Elektronisches Jahrbuch für den Funkamateur 1966 Herausgeber: Ing. Karl-Heinz Schubert Elektronisches Jahrbuch für den Funkamateur 1966 DEUTSCHER MILITÄRVERLAG Redaktionsschluß: 1. April 1965 DEUTSCHER M I LITÄR VE R LAG • BERLIN 1965 LIZENZ-NR. 5 LEKTOR: SONJA TOPOLOV ZEICHNUNGEN: HEINZ BORMANN (30), HARRI PARSCHAU (1), HEINZ GROTHMANN (TECHNISCHE ZEICHNUNGEN) FOTOS: ARCHIVE DER VERFASSER, MBD SOWIE WERKFOTOS VORAUSKORREKTOR: ILSE FÄHNDRICH HERSTELLER: DIETER LEBEK • KORREKTOR: ILSE FÄHNDRICH SATZ UND DRUCK: VEB OFFIZIN ANDERSEN NEXÖ, LEIPZIG Inhaltsverzeichnis Kalendarium - Dauerkalender Ing. Ernst Bottke Fortschritte der Transistortechnik . 23 Dipl.-Phys. Hans-Joachim Fischer Signale aus dem Weltraum :. 33 Willfried Schurig Elektronische Datenverarbeitungsanlagen . 39 Dipl.-Ing. Henning Peuker DM 2 BML Der Mond als Reflektor für Funkwellen . 51 Major Rolf Dressei „...hier Rose, bin betriebsbereit!“. 57 Dipl.-Phys. Hans-Joachim Fischer Fortschritte auf dem Lasergebiet. 63 Ing. Dieter Müller Einfache Prüftechnik für Bauelemente . 71 Günter Miel Mehrkanal-Fernlenkanlage „Variophori-Varioton“ . 87 Dekadenwiderstand mit vier Einzelwiderständen. 97 Ing. Karl-Heinz Schubert DM 2 AXE Schaltungen für den Funkamateur.. 99 Dipl.-Phys. Gerhard Zimmermann Kernfusion - Energiequelle der Zukunft 111 Ing. Klaus K. Streng Transistoren im Fernsehempfänger. 119 H. W. Tschichhold Elektronische Kuriositätenschau. 125 Rudi Bunzel Die Techniker von Morgen . 129 Reinhard Oettel DM 2 ATE Kybernetische Tiere. 134 Ing. Klaus K. Streng Transkontinentales Fernsehen über Synchronsatelliten . 145 Otto Morgenroth Radioastronomie . 151 Dipl.-Ing. K. Schlenzig Zu einigen Fragen der elektronischen Massenarbeit . 161 Aufgaben für den Werkstattpraktiker. 169 Dipl.-Math. Claus Goedecke Zu einigen Aufgaben der Kybernetik. 171 Ing. Harry Brauer DM 2 APM Die Anwendung von Relais in der Amateurfunkstation. 179 Unterhaltsame Funktechnik. 188 Korvettenkapitän (N) Werner Krüger Die Nachrichtenmittel moderner Streitkräfte . 190 Willfried Schurig Richtfunkanlagen für automatischen Betrieb. 205 Unterhaltsame Funktechnik. 218 Ing. Dieter Müller Empfängerprüfgerät nach dem Signal-Injektor-Verfolgerprinzip .. 219 Romanze in f. 229 Hauptmann Ing. Heinz Kösling Moderne Ausbildungsmethoden in der NVA . 231 241 Ing. Klaus K. Streng Einige Geräte der industriellen Elektronik Hagen Jakubaschk Die Tunneldiode und ihre Schaltungsanwendungen. 251 Ing. Klaus K. Streng Was ist „digitales Messen“?. 263 Dipl.-Ing. Otthermann Kronjäger DM 2 AKM Die Dimensionierung von Schwingkreisen im UKW-Bereich. 272 Kundenkorrespondenz. 282 Germanium-Backwarddioden. 284 Dipl-Ing. Heinz Lange IQSY - Internationale Jahre der ruhigen Sonne. 285 Hagen Jakubaschk Bauanleitung für einen HF-Stereo-Decoder. 295 Dipl.-Phys. Hans-Joachim Fischer Die kybernetischen Parameter des Menschen . 299 Karl Rothammel DM 2 ABK Antennen für den KW-Amateur. 304 Hagen Jakubaschk Kleine Leserpostauslese . 317 Auflösung des Preisrätsels 1965 . 323 Klaus Schmidt Elektronisch stabilisierte Netzgeräte für den Transistorbastler ... 327 Peter Lorenz DM 2 ARN Moderne Kleinstation für das 2-m-Band. 333 Ing. Theo Reck DM 2 AXO Wie kann man BCI und TVI vermeiden . 345 Ein selektiver Transistor-NF-Verstärker . 351 Ing. Heinz Stiehm DM 2 ACB Diplome und Conteste der Funkamateure. 353 Tabellenanhang. 365 Januar 1 Sa 2 So 3 Mo 4 Di 5 Mi 6 Do 7 Fr 8 Sa 9 So 10 Mo 11 Di 12 Mi 13 Do 14 Fr 15 Sa 16 So 17 Mo 18 Di 19 Mi 20 Do 21 Fr 22 Sa 23 So 24 Mo 25 Di 26 Mi 27 Do 28 Fr 29 Sa 30 So 31 Mo 1.1.1894 Heinrich Hertz gestorben 2.1.1959 Start der ersten kosmischen Raum¬ sonde der UdSSR 3.1.1876 Wilhelm Pieck geboren 7.1.1834 Philipp Reis geboren 14.1.1874 Philipp Reis gestorben 18.1.1956 Erlaß des Gesetzes zur Gründung der Nationalen Volksarmee 21.1.1924 W. I. Lenin gestorben 22.1.1775 Andr6 Ampere geboren 31.1.1925 Erste Kurzwellenübertragung aus den USA, die vom Sender Stuttgart weiterverbreitet wurde# Februar 1 Di 2 Mi 3 Do 4 Fr 5 Sa 6 So 7 Mo 8 Di 9 Mi 10 Do 11 Fr 12 Sa 13 So 14 Mo 15 Di 16 Mi 17 Do 18 Fr 19 Sa 20 So 21 Mo 22 Di 23 Mi 24 Do 25 Fr 26 Sa 27 So 28 Mo 3.2.1862 Jean Baptiste Biot gestorben 10.2.1923 Wilhelm Conrad von Röntgen ge¬ storben 11.2.1847 Thomas Alva Edison geboren 20.2.1913 Robert von Lieben gestorben 20.2.1962 Start des ersten bemannten Erd¬ satelliten der USA mit J. H. Glenn 22.2.1857 Heinrich Hertz geboren 23.2.1855 Carl Friedrich Gauß gestorben März 1 Di Tag der NVA 1.3.1936 Fastnacht 2 Mi 2.3.1830 3 Do 4 Fr 5.3.1827 5 Sa 8.3.1929 6 So Frühjahrs- messe 9.3.1851 (bis 15.3.) 11.3.1894 7 Mo 12.3.1824 8 Di Internationaler 14.3.1883 9 Mi Frauentag 16.3.1787 10 Do 16.3.1831 11 Fr 16.3.1858 12 Sa 22.3.1935 13 So 14 Mo 25.3.1925 15 Di 16 Mi 27.3.1845 17 Do 18 Fr 19 Sa 20 So 21 Mo Frühlingsanfang 22 Di 23 Mi 24 Do 25 Fr 26 Sa 27 So 28 Mo 29 Di 30 Mi 31 Do Erster deutscher Fernsehsprech¬ dienst in Berlin eröffnet Samuel Thomas von Sömmering gestorben Alessandro Volta gestorben Erste drahtlose Fernseh-Versuchs- sendungen (noch ohne Ton) durch die Deutsche Post Hans Christian Oerstedt gestorben Otto Grotewohl geboren Gustav Robert Kirchhoff geboren Karl Marx gestorben Georg Ohm geboren James Clark Maxwell geboren Alexander Stepanowitsch Popow geboren Beginn des ersten regelmäßigen Fernsehprogrammdienstes der Welt in Berlin Gründung des Arbeiter-Radio- Clubs Deutschland e.V. Wilhelm Conrad Röntgen geboren April 1 Fr 2.4.1872 2 Sa 4.4.1925 3 So 6.4.1923 4 Mo 5 Di 11.4.1923 6 Mi 12.4.1961 7 Do 8 Fr Karfreitag 21.4.1946 9 Sa 22.4.1870 25.4.1874 10 So Ostersonntag 11 Mo Ostermontag 27.4.1791 12 Di 30.4.1777 13 Mi 30.4.1956 14 Do 15 Fr 16 Sa 17 So 18 Mo 19 Di 20 Mi 21 Do 22 Fr 23 Sa 24 So 25 Mo 26 Di 27 Mi 28 Do 29 Fr 30 Sa Samuel Morse gestorben Gründung des Weltrundfunkver¬ eins in Genf (UIR) Erster deutscher Radioklub in Ber¬ lin gegründet Erste deutsche Rundfunkzeitschrift erschienen („Radio“) J. A. Gagarin startet zum ersten be¬ mannten Weltraumflug Vereinigungsparteitag der KPD und der SPD, Gründung der SED W. I. Lenin geboren Guglieimo Marconi geboren Samuel Morse geboren Carl Friedrich Gauß geboren Am Vorabend des Kampftages der internationalen Arbeiterklasse über¬ gibt der Minister für Nationale Ver¬ teidigung der DDR, Generaloberst W. Stoph, der ersten Division der NVA die Divisionsfahne und dem ersten Regiment dieses Verbandes die Regimentsfahne. Gleichzeitig leistet dieses Regiment als erster Truppenteil der NVA den Schwur auf die DDR Mai 1 2 3 4 5 6 7 So Mo Di Mi Do Fr Sa Internationaler Kampf- und Feiertag der Werktätigen 8 So Tag der Befreiung 9 Mo 10 Di i 11 Mi 12 Do 13 Fr 14 Sa 15 So 16 Mo 17 Di 18 Mi 19 Do Himmelfahrt 20 Fr 21 Sa 22 So 23 Mo 24 Di 25 Mi 26 Do 27 Fr 28 Sa 29 So Pfingstsonntag 30 Mo Pfingstmontag 31 Di 5.5.1818 Karl Marx geboren 7.5.1895 A. Popow erfindet die Antenne bei Versuchen mit drahtloser Telegrafie 8.5.1940 Georg von Arco gestorben 13.5.1945 Beginn des demokratischen Rund¬ funks in Deutschland 14.5.1955 Abschluß des Warschauer Vertrages 15.5.1900 Erste deutsche Funktelegrafenan¬ lage für allgemeinen Verkehr in Be¬ trieb genommen Juni 1 2 Mi Do Internationaler Tag des Kindes 3 Fr 4 Sa 5 So 6 Mo 7 Di 8 Mi 9 Do 10 Fr 11 Sa 12 So 13 Mo 14 Di 15 Mi 16 Do 17 Fr 18 Sa 19 So 20 Mo 21 Di 22 Mi 23 Do 24 Fr 25 Sa 26 So 27 Mo 28 Di 29 Mi 30 Do 1.6.1957 Beginn des Internationalen Geo¬ physikalischen Jahres (IGY), 1.6. 1957 bis 31.12.1959 6.6.1850 Karl Ferdinand Braun geboren 8.6.1921 Erste Oper („Madame Butterfly“) aus der Berliner Staatsoper vom Sender Königs Wusterhausen über¬ tragen 10.6.1836 Andr6 Ampere gestorben 11.6.1950 Grundsteinlegung für das Fernseh¬ zentrum des Deutschen Fernseh¬ funks in Berlin-Adlershof 14.6.1963 Zweiter kosmischer Gruppenflug durch V.Bykowski und V.Tere- schkowa, 14. bis 16.6. 26.6.1824 William Thomson geboren 30.6.1791 Felix Savart geboren 30.6.1893 Walter Ulbricht geboren t Juli 1 Fr 2 Sa 3 So 4 Mo 5 Di 6 Mi 7 Do 8 Fr 9 Sa 10 So 11 Mo 12 Di 13 Mi 14 Do 15 Fr 16 Sa * 17 So 18 Mo 19 Di 20 Mi 21 Do 22 Fr 23 Sa 24 So 25 Mo 26 Di 27 Mi 28 Do 29 Fr 30 Sa 31 So 1.7.1924 Zahl der Rundfunkhörer in Deutsch¬ land 100000 7.7.1854 Georg Ohm gestorben 13.7.1897 G. Marconi telegrafiert drahtlos über eine Entfernung von 7,5 km 15.7.1924 Einführung der Werbesendungen im Rundfunk 31.7,1907 Erster bildtelegrafischer Übertra¬ gungsversuch zwischen München und Berlin August 1 Mo 2 Di 3 Mi 4 Do 5 Fr 6 Sa 7 So 8 Mo 9 Di 10 Mi 11 Do 12 Fr 13 Sa 14 So 15 Mo lb Di 17 Mi 18 Do 19 Fr 20 Sa 21 So 22 Mo 23 Di 24 Mi 25 Do 26 Fr 27 Sa 28 So 29 Mo 30 Di 31 Mi 2.8.1945 Unterzeichnung des Potsdamer Abkommens durch die UdSSR, die USA und Großbritannien 5.8.1-895 Friedrich Engels gestorben 6.8.1961 G.S.Titow umkreist mit „Wostok II“ 17mal die Erde 7.8.1952 Gründung der Gesellschaft für Sport und Technik 11.8.1962 Erster kosmischer Gruppenflug durch A. Nikolajew und W. Popo¬ witsch, 11. bis 15.8. 13.8.1961 Die Maßnahmen der Regierung der DDR zum Schutz der Staatsgrenzen retten den Frieden in Europa 14.8.1777 Hans Christian Oerstedt geboren 18.8.1922 Der Sender Königs Wusterhausen überträgt die erste Rede 18.8.1944 Ernst Thälmann im KZ Buchen¬ wald ermordet 19.8.1819 James Watt gestorben 22.8.1860 Paul Nipkow geboren 25.8.1867! Michael Faraday gestorben 26.8.1873 Lee de Forest geboren 26.8.1929 Eröffnung des ersten deutschen Kurzwellensenders in Königs Wusterhausen (Sendeleistung 5 kW) 30.8.1869 Georg von Arco geboren September 1 2 3 Do Fr Sa Weltfriedenstag 4 So Herbstmesse (bis 11.9.) 5 Mo 6 Di 7 Mi 8 Do 9 Fr 10 Sa 11 So 12 Mo Gedenktag für die Opfer des Faschismus 13 Di 14 Mi 15 Do 16 Fr 17 Sa 18 So 19 Mo 20 Di 21 Mi 22 Do 23 Fr 24 Sa 25 So 26 Mo 27 Di 28 Mi 29 Do 30 Fr 2 Elektronisches Jahrbuch 1966 1.9.1922 5.9.1878 7.9.1960 10.9.1926 11.9.1924 13.9.1959 14.9.1883 21.9.1964 22.9.1791 Erster regelmäßiger, gebühren¬ pflichtiger Rundfunkbetrieb der Welt in Deutschland in Betrieb genommen (Wirtschaftsrundspruch¬ dienst) Robert von Lieben geboren Wilhelm Pieck gestorben Erster zwischenstaatlicher Pro¬ grammaustausch (Schweiz - Deutschland) Der „Freie Radio-Bund Deutsch¬ lands“ (FRBD) wurde gegründet Die sowjetische kosmische Rakete „Lunik II“ erreicht den Mond Alexander Meißner geboren Otto Grotewohl gestorben Michael Faraday geboren Oktober 1 Sa 2 So 3 Mo 4 Di 5 Mi 6 Do 7 Fr Tag der Republik 8 Sa 9 So 10 Mo 11 Di 12 Mi 13 Do 14 Fr 15 Sa 16 So 17 Mo 18 Di 19 Mi 20 Do 21 Fr 22 Sa 23 So 24 Mo 25 Di 26 Mi 27 Do 28 Fr 29 Sa 30 So 31 Mo 1.10.1923 11.10.1889 12.10.1964 17.10.1887 29.10.1923 Der erste deutsche Rundfunksen¬ der ist fertiggestellt James Prescott Joule gestorben Die UdSSR startet das erste Drei- Mann-Raumschi ff „Woss-chod“ Robert Kirchhoff gestorben Eröffnung des deutschen Rund¬ funks durch die Berliner Radio- Stunde AG (SendeleistungO*25kW) November 1 Di 2 Mi 3 Do 4 Fr 5 Sa 6 So 7 Mo 8 Di 9 Mi 10 Do Weltjugendtag 11 Fr 12 Sa 13 So 14 Mo 15 Di 16 Mi Bußtag 17 Do 18 Fr 19 Sa 20 So Totensonntag 21 Mo 22 Di 23 Mi 24 Do 25 Fr 26 Sa 27 So 28 Mo 29 Di 30 Mi 7.11.1917 Große Sozialistische Oktoberrevo¬ lution in Rußland 9.11.1923 Einführung des Rundfunk-Nach¬ richtendienstes 15.11.1926 Der erste Wellenplan des Welt¬ rundfunkvereins tritt in Kraft 21.11.1930 Inbetriebnahme des ersten deut¬ schen Großsenders Mühlacker bei Stuttgart (Sendeleistung 60 kW) 28.11.1820 Friedrich Engels geboren Dezember 1 2 3 Do Fr Sa 4 So 5 Mo 6 Di 7 Mi 8 Do 9 Fr 10 Sa 11 So 12 Mo 13 Di 14 Mi 15 Do 16 Fr 17 Sa 18 So 19 Mo 20 Di 21 Mi 22 Do Wintersanfang 23 Fr 24 Sa 25 So 1. Weihnachts¬ feiertag 26 Mo 2. Weihnachts¬ feiertag 27 Di 28 Mi 29 Do 30 Fr 31 Sa Silvester 4.12.1924 Erste Große Deutsche Funkaus¬ stellung, 4. bis 14.12. 6.12.1892 Werner von Siemens gestorben 13.12.1816 Werner von Siemens geboren 16.12.1948 Der französische Stadtkomman¬ dant von Berlin läßt die Sende¬ türme des Berliner Rundfunks in Berlin-Tegel sprengen 17.12.1797 Joseph Henry geboren 20.12.1927 Deutschlandsender als stärkster Sender Europas in Betrieb genom¬ men (Sendeleistung 30 kW) 22.12.1920 Erstes Instrumentalkonzert bei Versuchen des Senders Königs Wusterhausen übertragen 24.12.1818 James Prescott Joule geboren Dauerkalender fiir die Jahre 1801 bis 2000 1801 • Ja! •• 1900 hre 1901 • i •• 2000 J 1 F i Mj A Im Mo J inati J a A S O N | D 01 29 57 85 25 53 81 4 0 0 3 5 1 3 6 2 4 0 2 02 30 58 86 26 54 82 5 1 j 1 4 6 2 4 3 5 1 3 03 31 59 87 27 55 83 6 2 1 2 5 3 5 1 4 6 3 4 04 32 60 88 28 56 84 3 4 □ 2 5 3 6 1 4 6 05 33 61 89 01 29 57 85 2 5 5 H 6 1 4 2 5 0 06 34 62 02 30 58 86 3 6 6 2 2 5 1 3 6 ; 1 07 35 63 91 1 03 31 59 87 4 3 1 3 6 2 4 0 2 08 36 64 92 04 32 60 88 5 1 2 5 3 5 1 4 6 2 4 09 37 65 93 05 33 61 89 0 3 3 i 6 4 6 2 5 3 5 10 38 66 94 06 34 62 90 1 4 4 5 3 6 1 4 6 11 39 67 95 07 35 63 91 2 5 5 1 i 3 6 1 4 ! 2 5 0 12 40 68 96 08 36 ! 64 92 3 6 3 5 1 3 6 2 4 0 2 13 41 69 97 09 37 ! 65 93 5 1 : 1 4 6 2 4 3 5 1 3 14 42 70 98 10 66 94 6 2 : 2 5 0 3 5 1 4 6 2 4 15 43 71 99 11 39 67 95 0 3 3 6 1 4 6 2 5 3 5 16 44 72 12 40 68 96 1 4 5 1 3 6 1 1 4 2 5 0 17 45 73 13 41 69 97 3 6 6 2 4 2 5 1 3 6 1 18 46 74 14 42 70 98 4 3 5 1 3 6 i 2 4 0 2 19 47 75 , 15 43 71 99 5 1 1 4 6 2 4 3 5 1 3 20 48 76! 16 44 72 00 6 2 3 6 1 4 6 2 5 3 5 21 49 77 00 17 45 73 1 4 4 2 5 3 6 1 4 6 22 50 78 18 46 j 74 2 5 5 1 3 6 1 4 0 2 5 0 23 51 79 19 47 75 3 6 6 2 4 2 5 1 3 6 1 24 52 80 20 48 76 4 0 1 4 6 2 4 0 3 5 1 3 25 53 81 21 49 77 6 2 2 5 3 5 1 4 6 2 4 26 54 82 22 78 6 1 i 4 6 2 5 3 5 27 55 83 23 51 79 1 2 5 3 6 4 6 28 56 84 24 52 2 2 4 2 i 5 1 3 6 1 Wochentage S 1 8 15 22 29 M 2 9 16 23 30 D 3 10 17 24 31 M 4 11 18 25 32 D 5 12 19 26 33 F 6 13 20 27 34 S 7 14 21 28 35 Benutzung des Dauerkalenders Beispiel: Auf welchen Wochentag fiel der 27. Januar 1965? Lösung: Man geht von der Tabelle der Jahre aus und sucht für das Jahr „1965“ unter dem gefragten Monat (Januar) die zugehörige Monatskenn¬ zahl (hier „5“). Durch Addition der Monats- kennzahl mit der Zahl des gefragten Tages (5 +27 — 32) erhält man die Schlüsselzahl (hier „32“), für die man in der Tabelle der Wochentage den „Mittwoch“ als den gesuchten Wochentag erhält. Fortschritte der Transistortechnik Ing. Ernst Bottke Es wäre vermessen, wollte man die Fortschritte, die die Transistor¬ technik in den letzten Jahren gemacht hat, in einem kurzen Beitrag erschöpfend behandeln. Beschäftigen wir uns deshalb im folgenden lediglich mit dem wichtigsten und umwälzendsten Fortschritt auf dem Gebiet der Halbleitertechnik: mit der Einführung der Planartechnologie. Dabei sollen die technologischen Fragen selbst nicht behandelt werden. Um die speziellen Vorteile der Planartechnik klar herauszustellen und zu verstehen, sei zuvor kurz die prinzipielle Wirkungsweise des klassi¬ schen Transistors rekapituliert. Mit einigen für eine allgemein verständ¬ liche Darstellung zulässigen Vereinfachungen können wir sagen, daß die am Emitterübergang in den Basisraum eintretenden Minoritätsladungs¬ träger (Löcher oder Defektelektronen beim pnp-Transistor) sich unter dem Einfluß der Wärmebewegung und des (Ladungsträger-)Konzen- trationsgefälles richtungslos nach allen Seiten hin ausbreiten (Bild 1). Damit möglichst viele von ihnen zum Kollektor gelangen, wird z.B. bei einem Legierungstransistor die Kollektorpille größer gemacht als die Emitterpille und der Abstand zwischen Kollektor- und Emittergebiet so weit wie möglich verkleinert. Ein Teil der Ladungsträger jedoch rekom- biniert im Basisgebiet mit Ladungsträgern entgegengesetzten Vorzeichens, p-leitend Emitter Naht Bild 1 Prinzipieller Aufbau eines Germanium - L egi erungstransistors 23 die über den äußeren Basisanschluß als Basisstrom nachgeliefert werden. Wenn auf diese Weise 1% der vom Emitter injizierten Ladungsträger über den Basisanschluß abfließen, so gelangt der Rest von 99% zum Kollektor, Zwingen wir dadurch, daß wir den Widerstand des zwischen Basis und Emitter liegenden äußeren Stromkreises groß machen (Strom¬ steuerung), der Basis-Emitterstrecke einen bestimmten, kleinen Strom auf, so ist mit diesem infolge der dargelegten Eigenart der Ladungs¬ trägerausbreitung im Basisraum ein 99mal größerer Kollektorstrom ver¬ knüpft. In diesem Fall sagten wir, der Stromverstärkungsfaktor des Transistors sei 99. Die Rekombination der vom Emitter ausgehenden Ladungsträger er¬ folgt zu einem Teil im Innern des Basisraumes (Volumenrekombination), zu einem nicht unerheblichen Teil jedoch auch an der Kristalloberfläche, zu der die sich diffus ausbreitenden Ladungsträger ebenfalls gelangen (Oberflächenrekombination). Ein weiterer kritischer Punkt sind die Nahtstellen zwischen den p- und n-leitenden Gebieten (Bild 1). Von dem einwandfreien Zustand dieser Stellen hängt vor allem die Höhe des Kollektor- und Emitterreststromes ab. Aus dieser bewußt vereinfachten Darstellung dürfte hervorgehen, wie groß die Bedeutung eines einwandfreien Zustandes der Kristallober¬ fläche ist. Aber nicht nur das! Der Zustand der Oberfläche muß auch über lange Zeit konstant bleiben, wenn sich die Eigenschaften des Transistors im Laufe der Betriebszeit nicht ändern sollen! Zuverlässig- keits- und Lebensdaueruntersuchungen, die vor allem an Germanium¬ transistoren durchgeführt wurden, ergaben, daß die Alterungserschei- xiungen in erster Linie durch physikalische und chemische Reaktionen der Kristalloberfläche mit geringen im Transistorgehäuse eingeschlosse¬ nen Wasserdampfmengen entstehen. Durch „Wasserdampfgetter“ (z.B. Al 2 0 3 -Pulver) und Abdeckmittel (meistens Silikonfette) oder Kombi¬ nationen von beiden wird angestrebt, an der Kristalloberfläche einen Wasserdampfdruck von 10~ 2 Torr und weniger herzustellen. Hierzu ist ein vollkommen dichtes Transistorgehäuse erforderlich. Ganz läßt sich jedoch die langsame Verschlechterung der Kristalloberfläche nicht ver¬ meiden. Die mittlere Lebenserwartung von Germaniumtransistoren er¬ reicht bei Spitzenerzeugnissen immerhin 10 5 Stunden; das sind etwa 11 Jahre. Die Herstellung derartiger Transistoren ist durch die umfang¬ reichen Untersuchungen bei der laufenden Fertigungsüberwachung sehr aufwendig. So sahen sich die Halbleiterphysiker nach anderen Wegen um und kamen zum Planartransistor. Das Charakteristische am Planartransistor, der auf Grund der Eigenart des Verfahrens vorerst nur in Siliziumaus¬ führung hergestellt werden kann, ist folgendes: Während des gesamten Herstellungsvorganges und im Endzustand sind die Kristalloberfläche und die an die Oberfläche tretenden Nahtstellen zwischen den pn-Über- 24 Bild 2 Prinzipieller Aufbau eines Silizium- Planartransistors . Man erkennt , daß die an die Oberfläche tretenden Nahtstellen von Siliziumdioxid (Si0 2 ) bedeckt sind. Die Strombahnen von der Anschlußfahne zum Kollektor Übergang sind durch Pfeile an¬ gedeutet gangen stets mit einer schützenden Siliziumdioxidschicht bedeckt (Bild 2). Siliziumoxid oder Quarz ist nicht nur ein guter Isolator, sondern auch gegen chemische und physikalische Einwirkungen äußerst widerstands¬ fähig. So kann man erwarten, daß bei Planartransistoren die nicht ganz vermeidbare Oberflächenrekombination gering und konstant sein wird. Demzufolge sind die Restströme sehr klein und zeitlich konstant. Auf die technischen Einzelheiten des Planarverfahrens wollen wir hier nicht eingehen. Es sei lediglich erwähnt, daß die pn-Übergänge durch Störstellendiffusion erzeugt werden. Das hat in der Basisschicht eine von Emitter zu Kollektor hin abfallende Störstellendichte zur Folge. Ebenso wie bei Germanium-Diffusionstransistoren entsteht dadurch ein elektrisches Feld, das die Drift der Ladungsträger in Richtung auf den Kollektor beschleunigt und die Grenzfrequenz erhöht. Bei ersten Experimenten mit Planartransistoren dürfen wir nicht ver¬ gessen, daß sie - bis auf zur Zeit noch nicht akute Ausnahmen -- stets eine npn-Zonenfolge haben, daß also der positive Pol des Stromver¬ sorgungsteiles am Kollektor liegt. Diese Eigenart ergibt sich organisch aus dem Herstellungsverfahren. Sie hat zusätzlich den Vorteil, daß die Grenzfrequenz bei gleichen Abmessungen und gleicher Lage der Über¬ gänge rund dreimal so hoch ist wie bei einem pnp-Siliziumtransistor (physikalisch bedingt durch das Verhältnis von Elektronenbeweglich¬ keit zu Löcherbeweglichkeit). Bei der ersten Begegnung mit Planartran¬ sistoren wird dem Schaltungstechniker, der an den Umgang mit Ger¬ maniumtransistoren gewöhnt ist, ferner auffallen, daß zur Einstellung eines bestimmten Kollektorstromes die in Durchlaßrichtung zwischen Basis und Emitter anliegende Spannung erheblich höher sein muß. Erst wenn sie etwa 0,6 V überschreitet, beginnt der Kollektorstrom zu fließen. Die Halbleitertechniker sagen, die Schwellenspannung der Emitterdiode liegt bei 0,6 bis 0,7 V. Zur Erläuterung ist in Bild 3 der Zusammenhang zwischen Basisspannung und Basisstrom eines Kleinsignal-Planartran¬ sistors dargestellt. Um uns ein Bild von dem Verlauf des Kollektor¬ stromes in Abhängigkeit von der Basisspannung zu machen, stellen wir uns vor, daß dieser gleich dem Produkt von Stromverstärkung und Basisstrom ist. Er verläuft also ähnlich wie der Basisstrom. Die höhere Schwellenspannung hat ihre physikalische Ursache in der doppelt so 25 Bild 3 Strom/Spannungs-Kennlinie des Emitterüberganges eines Silizium- Planartransistors Die Definition der Schwellenspannung U s als Schnittpunkt der Tangente an die Kennlinie mit der Abszisse ist ange¬ deutet großen Breite des verbotenen Bandes zwischen dem Valenz- und dem Leitungsband bei Silizium gegenüber Germanium. Die gleiche physikalische Tatsache bedingt, daß die maximal zulässige Sperrschichttemperatur bei Silizium 175 °C oder einige Grade mehr be¬ trägt. Für Germaniumtransistoren Hegt sie bekanntlich zwischen 75 °C und 90 °C. Infolge des hermetischen Abschlusses der Kristalloberfläche von der Umgebung durch die Siliziumdioxidschicht kann der theoretisch mögliche, hohe Wert der maximalen Sperrschichttemperatur auch prak¬ tisch ohne Bedenken ausgenutzt werden. Da die Gehäusetemperatur in gleichem Maße höher liegen kann, wird die Wärme durch Strömung und Strahlung erheblich besser abgeführt. Bei einem Gehäuse von 5 mm Durchmesser und etwa 5,3 mm Höhe, das meistens als TO-18-Gehäuse bezeichnet wird, darf bei einem Silizium-Planartransistor eine Verlust¬ leistung von 0,25 bis 0,3 W zugelassen werden, wenn das Kristallplätt¬ chen auf den Sockel aufgelötet wird! Unter gleichen Verhältnissen wäre für Germanium nur eine Verlustleistung von 0,1 W zulässig. Silizium- Leistungstransistoren kommen infolge der höheren Sperrschicht- und Gehäusetemperatur mit erheblich kleineren Kühlblechabmessungen aus. Es ist kein Geheimnis, daß jedem Gerätekonstrukteur angesichts der für Germanium-Leistungstransistoren notwendigen, unförmigen Kühlbleche die Haare zu Berge stehen. Die für Siliziumtransistoren notwendigen Kühlbleche bzw. nunmehr sinnvollen Kühlkörper werden hinsichtlich ihrer Größe mit den Abmessungen von Elektronenröhren konkurrieren können. Ehe wir weitere, vorteilhafte Eigenschaften von Planartransistoren be¬ handeln, wollen wir auf einige Nachteile eingehen. Aus Bild 2 sehen wir, 26 daß bei der durch das Herstellungsverfahren bedingten geometrischen Anordnung der pn-Übergänge die Strombahnen zwischen dem Kollek¬ torübergang und dem äußeren Kollektoranschluß (Montageblech) ver¬ hältnismäßig lang sind. Der Kollektorbahnwiderstand ist daher hoch. An ihm entsteht ein zusätzlicher Spannungsabfall, der die Restspannung erhöht. In Bild 4 ist dargestellt, wie sich das im Kennlinienfeld auswirkt. Die Restspannung begrenzt die Aussteuerfähigkeit des Transistors in Richtung kleiner Kollektorspannungen und setzt den Umformungs¬ wirkungsgrad von Leistungsendstufen herab, weil die Batteriespannung nicht voll durchgesteuert werden kann (Bild 4). Wird der Transistor als Schalter betrieben, was meistens mit einer eingangsseitigen Übersteue¬ rung verbunden ist, so nennt man die im durchgeschalteten Zustand am Kollektor verbleibende Spannung Sättigungsspannung. Auch sie ist bei Planartransistoren aus dem gleichen Grunde hoch. Als ausgesprochener Leistungsendverstärker und Leistungsschalter eignet sich also derPlanar- transistor nicht sonderlich. Dieser Nachteil führte zur Entwicklung von Epitaxial-Planartransistoren, über die im nächsten Elektronik-Jahrbuch berichtet werden soll. Schließlich muß noch auf folgendes hingewiesen werden: Bei Planar¬ transistoren ist aus physikalischen Gründen die Kollektorkapazität höher als bei Germaniumtransistoren. Auch fällt - zum Teil als Folge davon - der Realteil des Ausgangswiderstandes mit steigender Frequenz stark ab. Dadurch wird die Leistungsverstärkung herabgesetzt. Wir be¬ gingen daher einen Fehler, erwarteten wir von einem Planartransistor das gleiche wie von einem Germaniumtransistor gleicher Grenzfrequenz! Man tut gut daran, bei pauschalen Überlegungen in Gedanken die Grenzfrequenz von größeren Planartransistoren durch 5, die von kleine¬ ren mindestens durch 2 zu dividieren, wenn man sie mit Germanium¬ transistoren vergleichen will. Bild 4 A usgangskennlinienfeld eines Silizium^Planartransistors. Die relativ hohe Restspannung U R ist ersichtlich 27 Damit wäre die Aufzählung der nachteiligen Eigenschaften von Pla¬ nartransistoren erschöpft. Die Aufmerksamkeit des Lesers sei lediglich noch auf die Emittersperrspannung gelenkt. Bei Germanium-Legierungs- transistoren liegt diese bei 10 V und höher. Die Emitter-Basisstrecke von Germanium-HF-Transistoren, die stets nach dem Diffusionsverfahren hergestellt werden, darf in Sperrichtung höchstens mit 0,5 bis 1 V be¬ ansprucht werden. Das ist für viele Fälle unzureichend. Es ist schon vor¬ gekommen, daß der Eingangstransistor von Kurzwellenempfängern zer¬ stört wurde, wenn er zufällig auf einen in unmittelbarer Nachbarschaft betriebenen starken Sender abgestimmt wurde. Dabei gelangte an die Emitter-Basisstrecke des Vorstufentransistors offenbar eine Wechsel¬ spannung, deren Scheitelwert größer war als 1 V, und der Emitterüber¬ gang wurde infolge des oft steilen Stromanstiegs thermisch überlastet und zerstört (Bild 5). Bei Planartransistoren wird die Emittersperr¬ spannung meistens mit 4 bis 5 V angegeben. Die geschilderten Unzu¬ träglichkeiten sind also beseitigt. Lediglich Multivibratorschaltungen, die an Batterien höherer Spannung betrieben werden, erfordern beson¬ dere schaltungstechnische Maßnahmen (z.B. die Verwendung von Sperr¬ dioden). Die niedrige Emitterspannung von allen Transistoren, die nach dem Diffusionsverfahren hergestellt werden, hängt physikalisch mit dem Störstellengefälle im Basisraum zusammen und läßt sich nicht ver¬ meiden. Q5 l M 0.3 02 0.7 1 ] —i ■U k M 5 25 j /- -2 0.5 1 UgfM 1,5 ( - ' 5 - -8 - -k m Bild 5 Strom!Spannungs-Kennlinie des Emitterübergangs eines Planartran¬ sistors. Bei einer Beanspruchung in Sperrichtung über etwa —5 V steigt der Sperrstrom stark an. Es kommen sogar Gebiete negativen , differentiellen Widerstandes vor 28 Es wurde bereits erwähnt, daß infolge der stark reduzierten Oberflächen¬ rekombination die Restströme von Planartransistoren sehr klein sind. Bei Vorstufen typen liegen sie in der Größenordnung von Tausendstel Mikroampere! Sie sind auch außerordentlich konstant und reproduzier¬ bar. Nach Temperatur- und Belastungshüben kehrt der Reststrom exakt auf den Ausgangswert zurück. Eine Beruhigungszeit, die bei Germanium¬ transistoren 24 Stunden und mehr betragen kann, wenn Konstanz¬ untersuchungen durchgeführt werden sollen, ist bei Planartransistoren nicht erforderlich. Im Institut für Allgemeine Elektrotechnik der TU Dresden beobachtete man mehrere Monate lang die Restströme eines unverkappten Planartransistors vom Typ SF112. Er änderte sich nicht. An anderer Stelle wurden Salzsprühtests mit unverschlossenen Planar¬ transistoren durchgeführt, ohne daß dies ihre Funktion und die Rest¬ ströme beeinflußte. Die Versuche demonstrieren, daß die Anforderungen an die Gehäusedichtigkeit bei Planartransistoren weniger streng sind. Allzu nachlässig darf man in dieser Hinsicht jedoch nicht sein, weil sonst an den Kontaktierungsstellen der Elektroden Korrosionserscheinungen auftreten können. Für viele Fälle reicht im Gegensatz zu Germanium¬ transistoren eine Kunststoffumhüllung der Planarkristallplättchen aus (Miniaturtransistoren). Vorteilhaft ist zusätzlich noch, daß der Tempe¬ raturgang des Reststromes von Planartransistoren nur rund halb so groß ist wie bei Germaniumtransistoren. Bei einer Temperatursteigerung von 60 °C nimmt er etwa um eine Zehnerpotenz zu. Bei der Dimensionierung der Schaltung wirkt sich aber vor allem der absolut sehr niedrige Wert des Reststromes vorteilhaft aus. Für einen Vorstufenplanartransistor dürfen wir pauschal bei 20 °C mit einem Rest¬ strom in Basisschaltung (Icbo) von etwa 0,002 juA, bei 80 °C mit 0,02 /liA und bei 150°C mit weniger als 0,2 ja A rechnen. Wenn wir einen Kollek¬ torstrom von nur 0,5 mA einstellen, ist der darin enthaltene Anteil des Reststromes völlig belanglos. In Schaltungen mit Germaniumtransi¬ storen muß gerade wegen des hohen Reststromanteiles im Kollektorstrom der Stabilisierungsaufwand in einer Schaltung nach Bild 6a besonders hoch getrieben werden, d.h., der Spannungsabfall am Emitterwider¬ stand (R e ) muß hoch, und der Querstrom durch den Basisspannungs¬ teiler muß stark sein. Bei Planartransistoren dient die Standardstabili- Bild 6 a - Konventionelle Stabilisations¬ anordnung für Transistor¬ schaltungen mit Emitterwider¬ stand und Basisspannungs¬ teiler, b-Einfache Schaltung. Der Ruhekollektorstrom wird mit Rb eingestellt 29 sationsschaltung (Bild 6a) lediglich dazu, die Auswirkung der Streuungen des Stromverstärkungsfaktors auf die Arbeitspunkteinstellung wegzu¬ regeln. Wenn der Schaltungsentwickler nur den Bereich einer Stromver¬ stärkungsgruppe zu berücksichtigen braucht, kann man den Basis¬ spannungsteiler sehr viel hochohmiger und den Emitterwiderstand kleiner wählen als in Schaltungen mit Germaniumtransistoren. Eine ein¬ gehende Überlegung zeigt, daß bei Kollektorbatteriespannungen, die groß gegen die Basis-Emitterspannung des Transistors U B e sind, die Schaltung nach Bild 6b hinsichtlich der Temperaturkonstanz des Kollek¬ torstromes oft günstiger ist als die konventionelle Anordnung nach Bild 6a. Für eine vollständige Kompensation des Temperaturgangs müßte bei der letzteren die Basis-Emitterspannung um 2 mV/grd ab¬ nehmen (Temperaturdurchgriff). Das läßt sich praktisch kaum realisie¬ ren. Sofern in der Schaltung nach Bild 6b die Batteriespannung groß gegen die Schwankungen des Basispotentials ist, fließt ein konstanter Basisstrom, und der Kollektorstrom (I c = B • I E ) unterliegt nur dem Temperaturgang der Stromverstärkung B. Dieser darf bei Planartransi¬ storen mit etwa 0,3%/grd und weniger angenommen werden. So gewähr¬ leistet in vielen Fällen die einfache Schaltung nach Bild 6 b eine aus¬ reichende Temperaturkonstanz. Gelänge es, dem Widerstandswert von R u etwa den gleichen positiven Temperaturgang zu geben wie der Strom¬ verstärkung, so würde in erster Näherung eine Kompensation eintreten. Das liegt durchaus im Bereich der Möglichkeiten. Nachteilig ist, daß die Schaltung nach 6b die Streuungen des Stromverstärkungsfaktors nicht ausregelt. Es sind jedoch Kunstschaltungen mit Gleichstromgegen¬ kopplungen über eine oder mehrere (direkt gekoppelte) Stufen hinweg denkbar, die diesen Nachteil beseitigen. Auf das Positivkonto der stark reduzierten Oberflächenrekombination geht weiterhin die Tatsache, daß bei Planartransistoren die Stromver- Bild 7 Rauschzahl F eines Planar¬ transistors in Abhängigkeit vom Kollektorstrom bei verschiede¬ nen Generatorwiderständen R g 30 Bild 8 Spektrale Rauschanteile I. von Germaniumtransistoren , II. von Planartransistoren Stärkung bei kleinen Kollektorströmen nicht so stark abfällt wie bei Germaniumtransistoren. Das läßt einen stromarmen Betrieb bei Kollek¬ torströmen unter 100 juA zu, wobei - auch das ist manchmal vorteilhaft - die Eingangswiderstände mehrfach höher sind als 10 kQ. Die grafische Darstellung in Bild 7 zeigt, daß bei Kollektorströmen zwischen 20 und 400 /u,A die Rauschzahl von Planartransistoren im Niederfrequenzgebiet günstiger ist als die aller anderen Transistorarten. Als weiterer Vorteil kommt hinzu, daß der Anstieg des Rauschfaktors in Richtung tiefer Frequenzen (Funkelrauschen) nicht wie bei Germanium¬ transistoren bereits bei 1 kHz beginnt, sondern erst eine Oktave tiefer (Bild 8). Planartransistoren dürften also besonders geeignet sein für Breitbandverstärker mit sehr tiefer unterer Grenzfrequenz, wiesieu.a. in der Magnettontechnik, Elektrokardiografie und bei der Verstärkung geringer Gleichströme benötigt werden. Was die Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Planartransistoren be¬ trifft, so waren bis zum Abschluß des Manuskriptes nur spärliche An¬ gaben zu erhalten. Die Hauptursache dafür ist ihre besonders hohe Zu¬ verlässigkeit, die Großzahlversuche über lange Zeiten erfordert. Bei einem Versuch mit 26,4 • 10 6 Exemplarteststunden (2640 Exemplare mal 10000 Stunden oder 26400 Exemplare mal 1000 Stunden) ergaben sich keinerlei Ausfälle. Ein an anderer Stelle durchgeführter Versuch mit 46 • 10 6 Exemplarteststunden zeigte einen einzigen Ausfall. Die auf 100 Stunden bezogene Ausfallrate war also etwa 4* 10 -5 (0,004%). Man nimmt an, daß sich bei ausgedehnten Versuchen eine Ausfallrate von 10 -5 für 100 Stunden ergeben wird. Das bedeutet gegenüber Germanium¬ transistoren eine Verbesserung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer um den Faktor 10! Abschließend müssen wir feststellen, daß die Eigenschaften von Planar¬ transistoren dem theoretischen Idealbild eines Transistors sehr nahe¬ kommen. Die Transistorentwickler in aller Welt sind deshalb be¬ strebt, die vorteilhaften Eigenschaften von Germaniumtransistoren mit denen von Planartransistoren zu vereinen. Erste Erfolge mitGermanium- 3 ! transistoren, deren Oberfläche mit einer Siliziumdioxidschicht bedeckt ist, wurden bereits Ende 1964 gemeldet. Die Weiterentwicklung auf dem Transistorgebiet ist somit keineswegs abgeschlossen. Das möge der Leser zum Anlaß nehmen, sich eingehend und stetig mit der Transistor¬ technik zu befassen. Tabelle der wichtigsten Daten der Pianartransistorreihe SF 111-114 (Halb¬ leiterwerk Frankfurt/Oder) Typ f^CB m ax 1 V U EB ma x V ^ m ax mA SF 111 20 4 700 SF 112 30 4 700 SF 113 60 4 700 SF 114 100 4 700 Fv max ICBO fr Cc mW A MHz ; pF 400 0,002 40 75-90 400 0,002 40 75-90 400 0,002 40 75-90 400 0,002 40 75-90 Silizium-Kernstrahlendetektoren Kernstrahlendetektoren enthalten als wesentlichen Bestandteil einen pn- Übergang. Als Ausgangsmaterial bei der Herstellung dient p-leitendes Sili¬ zium mit einem spezifischen Widerstand von mehr als 1000 Q * cm. Die an der Oberfläche eindiffundierte n-leitende Schicht ist nur 0,5 bis 1 /um dick . Der pn-Übergang wird im Betrieb mit 100 bis 200 V in Sperrichtung vor¬ gespannt. Die Spannung führt man über einen hochohmigen Widerstand zu, an dem der Eingang des Indikatorverstärkers liegt. Dabei fließt ein Strom von weniger als 1 [iA. Die Eigenkapazität beträgt etwa 5 pF. Ihrer physikalischen Eigenart entsprechend, zeigen Halbleiter-Strahlen¬ detektoren nur geladene Elementarteilchen an, wie Protonen, a-Strahlen usw. Für Röntgenstrahlen, y-Strahlen und Neutronen sind sie unempfindlich. Ihre Hauptvorteile: gutes Auflösungsvermögen, das von der Teilchenenergie unabhängig ist, große Empfindlichkeit, gute Linearität hinsichtlich der Energie (bis zu 25 MeV für a-Teilchen und 6 MeV für Protonen), kleine Zeitkonstante (etwa 10~ 8 s). Sie weisen ferner einen niedrigen Re st ström auf und ein sehr geringes Rauschen. 32 Wissenschaftlich- utopische Skizze Signale aus dem Weltraum An einem heißen Augustnachmittag des Jahres 1986 betritt Dr. Gerd Mül¬ ler, der Leiter der Zentralen Radioastronomischen Beobachtungsstation, den Meßraum. Er wischt sich den Schweiß von der Stirn und blickt dann prüfend auf die Schreiber, die schon seit vielen Jahren die kosmische * Strahlungsintensität der Wasserstofflinie bei einer Frequenz von 1420MHz registrieren. Das Meßprogramm ist 1965 im Internationalen Wissen¬ schaftlichen Rat der Sozialistischen Staaten festgelegt worden und dient dem Ziel, die Existenz menschenähnlicher Wesen auf fremden Sternen nachzuweisen. In der UdSSR, in der Nähe von Pulkowo, stehen riesige Sender mit mehreren 100 MW Sendeleistung, die, gekoppelt mit Anten¬ nensystemen von 1000 Hektar Fläche, auf der Frequenz von 1420 MHz programmierte Signale in den Weltraum ab strahlen, in Richtung auf das Sternbild Epsilon-Eridani. In regelmäßigen Abständen wird diese Botschaft in den Weltraum ge¬ schickt, und die Station, die Dr. Müller leitet, wurde - neben anderen Stationen auf der Erde (insgesamt 6) - beauftragt, die aus dem Sternbild ankommende Strahlung auf dieser Frequenz laufend zu überwachen, so¬ lange das Sternbild für die riesigen Parabolantennen „sichtbar“ ist. Plötzlich stutzt Dr. Müller. Schwach, aber eindeutig erkennbar, zeigt die zitternde Linie auf dem Registriergerät Zacken in unregelmäßigen Ab¬ ständen. Er ruft den Meßtechniker zu sich. „Herr Kunze, haben Sie diese Unregelmäßigkeiten auf Schreiber 6 schon bemerkt? Ich erkenne hier etwa 10 kleine , dreieckförmige Zacken auf dem Schrieb, ist der Schreiber nicht in Ordnung?“ „Aber Herr Doktor, wo denken Sie hin! Ich habe erst gestern alles nach¬ gesehen und justiert, da kamt nichts sein. Ich kann ja mal die Post anrufen, ob irgendein Störer auf der Frequenz sitzt!“ „Nicht nötig! Ich habe erst gestern mit Postrat Hübner gesprochen; er sagte mir, daß es allen Funkdiensten strikt verboten ist, auch nur in die Nähe dieser wichtigen Frequenz zu kommen. Wie ich die Post kenne, 3 Elektronisches Jahrbuch 1966 33 achtet sie streng auf die Einhaltung dieser Anweisung. Warten Sie bitte ab, wie lange das Zappeln hier noch dauert, und rufen Sie mich dann über Video an. Ich gehe erst mal essen.“ „ Wird gemacht, Herr Doktor.“ Und Kunze setzt sich vor den Schreiber. Eine halbe Stunde später summt im Zimmer des Stationsleiters das Video¬ telefon. Auf dem Bildschirm erscheint das Gesicht Kunzes, dem man die Aufregung ansieht. „Herr Doktor, der ganze Spuk hat 19 Minuten, 4 Se¬ kunden gedauert; jetzt ist alles wieder ruhig wie zuvor. Haben wir damit vielleicht schon eine Antwort von Epsilon-Er idani?“ „Na, na, immer schön ruhig, Herr Kunze. Sie sind ja schon lange genug hier auf der Station , um zu wissen, daß erst mehrere Aufzeichnungen von besonderen Ereignissen vor liegen müssen, ehe ich irgend wen damit be¬ lästigen kann“ „Aber könnten Sie nicht mal Balschkow in Pulkowo anrufen? Der würde sich bestimmt dafür interessieren, auch wenn nichts weiter dahintersteckt! Vielleicht spielen wir ihm den Streifen mal über das TF-Gerät 'rüber? Er war doch neulich hier und sagte, wenn irgend etwas wäre, möchte er gern zuerst informiert sein“ „Nun meinetwegen, schicken Sie ihm den Registrierstreifen, und -führen Sie, bitte, in Zukunft den Meßdienst wie bei Strahlungswarnung Stufe I durch.“ „Ich werde den zweiten Mann ’ ranholen. Dann also guten Feierabend und angenehme Ruhe, Herr Doktor“ „Ja danke; wenn wieder etwas sein sollte, rufen Sie mich sofort an“ Der Bildschirm verlosch, und Dr. Müller hing seinen Gedanken nach. Sollte wirklich ein Resultat der großzügig geplanten Arbeit vorliegen? Seit über 10 Jahren sandte man das kodierte Signal mit hoher Leistung aus, der Stern war 4 Lichtjahre entfernt. Es wäre durchaus möglich, daß jetzt eine Antwort auf das irdische Signal käme. In der Station auf Rügen verfügte man über die zweitempfindlichsten Geräte der Welt; nur die in Green Bank waren noch etwas besser. Wenn Gregory nun auch etwas aufgenommen hätte... ? Noch hatte er diesen Gedanken nicht zu Ende gedacht, als die Fernschreibste Ile anrief: „Herr Doktor Müller! Ein FS, dringend, von Gregory an Sie! Er hat gestern während einer Zeit von etwa 19 Minuten Signale in unregel¬ mäßigen Abständen auf der Wasserstofffrequenz gehabt. Er schickt Ihnen den Film mit der nächsten Postrakete 'rüber. Das FS bringe ich Ihnen gleich vorbei.“ „Danke, Fräulein Hertwig, das ist eine sehr wichtige Sache, damit können Sie sogar in die Zeitung kommen!“ „Sie machen immer solche Späße, Herr Doktor!“ „Doch doch, Fräulein Hertwig, ich glaube, wir haben heute einen besonde¬ ren Tag. Halten Sie sich mal bereit, eine ganze Menge Fernschreiben los¬ zuschicken. Ich muß wahrscheinlich den gesamten Rat hierher einladen.“ 34 „Na, von mir aus, das Wetter ist noch so schön zum Baden, sollen sie mal alle kommen Wenig später sind bereits edle in Frage kommenden Stellen informiert. Gregory und Balschkow haben ihre Teilnahme bereits bestätigt, und die große Konferenz ist für den übernächsten Tag angesetzt worden . Nach 20 Stunden 23 Minuten fängt die Station wiederum Signale auf Ein Übe reinanderlegen der Registrierstreifen ergibt, daß es sich um genau das gleiche Signal aus 266 Impulsen in unregelmäßigen Abständen handelt. Die Auswertung des inzwischen eingetroffenen Streifens von Gregory zeigt das gleiche Ergebnis. Nun gibt es keinen Zweifel mehr: Das sind Antwort¬ signale vernunftbegabter Wesen aus dem Sternbild, das man vor über 20 Jahren als Ziel ausgesucht hat. Die Wissenschaftler stehen nun vor der Aufgabe, die empfangenen Zeichen zu entschlüsseln. Dazu soll die ein¬ beruf ene Konferenz die ersten Schritte tun. Freitagmorgen brummt der erste Turbinenwagen in den Hof der Station. Dr. Müller kennt ihn schon und eilt dem Gast entgegen . „Hallo Igor, altes Haus - du bist der erste. Ich freue mich sehr, dich wiederzusehen! Was macht ihr in Pulkowo? Na, ich glaube, wir müssen bald ein neues Programm senden „Ich habe mal die Abstände der Impulse mit dem Zeitanalysator ausgemes¬ sen, es sind alles exakte Vielfache der Zeit von 0,9 Sekunden. Was für eine Integrationszeit habt ihr denn auf Schreiber 6 gehabt, mein lieber Gerd?" „Na, hör mal, Igor, kaum bist du da, da fängt der Wirbel schon an. Heb dir mal deine klugen Reden bis nachher auf Gregory kommt auch, und aus Berlin habe ich die Mitglieder des Wissenschaftlichen Rates eingeladen. Ich nehme an, in ein, zwei Stunden sind alle da, dann kannst du los¬ legen /“ „In Ordnung, gehen wir erst mal frühstücken Wenig später trifft ein Hubschrauber mit Gregory ein, der sich zu den bei¬ den eifrig diskutierenden Wissenschaftlern gesellt und ebenfalls vor neuen Ideen übersprudelt. 11 00 Uhr im kleinen Sitzungssaal der Station. Das leise Sprechen im Saal verstummt, als Dr. Müller jedem Teilnehmer ein Blatt in die Hand drückt und die Sitzung eröffnet: „Also, meine Damen und Herren, das hier ist alles, was wir bisher über die rätselhaften Signale aus dem Weltall wissen. Sie sind auf der interstellaren Wasser st offfrequenz zu uns gelangt, sie traten mein fach in Abständen von 20 Stunden 23 Minuten auf und bestehen aus einer unregelmäßigen Folge von 266 Impulsen, die insgesamt 19 Minuten dauerte Igor Balschkow meldet sich sofort zu Wort: „In Ergänzung der Fakten, die Doktor Müller vortrug, habe ich die Ab¬ stände der Impulse ausgewertet; es handelt sich bei allen um exakte Viel¬ fache der Grundzeitdauer von 0,9 Sekunden. Die Schreiber arbeiteten mit 0,2 Sekunden Zeit konstante, so daß von 35 dort keine Fehler zu erwarten sind. Wenn man f ür jeden Impuls eine Eins und für die Abstände Nullen schreibt, so ergibt die Botschaft aus dem All 1271 bits. (Das sind Informationseinheiten Null oder Eins). Auf¬ geschrieben sieht die Nachricht so aus: 10000000000000000000000000000*0000000000100001110000000000100000 1000000100000100000001000100000000000101000000000*10100000000010 00 10000 1000001 10OtOÖOOOOOOllÖOl00000000100 0 10OOQO10*000010000060 Ö 1000 JO00 1000 0 00 01 110000000000 0 10011000000001001 1 0 0 00 00 0000 00000 000000000 10 10000000000 io1000000000000000000000001000001000000 100 0 00J000 0 HO 001000000 000 000 0000000000 0000000 0000000*0000000 011000 0I1;koÖO110000110000II0 0 00 J00000000010010010010030010010010010010 OIOJO 100100J0000J 100001 10000 1 100001 10000 1 100OÖ000001000000000001 li1101000000000000000000000100000000000 100000 10000000000010 I 10tl 1001000000000000011111010000000000000000000000000000100000000000 00 00 00100 0 J00 1 1 10 000000000001010000000000000001Ü10010000I1Ö0101Ü J110010100000000000000010100100001 0000000000 100 10000000000000000 0 100100 00 010 000000 00 001 II J 1 00 00000 00 00 0 0 1 1 1 1 100 000 01 1' 1-0'10 10 00 00 0 1010100000000000101010000000100000000000100010100000000010100010 0000000000000000010001001000100010011011001110110110100000100010 OOJOIOIOIOOOIOOOIOOOOOOOOOOOOOOOOOOIOOOIOOOJOOHIOIOOOIOOOIOOOOOO 100000000000011100000111110000011100UO00011111010000010101000001 010000010 001000000100000000001000001OiOOlllOOOO10000010000011000 0000001000001000100010001000001000001000011000010000010001000100 ö 10000 010*0001 10*0000001 100000 1 10 1 10001 101 lOOOOO11001J1 Der anwesende Mathematiker springt auf und erklärt: „1271 ist ein Produkt aus zwei Primzahlen, nämlich 31 mal 4L Das läßt die Vermutung aufkommen, daß man zur Entschlüsselung die Botschaft geometrisch als Rechteck mit den Kanten 31 und 41 darstellen müßte.“ Der Astrobiologe meint zu diesem Problem , daß es doch naheliegend sei, von den anderen Lebewesen anzunehmen, daß sie auch einen optischen Sinn - etwa Augen - besäßen und der Einfachheit halber ein kodiertes Bild mit den wichtigsten Angaben über sich übermitteln wollten. Sofort beginnen die Mit¬ arbeiter der Auswerte¬ abteilung, ein großes kariertes Blatt an den Stellen mit Punkten zu versehen , wo in der Impuls¬ botschaft eine Eins steht, und die Karos leerzulassen, wo eine Null auftritt. Nach einer halben Stunde sind sie fertig, und alle Anwesenden blicken vol¬ ler Staunen auf das Bild. • > • * • 0 : * . • • * • • • * • 90 0 •• • • • • ♦ -■ • • • ••• • •• • • • • • • • ♦ • ♦ • • •« 0 0 9 0 9 0 • • •• • • • • • ■ • • • • 4 • ► 00 . •• • • ••••• • •• 09 • • • ♦ 09 • •• • J • • • • 9 • • • • ; ♦ # * 909 • • • • • * . i-m-r 9 • • • : ii: 99999 90090 0 • • • • * * * . 