Physik verstehen 4, Schulbuch

65 Elektrizität bestimmt unser Leben 3. Wie werden Signale gesendet und empfangen? Hörbare Handy-Signale (Abb. 65.1) Drehe einen Akustikverstärker ohne Instrument laut auf und rufe in seiner Nähe einen Freund/eine Freundin am Handy an. Du hörst die Anrufsignale beim Aufbau der Verbindung im Lautsprecher. Jedes Sendegerät (zB Radiosender, Handy, …) schickt Signale hoher Fre- quenz im kHz- oderMHz-Bereich von seiner Sendeantenne aus. Die schwingenden Elektronen in einem Sendeschwingkreis geben ihre Energie als elektromagnetische Welle (  Seite 66) über die Antenne ab. Will man Töne oder Bilder übertragen, muss man diese Trägerfrequenz modulieren . Das heißt, man verändert zB die Schwingungsweite (Amplitu- de) im Rhythmus des Ausgangssignals (Abb. 65.2). Suchst du einen Sender auf einem Radioapparat, verstellst du in seinem Inneren den Drehkondensator eines Schwingkreises (Abb. 65.4). Dadurch können die Elektronen nur in einem bestimmten Rhythmus (in einer be- stimmten Frequenz) schwingen. Die Antenne des Radios nimmt die elektro- magnetischen Wellen des Senders auf. Ist der Empfängerschwingkreis auf die Frequenz des Senders abgestimmt, beginnen die Elektronen in ihm zu schwingen. Die modulierte Information wird wiedergewonnen (demodu- liert) und über einen Verstärker auf den Lautsprecher übertragen. M Beim Senden von Tönen werden hochfrequente Trägerwellen im Rhythmus der Töne moduliert und von Antennen als elektromagne- tische Wellen abgestrahlt. Die Empfangsantenne nimmt die Signale auf, die die Elektronen im abgestimmten Empfängerschwingkreis zum Schwingen bringen. Die Information wird wiedergewonnen, verstärkt und auf den Lautsprecher übertragen. Übersicht der verwendeten Funkfrequenzen: Bezeichnung Frequenz Wellenlänge Verwendung Langwelle 30–300kHz 1–10km LW-Rundfunk, Navigation, Funkuhren Mittelwelle 0,3–3MHz 0,1–1km MW-Rundfunk Kurzwelle 3–30MHz 10–100m KW-Rundfunk Ultrakurzwelle 30–300MHz 1–10m UKW-Hörfunk, Fernsehen, Navigation, Flugfunk, Radar Dezimeterwelle 0,3–3GHz 1–10dm Fernsehen, Mobilfunk, WLAN, Bluetooth, Mikrowellenherd Centimeterwelle 3–30GHz 1–10 cm Radar, Satelliten-TV, WLAN Millimeterwelle 30–300GHz 1–10 mm Radar, Richtfunk V3 65.1 Hörbare Handy-Signale modulierte elektro- magnetische Wellen NF-Schwingung Mikrofon modulierte HF- Schwingung HF- Schwingung Modulator HF- Generator 65.2 Prinzip einer Sendeanlage 65.4 Drehkondensator zum Einstellen der Empfangsfrequenz 65.5 Ein Modem zum Mo dulieren und Dem odulieren von Informationen modulierte elektro- magnetische Wellen Antenne modulierte HF demodulierte HF NF verstärkt (HF ausgefiltert) Schwing- kreis Spule + Dreh- kondensator Diode Transistor Demo- dulator Ver- stärker Lautsprecher 65.3 Prinzip einer Empfangsanlage 65.6 WLAN-Sender arbeiten in einem Frequenzbereich von 2–6GHz. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv