Vom Feld zum Ton
Wo steckt bei einem AM-Sender die Musik im abgestrahlten Signal?
Erklärung: Amplitudenmodulation heißt — das Mikrofonsignal steuert die Stärke des Trägers. Die schnelle Trägerschwingung bleibt bei fester Frequenz; die Musik sitzt als langsame Hüllkurve auf ihrer Amplitude.
Welche Aufgabe hat die Diode im Detektorempfänger?
Erklärung: Der modulierte Träger hat zu jedem positiven Ausschlag ein negatives Spiegelbild — im Mittel null, für den Kopfhörer unhörbar. Die Diode schneidet eine Halbwellenseite ab; erst dann folgt der Mittelwert der Hüllkurve. Das Aussieben des Senders hat vorher schon der Schwingkreis erledigt.
Ein Detektorempfänger (Antenne, Schwingkreis, Diode, Tiefpass, Kopfhörer) funktioniert ohne Batterie.
Erklärung: Die gesamte Energie im Kopfhörer stammt aus der aufgefangenen Welle — der Sendemast hat sie abgestrahlt, die Antenne eingesammelt. Genau das macht den Detektorempfänger zum schönsten Beleg dafür, dass elektromagnetische Wellen Energie durch den Raum transportieren.
Nach der Diode enthält das Signal noch die schnellen Zacken des Trägers. Was macht der Tiefpass (Kondensator parallel zum Kopfhörer) daraus?
Erklärung: Der Kondensator kann den millionenfach schnellen Zacken nicht folgen und mittelt sie weg — wie ein träges Thermometer, das nur den Tagesmittelwert zeigt. Was durchkommt, ist die langsame Hüllkurve, das Tonsignal.
Woher kommt beim Sender die ungedämpfte Trägerschwingung, obwohl jeder sich selbst überlassene Schwingkreis ausschwingt?
Erklärung: Bei der Meißner-Schaltung greift eine Koppelspule die Schwingung ab und steuert eine Triode bzw. einen Transistor — der Schalter schiebt dem Kreis genau im Schwingungstakt Energie aus der Quelle nach, wie beim Anschwungholen auf der Schaukel. Die Dämpfungsverluste werden so laufend ersetzt.
Könnte eine Kopfhörermembran der Trägerfrequenz von rund 100 MHz folgen, wäre der Träger als sehr hoher Ton hörbar.
Erklärung: Selbst eine ideale Membran würde nicht helfen — das Ohr hört höchstens etwa 20 kHz, und der unmodulierte Träger enthält zudem gar keine Toninformation. Hörbar ist allein die Hüllkurve, die Diode und Tiefpass zurückgewinnen.
Bei einem UKW-Sender mit Frequenzmodulation (FM) steckt die Musik …
Erklärung: Bei FM bleibt die Amplitude konstant; die Trägerfrequenz wird im Takt des Tonsignals ein wenig hin- und hergeschoben. Das macht FM unempfindlicher gegen Störungen, die vor allem die Amplitude verändern.
Ohne Diode bliebe der Kopfhörer im Detektorempfänger stumm, weil sich positive und negative Halbwellen des Signals im Mittel aufheben.
Erklärung: Die Membran kann der Trägerfrequenz nicht folgen und reagiert nur auf den Mittelwert — und der ist ohne Gleichrichtung null. Erst die Diode lässt eine Halbwelle durch, deren Mittelwert der Musik folgt.
Bei der Amplitudenmodulation steckt die Musik in der langsam schwankenden Amplitude des Trägers, seiner ___.
Erklärung: Das Mikrofonsignal steuert die Stärke des Trägers. Dessen schnelle Schwingung bleibt unhörbar; hörbar wird allein die Hüllkurve, die Diode und Tiefpass zurückgewinnen.
Im Detektorempfänger lässt die ___ nur eine Stromrichtung durch, sodass das Signal im Mittel nicht mehr null ist.
Erklärung: Ohne Gleichrichtung heben sich positive und negative Halbwellen im Mittel auf, und der Kopfhörer bliebe stumm. Danach glättet der Tiefpass die Trägerreste weg.