0 0 0 * ' m * • 0 0 0 * * * • * 00 «• ••• * • •• • # « » ♦ * * 0 9 • • « ♦ ♦ 9 0 • 900 • * • * • * ♦ 9 0 * • • ••• 9 9 « • • • • 9 0 • : ** • • • • 9 9 • •« •• •* •• 00 00 000 36 Wieder ist es der Astrobiologe, der das Schweigen bricht. „ Kollegen, w sind in Nachrichtenverbindung mit einer Rasse aufrechter Zweibeiner, cfte sich geschlechtlich fortpflanzen. Man sieht Mann, Fraw wwö? Kind auf dem Bild. Es ist auch eine bildliche Andeutung vorhanden , daß es Säugetiere sein könnten. Der rohe Kreis und die Punktkolonne auf der linken Seite des Bildes stellen ihre Sonne und in digitaler Zählweise ihr Planetensystem dar. Die linke Figur zeigt auf den vierten Planeten; das müßte demnach ihr Heimatplanet sein fl Dr. Müller meint erregt: „Bisher stimmen wir edle diesen Schlußfolge¬ rungen zu. Ich möch te noch ergänzen, daß der Planet, auf dem diese Zwei¬ beiner wohnen, eine Umdrehungszeit von 20 Stunden und 23 Minuten haben muß; denn der Abstand der einzelnen Botschaften entspricht diesem Zeitraum, und wir senden unsere Botschaft auch jeden Tag einmal in die vorgewählte Raumrichtung fl Der Mathematiker ergänzt diese bisher ermittelten und sofort durch Magnetbandaufnahme fest gehaltenen Fakten durch die Bemerkung, daß die Wellenlinie am dritten Planeten sicher Wasser oder zumindest eine ähnliche Flüssigkeit andeuten solle und daß diese Kenntnis der logische Beweis dafür sein könne, daß die auf dem vierten Planeten lebenden Zwei¬ beiner bereits Weltraumflüge durchgeführt haben. Gregory meint lächelnd dazu: „In dem angenommenen Wasser auf dem dritten Planeten schwimmen übrigens Fische, wie man leicht aus dem Bild siehtfl Alles lacht, aber man nimmt auch diesen Fakt injdie Berichter¬ stattung auf. Es meldet sich der anwesende Chemiker zu Wort: „Nun möchte auch ich einiges beitragen . Die Diagramme im Bild oben sind die Atome des Wasserstoffs, des Kohlenstoffs und des Sauerstoffs; dem¬ nach basiert ihr Leben auf einer Kohlehydratchemie, vielleicht ähnlich unserer fl Nach einer weiteren Stunde kann die Kommission noch folgende Tatsachen fest stellen: Die Binär zahl 6 am erhobenen Arm der rechten Figur deutet sechs Finger an und weist auf ein Zwölfer-Zählsystem hin . Die Dimen¬ sionslinie an der rechten Seite des Bildes soll offenbar die Körperlänge der Figur angeben. Es steht die Zahl 11 in der Linie. Demnach ist das Lebe¬ wesen 11 Einheiten groß. Da beide Partner der Nachrichtenverbindung als einzige gemeinsame Länge die Wellenlänge der Wasserstoffkennlinie kennen, kann errechnet werden, daß die Lebewesen 11 mal 21 cm, also rund 231 cm groß sind. Dr. Müller spricht abschließend: „Meine Damen und Herren, Sie waren Zeugen einer großen Entdeckung der Menschheit. Wir hatten erstmalig Kontakt mit anderen Lebewesen im Universum. Wir waren in der Lage, die Botschaft rasch zu entschlüsseln. Die Ergebnisse werden der Weltöffent¬ lichkeit sofort mitgeteilt. Im Wissenschaftlichen Rat wird schnellstens die Frage einer geeigneten Antwort untersucht , damit dieser erste Kontakt 37 aufrechterhalten werden kann. Ich danke Ihnen allen für Ihre Bemühungen und wünsche Ihnen eine gute Heimreise Es ist inzwischen Abend geworden. Die Ostsee rauscht , ///;d ein kühler Wind kommt von der See her. Die Hubschrauber und Turbinenwagen der Gäste können zwar noch einige Zeit das Meeresrauschen übertönen , aber dann ist wieder Stille in der Station , dort , >vo «oc// einigen Stunden diese rege Diskussion stattfand. Sie meinen , liebe Leser , daß es so etwas nicht gäbe , geben könnte? Nun , bisher haben wir gerade die ersten Schritte zur Eroberung des Kosmos getan , der Flug Gagarins liegt nur einige Jahre zurück. Warten wir ab , um die Zukunft bringt. Diese utopische Skizze basiert jedoch auf exakter logischer Denkweise ; eme ähnliche Situation dürfte durchaus möglich sein. Auch die Meßtechnik und die Radioastronomie sind dem beschriebenen Stand nicht mehr weit entfernt. Es könnte lediglich sein , daß die hier be¬ schriebene utopische Situation - bereits früher Wirklichkeit wird. Rausch der Geschwindigkeit Wußten Sie schon... daß die Geschwindigkeit der Elektronen in Elektronenröhren etwa 10000 km/s erreichen kann? In Elektronenstrahlröhren ist sie 4- bis 5mal größer , das heißt , sie beträgt etwa 1 / 6 der Lichtgeschwindigkeit. Die größte Geschwindigkeit erreichen Elektronen und andere Elementarteilchen in spe¬ ziellen Beschleunigern. In ihnen wird die Beschleunigung der Teilchen in Elektronenvolt angegeben. In dem großen Synchrophasotron der Sowjetunion werden die Teilchen bis zu 10 Milliarden (IO 10 ) Elektronenvolt beschleunigt. Derzeitig baut man Beschleuniger für noch größere Leistungen. Eine weitaus größere Energie und folglich auch höhere Gesch windigkeit haben die Teilchen kosmischer Strahlen. Ihre Energie erreicht Werte bis zu 10 18 Elektronenvolt. Wie groß diese Energie ist , zeigt folgendes Beispiel: Wenn eine Kugel von einem Pond Gewicht über diese Energie verfügte und in das Schwarze Meer fiele , dann verdampfte das ganze Wasser augenblicklich. 38 WiMfried Schurig Elektronische Datenverarbeitungsanlagen Sie wissen, welche enorme Arbeit die Lohnabteilung eines Betriebes vor jedemZahltag bewältigen muß. Zahlreiche Varianten des Arbeitsablaufes und andere Faktoren beeinflussen die Lohnberechnung. Moderne elek¬ tronische Datenverarbeitungsanlagen übernehmen in der Zukunft diese Arbeit. Sie berechnen beispielsweise den Lohn für 2000 Beschäftigte unter Berücksichtigung der beliebigsten Einflüsse (Steuerabzüge, Lei¬ stungszuschläge usw.) in weniger als drei Stunden! Eintönige Routinearbeit erledigen Maschinen. Ein Teil der Arbeits¬ kräfte steht für andere Aufgaben bereit, die noch verbleibenden Mit¬ arbeiter bedienen die Anlage und steuern ihren Arbeitsablauf. Aber nicht nur bei der Lohnabrechnung rationalisieren Datenverarbeitungs¬ anlagen die Arbeit. Die folgende Übersicht zeigt einige typische Einsatz¬ beispiele für Datenverarbeitungsanlagen [1]. 1 Einsatz¬ gebiet | Verwaltungs¬ technische Arbeiten Betriebs- Technische und wirtschaftliche wissenschaftliche Anwendungen Aufgaben Industrie Lohnabrechnung Fakturierung Betriebsabrechnung Arbeitsvorbereitung Materialbewirt¬ schaftung Belastungsplanung Operations-Research Berechnung von Maschinen und Maschinenteilen Handel Fakturierung Debitorenbuch¬ haltung \ 1 ! i j Lagerbewirt¬ schaftung Verkaufsvorher¬ sagen Marktforschungs¬ aufgaben Verkaufsstatistik und Absatzanalyse ! j Operations-Research[ Trendberechnung 39 Einsatz¬ gebiet Verwaltungs¬ technische Arbeiten l ! Betriebs- ! , wirtschaftliche Anwendungen Technische und wissenschaftliche Aufgaben Banken Kontokorrent Hauptbuchhaltung Titelbuchhaltung Koupon- abrechnung Lohnabrechnung Renditen¬ berechnungen Statistik Kostenrechnung Versiche¬ rungen Prämienabrech¬ nungen Buchhaltung Statistik Annuitäten aller ' Art Risikounter¬ suchungen Sterbetafeln T arif berechnungen Verwaltung Steuerabrech¬ nungen Lohnabrechnungen Buchhaltungen Statistik i Wissen¬ schaft Medizin- und Biologiestatistik ! Berechnungen auf dem Gebiet der Physik, Chemie und Kybernetik Militär¬ wesen Materialbewirt¬ schaftung Operations-Research Flugbahn¬ berechnung Fliegerleitung Datenverarbeitungsanlagen stellen Digitalrechner mit wesentlich er¬ weiterter externer Speicherkapazität dar. Sie besitzen eine größere An¬ zahl verschiedener Eingabe- und Ausgabeeinheiten. Datenverarbeitungs¬ anlagen bestehen aus einer Zentraleinheit (Digitalrechner) und den peri¬ pheren Einheiten (Ein- und Ausgabeeinheiten, externen Speichern für Daten). Aufgabenstellung, Anwendungsbereich und Umfang der vor¬ gesehenen Arbeiten bestimmen die Art und die Zahl der anzuschließen¬ den peripheren Einheiten. So ermöglicht beispielsweise die Datenverarbeitungsanlage BULL GAMMA 30, eine volltransistorisierte Anlage mittlerer Größe, den Anschluß folgender peripherer Einheiten [2]. 1. 14 Magnetbandeinheiten - mit einer Lese- bzw. Schreibgeschwin- (als externe Speicher) digkeit von 10000 Zeichert/s, 33333 Zeichen/s oder 66666 Zeichen/s 40 2. 6 Wechsel-Plattenspeicher - mit je 4,6 • IO 6 Zeichen (als externe Speicher) Speicherkapazität 3. 2 Großraum-Plattenspeicher - mit je 88 • 10 6 Zeichen (als externe Speicher) Speicherkapazität 4. 1 Kartenleser - liest 36000 Lochkarten/Std. 5. 1 Kartenleser/Stanzer - liest bzw. stanzt 18000 Lochkarten/Std. 6. 1 Karten Stanzer - stanzt 6000 oder 12000 Lochkarten/Std. 7. 1 Streifenleser -liest 1000 Zeichen eines Lochstreifens pro Sekunde 8. 1 Streifenstanzer -stanzt 100 Zeichen eines Lochstreifens pro Sekunde 9. 1 Streifenleser/Stanzer - liest bzw. stanzt 100 Zeichen eines Lochstreifens pro Sekunde 10. 1 Beleglesersortierer - liest und sortiert 93 600 Belege/Std. 11. 2 Schnelldrucker - für 60000 bzw. 65500 Zeilen/Std. 12. 1 Pult-Schreibmaschine - 10 Zeichen/s 13. 1 Abfragestation - 10 Zeichen/s (Die Baugruppe 4. bis 13. dienen als Eingabe- bzw. Ausgabeeinheiten). Der Digitalrechner (Ziffernrechenmaschinen) besteht aus dem eigent¬ lichen Rechenwerk, dem Leitwerk und dem Speicherwerk. Die Eingabe der zu verarbeitenden Daten des Rechenprogrammes erfolgt über die Eingabeeinheit. Die Ausgabe der Ergebnisse über die Ausgabeeinheit. Ziffemrechenmaschinen können lediglich Zahlen im Dual-System bzw. in Kombinationen mit dem Dualsystem, z.B. im Dual-Dezimal-System, verarbeiten. Die einzugebenden Daten sind deshalb nach einem be¬ stimmten Schlüssel in dieses System umzuwandeln. Während Ziffern¬ rechner für wissenschaftliche Aufgaben das Dual-System anwenden, eignet sich für Digitalrechner in Datenverarbeitungssystemen besser das Dual-Dezimal-System. Das Dezimalsystem benutzt die Ziffern 0 bis 9. Für den Wert einer mehrstelligen Zahl ist dabei die Stellung jeder Ziffer wesentlich. Beispiel: 005 - fünf 050 - fünfzig 500 - fünfhundert Auf diese Weise ermöglicht das Dezimalsystem, jede beliebige Zahl bzw., wenn man das Komma einschließt, jede beliebig kleine Zahl darzu¬ stellen. Auch im Dual-System (häufig auch Binär-System genannt) entscheidet die Stellung der Ziffer den Wert der Zahl. Dieses System kennt allerdings nur zwei Ziffern, die 0 und die 1 (oftmals auch mit L bezeichnet). Ge- 41 Bild 1 Datenverarbeitungsanlage „Gamma 30“ der Firma Bull Bild 2 Blockschaltbild einer Datenverarbeitungsanlage rade durch die Beschränkung auf zwei Ziffern ermöglicht das Dual- System den Bau elektronischer Rechner, denn jede der beiden Ziffern entspricht einem Schaltzustand, z.B. 0 - ausgeschaltet 1 (L) - eingeschaltet. Das folgende Zahlenbeispiel erläutert die Darstellung im Dual-System und Dezimal-System als Gegenüberstellung. Beispiel: 110 10 1 = 1 * 2 5 + 1.2 4 -|- 0.2 3 -f 1 • 2 2 + 0.2 1 + 1.2° - 1 • 32 + 1 • 16 H 0.8 -J- 1 ■ 4 + 0 ■ 2 + 1 • 1 = 32 + 16 4-0 + 4 + 0 +1 dual = 53 — 50 + 3 = 5 • 10 + 3 * 1 = 5 • 10 1 + 3 • 10° | dezimal Die Kombination Dual-Dezimal-System stellt jede Ziffer einer Zahl des Dezimal-Systems durch 4 Dual-Zahlen dar. Beispiele: Dezimalzahlen 5 24 378 \l 1096 (1 * 2 3 =) 8 0 0 0 0 0 1 0 0 .1 0 (1 • 2 2 =)4 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 (1 • 2 1 =) 2 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 (1 • 2° =) 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 Die so verschlüsselten Zahlen lassen sich in den Digitalrechner eingeben. Die Eingabe selbst erfolgt direkt oder indirekt. Bei direkter Eingabe manuell durch Betätigen entsprechender Drucktasten auf dem Steuer¬ pult des Rechners; bei indirekter Eingabe wird die Information einem Informationsträger (Lochkarte, Lochband oder Magnetband) nach einem festgelegten Schema aufgeprägt. Das Eingabewerk tastet diese Infor¬ mationen ab und setzt sie in elektrische Impulse um. In den meisten Fällen erfolgt die Eingabe automatisch mittels Eingabesteuerung nach einem Eingabeprogramm. Die Impulse laufen über das Leitwerk in den Speicher. Sie stehen damit für die durchzuführenden Rechenoperationen bereit. Als Speicher¬ elemente eignen sich Relaisschaltungen, bistabile Multivibratoren (Flip-Flop) mit Röhren- oder Transistorbestückung, Ferritkem-Matrix- speicher und mit hoher Geschwindigkeit rotierende Zylinder, deren 43 Mantelfläche eine magnetisierbare Schicht trägt, sogenannte Magnet¬ trommelspeicher. Bei dem Magnettrommelspeicher bewirken die eingegebenen Impulse eine Magnetisierung einzelner, winzigster Bezirke auf der Mantelfläche des rotierenden Zylinders. So besteht beispielsweise eine von der Firma BULL verwendete Magnettrommel aus einem Metallzylinder von 20 cm Durchmesser, der mit einer Eisenoxid-Schicht bedeckt ist und 2750 Umdrehungen in der Minute ausführt. Die Trommel selbst ist in 128 Bahnen unterteilt. Feststehende Magnetköpfe, die um die Trommel an¬ geordnet sind, speichern oder lesen bei jeder Umdrehung 6144 Impulse je Bahn. Bei 128 Bahnen können somit auf der Trommel 786 432 Dual¬ ziffern (als Impulse) gespeichert werden. Da jede Dezimalzahl zur Spei¬ cherung 4 Dual-ZifFem benötigt, entspricht das einem Speichervermögen von 196608 Dezimalstellen. Wenden wir uns dem Speichervorgang im Ferritkem-Matrixspeicher (kurz: Kernspeicher) zu. Grundbausteine dieses Speichertyps sind Fer¬ ritringe von 1 bis 2 mm Durchmesser mit annähernd rechteckiger Hystereseschleife. Durch jeden dieser Ferritkerne führen drei Drähte, die jeder für sich eine Windung drei verschiedener, über den Ring ge¬ schobener Spulen darstellen. Fließt durch die Spule 1 ein konstanter Gleichstrom i in der angegebenen Richtung, bildet sich im Kern ein magnetischer Fluß. Dieser Fluß durchsetzt auch die Meßspule. Nach Abschalten des Stromes bleibt der magnetische Fluß erhalten (Form der Hystereseschleife). Erneutes Einschalten des Stromes bringt keine Ände¬ rung. Selbst bei Wechsel der Stromrichtung bleibt der magnetische Fluß in seiner Größe und Richtung bis zu einer bestimmten Stromstärke bestehen. Erst eine weitere Steigerung des Stromes in der neuen Richtung hat ein Umschlagen der Flußrichtung und damit eine Flußänderung zur Folge. In der Meßspule wird nach dem Induktionsgesetz nur zum Zeitpunkt der Flußänderung kurzzeitig eine Spannung induziert. Dieser Zyklus kann sich beliebig wiederholen. Fassen wir noch einmal zusammen: - Spartnungsinduktion in der Meßspule nur bei Wechsel der Flußrichtung. - Wiederholtes Ausschalten dieses Stromes gleicher Richtung bewirkt keine Spannungsinduktion. - Anschalten eines Stromes, der ein entgegengesetztes Magnet¬ feld zur Folge hat, führt erst bei einem bestimmten Wert zum Wechsel der Flußrichtung. Der für den Wechsel der Flußrichtung erforderliche Strom i wird in zwei gleiche Teile i/2 auf die beiden Spulen 1 und 2 aufgeteilt. Durch die netz¬ artige Anordnung (Matrix) der Kerne bewirkt man, daß nur im Kreu- 44 Bild 3 Ferrit ring für Speicherelemente zungspunkt die für den Flußwechsel erforderliche Stromstärke i als Summe der beiden Teilströme i/2 fließt. Für den Speicherbeginn sei vorausgesetzt, daß alle Kerne mit einem Strom i magnetisiert worden sind (linke untere Ecke der Hysterese¬ schleife). Dieser Zustand entspricht z.B. der Dual-Ziffer 0. Soll ent¬ sprechend den in den Digitalrechner eingegebenen Daten in dem im Bild besonders gekennzeichneten Ferritkern eine 1 gespeichert werden, so sind in die Leitungen x 4 und y 3 gleichzeitig Stromimpulse der Größe -j-i/2 zu geben. Die übrigen x- und y-Leitungen sind dabei stromlos Die noch von den Leitungen x und y durchzogenen Ferritkerne erhalten jeweils nur einen Stromstoß der Größe -H/2 und bleiben damit ebenfalls im Ausgangszustand 0. Dieser Vorgang kann mit allen Kernen durch An¬ legen eines Stromimpulses an die sich jeweils in dem vorgesehenen Kern kreuzenden Leitungen wiederholt werden. Ähnlich verläuft die Entnahme der Information aus dem Kemspeicher. Die Dual-Ziffer eines Kernes der Matrix soll für den Rechenvorgang entnommen werden. An die sich in dem ausgewählten Kern kreuzenden Leitungen wird gleichzeitig ein Stromimpuls — i/2 gelegt. Befand sich der Kern im Zustand „O“, so bleibt der Fluß konstant. War in dem Kern eine „1“ gespeichert, wechselt die Flußrichtung. In diesem Fall wird in dem gemeinsamen Meßdraht kurzzeitig eine Spannung induziert. Bild 4 Hystereseschleife der Ferritringe für Speicherzwecke J 1 Zustand, V Hystereseschleife r- ? - -H~-i H~i - u Zustand „0" i = Strom H ‘Feldstärke B Induktion $ = magn Fluß -4> 45 Bei dem Abtastvorgang geht die Speicherung verloren. Eine besondere Schaltung sorgt deshalb für die Regenerierung des Speicherzustandes. Für die Speicherung von Daten und die Entnahme der Dual-Ziffern aus den verschiedensten Speichern ist es notwendig, genau festzulegen, an welcher Stelle im Speicher die jeweilige Information zu finden ist. Das geschieht durch die Adresse. Jede Tätigkeit der Maschine (von der Ein¬ gabe angefangen bis zur Ausgabe des Resultats) erfolgt nach einem Programm, das selbst wieder aus einer Vielzahl einzelner Befehle besteht. Im Befehl ist festgelegt, welche Operation durchgeführt wird, wo die be¬ treffenden Daten für die Operation gespeichert sind (Adresse) und wo das Ergebnis zu speichern ist (Adresse). Logische und arithmetische Operationen führt das Rechenwerk aus. Die Steuerung dieser Operationen erfolgt durch das Programm. Für den yi y 2 fs jv i/j JT Stromimpu/s für Speicherung n 1" i r* U Stromimpuls für Entnahme der Jnformation Bild 5 Ferritkern - Mat rix Speicher a - Prinzip Die Rasterfläche wurde versehentlich falsch cingczeichnet: Sie gehört zu Schnittpunkt (x 4 —_v 3 ) 46 Bild 5 Ferritkern - Matrixspeicher b - praktische Ausführung praktischen Aufbau dieses Teiles der Anlage eignen sich Relais-, Röhren- und Halbleiterschaltungen. Es sind auch Rechenwerke bekannt, die Rechteckferrite und Magnetverstärker für diese Aufgabe einsetzen [6]. Relais- und Röhrenschaltungen sind in modernen Anlagen weitest¬ gehend durch platzsparende und gegen äußere Einflüsse unempfind¬ lichere Halbleiterbauelemente ausgetauscht. Auf Einzelheiten der Schaltungstechnik logischer Baugruppen kann im Rahmen dieses Beitrages nicht eingegangen werden. Als Beispiel sei lediglich die prinzipielle Schaltung zur Addition gezeigt (Bild 6). Das Bild 7 erklärt die Funktion der einzelnen Gruppen etwas näher. Zur Erläuterung sollen nochmals die Regeln für die Addition von Dual-Zahlen genannt werden: 0 + 0 = 0 0+1 = 1 1 + 0=1 1 + 1=0 (mit Übertrag 1 in die vorhergehende Stelle) 47 Bild 6 Schaltbild für die Addition von drei Summanden a — Schaltbild b - Wertetabelle Mit diesem Beispiel wollen wir unseren Ausflug in die Technik und Auf¬ gabenstellung der modernen Datenverarbeitung beenden. Dieses Ge¬ biet moderner Technik ist so umfangreich und kompliziert, daß nur ganz prinzipiell darüber im Rahmen dieses Beitrages geschrieben werden konnte. Der interessierte Leser wird deshalb auf einige Veröffentlichun¬ gen verwiesen [5] [6], die eine intensivere Beschäftigung mit diesem Ge¬ biet der Technik ermöglicht. 48 4 Hl Realisierung durch Halbleiterschaltungen I Literatur [1] Firmenschrift der Firma Remington Rand, New York; „Univac UCT- System“. [2] Firmenschrift der Firma Compagnie des Machines Bull, Paris; „Daten¬ verarbeitungsanlage BULL GAMMA 30“. [3] Goeäecke, C., „Kybernetik - keine Geheimwissenschaft“, Elektronisches Jahrbuch 1965, S. 171-177. Pfeiffer, P ., „Da würde selbst Adam Ries staunen“, Elektronisches Jahr¬ buch 1965, S. 179-190. [4] Meyers neues Lexikon, (in acht Bänden) 1964, sechster Band, Stichwort: Rechenautomaten, S. 846-849. [5] Archangelski-Saizew, „Automatische Ziffernrechenmaschinen“, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1960. [6] „Das Fachwissen des Ingenieurs“, Band I/Teil 1, S. 764-825, VEB Fach¬ buchverlag, Leipzig 1964. [7] „Elektronisches Rechnen für den Amateur“, Der praktische Funkama¬ teur, H. 52/1965. Wußten Sie schon ... daß die passive Unterwasserbeobachtung mit Hydrophonen dazu dient , U-Boote und Überwasserschiffe nach ihren Propellergeräuschen zu unter¬ scheiden? Eine Methode zur Abwehr dieser passiven Unterwasserbeobach¬ tung besteht darin , in der Beobachtungsrichtung verschiedene Tarn¬ geräusche zu erzeugen. Eine originelle Tarnung auf diesem Gebiet wandten die Japaner im zweiten Weltkrieg an. Es gibt unter den Meerestieren eine Art Garnelen (Krebsart ), die ununterbrochen klappernde Geräusche ver¬ ursachen. Sie erzeugen diese Geräusche sowohl am Tage als auch in der Nacht. Auf Grund dieser Eigenschaft bezeichnet man sie bisweilen auch als Nußknackerkrebse. Die Japaner setzten nun während des Krieges eine ganze Kolonie Garnelen in einer amerikanischen Flottenbasis aus. Die Tiere legten durch ihre Geräusche die passive Unterwasserbeobachtung der Amerikaner völlig lahm. Den Japanern gelang es auf diese Weise , un¬ bemerkt U-Boote in den Hafen zu schicken und amerikanische Schiffe zu versenken . 50 UKW-F unkamateure benutzen den Mond als Reflektor für Funkwellen Dipl.-Ing. H. Peuker, DM 2 BML Während des zweiten Weltkrieges wurden in allen kriegführenden Staaten bedeutende Entwicklungen zur Anwendung der Meter- und De¬ zimeterwellen gemacht. Die Verminderung der Abhörgefahr und Ge¬ winnung neuer Frequenzbereiche bei breitbandigen elektronischen Sy¬ stemen waren dabei maßgebend. Nach 1945 legten viele Länder in ihren neuen Amateurfunkgesetzen UKW-Frequenzbereiche als Amateur¬ bänder fest, da ihre Benutzung jetzt auch Amateuren technisch möglich wurde. Außer den USA haben in Europa besonders Großbritannien und die Bundesrepublik bedeutenden Anteil an der Einführung dieser neuen Amateurfunktechnik. Heute finden wir UKW-Amateurfunkstationen in fast allen europäischen Ländern. In der DDR arbeiten etwa hundert Stationen. Im Vergleich zur Ausbreitung der Kurzwellen gibt es bei den Ultrakurz¬ wellen wesentliche Unterschiede. Entsprechend der optischen Sichtweite kann man eine radiooptische Sichtweite angeben, in deren Bereich die Feldstärkewerte verhältnismäßig hoch sind. Für die bei uns gebräuch¬ lichsten UKW-Amateurbänder (2-m-Band: 144 bis 146 MHz und 70-cm- Band: 420 bis 440 MHz) errechnet sie sich nach der Formel d/km = 4,13 (^/hi/m über NN + y/h 2 !tn über NN); 51 hi und h 2 sind dabei die Höhen der Sende-und Empfangsstation, d ist die radiooptische Entfernung. Wenn keine Erhebungen zwischen Sender und Empfänger liegen, wird eine Verbindung innerhalb dieser Zone immer möglich sein. Haben beispielsweise beide Stationen eine Höhe von 1600 m über NN, so sind 330 km fast jederzeit zu überbrücken. Überreichweiten werden hauptsächlich möglich bei Brechung, Reflexion und Streuung in den Schichten der Troposphäre (d max etwa 2000 km), bei Reflexion an der sporadischen E-Schicht der Ionosphäre (d max etwa 2000 km), bei Reflexion an Meteoritenbahnen (d max etwa 2500 km) und durch Mit¬ wirkung aktiver und passiver Satelliten. Unter aktiven Satelliten sind solche zu verstehen, die das Signal auf¬ nehmen, speichern oder umsetzen und dann wieder mit eigener Energie¬ zufuhr abstrahlen ( TELSTAR . SYNCOM). Passiv dagegen ist z. B. der bekannte Ballon ECHO. An ihm wird die ausgestrahlte Energie nur reflektiert. Die wieder ankommenden Signale sind deshalb im Vergleich zur ersten Methode weitaus schwächer. Der Vorteil der passiven Systeme besteht aber darin, daß der Aufwand auf der Satellitenseite bedeutend geringer ist. Benutzt man zur Reflexion die natürlichen Himmelskörper, so steht die reflektierende Schicht kostenlos zur Verfügung. Es nimmt deshalb auch nicht wunder, daß es viele UKW-Amateure gab, die den Plan einer Reflexion über den Mond ins Auge faßten. Vorange¬ gangen waren diesen Plänen die ersten RADAR -Echos amerikanischer Militäranlagen sowie entsprechende Berechnungen [1], Daraus war zu ersehen, daß das Unternehmen nicht zu unterschätzende Schwierig¬ keiten bereiten würde. Immerhin lockte diese neue Art der Verbindungs¬ möglichkeit auf UKW; es galt Ersttagslorbeeren in der Geschichte der Amateurfunktechnik zu erringen. Auf die gutgemeinten Äußerungen Außenstehender („Warum bleibt ihr nicht auf Kurzwelle, wenn ihr Weitverbindungen hersteilen wollt?“) werden diese Amateure vielleicht mit einem ähnlichen Argument geantwortet haben, wie es der Nestor der UKW-Amateurfunkbewegung in der DDR, Karl Rothammel, DM 2 ABK, tat: „Dies ist die gleiche Situation, in der sich ein Langstrecken¬ läufer befindet, dem man den Rat gibt, doch besser ein Fahrrad zu be¬ nutzen, da dies ja bedeutend bequemer und schneller sei“ [2]. Der Mond als passiver Satellit und Trabant unserer Erde befindet sich in einer Entfernung von 384400 km auf seiner Bahn. Unter Berücksich¬ tigung einer Reisegeschwindigkeit des Signals von 300000 km/s braucht ein ausgestrahltes Signal etwa 2,5 Sekunden, um wieder auf der Erde ge¬ hört zu werden. Zwischen Frage und Antwort von zwei Stationen ver¬ gehen damit etwa 5 Sekunden. Dieser Umstand ist für viele kommerzielle Verbindungen nicht tragbar. Deshalb wurden passive Satelliten vom Typ ECHO getestet, deren Signale auf Grund der andersgearteten Um¬ laufbahn des Satelliten eine weitaus geringere Laufzeit aufweisen. Bis 52 heilte sind jedoch noch keine Amateurfunkverbindungen über den ECHO -Satelliten bekannt geworden. Dagegen haben amerikanische und sowjetische Wissenschaftler, die gemeinsam die Übertragungseigen¬ schaften von ECHO II untersuchten, Verbindungen über Mondreflexion erhalten, als der künstliche Satellit außerhalb der Sichtbarkeit lag. Dies wurde Pressemeldungen entnommen. Die nordamerikanischen Amateure, die sich zuerst mit dem Problem einer Verbindung über den Mond beschäftigten, mußten sich zuerst ein¬ mal mit seiner Umlaufbahn befassen. Es kann ja zu bestimmten Test¬ zeiten Vorkommen, daß der Mond durch einen Wolkenvorhang verdeckt wird. Auch in diesem Fall muß man wissen, wohin die Antenne zu richten ist. Dabei können die von astronomischen Institutionen berech¬ neten und vorausgesagten Katalogdaten helfen [3]. Das ausgeschickte Signal unterliegt auf seinem Weg zum Mond der Streckendämpfung, d.h., es kommt auf der Mondoberfläche bedeutend schwächer an, als es auf der Erde abgeschickt wurde. Je höher die Frequenz der Trägerwelle, desto höher ist auch diese Streckendämpfung. Natürlich gelangt bei einer bestimmten Sendeleistung um so mehr Lei¬ stung zum Mond, je besser gerichtet die Sendeantenne diese ausstrahlen kann. Bei einem wahren Monddurchmesser von 3470 km sehen wir den Mond unter einem Winkel von 0,5°. Bei vorgegebenen geometrischen Maximalausdehnungen einer Antenne verbessert sich die Richtwirkung um so mehr, je höher die benutzte Frequenz ist. Eine sehr scharf bün¬ delnde Antenne muß äußerst genau der Eigenbewegurtg des Mondes nachgeführt werden. Das ist mit Amateurmitteln ein recht schwieriges Problem. Der Anteil der Leistung, die durch den Mond reflektiert wird, richtet sich nach der Größe der Mondoberfläche und ihrem Reflexions¬ koeffizienten. Dieser Koeffizient hängt ab von der Oberfläche und dem Material. Bestünde der Mond z.B. aus Metall, als dessen Reflexions¬ koeffizienten man 1 setzen könnte, so hat der tatsächliche Mond nur einen Reflexionskoeffizienten von 0,1. Wegen der zerklüfteten Ober¬ fläche des Mondes (Ringgebirge mit Durchmessern bis 200 km und Kratertiefen bis 7500 m) wird die reflektierte Energie nach allen Seiten gestreut, und der Bruchteil, der in Richtung Erde zurückwandert, unter¬ liegt wiederum der Streckendämpfung und kommt stark geschwächt an. Es ist allgemein bekannt, daß man mit einem elektronischen Verstärker sehr schwache Signale nur schwer verstärken kann, weil die Rausch¬ anteile des Signals mit verstärkt werden. Kosmische Rauschquellen sind z.B. die Sonne und das Milchstraßensystem. Diese Rauschquellen haben jedoch oberhalb 300 MHz einen geringeren Rauschbeitrag als das Emp¬ fängerrauschen. Selbst der theoretisch ideale Verstärker rauscht mit einem bestimmten Anteil, der u. a. abhängig ist von der Höhe der Raum¬ temperatur und von der Bandbreite der Empfänger. Soll dieser Rausch- 53 anteil gering bleiben, so muß die Bandbreite der Empfänger klein gemacht werden, wobei nur noch die Übertragung langsamer Telegrafie¬ signale oder Einseitenbandmodulation möglich ist. Zum Wärmerau¬ schen kommen noch Anteile hinzu, wenn nicht z.B. ein MASER- Ver¬ stärker benutzt wird, der für einen Amateur unerschwinglich sein dürfte. Der angedeutete Mechanismus zeigt die Schwierigkeiten einer Erde- Mond-Erde(EME)-Verbindung [4]. In Abhängigkeit von Ausbreitungsdämpfung, Antennengröße, Rausch¬ anteilen und Wirkungsgrad der Senderendröhre erscheint eine Frequenz um 1000 MHz als Optimum. Damit bietet sich das 23-cm-Band an (1296 MHz), was jedoch in der DDR nicht mehr zugelassen ist. Als Sender benutzt man frequenzstabile Typen hoher Ausgangsleistung, die über mehrere Vorstufen quarzgesteuert werden. Der Quarzoszillator wird dabei oft mehrere Meter tief in den Erdboden eingegraben, damit er über lange Zeit gleiche Temperatur und damit konstante Schwing¬ frequenz behält [5]. Als Antennen baut man Parabolspiegel mit etwa 5 m Durchmesser auf, die zum Senden und zum Empfang verwendet werden. Die Empfänger müssen hohe Verstärkung bei geringstem Eigen¬ rauschen aufweisen, für die Empfangsfrequenz sehr genau einstellbar sein, große elektrische und mechanische Stabilität und eine geringste ZF-Bandbreite von 50 bis 100 Hz (Sendefrequenzkonstanz von 4.10~ 8 !) haben. Damit wird ein Äußerstes selbst an kommerziellen Mitteln ge¬ fordert. Es ist einleuchtend, daß die zum Aufbau einer derartigen Station not¬ wendige Arbeit nicht von einem einzelnen Amateur bewältigt werden kann. So bildeten sich zuerst in den USA bestimmte Teams heraus. Nach dem Aufbau der Station erfolgte die Erprobung, indem man versuchte, das ausgestrahlte Signal nach 2,5 s wieder zu empfangen. Nach vielen Versuchen gelang es am 21. 7. 1960 erstmalig zwei Amateurfunkergrup¬ pen der USA ( W1BU und JFdiT#),eineEME- Amateurfunkverbindung in Telegrafie auf dem 23-cm-Band zu absolvieren. Um diese Leistung würdigen zu können, muß man wissen, daß sich theoretisch eine Ver¬ bindung bei folgenden Daten ermöglichen läßt: Parabolspiegel von 5 m Durchmesser, 50-Hz-Bandbreite des Empfängers, gerade aufnehmbares Signal bei einer Senderleistung von 4 kW! [4] In Europa gelang es der westdeutschen-schweizerischen Gruppe ( HB9RG , DL9GU, DJ3EN und DJ4A U) im Jahre 1962, eigene23-cm-Signale durch Reflexion vom Mond zu empfangen.Die Vorbereitungen zur Verbindung Europa-Nordamerika auf UKW wurden damit eingeleitet. Die meisten Amateure waren jedoch überrascht, als diese Verbindung am 17. April 1964 durch die finnische Station OH1NL mit der amerikanischen Station K6DNG erfolgte. Dies geschah entgegen allen Überlegungen nicht auf dem 23-cm-Band, son¬ dern auf dem 2-m-Band (145 MHz). Mit der Ausrüstung von OH1NL (800-W-Sender und 21-dB-Gruppenantenne) waren jedoch immerhin 54 74 Versuche notwendig, die vorher genau festgelegt werden mußten [ 6 ]. Wenig später, am 14. Juni 1964, konnte der amerikanische Amateur KP4BPZ den Parabolspiegel des Teleskops von Puerto Rico mit einem Durchmesser von 305 m (!) für EME-Tests auf dem 2-m- und 70-cm- Amateurband benutzen. Es wurde angekündigt, daß auf Grund des hohen Antennengewinns Verbindungen Europa - KP4BPZ möglich sein könnten, auch wenn europäische Stationen nicht die einer EME-Station entsprechende Ausrüstung hätten. Vor allen Dingen sollte kein Parabol¬ spiegel auf der europäischen Seite notwendig sein. Nachdem die ameri¬ kanische Station ihre Versuche vorher angekündigt hatte, was durch Amateurrundsprüche in Europa verbreitet wurde, saßen in Europa viele Amateure zwei Nächte lang an ihren Geräten und hofften, die ameri¬ kanische Station über Mondreflexion zumindest zu hören. Leider war das nicht vielen vergönnt, da über Mitteleuropa eine starke Gewitter¬ front lag. Diese verursachte u.a. Koronaentladungen auf den Antennen und machte dadurch den Empfang meist zunichte. Immerhin meldete das /4RRL-Bulletin vom 18. Juni 1964 70-cm-Verbindungen der Station KP4BPZ mit den amerikanischen Stationen WIBJJ , W9HGE und W9GAB , mit der Schweizer Gruppe HB9RG , mit der englischen Station G3LTF (alle in Telegrafie) und mit der amerikanischen Station W1FZJ in Telefonie. Auf dem 2-m-Amateurband gelang der Station KP4BPZ die Telegrafieverbindung mit den amerikanischen Stationen WJBU, K2LMG, WB6ZGY , W3TIK/3 , W3TMZ/3, IV3L UL!3, W4HJZ, W4FJP und W0IC und den westdeutschen Stationen DJ3EN und DJ8PL [7]. Diesen Verbindungen folgten die Glückwünsche vieler Amateurfunkorganisationen. Im gleichen Jahr, am 27. September 1964, gelang der westdeutsch- schweizerischen Gruppe unter dem Rufzeichen HB9RG die Verbindung zur amerikanischen Station W1BU in Telegrafie über 15 min auf der Frequenz 1296 MHz. Abschließend muß festgestellt werden, daß solche Riesenparabolspiegel von 300 m Durchmesser den Amateuren in den wenigsten Fällen zur Verfügung stehen werden. Die beiderseitig gleichwertige EME-Aus¬ rüstung (bei HB9RG ist z.B. alles Selbstbau) übersteigt jedoch weit den Rahmen eines „Normalverbrauchers“. Viele UKW-Amateure erwarte¬ ten also mit Ungeduld den Start des OSCAR III (Amateurfun k-TEL- STAR), den amerikanische UKW-Amateure entwickelten. Er wurde am 3. März 1965 als Beigepäck bei einem kommerziellen Raketenstart auf seine Umlaufbahn gebracht. Es ist einzusehen, daß sich der apparative Aufwand einer EME-Verbin- dung stark verringerte, wenn sich auf dem Mond eine aktive Umsetzer¬ station befände. Vielleicht können die UKW-Funkamateure eines Tages über den von Amateuren gebauten und durch Trägerraketen der 55 Sowjetunion oder der USA im Huckepackverfahren mitgenommenen Mondumsetzer weltweite Verbindungen hersteilen. Literatur [1] Detection of radio-signals reflected from the moon, „Proc. IRE“, 1949, S.229. [2] Rothammel , Karl, Die Ultrakurzwellen, „Der praktische Funkamateur“, H.15/1961. [3] Der Mond als „Relaisstation“, „Das DL-QTC“, H. 1/1963. [4] Weitverbindungen über Mondreflexionen, „Das DL-QTC“, H. 7/1963. [5] Quarzkontrollierter, transistorisierter Steuersender mit extrem hoher Fre¬ quenzkonstanz, „Funktechnik“, H.22/1961, S. 105. [6] UKW-Rundschau, „Das DL-QTC“, H. 7/1964. [7] IQSY-Mitteilungen des DARC-AFB-Referats, Nr. 5/64. Irren ist menschlich . . . oder . .. wenn man als Gütekontrolleur kein Schachspieler ist . .. / Major R. Dressei „... hier Rose, bin betriebsbereit!“ Es ist noch früh am Tage. Der dichte Nebelschleier, der in der Morgen¬ dämmerung über dem Saaletal gehangen hat, beginnt sich aufzulösen. Hin und wieder blinzelt die Sonne durch und gibt den Blick frei auf einzelne Berghänge, Wiesen, Felder und Wälder. Bild 1 Die Fahrzeugkolonne einer Nachrichteneinheit , voran das Führungsfahr¬ zeug des Kommandeurs , trifft im befohlenen Raum ein . Sie soll einen Gefechtsstand einrichten. Bald wird sich die Marschordnung auf lösen, und die einzelnen Trupps fahren in die vorher aufgeklärten Räume , wo sie ihre Stationen entfalten werden 57 Bild 2 Während die Vermittlung am Rande einer Obstplantage in Stellung gellt , beginnt der Stabsbautrupp mit dem Verlegen der einzelnen Stabs¬ anschlüsse. Es entstehen Verbindungen der verschiedensten Art , um eine möglichst hohe Betriebsdichte zu gewährleisten Während sich die Genossenschaftsbauern in den umliegenden Dörfern für die Arbeit des heraufziehenden neuen Tages rüsten, rollt auf dem Feldweg eine lange Fahrzeugkolonne heran. Ein auffallend flaches, ge¬ panzertes Kettenfahrzeug mit mehreren langen, weit nach hinten ge¬ bogenen Peitschenantennen, einige Schützenpanzerwagen, Lastkraft¬ wagen mit hohen, kastenförmigen Aufbauten und dazwischen die klei¬ nen, wendigen Kübelwagen der Kommandeure, aus denen ebenfalls Antennen herausragen: eine Nachrichteneinheit der Nationalen Volks¬ armee bei einer spezialtaktischen Übung. Sie hat die Aufgabe, an den Berghängen längs des Fiußufers alle Nachrichtenverbindungen eines Gefechtsstandes herzustellen, damit der in Kürze eintreffende Stab seine Arbeit sofort aufnehmen kann. Am Hinterhang des letzten Berges vor dem Fluß hält die Kolonne an. Die Kommandeure weiten den einzelnen Zügen und Trupps die vorher aufgeklärten, weit auseinandergezogenen Plätze zu, auf denen sie ihre Stationen und Sprechstellen zu entfalten haben. Dann beginnen die Solda¬ ten mit ihrer Arbeit. Sie tarnen die Fahrzeuge, rollen Kabel aus, richten Antennenmasten auf, schließen Aggregate an, machen Funk-und Fern¬ schreibgeräte betriebsbereit. Flink, sehr flink geht das alles vor sich. Auch Gefreiter Schl., Führer eines Leitungsbautrupps, springt von seinem LKW und dirigiert ihn unter eine Baumgruppe. Sein Trupp hat 58 die Aufgabe erhalten, eine Endsprechstelle am jenseitigen Flußufer zu errichten. Der Trupp hat einen guten Ruf zu verteidigen - er gilt als einer der besten des Bataillons. Obwohl Gefreiter Schl., ein 24jähriger blonder Bursche, nicht als Truppführer ausgebildet ist, hat er sich die theoreti¬ schen Kenntnisse und praktischen Fähigkeiten dazu als Kraftfahrer eines anderen Leitungsbautrupps erworben. Heute nun steht er mit seinen Genossen vor der ersten größeren Bewährungsprobe. Die Soldaten sind sich der Schwierigkeit ihres Auftrages bewußt. In den letzten Tagen vor Übungsbeginn trainierten sie oft bis zum Abend die verschiedensten Möglichkeiten für das Verlegen von Leitungen. Dabei verletzte sich der Soldat H. am Knie; er kann die Übung nicht mitmachen. Doch Gefreiter B., der dem Trupp kurzfristig zugeteilt wurde, scheint ein guter Ersatz¬ mann zu sein. Sorge bereitet dem Truppführer noch das Übersetzen. Sie konnten es leider nicht vorher trainieren, weil zu dieser Zeit kein Schlauchboot aufzutreiben war. Ob es trotzdem klappt? Bild 3 Der Richtfunktrupp errichtet seine Station auf einer Anhöhe, damit eine möglichst große Reichweite erzielt wird. Die Soldaten arbeiten flink. Vom schnellen Aufbau des Antennenmastes hängt es wesentlich ab, wann ihre Station betriebsbereit ist 59 Bild 4 Eine Endsprechstelle soll am gegenüberliegenden Flußufer errichtet werden. Diese Aufgabe wurde dem Leitungsbaut nipp des Gefreiten Schl, übertragen. In wenigen Minuten werden die Genossen drüben an Land gehen Rasch wird das Kabel an der Vermittlung angeschlossen, die in einer Baumgruppe Stellung bezogen hat. Von hier aus geht Soldat St., der F 1 des Trupps, mit der Rückentrage voraus, zunächst den bewaldeten Berg¬ hang hinauf. Gefreiter B. und der Truppführer folgen ihm. Mit langen Baumhaken heben sie das Kabel auf möglichst hohe Äste. Ungefähr alle 200 Meter steigt auch Gefreiter H., der mit seinem LO 1800 den Trupp begleitet, aus und hilft beim Abbinden des Kabels. Die Höhe ist bald erreicht. Vor ihnen dehnt sich weit das Saaletal. Silbern glitzert das Flußband in der Morgensonne. Doch ehe sie zum Ufer kommen, haben sie noch eine harte Nuß zu knacken. Sie stehen vor dem steilen, kahlen Abhang. Für die Männer zu Fuß ist es schon schwierig, da hirtunterzukommen und die Leitung ordentlich zu ver¬ legen. Aber wie soll der Kraftfahrer sein Fahrzeug hinunterbringen? Auf dem Dach liegt das bereits prall aufgepumpte Schlauchboot. Unten werden sie es brauchen. Gefreiter H. erkundet das Gelände. Nach einigem Suchen findet er eine Schlucht, durch die ein befahrbarer Weg nach unten führt. Es wird 60 nicht leicht sein, aber der LO 1800 müßte es schaffen. Hinunter muß er jedenfalls! Das steht fest. Während seine Genossen bereits den Hang hinunterkraxeln, fährt Ge¬ freiter H. einen kleinen Umweg. Langsam, behutsam, immer den Fuß auf dem Bremshebel, steuert er das Fahrzeug den steilen Hang hinunter. Er spürt, wie das Gewicht des Wagens nach vorn, nach unten zieht. Aber die Maschine gehorcht seinem Willen. Schweiß perlt ihm unter dem Stahl¬ helm hervor, als er schließlich unten anlangt, wo ihn die anderen schon erwarten. „Los, schnell eine neue Kabeltrommel!“ verlangt Soldat St. Er hat das Tragegestell schon abgesetzt. Rasch werden die beiden Trommeln aus¬ gewechselt und die Kabelenden miteinander verbunden. Weiter! Das Flußufer ist erreicht. Der Truppführer hat bereits eine günstige Über¬ setzstelle aufgeklärt. Alle packen zu, um das Schlauchboot vom Fahr¬ zeug herunterzuholen und es zu Wasser zu lassen. Gefreiter B. steigt als erster ein. Bild 5 Alle Nachrichtenverbindungen des Gefechtsstandes sind hergestellt. Die ersten Funksprüche gehen in den Äther. Wenn der Stab eint rißt, kann er seine Arbeit sofort auf nehmen 61 „Wo ist das zweite Paddel?“ ruft er dem Kraftfahrer zu. In der Hitze des Gefechts hat Gefreiter H., der schon sein Fahrzeug in Deckung bringen will, nur ein Paddel mitgebracht. Unverzüglich reicht er das zweite nach. Mit dem Fuß stößt Soldat St. das Boot vom steinigen Ufer ab. Trupp¬ führer Schl, und Gefreiter B. paddeln. Sie atmen keuchend. Die Paddel¬ schläge sind ungleichmäßig. „Mehr gegen die Strömung, sonst treiben wir zu weit ab!“ ruft der Truppführer besorgt. Es dauert eine Weile, ehe sie richtig in Takt kommen und Tempo ge¬ winnen. Soldat St. gibt währenddessen acht, daß das Kabel ordentlich abrollt und sich auf dem Flußgrund nicht verheddert. In Abständen von zwan¬ zig, fünfundzwanzig Metern hängt er Flußgewichte an das Kabel, damit es richtig auf Grund liegt und von der Strömung nicht abgetrieben wer¬ den kann. Der Trupp erreicht das jenseitige Ufer. Gefreiter B. und Soldat St. bringen das Schlauchboot zwischen Büschen und hohem Ufergras in Deckung. Der Truppführer ergreift eilends den Feldfernsprecher und kriecht unter einen Busch. Deckel öffnen, Kabel anschließen - alles geht wie am Schnürchen. Man erkennt den erfahrenen Praktiker, der diese Arbeit schon hundertmal gemacht hat. Ein Druck auf die Sprechtaste. In der Hörmuschel ertönt ein Knacken - der Sprechstromkreis arbeitet einwandfrei. Nun dürfte nichts mehr schiefgehen. „Tiger, hier Rose - wie hören Sie mich? - kommen!“ keucht Gefreiter Schl, in den Handapparat. Gespannt lauscht er in den Hörer, ob sich die Vermittlung am gegenüberliegenden Berghang meldet. Für ihn ist die Verbindungsaufnahme immer der spannendste Moment. Sind die Anstrengungen der zurückliegenden Minuten nicht umsonst gewesen? Oder haben sie etwas falsch gemacht? Wie wird die Verständigung sein? Doch schon entspannt sich das Gesicht des Truppführers. Seine Augen beginnen zu glänzen. Im Hörer meldet sich die bekannte Stimme des Vermittlungstruppführers: „Rose, hier Tiger - höre mit fünf - kommen!“ Gefreiter Schl, wirft einen Blick auf die Armbanduhr. Noch fehlen mehr als zehn Minuten bis zum befohlenen Zeitpunkt, an dem die Sprech¬ stelle betriebsbereit sein soll. Der Trupp hat seine Aufgabe vorfristig gelöst. Die Verbindung steht schon jetzt. Die Verständigung ist ein¬ wandfrei. Stolz meldet der Truppführer zur Vermittlung: „Tiger, hier Rose - bin betriebsbereit - erwarte weitere Befehle - kommen!“ 62 Fortschritte auf dem Lasergebiet Dipl.-Phys. Hans-Joachim Fischer Vom ersten Gedanken, daß eine Erzeugung kohärenten, einfarbigen Lichtes hoher Intensität möglich wäre, bis zum heutigen Stand der Laser¬ technik sind erst 6 Jahre vergangen. Trotzdem sollte man einmal die in der Welt erreichten Ergebnisse kurz darstellen und auf zukünftige An¬ wendungen dieser Technik hinweisen. Der älteste Lasertyp ist der 1960 von Maiman in den USA realisierte Rubinlaser mit Impulsbetrieb. Be¬ reits vorher waren sowjetische theoretische Arbeiten zu diesem Problem¬ kreis von Fabrikant , Basow und Prochorow erschienen. 1961 folgte der Helium-Neon-Gaslaser, der mit geringer Leistung im Dauerbetrieb arbeiten kann. 1963 stellte man eine Laserwirkung an einem Gallium- arsenidkristall für eine Wellenlänge von 8400 Ä fest. Der Kristall wurde mit flüssigem Stickstoff gekühlt und mit Gleichstrom gepumpt. 1963 kam aus der Sowjetunion die Nachricht, daß Chirikow und Rivlin einen Gammastrahlenlaser theoretisch vorausgesagt hätten. Im gleichen Jahr wurde das chemische Pumpen des Rubinlasers bekannt. 1964 schließlich berichtete die Firma Raytheon (USA) übereinen Festkörper¬ laser für Dauerbetrieb, der bei Zimmertemperatur ein halbes Watt kohärenter Lichtenergie abgeben konnte. Neben diesen grundlegenden Ergebnissen der Laserforschung sind noch eine Reihe technischer Hilfs¬ geräte und Anwendungen neu erschlossen worden. 1961 wurde die so¬ genannte Q-switch-Technik eingeführt, die es gestattet, die gesamte Laserenergie in einem energiereichen Impuls zu konzentrieren. 1962 konstruierte man einen Laserentfernungsmesser hoher Genauigkeit. 1963 wurden sowohl von der SU als auch von den USA Laser mit etwa 500 Joule Impulsleistung hergestellt. Die DDR ist seit Ende 1963 eben¬ falls mit eigenentwickelten Lasergeräten (Rubin- und Gaslaser) des VEB Carl Zeiss Jena in die Entwicklung eingetreten. 