Wie werden Signale mit Hilfe elektromagnetischer Wellen übertragen?
Grundlagen: Weg der Funkübertragung
Zur Funkübertragung nutzt man ein durch einen hochfrequenten Schwingkreis
erzeugtes und anschließend verstärktes Trägersignal. Auf dieses Signal wurde
die eigentliche Information - z.B. Musik oder Sprache - aufgeschrieben. Dies
nennt man Modulation.
Dieses Signal wird über eine Antenne abgestrahlt und von einem Empfänger wieder
aufgefangen und in die eigentliche Information wieder zurück übersetzt und z.B.
auf einen Lautsprecher wieder ausgegeben.
| Sender: ungedämpfte harmonische Schwingung Mit Hilfe einer Rückkopplungsschaltung wird eine elektromagnetische Schwingung erzeugt. a) Berechnen Sie die Eigenfrequenz der nebenstehenden Schaltung. b) Die Spule bestehe aus einem dünnen Kupferdraht, der um eine leere Hülse der Länge 2cm mit dem Durchmesser 3mm gewickelt ist. Wie viele Windungen muss die Spule haben? c) Um den Transistor zu schalten ist eine Spannung von mindestens 2 V nötig. Sie kommt von einer zweiten Spule, die auf die gleiche Hülse wie die Spule aus b) gewickelt wurde. Wie viele Windungen muss diese Spule haben? d) Welche Energie kann der Schwingkreis maximal aufnehmen? Welche Leistung kann er abgeben? |
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| Antenne: Die nun erzeugte Schwingung wird über einen geeigneten Verstärker auf eine Antenne übertragen. a) Wie lang muss die Antenne sein? b) Welche Leistung muss der Sender erbringen, damit er in einer Entfernung von 300km noch eine Empfangsleistung von 1mW liefert? (Hinweis: Die Sendeleistung nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab.) c) Wie lang würde ein Funksignal um den ganzen Erdball brauchen? |
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| Modulation: Zur Signalübertragung wird das Signal des Schwingkreises verändert (moduliert). Dazu wird das zu übertragende Signal S über einen Transistor eingespeist. Die beiden nebenstehenden Schaltungen zeigen (vereinfacht) die zwei grundsätzlichen Prinzipien. Erläutern Sie, wie das Signal des Schwingkreises durch diese beiden Schaltungen verändert wird. |
 
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| Empfänger: Die nebenstehende Schaltung dient als Empfänger. Erläutern Sie seine
Funktionsweise. Gehen Sie der Einfachheit halber zunächst von
amplitudenmodulierten Signalen aus. |
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