der Rückseite einen spezieller Schraubanschluss. Diese Maßnahme dient dem *Potentialausgleich* und der *Erdung* und sollte ebenfalls nach den anerkannten Regeln der Technik durchgeführt werden.
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Unter *Potentialausgleich* versteht man, dass keine gefährliche Berührungsspannung zwischen den einzelnen Geräten entstehen kann. Unter *Erdung* versteht man, dass z. B. aufgrund eines Defekts auftretende unerwünschte elektrische Ströme vom Gehäuse in die Erde abgeleitet werden können.
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[photo:81:n_Schraubanschluss_GND:Schraubanschluss Ground (GND) am TRX]
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Wie der Potentialausgleich und die Erdung von Funkanlagen fachgerecht durchgeführt werden kann, beschreibt die Norm VDE 0855-300, die auch für Amateurfunk-Sendeanlagen anwendbar ist. Möchte man eine Antenne auf einem Gebäude anbringen, das über ein Blitzschutzsystem verfügt, dann kann man in der Norm VDE 0185-305 nachlesen, wie dies dem Stand der Technik entsprechend durchgeführt werden kann.
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<tip>
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Die *Beschaffung von VDE-Normen* ist recht teuer. Es kann sich daher anbieten, auf andere Quellen zurückzugreifen, in denen die Regelungen der Normen erläutert werden.
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<danger>
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Arbeiten an einem Blitzschutzsystem sollten ausschließlich durch Blitzschutzfachkräfte vorgenommen werden, die über eine entsprechende Ausbildung verfügen! Ebenfalls sollte der Anschluss von Potentialausgleich und Erdung nur vorgenommen werden, wenn man genau weiß, was man tut. Im Zweifel sollte man sich von einem erfahreneren Funkamateur oder einer Elektrofachkraft helfen lassen.
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</danger>
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[question:VE604]
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Wir haben ja bereits verschiedene Ausbreitungsmöglichkeiten kennen gelernt:
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- direkte Welle: geradlinige Ausbreitung vom Sender zum Empfänger (z.B. bei Sichtverbindung)
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- Raumwelle: Ausbreitung über Brechung an Gebieten mit freien Elektronen in der Ionosphäre
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- Bodenwelle: Ausbreitung entlang der Erdoberfläche
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Die Bodenwelle wechselwirkt mit dem Erdboden und ist dadurch in der Lage, parallel zur Erdoberfläche zu verlaufen, das heißt der Krümmung der Erde zu folgen. Das klappt umso besser, je niedriger die Frequenz und je leitfähiger der Boden ist; außerdem muss die Welle vertikal polarisiert sein. Das heißt, die Bodenwelle folgt der Erdkrümmung und geht über den geografischen Horizont hinaus. Sie wird in höheren Frequenzbereichen stärker gedämpft als in niedrigeren Frequenzbereichen.
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[question:EH212]
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Daher ist diese Ausbreitungsform vor allem auf Lang und Mittelwelle relevant, wo die Reichweite der Bodenwelle mehrere Hundert Kilometer beträgt - jeden Sender, denn man dort tagsüber hört, empfängt man über die Bodenwelle. Zu höheren Frequenzen hin reicht sie zwar immer noch über den geografischen Horizont hinaus, aber ihre Reichweite nimmt rasch ab, weswegen sie auf Kurzwelle nur auf den unteren Bändern, z.B. auf $\qty{160}{\meter}$, noch eine gewisse Bedeutung hat.
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[picture:866:e_reichweite_bodenwelle:Reichweite der Bodenwelle je nach Band]
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[question:EH211]
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@@ -0,0 +1,44 @@
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Hör anropssignalerna SM4MAX och SM4NAX uttalade, så är det svårt att akustiskt skilja bokstäverna M och N åt. Särskilt vid svag eller brusig mottagning kan det snabbt uppstå missförstånd. Därför används i amatörradio ett bokstaveringsalfabet [index:Bokstaveringsalfabet], där varje bokstav har ett engelskt ord knutet till sig. I stället för bokstäverna säger man motsvarande ord. SM4MAX blir *Sierra Mike Fyra Mike Alfa X-ray* och SM4NAX blir *Sierra Mike Fyra November Alfa X-ray*. Nu går de två anropssignalerna lätt att skilja åt.
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Det finns olika bokstaveringsalfabet, till exempel det tyska, det svenska (”Adam, Bertil, Cesar …”) eller det internationella, som använder olika ord. I amatörradio används vid angivande av anropssignaler det internationella bokstaveringsalfabetet.
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% TODO VERIFY: exakt svensk regel/föreskrift som kräver det internationella bokstaveringsalfabetet för anropssignaler (tyska originalet hänvisade till Bundesnetzagenturs Verfügung 13/2005)
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Den internationella teleunionen (International Telecommunication Union, ITU) införde första gången 1927 ett internationellt bokstaveringsalfabet [index:Bokstaveringsalfabet:Internationellt] och har anpassat det flera gånger sedan dess. Det alfabet som gäller idag finns i appendix 14 till Radio Regulations (RR), som ges ut av ITU. Det återges i tabell [ref:n_buchstabiertafel]. Det används inte bara i amatörradio utan bland annat också inom flyget och av NATO.