63 Gegenwärtiger technischer Weltstand Es sind zur Zeit mehr als 50 „lasernde“ Substanzen bekannt, die es ge¬ statten, etwa 150 diskrete Frequenzen in einem Bereich von 60:1 des optischen Spektralgebiets zu erzeugen. Die für dieses neue Gebiet bereit¬ gestellten Forschungskapazitäten sind groß; z.B. arbeiten in den USA Firmen mit einem jährlichen Aufwand von insgesamt 30 Millionen Dollar an der Weiterentwicklung des Laser. Der zentrale Punkt der Laserentwicklung in der Sowjetunion ist das Lebedew-Institut für Physik der Akademie der Wissenschaften der UdSSR. Tabelle 1. Eigenschaften der Laser Rubinlaser und andere Festkörper¬ impulslaser He-Ne-Gaslaser Ga-As- Diodenlaser Wellenlänge des Laser¬ strahls 3125-26000 Ä 1 1100-1200 Ä 8400 Ä maximal erzeugte Leistung 1500 Ws bei 1ms Impulsdauer 10 8 Watt bei 0,05//s Impulsdauer (Q-switch) 50 W bei 0,25 pis Impulsdauer 100 mW Dauer¬ betrieb 0,5 W Dauer¬ betrieb Wirkungsgrad max. 1% 0,1 bis 1% bis zu 80% Modulations¬ fähigkeit keine I ■ mit geeignetem Modulator bis 15 GHz modulier¬ bar mit Impulsen modulierbar und mit Signalen bis 100 MHz Pumpe Xenonblitzlampe Quecksilberlampe Hochfrequenz 30 MHz etwa 50 W oder Gleichstrom (stabilis.) Gleichstrom Kühlung bei hohen Lei- 1 stungen Luft- oder Wasserkühlung i nicht erforderlich mit flüssigem Stickstoff auf 77 °K erforder¬ lich 64 Tabelle 1 zeigt die technischen Daten der drei heute eingesetzten Laser¬ typen. Man erkennt aus dieser Tabelle die Vor- und Nachteile der ein¬ zelnen Typen. Der Rubinlaser gestattet die Erzeugung höchster Impuls¬ leistungen, während die beiden anderen Typen modulierbar und damit besser für die Nachrichtenübertragung geeignet sind. In Verbindung mit dem Rubinlaser wurde 1961 die Q-switch-Technik eingeführt. Hierbei handelt es sich um folgendes: Die Impulsstrahlung eines üblichen Rubin¬ lasers besteht aus einer etwa 1 ms dauernden Gruppe von einigen 10 bis 100 Einzelimpulsen. Durch Verringern der Güte des optischen Resonators während des Pumpens kann die Besetzung der Niveaus vergrößert wer¬ den (der Laser wird „überpumpt“)* Macht man nach Beendigung des Pumpvorgangs die Resonatorgüte wieder groß, so entlädt sich die ge¬ samte Energie in einem einzigen, sehr kurzen Impuls. Die Steuerung der Güte des Resonators kann durch rotierende Prismen oder Spiegel, durch Kerrzellen oder mit Hilfe des Pockels-Effekts erfolgen. In letzter Zeit sind sättigungsfähige Uranylgläser verwendet worden. Man hat mit dieser Technik Strahlungsimpulse von 20 bis 50 ns Dauer und einer Spitzen¬ leistung von 10 s W erreicht. Wege der Weiterentwicklung Die Hauptziele der Weiterentwicklung sind: Erzeugung höherer Aus¬ gangsleistungen beim Impuls- wie auch beim Dauerstrichlaser, die Unter¬ suchung von Substanzen auf Laserwirkung und die Erweiterung des Spektralbereichs, in dem Laserwirkung möglich ist, sowie die anwen¬ dungsmäßige Nutzung der neuentdeckten Erscheinungen in Wissenschaft und Industrie. Betrachtet man den Impulsrubinlaser hinsichtlich höherer Ausgangs¬ leistung, so kommt man an eine technologische Grenze, die in erster Linie durch die Pumpblitzlampen sowie durch die elektrische Belast¬ barkeit des Rubinstabs bestimmt wird. Soll eine Laserenergie von 1500 Joule erzeugt werden, so sind dazu bei einem Wirkungsgrad von rund einem Prozent 150000 Ws Pumpleistung erforderlich. Dies ist mit einer einzelnen Xenonblitzlampe nicht zu erreichen. Auch wenn man vier in elliptischen Spiegeln angeordnete Lampen benutzt, entfällt auf jede eine Impulsleistung von etwa 20 MW (bei 2 ms Impulsdauer). Die bei der elektrischen Entladung entstehende akustische Stoßw r elie zerstört nach kurzer Zeit die Blitzlampen. Durch die erforderliche hohe Pumpenenergie ist auch die Impulsfolge begrenzt. Man kann Impulse von 1500 Joule heute etwa mit einer Folge von einem Impuls pro Sekunde erzeugen. Durch kreisförmige Anordnung von 6 Laserköpfen und nach¬ einanderfolgende Auslösung von jedem einzelnen durch eine rotie¬ rende Fabryplatte hat man 36 Impulse pro Sekunde bei 10 Joule pro Impuls erzielen können. 5 Elektronisches Jahrbuch 1966 65 Einen Ausweg aus dieser Leistungsbegrenzung erhofft man sich mit dem chemischen Pumpverfahren. Dabei wird z.B. ein Neodymglaslaser durch ein Gemisch aus Aluminiumpulver und Kaliumchlorat gepumpt. Das chemische Pumpen bringt eine Gewichtsverringerung auf 1/25 bezogen auf einen elektrisch mit Xenonblitzlampe gepumpten Laser. Als neues technisches Problem tritt beim chemischen Pumpen die Trennung von mechanischer Stoßwelle und Lichtblitz auf sowie die Erzielung einer kurzen Lichtblitzdauer. Bild 1 zeigt einen amerikanischen Vorschlag mit Stoßwellenabsorber. Die explosiven chemischen Blitzlichter wer¬ den bandförmig im oberen Teil der Röhre zugeführt und elektrisch gezündet. Licht- und Stoßwelle breiten sich nach unten aus. Ein zer¬ brechlicher schräger Spiegel reflektiert das Licht seitlich auf den Laser¬ kristall, während er von der mechanischen Stoßwelle kurz danach zer¬ brochen wird. In einem langen, kegelförmigen Rohr wird die Energie der Stoßwelle absorbiert. Beim nächsten Laserimpuls fällt ein neuer Spiegel aus dem Spiegelmagazin in den Strahlengang, und der Vorgang beginnt von neuem. Man kann diese Art bei beliebigem Innendruck im Rohr verwenden. Es ist auch möglich, an Stelle von Chemikalien eine Drahtexplosion oder eine Funkenstrecke zu benutzen; man nähert sich dann aber wieder dem elektrischen Pumpen mit seinem hohen Aufwand. In letzter Zeit ist auch ein Pumpen des Lasers durch schnelle Elektronen (allerdings im Vakuum) oder durch explosives Anregen eines Leuchtens in Argon vorgeschlagen worden. Die erzeugbare Ausgangsleistung des Rubinlasers hängt von der Größe des benutzten Rubins ab; gegenwärtiger Höchststand: ein einkristalliner Rubin von 300 mm Länge und 15 mm Durchmesser. Interessant ist der Vorschlag der westdeutschen Firma Früngel , für Laserstromversor¬ gungsgeräte die Netzteile von industriell eingeführten Impulsschwei߬ maschinen zu benutzen. Man kann dann im Normalfall gewöhnliche Zündelektroden Rubinkristall Band mit explosiven i ,1 i .. J tJ. Lichtquellen Licht- und Stoßwelle Spiegelmagazin zerbrechlicher Reflektor StoßweKenabsorber 66 Bild 1 Chemisch gepumpter Laser mit Stoßwellenabsorber Impulsschweißungen durchführen, im besonderen Fall einfach einen Laserkopf anschließen und Laserschweißungen durchführen. Primär¬ energien von 10000 bis 50000 Ws sind serienmäßig erhältlich. Beim Gaslaser konzentrieren sich die Arbeiten vorwiegend auf die Ver¬ besserung seiner Modulationsfähigkeit, damit er für die Nachrichten¬ übertragung brauchbar wird. Das gleiche gilt für den Halbleiterlaser. Dieser kann auch mit Erfolg als Pumpquelle für einen Rubinlaser ver¬ wendet werden, wie neuere Arbeiten zeigten. Neben umfangreichen Grundlagenforschungen über neue lasemde Sub¬ stanzen und Laserarten ist die wissenschaftlich-technische Nutzung bei gleichzeitiger Verbilligung der entwickelten Geräte die Hauptrichtung der Weiterentwicklung. In Tabelle 2 sind bisher bekannte Anwendungs¬ möglichkeiten des Laser - ohne Anspruch auf Vollständigkeit - zusam¬ mengestellt. Tabelle 2. Anwendungsmöglichkeiten für Laser Medizin: Retinaverschweißung, Ausbrennen von krankem Gewebe, Kariesbehandlung, Gehirnchirurgie, selektive Zellzerstörung Chemie: Auf brechen organischer Bindungen, zerstörungsfreie spektro- grafische Analyse, kontrollierte Diffusion in Halbleitern, Reaktions¬ verhalten kleinster Zonen Fotografie: Verbesserung der Zeitauflösung von Hochgeschwindigkeits¬ fotografien, fotochemische Reaktionen, Schlierenfotografie, Foto- mikrografie (Vergrößerung 1800fach bei 1/2000 s Belichtung) Industrie: Bohren feinster Löcher bis 1 fi m Durchmesser, Schweißen von Mikromoduln und hochschmelzenden Metallen, Auswuchtung klein¬ ster Präzisionsteile, Präzisionswiderstandsherstellung Wissenschaft: Frequenz- und Längenstandard, Interferometrie über große Entfernungen, nichtlineare optische Effekte (Oberwelle in Quarz), Überlagerung zweier Laserfrequenzen (optischer Superhet), Raman- spektroskopie, Plasmaaufheizung, Dopplerfrequenzmessung im opti¬ schen Gebiet, Seismograf erhöhter Empfindlichkeit, Laserkompaß, Turbulenzmessung in der Hochatmosphäre Militärtechnik: Präzisionsentfernungsmesser (bis 20 km Reichweite), Wolkenhöhenmesser (für Flugplätze), Turbulenzmesser für Jet¬ stream-Warnung schnellfliegender Flugzeuge, störsichere Nach¬ richtenübertragung (Lichtsprechgerät), Licht-Radargeräte, Fern¬ zündung von Sprengladungen Aus der industriellen Anwendung soll hier die Laserschweißtechnik etwas näher betrachtet werden. Mit einem Projektionsmikroskop kann 67 Bild 2 Gaslaser der Ort des Laserschweißimpulses auf dem Werkstück genau festgelegt werden. Es lassen sich bis zu drei Impulspunktschweißungen je Sekunde durchführen. Das Gerät wird bei Schweißungen an Mikromodulbau¬ steinen, bei Höchstfrequenzröhren oder zum Löcherbohren bei Spinn¬ düsen in der Kunstfaserherstellung eingesetzt werden. Amerikanische Angaben über die Wirtschaftlichkeit des Löcherbohrens mit einem Laser besagen, daß die Kosten für Löcher von 50 /um Durchmesser pro Loch 4 Cent betragen. Weiterhin soll man Rotoren von elektrischen Kleinstmaschinen automatisch auswuchten können, wenn man die Metallverdampfung durch den Laserstrahl zur Korrektur ausnutzt. Ebenfalls ist es möglich, durch kontrollierte Verdampfung mittels Laser Präzisions-Metallschichtwiderstände mit 0,05% Toleranz herzustellen. Während die Laserimpulse auf das Wendelende des im Glasrohr ein¬ geschmolzenen Widerstands abgefeuert werden, liegt dieser in einem digital anzeigenden Widerstandsmeßgerät. Ein besonderes Problem bietet die Messung der Lichtenergiemenge eines Laserimpulses. Die hohen Energien zerstören z.B. Bolometer oder Thermoelemente. Mittels spezieller Kalorimeter gelingt die Messung. 68 Man kann auch den Strahlungsdruck des Lichtes zur Messung ausnutzen. Ein Laserimpuls von 1000 Joule erzeugt bei Bündelung auf eine Fläche von 1 /«n 2 eine elektrische Feldstärke von 10 Megavolt pro Zentimeter und einen Strahlungdsruck von 30 kp/cm 2 . Eine Anwendung des Lasers als Strahlungswaffe - wie sie hin und wie¬ der angekündigt wurde - ist sowohl aus Gründen des Wirkungsgrads als auch bezüglich der physikalischen Gesetzmäßigkeiten der Wellenaus¬ breitung in der Atmosphäre recht unwahrscheinlich. Eine 50-kg-Stahl- bombe in 50 km Entfernung zum Schmelzen zu bringen, erfordert eine mittlere Laserleistung von 10 8 W, was etwa 10 Größenordnungen über Tabelle 3. Daten bekannter Lasermaterialien Material 1 Wellen- ; länge Ä Anregungsquelle Leuchtschwelle W/cm 2 Betriebs¬ temperatur i i maximale Ausgangs¬ leistung rosa Rubin ai 2 o 3 0,05% 6943, 6920 Chrom Xenon-Blitz- lampe 700 Zimmer¬ temperatur und niedriger 5 • 10 8 W Einzelimpuls (Giantpulse- mode) CaF 2 0,05% Uran 22000 26000 Xenon-Blitz¬ lampe 20 50 Zimmer¬ temperatur und niedriger 100W Impuls 1 CaF 2 0,05% Samarium 7080 Xenon-Blitz- lampe 20 kleiner 40 °K — Helium-Neon Gasmischung HF-Sender 50 W Zimmer¬ temperatur 10 mW dauernd roter Rubin 0,5% Chrom Xenon-Blitz- lampe 300 kleiner 78 °K ! Impuls BaF 2 0,05% Uran 26000 Xenon-Blitz- lampe 40 kleiner 280 °K — CaW0 4 mit Neodym 10600 Xenon-Blitz¬ lampe 40 Zimmer¬ temperatur — CaW0 4 mit Prase¬ odym 10470 Xenon-Bogen¬ lampe i kleiner 79 °K 1 1 mW dauernd 69 Bild 3 500-M W-Impuls-Rubinlaser (Ionisation der Luft) dem jetzigen Stand der Technik liegt. Auch wenn man diese Leistung erzeugen könnte, bietet das Problem der Ortung der Bombe mit hoher Genauigkeit und die laufende Verfolgung des mit hoher Geschwindig¬ keit sich bewegenden Körpers unlösbare Probleme. So steht erfreulicher¬ weise die friedliche wissenschaftlich-technische Anwendung des Lasers nach wie vor im Mittelpunkt des allgemeinen Interesses. Wußten Sie schon ... daß ein Laserstrahl , mit optischen Mitteln gebündelt , eine Strahlenenergiedichte erzielen könnte, die milliar¬ denfach die Energiekonzentration bei gleicher Frequenz auf der Sonne übersteigt? 70 Einfache Prüftechnik für Bauelemente Ing. Dieter Müller Bei der praktischen Beschäftigung mit der Elektronik, bei der Anferti¬ gung und Erprobung auch der einfachsten elektronischen Geräte kommt man in die Lage, Bauelemente auf ihre Verwendbarkeit überprüfen zu müssen. Darum sollen einige Verfahren beschrieben werden, die es er¬ möglichen, mit einfachen Mitteln die wichtigsten, qualitätsbestimmenden Prüfungen an den am häufigsten benötigten elektronischen Bauelemen¬ ten vorzunehmen. Die erzielbaren Genauigkeiten entsprechen zwar, be¬ dingt durch die Einfachheit und den geringen Aufwand der Meßschal¬ tungen, nicht gerade wissenschaftlichen Maßstäben, genügen aber den vom Amateur oder Bastler gestellten Forderungen. Als Minimum an Meßmitteln wird dabei das Vorhandensein eines Vielfachmeßgeräts für Gleich- und Wechselstrom vorausgesetzt. Widerstandsmessung Die am meisten benötigten Bauelemente, die Schichtwiderstände, können bei gleichen geometrischen Abmessungen Widerstandswerte aufweisen, die zwischen 10 Q und 100 MQ liegen. Man kann deshalb oft auf eine zumindest grobe Kontrolle der Widerstandswerte nicht ver¬ zichten. Das ist besonders dann der Fall, wenn der Aufdruck (Ziffern bzw. Farbpunkte) auf dem jeweiligen Widerstand unleserlich geworden ist oder der Verdacht besteht, daß er seinen Wert geändert hat. Darüber hinaus ist die Kenntnis des Widerstandswertes auch von anderen Bau¬ elementen in vielen Fällen von Interesse. Aus diesem Grund werden verschiedene andere Messungen an Bauelementen auf die Widerstands¬ messung zurückgeführt. Die einfachste Anordnung zur Messung von Widerständen ist das Ohm¬ meter. Neben geringem Aufwand bietet dieses Verfahren den Vorteil, daß der Widerstandswert bei entsprechender Eichung direkt abgelesen 71 \h { t—L %(/)/?, h ! / 1 / / «1-3 r 1 ff, d)-C- U X) C2 1» > z 3 o £ o u> s i ff! CO ~ Jn oc ü c i! ■3 05 O 2 CO CO 2 'Q- g s •rt O ö - S *-* o CO t TS +-» c 2? 3 O Im — 2 I (U P W t/5 U C ■S o> C E u5 :0 • i; II s ^3 • • 3 >° f 1 H ^ 3 ß 22 a 44 o 2 C a © O E 1 c o 1 a £ l-H a o mH Im u o o u -*M C/3 fS M-» oo IN ■4M CÄ c tu C U C HH T» hH T3 HH * *k 3 C • «i > • » :C0 ■*—i > • * • SD cs to u SD m -H TS ... .. S> ^ e S gp w || §2 II =3 ^ ^ üO 3 ■ CO a c 2 3 * '—* °l2> .. C o m Q tu CD •h ri n öß T W , s §f> 8 = SID 3 a> bo 3 3 .. 1/1 3 t/3 3 2 S S 2 o> .22 JB 22 o 3 33 cö © u £ H •• ! $ 3 CS «X Ti. CO Ti. cs en u M u 2 3 iv^ iS 3 C3 T3 2 3 JU ü « o 2 CO CO bß 60 3 3 2 2 U 2 w w CO CO tu TS 3 o ^ a cs 44 44 -v-< t/3 m in mH i-H U tu 8 8 8 8 ■o > > > > ’S es Pi Pi Pi s 6.3- V-Wechselspannung kann ebenso wie die 6-V-Zenerspannung zu anderweitiger Benutzung an Buchsen nach außen geführt werden. Er¬ setzt man die ZA 250j6 durch eine Leistungsdiode SZ 506 und den Siebwiderstand durch eine niederohmige Drossel, so ist es möglich, durch entsprechende Auslegung des Vorwiderstandes der Zenerdiode den Zenerstrom auf 180 mA zu erhöhen. Es kann dann über die Buchsen von außen ein entsprechend größerer Strom entnommen werden. Die 6.3- V-Heiz.spannung wird außerdem noch bei der Messung von Kon¬ densatoren und Induktivitäten benötigt. Ein Selengleichrichter wandelt die Wechselspannung einer Anoden¬ wicklung (etwa 230 V) in eine Gleichspannung von etwa 300 V um, die sich zur Isolations- bzw. Reststromprüfung von Kondensatoren ver¬ wenden läßt. Nach entsprechender Siebung wird die Spannung mit einem Glimmstabilisator für 85 V stabilisiert. Dieser liefert die Spannung für den 1-MQ-Meßbereich. Zur Verwendung außerhalb des Geräts ist auch diese Spannung an Buchsen geführt. Die Wechselspannung einer Ano¬ denwicklung wird außerdem zur Messung von Kondensatoren mittlerer Kapazität benutzt. Alle mit Gleichspannung durchgeführten Messungen erfolgen über 4 Buchsen. An jeweils 2 Buchsen werden Meßinstrument (+Ms; —Ms) und Prüfling (-}-Rx; — Rx) angeschlossen. Die Umschaltung für die einzelnen Bereiche erfolgt durch den Schalter S1 mit drei Schaltebenen. Für die Transistormessungen ist ein zusätzlicher Schalter S2 vorgesehen. Schalterstellung 1 - Messungen an N V-Elkos und Transistoren In Schalterstellung 1 des Schalters S1 können durchgeführt werden: Isolations- und Reststrommessungen an Niedervolt-Elektrolytkonden¬ satoren sowie Reststrom- und Stromverstärkungsmessungen an Tran¬ sistoren. Bei den Reststrommessungen steht der Schalter S2 auf Stellung 1. Der 300-Ohm-Widerstand ist damit kurzgeschlossen. Bei Schalter¬ stellung 1 von S1 liegen das Meßinstrument, der Vorwiderstand R vl und der Prüfling R x im Stromkreis. R vl wird so ausgelegt, daß das Meßinstru¬ ment auf dem 10-mA-Meßbereich annähernd Vollausschlag zeigt. Die Prüfung der NV-Elkos beginnt mit der Isolationsprüfurtg. Durch den Widerstand R vl wird der Ladestromstoß sowie der etwaige Kurzschlu߬ strom bei defektem Kondensator zum Schutz des Meßinstruments be¬ grenzt. Geht der Strom nach Abklingen des Ladestoßes auf einen kleine¬ ren Wert als 5 mA zurück, so kann durch Drücken der Taste T x (Ein¬ bau Klingelknopf) der Widerstand R vl kurzgeschlossen und damit annähernd die volle Meßspannung an den Prüfling gelegt werden. Bleibt der Reststrom jetzt noch unter 1 mA, so schaltet man das Meßinstru¬ ment auf den 1-mA-Bereich. 76 Der Reststrom eines Elektrolytkondensators soll, richtige Polung vor¬ ausgesetzt, bei angelegter Nennspannung und einer Temperatur von 20°C I min nach dem Einschalten den Wert von 0,2 (jiA je [i.F und V plus 200 [jA nicht überschreiten. Ein Elektrolytkondensator von 50 (iF Kapazität und 6 V Nennspannung darf dann einen Reststrom I Res t aufweisen von: I Rest ^ 0,2 • C • U Nenn + 200 [[xAj ^ 0,2 ■ 50 * 6 -f 200 ^ 260 (jlA = 0,26 mA. Da die Reststrommessungen bei Verwendung einer 6-V-Zenerdiode nur bei 6 V durchgeführt werden, muß bei der Rechnung (z.B. für einen 25-V-Elko) ebenfalls die tatsächliche Meßspannung von 6 V eingesetzt werden. Eine grafische Darstellung der zulässigen Restströme von NV- Elektrolytkondensatoren bei 6 V zeigt Kurve 1 in Bild 5. Nach dem gleichen Verfahren können Restströme von Transistoren sowie Sperr- und Durchlaßströme von Halbleitergleichrichtem gemessen werden. Bei der Messung der Durchlaßströme von Dioden darf die Taste TI nicht geschlossen werden, und am Meßgerät muß der 10-mA-Bereich ein¬ gestellt bleiben, damit eine Überlastung des Meßinstruments vermieden wird. Soll der Transistor-Stromverstärkungsfaktor ß gemessen werden, so wird dem Transistor bei Umschaltung von S2 auf Stellung 2 über den Widerstand R B i ein Basisstrom von 50 piA aufgeprägt. Bei Vollaus- Ires ImAj Bild 5 Zulässiger Reststrom von Hoch- und Niedervolt- Elektrolytkondensatoren bei 350 V bzw . 6 V 77 schlag von 10 raA ergibt sich ein Stromverstärkungsfaktor von 200. Auf Schalterstellung 3 wird ein Basisstrom von 200 jiA eingespeist. Der Me߬ bereich für die Stromverstärkung reicht dann bis 50. Der Kollektorrest¬ strom wird hierbei nicht kompensiert. Da er in der Größenordnung von einigen hundert Mikroampere liegt, ist sein Einfluß gering. Gegebenen¬ falls kann man auch den Kollektorreststrom vom Meßergebnis der ^-Messung abziehen. Auf beiden /?-Meßbereichen entsprechen je 100 gA Kollektorreststrom einer Fehlmessung der Stromverstärkung von +1 % des Vollausschlags. Mißt man z.B. an einem Transistor einen Reststrom von 300 \lA und eine Stromverstärkung von 40 auf dem Bereich 50, so ist der ß-Wert bei Berücksichtigung des Reststroms: 50-3 ß = 40 ~ - 40 - 1,5 - 38,5. Daraus läßt sich erkennen, daß der Einfluß des Reststroms gering ist und für viele Zwecke nicht berücksichtigt zu werden braucht. Bei den ß- Messungen muß die Taste TI geschlossen sein. Andererseits wird durch den Schalter S2 ein Widerstand von 300 Ohm in den Kollektorkreis ge¬ schaltet. Dadurch erreicht man, daß die maximal am Prüftransistor auf¬ tretende Verlustleistung kleiner als 30 mW und der Kollektorstrom kleiner als 20 mA bleibt. Auf diese Weise können alle gängigen Tran¬ sistortypen, ohne sie thermisch zu gefährden, bei den sich einstellenden relativ großen Kollektorströmen geprüft werden. Dies ist insbesondere bei der Pärchen-Ausmessung für Gegentakt-Endstufen von Vorteil. In ungünstigen Fällen (bei Vollausschlag des Instruments) kann die Kollek- 20 18 16 U 12 Vollausschlag des Jnsfrumentes 8 6 4 2 0 2 4 6 8 10 12 ■UceM Bild 6 Kennlinienfeld eines Transistors mit ein- gezeichneter Widerstands¬ gerade für R l = 300 Ohm , U B = 6 V 78 torspannung auf etwa 3 V abfallen. Bild 6 zeigt die Kennlinien eines Transistors mit einer eingezeichneten Widerstandsgeraden für den 300- Ohm-Widerstand und einer Spannung der Zenerdiode von 6 V. Der Innen widerstand des Meßinstruments wurde dabei nicht berücksichtigt; er ist sehr klein und kann unterschiedliche Werte aufweisen. Da der Einfluß der Kollektorspannung auf die Größe von ß in diesem Bereich gering ist, kann er im Rahmen dieses Beitrags vernachlässigt werden. Genaugenommen wird in der angegebenen Schaltung die Stromver¬ stärkung in Kollektorschaltung gemessen. Da in der Kollektorschaltung der Stromverstärkungsfaktor um 1 größer ist als in der Emitterschal¬ tung, muß das Meßergebnis von ß um 1 verringert werden. Schalterstellung 2 - Widerstandsmessung von 20 Ohm bis 10 kQ In Schalter Stellung 2 findet mit dem 10-mA-Meßbereich die Widerstands¬ messung für Werte zwischen 20 Ohm und 10 kQ statt. Kurve 2 in Bild 3 zeigt die Abhängigkeit des Instrumentenstroms vom Widerstands wert. Es befinden sich dabei außer dem Prüfling und dem Meßinstrument die Widerstände R p2 und R v2 im Meßkreis. Der 300-Ohm-Widerstand ist bei dieser und allen nachfolgend beschriebenen Messungen durch den Schalter S2 kurzgeschlossen. Die angegebenen Größen von R v2 und R p2 dürften für die meisten vorkommenden Fähe richtig bemessen sein. Der Regelbereich vonR p2 kann ziemlich klein sein, da sich die Spannung an der Zenerdiode nur wenig ändert. Der R x — O-Abgleich ist deshalb sehr stabil. Man kann also R p2 etwa je zur Hälfte aus einem Fest- und einem Regelwiderstand zusammensetzen. Steht zufällig eine Zenerdiode mit einer Spannung von etwa 8,5 V zur Verfügung (ZA 250j9 ), so erhält man für alle 3 Widerstandsbereiche den gleichen Verlauf der Meßkurve. Er entspricht dann dem Verlauf der Kurve 3 in Bild 3. Lediglich der Widerstandsmaßstab unterscheidet sich um jeweils eine Größenordnung. In diesem Fall kommt man mit einer einzigen Eichkurve oder Vergleichsskala für das Meßinstrument für alle 3 Bereiche aus. R v2 wird dann etwa 800 Ohm groß. Die Sieb¬ widerstände sind so auszulegen, daß durch die Zenerdiode ZA 250/9 maximal 25 mA fließen. Selbstverständlich müßten dann auch die Wider¬ stände für die Transistormessung auf den 1,5 fachen Wert vergrößert werden. Als maximale Verlustleistung am Prüftransistor können aller¬ dings 45 mW auftreten. 79 Schalterstellung 3 - Widerstandsmessung von 200 Ohm bis 100 kQ In Schalterstellung 3 können mit dem 1-mA-Meßbereich des Instru¬ ments Widerstände zwischen 200 Ohm und 100 kQ gemessen werden. Bild 3 zeigt die zugehörige Eichkurve (Kurve 2) mit der 1-mA/lOO-kQ- Teilung. Sinngemäß trifft zu, was über die Widerstandsmessung auf dem 10-kQ-Bereich in Schalterstellung 2 gesagt wurde. Bei Verwendung einer 8,5-V-Zenerdiode muß R v3 auf etwa 8 kQ vergrößert werden. Der genaue Wert ist auch hier durch Versuch zu ermitteln. Schalterstellung 4 - Widerstandsmessung von 2 kQ bis 1 MQ In Schalterstellung 4 werden mit der Stabi-Spannung 85 V Widerstände von 2 kQ bis 1 MQ gemessen. Kurve 3 in Bild 3 kennzeichnet den Widerstandsverlauf. Die Sieb- und Vorwiderstände für den Stabilisator sind so auszulegen, daß durch ihn 8 bis 9 mA maximal fließen. Steht ein 90-V-Stabilisator zur Verfügung, z.B. StR 90140 , so muß der Vorwider¬ stand R v4 auf etwa 89 kQ erhöht werden. Durch den StR 90140 dürfen bis zu 35 mA fließen. Über die Buchsen kann dann von außen ein Strom von etwa 30 mA entnommen werden. Der Nullpunktabgleich wird auf dem 1-MQ-Bereich mit dem gleichen Widerstand R p3 durchgeführt wie auf dem 100-kQ-Bereich, da bei beiden Messungen das Instrument auf 1 mA geschaltet ist. Schalterstellung 5 - Isolationsmessung und Reststrommessung an Hochvolt-Elektrolytkondensatoren In Schalterstellung 5 wird die Spannung des Ladekondensators von etwa 300 bis 350 V an den Meßkreis gelegt. Die Reihenschaltung von Vor¬ widerstand R v5 und 2,7-kQ-Schutzwiderstand ist so ausgelegt, daß sich bei äußerem Kurzschluß annähernd Vollausschlag am 10-mA-Instrument einstellt. Die Isolationsmessung an Hochvoltkondensatoren, zwischen verschiedenen Wicklungen eines Transformators o.ä. erfolgt bei ge¬ öffneter Taste T2. Zeigt sich dabei nach Abklingen des Ladestrom¬ stoßes bei Kondensatoren nur ein kleiner Ausschlag, so kann bei ge¬ drückter Taste T2 der Reststrom bei kurzgeschlossenem R v5 gemessen werden. Der maximal zulässige Reststrom für HV-Elektrolytkonden- satoren ergibt sich ebenfalls nach der Formel I R „t = 0,2 • C • U Nenn + 200 (gA). 80 Für einen Elko 50 [xF/350 V beträgt seine Größe W ^ 0,2 • 50 • 350 + 200 ^ 3700 (xA = 3,7 mA. Kurve 2 in Bild 5 zeigt den höchstzulässigen Reststrom für 350-V-Elek- trolytkondensatoren in Abhängigkeit von der Kapazität. Zum Vermei¬ den von Beschädigungen ist bei dieser Messung unbedingt auf richtige Polung des Prüflings zu achten. Kapazitätsmessung Nach dem gleichen Prinzip, das bei der Widerstandsmessung mit Gleich¬ strom angewendet wird, können mit Wechselstrom die Scheinwider¬ stände von Kondensatoren und Spulen ermittelt werden. Der kapazitive Widerstand eines Kondensators R c ist abhängig von der Kapazität des Kondensators und der Meßfrequenz: 1 Rc== 2rf • C‘ Das Prinzipschaltbild für die Kapazitätsmessung zeigt Bild 7. Eine Wechselspannungsquelle (Heizwicklung eines Netztransformators) liefert die Meßspannung. Der Vorschaltkondensator C v ist so ausgelegt, daß der Zeiger des Wechselstrommessers M s bei äußerem Kurzschluß Vollausschlag (3 mA) anzeigt. Der Feinabgleich erfolgt durch den Parallelwiderstand R p . Wird ein Kondensator C x in den Stromkreis ge¬ schaltet, so geht der Zeigerausschlag zurück. Der Innenwiderstand des Meßinstruments spielt bei der Kapazitätsmessung eine untergeordnete Rolle, da er sich geometrisch zum kapazitiven Widerstand des Vor¬ schaltkondensators addiert und mindestens eine Größenordnung kleiner ist als dieser. In der Schaltung Bild 4 wurde an die 6,3-V-Wicklung ein Kondensator-Meßkreis angeschlossen. Die Kapazität des Vorschalt¬ kondensators C V 6 beträgt 1,74 ptF und sollte möglichst genau eingehalten werden. Bei Anschluß eines Wechselstrommessers von 3 mA Vollaus- Bild 7 Prinzip Schaltung der Kapazitätsmessung 6 Elektronisches Jahrbuch 1966 81 Bild 8 Instrumentenstrom I t in Anhängigkeit von der Kapazität C x für die Betriebsspannungen 6,3 V, Kurve 1 bis 100 pF; 220 V, Kurve 2 bis 2 pF schlag lassen sich Kondensatoren C x von etwa 0,1 bis 100 [xF messen. Kurve 1 in Bild 8 zeigt den Instrumentenstrom eines Wechselstrom¬ messers (3 mA Vollausschlag) in Abhängigkeit von der Kapazität. Die Kurve wurde berechnet und mit einem EAW-Vielfachmesser überprüft, dessen 1,5-mA-Meßbereich man durch einen Parallelwiderstand auf 3 mA erweitert hatte. Dabei ergab sich Übereinstimmung. Werden Kapazitäten von über 2 fxF gemessen, so liegen am Meßkondensator maximal 3 V Wechsel Spannung. Es ist deshalb möglich, auf diesem Bereich auch Elektrolytkondensatoren ohne Gefährdung des Prüflings zu messen. Um Kondensatoren kleinerer Kapazität messen zu können, wird ent¬ weder höhere Meßfrequenz oder höhere Spannung benötigt. Die An¬ wendung einer höheren Spannung vereinfacht das Verfahren. Die Spannung wird (nach Schaltung Bild 4) der Anodenwicklung des Netz¬ transformators entnommen. Der Vorschaltkondensator C v7 weist dabei eine Kapazität von 47700 pF auf. Es können mit dem 3-mA-Wechsel- strombereich des Anzeigeinstruments Kondensatoren von 5000 pF bis 2 ^xF gemessen werden. Kurve 2 in Bild 8 zeigt die entsprechenden Ab¬ hängigkeiten. Bei der Eichung der C-Meßbereiche kann man engtolerierte Kondensa¬ toren verwenden. Stehen diese nicht zur Verfügung, so können die Kurven in Bild 8 mit hinreichender Genauigkeit angewendet werden. Zu bemerken ist noch, daß auf dem Bereich für die kleinen Kapazitäten wegen der hohen Meßspannung nur Kondensatoren mit einer Nennspannung von mindestens 250 V geprüft werden dürfen. Die Meßspannung für diesen Bereich kann auch unmittelbar dem 220-V-Wechselstromnetz ent¬ nommen werden. Der Nullpunktabgleich bei den C x -Bereichen erfolgt durch die parallelgeschalteten Drehwiderstände R p6 und R p7 . 82 Induktivitätsmessung Nach einem ähnlichen Verfahren, wie es bei der Messung von Kapazitä¬ ten angewendet wird, kann man auch größere Induktivitäten messen (NF-Übertrager, Siebdrosseln u.ä.). Die Prinzipschaltung zeigt Bild 9. An eine Wechselspannungsquelle, in diesem Fall an die 6,3-V-Heiz- wicklung, werden ein Wechselstrommesser und der Prüfling in Reihen¬ schaltung angeschlossen. Die Größe des Stromes I t durch Prüfling und Meßwerk ist bei konstanter Spannung im wesentlichen abhängig vom induktiven Widerstand des Prüflings L x . Der induktive Widerstand R L errechnet sich aus R l = 2 • 7t • f • L. Der Strom durch das Instrument wird dann Ii U 2 • 7c • f • L [A]. Für U = 6,3 V und f — 50 Hz ergibt sich Ii = 6,3 2 • 3,14* 50 L [Al Ii 1 50- L [A] oder 20 Ii ^ ~T [mA]. Bild 10 zeigt die Abhängigkeit des Instrumentenstroms von der Induktivi¬ tät des Prüflings. Werden die Faktoren Wicklungswiderstand des Prüf¬ lings, Innenwiderstand des Meßwerks und Spannungsschwankungen nicht berücksichtigt, so können sich Abweichungen vom Kurven ver¬ lauf (Bild 10) ergeben. Das Verfahren eignet sich daher nur für über¬ schlägige Messungen im Bereich von 0,01 bis 100 H. Dabei stellen sich Meßströme von 0,2 mA bis 2 A ein. Der Strommesser muß daher für diesen Bereich ausgelegt sein. Die Messung erfolgt mit reinem Wechsel- Bild 9 Prinzipschaltung der Induktivitätsmessung 83 Bild 10 Instrumentenstrom I t in Abhängigkeit von der Induktivität Strom ohne Gleichstromvormagnetisierung. Bei Siebdrosseln und Über¬ tragern, die von Gleichstrom durchflossen werden, ergibt sich im Betrieb eine geringere Induktivität als bei der Messung. Messungen an kleinen Kondensatoren und Hochfrequenzspulen Die Schlußfolgerung aus den vorangegangenen Betrachtungen ergibt, daß zur Messung von kleinen Kapazitäten (unter 5000 pF) und Hoch¬ frequenzspulen höhere Frequenzen als 50 Hz benötigt werden. Diese Messungen sind deshalb nicht mit solch einfachen Mitteln wie die vor¬ angegangenen durchzuführen. Es würde den Rahmen dieser Ausfüh¬ rungen sprengen, gingen wir näher darauf ein. In der Broschüre „Fre¬ quenzmessung und Frequenzmesser“[2] ist beschrieben, wie mit Hilfe eines Grid-Dip-Meters Kleinkondensatoren und HF-Induktivitäten mit Hochfrequenz gemessen werden können. Ein „Bastler“verfahren zum Messen von Hochfrequenzkondensatoren sei zum Schluß noch kurz erwähnt. Man stimmt einen einfachen Tran¬ sistor-Audionempfänger (Bild 11) ohne Rückkopplung und mit einem Kopfhörer mit dem Drehkondensator C auf einen Sender am nieder¬ frequenten Ende des Mittelwellenbereichs ab. Am Drehkondensator 84 Bild 11 Einfache Schaltung zur Messung kleiner Kapazitäten wird eine Skala zur Kapazitätsmessung angebracht. An der Stelle der Skala, wo man den Sender, z.B. den Berliner Rundfunk bei 611 kHz, ohne das Parallelschalten eines Prüfkondensators C x empfängt, erhält die Kapazitätsskala den Wert Null. Wird dem Drehkondensator ein Prüfling C x parallelgeschaltet, so muß die Kapazität des Drehkonden¬ sators verringert (Rotor herausgedreht) werden, wenn man den gleichen Sender wieder empfangen will. Durch den Anschluß verschiedener, mög¬ lichst genauer Kondensatoren kann die Skala des Drehkondensators in Picofarad geeicht werden. Der Meßbereich reicht dann bei einem 50-pF-Drehkondensator etwa bis 400 pF. Schaltet man in Reihe mit dem Prüfling noch einen Festkondensator von 500 pF, so geht der Be¬ reich bis zu einigen tausend Picofarad. Der Trimmerkondensator dient zum Einstellen des Nullpunktabgleichs und steht beim Eichen an zweck¬ mäßigsten in Mittelstellung. Literatur [1] Müller , D., Einfacher Vielfachmesser mit Transistor-Tester, „funk- amateur“, H. 3 bis 5/1964. [2] Schubert , K.-H., Frequenzmessung und Frequenzmesser, Bd. 6 der Reihe „Der praktische Funkamateur“, S. 42-45. Wußten Sie schon ... daß Halbleiterlaser Energiewandler sind , die Lichtenergie unmittelbar in elektrische Energie umwandeln? Der Wirkungsgrad dieser Wandler ist sehr hoch und beträgt fast 100 Prozent. 85 Was sind L-Transistoren? Jeder RFT-Transistor durchläuft besonders harte Prüfungen. Seine Kenndaten müssen in enge Toleranzen hineinpassen, damit er bei industrieller Verwendung auch in komplizierten Schaltungen optimal einsetzbar ist. Wenn bei diesen harten Prüfungen nur ein Wert außerhalb der festgelegten Toleranz liegt, wird der Transistor bereits als L- Transistor gekennzeichnet. Das ,,L“ bedeutet also: mit größe- remToleranzbereich!“ Ist derlCEO-Wert beimTransisterGC 116 zum Beispiel zu groß, wird er als LC 815 typisiert. •CBO *CEO F h 11e h 12e O bis 16 jU A Obis 600 p A O bis 20 dB Obis 3,5 k/r Obis 30x10-* Der Gebrauchswert des jeweiligen L-Transistors kann dabei für den einenVerwendungszweck eingeschränkt, für viele andere noch voll erhalten sein. electronic vereinigt Fortschritt und Güte WB RFT Bauelemente und Vakuumtechnik 1017 Berlin, Ehrenbergstraße 11-14 Günter Miel Mehrkanal-Fernlenkanlage Variophon- Varioton In der Zeitschrift „radio und femsehen“, Heft 16/1963, wurde diese Femlenkanlage in einer allgemein gehaltenen Beschreibung mit Block¬ schaltbild und Fotos vorgestellt. Den Femlenkamateur interessieren aber mehr die Schaltungsdetails dieser modernen, nach dem Baustein¬ prinzip aufgebauten Anlage, die hier gegeben werden sollen. Sender Variophon I Der Sender Variophon I (Graupner-Grundig) ist mit seinen acht Kanälen für Zweifach-Simultanbetrieb eingerichtet. Zu diesem Zweck enthält er 2 Steuerknüppel, die jeweils 4 Kanäle schalten, sowie 2 Modulatoren. Bild 1 zeigt das Blockschaltbild des mit 12 Transistoren bestückten Femlenksenders. Entsprechend dem Blockschaltbild sind auch die Bau¬ steine aufgebaut, aus denen der Sender zusammengesetzt ist. Als NF-Generator (Bild 2) wird eine Wien-Brückenschalturtg benutzt. Die Rückkopplung erfolgt vom Kollektor des Transistors T2 aus über Steuerknüppel 7 Modulator 1 Bild 1 Blockschaltbild des Mehrkanal-Fernlenksenders Variophon / 87 Bild 2 Schaltung des Mehrkanal-Fernlenk senders Variophon I. Modulator 1 und Mischverstärker (Teilschaltbild a), Quarzoszillator und Leistungs¬ endstufe (Teilschaltbild b) eine frequenzbestimmende RC-Schaltung. Der genaue Abgleich auf die Kanalfrequenz wird mit den Trimmerpotentiometern RI bis R4 vorge¬ nommen. Gegen Temperatur- und Spannungsschwankurtgen ist der RC-Generator mit Heißleiter widerstand und Widerstandsnetzwerken 88 stabilisiert. Damit für alle Kanalfrequenzen gleiche NF-Spannungs- werte erhalten werden, arbeitet der Transistor T 3 als Begrenzer; die Ausgangsspannung ist daher annähernd rechteckförmig. Mit dem Span¬ nungsteiler am Emitter können die Flankenabstände der Rechteck¬ spannung in Grenzen verschoben werden. Der Widerstand R 30 ver¬ ringert die Rückwirkung und die gegenseitige Beeinflussung der Modu¬ latoren. An diesem Punkte kann die zweite Modulatoreinheit an ge¬ schlossen werden, die in gleicher Weise aufgebaut ist. Bei Simultanbetrieb der beiden Modulatoren liegen an der Basis von T 4 zwei Rechteckspanrtungen unterschiedlicher Frequenz. Diese werden gemischt, so daß am Emitter eine neue Impulsfolge auftritt, die die beiden ursprünglichen Frequenzen enthält. Der Transistor T 5 unterstützt die Begrenzerwirkung. Als Schalter arbeitet T 6, der die Gegentakt-End- stufe des HF-Teiles im Takt der Rechteckspannung an die Betriebs¬ spannung schaltet. Die Basis des Transistors T 6 ist galvanisch mit dem Kollektor von T 5 verbunden. Ohne Modulation wird deshalb der HF- Träger auch in den Tastpausen abgestrahlt. Das ist ein wesentlicher Vor¬ teil. Im Frequenzspektrum der Pendelaudion-Rauschspannung im Emp¬ fänger sind ja auch die Kanalfrequenzen enthalten. Es kommt daher unter Umständen zu einem Klappern der Relais. Wird aber in den Tast¬ pausen der HF-Träger abgestrahlt, so tritt das Pendlerrauschen nicht erst auf. Welche Vorteile bietet nun die Rechteckmodulation gegenüber der sinus¬ förmigen Modulation? Die Signalamplitude im Empfänger ist stark entfemungsabhängig, das heißt, in Sendernähe wird eine Begrenzung der Amplitude eintreten. Bei sinusförmigem Signal ist das gleichbedeutend mit einer starken Form¬ änderung des Signales. Diese Tatsache stellt aber eine einwandfreie Funktion der Anlage gerade bei Simultanbetrieb in Frage. Bei rechteck- förmigen Modulationssignalen bleibt dagegen trotz Begrenzung im Empfänger die ursprüngliche Form der Signale erhalten. Die Nachteile der sinusförmigen Modulation werden also vermieden. Außerdem bietet die Rechteckmodulation den Vorteil, daß der Modulator schaltungs¬ technisch einfacher, billiger und unkritischer aufgebaut werden kann. Alle Sorgen mit der Modulationsgradeinstellung entfallen. Die Recht¬ eckmodulation stellt bei Verwendung eines Pendelaudions im Empfänger den letzten Stand der Entwicklung dar. Bei Superschaltungen im Emp¬ fänger ist dieses Modulationsverfahren wegen des hohen Oberwellen¬ anteiles der HF allerdings nicht mehr anwendbar. Der HF-Teil des Senders ist zweistufig aufgebaut, der Oszillator quarz¬ stabilisiert. Die Rückkopplung erfolgt vom heißen Ende der Spule L 101 über den Quarz auf die Basis des Transistors. R 104 und C 104 sind zur Temperaturstabilisierung vorhanden. Sonst weist der Oszillator keine Besonderheiten auf. Die HF wird induktiv in die Gegentakt-Endstufe 89 eingekoppelt. Mit der Kombination R 106-C102 erfolgt die Tempera¬ turstabilisierung der Endstufe. Die Betriebsspannung wird der Endstufe über die Drossel D 101 zugeführt. Das Collins-Filter dient der Antennen¬ anpassung und der Oberwellenunterdrückung. Sender Variophon II Mit Variophon II wurde ein Zweikanal-Femlenksender geschaffen, der besonders durch seine geringen Abmessungen auffällt, so daß man ihn ohne weiteres als Taschensender bezeichnen kann. Welche technischen Einzelheiten bietet dieses „Senderchen“ dem interessierten Ferristeuer- amateur? Im Gegensatz zum Sender Variophon / kehrt der Hersteller mit dem Variophon II von der Rechteck- zur Sinusmodulation zurück. Da¬ durch werden auf jeden Fall die bei der Rechteckmodulation auftreten¬ den breiten Seitenbänder vermieden. Der Modulationsgrad ist bei Sinus¬ modulation geringer, trotzdem reicht die HF-Leistung aus, eine ge¬ nügende Reichweite mit dem Variophon II zu gewährleisten. Der HF-Teil (Bild 3) hat sich gegenüber dem Variophon I völlig ver¬ ändert. Die verwendete Schaltung des quarzstabilisierten HF-Oszillators ist außerordentlich funktionssicher. Nicht nur für Femlenkgeräte wird diese Schaltung verwendet, sondern auch in modernen Funksprechgeräten ist sie zu finden. Der Oszillatortransistor arbeitet in Emitterschaltung. Die Basisvorspannung wird durch R 6-R 8 fest eingestellt. Eine geringe Verschiebung des Arbeitspunktes kann durch Variation von R 25 er¬ reicht werden. Durch die niederohmige Auslegung des Schwingkreises L 1- C 7 wird die Rückkopplungsspannung kleingehalten, so daß sich bei richtiger Wahl des Arbeitspunktes ein Überschwingen des Oszillators vermeiden läßt. Warum ist gerade diese Tatsache besonders zu beachten? Schwingt der Oszillator nicht rein sinusförmig, d.h. werden durch zu starke Rückkopplung rechteckförmige bzw. der Rechteckform ähnliche Schwingungen erzeugt, so läßt sich mathematisch durch die Fourier¬ analyse oder auch rein anschaulich recht einfach nachweisen, daß die Leistungsabgabe des Oszillators insgesamt größer ist als bei sinusför¬ miger Schwingungsform. Die Amplitude (und damit auch die Leistung der Grund welle) dagegen sinkt. Das bedeutet aber eine völlig un¬ erwünschte Leistungsverschiebung von der Grundwelle zu den Ober¬ wellen, was gerade vermieden werden sollte, zumal die Post für den Ober¬ wellengehalt recht stretige Bestimmungen erlassen hat. Bei Verwendung leistungsfähiger HF-Transistoren ist diesem Problem vor allem beim Selbstbau von Sendern unbedingt Rechnung zu tragen. Die Abblockkondensatoren C 6-C 9 sind bei diesem HF-Teil nicht, wie üblich, an den Pluspol als Masse gelegt, sondern an den Minuspol. Da die Antenne gleichstrommäßig am Minuspol liegt, wird so ein möglicher 90 Bl AJV QU JV Batteriekurzschluß zwischen Antenne und Gehäuse bzw. Masse ver¬ mieden. Die Plusleitung liegt über den Abblockkondensator C 13 wechselspannungsmäßig ebenfalls an Masse. Die Minusleitung als Masse bringt keine Nachteile für die Funktion des HF-Teiles. Durch die Her¬ stellung leistungsfähiger Mesatransistoren für Sendezwecke, wie des AFY19, wurde es möglich, die für Kleinsender technisch günstigere und einfachere Eintaktschaltung zu verwenden. Die Schwierigkeiten der Gegentaktschalturtg, wie Beschaffung von Pärchentransistoren, gleiche Ansteuerung beider Transistoren sowie der streng symmetrische Aufbau der Endstufe, sind damit hinfällig. R 16 wirkt dämpfend auf das even¬ tuelle Entstehen von Eigenschwingungen (UKW-Schwingungen) in der Endstufe. Der Endstufentransistor AFY 19 arbeitet in Basisschaltung und B- Betrieb. Dabei sind geringe Verzerrungen bei der Modulation nicht ganz zu vermeiden. Zu beachten ist bei dieser Schaltung, daß die NF- Spitzenspannung nicht die Basis-Emitter-Sperrspannung überschreitet, sonst schlägt die Basis-Emitterstrecke durch, und der Transistor ist un¬ brauchbar. Die Basismodulation wurde bei diesem Sender wahrschein¬ lich wegen ihres geringen Energieverbrauches gewählt, zumal die bei den neuen Mesatransistoren auf über ein Volt erhöhte Basis-Emitter-Span¬ nung dem entgegenkommt. Der PA-Schwingkreis ist als Collins-Filter ausgebildet und dient ebenso wie die bereits genannten Maßnahmen der Oberwellenunterdrückung. Die Antenne wird durch die Spule L 3 an¬ gepaßt, d.h., die durch die verkürzte Antenne auftretenden kapazitiven Komponenten werden durch L 3 kompensiert. R 18 vermindert die Rückwirkung des Modulators auf den NF-Genera- tor. Der Transistor T 5 arbeitet als Impedanzwandler. Damit wird mit dem Modulationstrafo der hochohmige Ausgang des NF-Generators an den verhältnismäßig niederohmigen Eingang des HF-Endstufentran- sistors angepaßt. Durch das Netzwerk zwischen Kollektor und Emitter wird die NF-Spannung stabilisiert, so daß am Trafoeingang eine kon¬ stante NF-Spannung anliegt. Die Kondensatoren C 15/C 16 sollen vom HF-Teil eingekoppelte HF-Reste kurzschließen und den Frequenzgang des Trafos verbessern. Der RC-Generator ist ähnlich dem im VariophonI aufgebaut. Allerdings werden hier Sinusschwingungen erzeugt. Die vor¬ gestellte Schaltung wird besonders dann interessant, wenn auch bei uns vom HWF leistungsfähige Mesatransistoren hergestellt werden und der Femlenkamateur die Möglichkeit erhält, eigene Experimente durchzu¬ führen. Empfänger Varioton Der Fernlenkempfänger Varioton , dessen Blockschaltbild in Bild 4 ge¬ zeigt wird, besteht aus dem Grundbaustein (HF-Teil und NF-Ver- 92 /N Bild 4 Blockschaltbild des Mehrkanal-Fernlenkempfängers Varioton stärker) sowie den aufsteckbareri Zweikanal-Schaltstufen-Bausteinen. Die Steckverbindungen sind sehr praktisch und gestatten Kombination bzw. Erweiterung der Fernlenkanlage bis auf acht Kanäle. Die Schal¬ tung des Empfängers weist einige interessante Einzelheiten auf. Wie Bild 5 zeigt, wird der Transistor T 1 als HF-Vorverstärker in Basis¬ schaltung betrieben. Die HF ist von der Antenne aus aperiodisch über die Spule L 1 in die Emitterleitung eingekoppelt. Damit entfällt der ab¬ stimmbare Eingangskreis. R1 bringt eine Temperaturstabilisierung. Welche Vorteile bietet diese HF-Vorstufe? Die Antennenabstimmung ist unkritisch, da die Antennenlänge keinen Einfluß mehr auf die Funktion des Pendelaudions hat. Der Empfänger wird also bei einer Änderung der Antennenlänge nicht nachgestimmt. Die Störstrahlung des Pendelaudions gelangt nicht mehr zur Antenne und kann demzufolge nicht abgestrahlt werden. Damit ist die Vor¬ aussetzung gegeben, zwei oder mehrere Empfänger parallel zu betrei- 93 Bild 5 Schaltung des Mehrkanal-Fernlenkempfängers Varioton. HF-Emp- fangsteil bis zum NF-Vorverstärker (Teilschaltbild a), NF-Verstärker und Zweikanal-Schaltstufe (Teilschaltbild b) ben, ohne daß eine gegenseitige Beeinflussung oder Funktionsstörung eintritt. Es wird gegenüber dem normalen Pendelaudion nur eine geringe Empfindlichkeitsverbesserung erreicht. Ein praktischer Vergleich be¬ stätigte diese Vermutung. Die HF wird induktiv von der Vorstufe in den Kollektorkreis von T2 eingekoppelt. Der Transistor T 2 schwingt durch den Rückkopplungs¬ kondensator C 3 zwischen Kollektor und Emitter als HF-Oszillator. Die Pendelfrequenz entsteht bei diesem Empfänger nicht durch ein RC- Glied, sondern in einem besonderen zweiten Schwingkreis hinter dem HF- 94 Schwingkreis und wird induktiv auf die Basis des Transistors T 2 rück¬ gekoppelt. Für die Pendelfrequenz und die NF arbeitet Transistor T 2 in Emitterschaltung, für die HF wegen der höheren Grenzfrequenz in der günstigeren Basisschaltung. Im Takt der Pendelfrequenz setzt im Tran¬ sistor T2 die HF-Schwingung ein und aus. Die höchste Empfindlichkeit erreicht das Audion kurz vor dem Schwingungseinsatz. Die Pendel¬ frequenz bewirkt nun ein Pendeln des Arbeitspunktes direkt an der Grenze der optimalen Empfindlichkeit bzw. Steilheit, so daß für eine kurze Zeit die maximale Empfindlichkeit erreicht ist. Durch den Pendel¬ frequenzkreis entsteht eine stabile Sinusschwingung, bei der der Pendler sicherer arbeitet als bei den von einem RC-Pendelglied hervorgerufenen Kippschwingungen. Da R 4 recht klein ist und damit keine genügende Temperaturstabili¬ sierung gewährleistet, regelt man die Basisspannung durch R18 tempe¬ raturabhängig. Die NF wird über die Diode Gl 1 und über die Pendel¬ frequenzdrossel L 4 ausgekoppelt. Dabei ist praktisch das Pendelaudion der untere Teil des Basisspannungsteilers der ersten NF-Verstärker¬ stufe. Somit entspricht der Kollektorspannung des Pendlers die Basis¬ vorspannung des Transistors T 3. Der Pendler und die erste NF-Stufe kompensieren sich also bei Schwankungen der Temperatur und der Betriebsspannung gegenseitig. L 4 und C 9 bilden ein Tiefpaßglied, das die Pendelfrequenz aussiebt. Über R 6 erfolgt eine Gleichstromgegen¬ kopplung vom Emitter des Transistors T 3 auf die Basis von Transistor T 2 und wirkt arbeitspunktstabilisierend. Die Diode Gl 2 beschneidet die positiven Halbwellen; die negativen Halbwellen gelangen an die Basis des Transistors T 4, der sie verstärkt und gleichzeitig begrenzt. Am Kollektor erscheint also eine einwand¬ freie Rechteckspannung. T 5 ist ein Schalttransistor und arbeitet in Kollektorschaltung. Dadurch kann man zwar keine zusätzliche Ver¬ stärkung erreichen, aber der Ausgang des NF-Verstärkers ist damit niederohmig. Am Ausgang steht eine rechteckförmige NF-Spannung 3,3 V zur Verfügung. Jeder Schaltstufen-Baustein enthält zwei Tonkreisschaltstufen. Die vor¬ liegende Schaltung entspricht der Schumacher-Schaltung bis auf eine interessante Neuheit: Die Widerstände RI und R2 entkoppeln die einzelnen Schaltstufen. Über den Widerstand R1 gelangt die NF auf den Parallelresonanzkreis. Ist der Schwingkreis in seiner Resonanzfrequenz erregt, so wird infolge Resonanzüberhöhung die Basis des Schalttransi¬ stors angesteuert: Der Transistor verstärkt. Die verstärkte NF-Spannung fällt an der Induktivität der Relaiswicklung ab. Ein Teil davon wird über C 3 auf die Basis rückgekoppelt. Durch die Gleichrichtung in der Diode Gl 1 bekommt die Basis eine negative Vorspannung, die den Arbeitspunkt des Transistors zu höheren Kollektorströmen hin ver¬ schiebt, d.h., das Relais zieht an. Derartige Schaltstufen sind besonders 95 bei Bestückung mit Transistoren mit großem Stromverstärkungsfaktor sehr empfindlich. Die Basisvorspannung für den Schalttransistor wird durch den Span¬ nungsteiler 4,7 kQ-180 kQ temperaturstabilisiert eingestellt. Dabei legt man den Widerstand 180 kQ nicht wie üblich an die Minusleitung, son¬ dern an den Kollektor des anderen Schalttransistors desselben Schalt¬ bausteines. Diese Gleichstromgegenkopplung zwischen den beiden Stufen wirkt als Übersteuerungsschutz. Spricht z.B. Relais 1 an, so ver¬ ringert sich die negative Basisvorspannung des Nachbartransistors T 2, da an der Relaiswicklung 1 ein starker Spannungsabfall auftritt. Es können also auf keinen Fall beide Relais eines Schaltbausteines mit einer NF-Spannung zum Ansprechen gebracht werden. Damit wird die ge¬ samte Anlage unkritischer, und eine allzu strenge Frequenzkonstanz des NF-Generators im Sender ist nicht mehr erforderlich. Insgesamt gesehen, stellt diese Fernsteueranlage eine technisch gelungene Lösung dar. Es bleibt nur zu hoffen, daß unsere Industrie bald ähnliche Anlagen entwickelt und damit den durchaus vorhandenen Bedarf erfüllt. Technische Daten des Senders Variophon I Frequenz: 27,12 MHz Modulation: Kanal 1 825 Hz Kanal 5 3000 Hz Kanal 2 1110 Hz Kanal 6 3670 Hz Kanal 3 1700 Hz Kanal 7 4300 Hz Kanal 4 2325 Hz Kanal 8 5700 Hz Trägerausgangsleistung: etwa 220 mW (an 60 Ohm) Modulationsart: A 2 Temperaturbereich: —T0°Cbis + 55 °C Stromverbrauch: etwa 70 mA Betriebsspannung: 12 V Antenne: Teleskop, 125 cm Technische Daten des Senders Variophon II Frequenz: 27,12 MHz Modulation: Kanal 1 825 Hz Kanal 2 1110 Hz Trägerausgangsleistung: etwa 150 mW Temperaturbereich: — 10°C bis +50°C Stromverbrauch: etwa 40 mA Betriebsspannung: 12 V (mind. 9 V) Antenne: Teleskop, 146 cm 96 Technische Daten des Empfängers Varioton 1. HF-Empfänger Varioton (Grundbaustein) Empfangsfrequenz: 27,12 MHz Empfindlichkeit: etwa 6 (gemessen an künstlicher Antenne nach CCIR ) Temperaturbereich: — 10 o Cbis-f-55 o C Betriebsspannung: 6 V Stromverbrauch: etwa 10mA Antennenlänge: etwa 800 mm 2. Zweikanal-Schaltstufen Varioton Temperaturbereich: — 10°C bis + 55°C Betriebsspannung: 6 V Stromverbrauch: etwa 1 mA Ruhestrom etwa 20 mA bei getastetem Kanal Dekadenwiderstand mit vier Einzelwiderständen Für viele Meßzwecke wird ein dekadisch einstellbares Widerstands- oder auch Kapazitätselement benötigt. Im einfachsten Fall nimmt man 10 Präzisionswiderstände von je 1 Ohm (oder je nach „Wertigkeit der De¬ kade“ auch 10 Ohm, 100 Ohm, 1000 Ohm usf.) sowie einen Stufen¬ schalter mit 11 Stellungen. Es ergibt sich die Schaltung nach Bild 1. Dabei ist es nachteilig, daß 10 Präzisionswiderstände eingebaut werden müssen, die schwer zu beschaffen und auch teuer sind. Es hat nicht an Versuchen gefehlt, die Zahl der Widerstände zu verringern und trotzdem dekadische Einsteilbarkeit zu erzielen. Ein weiterer bekannter Weg be¬ steht darin, die dekadischen Werte aus den vier Grundwerten 1, 2, 2, 5 zusammenzusetzen. Auch die Einzel werte 1,2, 3,4 und 1, 2,3,5 sind ver¬ wendet worden. Bild 2 zeigt eine Widerstandsdekade mit vier Einzel¬ widerständen 1, 2, 3, 5 und den Einstellwerten 0 bis 9. Es wird ein Schalter 2 mal 10 verwendet. Das gleiche Prinzip benutzt man bei der Kapazitätsdekade 0 bis 9, wobei aber beachtet werden muß, daß zur Wertevergrößerung keine Reihen-, sondern eine Parallelschaltung anzu¬ wenden ist. Bild 3 zeigt die Schaltung der Kapazitätsdekade für eine End¬ kapazität von 9000 pF. Will man die Werte von 0 bis 10 in einer Dekade einstellen, so sind 11 polige Schalter zu verwenden. Zum Abschluß dieser etwas „abstrakten“ Betrachtung über sparsame Dekaden soll noch ein Schaltbeispiel (Bild 4) gebracht werden. Man benutzt die Grundwerte 1, 2, 3,4. Für den Anfänger ist es eine gute Übung im Schaltunglesen, wenn er die angegebenen Schaltungen für jede Schalterstellung überprüft. 