Im Beiblatt 'Schwingkreis' zum UKW-Radio wurde beschrieben, wie frequenzbestimmend dieser nicht nur für den Empfänger sondern auch für den Sender ist. Seine Funktionsweise wurde dort ausführlich beschrieben. Hier soll nun näher auf die Versuchsanordnung eingegangen werden.
Die Versuchsanordnung bestand anfangs aus zwei Teilen, im Schaltplan blau und orange gekennzeichnet. Für einen stabileren
Aufbau sind beide Teile auf einer Platine zusammengefasst.
Die Schaltung besteht aus dem Schwingkreis (Kondensator und Spule) und einem Differenzverstärker, der zusammen mit diesem
Schwingkreis einen Oszillator [1] [2] bildet, der Sinusschwingungen erzeugt.
Der Schwingkreis schwingt im unteren Mittelwellenbereich - ca. 585kHz *). In diesem Wellenbereich wird Amplitudenmodulation
(AM) verwendet. Das kann mit dieser Oszillatorschaltung dadurch realisiert werden, dass die Niederfrequenz (NF) in die
Versorgungleitung über den Widerstand 470 Ohm eingespeist wird. Dadurch verändert sich die Amplitude im Takt der NF, die
Frequenz bleibt aber gleich.
*) Der Schwingkreis selber schwingt bei 590,68 kHz. Jedoch verändern die Bauteil-Toleranzen von Kondensator und Spule sowie
die gezeigte Beschaltung mit 2xBC557 diesen Wert.
Die Schaltung wurde so auf einer Lochrasterplatte aufgebaut, dass man den Leitungsverlauf gut sehen kann.
Die nachfolgend gezeigten Kurven der gedämpften und der ungedämpften Schwingungen wurden über eine Koppelspule (hier 330µH) am Oszilloskop dargestellt. Ein direktes Anschließen des Oszilloskop-Tastkopfes an den Schwingkreis verfälscht wegen dessen Eigenkapazität das Messergebnis.
Schalter S1 in Stellung 'LADEN', Schalter S2 offen - der Kondensator wird geladen,
Schalter S2 bleibt offen
Schalter S1 in Stellung 'ENTLADEN' schieben - die Ladung des Kondensators fließt in die Spule.
Diese speichert sie nun als magnetische Energie. Ist der Kondensator vollständig entladen, kehrt sich der Vorgang um. Der
Spulenstrom lädt den Kondensator nun solange auf, bis die in der Spule gespeicherte Energie verbraucht ist. Im geschlossenen
Schwingkreis wiederholen sich diese Vorgänge, bis sie durch interne Verluste zum Erliegen kommen - gedämpfte Schwingungen.
Die Schwingungen können an der Schwingkreisspule mittels Koppelspule abgegriffen werden.
Schalter S1 in Stellung 'ENTLADEN' - Kondensator und Spule sind jetzt verbunden.
Schalter S2 geschlossen - der Differenzverstärker ist mit der Spannungsquelle verbunden.
Dieser gleicht die internen Verluste aus - es entstehen ungedämpfte Schwingungen.
Die Schwingungen können an der Schwingkreisspule mittels Koppelspule abgegriffen werden.
In diesem Versuch wird ein Audiosignal verstärkt und der Lautsprecherausgang mit dem Widerstand 470 Ohm an der
Spannungsquelle des Oszillators verbunden. Die Tonfrequenz wird der Spannungsquelle aufmoduliert.
Im AM-Radio ist diese nun bei ca. 585kHz hörbar - in der Nähe der Schwingkreisspule.
Auch diese Schwingungen können an der Schwingkreisspule mittels Koppelspule abgegriffen und sichtbar gemacht
werden.
Quellen:
[1] Wikipedia: Differenzverstärker-Oszillator
[2] ELRAD Magazin für Elektronik, Heise: LC-Oszillatoren Teil2 Heft 09/1993, Seiten 73-75, Abb.29 Peltz-Oszillator