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| c: Bokstav | l: Ord | X: Uttal |
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| A | Alfa | AL-FA |
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| B | Bravo | BRA-VO |
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| C | Charlie | TJAR-LI |
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| D | Delta | DELL-TA |
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| E | Echo | ECK-KO |
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| F | Foxtrot | FOKS-TROT |
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| G | Golf | GOLF |
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| H | Hotel | HO-TELL |
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| I | India | IN-DI-A |
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| J | Juliett | DJU-LI-ETT |
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| K | Kilo | KI-LO |
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| L | Lima | LI-MA |
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| M | Mike | MAJK |
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| N | November | NO-VEM-BER |
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| O | Oscar | OSS-KA |
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| P | Papa | PA-PA |
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| Q | Quebec | KE-BECK |
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| R | Romeo | RO-MI-O |
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| S | Sierra | SI-ERR-A |
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| T | Tango | TANG-GO |
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| U | Uniform | JU-NI-FORM |
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| V | Victor | VIK-TA |
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| W | Whiskey | VISS-KI |
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| X | X-ray | EKS-REJ |
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| Y | Yankee | JANG-KI |
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| Z | Zulu | SU-LU
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[table:n_buchstabiertafel:Bokstaveringsalfabetet från ITU]
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Bokstaveringsalfabetet innehåller dock inga siffror [index:Bokstaveringsalfabet:Siffror]. I inhemsk radiotrafik säger man vanligen siffrorna på svenska, till exempel Sierra Mike *Fyra* Mike Alfa X-ray. I internationell radiotrafik används engelska, till exempel Sierra Mike *Four* Mike Alfa X-ray.
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Bokstaveringsalfabetet kan naturligtvis också användas för att bokstavera andra ord, till exempel ett namn eller en ortsangivelse. Det internationella bokstaveringsalfabetet innehåller dock inga svenska bokstäver [index:Bokstaveringsalfabet:Å, Ä och Ö]. Därför bokstaveras Å som ”Alfa Alfa”, Ä som ”Alfa Echo” och Ö som ”Oscar Echo”.
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I praktiken varieras anropssignalen ibland med andra ord, till exempel Nancy, Sugar, Ocean och Queen. Det är tillåtet så länge det sker *utöver* att anropssignalen anges med det internationella bokstaveringsalfabetet, för att öka förståeligheten.
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Det internationella bokstaveringsalfabetet bör man lära sig utantill. I början kan det vara lite svårt, men ju mer man använder det, desto flytande blir det.
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Brokopplingen är en anordning av fyra motstånd som bland annat används för noggrann resistansmätning. Ett känt praktiskt exempel är Wheatstonebryggan. Kopplingen består av två parallellkopplade spänningsdelare. Mellan de båda spänningsdelarnas mittpunkter finns den så kallade brogrenen, där brospänningen $U_\mathrm{AB}$ kan mätas.
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[picture:343:a_Brückenschaltung:Typisk brokoppling med 4 motstånd]
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Särskilt intressant är fallet med balanserad bro. Det uppstår när delningsförhållandena på båda sidor är lika stora. Då har de båda mittpunkterna samma elektriska potential och ingen ström flyter genom brogrenen eller det anslutna mätinstrumentet.
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De enskilda motstånden behöver inte ha samma värde. Det avgörande är bara att förhållandet mellan motstånden är detsamma på båda sidor.
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För det balanserade tillståndet gäller därför:
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$ U_\mathrm{AB} = \qty{0}{\volt} $
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och därmed:
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$ \frac{R_1}{R_2} = \frac{R_3}{R_4} $
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Wheatstonebryggan lämpar sig därför mycket väl för att bestämma okända resistanser eller små resistansändringar. Hur det fungerar i detalj beskrivs i fördjupningen bredvid.
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Specialfallet att delningsförhållandena i brokopplingen är lika stora till vänster och höger används för att mäta okända resistanser. Charles Wheatstone (brittisk fysiker) insåg redan 1833 brokopplingens betydelse för mätning av okända resistanser.
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Vid mätningen ändrar man ett inställbart precisionsmotstånd tills det känsliga mätverket i brogrenen inte längre visar någon ström. Då är bron balanserad, och värdet på det okända motståndet kan avläsas med hjälp av skalan och mätområdesmultiplikatorn.
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Ett exempel syns i figur [ref:a_pontavi]. Här finns en multiplikator som kan ställas in på 0,1/1/10/100. För finjusteringen finns den stora ratten.
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[photo:286:a_pontavi:Resistansmätbrygga enligt Wheatstone (Pontavi)]
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Figur [ref:a_pontavi_schaltung] visar det förenklade kopplingsschemat för mätinstrumentet. Vid $X$ ansluts det okända motståndet. Först ställer man med multiplikatorn in den uppskattade storleksordningen för det okända motståndet. Sedan ändras precisionsmotståndet med den stora ratten tills bron är balanserad. Mätverket visar då att ingen ström längre flyter genom brogrenen.
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[picture:1076:a_pontavi_schaltung:Kopplingsschema resistansmätbrygga (Pontavi)]
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I följande uppgift är alla motstånd lika stora, och därför måste också delningsförhållandena vara lika. Det motsvarar det beskrivna specialfallet.
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I nästa uppgift gäller inte specialfallet, eftersom delningsförhållandena är olika. Det finns visserligen liknande motstånd, men de är omkastade uppifrån och ned. Uppgiften kan lösas med kunskapen om den obelastade spänningsdelaren.
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På vänster sida har vi förhållandet $\qty{1}{\kilo\ohm}$ till $\qty{10}{\kilo\ohm} = 1/10$.
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Under förutsättning att mätverket är mycket högohmigt eller bortkopplat mäter vi vid en matningsspänning på $\qty{11}{\volt}$ på vänster sida exakt $\qty{1}{\volt}$ över det övre motståndet ($R_1$) och $\qty{10}{\volt}$ över det undre motståndet ($R_2$). Potentialen i mätpunkt A är alltså $\qty{10}{\volt}$ mätt mot jord.