7 Elektronisches Jahrbuch 1966 97 Ing. Karl-Heinz Schubert DM 2 AXE Schaltungen für den Funkamateur An einen modernen Stationsempfänger, heute vorwiegend als Superhet aufgebaut, werden durch die dichte Belegung der schmalen Amateur¬ bänder hohe Anforderungen gestellt. Das bedingt für die Schaltungs¬ technik einen großen Aufwand. Spitzengeräte mit einer Bestückung von zehn und mehr Elektronenröhren smd nicht selten, können aber auch heute noch vom KW-Amateur durch Eigenbau realisiert werden. Oszillator-Trennstiife Ein Problem unter vielen ist beim KW-Empfänger die Frequenzkon¬ stanz des abstimmbaren ersten Oszillators. Bekanntlich mischt man dessen HF-Spannung mit der HF-Eingangsspannung des Empfängers, um die ZF-Spannung zu erhalten, die dann selektiv weiterverstärkt wird, Maßgebend ist die Frequenzkonstanz einmal für die Skaleneichung des Bild 1 Schaltung einer Oszillator-Trennstufe für KW-Empfänger Röl Ei 80 RÖ2EF80 99 Empfängers (Wiederkehrgenauigkeit)- Außerdem wird heute durch die hohen Trennschärfeforderungen der ZF-Verstärker eines KW-Emp¬ fängers sehr schmalbandig ausgelegt (bei Telegrafieempfang Bandbreite 100 Hz und weniger). Eine Frequenzänderung des ersten Oszillators be¬ deutet dann, daß der eingestellte Sender aus dem Empfangsbereich weg¬ läuft; es muß also fortwährend nachgestimmt werden. Bei modernen Spitzengeräten wird heute meist der erste Oszillator quarzgesteuert be¬ trieben und die Abstimmung des Empfängers in den ZF-Bereich gelegt. Aber nicht viele Amateure können sich den passenden Satz Quarze be¬ sorgen, um alle KW-Amateurbänder in die gleiche ZF umzusetzen. Einen Ausweg bietet die Ankopplung des abstimmbaren ersten Oszillators über eine Trennröhre an die Mischschaltung des Empfängers. Bild 1 zeigt eine dafür geeignete Schaltung, wobei Rö 1 die Trennröhre in Katoden¬ folgerschaltung ist und Rö 2 die Oszillatorröhre. Die Trennröhre ver¬ ringert alle Einflüsse der Mischschaltung auf die Frequenzkonstanz des Oszillators. Natürlich muß dazu der Oszillator frequenzstabil aufgebaut sein, also Stabilisierung der Betriebsspannung und Temperaturkompen¬ sation durch entsprechende Auswahl der Parallelkapazitäten im Schwing¬ kreis. Von der Trennröhre aus wird die Oszillatorspannung direkt an die Katode (nicht geerdet!) der Mischröhre (Pentode) geführt. S-Meter-Schaltungen Während des Funkbetriebes zweier Amateurfunkstationen werden ge¬ genseitig die Empfangsrapporte nach dem RST-System ausgetauscht. Der gehörmäßigen Angabe der Empfangsfeldstärke ist die Angabe nach S-Meter-BFO-Stufe (b) 100 Bild 3 Schaltung des Infinite-impedance-Detektors ( Sylvania-Detektor) EC92 25k einem S-Meter vorzuziehen. Das einfachste S-Meter ist ein Milliampere¬ meter im Anodenstromkreis einer geregelten HF- oder ZF-Verstärker¬ röhre. Aber auch die Regelspannung des Empfängers selbst kann zur Steuerung der S-Meteranzeige ausgenutzt werden/ Bild 2 zeigt eine Doppeltriode mit Meßwerk im Katodenkreis. Ähnlich sind Röhren¬ voltmeter aufgebaut. Das Steuergitter des ersten Röhrensystems liegt über den Widerstand 1 MD an der Regelspannung. Mit dem Potentio¬ meter P wird der Nullpunkt des Zeigers eingestellt. Der Widerstand R ist in seiner Größe abhängig von der Stromempfindlichkeit des Me߬ werkes. Eine universelle Schaltung zeigt Bild 3, die man in Schalter¬ stellung „1“ als S-Meter, in Schalterstellung „2“ als ZF-Überlagerer (BFO) betreiben kann. Der Schwingkreis L-C wird für die ZF des Emp¬ fängers dimensioniert. Das Potentiometer P 1 regelt die BFO-Frequenz, P 2 dient zur Nullpunkteinstellung des S-Meters. Angeschlossen ist das S-Meter an der Regelspannung des Empfängers. Die Auskopplung der BFO-Spannung, die dem Demodulatorkreis zu geführt wird, erfolgt von der Anode der Röhre aus über eine kleine Kapazität. Infinite-impedance-Detektor Die Gleichrichtung des HF-Signales erfolgt meist durch einen Dioden¬ gleichrichter. Bei Kleinsupem mit geringer ZF-Verstärkung oder bei Geradeausempfängern bringt die in Bild 3 dargestellte HF-Gleich- richterschaltung eine Verbesserung. Dieser Infinite-impedance-Detektor stellt eine sehr hochohmige Gleichrichterschaltung dar, die eine Belastung des Schwingkreises vermeidet, wie sie beim Diodendetektor gegeben ist. Während der Anodenkreis sowohl für das HF- als auch für das NF-Si- gnal einen niedrigen Scheinwiderstand aufweisen muß, ist der Katoden¬ kreis nur für das HF-Signal niederohmig ausgelegt. Das NF-Signal fällt über dem hochohmigen Katodenwiderstand R ab, HF-Reste unter¬ drückt das nachfolgende Siebglied (25 kQ-100 pF). Der Katodenwider- 101 stand R muß sehr groß sein im Vergleich zum reziproken Wert der Steilheit der verwendeten Röhre. Der Anodenstrom ist ohne Signal sehr klein, vergrößert sich aber mit dem Signal wie im Fall des Anodengleich¬ richters. Der Spannungsabfall über R steigt deshalb ebenfalls mit dem Signal an. Das bedeutet, das Gitter kann vom HF-Signal nicht in posi¬ tive Gebiete gesteuert werden. Verzerrungen durch den Gitterstrom treten dadurch nicht auf. Für CW-Empfang (Al) wird die BFO-Span- nung über eine kleine Kapazität dem Gitter des Infinite-impedance- Detektors zugeführt. Benutzt man für diese Schaltung eine Doppeltriode, so kann das zweite Röhrensystem als NF-Spannungsverstärker ge¬ schaltet werden. Prodüktdetektor Immer mehr setzt "sich bei den Funkamateuren der SSB-Betrieb durch, weil er bei der starken Bandbelegung wesentliche Vorteile bringt. Diese kann man aber nur voll nutzen, wenn der Stationsempfänger für SSB- Empfang mit einem Produktdetektor ausgerüstet wird. Bild 4 bringt eine dafür geeignete Schaltung mit drei Trioden. Das erste Trioden¬ system arbeitet als Katodenfolger für dasZF-Signal, das zweite in gleicher Weise für das BFO-Signal. Beide Signale werden dann im dritten Trio¬ densystem gemischt, das mit einer höheren Gittervorspannung ar¬ beitet. Ohne BFO-Signal ergibt ein SSB-Signal am Ausgang keine NF- Spannung. Diese entsteht erst aus dem Produkt von SSB-ZF-Signal und BFO-Signal. Als Anhaltspunkt soll die BFO-Spannung etwa 2 V, die ZF-Spannung maximal 0,3 V betragen. Zur Gleichrichtung von AM- Signalen (A-3-Betrieb) ist der Produktdetektor nicht geeignet, wohl aber für CW-Signale'(A-l-Betrieb). Röl Rö 2 Bild 4 Schaltung eines Produktdetektors für CW- und SSB-Signale 102 Störunterdrückung Die Nutzsignale im KW-Bereicb sind von einer Anzahl Störungen über¬ lagert, die den Empfang stark beeinträchtigen können. Es gibt daher einige Schaltungen, die zur Störunterdrückung oder Störaustastung dienen. Möglichkeiten zur Störunterdrückung bieten der Zwischen¬ frequenzverstärker (ZF-Störaustastung) und der Niederfrequenzver¬ stärker (NF-Störunterdrückung) des Stationsempfängers. Eine ZF- Störaustastschaltung zeigt Bild 5, die den ZF-Verstärker für die Dauer eines Störimpulses sperrt. Vom ersten ZF-Bandfilter gelangt das ge¬ störte ZF-Signal zur Verstärkung an Rö 2. Mit dem Schwellwert- regler (5 kQ) wird erreicht, daß die über das Nutzsignal hinausragenden Störimpulse gleichgerichtet werden (untere Diode). Während der Störimpulsdauer wird die obere Diode leitend und schließt das Gitter 3 der Heptode kurz: Der ZF-Verstärker ist dadurch gesperrt. Für eine einfache NF-Störunterdrückung genügt die Schaltung nach Bild 6, die man einem Diodendemodulator nachschaltet. Negative Störimpulse wer¬ den von der oberen, positive Störimpulse von der unteren Diodenstrecke unterdrückt. Das im Eingang liegende Tiefpaßfilter ist für die ZF zu dimensionieren. Um eine minimale Brummspannung zu erreichen, hat Bild 5 Schaltung einer ZF-Störaustastung für KW-Empfänger 103 EAA 91 Bild 6 Schaltung einer einfachen NF-Störunterdrückung die Heizwicklung eine geerdete Mittelanzapfung. Eine NF-Störunter- drückung in Verbindung mit einem Infinite-impedance-Detektor zeigt Bild 7. Der Schwellwert wird mit dem Potentiometer 10 kQ eingestellt, das an einer positiven Spannung von 30 V liegt. Auch für den Bau von KW-Sendern schreitet die Schaltungstechnik fort. Nachstehend sollen deshalb einige weniger bekannte Schaltungen be¬ sprochen werden. Rbl +.m Bild 7 Schaltung einer NF-Störunterdrückung für den Infinite-impedance-Detektor 104 Kohlemikrofon Wegen seines niedrigen Preises wird von den Funkamateuren gern das Kohlemikrofon benutzt. Nachteilig ist, daß es eine Speisebatterie er¬ fordert und über einen NF-Übertrager mit größerem Übersetzungs¬ verhältnis an den Verstärkereingang angeschlossen werden muß. Ver¬ wendet man aber die Schaltung nach Bild 8, so entfallen beide Nachteile. Das erste Triodensystem arbeitet in Gitterbasisschaltung, wobei das Bild 8 Schaltung für den Anschluß eines Kohle mikrofons (ohne Speisebatterie und Eingangs- Übertrager) ECC82 Kohlemikrofon M den Katodenwiderstand darstellt. Die auf die Mem¬ bran auftreffenden Schallwellen beeinflussen den Widerstandswert des Mikrofons und damit gleichzeitig den Anodenstrom, der den Arbeits¬ widerstand (47 kQ) durchfließt. An der Anode kann man deshalb eine NF-Spannung entnehmen, die im zweiten Triodensystem weiterver¬ stärkt wird. Im Ausgang liegt ein NF-Treiberübertrager, der eine Gegen- takt-Endstufe (z.B. 2 X EL 84) steuert. Der Katodenstrom des zweiten Röhrensystems fließt ebenfalls über das Kohlemikrofon. Die Laut¬ stärke wird mit dem Potentiometer 500 kQ eingestellt. Selbstverständlich kann man für den Treiberübertrager auch einen RC-Ausgang vorsehen. Sende-Empfangs-Umschalter Benutzt man für den KW-Sender und den KW-Empfänger die gleiche Antenne, so muß diese jeweils mit der Hand umgesteckt oder durch Relais umgeschaltet werden. Diese Umschaltung sollte aber im Zeitalter der Elektronik auch elektronisch vorgenommen werden. Eine geeignete Schaltung dafür zeigt Bild 9. Der elektronische Sende-Empfangs-Umschalter benutzt eine Doppel¬ triode ECC 82 , deren erstes System als HF-Verstärker, deren zweites als Katodenfolger arbeitet. Ist der Sender in Betrieb, so sind durch den Gitterstrom die Röhren gesperrt, an den Empfänger gelangt kein Signal. 105 ECC82 Bild 9 Schaltung eines elektronischen Sende-Empfangs- Umschalters Wird aber der Sender abgeschaltet, so liegt der Empfänger sofort an der Antenne. Da der HF-Kreis des ersten Triodensystems abstimmbar ist, wird die Empfindlichkeit des Empfängers verbessert. Eine solche Um¬ schaltung kann man auch mit Flächendioden vornehmen, wie Bild 10a zeigt. Erhalten die Dioden eine Vorspannung von U = +40 V, so sind ik + u Sende - mv — Empfangs- Umschalter /X\ EL 81 r u_ OY 316 1 ^ 21k + 70V (von der Ix - Tastschaltung) Bild 10 a und b Schaltung eines Sende- Empfangs-Umschalters mit Dioden (a) und Prinzipdar¬ stellung der Tastschaltung ( b) 106 sie leitend, und der Empfänger ist an die Antenne angeschlossen. Bei einer Spannung von U = — 400 Y sind die Dioden vollkommen ge¬ sperrt, so daß der Empfänger von der Antenne getrennt ist. Bild 10b zeigt, wie man mit der Telegrafietaste die Umschaltung vornehmen kann. UKW-Oszillator Für einfache Empfänger, Sender oder Meßgeräte zeigt Bild 11 einen ab¬ stimmbaren UKW-Oszillator. Bei sorgfältigem Aufbau und Stabilisie¬ rung der Betriebsspannung ist diese Schaltung durchaus brauchbar. Mit der vorgegebenen Dimensionierung kann der Oszillator von 72 bis 73 MHz abgestimmt werden. Die Schwingkreisspule in Haamadelform Bild 11 Schaltung eines abstimmbaren UK W- Oszillators 1k hat eine Länge von 140 mm bei einer Breite von 25 mm. Die Auskopp¬ lung erfolgt über eine Haarnadelschleife mit einer Länge von 50 mm bei gleicher Breite (Draht 2 mm Durchmesser, Cu versilbert). Für die An¬ wendung in einem 2-m-Sender empfiehlt es sich, ein oder zwei Trenn¬ stufen nachzuschalten. Transistor-Clapp-VFO Im Steuersender (VFO) kann der Transistor durchaus schon eingesetzt werden. Bild 12 stellt die Transistorversion des bekannten Clapp-Oszil- lators dar. Der Transistor arbeitet in der Basisgrundschaltung. Der frequenzbestimmende Serienschwingkreis liegt am Kollektor. Die 107 Bild 12 Schaltung des Clapp-VFO mit Transistorbestückung Rückkopplung auf den Emitter erfolgt durch den kapazitiven Span¬ nungsteiler (2 X 680 pF). Für die Spule L 1 benötigt man etwa 55 Wdg., 0,5-CuL, Spulenkörper 35 mm Durchmesser. Die Frequenz liegt dann im Bereich von 1,8 bis 2,0 MHz. Vorteilhaft ist die Stabilisierung der Betriebsspannung mittels einer Zenerdiode. Die Auskopplung erfolgt am Emitter des Transistors. Der Stromverbrauch ist kleiner als 1 mA. VFO-Trennverstärker Um Rückwirkungen der Senderstufen auf den VFO zu vermeiden, muß man einen Trennverstärker dazwischenschalten. Eine wirksame Schal¬ tung ist in Bild 13 angegeben. Der VFO arbeitet auf einen nicht ab¬ gestimmten Anodenkreis (HF-Drossel). Mit Röhre Rö 2 folgt ein Ka- Bild 13 Schaltung eines wirksamen Trennverstärkers , der einem VFO nachgeschaltet werden kann (RÖ 2 — EC 92) 108 todenfolger. Für eine gute Trennwirkung muß beachtet werden, daß bei Rö 2 kein Gitterstrom auftritt. Der Katodenfolger steuert eine Puffer¬ stufe (Rö 3), die im Eingang auf die Bandmitte der VFO-Frequenz ab¬ gestimmt ist. Der Anodenkreis der Pufferstufe bleibt unabgestimmt (HF- Drossel). Die Spule L wurde für eine Frequenz von etwa 3,6 MHz dimensioniert. HF-Indikator Ein empfindlicher HF-Indikator ist nützlich zur Kontrolle von Oszilla¬ toren in Konvertern und Empfängern, von Transistoroszillatoren usw. Bild 14 zeigt eine unkomplizierte Schaltung dafür. Die Ankopplung der Bild 14 Schaltung eines einfachen HF-Indikators HF erfolgt über eine Spule mit zwei Windungen. Die nach Gleichrich¬ tung erhaltene Gleichspannung wird durch eine Transistor-Brücken¬ schaltung angezeigt. Verwendet werden können alle Typen von NF- Transistoren. Mit dem Potentiometer (1 kQ) wird der Zeiger-Nullpunkt eingestellt. Die ganze Schaltung kann in einem kleinen Kästchen unter¬ gebracht werden. 10 O-kHz-Eichgenerator Für Eichzwecke leistet ein kleiner Quarzoszillator gute Dienste, der mit der Grundfrequertz 100 kHz entsprechende Eichpunkte abgibt. Bild 15 zeigt einen Eichgenerator mit Transistorbestückung. Der erste Transistor ist der Quarzgenerator (Quarz zwischen Basis und Kollektor angeordnet). Der Schwingkreis im Kollektor wird auf die Quarzfrequenz abgestimmt. Als HF-Verstärker für die Oszillatorfrequenz arbeitet der zweite Tran- 109 Bild 15 Schaltung eine* 100-kHz-Quarz- Eichgenerators mit Transistorbestückung sistor, dessen Kollektorschwingkreis ebenfalls auf die Quarzfrequenz abzustimmen ist. Die Auskopplung der Quarzfrequenz und ihrer Har¬ monischen erfolgt über den Kondensator 100 pF. Wird die Schaltung als Quarzkalibrator für einen Empfänger benutzt, so kann sie auf einem Röhrensockel (mit Abschirmkasten) aufgebaut werden. Die Betriebs¬ spannung ist einfach am Katodenwiderstand der Endröhre des Emp¬ fängers zu entnehmen. Literatur “The Amateur Radio Handbook”, RSGB-Publication, 3. Auflage. “The Radio Amateur’s Handbook”, ARRL-Publication, 41. Auflage. “RSGB-Bulletin”, Nr. 7/1964 und Nr. 11/1964. “Radio REF”, Nr. 6/1964, Nr. 8-9/1964, Nr. 10/1964. Kernfusion - Energiequelle der Zukunft Dipl.-Phys. Gerhard Zimmermann Die in allen Ländern steigenden Energiesorgen, d.h. das Problem des künftig immer rascher wachsenden Bedarfs an Elektroenergie und seine kontinuierliche Absättigung, beschäftigen Wissenschaftler und Ökonomen in gleichem Maße. Die Anstrengungen, die in allen Ländern und auch bei uns zur Überwindung oder Vermeidung dieser Sorgen ge¬ macht werden, sind allgemein bekannt. Eine Tatsache ist jedoch nicht zu leugnen: Bei den heutigen Möglichkeiten der Energieerzeugung kann deren Zuwachs bereits in den nächsten Jahren nicht mehr mit dem ständig steigenden Energiebedarf der gesamten Wirtschaft Schritt halten. Ferner ist der Vorrat an Rohstoffen für die Energieerzeugung (Kohle, Erdöl, Erdgas usw.) selbst begrenzt und reicht nur noch für einige Generationen. Es ist bis heute andererseits auch noch nicht gelungen, die Kernkraft¬ werke, die die Kernspaltungsenergie (oder Atomenergie genannt) aus¬ nutzen, auf einen solchen technischen Stand zu bringen, daß man in der Lage wäre, aus dieser Quelle den steigenden Energiebedarf zu decken - ganz abgesehen von den noch viel zu hohen Kosten der Energieerzeu¬ gung in den bisherigen Atomkraftwerken. Die Entwicklung auf diesem Gebiet ist aber überall in der Welt noch stark im Fluß, und sicher wer¬ den in nicht ferner Zeit Möglichkeiten gefunden, diese Energiequelle stärker zu erschließen. Wie aber bereits abzusehen ist, wird auch diese Quelle keine Lösung des Energieproblems der Menschheit bringen, 111 denn die sogenannten Kernbrennstoffe, d.h. die für die Kernspaltungs¬ reaktionen in den Reaktoren in Frage kommenden radioaktiven bzw. spaltbaren Elemente, kommen in der Natur nicht in der notwendigen Menge vor. Auch aus diesen Gründen ist die Wissenschaft ständig auf der Suche nach neuen, besseren und billigeren Möglichkeiten der Energie¬ erzeugung - sei es durch intensive Ausnutzung herkömmlicher Roh¬ stoffe, wie etwa in den sogenannten MHD-Generatoren (Magneto-Hy¬ drodynamischen Generatoren) oder durch Erschließung neuer Erzeu¬ gungsverfahren mit anderen, bisher ungenutzen Rohstoffen. Auf dieser Suche stießen die Physiker auf eine Kernreaktion, wie sie seit Jahr¬ millionen auf unserer Sonne abläuft und ihr die riesige Energie liefert, die sie in den Weltraum abstrahlt, auf die Kernfusion oder Kern¬ verschmelzung. Bei dieser Reaktion verschmelzen Kerne des Wasser- stoflfatoms zu Heliumatomen, wobei eine riesige Energiemenge frei¬ gesetzt wird. Die wichtigsten Reaktionsmöglichkeiten dabei sind fol¬ gende: D ~f- 3 He + y + 5 MeV T-f-H^ 4 He +20 MeV D + D-^ 3 He + n + 3,2 MeV D + D^ T + H + 4 MeV T + T -> 4 He + 2n + 11 MeV T + D^ 4 He + n + 17,5 MeV Die Energieproduktion ist bei diesen Kernverschmelzungsreaktionen bei gleichem Massenumsatz etwa lOmal größer als bei den bekannten Kernspaltungsreaktionen des Uran-235 oder des Plutonium-239. In den Sternen und in der Sonne gehen diese Kerrtfusionsreaktionen bei ther¬ mischem Gleichgewicht und Temperaturen von 10 6 bis 10 s Grad Kelvin vor sich. Der Zustand, in dem sich die Materie dabei befindet, ist der so¬ genannte Plasmazustand, der auch oft als vierter Aggregatzustand be¬ zeichnet wird. Was ist nun ein Plasma, welche Eigenschaften hat es und welche Be¬ dingungen muß das Plasma erfüllen, um die obenerwähnten Kern¬ fusionsreaktionen zu ermöglichen? Als Plasma bezeichnet man allgemein ein ausreichend hoch ionisiertes Gas, d.h. ein Gas, dessen Moleküle zu einem großen Prozentsatz in Elektronen und positive Ionen gespalten sind. Mehratomige Moleküle sind meist vollständig dissoziiert. Ein Plasma besteht also aus neutralen Atomen, positiven Ionen und Elektronen. Die Wechselwirkung dieser Teilchen untereinander und mit äußeren Feldern bestimmt das physika¬ lische Verhalten des Plasmas. 112 Wie entsteht nun ein Plasma, bzw. wie kann man es unter irdischen Be¬ dingungen erzeugen? Jeder Leser kennt die Erscheinung des Blitzes. Dieser grell leuchtende „Feuerschlauch“ zwischen Erde und Wolke oder auch zwischen zwei Wolken stellt nichts anderes dar als ein Plasma. In diesem Fall ist das Gas, in dem sich das Plasma bildete, die Luft und die Ursache der Ent¬ stehung eine elektrische Entladung - ein elektrischer Funke. Wenn die durch die Reibung der Luftmassen entstandene elektrische Ladung ge¬ nügend groß ist und die Spannung ausreicht, um einen Funken zwischen den beiden Polen - Erde und Wolke - überschlagen zu lassen, dann gleicht sich die Potentialdifferenz über diesen Funken aus, und der dabei fließende Strom ionisiert die Luft, die aufleuchtet. Dieser leuchtende Schlauch ist die Strombahn des Funkens und besteht aus ionisiertem Gas - aus Plasma. Jeder kennt auch die sogenannten Neon-Leuchtreklamen oder die Leuchtstoffröhren. Auch in ihnen befindet sich nichts anderes als ein Plasma, das durch eine Gasentladung erzeugt wird. Es fließt ein be¬ stimmter Strom durch das in der Röhre befindliche Gas und ionisiert dieses zu einem Plasma. Wie kann man nun ein Gas in den Plasmazustand überführen? Man muß wenigstens einen Teil der Elektronen von den Atomen tren¬ nen und diese in Ionen verwandeln, d.h., man muß das Gas ionisieren. Wie kann diese Ionisation vor sich gehen? Es sind dazu verschiedene Wege möglich: a) thermische Ionisation, b) Strahlungsionisation, c) Ionisation durch elektrische Entladung. Durch Erhitzen auf genügend hohe Temperatur kann man jeden Stoff ionisieren. Diesen Vorgang nennt man thermische Ionisation. Die notwendige Temperatur ist um so kleiner, je schwächer die Elektronen im Atom gebunden sind, d.h. je niedriger die lonisierungsenergie des Atoms oder Moleküls ist. Die Größe der Ionisierungsenergie hängt ab von der Stellung des betrachteten Elements im Periodensystem. Die Bild 1 Entstehung einer Elektronenlawine durch Stöße n § ;§ 2 l V 8 Elektronisches Jahrbuch 1966 Geschwindigkeit 113 Strahlungsionisation hat nur für stark verdünnte Gase Bedeutung, sie spielt in der Astrophysik eine wichtige Rolle. Die starke Ultraviolett¬ strahlung der heißen Sterne ionisiert das interstellare Gas und die in der Nähe befindlichen Nebel. Die dritte Art, die Ionisation durch elektrische Entladung, haben wir schon am Beispiel des Blitzes und der Neonröhre kennengelernt. Dabei werden durch äußere Felder (angelegte elektrische Spannung) einige im¬ mer vorhandene freie Elektronen auf eine solche Geschwindigkeit be¬ schleunigt, daß ihre Energie ausreicht, um bei einem Zusammenstoß mit einem Atom dieses zu ionisieren. Das dabei frei werdende Elektron wird selbst auch wieder beschleunigt und kann wiederum ionisieren, wobei eine Elektronenlawine (Bild 1) entsteht, bis schließlich das gesamte Gas ionisiert wird und in Plasma übergeht. An den obigen Beispielen haben wir bereits eine wichtige Eigenschaft des Plasmas bemerkt: Ein Plasma kann elektrischen Strom leiten, genau wie Metall oder Elektrolyte, d.h., es besitzt eine Leitfähigkeit o , die unter bestimmten Bedingungen sogar sehr viel besser sein kann als die der Me¬ talle. Diese Leitfähigkeit kommt dadurch zustande, daß die Elektronen im Plasma nicht mehr an das Atom oder Molekül gebunden, sondern frei sind. Dadurch haben sie eine große Beweglichkeit b und können Ladung transportieren. Je größer die Beweglichkeit der Elektronen (d.h., je ungebundener sie sind) und je größer ihre Anzahl n im betrachteten Volumen ist), desto größer auch die Leitfähigkeit! Es gilt: er = n ■ b • e; (1) er = Leitfähigkeit, b = Beweglichkeit der Elektronen, n = Zahl der Elektronen pro cm 3 , e = Elementarladung der Elektronen. Der durch das Plasma fließende Strom j ist somit: j = er • E — n * b ■ e • E; (2) E=elektrische Feldstärke, diedurch die angelegte Spannung erzeugt wird. Mit der Beweglichkeit der Elektronen hängt eine weitere Eigenschaft des Plasmas zusammen. Auf Grund ihrer freien Beweglichkeit werden sie durch äußere Felder (z.B. angelegte Spannung) oder durch gegen¬ seitige Stöße (auf Grund der Wärmebewegung der Teilchen) beschleu¬ nigt und erhalten eine bestimmte Geschwindigkeit. Rührt diese Ge¬ schwindigkeit nur von der thermischen Bewegung, den Stößen, her, so spricht man von thermischem Gleichgewicht, d.h., alle Vorgänge sind untereinander im Gleichgewicht, und dies ist der stationäre Zustand des Plasmas. Da aber nicht alle Teilchen in gleicher Weise stoßen und nicht bei jedem Stoß die gleiche Energie übertragen wird, haben die Teilchen und da¬ mit auch die Elektronen eine gewisse Geschwindigkeitsverteilung, die sogenannte Maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung (Bild 2). 114 Vorhanden sind also sowohl sehr schnelle als auch sehr langsame Elek¬ tronen in dem gesamten Kollektiv, es überwiegt jedoch die mittlere Ge¬ schwindigkeit v. Sie wird auch mittlere thermische Geschwindigkeit ge¬ nannt, da allein die Höhe der Temperatur für ihre Größe verantwortlich ist. Es gilt allgemein: und für Elektronen (3) v e = '8 kTe 7 t m f (4) k = Boltzmannkonstante, T = absolute Temperatur (in Grad Kelvin), m *= Masse des jeweiligen Teilchens. Wird die Geschwindigkeit der Elektronen durch äußere Felder erzeugt, so spricht man von unvollständigem oder nicht thermischem Gleichge¬ wicht. Die Elektronen bewegen sich auf Grund ihrer viel geringeren Masse mit einer wesentlich höheren Geschwindigkeit als z.B. die Ionen. Sie haben dabei selbst auch eine Maxwellverteilung der Geschwindigkeit, doch entspricht diese nach Gleichung (4) einer Temperatur Te, die viel höher ist als die Plasmatemperatur. Sie wird Elektronentemperatur ge¬ nannt und stellt eine wesentliche Größe des Plasmas dar. Eine weitere Eigenschaft des Plasmas ist seine Quasineutralität. Das Plasma als Ganzes ist makroskopisch neutral; es hat keine elektrische Ladung, obwohl es aus positiven Ionen und negativen Elektronen be¬ steht. Die Anzahl der Ionen und Elektronen in 1 cm 3 Plasma ist gleich. 115 Jede Abweichung von der Quasineutralität, d.h. ein irgendwie entstan¬ dener Überschuß einer Teilchensorte, schafft sogenannte Raumladungen, die elektrische Felder erzeugen, durch die die Quasineutralität sofort wieder hergestellt wird. Für Fusionsplasmen, d.h. Plasmen, in denen man die obenangeführten Fusionsreaktionen durchführen kann, be¬ nötigt man ein vollständig ionisiertes Plasma mit Elektronentempera¬ turen von 10 7 bis 10 9 Grad Kelvin und Dichten von 10 16 bis 10 18 Teilchen pro cm 3 im thermodynamischen Gleichgewicht. Abgesehen davon, daß man heute noch nicht in der Lage ist, Plasmen herzustellen, die beide Bedingungen - Temperatur und Dichte - gleichzeitig erfüllen, hat das Plasma eine sehr geringe Lebensdauer. Es zerfällt sehr schnell, bzw. Temperatur oder Dichte nehmen innerhalb von millionstel Sekunden so rasch ab, daß die Bedingungen nicht mehr für eine Kernverschmel¬ zung ausreichen. Die Lebensdauer ist so kurz, daß sich kein thermo¬ dynamisches Gleichgewicht einstellen kann. Diese Tatsache hängt damit zusammen, daß unter irdischen Bedingungen Plasmen stets in Gefäßen (Glas oder Metall) erzeugt werden müssen, um das erforderliche Va¬ kuum herstellen zu können, das bei den interstellaren Plasmen a priori vorhanden ist; dabei stören die Wände des Gefäßes das Plasma. Das Plasma kühlt sich ab, und der Ionisationsgrad sinkt. Eine weitere Schwie¬ rigkeit bei der Erzeugung von Plasmen so hoher Temperaturen, wie sie zur Kernfusion notwendig sind, liegt darin, daß kein Material diese Temperaturen aushält. Man muß also andere Möglichkeiten finden, das Plasma einzuschließen, man muß es „haltern“, wie die Physiker sagen. Dazu eignen sich Magnetfelder, die die Expansion des Plasmas verhindern, indem sie die ausbrechenden Teilchen wieder zurückdrängen und auf diese Weise von den materiellen Wänden femhalten. Diese Halterungsprobleme, die heute durchaus noch nicht gelöst sind, stellen die dritte Schwierigkeit neben der Erzeugung der erforderlichen Tempe¬ ratur und Dichte dar, die von den Physikern geklärt und überwunden werden muß; sie sind nicht nur wegen des Material- und Gefäßpro¬ blems von Wichtigkeit, sondern hängen ganz eng mit der Erhöhung der Lebensdauer oder Einschließungszeit zusammen. Die Reaktion muß kontrollierbar und steuerbar ablaufen, damit sie für Energiegewinnung verwendet werden kann. Erst dann ist eine Kernverschmelzung möglich, wenn man das Plasma eine gewisse Zeit haltern, d.h. die erforderlichen Bedingungen aufrechterhalten, sie kontrollieren und steuern kann. Zusammenfassend sei also nochmals festgestellt, daß für Fusionsex¬ perimente ein Plasma erforderlich ist, das folgende Bedingungen er¬ füllt: Temperatur 10 7 bis 10 9 Grad Kelvin Dichte 10 16 bis 10 18 Teilchen je cm 3 Lebensdauer einige Sekunden 116 Um diese Voraussetzungen zu schaffen, ist noch unendlich viel For¬ schungsarbeit notwendig, und es ist keineswegs abzusehen, ob diese Pro¬ bleme in unserem Jahrhundert gelöst werden können. Daß der Mensch prinzipiell imstande ist, diese Kernverschmelzung zu verwirklichen, hat er mit der Schaffung der Wasserstoffbombe bewiesen. Die dort explo¬ sionsartig frei werdenden Energiemengen kann er aber nicht für fried¬ liche Zwecke praktisch ausnutzen - eine andere Nutzung ist der Mensch¬ heit jedoch nicht dienlich. Damit bleibt der Wissenschaft die Aufgabe, das Problem der gesteuerten Kernverschmelzung oder, wie sie oft ge¬ nannt wird, der kontrollierten thermonuklearen Reaktion zu lösen. So schwer und aufwendig dieser Weg auch sein mag, er muß gegangen werden, wenn die Menschheit nicht eines Tages an Energiemangel zu¬ grunde gehen soll. Erst wenn der Mensch in der Lage sein wird, die unter verheerender Explosion in der Wasserstoffbombe vor sich gehende Ver¬ schmelzung des schweren Wasserstoffs zu Helium so zu steuern und zu beeinflussen, daß die Reaktion unter kontrollierbaren Bedingungen ab¬ läuft, dann wird er eine praktisch unversiegbare Energiequelle mit heute noch unvorstellbarer Ergiebigkeit zur Verfügung haben und aller Ener¬ giesorgen ledig sein. Wußten Sie schon ... daß die akustische Leistung der menschlichen Stimme sehr , sehr gering ist? Das sei an folgendem Beispiel erläutert: Die Bevölkerung aller größeren Städte der Erde müßte zwei Tage lang ununterbrochen laut schreien , um die Energie aufzubringen , die erforderlich ist , einen Teekessel Wasser zum Sieden zu bringen. *) *) Wußten Sie aber auch ... daß man mit Schweigen seine Frau zum „Kochen ‘ bringen kann! 117 empfängerröhren Empfängerröhren für die Bestückung von Rund¬ funk- und Fernsehgeräten, Meßgeräten und sonstigen elektronischen Anlagen. Oszillografenröhren Oszillografenröhren für Meß-, Prüf- und Überwachungsgeräte, Forschungs-, Schul- und Demonstrationszwecke. messgeräte Elektronische Meßgeräte für die Rundfunk-, Fernseh- uud kommerzielle Nachrichtentechnik, sowie Meßgeräte der FWE-Digitaltechnik musikboxen Für Ballett- und Tanzschulen, Kurorte, Heime und andere Einrichtungen schneller, exakter, rationeller, automatisch¬ prüfen, zählen, registrieren mit RFT-electronic V VEB FUNKWERK ERFURT Rudolfstraße 47/10 Tel. 59280 - Telegramm: Funkwerk Erfurt Fs. 055306 Ing. Klaus K. Streng Transistoren im Fernsehempfänger In einige hochindustrialisierten Staaten brachte das Jahr 1963 den Be¬ ginn der Teiltransistorisierung der Fernsehempfänger. 1964 setzte sich diese Tendenz im Weltmaßstab fort. Auch in der DDR liegen Entwick¬ lungen auf dem Gebiet des teiltransistorisierten Fernsehempfängers vor, wie auf einer Pressekonferenz anläßlich der Leipziger Messe bekannt wurde. Die Fachpresse sowie Vorträge auf Fachtagungen machten der Öffentlichkeit bereits Einzelheiten über derartige Entwicklungen aus dem VEB Fernsehgerätewerk Staßfurt zugänglich. Einsatz von Transistoren im Fernsehempfänger - auf die Bedeutung dieses Problems verweist die internationale Fachpresse immer wieder. Die französische Gesellschaft der Elektroniker und Radiotechniker, SFER , widmete ihm 1963/64 zwei Tagungen, das Juniheft 1964 der Zeitschrift „Vonde electrique 6i beschäftigte sich ausschließlich mit die¬ sem Thema... Zahlreiche weitere Beispiele ließen sich anführen. Was bedeutet Teiltransistorisierung des Fernsehempfängers? Zunächst einmal: Es handelt sich keinesfalls um eine Notlösung, weil man Schwierigkeiten hat, volltransistorisierte Fernsehempfänger zu ent¬ wickeln und zu fertigen. Derartige Geräte wurden und werden u.a. in der Sowjetunion, in Japan, in den USA, in Großbritannien und in der Deut¬ schen Bundesrepublik gebaut. Sie sind meist für den transportablen Ein¬ satz gedacht und bilden gewissermaßen das Parallelstück zum Koffer¬ empfänger. Geräte dieser Art haben einen kleinen Akkumulator zur Stromversorgung, ausziehbare Antennen und einen relativ kleinen Bild¬ schirm. Aus mancherlei Gründen scheinen sich solche Kofferfemsehemp- fänger nicht durchzusetzen und bleiben eine Spielerei - zumindest gilt dies für die nächste Zukunft. Die Teiltransistorisierung bedeutet etwas ganz anderes: Ersetzt man einige Röhrenstufen im (netzbetriebenen) Fernsehempfänger durch Transistoren, so ergeben sich folgende Vorteile: 119 - Die Lebensdauer des Transistors ist größer als die der Röhre, es gibt folglich weniger Pannen und Reparaturen; der Service wird nicht so häufig beansprucht; - im Fernsehgerät entsteht weniger Wärme, denn Transistoren nehmen viel weniger Leistung auf als Elektronenröhren. Folglich ist auch ihre in Wärme umgesetzte Verlustleistung geringer als die der Röhren; - in bezug auf das Rauschen ist der Transistor der Elektronenröhre überlegen. Dies interessiert gerade in den Anfangsstufen (Kanal¬ wähler), und hier besonders - aber nicht ausschließlich bei - UHF. Welche Stufen im Fernsehempfänger sollen als erste transistorisiert werden? Die Entwicklungsingenieure haben dafür eine einfache Regel: Solange nur eine Teiltransistorisierung vorgesehen ist, sollen jene Stufen transistorisiert werden, die etwa den gleichen Strom aufnehmen wie bei Bestückung mit Elektronenröhren. Das betrifft alle Stufen außer Leistungsstufen. Der Grund ist leicht einzusehen. Transistorisierte Leistungsstufen (Lautsprecherstufe, Zeilen- und Bildkipp-Endstufe) be¬ nötigen eine relativ geringe Emitter-Kollektorspannung (9 bis 20 V) bei 120 großen Strömen (bis zu einigen Ampere). Da außerdem für die Röhren¬ stufen des Fernsehgerätes gleichzeitig etwa 200 bis 250 V Anodenspan¬ nung bei kleinen Strömen erforderlich wäre, müßte der Fernsehempfän¬ ger zwei Stromversorgungsteile (Netzteile) enthalten. Das würde zu teuer. Also doch Volltransistorisierung? Nein, wenigstens vorläufig nicht - Ausnahmen Vorbehalten, siehe oben! Transistorisierte Leistungsstufen, besonders die Endstufen der Ablenkung (Impulsbelastung) stellten sich zur Zeit als nicht so betriebssicher heraus wie röhrenbestückte End¬ stufen. Auch die Video-Endstufe macht noch etwas Schwierigkeiten, da die Steuerspannung für die Bildröhre (etwa 30 bis 50 V) nicht viel kleiner als die Emitter-Kollektorspannung einiger Spezialtransistoren ist. Man muß deshalb meist zu besonders empfindlichen Bildröhren greifen bzw. zu besonderen Schaltungen der Video-Endstufe (Bild 1). In Bild 2 wird eine andere, modernere Schaltung von Transistoren im Video-Verstärker des Fernsehempfängers gezeigt. Interessant ist die Verwendung von Siliziumtransistoren (hier übrigens npn-Typen), die bekanntlich höhere thermische Belastungen vertragen als Germanium¬ transistoren. Am Emitter der Kollektorstufe T A wird die mit dem Be¬ gleitton frequenzmodulierte Differenzfrequenz von 5,5 MHz abgenom¬ men. (Die Werte der Bauelemente waren leider in der Originalveröffent¬ lichung nicht angegeben.) Das Beispiel einer transistorisierten Stufe gibt die Schaltung in Bild 3. Sie zeigt eine Bild-ZF-Stufe mit dem pnp-Transistor AF 114 . Da auf Grund der Röhrenbestückung der Minuspol der Anodenspannung an Masse liegt, ist es hier auch der Kollektorkreis. Vom Pluspol der Ano¬ denspannung führt ein 82-kO-Widerstand zum Emitter. Dieser hohe Widerstand reduziert einmal die 200 bis 250 V (Anodenspannung) auf 121 Bild 3 Transistorisierte Bild-ZF-Stufe etwa 15 V für den Transistor, zum anderen wirkt er sich vorteilhaft auf die Stabilisierung des Arbeitspunktes von aus: Der Spannungsabfall an dem 82-kD-Widerstand ist groß gegenüber dem Spannungsabfall im Transistor. Man kann auch sagen, daß der Strom l x praktisch in erster Linie vom 82-kQ-Widerstand bestimmt wird. Thermische Einwirkungen, die sonst großen Einfluß auf Halbleiterbauelemente haben, spielen hier keine Rolle mehr. Es bleibt noch nachzutragen, daß auch der Basis¬ spannungsteiler in dieser Stufe ungewöhnliche Widerstandswerte aufweist (220 und 8,2 kQ). Dies erklärt sich aus dem großen Emitterwiderstand. Ein weiteres Beispiel: Bild 4 zeigt eine Konverterstufe für den Empfang von OIRT-Femsehsendem (6,5 MHz Bild-Ton-Abstand) mit CC1R- Fernsehempfängern (5,5 MHz Bild-Ton-Abstand). Prinzipiell handelt es sich dabei nur um einen kleinen 1-MHz-Oszillator, der an den Eingang des DF-Verstärkers angekoppelt wird. An dieser Stelle entsteht norma¬ lerweise aus der Differenz von Bild- und Tonträger die Differenzfrequenz (DF) von 5,5 MHz, die genauso frequenzmoduliert ist wie die Sende¬ frequenz für den Begleitton. Beim Empfang eines OIRT-Femsehsenders handelt es sich jedoch um eine DF von 6,5 MHz, die natürlich im DF- Verstärker nicht verstärkt werden kann. Durch den 1-MHz-Hilfsoszilla- tor entsteht an der gekrümmten Kennlinie der ersten DF-Verstärkerstufe 6,5 MHz - 1 MHz - 5,5 MHz, 16V Bild 4 Oszillator-Konverter OIR TfCCl R-Fernsehsender also wieder die korrekte DF. Die zweite Kombinationsfrequenz 6,5 MHz -}- 1 MHz — 7,5 MHz fällt nicht in den Frequenzbereich des DF-Ver~ stärkers und wird in diesem unterdrückt. Die Spannung des Hilfsoszilla¬ tors muß möglichst groß sein, damit tatsächlich eine gekrümmte Kenn¬ linie in der ersten DF-Verstärkerstufe erreicht wird. Der gezeigte Oszillator-Konverter wurde von einer österreichischen Firma {Minerva) als Zusatz entwickelt, um in Österreich die ungarischen Fernsehsender empfangen zu können; das eigene Fernsehprogramm gab zu Klage Anlaß. Bei näherer Betrachtung der beiden Schaltungen in Bild 3 und 4 fällt auf, daß die eingangs vorgetragenen Aussagen über den Strombedarf dieser Stufen auch hier bestätigt werden: Ein Vorstufentransistor benötigt etwa 2 bis 4 mA - den gleichen Strom braucht eine Elektronenröhre mindestens als ZF-Verstärker bzw. Oszillator! Schließlich wird in Bild 5 noch eine Schaltung aus der Entwicklung un¬ serer Industrie vorgestellt. Es handelt sich um einen volltransistorisier- Bild 5 Entwicklungsmuster (Schaltung) eines transistorisierten VHF-Kanal- wählers aus dem VEB Fernsehgerätewerk Staßfurt 123 teil VHF-Kanalwähler mit kapazitiv kontinuierlicher Abstimmung. T\ arbeitet als Vorstufe in Basisschaltung (hohe Grenzfrequenz), die An¬ tennenspannung wird seinem Emitter zugeführt. Im Kollektorkreis liegt die Primärseite eines abstimmbaren und fußpunktgekoppelten Band¬ filters. Von der Sekundärseite dieses Bandfilters wird die VHF-Spannung der Basis der Mischstufe T 2 zugeführt. Am gleichen Punkt erfolgt auch die Einspeisung der Oszillatorfrequenz, die in T 3 erzeugt wird. Die Drehkondensatoren Ci, C 2 und C 3 stimmen im Gleichlauf die beiden Bandfilterkreise und den Oszillatorkreis auf die jeweiligen Frequenzen ab zum Empfang eines Fernsehkanals in Band I oder III. Beim Über¬ gang von Band I zu Band III schließen die Kontakte Sj und S 2 , die auf der Achse der Drehkondensatoren sitzen. Dadurch wird jeweils die wirksame Schwingkreisinduktivität verkleinert. Das Grundprinzip ist sicherlich vielen Lesern aus den durchstimmbaren Gitterbasistunern der Fernseh-Standardgeräte unserer Industrie bekannt. Transistorisierte UHF-Tuner, die zur Zeit rauschärmsten UHF-Kanal- wähler der Welt, wurden bereits in einem Beitrag des Elektronischen Jahrbuches 1965 vorgestellt. Neu dagegen sind einige Entwicklungen von transistorisierten Kanalwählern, die alle Femsehkanäle (VHF und UHF) erfassen. Diese sinnvolle Kombination hat zweifellos große Zu¬ kunftsaussichten. Literatur Streng , K. K.> Neuheiten der westdeutschen Industrie, „radio und fernsehen“ 12(1963) 14, S.446 bis 449. Kämpfer , Über die Anwendung von Transistoren in Tunern von Fernseh¬ empfängern, „radio und fernsehen“ 13 (1964) 3, S. 68 bis 72. Schaff,\ La radio-electrique ä la foire de Hannovre, „Electronique professio¬ nelle“ 33(1964)7/8, S.38 bis 40 und S.46. Fagot, Sev, Saluy u.a.: Beiträge aus „L’onde electrique“ 44 (1964) 447. Wußten Sie schon ... daß der Rekord einer sicheren Kosmos-Funkverbindung bis jetzt bei 110 Millionen Kilometern liegt? Über diese Entfernung wurde mit der so¬ wjetischen Raumsonde Mars-1 direkte Funkverbindung gehalten. 