Amateurfunklehrgang – Der Weg zur HB9-Lizenz/ Schaltungstechnik Empfänger

Empfänger

Detektorempfänger

Der Geradeausempfänger, auch bekannt als "Diode- oder Gleichrichterempfänger", war einer der ersten Arten von Rundfunkempfängern, die in den Anfängen des Radios, also etwa um Ende des 19. Jahrhunderts und Anfang des 20. Jahrhunderts, verwendet wurden. Seine heutige Bedeutung liegt vor allem im historischen Kontext sowie als Basis für das Verständnis moderner Empfangssysteme.

Der Detektorempfänger ist eine grundlegende Version des Geradeausempfängers. Er besteht aus Eingängen für Antenne und Erde, einem oder mehreren Schwingkreisen zur Senderabstimmung, einem Gleichrichter als Hüllkurvendemodulator und einem Ausgang für einen hochohmigen Kopfhörer.

Elektronen in der Antenne werden durch die Vielzahl elektromagnetischer Wellen in Schwingungen versetzt, wodurch schwache Wechselströme entstehen. Diese enthalten eine Mischung verschiedener Frequenzen und Amplituden. Ein abstimmbarer oder fester Schwingkreis filtert eine gewünschte Frequenz heraus, während andere Frequenzen blockiert werden. Eine direkte Verbindung eines Kopfhörers zum Schwingkreis würde noch kein hörbares Signal ergeben, da die Niederfrequenz symmetrisch auf die Hochfrequenz moduliert ist. Die Diode demoduliert diese Symmetrie, indem sie entweder die positive oder negative Halbwelle abschneidet und in eine wechselnde Gleichspannung umwandelt. Der Kopfhörer folgt dieser Gleichspannung und gibt die gewünschte Niederfrequenz, die vom Sender aufmodulierte Sprache oder Musik, wieder.

Der Geradeausempfänger ist heute veraltet und ist durch moderne Empfängertechnologien wie den Superheterodyn-Empfänger abgelöst worden.

Einkreiser

Der Einkreiser gilt als die einfachste Form eines Empfängers für den Kurzwellenempfang. Obwohl heutzutage der Direktmischer bei einfachen Konzepten bevorzugt wird, birgt er dennoch einige Nachteile. Ein Problem vom Einkreiser ist die ist Notwendigkeit, die gesamte Verstärkung im NF-Teil zu realisieren. Zusätzlich können Probleme mit dem Grossignalverhalten des Mischers und der Abstrahlung des starken Oszillatorsignals auftreten.

Direktmischempfänger

Ein Direktmischempfänger eignet sich zum Empfang von AM oder SSB Signalen Im Gegensatz zu Überlagerungsempfängern, die eine lokale Oszillatorfrequenz verwenden, um das empfangene Signal auf eine feste Zwischenfrequenz zu mischen, mischt der Direktmischempfänger das empfangene Signal direkt auf die Basisbandfrequenz oder eine nahe Frequenz, so dass keine Zwischenfrequenzstufe benötigt wird.

Antenne: Die Antenne empfängt das Radiosignal und wandelt es in ein elektrisches Signal um.

Vorverstärker: Das Antennensignal wird in einem Vorverstärker verstärkt um die Empfindlichkeit des Empfängers zu erhöhen.

Mischer: Das verstärkte Signal wird mit einem lokalen Oszillator gemischt. Der Lokaloszillator erzeugt eine Frequenz nahe der Trägerfrequenz des zu empfangenen Signals. Es entstehen zwei neue Frequenzen: die Summenfrequenz und die Differenzfrequenz.

Filter: Ein Tiefpassfilter entfernt die Summenfrequenz um nur die Differenzfrequenz zu behalten. Bei AM-Empfängern ist die Differenzfrequenz die Basisbandfrequenz, die das eigentliche Audiosignal enthält.

Demodulator: Das Audiosignal wird aus der Basisbandfrequenz wiederhergestellt. Bei einem AM-Empfänger wird dies meist durch einen einfachen Envelopen-Detektor (eignetlich nur eine Diode als Gleichrichter) erreicht. Für SSB-Empfang wird meist eine Synchrondemodulation verwendet.

Verstärker und Lautsprecher: Das demodulierte Audiosignal wird verstärkt und an einen Lautsprecher geleitet.

Der Direktmischempfängers ist einfach aufzubauen und effizient. Durch das Entfernen der Zwischenfrequenzstufe werden Kosten gesenkt und die Empfangseffizienz erhöht. Allerdings bedarf es konstruktiver Kniffe, um unerwünschte Effekte wie Spiegelungsinterferenzen zu minimieren, welche dann auftreten wenn wenn das Mischprodukt eines starken benachbarten Senders auf die gleiche Frequenz wie das zu empfangende Signal fällt.