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På höger sida har vi förhållandet $\qty{10}{\kilo\ohm}$ till $\qty{1}{\kilo\ohm} = 10/1$ och mäter därför $\qty{10}{\volt}$ över det övre motståndet ($R_3$) och $\qty{1}{\volt}$ över det undre motståndet ($R_4$). Potentialen i mätpunkt B är alltså $\qty{1}{\volt}$ mätt mot jord.
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Potentialskillnaden mellan A och B är därmed $\qty{9}{\volt}$, där mätpunkt A är $\qty{9}{\volt}$ mer positiv än mätpunkt B.
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Tack vare det ringa arbetet är brolikriktaren en ofta använd likriktarkoppling. Man behöver en transformator och 4 dioder.
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I figur [ref:a_brueckenlgeichrichter] visas en sådan brolikriktare.
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[picture:965:a_brueckenlgeichrichter:Brolikriktare]
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I appleten bredvid visas en sådan brolikriktare. Vid den visade polariteten hos transformatorspänningen $U_a$ resp. $U_s$ kan man följa lastströmmens förlopp och se att den alltid flyter i samma riktning genom lastmotståndet $R$.
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[include:applet_gleichrichter_2]
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[picture:67:a_brueckenlgeichrichter_2:Diodernas placering i brolikriktaren]
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I brolikriktaren pekar diodernas katoder mot pluspolen och anoderna mot minuspolen. Man kan alltså komma ihåg: diodernas ”streck” möts vid plusutgången. Denna koppling får inte förväxlas med en diodringblandare, som vi lär känna längre fram.
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</tip>
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Om man efter brolikriktaren bygger in en laddningskondensator $C_L$ och ett LC-filter (jfr figur [ref:a_netzteil_Ucs]) får man en mindre amplitud i den pulserande utlikspänningen. Därmed har vi ett konventionellt nätaggregat.
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[picture:66:a_netzteil_Ucs:Likriktarkoppling med filtrering]
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Också hos brolikriktaren laddas kondensatorn upp till topspänningen $\hat{U}$ hos transformatorns sekundärspänning $U_{\mathrm{sek}}$.
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$\hat{U}=U_{\mathrm{eff}}\cdot\sqrt{2}$
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Dessutom måste vi beakta om transformatorn har ett omsättningsförhållande $ü$. Med den kunskapen kan vi räkna ut utspänningen.
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[photo:296: Brolikriktare, utföranden: Utföranden av brolikriktare]
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Anslutningarnas märkning ska beaktas.
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1. Högströms-brolikriktare 26 MB 20 A ($\qty{200}{\volt}$, $\qty{25}{\ampere}$) i metallhölje för direkt montering på en kylfläns
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2. B80 C 5000/3300 betyder: högst $\qty{80}{\volt}$ driftspänning, C kapacitiv last max. $\qty{2500}{\micro\farad}$ med skyddsmotstånd $R = \qty{1}{\ohm}$, maximal kontinuerlig lastström: $\qty{5000}{\milli\ampere}$ med kylfläns, $\qty{3300}{\milli\ampere}$ utan kylfläns
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3. BY 225 brolikriktare - särskilt hölje
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4. rund form på en brolikriktare B 80 C 1000
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5. B40 C 1500 - den ändrade anslutningsföljden ska beaktas
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6. FPU 4M ($\qty{1000}{\volt}$, $\qty{4}{\ampere}$)
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7. anslutningsföljd präglad i plasten
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@@ -1,53 +0,0 @@
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Durch den geringen Aufwand ist der Brückengleichrichter eine häufig verwendete Gleichrichterschaltung. Dazu benötigt man einen Trafo und 4 Dioden.
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In der Abbildung [ref:a_brueckenlgeichrichter] ist ein solcher Brückengleichrichter dargestellt.
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[picture:965:a_brueckenlgeichrichter:Brückengleichrichter]
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In dem nebenstehenden Applet ist ein solcher Brückengleichrichter dargestellt. Man kann bei dargestellter Polarität der Trafospannung $U_a$ bzw. $U_s$ den Laststrom in seinem Stromverlauf verfolgen und erkennen, dass der dieser stets in gleicher Richtung durch den Lastwiderstand $R$ fließt.
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[include:applet_gleichrichter_2]
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[picture:67:a_brueckenlgeichrichter_2:Anordnung der Dioden im Brückengleichrichter]
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Beim Brückengleichrichter zeigen die Dioden mit ihren Kathoden zum Pluspol hin und die Anoden zum Minuspol. Man kann sich also merken: Die "Striche" der Dioden treffen sich am Plusausgang. Diese Anordnung darf nicht mit einem Diodenringmischer verwechselt werden, welchen wir noch später kennenlernen werden.
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</tip>
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[question:AD305]
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Wenn man nach dem Brückengleichrichter einen Ladekondensator $C_L$ und ein LC-Siebglied (vgl. Abbildung [ref:a_netzteil_Ucs] verbaut, erreicht man damit eine kleinere Amplitude in der pulsierenden Ausgangsgleichspannung. Somit haben wir ein konventionelles Netzteil.
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[picture:66:a_netzteil_Ucs:Gleichrichterschaltung mit Siebung]
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Auch beim Brückengleichrichter lädt sich der Kondensator auf die Spitzenspannung $\hat{U}$ der Sekundärspannung $U_{\mathrm{sek}}$ des Trafos auf.
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$\hat{U}=U_{\mathrm{eff}}\cdot\sqrt{2}$
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Weiterhin müssen wir beachten, ob der Trafo ein Übersetzungsverhältnis $ü$ aufweist. Mit diesem Wissen können wir die folgende Aufgabe lösen.
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[question:AD306]
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[photo:296: Brückengleichrichter Bauformen: Bauformen von Brückengleichrichtern]
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Die Beschriftung der Anschlüsse ist zu beachten.