124 Elektronische Kuriositätenschau Damen und Herren! Leserinnen und Leser! XYLs und OMs! Sonstige ! Folgen Sie dem Strom der Zeit, überwinden Sie den letzten inneren Widerstand, denn sogleich beginnt die wieder mit großer Spannung er- wartete Elektronische Kuriositätenschau Hier wird nicht geblufft, hier erfahren Sie das positive Negative, hier spielen Kapazitäten mit, hier entscheidet die Leistung. Deshalb bin ich wie im vorigen Jahr wieder bemüht. Ihnen das Letzte vom Letzten zu bieten. Kommen wir zur ersten Abteilung, einer Abteilung mit dem großen Ge¬ heimnis. Noch arbeitet der unbekannte Wissenschaftler Gumma Gummi- tius im Dunkeln. Aber bald fließt eine neue Erfindung aus seinen Erfin¬ derhänden: der sich unendlich ausdehnende Gummi. Dann wird das wahr, wonach die Menschen aus Magdeburg, Suhl, Güstrow oder Forst sich sehnen: Radio-Gehäuse aus Gummi! Nicht auszudenken! Tausende werden sich bedanken, denn dann paßt nicht nur jede Batterie in jedes Gerät, nein, jedes Gerät kann sich der jeweiligen Batterien-Marktlage anpassen. Tusch! Treten Sie bitte keinen Schritt zurück, denn was Sie jetzt sehen, ist der in keiner Kuriositätenschau fehlende Teufel. Aber haben Sie keine Angst, es besteht weder Im- noch Explosionsgefahr. Im Gegenteil, ich habe die Lacher auf Ihrer Seite, wenn Sie die von ihm immer wieder verursachten Druckfehler, von mir in ihrer ganzen Druckfehlerteufelhaftigkeit bloß- 125 gestellt, betrachten. Da wäre zuerst die Schlacht zwischen den Druck¬ zeilen, denn eine Schaltung wird bekämpft und nicht bedampft. Es werden nicht Luftströme, sondern Lustströme (na, bitte, etwas Heiter¬ keit!) sowie interstellbares Gas in sündlichem Zyklus erzeugt, und von einer Gernlenkanlage ferngelengt. Aber das ist noch gar nichts. Da werden Hauptgruppen zu Hautgruppen, Lampen-Nenn-strom zum Lam-pennenstrom, eine Ur-Information zur Urin-formation und die Klein-Lautsprecher zu Kleinlaut-sprechem. Trommelwirbel! Verlassen wir den Teufel und kommen wir zu den Autoren. Fühlen Sie es hautnah, wie wonniglich kalt es einem den Rücken lang herunterläuft, wollte man allen Autorengedanken freien Lauf lassen. Da werden Ir¬ rungen zu Verwirrungen und treiben mit Wortungetümen Scherz. Darf ich Ihnen, verehrte Mitdenker, einige davon in der nächsten Abteilung zum besten geben: oder oder Wechselspannungstastkopfausführung Tunneldiodenspannungsteilerfußpunkt Meßbereichsschalterkontaktübergangswiderstand. Vergessen Sie bitte nicht, diese Schöpfungen erschöpfend zu bewundern, aber kommen Sie den Autoren nicht zu nahe, sondern lieber weiter. Jetzt kommt was, was immer kommt: Quiz. Keine Show ohne Quiz, also auch keine Schau. Nun geht’s nicht mehr ums Einzelne, nun geht’s ums Ganze. Nur eine Runde, die’s aber in sich hat; Fragen, die jeden Spiel¬ meister erblassen lassen. Also, Quizzer, wühlen Sie sich in die Gedanken¬ gänge zweier Autoren und erklären Sie den Sinn folgender Sätze: Aus dem Bestreben, ausgestrahlte Sendungen aufnehmen zu können, entwickelten sich damals sprunghaft die Empfangs¬ amateure oder Der Entwicklungsstand der Elektronenröhre führte zu einer sprunghaften Entwicklung der drahtlosen Telegrafie. Wenn Sie die Antwort wissen, schicken Sie diese weder so noch so an die Elektronen-Eule oder an den Verlag. Es ist zwecklos, machen Sie sich lieber selbst einen Vers drauf. So, jetzt können sich die Erwachsenen ausruhen, denn wir kommen zur Kindervorstellung. Vorgestellt wird das „abc der Rundfunktechnik“, herausgegeben vom VEB Verlag Technik, Berlin, im Zeitalter der erwei¬ terten Oberschulen und der polytechnischen Bildung unserer Jugend. Und das Buch mit den 1000 niedlichen kleinen Bilderchen ist so recht 126 geeignet für unsere lieben kleinen Pionierleinchen. Es ist alles so lieb und nett und hübsch erklärt, daß die guten Kinderherzchen vor Unfreude hell aufjauchzen. Weil unsere Jugend nämlich ein bißchen begriffsstutzig ist, wird’s primitiv erklärt. Aber zuerst, als Trick des Jahrhunderts, fallen Sie auf das Titelblatt des Buches herein, denn das ist sachlich gestaltet, und Sie werden’s kaufen. Doch wie’s darinnen aussieht, merken Sie dann später - oder jetzt: „Von weitem sieht der Wald wie ein dunkler Streifen aus, der ein einheitliches Ganzes darstellt (er entspricht z.B. einem Stück Eisen).“ „Wenn wir uns dem Waldrand nähern, erblicken wir die einzelnen Bäume (in einem Stück Eisen die Eisenatome).“ Wer eine alte Mamsell beim Kochen beobachten will, schlage die Seite 132 auf, wer einem Wilddieb beim Hasenbraten zuschauen möchte, sieht’s auf Seite 130. Tierliebhaber finden Hunde und Katzen in reicher Auswahl, Kitschfreunde garantiert importierte positive und negative Gartenzwerge (Neuheit!), Sammler alter Radiotypen ein wohlsortiertes Lager und Bonner Politiker die Rede von den „sogenannten“ Volt- und Amperemetern (Seite 17). (Seite 17). Wer sich zudem noch erinnern möchte, wie man 1925 einen Detektor baute, findet eine noch für heute empfohlene Bauanleitung auf den Seiten 250ff. Wür den Basier ^ u,nd 'i iu.iiuö «*<><«• j- iS?«-IfetÖ'Ww“* VW *tUV- ’ ■ x\X% %% ‘ v ”f:Vv i Sl in .-Basteheilen .istübcrtragcr K 20 - K 21 dastelt.ansisto.en .«teinsiwidcrstönde und Kondensatoren 'S? t % -5. % %\ %\\ o. **'*;'' 30 ERSAND NACH ALLEN OgTEN V •'»K. .. r n - -v '•* 8 » ,, , " < ** n Jfihr iQizr, -r,' auf «I .-v 127 So, liebe Freunde, nach diesem Ausblick in die Vergangenheit, wenden wir uns der letzten Abteilung, der vollendeten Vergangenheit zu. Sie sehen ein bisher einmaliges Wachsfigurenkabinett. Zögern Sie nicht, aber treten Sie vorerst nur näher, das andere können Sie später tun. He, Sie da! Anfassen verboten! Meine Herrschaften! Naturtrüb, aber naturgetreu, sehen Sie hier die Kommission des Volks¬ wirtschaftsrates, die nach dem Pfingsttreffen der Jugend 1964 in Berlin gegründet wurde, um ein zentrales Versandhaus für Bastlerbedarf ein¬ zurichten. Die Nachwelt möge staunen! Es staunt jedoch schon heute nicht nur der Laie, wenn er die Situation des Versandhandels beobachtet: Nicht für alle Amateure ein Versandhaus - sondern jedem Amateur sein eigenes Versandhaus! Das war das Finale. Das war der Höhepunkt, und aus ist es. Ich hoffe, es hat Ihnen keinen Spaß gemacht, denn das mußte mal allen Ernstes ge¬ sagt werden. Doch ehe ich für immer abtrete, lasse ich Huggy auftreten. Huggy, ein Rabe,* der sich zum Obermeister im Elektrowellenreiten elektronifiziert hat und die Gewähr bietet, statt meiner die Betreuung des Elektronischen Jahrbuches zu übernehmen. Kapazität ist, wenn man viel weiß und wenig redet. Selbstinduktion ist, wenn man wenig weiß und viel redet. So empfehle ich mich zu den inzwischen herabgesetzten Bausteinpreisen und mit allen guten Wünschen für Sie als Ihre ergebene F.d.R. Hans-Werner Tzschichhold' Elektronen-Eule . * Transistor-qualifizierter Nachkomme des Ur-Fern- und Nachrichtensprechers Hugin vom alten Odin. 128 Rudolf Bunzel Die Techniker von Morgen Im thüringischen Städtchen Meiningen gibt es eine Station Junger Tech¬ niker und Naturforscher. Daran ist an sich nichts besonderes, denn wir haben viele davon in unserer Republik. Die Jungen und Mädchen ver¬ tiefen dort die Kenntnisse des naturwissenschaftlichen Unterrichts; sie lernen gewissermaßen „spielend“. Da sind zum Beispiel die Arbeitsgemeinschaften „Steuerungs- und Rege¬ lungstechnik“, die seit nunmehr dreizehn Jahren unter der Leitung des Bild 1 Der über siebzig Jahre alte Arbeitsgemeinschaftsleiter Ing. Arno Steiner kann sich über Mangel an Beteiligung nicht beklagen. Die Jungen kom¬ men gern zu ihm , und schon mancher ist heute ein guter Fachmann auf dem Gebiet der Elektronik 9 Elektronisches Jahrbuch 1966 129 Bild 2 Der Jugendfreund Liniger (links) ist schon aus dem Pionieralter heraus und assistierte lange Zeit dem AG-Leit er Steiner. Neben ihm Peter Otzen, Schüler einer 10. Klasse Arbeitsgemeinschaftsleiters Arno Steiner erfolgreich lernen und for¬ schen. Der über siebzig Jahre alte Leiter, der von sich sagt, daß die Tech¬ nik sein ganzes Leben ausfüllt, genießt große Autorität bei den Schülern. Er regt sie an zu selbständigem Handeln und Denken, er fördert ihre Interessen und Neigungen. Es gibt kaum einen seiner ehemaligen Schüler, der heute nicht Techniker, Ingenieur oder gar Diplomingenieur ist. Blenden wir nun um einige Jahre zurück in die Zeit, als Schüler der 6. Klasse mit dem Bau einer halbautomatischen Modelleisenbahn-Anlage begannen. Sie war als Geschenk für das Haus der Jungen Pioniere ge¬ dacht. Dabei lernten sie Metall bearbeiten und eigneten sich die Elemen¬ tarkenntnisse der Elektrotechnik an. Folgerichtig wurden sie auch mit Fühler-, Zeitplan- und Programmsteuerungen bekannt und kamen schließlich nach Fertigstellung der Anlage zu dem Entschluß, auf dem Gebiet der Steuerungs- und Regelungstechnik weiterzuarbeiten. Prak¬ tische Vorbilder dafür gab es zu jener Zeit in Betrieben und Institutionen noch sehr wenig. Das hinderte sie aber nicht, damit zu beginnen. Als erstes sollte eine Lichtschranke konstruiert werden. Zunächst dachte man an einen Aufbau mittels Fotozelle. Das erwies sich aber als ziemlich aufwendig. Die Arbeitsgemeinschaft „Rundfunktechnik“ machte den jungen Steuer- und Regelungstechnikern einen besseren Vorschlag: 130 „Versucht es mit Halbleitern. Wenn schon neue Technik, dann auch mit modernen Bauelementen!“ Gesagt, getan. Die Rundfunktechniker begeisterten sich ebenfalls für das Projekt, und so verwundert es eigentlich nicht, daß sich beide Ar¬ beitsgemeinschaften zusammenschlossen. Arbeitsgemeinschaftsleiter Steiner entwickelte ein zweckmäßiges Tran¬ sistorprüfgerät und baute es gemeinsam mit den Schülern. Auf diese Weise lernten sie die Eigenschaften der Transistoren kennen und er¬ arbeiteten sich die theoretische Grundlage für die praktische Anwen¬ dung von Halbleitern. Die erste Lichtschranke entstand, weitere folgten. Der Vorteil des Transistors gegenüber der Fotozelle wurde in der Praxis sichtbar. Einige Anlagen überbrückten Entfernungen bis zu mehreren hundert Metern. Das Interesse an lichtelektrischen Effekten wuchs. Dämmerungsschalter und Lichttelefonanlagen, das waren die nächsten Experimente. Dann stellten sich die jungen Techniker bereits höhere Aufgaben: Die Rest¬ stromänderung von Dioden bei Temperaturschwankungen wurde nutz¬ bar gemacht für ein Temperatur-Fernmeßgerät zur Mietenkontrolle in der Landwirtschaft. Bestimmte Maschinen mit gleichem Arbeitsablauf durch Tonband zu steuern, gelang mit Hilfe einer gut durchdachten Programmsteuerungsanlage. Es würde zu weit führen, alle von den Arbeitsgemeinschaften gebauten Geräte aufzuzählen. Als Beweis für die Vielseitigkeit der über fünfzig Bild 3 Dieses Lichtsprechgerät reagiert auf sehr viel größere Entfernungen , als hier dargestellt werden kann 131 Bild 4 Der Dämmerungsschalter mit Fotowiderstand ist ebenfalls ein Erzeugnis der A rbeitsgemeinschaft Teilnehmer, die in Gruppen von sechs bis zwölf Schülern zusammen¬ gefaßt sind, sollen nur einige Experimentier- und Lehrgeräte genannt werden. Zu ihnen gehören ein 9-Kreis-UKW-Empfänger, ein UKW- Telegrafiesender, elektronische Zähleinrichtungen, Prüf- und Me߬ geräte, Quarzmeßsender, Strahlungswarngerät u.v.a. Es wurde schon angedeutet: Die Tätigkeit der Arbeitsgemeinschaften ist kein Selbstzweck. Sie dient dem Physikunterricht in der Schule gleicher¬ maßen wie der Volkswirtschaft, wenn auch hier die praktische Anwen¬ dung der guten Modelle noch zu wünschen übrig läßt. Die Auswertung eines Schuljahres der Klassen 7 und höher ergab übri¬ gens einen Leistungsanstieg um eine bis zwei Noten. Volkswirtschaft¬ lich gesehen liegt der Vorteil auf der Hand, wenn Lehrlinge in die Produktion eingeführt werden, die bereits ein hohes Maß an Wissen mit¬ bringen. Der Bericht wäre unvollständig, würde das „Geheimnis“ nicht gelüftet, das den Steuerungs- und Rcgelungstechnikern zum Erfolg verhalf. Ohne Zweifel hat Ing. Arno Steiner als Leiter einen großen Anteil daran. Er versteht es wie selten jemand, die Theorie mit der Praxis zu verbinden; er stellt den Schülern Aufgaben, die sie selbst zu lösen haben, und läßt sie ihre Geräte zu Hause bauen. Er hat einen unerschöpflichen Vorrat an Ideen und reißt die Jungen durch seinen Elan mit. Nur die besten Schüler werden in die Arbeitsgemeinschaften aufgenommen. Sie erhal¬ ten Zeugnisse und Beurteilungen, die einmal das Bild der schulischen Leistungen abrunden und zum anderen beitragen, Berufswünsche zu erfüllen. 132 Fordern Sie Informationsunterlagen an! VEB WEIDA/THÜRINGEN Werk für elektronische Baugruppen der Regelungstechnik Weida/Thür., Geraer Str.36 Telegramme: Wetron Weida ^ Telefon: 201 Fernschreiber: 058208 Der Betrieb ist dem Warenzeichenverband Regelungs¬ technik e. V. Berlin angeschlossen \\v Aus unserem Produktions- und Lieferprogramm Zeitbausteine und Zubehörgeräte zur verzögerten Einleitung von Schaltvorgängen industrieller Produktionsprozesse Transistor-Relaisbausteine TRB 1 empfindliches Schaltgerät hoher Verstärkung Magnetverstärkerdrosseln zur stufenlosen Änderung einer Gleich- oder Wechselspannung Gleichstromschaltverstärker VG 01 Schalter für Lichtschranken, Grenzwertanzeige mit sprunghafter ,,Ein-Aus-Stellung" Magnet-Mikroschalter MMS Er kann überall dort eingesetzt werden, wo eine kleine Betätigungskraft zum Schalten und wenig Raum für die Unterbringung vorhanden ist. Die Betätigung erfolgt berührungslos mittels eines Permanentmagneten Pendelblinker wird vorwiegend in der Signal- und Sicherungstechnik zur optischen Signalgabe verwendet Stelltransformator „Stella 300“ zur Einstellung der Nennspannung von 220 V. Schonung von Röhren bei Rundfunk- und Fernsehgeräten Reinhard Oettel DM2 ATE Kybernetische Tiere In der III. Leistungsschau der Elektronik-Amateure der Gesellschaft für Sport und Technik sah man ein einfaches kybernetisches Fahrmodell Schildkröte . In der Folgezeit wurden dann in den Fachzeitschriften unserer Republik verschiedene kybernetische Modelle beschrieben. Man bezeichnet diese kybernetischen Tiere zwar meist als Spielzeug, doch haben sie größte Bedeutung für die polytechnische Bildung. Die Be¬ schäftigung mit kybernetischen Schildkröten, Katzen, Eichhörnchen u.ä. ist sehr gut geeignet, das Verständnis für die kybernetischen Systeme zu fördern. Daß es sich um viel mehr als um eine Spielerei handelt, beweisen die positiven Meinungen führender Wissenschaftler und nicht zuletzt ein von der Redaktion Jugend und Technik und der Umschau des Deut¬ schen Fernsehfunks ausgeschriebener Wettbewerb. In den im Wettbe¬ werbsaufruf enthaltenden Bemerkungen wird richtig erkannt, wie sinn¬ voll die Beschäftigung mit kybernetischen Modellen ist: 134 Die Kybernetik spielt bei der Entwicklung unserer modernen Technik eine wichtige Rolle , und wer sich heute auf diesem Gebiet umfassende Kennt¬ nisse aneignet , wird morgen in der Lage sein , die moderne Technik zu beherrschen und anzuwenden . Nachfolgend werden einige kybernetische Tiere vorgestellt, Übersichts¬ schaltungen behandelt sowie praktische Hinweise zum Selbstbau ge¬ geben. Die in diesen Modellen enthaltenen Baugruppen sind meist in der gleichen oder wenig abgewandelten Form in jedem dieser Modelle wiederzufinden. Es wird deshalb darauf verzichtet, die Funktionsteile der einzelnen Modelle zu beschreiben, und am Schluß nur eine Über¬ sicht über die meist gebräuchlichen Baugruppen gegeben. Kybernetische Schildkröte Bei der 1964 in Berlin gezeigten Schildkröte handelt es sich um ein ein¬ faches funktionsfähiges Modell, das im Gegensatz zu anderen, bisher bekannten Modellen völlig auf Halbleiterbasis aufgebaut wurde. Um die Drehbewegungen zu erleichtern, wurde ein Raupenfahrzeug benutzt, dessen Antrieb durch zwei Motore erfolgt. Es ergaben sich für dieses Fahrwerk einfache Schaltungsvarianten, da lediglich ein Motorstrom¬ kreis geöffnet werden mußte, um eine Seitwärtsdrehung zu erreichen.Die Schildkröte verfügt über folgende „Organe“: Nachbildung eines „Sehorgans“ Die Schildkröte bewegt sich im Kreise, bis sie eine Lichtquelle entdeckt. Hat sie diese Lichtquelle (z.B. eine Glühlampe) „gesehen“, dann läuft sie direkt darauf zu. Wird der Standort dieser Glühlampe während des Laufes verändert, so ändert auch die Schildkröte ihre Richtung: sie läuft der Lichtquelle nach. Nachbildung eines „Tastsinnes“ Stößt die Schildkröte während ihres Laufes auf ein Hindernis, so ver¬ sucht sie auszuweichen. Dabei bewegt sie sich rückwärts und beschreibt etwa einen Halbkreis. Anschließend sucht sie mit Hilfe ihres„Sehorgans“ erneut die Lichtquelle und steuert darauf zu. Nachbildung eines „Gehörs“ Wird während des Laufes der Schildkröte in ihrer Nähe ein starker Schall erzeugt (z.B. lautes Rufen, Pfeifen oder Händeklatschen), so „er¬ schrickt“ sie und bleibt einige Sekunden stehen. Nach Abklingen des „Schrecks“ setzt sie ihren Lauf in der vorherigen Richtung fort. 135 Bild 1 Ansicht der kybernetischen Schildkröte. Die Abdeckhaube wurde abgenommen Bei der beschriebenen Schildkröte wurde bewußt auf den Einbau elek¬ tronischer Aggregate zur Herausbildung eines „bedingten Reflexes“ zugunsten der einfacheren und billigeren Nachbaumöglichkeit verzichtet. (Komplette Bauanleitung in der Zeitschrift funkamateur , Heft 8 bis 10/1964.) 136 B ild 2 Blockschaltb i Id Schildkröte Kybernetische Katze Die kybernetische Katze soll besonders die Herausbildung eines be¬ dingten Reflexes veranschaulichen. Als Vorbild diente das angenommene Verhalten einer lebenden Katze bei Licht- und Schalleinwirkung. Glühlampen stellen die Augen des Modells dar, die im Normalzustand leuchten und damit den geöffneten Katzenaugen entsprechen. Wird das Gesicht der Katze von einem hellen Lichtstrahl (z.B. von dem einer Taschenlampe) getroffen, so schließt sie die Augen, d.h., im Modell ver¬ löschen die Glühlämpchen. Pfeift man mit einer Trillerpfeife, so reagiert das Modell vorerst nicht darauf. Werden jedoch mehrmals nacheinander Bild 3 Ansicht der kybernetischen Katze 137 Re! Bild 4 Blockschaltbild Katze Licht- und Schall Signale gleichzeitig von dem Katzenmodell empfangen, dann bildet sich nach etwa zehnmaligem gleichzeitigem Eintreffen von Licht- und Schallsignalen ein bedingter Reflex heraus. Wird anschließend ein einzelnes Pfeifsignal abgegeben, dann reagiert die Katze genauso, als würde ihr Gesicht von einem Lichtstrahl getroffen, d.h., die Glühlampen (Augen) verlöschen. Nach einiger Zeit verliert sich der bedingte Reflex wieder, und die Katzenaugen reagieren nicht mehr auf das Schallsigrtal, bis der bedingte Reflex durch gleichzeitige Anwendung beider Signale neu angelernt wird. Im kybernetischen Modell ist die Funktion ent¬ sprechend dem Blockschaltbild nachgebildet, wobei RC-Glieder ver¬ antwortlich sind für die Zeit des Anlernens, des Haltens des Reflexes bzw. des Vergessens. (Vollständige Bauanleitung in der Zeitschrift funk - amateur , Heft 12/1964.) Kybernetischer Falter Dieses Modell wird nicht als fliegendes Objekt vorgeführt, sondern es bewegt sich ebenso wie die Schildkröte mittels eines Fahrwerks am Boden. Es kommt bei diesem Modell auch nicht darauf an, das Fliegen zu demonstrieren, sondern die Lichtreaktiort eines Falters zu zeigen. Befindet sich das Modell völlig im Dunkeln, dann sind alle Fahrwerk- motore abgeschaltet, und das Modell bewegt sich nicht. Taucht eine Lichtquelle auf, dann setzt sich das Modell in Bewegung und dreht sich dabei so, daß es direkt auf die Lichtquelle zufährt. Die entsprechende Drehbewegung zur Lichtquelle kann im Gegensatz zur Schildkröte nach beiden Seiten erfolgen. Das läßt sich technisch lösen, indem als licht¬ empfangende Elemente Fotowiderstände genutzt werden, die durch seit¬ liche Abdeckbleche nur von rechts bzw. von links Licht erhalten können. Trifft beispielsweise den linken Fotowiderstand ein Lichtstrahl, so wird über einen Transistor Verstärker das zugehörige Relais betätigt, das den entsprechenden Fahrmotor bewegt, so daß das Modell eine Dreh¬ bewegung zur Lichtquelle ausführt. Hat das Modell die Richtung zur Lichtquelle eingeschlagen, so wird auch der zweite Fahrmotor einge- 138 Bild 5 Blockschaltbild Falter schaltet, weil auch der zweite Fotowiderstand (rechts) in Tätigkeit ge¬ setzt wurde, so daß sich der „Falter“ direkt zur Lichtquelle bewegt. Als Fahrwerk fand der gleiche Typ Verwendung wie bei der Schildkröte . Es ist zu beachten, daß vom links befindlichen Fotowiderstand der linke Fahrmotor betätigt wird. Das Modell Falter wurde zusätzlich mit einem Tastfühler ausgestattet, der genauso wirkt wie der der kybernetischen Schildkröte. Er ist deshalb im Blockschaltbild nicht mit ein gezeichnet. Der direkt auf die Lichtquelle zusteuernde Falter führt nach Berühren der Lichtquelle eine seitliche Rückwärtsdrehung aus; anschließend be¬ wegt er sich erneut auf die Lichtquelle zu und stößt wieder an. Der Leser erinnert sich dabei sicher an das Verhalten eines Falters, der eine Glüh¬ lampe solange anfliegt, zurückfliegt und erneut anfliegt, bis er verbrennt. Kybernetische Wanze Das Grundschema der kybernetischen Wanze ist das gleiche wie beim Falter , nur wirken hier die Lichteinflüsse umgekehrt. Immer dann, wenn ein Fotowiderstand vom Licht getroffen wird, unterbricht das nach¬ geschaltete Relais den entsprechenden Motorstromkreis, so daß eine Aus¬ weichbewegung stattfindet. Damit die Wanze im hellerleuchteten Raum nicht völlig stehenbleibt, sondern ihre Flucht fortsetzen kann, ist es rat¬ sam, die Relaiskontakte mit Widerständen zu überbrücken, so daß sich das Modell bei geöffnetem Stromkreis mit halber Geschwindigkeit des betreffenden Motors fortbewegt. Auch die Wanze kann zusätzlich ein Tastorgan erhalten, so daß bei Anstoß Ausweichbewegungen erfolgen. 139 L Bild 6 Kontaktschaltbild Wanze Kybernetische Motte Der Motte liegen folgende Funktionsvorgänge zugrunde: Sie reagiert bei der Lichtsuche wie der kybernetische Falter. Die Relais¬ kontakte sind aber so überbrückt, daß bei völliger Dunkelheit beide Motore mit halber Geschwindigkeit laufen. Es findet also eine Licht- Bild 7 Ansicht des Fahrmodells Motte mit aufgesteckten Baugruppen 140 r Bild 8 Blockschaltbild Motte suche nach beiden Seiten statt. Kommt das Modell in unmittelbare Nähe des Lichtes, so wird über einen weiteren Fotowiderstand, dessen Emp¬ findlichkeit mit einem Widerstand regelbar ist, das Modell zur Ausweich¬ bewegung veranlaßt. Anschließend beginnt das Aufsuchen des Lichtes aufs neue. Bei der Motte gibt es eine prinzipiell andere Reaktion als beim Falter. Während dieser direkt an das Licht anstößt, die Lichtquelle er¬ neut sucht und wiederum anstößt, weicht die Motte dem Licht bereits in einiger Entfernung aus. Das bedeutet, sie entgeht der Gefahr des Ver¬ brennens. Unabhängig von der Ausweichbewegung bei zu starkem Lichteinfall können die für das Lichtausweichen genutzten Funktions¬ organe auch mit einem Tastfühler kombiniert werden. Die gesamte Funktion ist aus dem Blockschaltbild Motte ersichtlich. Die Fotowider¬ stände für Ausweichbewegung und Tastfühler müssen entkoppelt werden. Auch dieses Modell wurde auf Halbleiterbasis konstruiert. Seine Be¬ sonderheit besteht in der richtigen Regulierung der Ausweichbewegun¬ gen in Lichtnähe. Um diese Einstellung zu gewährleisten, wurde mit Regelwiderstand nach der Fotodiode und mit anschließender Trigger¬ stufe gearbeitet. Die Triggerstufe sorgt dafür, daß nach Erreichen des Sollwertes eine schnelle Umschaltung erfolgt. 141 Bild 9 Dieses Bild gibt eine Übersicht über verschiedene steckbare Bau¬ gruppen, die für die einzelnen Modelle angefertigt wurden. Oben links Transistorschaltverstärker , der statt Relais mit Transistorstufe verwen¬ det werden kann. Oben rechts und Mitte rechts eine Triggerstufe , Mitte links ein Zeitglied mit Relaisverstärker und Relais , unten rechts und links Fotowiderstände mit seitlicher Lichtabdeckung Praktische Hinweise Wie eingangs erwähnt, kehren in allen Modellen einige grundsätzliche Schaltstufen immer wieder. Die in den beigefügten Bildern aufgeführten Funktionsgruppen baute der Autor bei seinen letzten Arbeiten in Form 142 iRiittil i.11.i ili® wrnmm r > r\ : ; Kw: mimM §1 pp# iillilil mmm mm mmmm / : ; von Steckbausteinen auf, so daß mit verhältnismäßig wenigen Bau¬ gruppen alle vorgenannten Funktionsmodelle mit einigen Handgriffen gesteckt werden können. Für die speziellen Zwecke der einzelnen Tiere war es dann nur noch notwendig, einige wenige Zusatzgruppen anzufer- Bild 10 Das Fahr werk ohne Aufbau; es entspricht dem Spielzeug-Draht¬ lenkmodell Omega. Statt der ursprünglich darin befindlichen Flachbatterien wurden 4 NC-Sammler 1,2 VfJAh eingebaut Bild 13 Fotowiderstand mit Triggerstufe und Relais , z. B. für Modell Katze (Tr und RV) tigen, wie z.B. RC-Glieder für die Katze , Lichtleitabdeckung für Motte , für Wanze und Falter oder Triggerstufen zur Umschaltung in Licht¬ nähe. Vom Autor wurden für die Baugruppen Transistoren mittlerer Strom¬ verstärkung (ß etwa 60) verwendet. Es ist aber ohne weiteres möglich, auch Basteltransistoren zu benutzen. Man muß dann nur in Kauf nehmen, daß evtl, einige Transistoren zur größeren Verstärkung zu¬ sätzlich einzubauen sind. Die Bezeichnungen in den Blockschaltbildern der einzelnen Modelle haben folgende Bedeutung: M = Kristall- oder dynamische Mikrofonkapsel MV = Mikrofon-Vorverstärker Gl = Gleichrichter (Germaniumdiode OA 705) ZG1 = Zeitglied, bestehend aus Niedervolt-Elko, Fest- oder Regel- widerständeil zur Bestimmung der Haltezeit des Relais RV = Relaisverstärker, meist bestehend aus einem oder mehreren Transistoren in Gleichstromverstärkerschaltung; Kollektor¬ strom des letzten Transistors muß dem Relaisstrom entsprechen Tr = Trigger-Stufen F — Fotowiderstand CdS8 ZSch= Zeitschalter, bestehend aus Relais mit Transistorverstärker, da¬ zu RC-Glied Rel = Relais mit möglichst hohem Widerstand und entsprechender Spannung für die verwendeten Stromquellen L(A)— Glühlämpchen entsprechender Spannung für kybernetische Katze Ml = rechter Fahrwerkmotor M 2 — linker Fahrwerkmotor RI = Einstellwiderstand zur Regulierung der Empfindlichkeit für den Fotowiderstand zur Ausweichbewegung der Motte R 2 — Parallelwiderstände (damit die Motore bei geöffnetem Relais mit halber Geschwindigkeit laufen können); die Größe muß aus¬ probiert werden (Belastbarkeit beachten!) 144 Transkontinentales Fernsehen lng. Klaus K. streng über Synchronsatelliten Nicht nur der Fachmann, auch der technisch gebildete Laie weiß, welche Schwierigkeiten eine Femsehübertragung zwischen zwei Kontinenten bereitet, die durch einen Ozean getrennt sind. Die zur Zeit aussichts¬ reichste technische Lösung des Problems ist die Fernsehübertragung über einen künstlichen Erdsatelliten. Dieser enthält Empfänger und Sender im Mikrowellenbereich. Seine Richtantennen sind ständig in Richtung Erde orientiert. Grundsätzlich arbeitet er nicht anders als eine Richtfunkstation, wie man sie auf hohen Türmen oder Hügeln sieht. Und dennoch besteht zumindest ein gravierender Unterschied zwischen der Richtfunkstation auf der Erde und dem Satelliten im Raum: Wenn „da oben“ einmal etwas nicht funktioniert, kann niemand hingehen und nachsehen, wo der Fehler liegt! Satelliten sind zwar unbemannten Richt¬ funkstationen auf der Erde ähnlich (diese gibt es bereits), doch im Gegen¬ satz zu letzteren kann niemand in ihnen etwas reparieren, das ausfällt. Nachrichtensatelliten Bild 1 Drei Synchron-Nachrichten- satelliten sind in der Lage , eine Nachricht von jedem beliebigen zu einem anderen beliebigen Punkt der Erde zu übertragen. ( Nach einer Idee des Engländers Arthur Clarke aus dem Jahre 1945) 10 Elektronisches Jahrbuch 1966 145 Hierin liegt eine wesentliche Problematik des aktiven Nachrichten¬ satelliten. Alle Geräte, alle elektronischen Teile und alle Verbindungen müssen mit unwahrscheinlich großer Zuverlässigkeit arbeiten, und das ohne Nachstellen irgendwelcher Regel Organe. Die Geräte müssen bei sehr wechselnden Betriebsspannungen funktionieren, denn ihre Energie¬ quelle ist eine Sonnenbatterie, die einen Akkumulator puffert. Und jedes¬ mal, wenn sich der Satellit im Schatten der Erde befindet, ist für ihn Nacht, und die Sonnenbatterie liefert keinen Strom. Amerikanische Unternehmer haben ausgerechnet - und sie rechnen sehr genau, wenn es um ihr Geld geht -, daß ein auch nur zwei Jahre „lebender“ Nachrichtensatellit sich schon bezahlt macht. Allerdings nicht dadurch, daß er Fernsehsendungen ermöglicht, sondern durch die vielen hundert Fernsprech- und Fernschreibleitungen, die er ersetzt. Bestückung, Einmanövrieren und Unterhalt eines Satelliten kosten zwar Geld, viel Geld sogar, doch ein Unterseekabel mit seinen unbemannten Verstärkern ist auch nicht gerade billig. Aber an dieser Stelle interessiert die Technik des Satelliten: Schon vor Jahren rechneten Fachleute aus, daß die Umlaufgeschwindigkeit eines Satelliten um die Erde in einem Abstand von 35680 km von der Erdoberfläche gleich groß ist wie die Umdrehungsgeschwindigkeit der Erde selbst um ihre eigene Achse. Richtiger gesagt sind es die Winkelgeschwindigkeiten, die gleich sind. Ein in der Äquatorebene im Abstand von 35680 km umlaufender Satellit scheint für den Beobachter auf der Erde also stillzustehen, sich immer am gleichen Punkt des Himmel zu befinden; vorausgesetzt, daß man ihn sehen kann. Bild 1 soll diese Vorstellung - übertragen auf Nachrichtensatelliten - an¬ schaulich machen. Wie man sieht, genügen drei „Synchron“-Satelliten mit Sendern und Empfängern, um eine Nachricht an jeden Punkt der Erde zu übertragen, zu jeder Tages- und Nachtzeit, denn die Satelliten stehen scheinbar still, und die Übertragungsbedingungert ändern sich demzufolge nicht. Es gab und gibt dabei beträchtliche Schwierigkeiten zu überwinden. Das Eirtsteuern des bzw. der Satelliten in die Umlaufbahn verlangt eine un¬ wahrscheinlich hohe Präzision sowohl in bezug auf Geschwindigkeit als auch auf die Bahnparameter. Mathematisch Interessierte mögen sich einmal ausrechnen, was geschieht, wenn der Synchron-Satellit auch nur um 1% von seiner Endgeschwindigkeit oder seinem Abstand von der Erde abweicht! Von „Stillstehen“ ist dann keine Rede mehr. Und das ist nur eine Fehlerquelle. Aber kommen wir zur Elektronik beim Nach¬ richtensatelliten : Es soll eine breitbandige Sendung zum Satelliten und zurück übertragen werden; das Fernsehen beansprucht mindestens 3 bis 4 MHz Bandbreite. Da der Satellit sich in einer Entfernung von 35680 km von der Erdoberfläche befindet und die beiden „Endstatio¬ nen“ der Übertragung nicht direkt senkrecht unter dem Satelliten liegen, 146 ist die Entfernung Bodenstation-Satellit bzw. Satellit-Bodenstation noch größer. Sagen wir: rund 40000 km. Diese Entfernung ist in jeder Richtung mit Funkwellen zu überbrücken, und zwar ohne unzulässige Verschlechterung des Signal/Rauschverhältnisses. Also braucht man starke Sender und hochempfindliche Empfänger. Aber während z.B. in der Bodenstation der Sender mit 10 bis 20 kW Endstufenleistung ar¬ beitet, würde dies im Satelliten „etwas schwierig“ sein. Einmal wegen der erforderlichen Größe bzw. Masse des Senders, der ja mit Raketen erst einmal auf die Umlaufbahn befördert werden muß, und zum ande¬ ren wegen der Stromversorgung. „Da oben“ sind weder Steckdose noch Kraftwerk. Also müssen es 2 bis 2,5 W Senderleistung tun, und natür¬ lich sehr empfindliche Empfänger in der Bodenstation mit MASER in der Eingangsstufe. Im Satelliten ist auch dies u.a. aus Platzgründen nicht möglich. Und so gelangen wir zum Blockschaltbild eines Synchron¬ satelliten (Bild 2), wie es bereits realisiert wurde. Die große Bewährungsprobe bestand ein amerikanischer Synchron¬ satellit vom Typ Syncom während der Olympischen Spiele im Oktober 1964 in Tokio. Bild 3 zeigt, wie dieser Satellit etwa im Weltraum aus¬ gesehen hätte (während der Satellit „echt“ ist, wurde der Hintergrund natürlich „gemacht“). Syncom III (so lautete sein Name) übertrug wäh¬ rend der Olympischen Spiele das Neueste aus Tokio nach den Vereinig¬ ten Staaten. Von dort aus wurde dann die Fernsehsendung als Film¬ aufzeichnung nach Europa geflogen oder über einen zweiten Satelliten dorthin gesendet. In Europa übertrugen die Fernsehstationen fast aller Länder diese Sendungen. Zur Technik von Syncom III: Am 19. August 1963, 0.15 Uhr Ortszeit, wurde Syncom III von einer modifizierten Delta-Rakete vom Raketen¬ versuchsgelände Cape Kennedy mit einem Winkel von 28° zum Äquator (Richtung OSO) abgeschossen. Nach 2 Minuten 33 Sekunden war die erste Raketenstufe ausgebrannt, und die zweite Stufe zündete. Nach Bild 2 Blockschaltbild des Nachrichtenkanals in einem Synchron-Satelliten LP -Verstärker Phasen- modulator Senderendstufe 147 Bild 3 So etwa sah Svncom UI im Raum aus 148 26 Minuten 32 Sekunden war die dritte Raketenstufe ausgebrannt. Sie batte 22 Sekunden gebrannt und Syncom 77/u.a. eine Umdrehungszahl von 165 in der Minute (zwecks Stabilisierung durch Kreiselwirkung) er¬ teilt. Viele Manöver folgten, bis Syncom III endlich auf seinem Platz angelangt war. Erst nach 22 Tagen wurde der Satellit auf seine „end¬ gültige“ Stellung für die Dauer der Olympischen Spiele fixiert. Die Sendestation befand sich in Kaschima, 80 km von Tokio entfernt, als Antenne diente ein 85-m-Spiegel. Ein Hilfstriebwerk des Satelliten gestattete eine Ortsveränderung bzw. eine Korrektur der Umlaufgeschwindigkeit. Während der Olympiade wurde der Satellit über dem Schnittpunkt des Äquators mit dem 180. Längengrad (der sog. Datumsgrenze) plaziert. Von dort aus konnte Syncom mit Japan, Australien, den Philippinen und Nord-Amerika „sprechen“. Der Mantel des Satelliten besteht aus einer Aluminiumlegierung. Er trägt die Silizium-Sonnenbatterie (Leistung zu Beginn 27 W, sie nimmt aber nach vorläufigen Berechnungen jedes Jahr um rund 30% ab), be¬ stehend aus 4000 Einzelzellen, und sie trägt auch die meisten elektroni¬ schen Geräte des Satelliten. Außerdem enthält der Körper des Syncom III mehrere Antriebssysteme, die mit komprimiertem Gas arbeiten und Bahnkorrekturen gestatten. Syncoms Masse beträgt etwa 39 kg. Über die elektronischen Geräte des Signalweges gibt das bereits an¬ geführte Blockschaltbild (Bild 2) Auskunft. Von einer Schlitzantenne gelangt das Signal von der Bodenstation (Frequenz 7360 MHz) über ein Duplexfilter zur Mischstufe. Diese erhält außer dem Signal noch die Spannung eines quarzstabilisierten Hilfsoszillators, so daß eine Zwischen¬ frequenz von etwa 90 MHz entsteht mit der gleichen Modulation wie die ankommende Signalfrequenz. Die Zwischenfrequenz steuert direkt einen Phasenmodulator, der auf die Frequenz des Hauptoszillators wirkt. Nach Vervielfachung dieser (bereits modulierten) Frequenz wird das Signal (Frequenz 1815 MHz3 in einer Wanderfeldröhre auf etwa 2 bis 2,5 W Ausgangsleistung verstärkt und über die bereits erwähnte Schlitzantenne in Richtung Bodenstation ausgestrahlt. Die Schlitzantenne hat einen Gewinn von etwa 6 dB, d.h. vierfachen Leistungsgewinn. Das gesamte im Blockschaltbild dargestellte elek¬ tronische Übertragungssystem für den Signalweg enthält 37 Transi¬ storen, 198 Dioden und eine Wanderfeldröhre. Es hat komplett, mit Hilfseinrichtungen und Antenne eine Masse von nur 3400 g. Einige Vor¬ stellungshilfen zur Bauweise der elektronischen Syncom-Einrichtungen: Der bereits erwähnte Frequenzvervielfacher enthält fünf Frequenz¬ verdopplerstufen mit Varaktor-Dioden. Der gesamte Baustein hat eine Masse von nur etwa 300 g. Die bereits erwähnte Wanderfeldröhre vom Typ 314 H hat eine Masse von etwa 400 g; und ihre Länge beträgt nahe¬ zu 20 cm. Sie ist in Metall-Keramik-Technik ausgeführt und wurde 149 u.a. mit ein?r Beschleunigung von 200 g (g — Erdbeschleunigung, 9,91 m • s -2 ) „geschüttelt“, um sicherzustellen, daß sie die Startbeschleu¬ nigung der Rakete übersteht. Die Röhre hat eine Leistungsverstärkung von 33 dB. Man erhofft eine Lebensdauer von mindestens 40000 Stun¬ den. Diese Erwartung ergibt sich aus vorangegangenen Dauerbetriebs¬ versuchen mit Röhren vom gleichen Typ. Neun dieser Röhren haben zur Zeit bereits 100000 Stunden funktioniert, ohne auszufallen. Die Schilderung von Syncom und seinen elektronischen Einrichtungen wäre nicht vollständig, erwähnte man nicht die zur Fernbedienung, Aus¬ richtung und Peilung notwendigen Einrichtungen. Zur Ortung strahlt ein Bordsender ständig die Frequenz 1820 MHz mit 0,1 W aus. Die Fernsteuer- bzw. Fernmeßfrequenzen sind 136,980 und 136,468 MHz. Nachzutragen bleibt, daß fast alle elektronischen Einrichtungen in Syncom doppelt vorhanden sind: also zwei Wanderfeldröhren, zwei Empfänger usw. Dadurch ist die Zuverlässigkeit des Systems auf das Doppelte erhöht. Fällt ein „Baustein“ aus, so übernimmt der andere seine Funktion. Soweit die Schilderung des Syncom und seiner Einrichtungen. Sie wurde etwas vereinfacht und gekürzt wiedergegeben. Aber sie dürfte alle Freunde der Elektronik interessieren, denn abgesehen von den Fem- sehübertragungen zur Olympiade 1964 sind derartige Synchron-Nach- richtensatelliten ein glänzendes Beispiel für zukünftige Entwicklungen. Sicherlich ist es erlaubt, für einen Augenblick den Boden der rein tech¬ nischen Tatsachen und Perspektiven zu verlassen. Um wieviel schneller vollzöge sich der technische Fortschritt auch auf diesem Gebiet, wenn alle schöpferischen Kräfte der Menschheit sich zu friedlichen Zwecken vereinigten: die leistungsfähigsten Raketentriebwerke, die leistungs¬ fähigste Elektronik... Diese Zeit mag noch fern liegen, aber wir wissen, daß sie eines Tages Wirklichkeit sein wird. Radioastronomie Otto Morgenroth Allgemeines Die Radioastronomie, jüngster Zweig der Himmelsforschung, beschäf¬ tigt sich mit der Untersuchung von Radiowellen außerirdischer Her¬ kunft. In der Radiofrequenzstrahlung sieht die Astrophysik ein neues Mittel zur Erweiterung der Kenntnisse vom Aufbau der Welt. Die Be¬ obachtung der Strahlung ermöglicht das Studium kosmischer Erschei¬ nungen, die bisher der Forschung nicht zugänglich waren, sowie die Untersuchung elektromagnetischer Vorgänge im Weltall. Die Entdeckung der Radiostrahlung aus dem Kosmos geht auf das Jahr 1931 zurück. K.G.Jansky fand bei systematischen Beobachtungen at¬ mosphärischer Funkstörungen (atmospherics) im Kurzwellenbereich, daß eine parasitäre Störquelle Tag für Tag von Osten nach Westen weiterwanderte und jeden Tag früher im Osten erschien und früher im Westen verschwand. Da der tägliche Vorschub 4 Minuten betrug, ging die Störquelle einen Monat nach der ersten Beobachtung (Dezember 1931) bereits um 10 Uhr durch den Meridian. Hiermit trat klar zutage, daß als parasitäre Störquelle die Sonne nicht in Betracht kommen konnte, weil sich diese gegenüber dem Fixstemhimmel täglich um 4 Minuten ostwärts verschiebt. Die Radioquelle mußte also außerhalb des Sonnensystems zu suchen sein, und es zeigte sich, daß die parasitäre Strahlung aus einem Gebiet mit den Koordinaten Rektaszension 18 h , Deklination — 20° herrührte. Es liegt im Sternbild Sagittarius (Schütze), im dichtesten Teil und Zentrum der Milchstraße (Bild 1). Die bedeutende Entdeckung Jcmskys wurde damals kaum beachtet. Erst 10 Jahre später, während des Krieges, begann man, sich für die kos¬ mische Radiostrahlung zu interessieren, als bei Radarmessungen im 5-m-Band parasitäre Rauschstörungen auftraten. In diesem Fall erwies sich die „gestörte“ Sonne als Störquelle. Während des Krieges wurden diese Beobachtungen geheimgehalten, und erst nach Kriegsende wurden sie veröffentlicht. Zu dieser Zeit entstanden die ersten radioastronomi- 151 Bild 1 Zentrum der Milchstraße im Sternbild Sagittarius (Schütze); Ent¬ fernung 33 000 Lichtjahre. Die sternarmen oder sternleeren Gebiete sind Dunkelwolken interstellarer Materie , die das Sternlicht abschwächen bzw. völlig abschirmen (Aufnahme: Yerkes-Observatory Williamsbay) 152 sehen Forschungszentren, in Großbritannien, Australien, Kanada, den USA, in der UdSSR und in den Niederlanden. Schon nach wenigen Jahren war die Radioastronomie zu einer der bedeutendsten Forschungs¬ richtungen der Astrophysik geworden; sicher dürfte sie künftig auch eine wichtige Rolle in der Astronautik spielen. Der nutzbare Wellenbereich der kosmischen Radiostrahlung Zum Empfang der Strahlung, die ebenso wie die in den Empfangsan¬ lagen entstehende Rauschcharakter hat, ist der Wellenbereich von 1 cm bis 25 m geeignet. Wellen kleiner als 1 cm werden in der Erdatmosphäre absorbiert, Wellen größer als 25 m dagegen an den oberen Atmosphären¬ schichten in das Universum zurückgeworfen. Immerhin ist das Gebiet der beobachtbaren Radioemissionen um ein vielfaches größer als der optisch zugängliche Bereich des elektromagnetischen Wellenspektrums (Bild 2). Bild 2 Die Durchlässigkeit der Hochatmosphäre für elektromagnetische Wellen Radiofenster Die kosmischen Strahlungsquellen Folgende Strahlungsquellen kommen in Betracht: - das Milchstraßensystem (Galaxis) - isolierte Quellen (Radiosterne, Radiogalaxien) - die Sonne - die Planeten - der interstellare Wasserstoff Die Radio Strahlung aus der Galaxis Die ersten Beobachtungen und Messungen dieser über den ganzen Himmel verteilten kontinuierlichen Strahlung stammen von Jansky (1931/32) und Reber (1940). Inzwischen liegen neben zahlreichen Teil¬ durchmusterungen vollständige Karten über die Intensitätsverteilung 153 der hauptsächlich im Bereich der Meterwellen untersuchten galak¬ tischen Radiostrahlung vor. Die aus umfangreichen Meßreihen hervor¬ gegangenen Karten mit galaktischen Koordinaten zeigen auf, daß nur im Milchstraßengürtel eine kräftige Strahlung vorhanden ist, nördlich und südlich dagegen die Intensität rasch auf sehr kleine oder nicht me߬ bare Werte absinkt. Von einigen strukturellen Besonderheiten abgesehen, ist eine annähernd gleichmäßig verteilte Radioemission nach den galaktischen Polen hin festzustellen. Längs der Milchstraße variiert die Stärke der Strahlung ungefähr im Verhältnis 1:10; somit entspricht im großen ganzen die Intensitätsverteilung der Radiostrahlung im Milchstraßen gebiet der Helligkeitsverteilung. Die auf die gesamte Erdoberfläche einwirkende galaktischeRadioemission ist ganz minimal; sie wird auf 1 Wgeschätzt. Die Radio Strahlung isolierter Quellen Diese meist als „Radiosterne“ bezeichneten diskreten Strahlungsquellen wurden erstmalig 1946 beobachtet. Heute sind etwa 2000 derartige Ob¬ jekte, von denen sich einige durch außerordentlich kräftige Radiostrah¬ lung auszeichnen, bekannt. Sie haben Winkeldurchmesser bis zu etwa 1 Bogenminute. Die Verteilung über die Sphäre ist nicht einheitlich; die intensiven Quellen mit dem großen Winkeldurchmesser liegen bevor¬ zugt im Gebiet der Milchstraße, die schwächeren mit dem kleinen Win¬ keldurchmesser sind annähernd gleichmäßig über den Himmel ver¬ teilt. Diese emittierenden Objekte - einige konnten mit visuellen Himmels¬ körpern identifiziert werden - sind in den meisten Fällen sehr wahr¬ scheinlich extragalaktische Milchstraßen in explosivem Zustand. Die Intensität der Radiofrequenzstrahlung dieser Quellen ist mitunter so groß, daß sie sich noch nachweisen lassen, selbst wenn sie einige Milliar¬ den Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt sind, also mit den mächtigsten Instrumenten, etwa dem 5-m-Spiegelteleskop auf dem Mount Palomar , optisch nicht erfaßt werden könnten. Typische Beispiele sind die Quellen Cygnus A mit den Koordinaten ot — 19 h 57 m 45 s ö = + 40°35', Entfernung 200 Millionen Lichtjahre, und die erst vor kurzem als Radiostrahler entdeckte Galaxis M 82 im Sternbild des Großen Bären (Bild 3). Die Cygnus-Quelle stellt die zweitstärkste aller bisher gefundenen Rauschquellen dar; das Objekt M 82, Entfernung rund 10 Millionen Lichtjahre, ist ein Radiostrahler mittlerer Intensität. Eine weitere Gruppe isolierter Radioquellen, die ebenfalls teilweise op¬ tisch nachgewiesen worden sind, bilden die normalen, außerhalb unserer Milchstraße gelegenen Spiralnebel. Der bekannteste Vertreter dieses Typs ist der Andromedanebel M 31 (Bild 4). Da in diesen Galaxien die 154 Bild 3 M ( — Messier) 82 im Großen Bären, eine in Explosion befindliche Ga¬ laxis; Mount-Palomar-Observatory (aus „Sterne und Weltraum “ 1/1963, Rudolf Brandt) Radioquellen ähnlich wie in unserer Milchstraße verteilt sind und auch ungefähr die gleichen Strahlungseigenschaften haben, wird angenommen, daß der Mechanismus der Radiowellenerzeugung dem entspricht, wie er für die Strahlungsquellen unserer Milchstraße maßgeblich ist. Eine andere Gruppe punktförmiger Emissionsquellen bilden einstmalige Supernovae. Diese Objekte treten in der Hauptsache in außergalak¬ tischen Systemen auf- bisher sind 169 Fälle verbürgt; in unserer Milch¬ straße sind nur drei Supernovae bekannt. An den Orten einiger weniger dieser Gestirne befinden sich heute rasch expandierende Nebel. Der be¬ kannteste ist der Crab-Nebel im Stier (Bild 5). Dieses Objekt ist mit der Radioquelle Taurus A identisch, die bei 80 MHz eine sehr intensive Ra¬ diostrahlung aussendet. Sie liegt um 15 Potenzen höher als die der unge¬ störten Sonne. Den stärkeren Strahler der Sphäre stellt die Quelle Cassiopeia A dar mit den Koordinaten a = 23 h 21 m 12 s , 6 = +58 G 32'. Optisch ist sie als verzweigter Gasnebel zu beobachten. Man nimmt an, daß auch dieser Nebel der Überrest einer Supernova ist. Von den in unserer Milchstraße gelegenen Gasnebeln emittieren nur einige spezielle Typen Radiowellen. Zahlreiche Objekte lassen keine Radiostrahlung erkennen. Ein Gasnebel stellt also für sich noch keine Radioquelle dar. 155 Der Mechanismus der Radiostrahlung der isolierten Quellen ist nicht mit Sicherheit geklärt. Sowohl der spektrale Verlauf des elektromagneti¬ schen Strahlungsflusses als auch die hohen Strahlungsintensitäten lassen aber auf nicht thermische Natur schließen. In Betracht zu ziehen sind Plasmaschwingungen oder Synchrotronstrahlung, wobei sich Elek- Bild 4 Großer Andromedanebel; Entfernung 2 t 7 Millionen Lichtjahre (Aufnahme: Yerkes-Observatory Williamsbay) 156 Bild 5 Crab-Nebel Ml im Sternbild Stier; Ent¬ fernung 3000 Licht¬ jahre. Expandierende Gasmassen; Überreste der im Jahre 1054 auf- geleuchteten Super¬ nova (Aufnahme: Mount-Palomar- Observatory) tronen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit (relativistische Elektronen) auf spiralförmigen Bahnen in einem hinreichend großen Magnetfeld be¬ wegen und dabei übereinen breiten Wellenbereich Strahlung aussenden. Die Radiostrahlung der Sonne Die Bestätigung der Existenz einer bereits Ende des vergangenen Jahr¬ hunderts vermuteten solaren Radiostrahlung war erst dann möglich, als man über hinreichend empfindliche Ultrakurzwellen-Empfänger ver- iügen konnte. Heute liegen praktisch lückenlose Registrierungen über die Strahlung der Sonne im Bereich der Meter-, Dezimeter- und Zenti¬ meterwellen vor. Es sind in ihren Eigenschaften verschiedene Kompo¬ nenten zu unterscheiden: Die Radiostrahlung der ungestörten Sonne Diese Strahlung kann nur während eines Sonnentätigkeitsminimums sauber erfaßt werden. Ihre Intensität ändert sich allmählich imLaufe der 157 1 ljährigen Sonnentätigkeitsperiode infolge sich ändernder Dichte- und Temperaturverteilung der Elektronen der Sonnenkorona. Die Ursache der Radioemission ist thermischer Natur, hervorgerufen durch freie Elektronen in den äußeren Sonnenschichten. Die Radio Strahlung der gestörten Sonne Bei gestörter Sonne ist die Grundkomponente ständig von Strahlungs¬ komponenten überlagert, die von aktiven Gebieten auf der Sonne aus¬ gehen. Diese lassen sich nicht in allen Fällen optisch nachweisen. Typische Erscheinungen dieser Art sind: Langsam veränderliche Strahlung, die eine Beziehung zu den Sonnenflecken erkennen läßt. Tm Gebiet der dm- und cm-Wellen ist die Emission zweifellos thermischer Natur. Aus einer dichten Folge einzelner Radiostöße (bursts) unterschiedlicher Stärke bestehender Radiostürme von einigen Tagen oder Stunden Bild 6 Die Korona der Sonne während der Totalität der Sonnenfinsternis am 15.Februar 1961 (Aufnahme: Expedition der Sternwarte Sonneberg , Klaus Löchel, auf Brac , Jugoslawien) 158 Bild 7 Der Verlauf einer intensiven solaren Wasserstofferuption (am Sonnen¬ rand). Dauer des Ausbruchs 40 Minuten; bei diesem Ausbruch wurde die glühende Gasmasse 80000 km hoch emporgeschleudert (Aufnahme: Mount- Wilson-Observatory) Dauer. Sie werden von den „R-Gebieten“ der äußeren Korona (Bild 6) emittiert. Mit optischen Erscheinungen lassen sie sich nicht identifizieren. Die Natur der Emissionen ist noch nicht bekannt. Eruptive Radioausbrüche und Radiostöße mit einer Zeitdauer von etwa einer Minute bis zu einer Stunde bzw. einigen Sekunden oder Sekundenbruchteilen. Beide Formen sind durch plötzliche Zunahme der Strahlungsintensität - um das Hunderttausendfache bzw. einige Hundert Prozent der Grundstrahlung - gekennzeichnet, ln solchen Fällen ist also die intensivste radiofrequente solare Strahlung vorhanden. Diese Er¬ scheinungen, die zuZeiten großer Sonnenaktivität sehr häufig beobachtet werden können, stehen mit chromosphärischen Eruptionen, die auch den Mögel-Dellinger-Effekt hervorrufen, in Zusammenhang (Bild 7). Den kurzzeitigen Strahlungsstößen konnte eine optische Erscheinung bisher nicht zugeordnet werden. Für die nichtthermische Radiostrahlung der Sonne kommen Synchrotronemission oder Plasmaschwingungen der Elektronen in Betracht. 