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1. Hochstrom-Brückengleichrichter 26 MB 20 A ($\qty{200}{\volt}$, $\qty{25}{\ampere}$) im Metallgehäuse zur direkten Montage auf einem Kühlkörper
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2. B80 C 5000/3300 bedeutet: maximal $\qty{80}{\volt}$ Betriebsspannung, C kapazitive Last max. $\qty{2500}{\micro\farad}$ mit Schutzwiderstand $R = \qty{1}{\ohm}$, maximaler Dauerlaststrom: $\qty{5000}{\milli\ampere}$ mit Kühlkörper, $\qty{3300}{\milli\ampere}$ ohne Kühlkörper
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3. BY 225 Brückengleichrichter - besonderes Gehäuse
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4. runde Bauform eines Brückengleichrichters B 80 C 1000
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5. B40 C 1500 - die veränderte Anschlussfolge ist zu beachten
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6. FPU 4M ($\qty{1000}{\volt}$, $\qty{4}{\ampere}$)
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7. im Kunststoff eingeprägte Anschlussfolge
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Die Brückenschaltung ist eine Anordnung aus vier Widerständen, die unter anderem zur präzisen Widerstandsmessung eingesetzt wird. Ein bekanntes praktisches Beispiel ist die Wheatstone-Messbrücke. Die Schaltung besteht aus zwei parallel geschalteten Spannungsteilern. Zwischen den Mittelpunkten der beiden Spannungsteiler befindet sich der sogenannte Brückenzweig, an dem die Brückenspannung $U_\mathrm{AB}$ gemessen werden kann.
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[picture:343:a_Brückenschaltung:Typische Brückenschaltung mit 4 Widerständen]
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Besonders interessant ist der Fall der abgeglichenen Brücke. Dieser liegt vor, wenn die Spannungsteilerverhältnisse auf beiden Seiten gleich groß sind. Dann besitzen die beiden Mittelpunkte dasselbe elektrische Potential und es fließt kein Strom durch den Brückenzweig beziehungsweise das angeschlossene Messinstrument.
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Dabei müssen die einzelnen Widerstände nicht denselben Wert besitzen. Entscheidend ist lediglich, dass das Verhältnis der Widerstände auf beiden Seiten übereinstimmt.
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Für den abgeglichenen Zustand gilt daher:
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$ U_\mathrm{AB} = \qty{0}{\volt} $
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und damit:
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$ \frac{R_1}{R_2} = \frac{R_3}{R_4} $
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Die Wheatstone-Brücke eignet sich deshalb besonders gut zur Bestimmung unbekannter Widerstände oder kleiner Widerstandsänderungen. Wie genau das funktioniert, wird in der nebenstehenden Vertiefung beschrieben.
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Der Sonderfall, dass die Spannungsteilerverhältnisse in der Brückenschaltung links und rechts gleich groß sind, wird zur Messung unbekannter Widerstände angewendet. Charles Wheatstone (britischer Physiker) erkannte bereits 1833 die Bedeutung der Brückenschaltung für die Messung unbekannter Widerstände.
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Bei der Messung wird ein einstellbarer Präzisionswiderstand so lange verändert, bis das empfindliche Messwerk im Brückenzweig keinen Stromfluss mehr anzeigt. Dann ist die Brücke abgeglichen, und man kann den Wert des unbekannten Widerstandes mithilfe der Skala und des Messbereichsmultiplikators ermitteln.
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Ein Beispiel sieht man in der Abbildung [ref:a_pontavi]. Hier gibt es einen Multiplikator der Werte von 0,1/1/10/100 annehmen kann. Für die Feineinstellung gibt es den Großen Drehknopf.
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[photo:286:a_pontavi:Widerstandsmessbrücke nach Wheatstone (Pontavi)]
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Die Abbildung [ref:a_pontavi_schaltung] zeigt den verinfachten Schaltplan dieses Messgeräts. An der Stelle $X$ wird der unbekannte Widerstand angeschlossen. Zunächst stellt man mit dem Multiplikator die geschätzte Größenordnung des unbekannten Widerstandes ein. Dann wird mit dem Großen Drehknopf der Präzisionswiderstand so lange verändert, bis die Brücke abgeglichen ist. Das Messwerk zeigt dann an, dass kein Strom mehr durch den Brückenzweig fließt.
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[picture:1076:a_pontavi_schaltung:Schaltplan Widerstandsmessbrücke (Pontavi)]
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[question:AD111]
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Da bei der folgenden Aufgabe alle Widerstände gleich groß sind, müssen auch die Spannungsteilerverhältnisse gleich sein. Dies entspricht dem beschriebenen Sonderfall.
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[question:AD112]
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In der folgenden Frage trifft der Sonderfall nicht zu, da die Spannungsteilerverhältnisse ungleich sind. Es sind zwar ähnliche Widerstände vorhanden, jedoch von oben nach unten betrachtet vertauscht. Die Aufgabe kann mit dem Wissen zum unbelasteten Spannungsteiler gelöst werden.
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[question:AD113]
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Auf der linken Seite finden wir das Verhältnis $\qty{1}{\kilo\ohm}$ zu $\qty{10}{\kilo\ohm} = 1/10$.
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Unter der Voraussetzung, dass das Messwerk sehr hochohmig oder abgeklemmt ist, messen wir bei einer Betriebsspannung von $\qty{11}{\volt}$ auf der linken Seite am oberen Widerstand ($R_1$) genau $\qty{1}{\volt}$ und am unteren Widerstand ($R_2$) $\qty{10}{\volt}$. Das Potenzial am Messpunkt A beträgt somit $\qty{10}{\volt}$ gegen Masse gemessen.
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Auf der rechten Seite finden wir das Verhältnis $\qty{10}{\kilo\ohm}$ zu $\qty{1}{\kilo\ohm} = 10/1$ und messen deshalb $\qty{10}{\volt}$ am oberen Widerstand ($R_3$) und $\qty{1}{\volt}$ am unteren Widerstand ($R_4$). Das Potenzial am Messpunkt B beträgt somit $\qty{1}{\volt}$ gegen Masse gemessen.
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Der Potenzialunterschied zwischen A und B beträgt damit $\qty{9}{\volt}$, wobei der Messpunkt A um $\qty{9}{\volt}$ positiver als der Messpunkt B ist.
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Bruset som hörs i en mottagare beror i grunden på dess bandbredd och är proportionellt mot mottagarens bandbredd. Fördubblar man alltså bandbredden fördubblas också brusets effekt.
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För att beräkna nivåändringen hos brusets effekt ($p_\text{r}$) vid två givna bandbredder använder vi följande formel:
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$\Delta P_\text{R} = 10 \cdot \log_{10}\left(\frac{B_1}{B_2}\right)\unit{\dB}$
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Här står $B_1$ och $B_2$ för de två mottagarbandbredder som jämförs, satta i förhållande till varandra.
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Hört man sich die Rufzeichen DM4EAX und DN4EAX gesprochen an, so ist es schwer, die Buchstaben M und N akustisch voneinander zu unterscheiden. Gerade bei einem leisen oder verrauschten Empfang kann es hier schnell zu Missverständnissen kommen. Aus diesem Grund wird im Amateurfunk eine Buchstabiertafel [index:Buchstabiertafel] eingesetzt, bei der jedem Buchstaben genau ein englischsprachiges Wort zugeordnet ist. Anstelle der Buchstaben spricht man jeweils das entsprechende Wort. Aus DM4EAX wird *Delta Mike Vier Echo Alfa X-Ray* und aus DN4EAX wird *Delta November Vier Echo Alfa X-Ray*. Jetzt sind die beiden Rufzeichen gut unterscheidbar.
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Es gibt verschiedene Buchstabiertafeln, z. B. die deutsche, die österreichische oder die schweizerische Buchstabiertafel, die unterschiedliche Wörter benutzen. Funkamateure müssen in Deutschland gemäß der Verfügung 13/2005 der Bundesnetzagentur für die Nennung des Rufzeichens die internationale Buchstabiertafel verwenden. Die Internationale Fernmeldeunion (International Telecommunication Union, kurz ITU) führte erstmals 1927 eine internationale Buchstabiertafel [index:Buchstabiertafel:Internationale] ein und passte sie im Laufe der Zeit mehrfach an. Die heute gültige internationale Buchstabiertafel ist im Anhang 14 der Radio Regulations (RR) festgelegt, die von der ITU herausgegeben werden. Sie ist in der Tabelle [ref:n_buchstabiertafel] wiedergegeben. Diese wird nicht nur im Amateurfunk, sondern unter anderem auch in der Luftfahrt und von der NATO verwendet.
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| c: Buchstabe | l: Wort | X: Aussprache |
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| A | Alfa | AL-FA |
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| B | Bravo | BRA-WO |
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| C | Charlie | TSCHA-LI |
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| D | Delta | DELL-TA |
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| E | Echo | ECK-KO |
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| F | Foxtrot | FOX-TROTT |
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| G | Golf | GOLF |
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| H | Hotel | HO-TELL |
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| I | India | IN-DI-AH |
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| J | Juliett | DJU-LI-ETT |
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| K | Kilo | KI-LO |
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| L | Lima | LI-MA |
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| M | Mike | MAIK |
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| N | November | NO-WEM-BER |
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| O | Oscar | OSS-KAR |
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| P | Papa | PA-PA |
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| Q | Quebec | KWE-BECK |
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| R | Romeo | RO-MI-O |
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| S | Sierra | SIER-RA |
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| T | Tango | TÄNG-GO |
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| U | Uniform | JU-NI-FORM |
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| V | Victor | WICK-TOR |
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| W | Whiskey | WISS-KI |
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| X | X-ray | ÄX-RÄI |
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| Y | Yankee | JENG-KI |
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| Z | Zulu | SUH-LUH |
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[table:n_buchstabiertafel:Die ITU-Buchstabiertafel]
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[question:VD206]
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Die Buchstabiertafel enthält jedoch keine Ziffern [index:Buchstabiertafel:Ziffern]. Im nationalen Funkverkehr spricht man Ziffern auf Deutsch aus, z. B. Delta Mike *Vier* Echo Alpha X-ray. Im internationalen Funkverkehr wird die englische Sprache verwendet, z. B. Delta Mike *Four* Echo Alfa X-ray.
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Die Buchstabiertafel kann natürlich auch verwendet werden, um andere Wörter zu buchstabieren, z. B. einen Namen oder eine Ortsangabe. Die internationale Buchstabiertafel enthält jedoch keine deutschen Umlaute[index:Buchstabiertafel:Umlaute]. Daher wird das Ä als "Alfa Echo", das Ö als "Oscar Echo", das Ü als "Uniform Echo" und das ß als "Sierra Sierra" buchstabiert.
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In der Praxis wird bei der Rufzeichennennung auch mit anderen Möglichkeiten variiert, z. B. Nancy, Sugar, Ocean und Queen. Das ist zulässig, solange es *zusätzlich* zur Rufzeichennennung nach der internationalen Buchstabiertafel erfolgt, um die Verständlichkeit zu erhöhen.
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Die internationale Buchstabiertafel muss man auswendig lernen. Am Anfang kann das etwas schwerfallen, je mehr man die Buchstabiertafel anwendet, umso flüssiger wird es.