159 Die planetarische Radiostrahlung Planetarische Radiowellerl konnten im Jahre 1954 erstmals bei dem Riesenplaneten Jupiter nachgewiesen werden. Die Emission geht von einem definierten Gebiet aus, das sich optisch als heller Fleck zu er¬ kennen gibt, und äußert sich in Radiostößen von einigen Sekunden Dauer. Die Strahlung ist nicht thermisch; Ursache sind wahrscheinlich Plasmaschwingungen. Auch bei anderen Planeten konnten Radio¬ emissionen beobachtet werden. Die interstellare Wasserstoffemisssion Die kosmischen Radiowellen, über die bisher gesprochen wurde, haben ein kontinuierliches Wellenspektrum. Eine Radioquelle, die eine mono¬ chromatische Strahlung aussendet, wurde im Jahre 1951 entdeckt. Sie geht vom neutralen interstellaren Wasserstoff aus und hat eine Wellen¬ länge von 21,1 cm (f = 1420,40 MHz). Die astronomische Bedeutung dieser Emission liegt darin, daß die gemesserten Intensitäten Schlüsse auf die Dichteverteilung des optisch nur in Ausnahmefällen wahrnehmbaren Wasserstoffes zulassen sowohl im interstellaren Raum als auch in fernen Milchstraßen. Verschiebungen von der Normalfrequenz, die durch den Dopplereffekt bedingt sind, erlauben die Bestimmung von Ra¬ dialgeschwindigkeiten der Wasserstoffwolken. Literatur Die äußerst umfangreiche Literatur ist in der 1950 von der School of Electrical Engineering , Cornell University Ithaca-New York, herausgegebenen Biblio¬ graphie, zu welcher Nachträge erscheinen, vollständig erfaßt. Allgemein wurde das Thema behandelt in: Waldmeier , Radiowellen aus dem Weltenraum, Zürich 1953 (zahlreiche Lite¬ raturstellen - bis 1953 -). Klinger, Radioastronomie, Handbuch für Hochfrequenz- und Elektrotech¬ niker, VI. Band, Berlin 1960 (83 Literaturstellen - bis 1958). Weigert!Zimmermann, ABC der Astronomie, Leipzig 1960. Im nächsten Jahrbuch berichten wir über radioastronomische For¬ schungsanlagen (d. Red.). 160 Zu einigen Fragen der „elektronischen Massenarbeit 66 Dipl.-Ing. K. Schlenzig Die technische Freizeitgestaltung gehört zu den Hobbys, die mehr sind als eine Befriedigung privater Bedürfnisse. Je größere praktische Mög¬ lichkeiten dabei ein bestimmter Zweig bietet, um so „massenwirksamer“ ist er. Kommt eine solche Richtung außerdem noch gewissen Interessen der Volkswirtschaft entgegen, so läßt sich bei entsprechender Förde¬ rung bald privater Vorteil mit gesellschaftlichem verbinden. Neben Maschinenbau und Chemie gehört die Elektrotechnik seit Jahr¬ zehnten zu den „traditionellen“ Industriezweigen unserer Volkswirt¬ schaft. ln den zwanziger Jahren löste die Entwicklung des Rundfunks eine breite Bewegung von Amateuren aus, denen wiederum die Industrie vieles zu verdanken hat. Wie kaum eine andere Technik der damaligen (und auch der heutigen) Zeit bot die Rundfunkempfangstechnik bei tragbarem finanziellem Aufwand ein breites, interessantes Betätigungs¬ feld, das sich mit der Erteilung der ersten Amateurfunkgenehmigungen auch auf die Sendeseite hin erweiterte. So mancher zunächst nur in seiner Freizeit auf diesem Gebiet tätige Amateur fand den Weg zur ein¬ schlägigen Industrie, wo seine privat erworbenen Kenntnisse und Fertig¬ keiten oft großen Nutzen brachten. Die schnelle Entwicklung der Technik nach dem zweiten Weltkrieg, die Probleme des umfassenden Aufbaus des Sozialismus und damit ver¬ bunden die der technischen Revolution führten auch in der DDR dazu, daß Elektrotechnik und Elektronik Eingang fanden in fast alle Zweige der Volkswirtschaft. Jetzt war nicht mehr nur die elektronische Industrie selbst interessiert an einem entsprechend qualifizierten Nachwuchs, son¬ dern auch vorher völlig „abseits“ stehende Zweige bis hin zur Landwirt¬ schaft. Nicht zuletzt aber benötigt unsere Nationale Volksarmee, das Instrument zum Schutz all dieser Errungenschaften, längst nicht mehr nur gute Nachrichtentechniker. Auch hier trifft man überall auf die Elektronik, deren Anwendung Verständnis verlangt. II Elektronisches Jahrbuch 1966 161 Schlußfolgerungen im Erziehungswesen Wesentlichste Konsequenz der steigenden Bedeutung aller Zweige der modernen Technik war die organische Eingliederung des polytechni¬ schen Unterrichts in die Schulen. Da, wo sich die Schwerpunkte der elektronischen Industrie befinden, dominiert auch meist die Elektronik in der polytechnischen Erziehung. Wo dagegen keine derartige örtliche In¬ dustrie besteht, liegt die Aufgabe, solche Begabungen zu fördern, be¬ sonders in den Händen der entsprechenden gesellschaftlichen Organi¬ sationen. Technisches Interesse bereits vor der Schulzeit und in den ersten Schul¬ jahren zu wecken, ist nicht zuletzt auch die Aufgabe der Spielzeugindu¬ strie. Durch Entwicklung entsprechender Erzeugnisse und parallel dazu durch zweckmäßige Information der Eltern muß erreicht werden, daß der Spieltrieb über die einfache Grundfertigkeiten und Vorstellungen vermittelnden Spielzeuge zielstrebig zu Dingen führt, die das Kind so früh wie möglich mit der Technik von heute bekannt machen. Der An¬ teil der Elektronik darf sich dabei nicht in komfortablen ferngesteuerten Bild 1 Elektronik-Experimentierbaukasten transpoly vom VEB WBN Teltow, besonders geeignet für den Unterricht und für Arbeitsgemeinschaften 162 Bild 2 Auch in der NVA unterstützt die Freizeitbeschciftigung die Ausbildung. Das Bild zeigt neuentwickelte Unterrichtsmaschinen , die auf der Messe der Meister von Morgen vor gestellt wurden Mechanismen erschöpfen, deren Inneres dem Kind Geheimnis bleibt (wobei der natürliche Drang, hinter dieses Geheimnis zu kommen, bei solch überzüchtetem Spielzeug in den meisten Fällen zu dessen Zerstö¬ rung führt!). Es ist statt dessen vielmehr notwendig, von einer bestimmten Altersstufe an Spielzeug zu bieten, das tatsächlich - deduktiv und induktiv - Kennt¬ nis von technischen Zusammenhängen vermittelt. Hierzu zählen Bau¬ kästen und Bausätze. Interessant und verständlich gehaltene Anlei¬ tungen sind ihr notwendiger Bestandteil. Zum Erziehungswesen zählt auch die Erwachsenenqualifizierung. Gerade beim heutigen Tempo der technischen Entwicklung ist es immer wieder notwendig, das Wissen des einzelnen seinen wachsenden Aufgaben anzupassen. Ziel¬ gerichtete, interessante Freizeitbeschäftigung bildet besonders in der 163 Elektronik ein gutes Mittel dafür. Es ist dementsprechende Literatur notwendig, die von der bloßen Anregung (Fachzeitschrift, Broschüre, Fachbuch) bis zur detaillierten Bauanleitung und zum Bauplan reicht. Der Anteil der gesellschaftlichen Organisationen Eine der Aufgaben der sozialistischen Gesellschaft besteht darin, das Streben ihrer Mitglieder nach höherem Wissen zu unterstützen, vor allem, wenn das der Allgemeinheit nützt. Auf dem Gebiet der techni¬ schen Freizeitgestaltung bemüht sich die Gesellschaft für Sport und Technik seit vielen Jahren um die Lösung dieser Frage. Soweit es die Elektronik betrifft, drückte sich das jedoch vielfach etwas einseitig aus. Hier war es vor allem der Nachrichtensport, der in seinen zahlreichen Disziplinen gepflegt wurde. Die neu entstandenen örtlichen Radioklubs Bild 3 In der UdSSR wird der Arbeit der Elektronikamateure viel Aufmerk¬ samkeit geschenkt. In der Allunions-Ausstellung der Radiokonstrukteure fanden wir u.a. dieses Gerät einer Station Junger Techniker aus Lenin¬ graddas zur Feststellung der Konzentrationsfähigkeit beim Menschen dient 164 boten nun eine Basis, diese Arbeit beträchtlich auszuweiten, und so be¬ schloß der III. Kongreß der GST, die elektronische Massenarbeit zu ver¬ stärken. Gegenüber der Vergangenheit werden zum Teil neue, erfolg¬ versprechende Wege beschritten. Gerade die Beschäftigung mit der Elektronik setzt oft lange, individuelle Versuche voraus, die häufig dann am besten gelingen, wenn man sich von der Außenwelt scheinbar völlig abschließt. Auf diese Weise wurde mancher Amateur unberech¬ tigterweise zum Einzelgänger gestempelt. Wie schnell aber korrigiert man diese Meinung, wenn man einmal mehrere solcher „Einzelgänger“ beisammen sieht und ihre Diskussionen verfolgt. Es kommt - wie man erkannte - weniger darauf an, zu bestimmten Zeiten in einer Arbeits¬ gemeinschaft wöchentlich zwei oder drei Stunden an einer gemeinsamen Aufgabe zu arbeiten. Oft ist es sinnvoller, wenn nach gemeinsamer Fest¬ legung des Zieles und der Teilaufgaben jeder einzelne mit den ihm zu Hause zur Verfügung stehenden Mitteln so lange selbständig bastelt, bis ein neuer Treff notwendig wird. Der Radioklub entwickelt sich dann zu einem Zentrum, in dem Fragen geklärt werden, in dem man bestimmte Arbeiten an Maschinen durchführt und Messungen mit modernen und „für den Hausgebrauch“ zu teuren Geräten vornimmt. Nicht zuletzt bildet das Materiallager billiger oder sogar kostenlos zur Verfügung stehender Teile eine wesentliche Hilfe. All das bietet der Radioklub, wenn er richtig organisiert ist, dem tech¬ nisch interessierten Jugendlichen oder - Junggebliebenen. Der Gegen¬ wert ist verschiedener Art. Auf jeden Fall nützt das erworbene Wissen der Gesellschaft - unmittelbar oder auf Umwegen. Nahziele aber können Aufgaben sein, deren Ergebnisse der örtlichen Industrie, der Landwirt¬ schaft oder der NVA zugute kommen. Besonderen Anreiz für diese Tätigkeit bieten die Leistungsschauen, auf denen die besten und nütz¬ lichsten Ergebnisse mit Medaillen und Geldprämien ausgezeichnet wer¬ den. Die größte Befriedigung liegt jedoch für den echten Amateur in dem Bewußtsein, daß seine Arbeit, deren Durchführung ihm persönlich be¬ reits Freude machte, auch der Gesellschaft nützt. Themenfragen und die Rolle der elektronischen Literatur Eine häufige Ursache für das „Einschlafen“ von Arbeitsgemeinschaften, so wird oft behauptet, sei der „Mangel an Stoff“. Doch dieses Argument ist im Grunde nicht stichhaltig; das beweisen allein schon die Leistungs¬ schauen der Vergangenheit. Für den Anfang kann es sogar zweckmäßig sein, auf einen unmittelbaren gesellschaftlichen Nutzen zu verzichten und zunächst ein allgemein interessierendes Objekt in Angriff zu nehmen. Dem Fingerspitzengefühl und der Menschenkenntnis des Arbeits¬ gemeinschaftsbetreuers muß die Wahl des Objektes überlassen bleiben. 165 mm :<”:-:W”<:-:%s>«$a:Ä:v::;:v ;X^: ; : ; : : X;::;:::; : : m Bild 4 Alle zwei Jahre veranstaltet die GST eine Leistungsschau der Amateur¬ konstrukteure und Funkamateure. Unser Bild zeigt ein elektronisches Musikinstrument von J.Lesche aus Gera , das mit Röhren und Tran¬ sistoren bestückt ist 166 Bild 5 Vollautomatisch kann man mit diesem Gerät, das ein sowjetischer Amateurkonstrukteur baute, Fotofilme entwickeln. Der Zu- und Abfluß der Flüssigkeiten wird mit Relais über einen Zeitschalter ermöglicht In vielen Fällen wird wohl das einfache Taschenradio am Anfang stehen. An seiner Ausführung erkennt man die Eignung des Interessenten, seine Fragen und Antworten lassen Schlüsse zu auf weitere Eignung. Erfolgreiche Beschäftigung mit der Elektronik setzt auf jeden Fall einiges Selbststudium voraus. Je interessanter (auch in der Darstellung!) der greifbare Stoff ist, um so größere Wahrscheinlichkeit besteht dafür, daß er wirklich von vorn bis hinten gelesen und - verstanden wird. Der Deutsche Militärverlag hat als „Erbe“ des Verlages für Sport und Tech¬ nik auf diesem Gebiet eine gute Tradition weiterzuführen. Er tut das er¬ folgreich mit der 1965 bereits über 50 Bände umfassenden Reihe Der praktische Funkamateur (die heute eigentlich Elektronik für alle heißen müßte, so umfangreich sind die dort behandelten Komplexe). So ver¬ ständlich gehalten der Stoff im allgemeinen auch ist, Grundlagen setzt er voraus. Daher war die Reihe Der junge Funker eine folgerichtige Neu¬ entwicklung. Der Nachteil auch dieser Bezeichnung ist es, daß sie viel zu 167 eng gefaßt wurde, wie ein Blick auf die Themen der Broschüren beweist. Die Lektüre der massenwirksamen Buchausgaben Das Große Radio- bastelbuch von Karl-Heinz Schubert und Transistortechnik für den Funkamateur von Hans-Joachim Fischer war wohl für manchen Ama¬ teur Start seiner Beschäftigung in Freizeit oder Beruf. Dennoch blieb noch immer der Kreis unberücksichtigt, der zunächst mit einem mög¬ lichst geringen Anteil von Theorie zu einem garantiert „spielenden“ Gerät gelangen möchte und erst einmal feststellen will, ob diese Technik für ihn geeignet ist oder nicht. Mancher aber hat auch einfach nur den Wunsch, ein bestimmtes Gerät einmal selbst gebaut zu haben, ohne weiter in die Elektronik einzudringen. Daher entstanden die ersten Original-Baupläne, und die Zuschriften bewiesen, daß auf diese Weise vor allem auch jene Interessenten erfaßt werden, die weder in Zentren der Elektronik zu Hause sind noch einen Radioklub in ihrer Nähe wissen. Diese Baupläne können also ein wirksames Arbeitsmittel für die etwas unglücklich „elektronische Massenarbeit“ genannte Aufgabe werden. Voraussetzung ist, daß es gelingt, stets aktuelle Themen zu finden und entsprechend zu gestalten. Bindeglied zwischen Bauplänen und weiterbildenden Broschüren schlie߬ lich ist die Zeitschrift funkamateur , die nicht nur aktuell informiert, son¬ dern auch den Interessenten auf Fragen Auskunft gibt, die keine Ge¬ legenheit zur Konsultation in einem Radioklub haben. Materielle Sicherstellung Über die Beschaffung bzw. über das Fehlen von Bauelementen ist schon genug geschrieben worden. Hier verspricht das Eingreifen gesellschaft¬ licher Organisationen eine Wandlung zu schaffen. Die Bereitstellung von Materialien für ständige Teilnehmer an Arbeitsgemeinschaften in den Radioklubs bedeutet natürlich eine große Erleichterung; doch im großen ganzen wird die Beschaffung von Bauelementen für den einzelnen auch weiterhin seine „Privatangelegenheit“ bleiben. Bei den obenerwähn¬ ten Bauplänen geht daher jedem neuen Projekt die Klärung der Bezugs¬ quellen voraus. Schließlich wird der zunehmende Versandhandel, dessen Bedeutung von den zuständigen Stellen endlich richtig erkannt wurde, eine bessere Versorgung mit elektronischen Bauelementen gewähr¬ leisten. 168 Aufgaben und Lösungen für Werkstattpraktiker Bild 1 zeigt eine bekannte Selbstunterbrecherschaltung nach dem Prinzip des Wagnerschen Hammers. Sobald Taste Ta den Stromkreis schließt, unterbricht Relais A mit seinem Ruhekontakt a periodisch den Strom. Der Relaisanker führt periodische Bewegungen aus. Aufgabe 1: Zu erreichen ist der gleiche Effekt wie bei Bild 1. Dazu sollen lediglich die in Bild 2 gezeigten Einzelteile benutzt werden. Relais A hat jetzt einen Arbeitskontakt a, der - Gegensatz zu Bild 1! - bei Anzug des Ankers schließt. Gesucht ist die Schaltung. Änderungen an den vorgegebenenen Teilen oder Verwendung zusätzlicher Teile ist nicht erlaubt. Batteriespannung darf erhöht werden. Aufgabe 2: Zu erreichen ist wiederum der gleiche Effekt wie bei Bild 1. Benutzt werden sollen die in Bild 3 gezeigten Einzelteile. Relais A hat jetzt zwei gleichartige Wicklungen mit gleicher Windungszahl und wie¬ derum einen Arbeitskontakt a, der bei Anzug des Ankers schließt. Ge¬ sucht ist die Schaltung. 169 Lösung Zu Aufgabe 1: Bild 4 zeigt die Lösung. Bei Schließen des Stromkreises durch Ta zieht A an. Dabei wird a geschlossen und schließt A kurz, so daß das Relais wieder abfällt usf. Der Widerstand verhindert einen Kurzschluß der Batterie, sobald a schließt. Dieses Verfahren wird als Kurzschlußblockie- A Bild 4 rung bezeichnet und u.a. in der Fernmeldetechnik häufig benutzt. Ver¬ dopplung der Batteriespannung ist mit Rücksicht auf den Vorwiderstand erforderlich, um Relais A die gleiche Spannung wie in Bild 1 zuzuführen. Die Batterien werden periodisch wechselnd mit der nach Bild 1 auf¬ tretenden Relaisstromstärke und deren doppeltem Wert belastet. Zu Aufgabe 2: Bild 5 zeigt die Lösung. Bei Tastendruck bekommt zunächst die rechte Relais Wicklung Strom. A zieht an und schließt a. Dabei wird die linke Wicklung der rechten parallelgeschaltet. Wie Bild 5 erkennen läßt, wer¬ den nun beide Wicklungen gegensinnig vom Strom durchflossen. Laut Aufgabenstellung sind beide Wicklungen datengleich und damit ihre Bild 5 Magnetfeldstärken gleich groß; sie heben sich also auf, da sie gegensinnig gepolt sind. Dadurch fällt der Anker ab, a öffnet, und die rechte Wick¬ lung kommt erneut zur Wirkung usf. Auch dieses als Gegenstrom - blockierung bezeichnete Verfahren ist in der Fernmeldetechnik häufig zu finden ' H. Jak, 170 Zu einigen Aufgaben der Kybernetik Dipl.-Math. Claus Goedecke Es ist unverkennbar, daß die Kybernetik in der kurzen Zeitspanne ihrer Entwicklung bereits beachtliche Erfolge erzielt hat, die hauptsächlich in der Anwendung vieler theoretischer Untersuchungen auf den Gebieten der Automatisierung, der Fernsteuerung und beim Bau elektronischer Rechenautomaten liegen, und daß sie nicht zuletzt deshalb heute gleich¬ berechtigt neben den alten, seit Jahrhunderten gepflegten Wissenschaf¬ ten steht. Die Kybernetik, die als Theorie der selbstregulierenden und selbst¬ organisierenden Systeme definiert wird, untersucht allgemeine Gesetz¬ mäßigkeiten der Steuerung, die sowohl für den lebenden Organismus als auch für die Maschine zutreffen. Dabei ist in den Prozessen der Steue¬ rung, die sich in lebenden Organismen und in technischen Einrich¬ tungen vollziehen, eine sehr allgemeine Übereinstimmung festzustellen: Die einzelnen Teile der Systeme sind so miteinander verbunden, daß es möglich ist, durch Signale gegenseitig Informationen über die Prozesse, die sich in ihnen abspielen, zu übermitteln. Unter Information ist zu verstehen, was über Ereignisse, die stattgefun¬ den haben oder erst noch stattfinden werden, Angaben und Mitteilungen liefert. Die Erzeugung, Übertragung, Speicherung, Ausnutzung und Um¬ wandlung von Information geht in technischen Einrichtungen und in lebenden Organismen nach bestimmten Gesetzen vor sich, die als Algorithmen bezeichnet werden. Die Theorie der Algorithmen zählt zu den Grundlagen der Kybernetik. (Übrigens geht das Wort Algorithmus auf den Namen des usbekischen Gelehrten Alhwarizmi zurück, und es wird bereits seit Jahrhunderten in der Mathematik verwendet.) Das Verfahren zur Bestimmung des größten gemeinsamen Teilers zweier natürlicher Zahlen a und b wird beispiels¬ weise als Euklidischer Algorithmus bezeichnet. Inhaltlich versteht man unter dem Begriff Algorithmus eine exakte Vorschrift, nach der eine Gruppe von Operationen in einer genau festgelegten Reihenfolge aus- 171 zuführen ist. Dabei bezieht sich ein Algorithmus nicht nur auf eine ein¬ zelne Aufgabe, sondern er ist eine Vorschrift zur Lösung aller Aufgaben eines bestimmten gegebenen Typs. Algorithmen, durch die die Lösung eines Problems auf die vier Grundrechenarten zurückgeführt wird, nennt man numerische Algorithmen. Sie haben in der Mathematik insbesondere im Zusammenhang mit der Anwendung der elektronischen Rechenautomaten eine außerordentliche Bedeutung, da sich zahlreiche Operationen auf die vier Grundrechenarten zurückführen lassen. Obwohl diese Zurückführung nicht immer völlig exakt ist, läßt sie sich doch mit jeder beliebig vorgebbaren Genauigkeit durchführen. Wir wollen das im folgenden am Algorithmus zur Bestimmung der Quadrat¬ wurzel aus einer gegebenen Zahl x, also y = x, erläutern. Zur Berechnung der Quadratwurzel verwenden wir als Näherungs¬ verfahren : y n 2 ( yn + y n )’ d.h., aus einer Anfangsnäherung y 0 und der gegebenen Zahl x wird eine verbesserte Näherung y x berechnet. Falls diese Näherung die geforderte Genauigkeit e erfüllt, liefert y x den Wurzelwert y, anderenfalls wird aus y 1 und x eine weiter verbesserte Näherung y 2 bestimmt und so weiter. Das Verfahren setzt man so lange fort, bis die vorgegebene Genauigkeit erreicht ist. Wir wollen diese Aufgabe in Form aufeinanderfolgender, nacheinander auszuführender Anweisungen darstellen. Dabei wird vorausgesetzt, daß x größer als Null ist; als Anfangsnäherung setzen wir der Einfachheit 172 halber y 0 = Ferner soll die geforderte Genauigkeit erreicht sein, wenn P = y n+ l— Yn J'n + l < « ist. Dann erhält man: 1. Anweisung: Niederschreiben der Zahl x, Übergang zur Anweisung 2; x 2. Anweisung: Berechnung von y 0 in der Form: y 0 — “, Übergang zur Anweisung 3; 3. Anweisung: Niederschreiben der Zahl y 0 als Zahl y n , Übergang zur Anweisung 4; 4. Anweisung: Berechnung von y n+1 nach der Formel: y n+ i = Übergang zur Anweisung 5; 5. Anweisung: Berechnung der Prüfgröße P in der Form: P = yn+i — y n y n+ i Übergang zur Anweisung 6; 6. Anweisung: Vergleich der berechneten Größe P mit der vorgegebenen (P > e oder P — e oder P < e), Übergang zur Anwei¬ sung 7; 7. Anweisung: ist P < e, so liefert die zuletzt berechnete Näherung y n+1 den Wurzelwert y; die Rechnung ist dann abzubrechen. In den anderen beiden Fällen folgt Übergang zu der An¬ weisung 8; 8. Anweisung: Niederschreiben der Zahl y n+1 als Zahl y n und damit Übergang zur Anweisung 4. Sind also in einem Zyklus alle acht Anweisungen ausgeführt, so kehrt man wieder zur vierten Anweisung zurück, es folgt die fünfte usw., bis einmal in der siebenten Anweisung die Rechnung endet, nämlich wenn P < e ist. In der Tabelle (Bild 1) ist die Durchführung dieses Algorithmus für x = 25 und e — 0,005 dargestellt. Die Berechnung von y bricht dort im vierten Schritt ab. Verlangt man eine höhere Genauigkeit, so muß ein kleineres e vorgegeben werden, und man benötigt dann natürlich ent¬ sprechend mehr Schritte. Durch einen Algorithmus wird also ein Rechenprozeß so bestimmt, daß er bei verschiedenen Ausgangswerten immer zum entsprechenden Re¬ sultat führt. Dabei muß der Algorithmus derart beschaffen sein, daß das Rechenverfahren einer anderen Person in endlich vielen Anweisungen mitgeteilt werden kann, die den Rechenprozeß exakt beschreiben. Auf Grund der Entwicklung ist es heute aber auch möglich geworden, an 173 1. Schritt 2. Schritt 3. Sehntt 4 . Schritt Bild 1 Numerische Darstellung des Wurzelalgorithmus für x = 25 und € — 0,005 Stelle des Menschen einen elektronischen Rechenautomaten zur Lösung eines Algorithmus einzusetzen. Dabei werden die Anweisungen dem Automaten in einer verschlüsselten Form mitgeteilt; zur Aufstellung des entsprechenden Programms bedient man sich meist eines sogenannten Flußdiagramms, in dem die Anweisungen in „geometrischer“ Form dar¬ gestellt werden. Bild 2 stellt ein Flußdiagramm für den obenbehandelten Wurzelalgorithmus dar. Neben den numerischen Algorithmen besteht eine wesentliche Aufgabe der Kybernetik in der Aufstellung sogenannter logischer Algorithmen. Auch dabei handelt es sich wieder darum, exakte Vorschriften zu finden, nach denen Aufgaben gleichen Typs gelöst werden können, oder in anderen Worten, es ist ein Weg zu suchen, der angibt, wie man Vor¬ gehen muß, um ein bestimmtes Ziel zu erreichen. Einen ganz einfachen diesbezüglichen Algorithmus finden wir praktisch in jeder Telefonzelle: die Anweisung, wie und in welcher Reihenfolge man beim Telefonieren vorgehen muß. Wenn wir diesen Algorithmus noch etwas erweitern, so erhalten wir folgendes Schema, das in auf¬ steigender Reihenfolge zu durchlaufen ist, falls nicht durch eine An¬ weisung eine Abweichungvon dieser Reihenfolge angegeben ist. 1. Hörer abnehmen. 2. Ist ein Amtszeichen vorhanden? Bei „ja“ Übergang zu 4.* 3. Hörer auf legen und Übergang zu 1. 4. Nummer wählen. * Anm. des Herausgebers: Falls es sich um eine öffentliche Telefonzelle ohne Vertrau¬ enskasse handelt, wird der Anwender immer zwischen 1 und 3 steckenbleiben. Der Algorithmus ist nämlich unvollständig. Es fehlt der Schritt „zwei Groschen ein¬ werfen.“ Hi-hi! 174 5. Freizeichen? Bei „ja“ Übergang zu 7. 6. Übergang zu 3. 7. Signal des Empfängers? Bei „ja“ Übergang zu 9. 8. Kein Signal vorhanden und damit Übergang zu 3. 9. Text durchgeben. 10. Antwort des Empfängers. 11. Gespräch beendet? Bei „nein“ Übergang zu 9. 12. Hörer auf legen. Dieser Algorithmus, der den Vorgang des Telefonierens beschreibt, ist aber trotz seiner 12 Anweisungen noch nicht vollständig. Nehmen wir nur einmal an, der Apparat sei gestört; dann geht der Algorithmus so vor sich, daß nach dem Abnehmert des Hörers (Anweisung 1) kein Amts¬ zeichen ertönt (Anweisung 2) und damit anschließend Anweisung 3 zu befolgen ist (denn nur bei Vorhandensein eines Amtszeichens könnte ein Übergang von 2. nach 4. erfolgen). Der Hörer wird also wieder aufgelegt, und durch den Übergang zu Anweisung 1 beginnt der Ablauf von vorn. Ein vernünftiger Mensch wird diesen Prozeß vielleicht zwei- oder drei¬ mal ausführen, dann aber sein Telefongespräch auf einen anderen Apparat verlegen und außerdem eine Störung seines Apparats melden. Neben der Anwendung von Rechenautomaten zur Lösung numerischer Algorithmen können die Automaten auch zur Lösung logischer Algo¬ rithmen eingesetzt werden. Würden wir aber solch einen Automaten für unser obiges Beispiel benutzen, so ergäbe sich für den Automaten ein un- Bild 2 Flußdiagramm für den Wurzelalgorithmus 175 endlicher Prozeß, und das Gespräch könnte trotzdem nicht durchgeführt werden. Wir wollten damit nur einmal aufzeigen, was man unter dem Begriff der „Exaktheit eines Algorithmus“ versteht. Wie wesentlich das ist, werden wir auch am folgenden Beispiel sehen. Eine der ersten praktischen Anwendungen fand die Durchführung logischer Algorithmen bei der Übersetzung, und zwar bei der automa¬ tischen Übersetzung von einer Sprache in eine andere. So wurden Ende der fünfziger Jahre sowohl in den Vereinigten Staaten als auch in der Sowjetunion Versuche zur Übersetzung aus der englischen in die russische Sprache und umgekehrt erfolgreich durchgeführt. Dabei setzt aber die automatische Übersetzung von einer Sprache in eine andere die Aufstellung eines Programms, und damit eines Algorithmus, voraus, durch den eine Zuordnung zwischen beiden Sprachen in Gestalt streng formaler Beziehungen dargestellt ist. Um solche formalen Beziehungen aufstellen zu können, ist ein umfassendes Studium der Struktur sowohl der einen als auch der anderen Sprache erforderlich. In den letzten Jahren sind bei der Aufstellung von Übersetzungsalgorith¬ men beachtliche Resultate erzielt worden, und man kann heute sagen, daß in einem bestimmten Rahmen und für bestimmte Zwecke ein rein formales Übersetzen durchaus möglich und auch sinnvoll ist. Ein weiterer interessanter Algorithmus läßt sich in Zusammenhang mit dem kybernetischen Spielzeug „Maus im Labyrinth“ des amerikanischen Mathematikers und Ingenieurs Claude Shannon (Bild 3) aufstellen. An einer Stelle des Labyrinths - im Modell ist es eine quadratische Tafel, die Bild 3 Das kybernetische Spielzeug •Maus im Labyrinth des Amerikaners C. Shannon 176 in 25 gleichartige Quadrate aufgeteilt ist, zwischen denen sich Wände in willkürlicher Ordnung befinden - liegt ein Stück „Speck“. Die Maus, in Anlehnung an die griechische Mythologie auf den Namen Theseus ge¬ tauft, wird an irgendeiner Stelle des Labyrinths ausgesetzt und irrt dann so lange im Labyrinth umher, bis sie den Speck gefunden hat. Es ist also ein Algorithmus aufzusuchen, der angibt, wie man Vorgehen kann, um das in der Aufgabe gestellte Ziel zu erreichen. Dabei könnte man die Problemstellung für den zu suchenden Algorithmus noch etwas all¬ gemeiner fassen, doch wir wollen hier nicht näher darauf eingehen. Uns soll aber die Maus noch von einem anderen Gesichtspunkt her beschäftigen. Bild 4 a und b Auf ihrem ersten Weg irrt die Maus so lange umher , bis sie den Speck gefunden hat (a ). Da der Weg der Maus im Modell gespeichert wird , führt ihr zweiter Weg direkt zum Speck b) 12 Elektronisches Jahrbuch 1966 177 Das Modell ist nämlich so aufgebaut, daß, nachdem die Maus das Ziel (d.h. den „Speck“) erreicht hat, ihr Weg im Labyrinth gespeichert bleibt. Wird sie dann zum zweiten Mal an der alten Ausgangsposition ins La¬ byrinth gesetzt, so irrt sie nicht mehr im Labyrinth umher, sondern sie bewegt sich auf dem von ihr erforschten kürzesten Weg zum Speck (Bild 4 a und Bild 4 b). Damit wird die Möglichkeit einer Maschine demonstriert, Erfahrungen zu sammeln, oder - wenn man so will - zu lernen. Dabei ist die Kon¬ struktion sehr einfach. Die Maus besteht aus einem magnetisierten Stück Stahl, das durch einen Magneten bewegt wird. Eine Rechenapparatur aus 50 Telefonrelais steuert die Motoren eines Führungsmechanismus, der auf den Magneten einwirkt. Stößt die Maus bei ihrer Bewegung auf ein Hindernis, so wird dieses „Ereignis“ der Rechenapparatur mitgeteilt, und das entsprechende Relais schaltet. Auf diese Art wird der Weg der Maus im Labyrinth in der Rechenapparatur gespeichert. Im Zusammenhang mit dem Auftauchen eines Hindernisses tritt bei der Maus im Labyrinth noch ein weiterer Gesichtspunkt auf, der betrachtet werden soll. Beim Auftreffen auf ein Hindernis dreht sich die Maus um 90 Grad nach links oder rechts, aber nicht nach einem bestimmten Ge¬ setz, sondern rein zufällig. Ein solches Auftreten zufälliger Elemente be¬ handelt die Theorie der Spiele. Während bei einem Algorithmus das Ergebnis durch die Anfangszu¬ stände eindeutig bestimmt wird, läßt sich bei Prozessen, in denen zufällige Faktoren das Ergebnis bestimmen, der Ausgang nicht eindeutig Voraus¬ sagen; es gibt verschiedene Ausgänge mit bestimmten Wahrscheinlich¬ keiten. In der Theorie der Spiele bezeichnet man die Auswahl einer Variante, die auf Grund der Umstände möglich ist, als Zug. Dabei unterscheidet man neben den zufälligen Zügen die persönlichen Züge, die eine be¬ wußte Auswahl aus den möglichen Zügen darstellen. In den meisten Spielen treten sowohl zufällige als auch persönliche Züge auf; man spricht dann von Spielen vom gemischten Typ. Die Aufgabe der Theorie der Spiele besteht darin, optimale Strategien zu erarbeiten. Die theore¬ tische und praktische Bedeutung der Spieltheorie im Rahmen der Kyber¬ netik ist daher vor allem darin zu sehen, daß sie sich nicht allgemein mit Unterhaltungsspielen beschäftigt - dazu wäre der Aufwand wohl doch zu hoch -, sondern daß sie beispielsweise im Militärwesen im Zusammen¬ hang mit Fragen der Strategie und Taktik angewendet wird. An Hand dieser wenigen Beispiele haben wir einige wichtige und inter¬ essante Aufgaben der Kybernetik gestreift, die sich mit der Aufstellung von Algorithmen, mit spieltheoretischen Gesichtspunkten und lernenden Automaten beschäftigen. Schon daraus ist ersichtlich, wie vielfältig die Probleme der Kybernetik sind und welche Bedeutung der Kybernetik zukommt. 178 Die Anwendung von Relais in der Amateurfunkstation Ing . Harry Brauer -DM2 APM Die Verwendung elektromagnetischer Relais in der Amateurfunkstation Wie der Elektronikamateur und der sich mit Problemen der Fern¬ steuerung und Kybernetik beschäftigende Bastler so braucht auch der Kurzwellenamateur elektromagnetische Relais, um die Bedienung seiner Sende- und Empfangsstation zu vereinfachen. Neben der Automati¬ sierung der Funkstation spielen Schutz- und Sicherungseinrichtungen, die lebensgefährliche Berührungen spannungführender Anlagenteile und materielle Schäden verhindern, in der Amateurpraxis eine große Rolle. Die konsequente Ausnutzung aller technischen Möglichkeiten und die Weiterentwicklung der Amateurtechnik sind deshalb eine unumgäng¬ liche Forderung. Mit meist geringem materiellem Aufwand lassen sichz.B. in der Amateur¬ funkstation Relais verwenden. Daß diese Möglichkeit trotzdem nicht ausgeschöpft wird, hat wohl seinen Grund in der bisher ungenügenden Behandlung dieser Probleme in der Amateurliteratur. Die folgenden Beispiele sollen Anregung dafür geben, entsprechend den individuellen Wünschen und Erfordernissen eigene Ideen in die Praxis umzusetzen (siehe dazu auch Heft 48, Reihe „Der praktische Funkamateur“, Franz: Relaisschaltungen). Einschaltverzögerung und Schutzschaltung für Hochspannungsnetzteile Für die Gleichrichtung hoher Anodenspartnungen über etwa 1 kV stehen uns nicht immer geeignete Silizium-Gleichrichter zur Ver¬ fügung, deshalb verwendet man auch heute noch für diese Zwecke gas¬ gefüllte Gleichrichterröhren. So benutzt der Amateur gern die Queck- 179 silberdampf-Gleichrichterröhre G lOJld , die zur Gleichrichtung von Spannungen bis 2,5 kV (U sperr — 10 kV) geeignet ist und bei Zwei¬ weggleichrichtung 0,5 A maximalen Gleichstrom zuläßt. Neben der Notwendigkeit eines Drosseleingangs ist es jedoch unumgänglich, die Röhren vor dem Zuschalten der Anoden-Wechselspannung mindestens 30 Sekunden vorzuheizen. (Nach Transporten oder nicht vertikaler Lagerung muß sogar 30 Minuten vorgeheizt werden.) Da die vorzeitige Aufschaltung der Anodenspartrtung unweigerlich zur Zerstörung der Gleichrichterröhren führen würde, ist es angebracht, durch Verzöge¬ rungsrelais die Vorheizung zu erzwingen und jede manuelle Einschaltung der Hochspannung auszuschließen. Auf das Einhalten einer bestimmten Zeitverzögerung kommt es nicht an, wenn nur die Zeit über 30 s liegt; ein Thermorelais genügt also den gestellten Forderungen. Bild 1 zeigt die praktische Ausführung eines Hochspannungs-Netzteils, mit dem PA und Anodenmodulator versorgt werden können. Wie man erkennt, wird außer einem Thermorelais Th ein elektromagnetisches Relais A (z.B. mittleres Rundrelais) und ein Starkstromrelais C benötigt. Betätigt wird das Starkstromrelais über Kontakt alll; es muß einen Kontakt cl haben, der den Netzstrom schalten kann. Ferner ist erforderlich, daß sich Relais A mit a I selbst Bild 1 Einschaltverzögerung und Schutzschaltung für Hochspannungsnetzteile 180 hält und mit a II das Thermorelais abschaltet, damit die Heizwicklung nicht verbrennt. Für C ist z.B. ein RH-Relais brauchbar, alll müßte je¬ doch mit Rücksicht auf die Isolierung der Rundrelaiskontakte mit einer Niederspannungswicklung (110 Y oder weniger) versehen sein. Auch ein Statex-Relais mit Quecksilberschaltröhrchen kann verwendet werden. Wie man aus der Schaltung erkennt, ist der Heiztrafo der Gleichrichter¬ röhren mit einer Wicklung für die Relaisspannurtgen versehen. Das hat den Vorteil, daß im Falle des Ausbleibens der Röhrenheizung die Ano¬ dertspannung sofort abgeschaltet wird. An den Heizwicklungen liegt die volle Hochspannung. Es muß deshalb für gute Isolation der Trafowick- lurtgen gegeneinander und gegen Masse gesorgt werden. Der Widerstand RI wird so eingestellt, daß sich mit Th bei 20 °C Raumtemperatur eine Verzögerung von 40 s ergibt. Damit kann man sicher sein, daß auch bei höherer Umgebungstemperatur die Verzögerung noch über 30 s liegt. Die Schaltung nach Bild 1 enthält noch ein weiteres Relais B mit den Kontakten b I und b II, dessen Aufgaben bisher nicht erwähnt wurden. Es stellt ein Schutzrelais dar, das bei Durch- und Überschlägen im Hoch¬ spannungsteil oder in der PA, aber auch bei einer Überbelastung der PA-Röhre anspricht, etwa infolge völliger Fehlanpassung der Antenne oder falscher Einstellung des Tankkreises. Es öffnet in diesen Fällen seinen Kontakt bl, wodurch der Primärseite des Hochspannungstrafos eine 200-W-Lampe vorgeschaltet wird. Je nach aufgenommener Strom¬ stärke fällt an der Lampe ein großer Teil der Netzspannung ab, wodurch sich die Sekundärspannung des Transformators weitgehend vermindert. Nun ist es leicht möglich, die Ursache, die zur Betätigung von Relais B führte, zu erkennen. Schlug beispielsweise der Siebkondensator C durch, so ist die Hochspannung völlig zusammengebrochen; war die PA-Stufe falsch abgestimmt, dann kann man jetzt mit stark verminderter Anoden¬ spannung eine Korrektur der Einstellung vornehmen. Relais B hält sich über seinen Kontakt bll und eine zweite Wicklung 3-4 selbst, bis man Schalter S1 öffnet. Mit Kontakt wird aber der Hochspaiinurtgs- trafo völlig vom Netz getrennt. Nach erneutem Einschalten dieses Schalters ist der Netzteil wieder voll betriebsfähig, wird aber sofort abermals abgeschaltet, wenn der Fehler nicht beseitigt wurde. Mit b III wird eine Lampe eingeschaltet, die den Störungsfall optisch anzeigt. Der Widerstand R 2 ist so einzustellen, daß bei der maximal zu erwarten¬ den Betriebsstromstärke das Relais B mit Sicherheit noch nicht betätigt wird. Die Einregulierung ist nicht mit Hochspannung vorzunehmen, sondern bei abgeschaltetem Netzteil mit Hilfsstromquelle und Ampere¬ meter. Genaue Widerstands- und Spannungsangaben für die Relais zu machen, ist nicht zweckvoll, da die Verhältnisse (Trafospannungen, vorhandene Relais, zu erwartende Stromstärken usw.) in jedem Fall andere sind und genaue Angaben nur einem einzigen Spezialfall gerecht würden. 181 Als Ergänzung sei dazu ein Berechnungsbeispiel gebracht: Steht für A ein mittleres Rundrelais mit 50 Ohm/3000 Wdg. zur Verfügung, das 3 V Betriebsspannung und 50 mA benötigt, so müßte man ihm, wenn die Verhältnisse nach Bild 1 zugrunde gelegt werden, einen Widerstand von 180 0hm vorschalten. Relais mit 1500 Ohm/14000 Wdg. oder 12000 Ohm/39000 Wdg. wären nicht brauchbar, da diese 24 V bzw. 60 V Be¬ triebsspannung benötigt. In gleicher Weise müßten Überlegungen für Relais B artgestellt werden. Gegebenenfalls ist auch für die Wicklung 3-4 dieses Relais ein Vorwiderstand vorzusehen. R2 berechnet sich nach R 2 = Rrcl ' T ■ hiax Dabei bedeuten: Rrei ~ Wicklungswiderstand des Relais, I rel = Anzugsstrom des Relais, I max — Strom, bei dem Abschaltung erfolgen soll. Für ein Flachrelais mit zwei gleichen Wicklungen von je 18 Ohm/ 1100 Wdg. sowie I rel = 0,13 A und I max = 0,35 A erhält man für 0,13 A R 2 ^ 10 Q. Der zweiten Wicklung 3-4 müßte bei einer Betriebsspannung U b ~12V ein Widerstand von etwa __ Ub 12 V R ~ I rel ~ Rrel _ 0,13 A — 18 £2 f» 75 vorgeschaltet werden. Der Widerstand darf auch etwas größer (etwa 100 Ohm) sein, da durch die Wicklung nur der Haltestrom fließen muß. Sende-Empfangs-lJm Schaltung und Antennenrelais In vielen Amateurstationen werden beim Übergang von „Empfang“ auf „Senden“ oder umgekehrt in umständlichster Weise nacheinander der Lautsprecherschalter, die HF-Regelung des Empfängers, der Antennen¬ umschalter und schließlich der Senderschalter betätigt. Dabei ist es leicht möglich, durch Verwendung von Relais alle Schaltvorgänge mit einem einzigen Tastendruck auszulösen. Das steigert die Betriebssicherheit und verbessert die Aktionsfähigkeit. Überlegen wir, welche Schaltvorgänge beim Übergang von „Empfang“ auf „Senden“ durch Relais zu übernehmen sind und in welcher Reihen¬ folge das zu geschehen hat: 182 a) Der Empfänger muß entweder ganz abgeschaltet oder besser so un¬ empfindlich gemacht werden, daß das eigene Signal im Kopfhörer mitgehört werden kann. b) Das Antennenrelais muß die Speiseleitung der Antenne vom Emp¬ fänger auf den Sender umschalten. c) Der Sender muß eingeschaltet werden. Wird von „Senden“ auf „Empfang“ übergegangen, so müssen die Schaltvorgänge in genau entgegengesetzter Reihenfolge ablaufen, also erst c) dann b) und schließlich a). Keinesfalls dürfte beim Umschalten von „Empfang“ auf „Senden“ Schaltvorgang c) vor b) erscheinen, da dann die PA-Stufe des Senders kurze Zeit ohne Belastung wäre. Anderer¬ seits darf beim Umschalten von „Senden“ auf „Empfang“ Schaltvorgartg b) nicht vor c) kommen, da die Relaiskontakte des Antennenrelais durch Hochfrequenz verbrennen würden und die PA-Stufe ebenfalls kurze Zeit ohne Belastung wäre. Wir wollen nun eine Schaltung entwerfen, die die gestellten Bedingungen erfüllt und sich zur Auslösung der Schaltvorgänge zweier Druckknöpfe bedient. In Bild 2 ist die Schaltung dargestellt, in der Ti den Taster „Senden“ und T 2 den Taster „Empfang“ versinnbildlicht. Beide Schalter sind in einem Kästchen untergebracht, das auf dem Arbeitstisch steht und durch eine dreiadrige Schnur mit Klinkenstrecker mit dem Sender verbunden ist. Das B-Relais betätigt die Kontakte bl und bll; bll schal¬ tet den Empfänger auf „Mithören“ (eine große negative Spannung wird an die Gitter der Regelröhren gegeben, oder die Schirmgitterspannungen werden abgeschaltet). A bezeichnet das Antennenrelais, das mit all und a III die Antenne umschaltet. Das C-Relais schaltet den Sender ein (Be¬ tätigung des Tastrelais, Zuschalten der Treiber-Betriebsspannung, Ein¬ schalten des Modulators u.a.); die Kontakte eil und cIII sollen diese Schaltfunktionen symbolisieren. Bild 2 U mschalteinrichtung für „Senden-Empfangen“ (1-zum Empfänger, 2-zum Sender, 3-zum Modulator) Antenne 183 (T-Stück — Relais erhält Strom, Anker noch nicht an¬ gezogen; schwarze Fläche = Relais stromdurchflossen; weiße Fläche — Relais strom¬ los, Anker noch nicht ab¬ gefallen ) Bild 3 Relaisdiagramm für die „Senden-Empfangen-Umschaltung“ B A C I, gedrückt - I-, losgelassen - 1} gedrückt - f } losgelassen - \ 1 I — Nun zur Funktion der Druckknopfsteuerung: Drückt man Ti, so zieht sofort B, wodurch der Empfänger auf „Mithören“ geschaltet wird. Über bl erhält das Relais A Betriebsstrom, wodurch die Antennenumschal- tung erfolgt und über a IV der Stromkreis für das Senderelais C geschlos¬ sen wird. C schaltet den Sender ein. Über die nun ebenfalls geschlossenen Haltekontakte al und cl halten sich alle drei Relais auch nach dem Los¬ lassen der Taste T x . Das in Bild 3 dargestellte Relaisdiagramm zeigt deut¬ lich die Schaltfolge. Drückt man T 2 , so werden gleichzeitig das A- und das C-Relais stromlos. Da dem A-Relais ein Kondensator parallel liegt, fällt zuerst C ab; dadurch wird der Sender ausgeschaltet. Nun fällt A ab und trennt mit al den Haltestromkreis des B-Relais auf; dadurch erhält der Empfänger seine volle Empfindlichkeit, bl ist nun auch geöffnet, der Schaltzustand bleibt also auch nach Loslassen der Taste T 2 erhalten. Für A und C eignen sich unverzögerte Rund- und Flachrelais. Für A nimmt man entweder ein spezielles, keramikisoliertes Antenrtenrelais (Beschaffung ist allerdings nicht ganz leicht!) oder ein RH-Relais. Die Kontakte der RH-Relais sind mit Preßstoff isoliert, der keine besonders günstigen HF-Eigenschaften aufweist. Für niederohmige Arttennen¬ anschlüsse dürften sich kaum nachteilige Folgen ergeben, da die an den Kontakten liegende HF-Spannung nur kleine Werte anrtimmt. Bei 160 W Senderausgangsleisturtg und einem Anschlußwert der Antenne von 65 Ohm treten etwa 100 V HF-Spannung auf. Sollen auch hoch¬ ohmige, also spannungsgekoppelte Antennen angeschlossen werden, so empfiehlt es sich, die Isolierstücke durch hochwertige Stoffe (z.B. Poly¬ styrolstreifen) zu ersetzen. Natürlich eignen sich auch Quecksilberrelais für A. Dann sollte aber auch a III ein Quecksilberkontakt sein, damit die Schaltfolge eingehalten wird. 184 Automatische Spracheinschaltung des Senders Die in Abschnitt „Sende-Empfangsumschaltung“ erläuterte Schaltung kann durch eine Anordnung ergänzt werden, die die Betätigung der Tasten T x und T 2 unnötig macht. Die Schaltvorgänge werden automa¬ tisch ausgelöst, sowie man das Mikrofon bespricht. Auf Empfang wird zurückgeschaltet, wenn einige Zeit lang kein Laut mehr auf das Mikro¬ fon eingewirkt hat. Um wahlweise sowohl die Tastensteuerung als auch die Automatik verwenden zu können, wird die Schaltung nach Bild 2 im Prinzip beibehalten. Zum Umschalten von der Tastensteuerung auf die Automatik sieht man entweder einen separaten Schalter vor, oder das Umschalten wird über die Klinkenkontakte 2-4 und 3-5 bewirkt, die beim Herausziehen des Klinkensteckers geschlossen werden. Diese Um¬ schaltart ist im unteren Teil des Bildes 4 dargestellt. Für das D-Relais, das im Anodenkreis der Röhre 2 (zweites System der ECC 81) liegt, wählt man ein solches, das bei ungefähr 4 bis 7 mA anzieht. Geeignet ist z.B. ein mittleres Rundrelais 3500-22000. Die Schaltungsfunktion ist folgende: Über die Widerstände R l5 P ls R 2 erhält Rö 2 eine so große negative Gittervorspannung, daß praktisch kein Anodenstrom mehr fließt und der Anker des D-Relais abgefallen ist. Wird das Mikrofon besprochen, dann gelangt NF-Spannurtg an die Diode, die so gepolt sein muß, daß durch den Gleichrichtereffekt am Steuergitter von Rö 2 eine positive Steuerspannung auftritt. Nun fließt Anodenstrom, der das D-Relais betätigt. Über die Kontakte dl und dH werden die Schaltvorgänge ausgelöst, die unter Abschnitt „Sende-Emp- fangsumschaltung“ beschrieben sind. Der Kondensator C x bestimmt die Haltezeit, die nicht zu knapp bemessen sein sollte, damit nicht in jeder siehe Bild 2 Bild 4 Automatische Sendereinschaltung durch die Modulationsspannung 185 Satzpause umgeschaltet wird. Pj stellt man so ein, daß die Röhre sperrt, wenn kein NF-Signal vorhanden ist. Mit P 2 kann man die Ansprech¬ empfindlichkeit beeinflussen. Diese sollte man nur so groß wählen, daß beim Besprechen des Mikrofons die Automatik sicher ausgelöst wird. Andernfalls besteht die Gefahr, daß auch leise Raumgeräusche die Aus¬ lösung bewirken. Nähere Einzelheiten über die Einschaltautomatik findet der Leser in Heft 32 (Modulationsart und Modulatorschaltungen) und Heft 39 (Einseitenbandtechrtik) der Broschürenreihe „Der praktische Funkamateur“. Drucktastenumschaltung für die Betriebsarten A t, A3, A3a Jeder moderne Sender erlaubt Betrieb in Telegrafie, in Amplituden¬ modulation mit beiden Seitenbändern und vollem Träger (allgemein mit AM bezeichnet) sowie in Amplitudenmodulation mit nur einem Seiten¬ band und stark geschwächtem Träger (allgemein mit SSB bezeichnet). Das Umschalten auf diese Betriebsarten könnte durch einen Dreh- oder Tastenschalter erfolgen; aber auch eine Relaisschaltung mit Druck¬ knopfsteuerung ist möglich. Die Relaisschaltung hat den Vorzug, daß die Tasten an beliebiger Stelle der Sender-Frontplatte oder in einem Schalt¬ kästchen montiert, die Relais aber am Umschaltort angebracht werden können. Dadurch ergeben sich kurze, auch für HF und NF unkritische Leitungslängen. Welche Umschaltungen müssen nun im Sender vor¬ genommen werden? CW-Betrieb (Al): a) Entweder ist der Balancemodulator zu desymmetrieren, oder der Träger muß durch Umgehung des Balancemodulators zugesetzt werden. b) Der Modulationsverstärker für SSB-Betrieb und die Anodenmodu¬ lator-Endstufe müssen ausgeschaltet werden. c) Der Modulationsübertrager der Anodenmodulator-Endstufe muß sekundärseitig einen Kurzschluß erhalten. d) Gegebenenfalls ist die PA-Stufe des Senders auf B- oder C-Betrieb zu schalten, was durchentsprechende Wahl der Gittervorspannung erfolgt. AM-Betrieb (A 3): a) wie CW-Betrieb, a). b) Der Modulationsverstärker für SSB-Betrieb, der zugleich Steuerver¬ stärker für die Modulatorenendstufe ist, und die Anodenmodulator- Endstufe sind einzuschalten. c) Der unter CW-Betrieb, a), erwähnte Kurzschluß ist aufzuheben. d) wie CW-Betrieb, d), 186 SSB-Betrieb (A3a): a) Der Balancemodulator ist exakt zu symmetrisieren und der Träger¬ zusatz aufzuheben. b) Der Modulationsverstärker für SSB-Betrieb muß eingeschaltet, die Anodenmodulator-Endstufe dagegen abgeschaltet werden. c) wie CW-Betrieb, c). d) Die PA-Stufe ist auf Linear-Betrieb (A- oder AB-Verstärker) um¬ zuschalten. Zum Auslösen der genannten Umschaltungen sind mehrere Relais er¬ forderlich. Es wird notwendig sein, außer den Steuerrelais, die eine Selbsthalte Wicklung haben müssen, mindestens ein Relais in den Modu¬ lationsverstärker-Einschüben zur Schaltung der Betriebsspannungen (Quecksilberrelais, RH-Relais, Statexrelais), ein Relais für den Kurz¬ schluß des Modulationsübertragers und die Betriebsspannungen der Modulator-Endstufe (Quecksilberrelais mit Hochspannungsisolierung) sowie ein Relais zur eventuell gewünschten Betriebsartenumschaltung der PA-Stufe (mittleres Rundrelais) vorzusehen. Je nach Ausführung des Senders ergeben sich für die Unischaltungen unzählige Varianten. Der an detaillierten Schaltungshinweisen interessierte Leser bediene sich der bereits an anderer Stelle genannten Literatur. Bild 5 zeigt die Steuerschaltung mit den Druckknöpfen T x , T 2 und T 3 , den Signallampen, die die eingeschaltete Betriebsart anzeigen, und den Steuerrelais. Die Steuerrelais bedienen die in den Einschüben sitzenden speziellen Relais. In der Schaltung nach Bild r wurde T 3 gedrückt, so daß Bild 5 Drucktastensteuerung für die Betriebsarten des Senders (CW-AM- SSB) 187 Relais C seinen Anker angezogen hat. Der Sender ist also auf SSB-Be- trieb geschaltet. Nehmen wir nun an, es soll auf AM-Betrieb überge¬ gangen werden. Man drückt T 2 . Über die Wicklung 1-2 des B-Relais fließt Strom, der Anker dieses Relais wird angezogen. Die Ruhekontakte bl und bll öffnen, wodurch das Relais C stromlos wird. Nun werden cl und eil betätigt, eil schließt einen Stromkreis vom Pluspol der Strom¬ quelle über eil, al und Wicklung 3-4 des B-Relais zum Minuspol der Stromquelle. Damit hält sich B auch nach dem Loslassen der Taste T 2 selbst. Die den Haltewicklungert der Relais parallelliegenden Lämpchen zeigen die gewählte Betriebsart an. ~ " /)om Wieviel Luftmoleküle verbleiben in einer Elektronenröhre? (aus „ Unterhaltsame Funktechnik '“ von L. W.Kubarkin und E.A.Lewitin) Beider außerordentlich hohen Luftverdünnung, die man in einer Elektronen¬ röhre erreicht , bleibt etwa ein zehnmilliardster Teil der Luft zurück , die vor dem Auspumpen im Röhrenkolben vorhanden war. Eine derartige Luft- verdünnung ist einfach überwältigend . Wenn man den Abstand der Erde zur Sonne um zehn Milliarden Male ver¬ ringern könnte , bliebe zwischen beiden noch ein Abstand von etwa 15 Me- 188 lern. Das entspricht der Breite einer mittleren Straße. Die Erde, würde man sie um den gleichen Betrag verkleinern, wäre dann nur noch ein Kügelchen mit dem Durchmesser von etwa einem Millimeter. Und trotz alledem bleiben bei einer ähnlichen Luftverdünnung in dem Kolben einer gewöhnlichen Elektronenröhre immer noch 40 • JO 12 (40 Trillionen) Moleküle zurück. Das ist eine gewaltige Zahl. Selbst die kleinsten Mohn¬ körnchen haben einen Durchmesser von etwa 0,5 Millimeter. Wenn man sie richtig aufstapeln könnte , hätten 8 von ihnen in einem Kubikmillimeter Platz. Welchen Raum nehmen aber 40 Trillionen Mohnkörnchen ein? Eine einfache Rechnung zeigt , daß man die obengenannte Menge nur in einem Raum von 5000 Kubikmeter Rauminhalt unterbringen kann. Ein Würfel mit dem gleichen Rauminhalt hat etwa eine Kantenlänge von 1 7 Metern. Die Moleküle sind aber so klein, daß man einige 10 Trillionen von ihnen in einem mikroskopisch kleinen Raum unterbringen kann. Gasmoleküle haben einen mittleren Durchmesser von 1 ‘ 10~ 6 Millimetern, das heißt einem millionstel Millimeter. Könnte man die 40 Trillionen Moleküle dicht bei dicht nebeneinander und übereinander aufstapeln, so würden sie in einem Raum von 4 * 10~ 5 Kubikmillimetern Platz finden. Dieser Rauminhalt ist 250millionenmal kleiner als der Rauminhalt der Elektronenröhre. Bei gleichmäßiger Verteilung der verbliebenen Luftmoleküle im Röhrenkolben entfallen auf jeden Kubikmillimeter etwa noch 80000 von ihnen. Diese Zahl ist auch noch sehr groß. Um sich eine Vorstellung davon zu verschaffen, wie weit die Moleküle in diesem Fall voneinander entfernt sind, müssen wir die angeführten Werte mit uns bekannten Maßstäben vergleichen. Bei einer gleichmäßigen Verteilung von 80000 Molekülen in einem Kubik¬ millimeter Rauminhalt haben sie etwa einen Abstand von 0,02 Milli¬ metern. Diese Entfernung ist 20 OOOmal größer als der Moleküldurchmesser. Gehen wir nun auf astronomische Maßstäbe über. Die Entfernung Erde- Mond beträgt etwa 25mal mehr als der Erddurchmesser. Abgerundet kann man rechnen, daß die Entfernung Erde-Mond 1 OOOmal kleiner ist als der Abstand von Molekül zu Molekül im Röhrenkolben. Für eine noch bessere Vorstellung kehren wir wieder zu den Mohnkörnchen zurück. Zwei kleine Mohnkörnchen in einer Entfernung, die dem 20000fachen Wert ihres Durchmessers entspricht, sind etwa 10 Meter voneinander entfernt. Ver¬ gleichen wir das noch einmal mit den uns aus dem täglichen Leben be¬ kannten Maßstäben: Zwei Mohnkörnchen in einem Zimmer von 50 Qua¬ dratmetern entsprechen etwa der Anzahl der verbliebenen Luftmoleküle in einer Elektronenröhre. Die Elektronen , die in der Röhre von der Katode zur Anode fliegen, treffen auf ihrem Weg kaum auf ein Luftmolekül. Derartige Treffs sind seltene Ausnahmen. 189 Korvettenkapitän (N) Werner Krüger Die Nachrichtenmittel moderner Streitkräfte Im Vergleich zur Lage im zweiten Weltkrieg und heute zeigt sich sehr deutlich und nachhaltig, welche Veränderungen im Militärwesen vor sich gegangen sind. Verschiedene Waffen und Geräte, die Ende des Krieges als erste Versuchsmuster Vorlagen, sind in der Folgezeit wesent¬ lich weiterentwickelt worden. Neue Waffen und Ausrüstungen, wie Kernwaffen, Raketentechnik, der hohe Stand der Motorisierung der Land¬ streitkräfte, die Weiterentwicklung der Panzerwaffe, der Artillerie, der chemischen Kampfmittel, der atomgetriebenen U-Boote u.a. sind die Ursache dafür, daß sich die Kampfhandlungen zu Lande, zu Wasser und in der Luft grundsätzlich verändert haben. Die Führung der verschie¬ denen Truppenteile und Einheiten ist im Verhältnis zum zweiten Welt¬ krieg komplizierter geworden. Kampfhandlungen können heute äußerst schnell und mit großer Be¬ weglichkeit geführt werden, so daß sich sehr rasch Lageveränderungen ergeben. Verschiedene Waffengattungen handeln tief gestaffelt an sehr breiten Fronten. Die Vorbereitung der Kampfhandlungen muß in kürzester Zeit abgeschlossen sein. Außerdem wird gefordert, daß die Handlungen der Truppen in jedem Fall aufeinander abgestimmt sind. Es versteht sich von selbst, daß dafür Führungsmittel vorhanden sein müssen, die allen genannten Forderungen weitestgehend entsprechen. Die Truppenführung besteht darin, daß der Kommandeur, gestützt auf seinen Stab, Entschlüsse faßt und diese in verschiedenen Formen (Be¬ fehlen, Anweisungen und Anordnungen) seinen Unterstellten zur Kennt¬ nis bringt. Im Verlauf der Kampfhandlungen sind dann vielfach ein¬ zelne Entschlüsse zu präzisieren, oder die Truppen erhalten neue Auf¬ gaben. Der Kommandeur muß seine Unterstellten auch ununterbrochen über die Lage informieren und von ihnen Lagemeldungen entgegen¬ nehmen. Der Stab hat die gestellten Aufgaben zu kontrollieren und das ununterbrochene Zusammenwirken der einzelnen Truppenteile und Verbände zu organisieren. Es entsteht jetzt die berechtigte Frage, wie 190 Funkmittel, die für Nachrichtenverbindungen in militärischen Einheiten bestimmt sind, unterscheidet man nach der Leistung, dem Betriebswellenbereich, dem Standort und der Betriebsart © -o .2 Ix v, o 5 S~ A Im J3 & © ü E *o ^ [jj i? 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G © 3 bß fl c C. G 3 Im « © M fl c G C © © w E ^ bß oo cu bß g G .5 3 12 fl to ft 03 o 6 ^ G tu bß 191 kann der Kommandeur einer Einheit alle diese Aufgaben lösen? Dazu ein Überblick darüber, welche technischen Mittel heute für die Truppen¬ führung in den Streitkräften vorhanden sind. Nachrichtenmittel Die verschiedenen Gefechtshartdlungen und das Gelände zwingen dazu, unterschiedliche Nachrichtenmittel für die Truppenführung zu verwen¬ den. In den Streitkräften werden heute Funkmittel , Rieht funkmittel, Drahtnachrichtenmittel , Kuriermittel , optische Nachrichtenmittel und stationäres Nachrichtengerät eingesetzt. Welche Betriebsarten werden wo angewandt ? In der taktischen Ebene (Zug, Kompanie, Bataillon) dominiert der Funksprechbetrieb (Telefoniebetrieb) besonders im UKW-Bereich mit Frequenzmodulation. Bei der Frequenzmodulation kann die Sende¬ leistung der Geräte besser ausgenutzt und der Störpegel begrenzt werden. UKW-Funkverbindungen sind dadurch qualitativ sehr gut und stand¬ haft. UKW-Funkgeräte kleiner Leistung werden in der Regel nur für eine Betriebsart - Telefoniebetrieb - ausgelegt. Der Funksprechbetrieb ist auf UKW besser als im Kurzwellenbereich. Bild 1 UKW-Funkgerät kleiner Leistung 192 Funkempfangs -Einrichtung 13 Elektronisches Jahrbuch 1966 193 (Kommandeure oder Stäbe). Die Funkrichtung hat gegenüber arbeiten. Es wird eine Hauptfunkstelle bestimmt, die nach dem Funknetz mehrere Vorteile: schnelle Verkehrsaufnahme, einer festgelegten Ordnung mit den Unterfunkstellen zu¬ hohe Durchlaßfähigkeit; außerdem läßt sich die Verbindung sammenarbeitet besser tarnen Kurzwellenfunkgeräte kleiner, mittlerer und großer Leistung benutzt man gewöhnlich für Telegrafie- und Telefoniebetrieb. Die Betriebsart ist von den konkreten Bedingungen für die Verbindungsaufnahme ab¬ hängig. Telefonieverbindungen im Kurzweilenbereich unterliegen grö¬ ßeren Störungen als Telegrafieverbindungen im gleichen Wellenbereich. Die Reichweite eines Funkgeräts bei Telefoniebetrieb ist bedeutend kleiner als im Telegrafiebetrieb. Auf Nachrichtenverbindungen, die mit Kurzwellenfunkgeräten mittlerer und großer Leistung sichergestellt werden, wird in immer stärkerem Maße eine höhere Durchlaßfähigkeit (übermittelte Zahl der Nachrichten je Zeiteinheit) gefordert. Das ist in erster Linie durch schnelleres Senden der Funksprüche und durch automatisches Aufzeichnen der empfange¬ nen Nachrichten zu erreichen. Eine sichere und weitverbreitete Methode, die Durchlaßfähigkeit zu steigern, ist das Funkfernschreiben. Hierbei wird der zu sendende Text mit einer gewöhnlichen Femschreibmaschine gesendet und auf der Empfangsseite ebenfalls von einer Femschreibmaschine automatisch aufgenommen. Die Fernschreibmaschinen können unmittelbar neben dem Sender und dem Empfänger im Kraftfahrzeug oder auch abgesetzt in der Nachrichtenzentrale aufgestellt werden. Neben dem Funkfernschreib- und dem Telefoniebetrieb ist in den Streit¬ kräften auch heute noch der Handmorsebetrieb üblich. Er eignet sich besonders für Nachrichtenverbindungen, die keiner hohe Belastung aus¬ gesetzt sind und auf denen nur kurze Funksprüche übermittelt werden. Im Gegensatz zu dem Funkfemschreib- und dem Telefoniebetrieb ist der Handmorsebetrieb sehr störsicher. Der Funker kann auch bei starken Störungen noch das Nutzsignal vom Störsignal unterscheiden. Hier zeigt sich einmal mehr, daß auch modernste mechanische und elek¬ tronische Technik nicht das menschliche Ohr mit seiner hervorragenden Trennschärfe ersetzen können. Aus diesem Grund geht man häufig, be¬ sonders bei starken Störungen, vom Funkfernschreibbetrieb zum Hand¬ morsebetrieb über. UKW-Funkgeräte (allgemeine Charakteristik) UKW-Funkgeräte werden heute in allen Waffengattungen verwendet. Der Frequenzbereich, in dem diese Geräte arbeiten, ist gewöhnlich so bemessen, daß 100 bis 150 Betriebs wellen zur Verfügung stehen. Der Betriebswellenabstand beträgt 50 bis 100 kHz. Die Verkehrsaufnahme in einer Nachrichtenverbindung ist ohne großes Suchen der Gegenstelle möglich. Das Umschalten von „Senden“ auf „Empfang“ erfolgt meist mit einer Drucktaste am dazugehörigen Telefonhörer oder an der Sprechgarnitur. Die Geräte sind auch häufig für die Fernbesprechung 194 von einem bis zu 2 Kilometer abgesetzten Feldfernsprecher ausgelegt. Beim Einsatz von UKW-Geräten müssen die Besonderheiten der Aus¬ breitung in diesem Wellenbereich beachtet werden. Die Reichweite von UKW-Funkgeräten ist wesentlich von der Antenne abhängig. In der Be¬ wegung und im durchschnittenen Gelände dominieren die Stabantennen. Kurzwellenfunkgeräte mittlerer Leistung (allgemeine Charakteristik) Diese Geräte sind für das Funkfernschreiben, den Handmorse- und den Telefoniebetrieb bestimmt. Sie werden in Kraftfahrzeugen eingebaut so¬ wie stationär betrieben. Eine Kurzwellenfurtkanlage besteht aus dem Sender, dem Empfänger, der Antenneneinrichtung, der Stromversor¬ gung und den Zubehörteilen. Kurzwellenfunkgeräte mittlerer Leistung verwendet man für Nachrichtenverbindungen über Entfernungen von 100 bis 5000 km. Die Verbindungen werden mit der Raum- und der Bodenwelle zu beliebigen Tages- und Nachtzeiten gehalten. Sender und Empfänger überstreichen gewöhnlich den gesamten Kurzwellenbereich. Für Fernverbindungen sind komplizierte Anteilnensysteme erforderlich. Bild 3 KW-Funkgerät 195 Bild 4 Prinzip der Richtfunkverbindungen 196 Besonderheiten der Funkfernschreibverbindungen Für einen sicheren Funkferrtschreibbetrieb müssen Sender und Emp¬ fänger bei den Teilnehmern genau auf die Betriebsfrequenz abgestimmt sein. Frequenzveränderungen während des Betriebes wirken sich sehr nachteilig aus. Aus diesem Grund sind Sender und Empfänger von Funk- femschreibgeräten quarzstabilisiert. Dadurch erhöht sich die Stör¬ stabilität, und die suchlose Verkehrsaufnahme wird erleichtert. Um die Störstabilität weiter zu erhöhen, wendet man zusätzlich die Frequenz¬ umtastung an. Richtfunkmittel Die Richtfunkverbindung ist eine besondere breitbandige Funkver¬ bindung im UKW- bzw. Dezimeterbereich, die nach dem Prinzip der Übertragung von Relaisstelle zu Relaisstelle arbeitet. Die Leistungs¬ fähigkeit von Richtfunkgeräten steht keineswegs der moderner draht¬ gebundener Nachrichtenübertragungsverfahren auf Koaxialkabeln nach. Richtfunkmittel sind im Verhältnis zu Drahtnachrichtenmitteln ökonomischer. Für den militärischen Einsatz spielt die Manövrierfähigkeit der Richt¬ funkmittel eine bedeutende Rolle. Ohne großen Materialaufwand lassen sich Wasserhindernisse und unwegsames Gelände sehr schnell und sicher überbrücken. Richtfunkmittel können bei entsprechender Wahl der Standorte für die Relaisstellen Nachrichtenverbindungen über mehrere tausend Kilometer sicherstellen. Richtfunkgeräte werden in Kraft¬ fahrzeugen, an Bord von Schiffen und in anderen beweglichen Objekten eingebaut. Mit diesen Nachrichtenmitteln sind Mehrkanalverbindungen möglich, d.h., man kann mehrere Telefon- und FemschreibVerbin¬ dungen gleichzeitig aufrechterhalten. Zu den Vorzügen der Richtfunk¬ verbindung gegenüber der üblichen Funkverbindung zählt, daß sie auf Grund der gerichteten Energieausstrahlung und des Wellenbereichs sehr störsicher arbeitet und von meteorologischen Einflüssen relativ unab¬ hängig ist. Drahtnachrichtenmittel Tn den Streitkräften werden drahtgebundene Nachrichtenmittel bereits seit der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts eingesetzt. Bevor die Funk¬ nachrichtenmittel eingeführt wurden, waren die Drahtnachrichten¬ mittel das Hauptnachrichtenmittel in allen Armeen. 197 Richtung 3 F ernsprech Verbindung Sie ist zu einem unentbehrlichen Hilfsmittel in der Produktion und bei den Streitkräften geworden. Fernsprechgeräte sind einfach zu bedienen und bieten die Möglichkeit, das gesprochene Wort, die verbreitetste Form der Nachrichtenübertragung, über große Entfernungen zu über¬ tragen. Auf dem Gefechtsstand des Kommandeurs einer militärischen Einheit laufen verschiedene Fernsprechverbindungen zusammen. Unter Ge¬ fechtsbedingungen ist das besonders wichtig. Telefongespräche kann praktisch jeder Kommandeur führen, gleich wo er sich befindet: ob im Unterstand, im Graben, unmittelbar auf dem Gefechtsfeld oder in der Bewegung. Und wer hat es nicht schon einmal als wohltuend empfunden, wenn in kritischen Situationen der Vorgesetzte, der nicht persönlich er¬ scheinen konnte, sich per Telefon über den Stand der Arbeiten berichten ließ und über diese Verbindung seine Ratschläge gab? Die Fernsprech¬ verbindung zählt daher zu der bequemsten Nachrichtenverbindung in allen Führungsebenen. Heute dienen zur Sicherstellung der Fernsprech¬ verbindungen nicht nur Drahtleitungen, sondern auch die bestehenden Funk- und Richtfunkkanäle werden in großem Umfang dafür aus¬ genutzt. a - Verbindungen nach Richtungen b - Verbindungen nach einer Achse, von der die verschiedenen Richtungen abgehen Bild 5 Organisation von Drahtnachrichtenverbindungen Ferngespräche über Funk- und Richtfunkkanäle kann der Kommandeur auch von einem wechselnden Standort aus führen. Bei der Fernsprech¬ verbindung über Drahtleitung ist er jedoch an einen festen Ort gebunden. Neben den genannten Vorzügen hat die Fernsprechverbindung auch Nachteile: Man kann z.B. Gespräche abhören. Die moderne Technik gestattet es jedoch, diesen Nachteil weitgehend auszugleichen; das er¬ fordert zusätzliche Geräte und Mittel. Vom Standpunkt der Nachrich¬ tenübertragung sind lange Fernsprüche unökonomisch, da sie viel Zeit in 198 Anspruch nehmen. Es ist angebracht, solche Meldungen verschiedener Art (meteorologische Vorhersagen, Lageberichte usw.) mit anderen Nachrichtenmitteln (Fernschreiber, Kuriere) an die Vorgesetzten Stellen oder an die Unterstellten zu übermitteln. Fernschreibverbindung Fernschreibverbindungen spielen neben den bereits genannten Nach¬ richtenmitteln ebenfalls eine große Rolle, weil sie die Möglichkeit bieten, übermittelte Nachrichten automatisch aufzuzeichnen. Eine weitere, sehr bedeutungsvolle Eigenschaft der Fernschreibverbindung Bild 6 Fernschreibmaschine ist der schnelle Nachrichtenaustausch durch direkte Fernschreib¬ gespräche zwischen den Kommandeuren und den Offizieren der Stäbe sowie anderen Teilnehmern. Doch auch Fernschreibverbindungen können abgehört werden. In den Streitkräften ist man aus diesem Grund gezwungen, wichtige Nachrichten zu verschlüsseln. Das bedeutet aller¬ dings eine Verzögerung der Nachrichtenübermittlung. 199 Wie bereits gesagt, wird die Fernschreibverbindung mit ihrer positiven Eigenschaft, Nachrichten über große Entfernungen zu übertragen, um¬ fassend für die Führung in den Streitkräften ausgenutzt. Auch das Auf¬ kommen von neuen Waffen schmälerte die Bedeutung dieses Nach¬ richtenmittels keineswegs. Der Einsatz von Fernschreibmitteln für die Führung des einen oder anderen Truppenteiles hängt in der Hauptsache von den Forderungen an die Truppenführung in dem speziellen Fall und von der Gefechtslage ab. Es gibt zum Beispiel keine Veranlassung, vom Regiment zum Bataillon und zur Kompanie Fernschreibverbin¬ dungen aufzubauen, da sich die Kommandeure dieser Einheiten in der Gefechtsordnung aufhalten und die meiste Zeit in Bewegung sind. Fern¬ schreibverbindungen bleiben daher vorwiegend höheren Stäben und Stäben der Waffengattungen Vorbehalten. In diesen Führungsebenen wird die Truppenführung in der Regel durch den schriftlichen Nach¬ richtenaustausch sichergestellt. Faksimiletelegrafie Bei dieser Nachrichtentechnik handelt es sich um die Übertragung von stehenden Bildern. International ist die Faksimiletechnik der Ober¬ begriff für zwei besondere Übertragungsarten; die Bildtelegrafie und die Dokumentartelegrafie. Bei der Bildtelegrafie, der wir häufig in der Presse begegnen, werden die Farben Weiß, Schwarz sowie einige Grautöne Bild 7 Faksimilegerdt 200 übertragen. Bei der Dokumentartelegrafie entfallen die Zwischenwerte (Grautöne). Es werden nur zwei Helligkeitswerte übertragen. Die Faksimiletechnik ist noch nicht sehr alt. Es wäre aber falsch zu schlußfolgern, daß die Faksimiletechnik etwas ganz Neues darstelle. Sie ist bereits seit etwa hundert Jahren bekannt; aber erst die neuesten Er¬ rungenschaften der Wissenschaft und Technik, besonders der Elektronik, ließen die Faksimilegeräte zu einem vielseitig verwendbaren Nachrichten¬ mittel werden. Bei der Truppenführung eignet sich das Faksimilegerät besonders für die originalgetreue Übertragung von topografischen Kar¬ ten mit der eingezeichneten Lage. Mit modernen Faksimilegeräten lassen sich Dokumente mit den Abmessungen 220 mmx 300 mm und mehr übertragen. Die Übertragung einer solchen Bildvorlage erfordert etwa die gleiche Zeit, die notwendig ist, um eine gleich große Vorlage im Fern¬ schreibverkehr völlig mit Zeichen zu bedrucken. Fernsehen im Nachrichtenwesen, in der Gefechtsfeld¬ beobachtung und in der Aufklärung Die Übertragung von stehenden und bewegten Bildern über große Ent¬ fernungen zählt zu den hervorragenden Errungenschaften der modernen Wissenschaft und Technik. Das Fernsehen hat seinen Einzug in der Pro¬ duktion und nicht zuletzt auch im Militärwesen gehalten. Der Einsatz von Femsehanlagen für militärische Aufgaben hängt unmittelbar mit der in den letzten Jahren im Militärwesen sich vollziehenden Revolution zusammen. Komplizierte Führungsprozesse lassen sich ohne diese mo¬ derne Technik nicht meistern. Die Fernsehtechnik dient heute im Militär¬ wesen hauptsächlich der Gefechtsfeldbeobachtung, der Boden- und Luft¬ aufklärung, der Beobachtung unbemannter Luftkampfmittel, der Sicher¬ stellung von Luft- und Schiffsnavigatiort, der Unterwasserbeobachtung und als Führungsmittel. An dieser Stelle sei aus Platzgründen lediglich auf den Einsatz der Fern- sehtechnik als Führungsmittel eingegangen. Die Fernsehtechnik zeichnet sich im Komplex mit verschiedenen anderen elektrischen Nachrichten¬ übertragungsverfahren durch eine Reihe wertvoller Eigenschaften aus. Die wichtigsten davon sind: die Übertragung bewegter Bilder über relativ große Entfer¬ nungen zu den Gefechtsständen, so daß die Kommandeure das Gefechtsgeschehen direkt verfolgen können; am Fernsehgerät kann der Kommandeur alle Veränderungen beim Gegner beobachten, rechtzeitig Gegenmaßnahmen ein¬ leiten und die Erfüllung gegebener Befehle durch die eigenen Truppen kontrollieren. Auf diese Weise ergibt sich eine ununterbrochene, bewegliche und zu¬ verlässige Truppenführung. Heute können mit der vorhandenen Femseh- 201 technik vorerst nur sichtbare Objekte aufgenommen und übertragen werden. Die Technik schreitet aber schnell voran; in nicht allzuferner Zukunft dürfte damit zu rechnen sein, daß das Gelände mit Infrarot¬ scheinwerfern ausgeleuchtet wird und der Kommandeur auch bei Nacht und Nebel ein zuverlässiges Bild von dem Gefechtsfeldgeschehen über die Femsehanlage vermittelt bekommt. Außer den genannten Möglichkeiten eignet sich das Fernsehen in den Streitkräften auch alsschnellesTele-Nachrichtensystem. Dokumente und grafisches Material lassen sich auf diese Weise weitaus schneller als mit der Faksimiletelegrafie übermitteln. Die übertragenen Nachrichten, vom Bildschirm auf Mikrofilm aufgenommen, stehen jederzeit dokumenta¬ risch zur Verfügung. Bewegliche Nachrichtenmittel (Kuriermittel) Sie dienen in erster Linie dazu, schriftliche Unterlagen zuzustellen und durch persönliche Kuriere mündliche Befehle und Meldungen zu über¬ bringen. Bei der Übertragung von Dokumenten mit technischen Nach¬ richtenmitteln vergeht nicht nur viel Zeit durch die unmittelbare Übertra¬ gung, sondern das Verschlüsseln und Entschlüsseln nimmt ebenfalls ge¬ raume Zeit in Anspruch. Wenn eine große Zahl von Dokumenten vor¬ liegt, ist es zweckmäßig, auf kurzen Strecken bewegliche Nachrichten¬ mittel zu verwenden. Diese werden in den Streitkräften trotz der ver¬ schiedenen elektrischen Nachrichtenmittel häufig eingesetzt. Als Trans¬ portmittel kommen geländegängige Kübelwagen, Schützenpanzerwagen, gepanzerte Fahrzeuge, Motorräder. Motorboote, Torpedoschnellboote, Flugzeuge, Hubschrauber u.ä. in Frage. Unter Umständen kann jedes Gefechtsfahrzeug als bewegliches Nachrichtenmittel eingesetzt werden. Bei der Auswahl des einen oder anderen Mittels sind Lage, Gelände, 202 Straßenzustand und taktisch-technische Angaben des jeweiligen Mittels zu beachten. Optische und akustische Nachrichtenmittel Neben der komplizierten Nachrichtentechnik werden auch heute noch sehr einfache optische und akustische Nachrichtenmittel in allen Waffen¬ gattungen eingesetzt. Sie dienen der Kommandogabe, der Übertragung von Meldungen im Gefecht, zur Anforderung, Verlegung und Beendi¬ gung des Artilleriefeuers, dem Zusammenwirken verschiedener Waffen¬ gattungen. Nicht zuletzt werden sie zur Freund-Feind-Erkennung zwi¬ schen den Land- und den Luftstreitkräften sowie zur Warnung der Bild 8 Organisation von Kurier¬ verbindungen nach Richtungen KuriersteHe Kurierstelle -O c -«- KuriersteHe Kurierstelle Bild 9 Organisation der Kurierverbindung nach dem Kreisprinzip Bild 10 Organisation der Kurierverbindung nach dem Achsenprinzip O — O- —o- ^ svorgeschobene ' KuriersteHe 203 Truppen vor Luftangriffen, Atomschlägen und dem Einsatz von chemi¬ schen Kampfmitteln verwendet. Diese Nachrichtenmittel sind sehr ein¬ fach in der Handhabung, stets einsatzbereit, und man kann gleichzeitig viele Menschen erreichen sowie schnell kurze Kommandos, Befehle und Meldungen übertragen. Nachteilig wirkt sich aus, daß auch der Gegner die Signale im gleichen Maße aufnimmt wie die eigenen Truppen. So¬ bald man die gleichen Signale für gleiche Handlungen und Meldungen über einen längeren Zeitraum verwendet, erhält der Gegner die Möglich¬ keit, diese Signale zur Desorientierung unserer Truppen zu verwenden. Die wichtigsten optischen Nachrichtenmittel sind: farbige Signalraketen, Sigrtalscheinwerfer, Flaggen und verschiedene Signalkörper. Im Gefecht dienen Leuchtspurgeschosse und Granaten sowie farbiger Rauch und unterschiedliche Feuer (Blaufeuer, Rotfeuer usw.) zur Zielanweisung. Zu den akustischen Nachrichtenmitteln gehören Sirenen, Pfeifen, Böller¬ schüsse und andere. Damit wäre eine kurze Übersicht gegeben über die verschiedenen Nach¬ richtenmittel, die dem Kommandeur heute auf dem Gefechtsfeld zur Verfügung stehen, um im modernen Gefecht die Führung seiner Unter¬ stellten durchzusetzen. Elektronische Informationsverarbeitung und Kybernetik (EIK) Herausgegeben von der Sektion Kybernetik beim Präsidenten der Deutschen Akademie der Wissenschaften zu Berlin und der Mathematischen Gesellschaft der Deutschen Demokratischen Republik unter Mitwirkung zahlreicher Wissenschaftler. Diese neue Zeitschrift soll fach verbindend wirken und die allgemeinen rechen¬ technischen und kybernetischen Ideen pflegen und weiterentwickeln sowie Interessenten aus den traditionellen Einzelgebieten zur Zusammenarbeit füh¬ ren. Neben Grundlagencharakter tragenden Beiträgen, die weitgehend von mathemathischen Methoden Gebrauch machen und die ein hohes theoreti¬ sches Niveau haben, werden weitere Beiträge zu technischen und praktischen Problemen Stellung nehmen. Vierteljährlich ein Heft mit 68 Seiten im Format 16,7x24 cm und mit Ab¬ bildungen. Je Heft MDN 8,- Bestellungen durch eine Buchhandlung erbeten Ausführlicher Prospekt und Probeheft - soweit vorhanden - unverbindlich vom AKADEMIE-VERLAG • BERLIN 108 Berlin, Leipziger Straße 3-4 Interessenten erhalten bei Bekanntgabe ihrer Anschrift und der Themengebiete unverbindlich Informationen für lieferbare und kommendeVeröffentlichungen Richtfunkanlagen für automatischen Betrieb Willfried Schurig Ein kurzer Rückblick auf die Entwicklung des Rundfunks, des Fern¬ sehens und des Fernsprech-Fernschreibverkehrs in den vergangenen 15 Jahren zeigt einige bemerkenswerte Tatsachen. Strahlten im Jahre 1949 nur wenige Lang- und Mittelwellensender die Programme des de¬ mokratischen Rundfunks aus, so sind es heute über 20 Lang- und Mittel¬ wellensender sowie 40 UKW-Sender. Die ersten Fernsehversuchssen¬ dungen führte man 1953 in Berlin mit einem 100-W-Fernsehsender durch; heute wird der größte Teil des Gebiets unserer Republik durch 14 Fern- seh-Großsender und eine Vielzahl Fernsehumsetzer versorgt. Ständige Erweiterungen des Fernsprech- und Fernschreibverkehrs wurden vor¬ genommen. Bis zum Jahr 1970 sollen etwa 90 Prozent aller Fernsprech¬ teilnehmer unserer Republik im Selbstwählverkehr erreichbar sein. Der Aufbau weiterer Fernsehstudios, der internationale Programmaus¬ tausch, die in der Perspektive geplante Einführung des Farbfernsehens und eines zweiten Programms sowie der Beginn stereofonischer Sen¬ dungen erfordern einen ständigen Ausbau der vorhandenen Kabel- und Richtfunkverbindungen sowie die großzügige Planung und den Aufbau neuer Verkehrsbeziehungen. Eine besondere Bedeutung kommt dabei dem Einsatz von Richtfunkstrecken zur Videosignal-, Tonsignal- und Trägerfrequenzübertragungen zu. Immer häufiger begegnen uns deshalb im Landschaftsbild eigenwillig geformte Betontürme - Richtfunktürme-, die als Knotenpunkte des projektierten und im Aufbau befindlichen Richtfunknetzes der Deutschen Post dienen (Bild 1). Nach Fertigstellung dieses Richtfunknetzes wird es möglich sein, mehrere Fernseh- und Rurtd- funkprogramme gleichzeitig in verschiedene Richtungen zu übertragen. Daneben besteht die Möglichkeit, durch Trägerfrequenzeinrichtungen gebündelte Telefonkanäle über dieses Netz zu geben. Damit bestehen die Voraussetzungen für den Aufbau eines modernen Fernsprechver¬ kehrs. Anschlußstellen an die Richtfunknetze der umliegenden Staaten sind vorgesehen. 205 iÜ mSm iil Sliiiliil Ä:-: :> : : j i . • ■ - - illillllP lilllpiillr " J V ' '* . Bild 1 Richtfunkturm Durch den Aufbau ringförmiger Verkehrsbeziehungen ist die Möglich¬ keit gegeben, bei Störungen neben vorgesehenen Ersatzlinien den Um¬ laufsinn innerhalb des Ringes zu ändern, wodurch die Störung um¬ gangen wird. Die Steuerung, Überwachung und Wartung des gesamten Netzes erfolgt von einigen bemannten Leitzentralen, während die übrigen Relaisstellen ohne ständiges Personal arbeiten (Bild 2). Auf großen Leuchtschaubildern, die eine symbolische Darstellung der entsprechen¬ den Streckenabschnitte enthalten, ist der jeweilige Betriebs- und Schal¬ tungszustand der Geräte sichtbar. Die für den Aufbau eines solchen automatisch arbeitenden Richtfunknetzes notwendigen elektronischen Anlagen sollen im folgenden näher erläutert werden. Hierzu gehören: - Richtverbindungsgerät RVG 958 , - Richtverbindungsgerät RVG 935 , - Ersatzschaltungsgerät ES 439, 206 -Fernüberwachungseinrichtung FÜ 445 mit Dienstkanal DK 982 , Leuchtschaubild und Steuerpult, - Gruppenrahmen mit Lüfter und Trockenlufteinrichtung, - Hohlleiterbauteile und Antennen. Hi • :■ | MMk : Ili '■ ■ • Bild 2 Modell einer im Turmkopf untergebrachten Leitzentrale. Deutlich ist der Antennenaufbau und die Aufstellung der Gruppenrahmen , des Leuchtschaubildes und des Steuerpultes zu erkennen 207 Der Gruppenrahmen mit den Geräten RVG 958, RVG 935, ES 439 und FÜ 445 wurden bereits im Elektronischen Jahrbuch 1965 auf Seite 226/ 227 gezeigt. Wenden wir uns zunächst dem Richtverbindungsgerät RVG 958 zu (Bild 3). Diese mit Frequenzmodulation arbeitende Anlage ermöglicht den Auf¬ bau von Breitband-Richtfunkverbindungen im Bereich von 3400 MHz bis 3800 MHz (4-GHz-Bereich). Wahlweise können 600 geträgerte Telefonie-Kanäle (TF-Betrieb) oder ein Fernsehprogramm (Videokanal plus Tonkanal - TV-Betrieb) übertragen werden (Bild 4). □ □□ . vwMvvwa Bild 3a Funkgerät RVG 958 208 Bild 3b Modulationsgerät RVG 958 Bild 4 Frequenzschema des Basisbandes 600 geträgerte letefoniekanäle Pilot A I , Videosignal Tonsiqnat Pilot 010Hz 60kHz ZSMHz LJ_I—_ _ J_ TF-Betrieb TV-Betrieb 6MHz 8MHz 8,5MHz — 1 - 1 - 1 — Frequenz Der Aufbau der Richtfunklinie erfolgt durch Endstellen und bei größeren Entfernungen durch zwischengeschaltete Relaisstellen. In den Endstellen wird das Basisband dem Höchstfrequenzträger aufmoduliert und ab¬ gestrahlt, bzw. es erfolgt der Empfang, die Umsetzung in eine Zwischen¬ frequenz, Verstärkung und nachfolgende Demodulation des ankommert- den Höchstfrequenzsignals. Innerhalb zwischengeschalteter Relaisstellen wird dagegen nur in die Zwischenfrequenz umgesetzt, verstärkt und nach Modulation des Trägers erneut abgestrahlt. Konstruktiv enthält ein 2-m-Schrank die Modulations- und Demodula¬ tionseinrichtungen (Modulationsgerät), während Sender, Empfänger und Zwischenfrequenzverstärker in einem weiteren 2-m-Schrank (Funk¬ gerät) untergebracht sind. Die Verbindung von Senderausgang zur An¬ tenne übernimmt ein Hohlleiterzug. Als Sende- und Empfangsantenne dient für dieses System eine Hornparabolantenne mit besonders hoher Rückwärtsdämpfung, geringer Nebenzipfelbildung und guter Anpassung in dem relativ breiten Frequenzband (Bild 6). Die Homparabolantenne kann voneinander unabhängig gleichzeitig mit horizontaler und vertikaler Polarisation betrieben werden, d.h., bei Vollausbau des Systems arbeiten 6 Sender auf einer Antenne, wobei die Rückwärtsdämpfung von ^60 dB die Benutzung gleicher Frequenzen in einer Relaisstelle bei entgegengesetzter Ausbreitungsrichtung gestattet. Sender und Empfänger werden über entsprechende Kanal- und Polari¬ sationsweichen an die Homparabolantenne angeschaltet. Bild 5 a Einsatzvarianten des RVG 958 Relaisstelle für 1 Tubenpaar 14 Elektronisches Jahrbuch 1966 209 Polansationsweichen *9^ 1 >5 £ I 03 i i'io i4t! Demo¬ dulator Modu¬ lator AT J 1 _V y »£iÖ i c *» 03.^3 Cot3 cs cg co a ü. kT tc? JC ^ fc ^ 9jpuD)fpf!g-Sjoi J9 P° dipuoystjQpjdsQQ 000£ x 1 V ... jDodd/iJdssyi pun gjDndsqgujogg yz:dJDDdu 9 grt[g = r)DgsnDjjo/\ Bi ( d 5b Einsatzvarianten des RVG 958 Bild 6 Hornparabolantenne für RVG 958 Die Unterteilung des verwendeten Frequenzbereichs erfolgt in zwei Halbbändern (Bild 7). Jeweils 6 Kanäle mit einem Kartalabstand von 29 MHz sind dabei in einem Halbband untergebracht. Diese Frequenz¬ verteilung gestattet den Aufbau von sechs Zweiweglinien; dabei entspricht eine Zweiweglinie einer Vierdrahtverbindung der Kabeltechnik und wird in der Richtfunktechnik als Tubenpaar bezeichnet. Die Auslegung der Funkgeräte für ein Tubenpaar erfolgt so, daß jeweils der Sender im oberen Halbband und der Empfänger im unteren Halbband bzw. der Sender im unteren Halbband und der Empfänger im oberen Halbband arbeitet. Zwischen der Betriebsfrequenz im unteren und oberen Halb¬ band liegt somit ein Frequenzabstand von 213 MHz. Jedes Tubenpaar ermöglicht die Übertragung von 600 Telefoniekanälen. Bei Vollausbau des Systems, d.h. bei Zusammenfassung von 6 Tuben¬ paaren, könnten maximal 3000 Telefonkanäle in einer Richtung über¬ tragen werden. Praktisch wird allerdings bei Vollausbau das System so eingesetzt werden, daß ein Tubenpaar zur Ersatzschaltung dient und man 211 9 die verbleibenden Tubenpaare wahlweise zur TF- oder TV-Übertragung benutzt. 1 Die Aufspaltung des gesamten Frequenzbandes in einen Hauptraster A, der vorwiegend durchgehenden Linien zugeordnet wird, sowie in einen Zwischenraster B, der für Abzweigungen und Nebenlinien Vorbehalten bleibt, gewährleistet eine gute Entkopplung von Haupt- und Neben¬ linien. Außerdem ergibt sich auf diese Weise eine optimale Nutzung des Frequenzbandes. Die Frequenzen entsprechender Kanäle beider Raster unterscheiden sich dabei jeweils um 14,5 MHz, d.h. um einen halben Kanalabstand. Für die Überwachung der Richtfunklinie wird dem Basis¬ band eine Pilotfrequenz (Pilot) von 8,5 MHz mit konstanter Amplitude zugesetzt. Treten Störungen auf, so ist nach erfolgter Demodulation in der Endstelle eine Veränderung der Pilotfrequenzparameter meßbar. Die Auswertung der Pilotfrequenz erfolgt ununterbrochen und gibt entspre¬ chende Kriterien für das Ansprechen der Fernüberwachungseinrich¬ tungen und für das Eirtschalten von Ersatzlinien. Als zweites Richtfunkgerät soll im Rahmen dieses Beitrages das im 2-GHz-Bereich arbeitende Richtverbindungsgerät RVG 935 betrachtet werden (Bild 8). Mit diesem Gerät können maximal 7 hochwertige Rund¬ funk-Tonkanäle in jeweils beiden Richtungen übertragen werden, wobei Impuls-Phasen-Modulation (PPM) angewendet wird. Sender, Empfänger, Zwischenfrequenzverstärker und Antennenweiche sind in einem 2-m- Schrank - dem Funkgerät - untergebracht. Die Modulations- und De¬ modulationseinrichtungen, bei Impuls-Phasen-Modulation als Multiplex- einrichtung bezeichnet, füllen einen weiteren 2-m-Schrank. Sender und Empfänger eines Funkgeräts benutzen über eine Antennen¬ weiche eine gemeinsame 2-m- oder 4-m-Parabolantenne mit Dipol-Er¬ regung. Als Energieleitung dienen im 2-GHz-Bereich vom Funkgerät zur Antenne Koaxialkabel. Der Aufbau von Funklinien mit dem RVG 935 kann verschiedene Varianten aufweisen. a) Endstelle Zur Übertragung von 7 Rundfunk-Tonkanälen in beiden Richtungen sind ein Multiplex- und ein Funkgerät erforderlich. Zur Ersatzschal¬ tung wird in der Regel ein weiteres Funkgerät vorgesehen. b) Relaisstelle Hier erfolgt die Ausrüstung mit zwei Funkgeräten. Die Aufstellung von Multiplexgeräten entfällt, da vom Empfängerausgang unmittel¬ bar zum Sender des nachfolgenden Abschnitts durchgeschaltet wird. c) Relaisstellen mit Abzweigeinrichtungen Sollen jedoch auf einer Relaisstelle einzelne Tonkanäle abgezweigt (bzw. hinzugefügt) werden, so werden zwei Abzweiggeräte - das sind den Multiplexgeräten ähnliche Einrichtungen - und zwei Funkgeräte eingesetzt. 213 Bild 8 a Funkgerät RVG 935 Bild 8b Multiplexgerät RVG 935 Die beiden genannten Richtfunkanlagen R VG 958 und R VG 935 werden im Zusammenwirken mit der Fernüberwachungsartlage FÜ 445 fernge¬ steuert und fernüberwacht (Bild 9). Die Art der Funkbeziehungen (linienförmig, sternförmig oder gemischt) innerhalb des zu überwachenden Netzes ist beliebig. An eine zentrale Überwachurtgsstelle können dabei bis maximal 11 unbemannte Funk¬ stellen einer Richtfunklirtie angeschlossen werden. Die Anzeige der wichtigsten Betriebszustände in den überwachten Funkabschnitten er¬ folgt optisch durch unterschiedliche Leuchtsignale auf einem Leucht¬ bild. Von einem Steuerpult aus können entsprechende Steuerbefehle 214 Bild 9 a Fernüberwachungsgerät FÜ 445 Bild 9 b Ersatzschaltungsgerät ES 439 (Fotos: Werkaufnahmen VEB-RAFENA-Werke, Radeberg) (Umschaltungen, Abschaltungen usw.) an die überwachten Richtfunk¬ geräte gegeben werden. Sind diese Befehle ausgeführt, so erfolgt auto¬ matisch Quittungsgabe an die Überwachungsstelle und Anzeige auf dem Leuchtschaubild. Auch „Befragungen“ über den Zustand der einzelnen Geräte kann man in dieser Weise durchführen. Auftretende Störungen werden sofort automatisch zur Überwachungsstelle gemeldet. Die Übertragung der notwendigen Informationen (Befehle und Meldun¬ gen) vom Überwachungsstellengerät zu den Betriebsgeräten in den an- 215 geschlossenen Funkstellen erfolgt durch Impulstelegramme, d.h., die zu übertragenden, unterschiedlichen Informationen entsprechen nach fest¬ stehendem Schlüssel einem ganz bestimmten Impulsschema. Entschei¬ dend für den Inhalt des Impulstelegramms ist dabei die Breite der einzel¬ nen Impulse und die Breite der Lücken. Die Amplitude der einzelnen Im¬ pulse bleibt konstant. Ein Impulstelegramm besteht immer aus 31 Im¬ pulsen und 30 Lücken. Diese Festlegung ermöglicht die Blockierung der Anlage bei Störungen, da verstümmelt ankommende Impulstelegramme sofort den entsprechenden Schaltvorgang zur Blockierung bzw. zur Wiederholung des Telegramms auslösen und somit Fehlmeldungen und Fehlschaltungen vermieden werden. Für den Betrieb eines Richtfunknetzes sind Dienstverbindungen zwi¬ schen den einzelnen Stationen erforderlich. In die Fernüberwachungs¬ anlage FÜ 445 wurde deshalb ein Dienstkanaleinschub DK 982 ein¬ gebaut. Diese Diertstkartaleinrichtung dient gleichzeitig zur Übertragung der Impulstelegramme. Der Gesprächskanal und der Kanal für die Übertragung der Impulstelegramme werden hier zu einem Kanal zu¬ sammengefaßt und können mit einer beliebigen Vierdrahtverbindung (Drahtleitung oder spezieller Richtfunkverbindung) übertragen werden (Bild 10). Der Aufbau der Fernüberwachurtgsanlage entspricht den schon behandelten Richtfunkanlagen. Für den nahezu unterbrechungslosen Betrieb der Richtfunknetze bei Störung der Verbindung durch Schwund oder Gerätestörung dient die Ersatzschaltungsanlage ES 439 (Bild 9 b). Bei auftretenden Störungen schaltet diese Anlage die Verbindung automatisch auf eine Ersatzlinie um (vorausgesetzt natürlich, daß eine derartige Linie aufgebaut wurde). Ist die Störung behoben bzw. der Schwundeinbruch beendet, dann wird die Umschaltung selbsttätig aufgehoben. Das Kriterium für die Einlei¬ tung des Ersatzschaltungsvorgangs bildet die Qualität der Übertragung. Durch eingebaute Geräusch- und Pegelprüfeinrichtungen erfolgt eine ständige Kontrolle des Übertragungsweges. Bei auftretenden Störungen läuft ein Impulstelegramm von den Prüfeinrichtungen über die Linie und bewirkt die Umschaltung innerhalb des gestörten Funkabschnitts. Dieser gesamte Vorgang spielt sich in einigen Millisekunden ab, so daß prak¬ tisch unterbrechungsloser Betrieb möglich ist. Auch in solchen Fällen führen verstümmelte oder gestörte Telegramme zu keinem Schaltvor¬ gang. Für die Übertragung dieser Impulstelegramme wird die Ersatz¬ linie herangezogen. Der elektrische und mechanische Aufbau der Ersatzschaltungsanlage ist in verschiedenen Varianten möglich und richtet sich nach dem Umfang und der Art der zu überwachenden Richtfunkverbindungen. Die Größen der Ersatzschaltungsanlagen reichen daher vom 2-m-Schrank bis zum Einschub im Gruppenrahmen. Damit kommen wir zu dem letzten großen Teil der automatischen Anlage - dem Gruppenrahmen. Die besproche- 216 nen Anlagen - mit Ausnahme des Steuerpultes und des Leuchtschau¬ bildes - sind in einem Gruppenrahmen untergebracht, der maximal sechs 2-m-Schränke aufnehmen kann. Im Seitenteil des Gruppenrahmens sind auf einer Schalttafel die Be¬ dienungselemente für die Stromversorgung der Station, Signallampen für 217 den Betriebszustand und eine Sprechstelle für die Dienstkanal Verbin¬ dung angeordnet. Im Oberteil über den eingebauten Geräten befinden sich die Roste für die Verkabelung sowie die Träger für Hohlleiter, Filter und Weichen. Zur Belüftung der Geräte wurde der Unterteil als Lüfter¬ sockel ausgebildet; er versorgt die einzelnen Geräte mit Kühlluft aus dem angeschlossenen Belüftungsgerät. Mit dem beschriebenen Gerätesatz lassen sich viele Aufgaben der Fern¬ meldetechnik auf moderne Weise lösen. Es steht damit der DDR ein Nachrichtenübertragungssystem zur Verfügung, das nur noch wenige Wünsche offenläßt. Der Arbeitstag eines Impulssenders Die Endstufen von Funkmeßsendern arbeiten nur während kurzer Zeit¬ abschnitte, die der Impulsdauer entsprechen. Zwischen den Impulsen sind die Endstufen außer Betrieb. Wie sieht nun „der Arbeitstag “ einer End¬ stufe eines Funkmeßsenders aus? Während welcher Zeit, bei Tagesdauer¬ betrieb , ist die Endstufe in Betrieb, und wie lange erholt sie sich? Ohne nachzurechnen fiele es dem Funkmeßposten schwer, auf diese Frage eine richtige Antwort zu geben, zumal die hohe Impulsfolgefrequenz der ihm bekannten Anlagen - sie beträgt 100 und 1000 Pulse in der Sekunde — ihn zu der Annahme verleitete , daß auch bei der geringen Impulsbreite der Ge¬ samtdauerbetrieb des Senders nicht sehr klein ist. Versuchen wir nun, ein Beispiel dafür durchzurechnen. Angenommen, der Funkmeßsender, das heißt die Funkmeßanlage , soll Ziele in 150 km Entfernung orten. Der Weg, den die elektromagnetischen Wellen zurücklegen müssen, beträgt 300 km. Die elektromagnetischen Wellen breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit (300000 kmjs) aus , so daß sie für den Weg von 300 km 300: 300000 = 0,001 Sekunden , das heißt 1 Milli¬ sekunde, benötigen. Die Impulsdauer des Senders soll 1 Mikrosekunde be¬ tragen. Während einer Sekunde werden 1000 Impulse ausgestrahlt. Das entspricht auch der festgelegten Dauer zwischen den Impulsen. Der Sender strahlt folglich nur im Verlauf von 1 Tausendstel der Betriebszeit. Ein Tag hat 86400 Sekunden. Mit anderen Worten: Während eines Tages strahlt der Sender nur 86400 :1000 = 86,4 Sekunden — 1 Minute 26,4 Sekunden, das heißt, insgesamt nur etwa 1,4 Minuten! Wenn man diese Ziffer etwas abrundet, so ergibt sich, daß die Endstufe eines Funkme߬ senders bei den genannten Betriebswerten den Achtstundentag erst im Ver¬ laufe eines Jahres erfüllt. Dieses Ergebnis hat sicherlich niemand erwartet. (aus „Unterhaltsame Funktechnik“ von L, W. Kubarkin und E. A. Lewitkin) 218 Empfängerprüfgerät nach dem Signal-Injektor- Ing. Dieter Müller Verfolgerprinzip Bei der Fehlersuche irl elektronischen Geräten, insbesondere bei Emp¬ fängern, leistet ein Signalverfolger oft gute Dienste. Man kann damit Unterbrechungen im Signalfluß eines Geräts feststellen und lokalisieren. Mit Hilfe eines Signalgebers läßt sich andererseits ein Prüfsignal an einer beliebigen Stelle des Signalweges einspeisen. Dafür geeignete Signal¬ geber gibt es in Kleinbauweise seit geraumer Zeit als Prüfstifte nach Art des Tobitest oder als Transistor-Multivibratoren [2]. Bei den Signalver- folgem, die noch keine große Verbreitung gefunden haben, überwiegen die Röhrengeräte mit all ihren Nachteilen, wie Netzabhängigkeit, größe¬ rem Leistungs- und Raumbedarf, größerem Gewicht, gegenüber einem Transistorgerät. Es soll daher ein Transistorgerät beschrieben werden, das nicht nur keinen dieser Nachteile hat, sondern noch dazu den Vorteil eines Röhrengeräts aufweist: einen relativ hohen Eingangs¬ widerstand. Schaltung des Signalverfolgers Das Gesamtschaltbild des Signalverfolgers zeigt Bild 1. Das nieder¬ frequente Prüfsignal gelangt direkt über die NF-Tastspitze des Tast¬ kopfes und über den Koppelkondensator C 3 (10 nF) zum umschaltbaren Eingangsspartnungsteiler des Verstärkers. Will man dem Signalverfolger modulierte Hochfrequenzspannung zuführen, so wird die HF-Spitze des Tastkopfes verwendet. Die Germaniumdiode Dl demoduliert die Hoch¬ frequenz. Das dabei gewonnene NF-Signal wird über den Koppelkon¬ densator C4 (10 nF) dem Eingangsspannungsteiler zugeführt. Mit dem umschaltbaren Eingangsspannungsteiler (R 3 bis R 5 - Parallelschaltung von R 6 - C 5 mit dem Eingangswiderstand des Transistors TI) läßt sich das Prüfsignal so weit abschwächen, daß es den Eingangstransistor nicht übersteuert. 