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%TODO stroke erklären
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[question:BA103]
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[question:BA104]
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[question:BA110]
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[question:BA109]
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[question:BA101]
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[question:BA105]
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[question:BA106]
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[question:BA102]
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[question:BA107]
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[question:BA108]
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När du har gått den här kursen och klarat provet får du ett *certifikat* och får kalla dig radioamatör. Får du då driva en amatörradiostation? I Sverige behöver du också en personlig *anropssignal*, som du ansöker om och får tilldelad efter godkänt prov.
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% TODO VERIFY: exakt process för tilldelning av anropssignal i Sverige (SSA/PTS), vem som beslutar och eventuella avgifter
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[photo:91:n_zulassung_urkunde:Beviset på tillstånd att delta i amatörradiotjänsten]
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Om du har läst amatörradiotidningar har du kanske sett notiser som ”Simon (14) och Sophie (11) klarade provet den 8 februari”. I Tyskland finns nämligen ingen lägsta ålder för radioamatörer. Hur det ser ut i Sverige återstår att verifiera.
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% TODO VERIFY: finns det en lägsta ålder för att avlägga amatörradioprov och få anropssignal i Sverige? Det tyska AFuG § 4-citatet har tagits bort
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Die grundsätzliche Idee hinter der Morsetelegrafie, einzelne Zeichen eines Textes zu übermitteln, wird als Telegrafie bezeichnet und wurde stetig weiterentwickelt. Ein Meilenstein war es, Fernschreiber mittels Modem an Funkgeräte anzuschließen. Somit war der Funkfernschreiber erfunden, um automatisiert Texte per Funk zu senden und zu empfangen. Die Abkürzung RTTY des englischen Begriffes radio teletype findet sich immer noch als Bezeichnung wieder. Heute hat die Aufgabe des Funkfernschreibers in der Regel der Computer übernommen. Damit kann man neben dem klassischen RTTY-Verfahren viele andere digitale Übertragungsverfahren benutzen, die auch als Digimodes bezeichnet werden.
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Ein *Fernschreiber* ist ein Gerät, um Nachrichten in Textform mittels elektrischer Signale zu übermitteln.
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[photo:92:n_computersteuerung_funkfernschreiber:Funkfernschreiber]
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Zunächst muss dafür ein geeigneter Computer mit dem Funkgerät verbunden werden. Die Verbindung kann im einfachsten Fall direkt über den Audioanschluss oder die USB-Schnittstelle erfolgen. Man benötigt grundsätzlich eine Audio-Verbindung sowie gegebenenfalls Steuersignale. In Abbildung [ref:n_computersteuerung_verbindungen] sind einige Varianten dargestellt. Ein häufig an Transceivern vorhandener Anschluss für Steuersignale ist die sogenannte CAT-Schnittstelle. CAT steht für Computer Aided Tuning oder Computer Aided Transceiver. Über diese Schnittstelle kannst du den Transceiver steuern und Werte abfragen, beispielsweise Frequenz, Sendeleistung und PTT-Zustand.
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[picture:630:n_computersteuerung_verbindungen:Beispiele für Verbindungen zwischen Computer und Funkgerät]
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Durch die Verbindung zwischen Computer und Transceiver kann es aber zu Störungen der übertragenen Signale oder Rückwirkungen des Funkgeräts auf den PC kommen. Verschiedene Digimode-Interfaces als Hardwarelösung vereinfachen den Anschluss und enthalten Maßnahmen gegen derartige Probleme. Solche Interfaces kann man auch für andere Zwecke verwenden, zum Beispiel für Remote-Betrieb oder zum Aufzeichnen des Funkverkehrs mit passender Software. Für einige Verfahren gibt es auch Hardware-Modems, bei denen die Umsetzung zwischen Daten und Audio-Signalen in einem eigenen Gerät erfolgt.
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[question:NF114]
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[question:NF116]
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Es gibt auch noch andere unbeabsichtigte Effekte. Der Computer könnte unerwartet auf Sendung schalten oder Benachrichtigungstöne anderer laufender Programme aussenden. Manchmal hört man beispielsweise, wie andere Funkamateure versehentlich den Startsound des Betriebssystems aussenden. Wenn das Funkgerät unerwartet sendet, können eventuell Menschen gefährdet werden, die gerade an der Antennenanlage arbeiten oder sich zufällig in deren direkter Umgebung befinden.
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[question:NF117]
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Für einige Übertragungsverfahren ist der Mikrofonanschluss des Funkgeräts ungeeignet, da die nachfolgenden Verstärker- und Filterstufen für Sprache optimiert sind und verschieden hohe bzw. tiefe Töne unterschiedlich behandelt werden. Deshalb haben Funkgeräte oft einen eigenen analogen Datenanschluss, der zum Beispiel mit DATA oder 9600 beschriftet ist. Durch die Verwendung dieses speziellen Anschlusses werden bestimmte Verstärker- und Filterstufen umgangen und Signale möglichst verzerrungsfrei übertragen.
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Die Bezeichnung *9600* kommt daher, dass dieser Anschluss für das früher viel verwendete Packet-Radio eingeführt wurde, damit Daten mit $\qty{9600}{\baud}$ übertragen werden konnten. Heute wird der Anschluss z. B. für digitale Sprachübertragung benutzt und teils auch mit höherer Geschwindigkeit.
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[question:NF115]
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Im Amateurfunk finden auch Wettbewerbe statt, die als *Contest* bezeichnet werden. Zusammenfassend gesagt, ist es das Ziel jedes Contests, möglichst viele Funkverbindungen in einer begrenzten Zeit herzustellen. Conteste dienen dem sportlichen Wettkampf, aber auch dazu, die eigene Amateurfunkstation und Betriebsabwicklung zu verbessern. Jeder Contest unterliegt Regeln, die der Veranstalter in einer *Ausschreibung* festlegt.
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Inom amatörradion arrangeras även tävlingar som kallas *contest*. Kort sagt är målet med varje contest att få så många radioförbindelser som möjligt under en begränsad tid. Contest är sportslig tävling, men också ett sätt att förbättra den egna radiostationen och sin QSO-teknik. Varje contest följer regler som arrangören fastställer i en *tävlingsinbjudan* (contestregler).
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Conteste finden auf verschiedenen Bändern und in diversen Übertragungsverfahren statt. Je nach Ausschreibung kann man alle teilnehmenden oder nur bestimmte Stationen kontaktieren. Bei manchen Contesten bringen bestimmte Stationen, z. B. aus einem speziellen Land oder Region, mehr Punkte. Bei anderen Contesten, wie beim Fieldday-Contest der IARU Region 1, kommt man nur mit einer Portabelstation in die Wertung.
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Contest hålls på olika band och med olika sändningsslag. Beroende på reglerna kan man ha förbindelse med alla deltagande stationer eller bara med vissa. I en del contest ger vissa stationer, till exempel från ett särskilt land eller en särskild region, fler poäng. I andra contest, som IARU Region 1 Fieldday, kommer man bara med i resultatlistan med en portabelstation.
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Anrufe im Rahmen eines Contests enthalten immer den Hinweis "Contest" bzw. in Telegrafie "Test". Daran ist sofort zu erkennen, dass die rufende Station an einem Contest teilnimmt. Nimmt beispielsweise DD4UQ portabel am beliebten Fieldday-Contest in Telegrafie teil, könnte sein Ruf "CQ FD DD4UQ/P TEST" lauten.
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Anrop under ett contest innehåller alltid ordet ”contest” eller, i telegrafi, ”TEST”. Då hör man direkt att den anropande stationen deltar i ett contest. Om till exempel SA4ABC deltar portabelt i Fieldday-contestet i telegrafi kan anropet låta ”CQ FD SA4ABC/P TEST”.
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In der Telegrafie bedeutet *TEST* nicht, dass jemand einen Versuch durchführt, also beispielsweise seine Antenne testet, sondern es steht für die Teilnahme an einem Contest.
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I telegrafi betyder *TEST* inte att någon gör ett försök, till exempel testar sin antenn, utan att man deltar i ett contest.
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[question:BE301]
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[question:BE116]
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Det är viktigt att läsa tävlingsinbjudan innan man deltar i ett contest. Där finns viktig information om tidsperiod och vilka frekvensområden som får användas, och om vilken information som ska utbytas i varje förbindelse. Ett contest kan till exempel kräva utbyte av anropssignal, rapport och Maidenhead-lokator, medan ett annat contest förutom anropssignal och rapport kräver ett löpnummer eller ålder.
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Es ist wichtig, vor der Teilnahme an einem Contest die Ausschreibung zu lesen. Darin finden sich wichtige Angaben zum Zeitraum und die zu nutzenden Frequenzbereiche sowie darüber, welche Informationen in jeder Verbindung ausgetauscht werden müssen. Ein Contest könnte beispielsweise den Austausch von Rufzeichen, Rapport und Maidenhead-Locator verlangen, während ein anderer Contest neben Rufzeichen und Rapport eine fortlaufende Nummer oder das Alter verlangt.
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I tävlingsinbjudan anges också enligt vilka regler deltagarna bedöms efteråt för att utse en vinnare och ta fram en resultatlista. Om reglerna inte följs, till exempel genom att man sänder vid fel tidpunkt eller inom fel frekvensområde, eller inte utbyter all begärd information, kan förbindelserna inte räknas eller så blir det poängavdrag.
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In der Ausschreibung ist auch festgelegt, nach welchen Regeln die Teilnehmer hinterher bewertet werden, um den Gewinner und eine Rangliste zu ermitteln. Werden die Regeln nicht eingehalten, wird also z. B. zur falschen Zeit oder im falschen Frequenzbereich gesendet oder werden nicht alle geforderten Informationen ausgetauscht, können die entsprechenden Verbindungen nicht gewertet werden oder es kommt zum Punktabzug.
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Jede Funkverbindung und der Austausch der Informationen sollte im Contest so kurz wie möglich gehalten werden, damit in der vorgegebenen Zeit so viele Verbindungen wie möglich erreicht werden können.
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[question:BE303]
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[question:BE302]
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Eine Besonderheit gibt es, wenn man an einem *Sprint Contest* teilnimmt. Bei diesem darf man nicht auf einer Frequenz verweilen. Nachdem man CQ gerufen und eine Funkverbindung durchgeführt hat, muss man die Frequenz der Station überlassen, die einem geantwortet hat. Man selber muss sich eine neue freie Frequenz suchen, um wieder CQ zu rufen oder man antwortet auf andere Stationen.
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[question:BE304]
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Varje radioförbindelse och informationsutbytet bör hållas så kort som möjligt i ett contest, så att man hinner med så många förbindelser som möjligt på den givna tiden.
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En särskild regel gäller när man deltar i ett *sprintcontest*. Där får man inte stanna kvar på en frekvens. När man har ropat CQ och genomfört en förbindelse måste man lämna frekvensen till stationen som svarade. Själv måste man leta upp en ny ledig frekvens för att ropa CQ igen, eller svara på andra stationer.
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Det här avsnittet visar hur analoga signaler omvandlas till digitala värden och digitala värden tillbaka till analoga signaler. Det görs med *A/D-omvandlare* (analog-digital-omvandlare) och *D/A-omvandlare* (digital-analog-omvandlare). Bild [ref:a_adc_dac] visar blockscheman för en A/D- och en D/A-omvandlare.
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[picture:1130:a_adc_dac:A/D- och D/A-omvandlare]
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En A/D-omvandlare samplar en analog insignal vid bestämda tidpunkter och skapar av den digitala talvärden som sedan kan bearbetas digitalt av andra delar av en krets.
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Eftersom en A/D-omvandlare bara arbetar med ett begränsat antal möjliga digitala värden kan den bara fånga amplituden hos en analog insignal i bestämda steg. Vi minns exemplet med dimmer och stegomkopplare som användes tidigare. Ligger det faktiska värdet mellan två möjliga steg måste det tilldelas ett av dem. Därigenom uppstår ett *kvantiseringsfel*.
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Antalet möjliga steg hos en A/D-omvandlare kallas dess *upplösning*. Den anges ofta i bitar (enhet: $\unit{\bit}$). Kan en omvandlare till exempel skilja mellan $\num{256}$ olika värden har den en upplösning på $\qty{8}{\bit}$, eftersom $\qty{8}{\bit}$ kan representera $\num{256}$ olika värden. En $\qty{16}{\bit}$-omvandlare kan redan skilja mellan $\num{65536}$ olika värden.
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För signaler som kan anta både positiva och negativa värden används typiskt en del av värdena för det positiva och en del för det negativa signalområdet.
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Bild [ref:a_adc_4bit] visar en sinussignal som digitaliserats av en A/D-omvandlare med upplösningen $\qty{4}{\bit}$ och sedan omvandlats tillbaka till en analog signal. Bild [ref:a_adc_12bit] visar samma sinussignal, men digitaliserad av en A/D-omvandlare med upplösningen $\qty{12}{\bit}$ och sedan omvandlad tillbaka till en analog signal. Man ser tydligt att de extra $\qty{8}{\bit}$ ger en väsentligt finare upplösning (en faktor 256 bättre), så att den rekonstruerade signalen redan ligger mycket nära den ursprungliga sinussignalen.
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[picture:300:a_adc_4bit:Sinussignal digitaliserad av en 4-bitars A/D-omvandlare och därefter D/A-omvandlad]
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[picture:299:a_adc_12bit:Sinussignal digitaliserad av en 12-bitars A/D-omvandlare och därefter D/A-omvandlad]
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En annan viktig egenskap hos en A/D-omvandlare är tidsnoggrannheten vid samplingen. De enskilda samplingarna bör tas så exakt som möjligt med de avsedda tidsavstånden. För det krävs en så stabil samplingsklockgenerator som möjligt.
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I praktiken kan de verkliga samplingstidpunkterna dock avvika något från de ideala tidpunkterna. Dessa tidsmässiga variationer kallas *jitter*. Jitter kan ge ytterligare fel och därmed ytterligare brus i den digitaliserade signalen. Samma mekanism förekommer på D/A-omvandlarens sida. Där ger jitter ytterligare brus i den analoga signalen.
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A/D-omvandlarens motpart är *D/A-omvandlaren*. Den skapar av en digital dataström, eller av digitala samplingar, åter en analog signal.
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Inte heller en D/A-omvandlare kan skapa hur många olika utvärden som helst. Liksom A/D-omvandlaren har den en viss upplösning i bitar och därmed bara ett ändligt antal möjliga utvärden.
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En D/A-omvandlare kan dessutom bara skapa spänningar inom ett visst värdeområde, till exempel från $\qty{0}{\volt}$ till $\qty{1}{\volt}$ eller från $\qty{-2}{\volt}$ till $\qty{2}{\volt}$.
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Hos en linjärt arbetande D/A-omvandlare är de möjliga utvärdena jämnt fördelade över detta spänningsområde. Har en D/A-omvandlare till exempel upplösningen $\qty{4}{\bit}$ finns
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$\num{2^4}=\num{16}$
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möjliga steg.
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Fördelas dessa över ett spänningsområde från $\qty{0}{\volt}$ till $\qty{1}{\volt}$ finns det mellan de $\num{16}$ stegen sammanlagt $\num{15}$ mellansteg. Stegbredden är därför
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$\frac{\qty{1}{\volt}}{16-1}\approx\qty{67}{\milli\volt}.$
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A/D- och D/A-omvandlare används till exempel i SDR-mottagare och transceivrar. Analoga insignaler digitaliseras först av en A/D-omvandlare och bearbetas sedan digitalt. Ska en analog signal åter skapas av det omvandlas de digitala värdena med en D/A-omvandlare tillbaka till analoga spänningsvärden.
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Det kan hända att en insignal bara utnyttjar en liten del av en A/D-omvandlares tillgängliga värdeområde. I så fall används motsvarande också bara en del av de tillgängliga digitala stegen.
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Omvänt kan en insignal överskrida en A/D-omvandlares maximala värdeområde. Värden över den högsta mätbara insignalspänningen kan då inte längre återges korrekt och avbildas bara med det högsta möjliga värdet. Denna effekt kallas *clipping* (klippning). I signalförloppet ser de berörda områdena därför avskurna ut.
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Inte heller en D/A-omvandlare kan skapa någon utspänning utanför sitt avsedda värdeområde.
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Ju högre upplösning en A/D- eller D/A-omvandlare har, desto finare kan olika amplitudvärden representeras digitalt respektive omvandlas tillbaka till analoga spänningsvärden. Vid låg upplösning finns däremot bara få möjliga steg, så att stegen blir tydligare synliga.
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Some files were not shown because too many files have changed in this diff Show More
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