219 Bild 1 Schaltung des Signalverfolgers mit Tastkopf (Durch ein technisches Versehen wurden leider die Transistoren in den Zeichnungen mit Ts, im Text dagegen mit T bezeichnet.) Gleichzeitig wird der Hingaiigswiderstand des Verstärkerteils noch grö¬ ßer, als er durch die Anwendung der Kollektorschaltung in der ersten Stufe ohnehin ist. In dieser Kollektorstufe soll ein Transistor mit hoher Stromverstärkung (h 21e = 100) und einem möglichst kleinen Kollektor¬ reststrom verwendet werden. Die Stufe weist dann einen Eingangswider- stand von etwa 100 kQ auf. Bei einem hohen Verstärkungsfaktor der nachfolgenden Stufen zeigt der Verstärker mit der Kollektoreingangsstufe unter Umständen Schwing- neigung, die durch die Kombination C 5 - R 6 am Eingang der Kollektor¬ stufe unterdrückt werden kann. Der Eingangswiderstand dieser Stufe wird dadurch für Frequenzen oberhalb 1000 Hz auf etwa 50 kQ herab¬ gesetzt. Im Interesse der Stabilität des Verstärkers muß dies in Kauf ge¬ nommen werden. An die Kollektorstufe ist eine normale Emitterstufe (T 2) direkt artgekoppelt. Den Basisanschluß des Transistors T 2 ver¬ bindet man dabei mit dem Emitteranschluß des Eingangstransistors T 1. Vom Kollektor der 2. Stufe gelangt das Signal über die Schaltbuchse Hü 1 zum Lautstärkeregler R 17. Über die Vor- und Treiberstufe T 3 und T 4 wird das Signal der Gegentakt-Endstufe zugeführt. Der Teil der Schal¬ tung vom Lautstärkeregler bis einschließlich der Endstufe wurde origi¬ nal vom Empfänger T 100/T 101 übernommen. Das hat den Vorteil, daß die Leiterplatte des T100 mit der Originalbestückung für diesen Teil verwendet werden kann. Im Schaltbild (Bild 1) wurden deshalb auch die gleichen Kurzzeichen für die Bauelemente wie im T-100-Schaltbild [3] benutzt. Im Skalenausschnitt des T-101-Gehäuses wurden zwei Knopfleisten für Batterieanschluß {Sternchen-Batterie) angebracht. Die rechts auf dem Gehäuse montierte Leiste (Hü 5; St 2) ist dabei für den Anschluß einer äußeren Batterie oder eines Netzgeräts [4] mit einer Ausgangsspannung bis zu 6 V gedacht. Dabei können die eingebauten Batterien entweder durch Herausziehen der Batteriekammern aus dem Gehäuse oder durch Einstecken eines Kunststoffstäbchens von 3,5 mm Stärke in die Schalt¬ buchse für den Weckeranschluß (Hü 3) abgeschaltet werden. Die zweite, links auf dem Gehäuse angebrachte Leiste (St 1; Hü 4) ist über ein Sieb¬ glied R 13, C 10 mit der eingebauten Batterie verbunden. An diese Leiste kann über ein Verbindungskabel ein äußerer Verbraucher, z.B. der Signalgeber, mit der eingebauten Batterie betrieben werden. Man muß dabei beachten, daß sich trotz des Siebglieds Oberwellen der Signal¬ geber-Rechteckspannung in den Verstärker „einschleichen“ können. Es ist deshalb angebracht (zumindest wenn die Verstärkung des Signalver¬ folgers voll genutzt werden muß), zum Betrieb des Signalgebers eine gesonderte Batterie zu verwenden. 221 Variationsmöglichkeiten der Schaltung Da in den letzten Stufen des Signalverfolgers die T-100-Schaltung mit allem Zubehör verwendet wurde, kann man diesen auch wie einen T-100- Verstärker benutzen. Beim Einführen eines geeigneten Klinkensteckers (sofern man einen solchen irgendwo auftreiben kann) in die Buchse Hü 1 sind die Anfangsstufen des Signalverfolgers vom T-100-NF-Teil getrennt, der dann z.B. als Plattenspielerverstärker verwendet werden kann. Andererseits ist es dem Besitzer eines T 100 auch möglich, den Anfangs¬ stufenteil (TI; T2) gesondert, z.B. in einem erweiterten Tastkopf (Bild 2), aufzubauen. Die Verbindung dieses Teiles mit dem T 100 kann mit Klinkensteckem und abgeschirmter Leitung erfolgen. Ein Kabel mit Stecker ist erforderlich, dessen Mittelleiter die Verbindung von C 8 (20 (jlF) über [Buchse (Hü l*mit Lautstärkeregler R 17 herstellt. Über den Schirm dieser Leitung wird gleichzeitig der Pluspol der Batteriespannung vom Massepunkt der Buchse Hü 1 mit dem Eingangsteil (erweiterter Tastkopf Bild 2) verbunden. Der[Minuspol der Batterie kann mit einem „gekürzten“ Klinkenstecker (dessen mittlerer Anschluß entfernt wurde, damit beim Einführen des Steckers keine Unterbrechung in der Schalt- Bild 2 Schaltung des erweiterten Tastkopfes zur Benutzung eines T100/101 als Signalverfolger 222 Bild 3 Eingangsstufe in Darlington-Schaltung 1k buchse erfolgt) vom Außenkontakt der Buchse Hü 3 abgenommen wer¬ den. Da in diesem Fall die Speisespannung nicht über das eingebaute Entkoppelglied R 23-C 39 des T100 entnommen wird, muß sie über ein zusätzliches Siebglied von 1000 Ohm und 20 (xF bis 50 [FF im Tastkopf geführt werden. Wie schon erwähnt, soll für den Eingangstransistor ein Exemplar mit hohem Stromverstärkungsfaktor verwendet werden. Unter den NF-Ty- pen (GC116, OC811, OC 825 oder entsprechenden Bastlertypen) sind solche Exemplare kaum zu finden. Größere Aussicht auf Erfolg wird man bei der Suche unter den HF-Typen (GC 100 , GF100, GF105, LF 871 ) haben. Mit größter Wahrscheinlichkeit kann man aus den Typen GC 100 , Stromverstärkungsgruppe „d“ (h 2 i e > 80) geeignete Exemplare herausmessen. Läßt sich ein geeigneter Transistor dennoch nicht auftreiben, so kann man sich mit der Darlington-Schaltung (Bild 3) behelfen. An Stelle des ersten Transistors werden in diesem Fall zwei Transistoren in Kollektorschaltung benutzt. Die Basis des zweiten Tran¬ sistors (T 1 a) ist mit dem Emitter des ersten Transistors (TI) unmittel¬ bar verbunden. Die Stromverstärkungsfaktoren beider Transistoren multiplizieren sich. Da durch den zweiten Transistor auch der Kollektor¬ reststrom des ersten Transistors verstärkt wird, muß man zumindest in der ersten Stufe ein Exemplar mit sehr kleinem Reststrom verwenden. Aus dem gleichen Grund ist es auch ratsam, die direkte Kopplung mit dem Transistor T 2 durch eine R/C-Kopplung zu ersetzen. Da sich die Stromverstärkungsfaktoren von T 1 und T 1 a annähernd multiplizieren, brauchen sie für jeden einzelnen Transistor nur recht kleine Werte aufzu¬ weisen. Das kann sogar notwendig werden, weil Verstärker mit hohem Verstärkungsgrad durch die Darlington-Schaltung am Eingang mehr noch als durch die einfache Kollektorschaltung zur Instabilität neigen. Es sei weiterhin erwähnt, daß es möglich ist - wenn man eine geringere Empfindlichkeit in Kauf nimmt! -, in der einfachen Kollektorschaltung 223 als Anfangsstufe einen Transistor mit kleinerer Stromverstärkung als 100 zu verwenden, wobei eine untere Grenze von 40 bis 50 nicht überschritten werden sollte. Der Signalgeber Die Schaltung des Signalgebers (Bild 4) zeigt einen astabilen Multivibra¬ tor, wie er für Prüfzwecke üblich ist. Um eine möglichst große Ausbeute an Oberwellen zu erreichen, was ein Maß für die Verwendbarkeit des Signalgebers im Bereich hoher Frequenzen darstellt, sind für die Transi¬ storen Hochfrequenztypen (GF100, GF105, LF871 o.ä.) erforderlich. Bild 4 Schaltung des Signalgebers Die Grundfrequenz der Rechteckspannung liegt bei der angegebenen Dimensionierung bei etwa 2 kHz. Die mit der 2-kHz-Grundfrequenz modulierten Oberwellen konnten beim Berühren einer Fernsehemp¬ fängerantenne mit dem „heißen“ Ausgangspol (Kondensator 2 nF) bis zu Frequenzen von über 200 MHz festgestellt werden. Bei der Überprü¬ fung eines TV-Bild-ZF-Verstärkers (33 bis 39 MHz) mit dem Signal¬ geber zeigen sich auf dem Bildschirm mehrere waagerechte Balken. Liegt die Grundfrequenz knapp unter 2 kHz, dann sind acht Balken zu sehen. Ein gleiches Bild ergibt sich bei der direkten Aussteuerung der Video- Endstufe mit dem Signalgeber. Bis zum Frequenzbereich von etwa 30 bis 40 MHz gibt der Signalgeber ausreichend große Amplituden der Ober¬ wellen ab, so daß man damit Prüfungen an Empfängern vornehmen kann. Aufbau des Signalverfolgers Für den Aufbau des Signalverfolgers wurden überwiegend die Original¬ teile des T101 verwendet (Bild 5); die Stufen nach dem Lautstärke¬ regler R 17 entsprechen dem T100/101 völlig. Die Stufen mit den Tran¬ sistoren T 1 und T 2 befinden sich auf den für den HF-Teil vorgesehenen 224 Bild 5 Signaluerfolger geöffnet Leitungsmusterteilen zwischen dem Ausschnitt für den Drehkondensator in der Leiterplatte und dem Schiebeschalter. Für die Verbindung vom Ausgang des Transistors T 2 (C 8) mit dem Lautstärkeregler können nach dem Einlöten einer zusätzlichen Drahtbrücke in die Platine noch frei¬ gebliebene Teile des Leitungsmusters benutzt werden. Für den Um¬ schalter S 1 des Spannungsteilers wird das Segment I des Original- Wellenschalters verwendet. Der Anschluß der Widerstände W 3 bis W 5 und der geschirmten Leitung zum Tastkopf geht aus Bild 6 hervor. Bild 6 Anschluß des Spannungsteilers und des Tastkopfes an S1 15 Elektronisches Jahrbuch 1966 225 30 < — / \ i C\| 1 1 t c-n] $Z8 x Werkstoff PVC 10 I % • i 1 3 Bild 7 Maßskizze des Signalgebers Die Bauelemente für den Tastkopf (Bild 10) wurden gedrängt zusammen¬ gelötet, mit PVC-Klebefolie umwickelt und im Gehäuse eines alten frei¬ tragenden 4-jxF-Elkos mit den Abmessungen 20 mm Durchmesser X 50 mm untergebracht. Eine geschirmte Litze stellt die Verbindung zum Eingangsumschalter S1 her. Die Druckknopfleisten Hü4-Stl und Hü 5-St 2 werden mit Schrauben M 1,6 außen auf einem Hartpapier¬ streifen befestigt, der an Stelle der Skala im Innern des Gehäuseseinge¬ paßt wird. Beim Anschluß der Knopfleisten ist darauf zu achten, daßman die Leiste Hü 4-St 1 wie eine Batterie und die Leiste Hü 5-St 2 wie einen Verbraucher anschließt. Bild 9 zeigt den Signalverfolger mit Tast¬ kopf von außen, Bild 10 den geöffneten Tastkopf. Bild 8 a Signalgeber ohne Hülse Bild 8 b Signalgeber mit angesteckter Sternchen-Batterie 226 Bild 9 Signalverfolger im T-101-Gehäuse mit Tastkopf Aufbau des Signalgebers Für den Aufbau des Signalgebers wurde eine alte Sternchen-Batterie ver¬ wendet. Tragender Teil des Signalgebers ist ein etwa 25 mm breiter und 1 mm starker PVC-Streifen, den man entsprechend Bild 7 biegt und be¬ arbeitet. Auf einer Längsseite des Rahmens wird ein Raster mit einem Lochabstand von 5 mm gebohrt, der die Bauelemente mit der Verdrah¬ tung aufnimmt (Bild 8). In der gegenüberliegenden Seite ist ein Durch¬ bruch für den Schiebeschalter auszuarbeiten. Die beiden sich überlappen¬ den Enden des PVC-Streifens werden mit zwei Schrauben M 1,6 zusammengehalten. Gleichzeitigistmit diesen Schrauben, die dem Multi¬ vibrator auch die Speisespannung zuführen, die Knopfleiste der aus¬ gedienten Sternchen-Batterie befestigt. Mit der Knopfleiste kann der Signalgeber (richtige Polung der Knopfleiste vorausgesetzt) auf eine noch brauchbare Sternchen-Batterie aufgesteckt oder über ein Zwischenkabel mit einem Niederspannungsnetzgerät [4] verbunden werden. An der der Knopfleiste gegenüberliegenden Seite wird die etwa 3 mm starke PVC- Frontplatte mit zwei Schrauben M 2,5 angebracht (Bild 7). An diesen Schrauben, die gleichzeitig die Ausgangsklemmen des Signals darstellen, kann man je nach Bedarf Kabelschuhe mit angelöteten Litzen, einen Bananenstecker oder ähnliches als Prüfspitze befestigen. Bild 10 Tastkopf offen 227 Der Schiebeschalter ist unter Zwischenlage von Unterlegscheiben auf dem Rahmen befestigt. Er liegt also nicht unmittelbar auf dem Rahmen auf. Die PVC-Hülse der alten Sternchen-Batterie kann einen entsprechen¬ den Ausschnitt erhalten und zwischen Schalter und Rahmen über den Geber geschoben werden. Das Ende der Hülse wird zum Schluß mit einigen Tropfen PVC-Kleber an der Frontplatte befestigt. Zum Betrieb des Signalgebers genügt eine Sternchen-Batterie, deren Spannung für normalen Betrieb eines Sternchens nicht mehr ausreicht. Abschließende Hinweise Schaltungsdimensionierung und Aufbau des Signalverfolgers können je nach Beschaffenheit der verwendeten Bauteile mehr oder weniger von der obigen Beschreibung abweichen. Bei Inbetriebnahme ist darauf zu achten, daß die Arbeitspunkte der Transistoren stark von den Kenn¬ daten des jeweiligen Exemplars abhängen. Der Transistor muß, damit er einwandfrei arbeiten kann, zwischen Emitter und Kollektor eine Span¬ nung von mindestens 1 V aufweisen. Bei Bastlertypen, deren Kollektor¬ restspannung vom Hersteller nicht garantiert wird, ist ein höherer Span¬ nungswert angebracht. Im Interesse einer möglichst verzerrungsfreien Wiedergabe soll die Kollektorspannung derRC-Stufen etwa der halben Batteriespannung entsprechen. Der Kollektorstrom eines Transistors sollte etwa um 0,2 bis 0,4 mA größer sein als der Kollektorreststrom. Hält man diese Mindestwerte bei der angegebenen Dimensionierung nicht ein, so sind die Basisspannungsteiler entsprechend zu ändern. Abweichend vom Mustergerät läßt sich der Signalverfolger auch ohne die nicht unbedingt benötigten Teile des T 7Ö7, wie Gehäuse, Platine, Schal¬ ter, herstellen. Unter Verwendung eines handelsüblichen oder Eigenbau- Kleinschalters [5] - z.B. mit herkömmlicher Verdrahtung und mit einer Plastdose als Gehäuse - kann der Signalverfolger bei etwas größerem Arbeitsaufwand bedeutend kleiner und billiger als nach der T-101-Kon- zeption aufgebaut werden. Literatur [1] Taeger , W., Service-Meßgeräte in Hannover, „Funktechnik“, Heft 14, 1960, S. 513-514. ' [2] Liebmann , K., und B. Graupe , Einfacher Prüfgenerator als Prüfstift, Rund¬ funk- und Fernsehprüfstift, „funkamateur“, Sonderheft 1963. [3] Reparatur-Stromlaufplan „Taschenempfänger T 100“. [4] Schmidt , K. y Einfaches Netzgerät für Transistorversuche. In: Elektro¬ nisches Jahrbuch 1966, Seite 327 ff. [5] Schlenzig, K., Die Technik der gedruckten Schaltung, Teil II, „Der prak¬ tische Funkamateur“, Heft 31, 1963, S. 54-55. 228 Romanze in f Es war einmal - zur Zeit t gleich Null - ein armer, jedoch rechtschaffener Dipol. Er wurde Eddi Wirbelstrom genannt und lebte völlig isoliert in einem bescheidenen Hohlraum des Dielektrikums, dem sogenannten Faradaysehen Käfig. Im stillen liebte er Ionchen, die induktivste Spule im Kreis, Tochter der einflußreichen EMK. Ihre kupfernen Windungen, ihr remanenter Ferrit¬ körper, ihre symmetrischen Netzintegrale und nicht zuletzt ihre so überaus harmonischen Oberwellen beschwingten selbst die ausgedientesten Leidener Flaschen, was immerhin viel heißen will. Ionchens Vater, Herr Cosinus Phi, ein reicher Magnet und Leistungsfaktor, hatte große Pläne mit ihr. Nur eine wirkliche Kapazität, mit ausgeprägtem Nennwert, sollte sich ein¬ mal Ionchen anschließen. Doch, wie so oft im Leben, kam es ganz anders. Als Ionchen eines schönen Tages , zur Zeit t gleich a, mit einem Picofarad vom Schönheitssalon heimkehrte, wo man ihr gerade die hochmodernen Sinusstehwellen angelegt hatte, geriet ihr ein Sägezahn in die Filterkette. Eddi Wirbelstrom, der diese Gegend periodisch frequentierte, schaltete sich augenblicklich ein und kam durch geistesgegenwärtiges Abfangen ihrer Körperschwingungen erstmals mit Ionchen in Kontakt. Für ihn war sie allerdings mehr als ein kleiner Flirt. Ionchen wiederum verhielt sich gegen alle Erwartungen genau umgekehrt zu Vater Cosinus 9 Schaltplänen. Das Schulbeispiel gegenseitiger Polarisation kam wieder einmal demonstrativ zum Ausdruck. 229 Es war wohl kaum dem Zufall zuzuschreiben , daß sich Ionchen und Eddi Wirbelstrom am nächsten Abend, zur Zeit t gleich b, in einer aperiodischen Funktion trafen. Nach vereinzelten Oszillationen entwich Ionchen schlie߬ lich der Überwachung ihrer Zeitkonstante und fand sich kurze Zeit danach mit Eddi im anliegenden Streufeld wieder. „Jetzt oder nie!“, sagte sich der junge Dipol , als sie an einer Wheat- stonesehen Brücke angelangt waren. Seine große Mikrosekunde war ge¬ kommen. Nur ein armer Modulationsbrumm unterbrach die Stille. Leise rauschten die Röhren mit 5 dB, als Eddi Ionchen gestand, daß es ihm ihre lose Rückkopplung angetan habe. Von dem überaus glücklichen Paar kann noch gesagt werden, daß es in harmonischer Oszillation gerade noch zur rechten Zeit t gleich x voll aus¬ gesteuert die Endstufen erreichte. Als sich die beiden, am Kulminations¬ punkt angekommen, ewige Hi-Fi vor weiteren Kreisen schworen, waren ihre magischen Augen von umflortem Glanze erfüllt. Ein Meßinstrument vergoß sogar Tränen. Es war ein Weicheiseninstrument, und einige Maden¬ schrauben hatten sich vollkommen gelöst... Neuerscheinung! W. W, Batygin und I. N.Toptygin Aufgabensammlung zur Elektrodynamik Hochschulbücher für Physik, Band 37 • Übersetzung aus dem Russischen XI/483 Seiten • 101 Abbildungen • gr.-8° ■ Kunstleder, 39,80 MDN Das Buch enthält etwa 750 ausgewählte Aufgaben zur klassischen nichtrelativistischen und relativistischen Elektrodynamik, darunter zahlreiche Aufgaben zu Problemen, die besonders für die moderne Anwendung von Bedeutung sind: Wellenausbreitung in anisotropen und gyrotropen Medien, Bewegung geladener Teilchen im elektro¬ magnetischen Feld, Wechselwirkung geladener Teilchen mit Materie, ferromagnetische Resonanz, Darstellung des elektromagnetischen Feldes durch ein System von Oszillatoren. Die Lösungen der Aufgaben sind in einigen Fällen angegeben. Jedem Abschnitt ist eine kurze theoretische Einführung mit den wichtigsten Formeln und Definitionen zum betreffenden Gebiet vorangestellt, die als Repetitorium dienen kann. VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften * 108 Berlin 230 Moderne Ausbildungsmethoden in der NVA Mjr. Ing . Heinz Kösling Das moderne Gefecht verlangt von den Einheiten der Nationalen Volks¬ armee sehr hohe Beweglichkeit. Voraussetzung dafür ist eine ununter¬ brochen mit hoher Durchlaßfähigkeit arbeitende Nachrichtenverbin¬ dung. Wenn auch auf diesem Gebiet die elektronische Datenverarbei¬ tung in der Zukunft die entscheidende Rolle spielen wird, so kann man zur Zeit auf eine Nachrichtenübermittlung auf der Grundlage des Fern¬ schreibens und des Mörsens noch nicht verzichten - ganz im Gegen¬ teil: Auch in Zukunft wird man für bestimmte Gefechtshandlungen Funker und Fernschreiber benötigen. Ihre Ausbildung muß auf den Erkenntnissen der Wissenschaft und der Anwendung modernster tech¬ nischer Hilfsmittel basieren. Welche allgemeinen Prinzipien - sowohl für die Ausbildung der Funker als auch der Fernschreiber - müssen berück¬ sichtigt werden? - Informationsverarbeitung durch den Menschen, - Anwendung der Erkenntnisse der Entropie* bei der Aus¬ arbeitung der Übungsunterlagen. Ausbildung von Tastfunkern In vielen Gefechtshandlungen sind die Funkverbindungen oft die ein¬ zigen Nachrichtenverbindungen; deswegen muß das Funkpersonal ein Höchstmaß an praktischen Fertigkeiten im Herstellen und Betreiben der geforderten Funkverbindungen besitzen. Trotz moderner Übertragungs¬ mittel bleibt in vielen Situationen der Tastfunkbetrieb (Al und Fl) nach * Die Entropie H einer Quelle ist der mittlere Nachrichteninhalt ihrer emittierten Nachrichtenelemente. - Für die Entropie der gedruckten englischen Sprache hat Shannon einen Wert von etwa 1 bit je Buchstabe ermittelt. Für die deutsche Sprache hat Küpfmüller die gleiche Größenordnung gefunden. 231 wie vor bestehen. Die Höhe des Nachrichtenflusses der in Al und F1 arbeitenden Funkbeziehungen ist in erster Linie vom Ausbildungsstand der Tastfunker abhängig. Damit diese hohen Forderungen beim Halten und Betreiben der Funk¬ verbindungen mit modernen Nachrichtenmitteln erfüllt werden, ist es erforderlich, daß der Funker in der NVA ein hohes Betriebstempo im Empfangen und Senden von Morsezeichen bei ausgezeichneter Qualität erreicht. Er muß die Regeln des Funkbetriebsdienstes sowohl im Sprech¬ ais auch im Tastfunk lückenlos beherrschen und konsequent einhalten sowie die moderne Funktechnik sicher bedienen und richtig ausnutzen können. Nicht jeder, der sich entschlossen hat, Funker zu werden, ent¬ spricht diesen Forderungen. Deshalb wird vor Beginn der Funkausbil¬ dung ein Funktest durchgeführt. Innerhalb dieses Funktestes werden die Bewerber geprüft im - Hören von kurzen Zeichen, die als Punkte, - Hören von langen Zeichen, die als Striche bezeichnet werden. Das Ziel ist, sich die Klangbilder eines Punktes, Striches bzw. Punkt- Strich-Kombinationen anzueignen. Vom Ausbilder werden von einem vorbereiteten Tonband aufgegebene Zeichen abgespielt. Die Bewerber haben das Klangbild zu erfassen und durch Striche und Punkte nieder¬ zuschreiben (beispielsweise — ■)* Nach Auswertung der Testzettel wird an Hand der Fehler die Eignung bestimmt. Als geeignet werden ange¬ sehen : - Oberschüler mit nicht mehr als 3 Fehlern, - 10-Klassen-Schüler mit nicht mehr als 5 Fehlern und - Grundschüler mit nicht mehr als 10 Fehlem. Alle zum Funker geeigneten Bewerber werden in einer Ausbildungs¬ gruppe zusammengefaßt. Die Funker beginnen mit den Vorbereitungs¬ übungen im Geben, und zwar - Handhaben der Taste, - Geben von Punkten und Strichen, - Geben von Sirich-Punkt-Kombinationen. Als Hilfsmittel für die Anerziehung des richtigen Rhythmus dienen elek¬ tronische Taktgeber oder vorher angefertigte Tonbänder. Erst wenn diese Grundlagenübungen beherrscht werden, beginnt man mit dem Tasten der einzelnen Buchstaben des Morsealphabetes. Das geschieht nach einer bewährten Reihenfolge, wobei in einer Unterrichtsstunde 232 durchschnittlich 3 bis 4 Zeichen erlernt werden. Die Kontrolle erfolgt durch direktes Abhören oder durch Tonbandaufzeichnungen. Nachdem etwa 2 / 3 des Morsealphabetes im Geben beherrscht werden, beginnt in der gleichen Reihenfolge das Erlernen der Morsezeichen im Hören. Diese Methode hat den Vorteil, daß die Funker bei Beginn der Hörausbildung bereits die Klangbilder von einem großen Teil des Morse¬ alphabetes kennen und somit die Hörausbildung innerhalb kurzer Zeit abgeschlossen werden kann. Ständige Kontrolle beim Geben und Auf¬ nehmen der Morsezeichen ist notwendig, um rechtzeitig bestimmte Eigenarten* oder Verwechslungen erkennen und beseitigen zu können. Dazu stehen dem Ausbilder modernste technische Einrichtungen zur Verfügung. Nach Erlernen der Morsezeichen in einem Tempo von etwa 30 Zeichen pro Minute beginnt die Steigerung und Festigung des Tempos bis zu dem festgelegten Ziel. Die Hör- und Gebeausbildung schließt mit einer Klassifikationsprüfung ab. Die Stufe der Prüfung richtet sich nach der jeweiligen Dienst- und Ausbildungszeit. Die während der Hör- und Gebeausbildung miterlemten Regeln des Funkbetriebsdienstes werden während des Funkverkehrs in der Klasse weiter gefestigt. Dieser Funk¬ betriebsdienst in der Klasse kann zuerst zwischen Ausbilder und Schüler durchgeführt werden. Die anderen Funker schreiben den ge¬ samten Funkbetrieb mit. Auch während dieser Zeit ist eine Steigerung Es war einmal eine französische Funkstelle, die verriet sich 1915 dadurch, daß nach der Entfaltung an einem neuen Ort in der Regel vor jedem Funkspruch der Gegen¬ stelle stets offen die Frage gestellt wurde: „Hören Sie mich gut?“ Die gegnerische Funkaufklärung stellte in diesem Fall schnell den Standort der Funkstelle fest. Das erfolgte auch, als die Funkstelle ihren Rufnamen gewechselt hatte.,. Der Standort des Stabes der 193. deutschen Division wurde mehrmals an Hand der Eigenarten eines Funkers beim Geben festgestellt. Besagter Funker sendete stets die Anzahl der übermittelten Gruppen nicht am Anfang eines Funkspruches, wie es die Funkbetriebsdienstvorschrift vorsah, sondern am Ende ... Und das war kein Märchen, das ist auch heute noch so . .. 233 des Tempos im Hören und Geben möglich. Die Funker haben alle Pflichten eines Diensthabenden Funkers zu erlernen und auszuüben. Das bezieht sich besonders auf das Führen von Betriebsunterlagen sowie auf die richtige Bearbeitung und Weiterleitung von Funknachrichten. Nach entsprechender Festigung der Kenntnisse geht man dazu über, einzelne Funkrichtungen und Netze zu organisieren. Jetzt ist der Funk¬ verkehr von den Funkern selbst durchzuführen. Dabei wird gut bzw. schlecht durchgeführter Funkbetriebsdienst auf Tonband aufgespielt und ausgewertet. Es folgt dann der Funkbetriebsdienst im Gelände. Man be¬ ginnt zunächst mit Funkverkehr auf nahe Entfernungen, danach auf reale Entfernungen, schließlich wird Funkverkehr in der Bewegung und bei Nacht durchgeführt. Die bereits in der Klasse geübte Arbeit unter Funkstörungen wird im Gelände durch Einsatz von Stör-Funkstellen fortgesetzt. Das alles zeigt deutlich, daß ein Funker der NVA ein Höchstmaß an technischen Kenntnissen aufweisen und positive Eigenschaften besitzen muß, um diesen Anforderungen gerecht zu werden. Ausbildung von Fernschreibern Die Fernschreibverbindungen nehmen im militärischen und kommer¬ ziellen Nachrichtensystem einen breiten Raum ein. Ein großer Teil der zu übermittelnden Nachrichten und Meldungen wird durch Fs-Verbin- dungen sichergestellt. Das hat gegenüber Sprech- und Funkverbin¬ dungen große Vorteile, unter anderem folgende: - die Nachricht liegt schriftlich vor; - bei der Aufnahme von Nachrichten ist die Fehlermöglich¬ keit geringer als beim Hörempfang (Telefonie- oder Tast¬ funk); - die Sendegeschwindigkeit ist bedeutend höher als bei Tast¬ funk (Tastfunk etwa 100 bis 120 Zeichen/min“ Fern¬ schreiben 200 bis 250 Zeichen/min -1 , mit Lochstreifen 400 Zeichen/min -1 ; - Nachrichten können mit Lochstreifen vorbereitet und bei bestehender Verbindung mit Höchstgeschwindigkeit ge¬ sendet werden. Dies ist vor allem für Funkfernschreibver- bindungen wichtig. Damit diese Vorteile voll zur Geltung kommen, müssen die Fernschrei¬ ber sowohl gute Kenntnisse in der Nachrichtentechnik und der Geräte¬ bedienung aufweisen, als auch nach modernen Methoden im Schreiben und im Betriebsdienst ausgebildet sein. Das Hauptziel der Fernschreiber- 234 ausbildung in der NVA besteht darin, die Fernschreiber in kürzester Zeit so zu schulen, daß sie nicht nur hohe Schreibleistungen erreichen, son¬ dern auch den Betriebsdienst sicher beherrschen. Es wird nach folgender Methode gearbeitet: Die Ausbildung zum Erlernen des Zehn-Finger-Blindschreibens wird in modern eingerichteten Übungsklassen beim Betrieb ohne Gegenstelle durchge führt. Als Vorlage werden Übungskarten benutzt, die die ent¬ sprechenden GrifTkombinationen für die einzelnen Tastenzeilen der Fs-Maschine enthalten. Die Übungen beginnen mit der 3.Tastenreihe (Grundreihe). Die Tastatur wird dabei abgedeckt, um den Fernschreiber zum Blindschreiben zu zwingen. Zur Kontrolle der Fingerstellung be¬ findet sich an der Stirnseite der Klasse eine Abbildung der Tastatur. Die einzelnen Übungen sind so aufgebaut, daß der vorangegangene Übungs¬ stoff ständig wiederholt wird und nahezu alle Tasten in gleichmäßiger Geschwindigkeit angeschlagen werden. Hat der Fernschreiber eine Übungsvorlage einmal fehlerfrei geschrieben, so ist diese Übung erfüllt, und er kann zur nächsten übergehen. Der Ausbilder kann jederzeit über ein Kontrollpult die Leistung des ein¬ zelnen Schülers überprüfen und bei Fehlern entsprechend eingreifen. Darüber hinaus wird eine ständige Fehleranalyse durchgeführt, um fest¬ zustellen, welche Kombinationen die meisten Schwierigkeiten bereiten. Auf Grund dieserUnterlagen werden spezielle Übungsvorlagen erarbeitet. Bild 1 Fernschreibiibungspult mit Abfragemaschine 235 Bild 2 Klassifizierungsspangc Nach Abschluß der Grundausbildung können die Fernschreiber bereits zum Betriebsdienst mit geringer Schreibgeschwindigkeit, 40 bis 50 Zeichen/min -1 , eingesetzt werden. In der weiteren Ausbildung werden die Fernschreiber zum fehlerfreien Schreiben bei Steigerung des Schreib¬ tempos erzogen. Auch dabei wird zu Beginn ohne Gegenstelle gearbeitet. Außer nach Vorlagen, die zu je einem Drittel aus Klartext, Buchstaben¬ text und Zahlengruppentext bestehen, ist auch nach Diktat zu schreiben. Zur Steigerung des Tempos werden Taktgeber und Tonbandgeräte ein¬ gesetzt. Mit dem Taktgeber wird ein bestimmtes Tempo vorgegeben, und die Fernschreiber schreiben in diesem Rhythmus von der Vorlage ab. Um den Schüler anzuspornen, liegt das vorgegebene Tempo 5 bis 10 Zei¬ chen höher als die augenblickliche Schreibleistung. Bei der Arbeit mit dem Tonband werden Bänder mit Klartext und Grup¬ pentext benutzt, wobei als oberste Grenze ein Tempo von 90 Zeichen/ min“ 1 gilt. Uber Kopfhörer nehmen die Fernschreiber die Texte auf und schreiben sie in die Maschine. Nach dem Unterricht im Klassenraum wird die Ausbildung unter gefechtsmäßigen Bedingungen an bestehenden Übungsnetzen fortgesetzt. Zuerst ist das Schreiben auf Fs-Linien mit Gegenstelle ohne Vermittlungseinrichtungen zu üben. In der weiteren Ausbildung wird in Fs-Netzen mit Fs-Vermittlung gearbeitet. Dabei ar¬ beitet jeder mit jedem. Eine große Verkehrsdichte - und damit reale Be¬ dingungen - erreicht man durch Grafiken beim Austausch von Fern¬ schreiben. Jede Femschreibstelle erhält einen Auszug aus der Grafik, aus der hervorgeht, wann an wen ein Spruch zu senden ist. Lfd. Nr. Tarn¬ name x + 10 x + 20 x 30 x 4- 40 x 4- 50 x 4- 60 1 Rose Tanne Buche — Fabrik — 2 Wiesel — Rose — Elbe — Rose 3 Wildau Fabrik — Wiesel — Tanne — 4 Regent Buche — Tanne — Wiesel — 5 Fabrik — Regent — Rose — Wildau 6 Tanne — Wildau — Regent — Elbe 7 Buche — Elbe — Wildau — Regent 8 Elbe Wiesel — Fabrik — Buche — Bild 3 Grafik für Fernschreibbetriebsdienst 236 Fs-Stelle Rose Zeit an wen ein Fs x + 10 Tanne x + 20 - (Empfang eines Fs) x + 30 Buche x + 40 — Bild 4 x -f- 50 Fabrik Auszug aus der Grafik x | 60 — für eine Fs-Stelle Am Ende der Ausbildung steht - wie bei den Tastfunkern - die Prüfung zum Nachweis der Klassifikation, und jeder Fernschreiber ist stolz, wenn er die Bedingungen erfüllt und als äußeres Zeichen dieser Leistung die Klassifizierungsspange erhält. Ausblick Verstärkte Anwendung der Programmierung, Einführung von Unter¬ richtsmaschinen sowie die Entwicklung verbesserter Hilfsmittel, das sind die Hauptforderungen bezüglich der Ausbildungsmethoden. In welcher Form könnten nun die bekannten Ausbildungsformen verbessert werden? Einige Beispiele sollen an Hand der Ausbildung von Fernschrei¬ bern gemacht werden. Analog gelten diese auch für die Ausbildung von Tastfunkern. Die Einführung von Unterrichtsmaschinen wäre in fol¬ gender Form möglich: - Eine Unterrichtsmaschine für den gesamten Klassenver¬ band, die in einem vom Ausbilder wählbaren Tempo eine Vorlage in Form von Lichtsignalen an der Stirnseite der -e; Bild 5 Schema einer Unterrichtsmaschine für Fernschreibbetriebsdienst 237 Klasse vorschreibt; die Schüler schreiben diese Zeichen nach. Die Vorteile bestehen im Schreiben nach Text unter stärkster Konzentration. - Die obengenannte Maschine hat aber den Nachteil, daß sie sich nicht dem einzelnen Schüler anpassen und seine indivi¬ duellen Eigenschaften berücksichtigen kann. Das läßt sich erreichen, wenn jeder Schüler eine Unterrichtsmaschine er¬ hält, die nach folgendem Prinzip arbeitet: Das Programm wird mittels Lochstreifen eingegeben. Die Entschlüsselung erfolgt elektronisch, und die Vorlage er¬ scheint, je nach Ausbildungsstand, in Form von Einzel¬ zeichen oder fortlaufendem Text auf einem Anzeigefeld. Der Schüler hat dieses Programm abzuarbeiten. In der Ver¬ gleichseinrichtung wird die Niederschrift überprüft, d.h., falsche und richtige Zeichen werden aufgezählt. Nach einer vom Ausbilder festgelegten Anzahl von richtigen Zeichen erfolgt automatisch eine schnellere Eingabe des Programms, und der Schüler wird zur höheren Leistung gebracht. Sollte die Leistung des Schülers schlechter werden, so gleicht sich die Maschine dem Schüler an, d.h., das Programm wird langsamer eingegeben. Die gezählten falschen und richtigen Anschläge werden an einem Regiepult für den Ausbilder sichtbar. Als wichtiges Hilfsmittel wäre noch eine vollautomatische Einrichtung zur Auswertung der Übungsfernschreiben zu nennen. Ein Empfangs¬ locher stanzt den Übungstext mit; der Lochstreifen wird in die Auto¬ matik eingegeben und mit dem Programm verglichen. Das bedeutet, die Anzahl der falschen Zeichen ist in kürzester Zeit festgestellt und das Er¬ gebnis unmittelbar für die Auswertung greifbar. Solche oder ähnliche technische Hilfsmittel werden in den kommenden Jahren die Ausbildungsmethoden bestimmen und die Heranbildung von qualifizierten Nachrichtensoldaten ermöglichen. Wußten Sie schon ... daß die Erde in drei Minuten von der Sonne so viel Energie erhält , wie der Energieverbrauch aller Länder der Erde in einem Jahr ausmacht? 238 MINIATUR-TASTENSCHALTER FÜR DIE HF. UND NF-TECHNIK • SECHSKONTAKTIGE TASTEN • AUCH MIT LEUCHTTASTEN GUSTAV NEUMANN KG SPEZIALFABRIK FÜR SPULEN, TRANSFORMATOREN, DRAHTWIDER STANDE • CREU1BURG/WERRA THUR. TELEFON CREUZBURG 121/122 AUSLIEFERUNG ÜBER DEN GROSSHANDEL Sind Sie orientiert über den neuesten Stand unserer elektronischen Meßgeräte? Bewährte Spezialisten stehen zu Ihrer Beratung bereit. Wirfertigen Selektive Spannungsmeßgeräte Feldstärkemesser Oszilloskope Schein leitwertmeßbrücken Röhrenvoltmeter Tiefpässe, Filter, Eichleitungen Zur Frühjahrsmesse 1966, Technische Messe R-F-T Kollektivstand, Halle 15 VEB MESSELEKTRONIK BERLIN 1035 Berlin, Neue Bahnhofstraße 9-10, Telex: 011 761, Telefon: 580881 Einige Geräte der industriellen Elektronik Ing. Klaus K. Streng Auf dem 6.Parteitag der Sozialistischen Einheitspartei Deutschlands wurden auch die vordringlichen Aufgaben unserer Volkswirtschaft dis¬ kutiert und festgelegt. So entwickelte sich seither in stärkerem Maße ein besonderer Anwendungszweig der Schwachstromtechnik oder besser Bild 1 Belichtungsautomat Lumosec von Visomat , Schaltgerät 16 Elektronisches Jahrbuch 1966 mmm Bild 2 Belichtungsautomat Lumosec von Visomat , Fotozellengerät der Elektronik. Es handelt sich um den Einsatz von elektrotechnischen Geräten mit Elektronen- bzw. Ionenröhren oder Halbleiterbauelementen in Arbeitsmitteln der Industrie, also das, was man gemeinhin unter dem Begriff „industrielle Elektronik“ zusammenfaßt. Unter den Betrieben, bei denen die Herstellung von Geräten der indu¬ striellen Elektronik schon zur Tradition gehört, ist einer der bedeutend¬ sten die Visomat GmbH in Leipzig. Erwähnt werden soll ihr Belichtungs¬ automat Lumosec (Bild 1 und Bild 2). Er ist speziell für Lichtmengendo¬ sierung an Reprokameras bestimmt. Bild 3 zeigt die Schaltung des Lumosec. Von seinen technischen Daten interessieren hier die Leistungs¬ aufnahme (etwa 15 VA bei 220 V/50 Hz), der maximal zulässige Schalt¬ strom (1,5 A bei 220 V), der große Belichtungsumfang (1:10000) und seine geringe Masse (Zellengerät 0,7 kg, Schaltgerät 4 kg). Ebenfalls für die grafische Industrie bestimmt ist der Dichtemesser SWT (Bild 4) von Visomat. Er ermöglicht eine einfache, schnelle und exakte Messung der Dichte und des Dichteumfangs von Negativen, Dias usw. Seine Leistungsaufnahme ist etwa 45 VA an 220-V-Wechselstromnetz, seine Masse 7 kg. 242 Bild 3 Blockschaltbild mit dem Lumosec Bild 4 Dichtemesser S WT von Visomat Viel Energie ginge verloren, wenn die Straßenbeleuchtung nicht recht¬ zeitig (bei Morgendämmerung) ausgeschaltet würde. Und Unfallgefahr bestünde, wenn die Straßenbeleuchtung nicht bei schwindendem Tages¬ licht aufflammte. Visomat liefert auch dafür ein Gerät, das den zuver¬ lässigsten, aber doch immer subjektiv urteilenden Menschen am Schalter weit übertrifft: einen Dämmerungsschalter, von dem Bild 5 eine Aus¬ führung zeigt. Die Funktion ist leicht zu verstehen und wurde auch des öfteren in Fachzeitschriften beschrieben. Bild 6 stellt die Prinzipschaltung des Dämmerungsschalters dar. Das Licht fällt auf ein lichtempfindliches Bauelement (Fotowiderstand, Bild 5 Lichtfänger des Visomat-Dämmerungsschalters 243 Fotoelektrisches Element Verstärker Relais zu schaltender Stromkreis Bild 6 Prinzip Schaltung (Blockschaltbild) des Dämmerungsschalters Fotodiode, Fototransistor u.ä.). Der durch dieses lichtempfindliche Bauelement fließende Strom hängt ab von der Beleuchtungsstärke (jeder elektrische Belichtungsanzeiger bewirkt das gleiche). Da der Strom gering ist, muß er in einem Gleichstromverstärker verstärkt werden, be¬ vor er Relais, Schaltschütze usw. betätigen kann. Bei einer bestimmten Beleuchtungsstärke schaltetderbeschriebeneDämmerungsschalter „ein“, bei einer anderen schaltet er „aus“, und zwar jederzeit, abhängig nur von der Beleuchtungsstärke. Die „Schaltpunkte“, d.h. die Lichtstärke, bei der der Dämmerungsschalter reagieren soll, sind vorher entsprechend einzustellen. Ein Punkt bleibt offen: Bei vorbeifahrenden Kraftfahrzeugen könnten deren Scheinwerfer auch in finsterer Nacht dem Dämmerungsschalter das Tageslicht Vortäuschen. Er würde bei jedem vorbeifahrenden Auto schalten - unausdenkbar. Aber das geschieht nicht. Eine Verzögerungs¬ schaltung bewirkt, daß der Dämmerungsschalter nur auf länger an- Bild 7 Visomat-Doppel¬ verstärker FWD für Fotozellen (offen) 244 Bild 8 Visomat- Universalverstärker FWH für Schalthäufigkeiten bis zu IO/s Bild 9 Visomat-Lichtgitterschranke LGS: Beim Unter¬ brechen des Lichtstrahles auf die „ Schranke “ werden Maschinen o. dgl. ausgeschaltet haltende Lichtreize reagiert; darum beeinflussen ihn auch Blitze nächt¬ licher Gewitter nicht. Mit den erwähnten Geräten ist keine annähernd umfassende Liste dessen gegeben, was Visomat fertigt. Zu nennen wären vor allem noch Rauch¬ melder, Lichtschranken, Mikroreflexabtastgeräte usw. Bild 7 bis Bild 10 Bild 10 Visomat-Lichtrefiexabtastgerät KRS. Das Gerät dient zum be¬ rührungslosen Abtasten von Zeigern , Blenden , markierten Wellen usw. 245 Bild 11 Stromlaufplan des Universalverstärkers FWH in Bild 8 zeigen einige dieser Geräte. Verstärker für industrielle Elektronik - das ist das nächste Stichwort. Diese dienen natürlich nicht der Übertragung von Sprache und Musik - allenfalls der Betriebsfunk würde solche Ver¬ stärker benötigen sondern zur Übertragung von Steuersignalen, wie sie etwa Fotozellen liefern. Der in Bild 8 gezeigte Verstärker (Schaltung Bild 11) schaltet bis zu 3 A bei 250 V. Zur Verstärkung und Übertragung von Steuerimpulsen bedient sich die moderne Technik mehr und mehr der Halbleiterbauelemente, von denen das bekannteste der Transistor ist. Seine Vorteile gegenüber der Elek¬ tronenröhre dürfen als bekannt vorausgesetzt werden. Vom VEB Elektro-Apparate-Werke in Berlin-Treptow werden derartige Verstärker und andere Übertragungsglieder, sauber in Gießharz vergos- Bild 12 Ansicht eines Translog-Bausteines 246 Bild 13 Stromlaufbahn des Translog-Baust eines 1 P 40 (Schaltverstärkers) vom VEB EAW Berlin-Treptow sen und mit Steckern versehen, unter der Bezeichnung Translog- Bau¬ steine geliefert (Bild 12). Unter den Bausteintypen findet man Schalt¬ verstärker, Multivibratoren, Thermowächter (temperaturempfindliche Schalter), Umkehrstufen und jene geheimnisvollen Glieder, deren sich die Regeltechnik so gern bedient: Und- bzw. Oder-Gatter, Matrix¬ schaltungen usw. In Bild 13 und Bild 14 sind die vereinfachten Schal¬ tungen von zwei Tm^/o.g-Bausteinen zu sehen. Die Vorteile der Tra/u/o^-Bausteine beim Aufbau von Industrieanlagen aller Art, in denen elektronische Steuer- und Regelschaltungen benötigt werden, liegen auf der Hand. Unter anderem ist die große Wartungs¬ freiheit der Bausteine hervorzuheben. Die Halbleiterbauelemente haben eine wesentlich längere Lebensdauer als Ionen- und Elektronenröhren. Deswegen konnten die Bausteine auch als komplett austauschbare Ein¬ heiten ausgeführt werden; einzelne Transistoren u.ä. brauchen (bzw. können) nicht mehr ausgewechselt werden. Auch sind die Fachkräfte dafür in den seltensten Fällen in dem betreffenden Betrieb vorhanden. Doch nicht alles, was mit dem Komplex „Messen - Steuern - Regeln“ (MSR) zusammenhängt, ist Elektronik! Dies wird oft fälschlicherweise von Laien angenommen. Als Beispiel soll die zeitabhängige Programm¬ steuerung dienen - oder verständlicher ausgedrückt: In einer Anlage der automatisierten Fertigung sollen verschiedene Maschinen oder Apparate Bild 14 Stromlauf plan des Translog-Bausteines 1 NN 10 (Doppelnegator) vom VEB EA W Berlin-Treptow 247 Bild 15 nacheinander zu bestimmten Zeiten eingeschaltet werden. Das Ein¬ schalten erfolgt nach einem vom Technologen genau festgelegten Pro¬ gramm. Eine solche Notwendigkeit kann sich beispielsweise in einer automatisierten galvanotechnischen Abteilung ergeben, in der ein stäh¬ lerner Gegenstand nacheinander geschmirgelt, gewaschen, verkupfert und versilbert werden soll. Den Transport von einem Bad ins andere Bild 15 und 16 Zwei Programmzeitgeber typen der Firma Kurt Ehrlich , Pirna 248 übernimmt ein Transportband. Das Einschalten gemäß der Programm¬ steuerung erfolgt durch einen Programmzeitgeber, wie ihn z. B. die Firma Kurt Ehrlich , Pirna, in verschiedenen Ausführungen fertigt (Bild 15 und Bild 16). Je nach Typ können bis zu 15 Schaltungen während einer Programmdauer bis 500 Stunden erfolgen. Zu diesen Programmzeit¬ gebern gehören viele Zusatzeinrichtungen, wie Programmstillsetzer, Fernanzeiger, Kontroll- und Steckeinrichtungen, zur Auswahl verschie¬ dener Varianten eines Programms. Wie läßt sich die Wirkungsweise eines derartigen Programmzeitgebers erklären? Man kann sich eine Uhr vorstellen, die an Stelle von Zeigern eine Schaltwalze antreibt. In bestimmten Stellungen der Walze, d.h. zu bestimmten Zeiten, schließen bestimmte Kontakte - eine einfach scheinende Idee. Aber alle großen Ideen sind im Grunde genommen einfach. Die Bedeutung derartiger Einrichtungen wird auch heute noch vielfach unterschätzt. Darum eine kleine Auswahl aus der Liste von Betrieben, die derartige Programmzeitgeber verwenden; sie reicht vom VEB Halb¬ leiterwerk in Frankfurt/Oder bis zur bekannten Filmfabrik ORWO in Wolfen. In ihr sind so prominente Namen zu finden wie der VEB Werk für Fernsehelektronik in Berlin, der VEB Elektrochemisches Kombinat Bitterfeld, der VEB Chemische Werke Buna, der VEB Kombinat Schwarze Pumpe - es ist unmöglich, alle zu nennen. Jedenfalls - und damit soll der kleine Ausflug in das Reich der industriellen Elektronik und ihrer Randgebiete für dieses Mal beendet sein - lohnt es sich für junge Menschen, die beruflichen Zukunftspläne in diese Richtung zu lenken. Wer sich der elektronischen Nachrichtentechnik mit ihren zahl¬ reichen Gebieten verschrieben hat, sollte sich gründlicher mit dem Gebiet der industriellen Elektronik befassen - mit ihrer Wirkungsweise und ihren unabsehbaren Möglichkeiten. Es ist die Produktionstechnik von morgen. Temperatur- und Feuchtemessungen kostensparend Klimaprüfungen mit hohem wirtschaftlichem Nutzeffekt Feutron liefert Ihnen bewährt und dem neuesten Stand der Technik entsprechend: Feuchtemeßanlagen für Feststoffe wie • Gewebebahnen • Faserplatten • Papierbahnen • Hackschnitzel • Furniere • Brikettierbraunkohle • Luftfeuchte-Meßanlagen • Feuchtemeßanlagen fürEinzelfeuchtemessungen • Kiimaprüfschränke • Wärmedurchgangsprüfer Unser qualifiziertes, wissenschaftliches Personal berät Sie bei der Einführung der Feuchtemeßtechnik. Fordern Sie bitte unser Angebot Fabrik elektro-physikalischer Geräte Karl Weiss KG • Greiz/Thüringen feutron Die Tunneldiode und ihre Schaltungsanwendungen Hagen Jakubaschk Über die Tunneldiode - eines der jüngsten Bauelemente der Halbleiter¬ technik - sowie über ihre physikalischen Grundlagen und ihre Funktion wurde in den letzten Jahren bereits mehrfach berichtet. Entsprechende Darstellungen zum Bauelement selbst sind u.a. in Heft 34 der Reihe Der praktische Funkamateur (Fischer, Einführung in die Dioden- und Transistortechnik ) sowie in der Beitragsserie von Lossack: Die Tunnel¬ diode (Zeitschrift radio und fernsehen, 1963, Heft 7, 9, 11, 13, 14, 15 und 17) zu finden. Praktisch ausführbare Schaltungen und Dimensionierungs¬ hinweise gibt es jedoch bisher nur sehr spärlich. Deshalb hat der folgende Beitrag nicht Aufbau und Funktion der Tunneldiode zum In¬ halt, sondern er beschränkt sich auf die Erläuterung des Verhaltens dieses Bauelements in der Schaltung sowie auf deren Dimensionierung und auf die Schaltungstechnik. In der DDR wurden Tunneldioden vom VEB Werk für Fernsehelek¬ tronik entwickelt. Die Fertigung soll Ende 1965 beginnen, wobei zu¬ nächst die Tunneldiodentypen GE 115, GE 116, GE 117 und GE 118 im Handel erscheinen werden. Ab 1966 dürften daher Tunneldioden auch für den Amateur unmittelbar interessant sein. Die im folgenden gezeig¬ ten Schaltungen wurden mit Funktionsmustern der genannten DDR- Tunneldioden vom Typ GE 117 labormäßig erprobt, zum Teil auch bereits seit längerer Zeit betriebsmäßig eingesetzt. Die Tunneldiode ist eine hochdotierte Germaniumdiode, die in Durch¬ laßrichtung betrieben wird und keine nennenswerte Sperrwirkung hat, insofern also nicht mit üblichen Dioden verglichen werden kann. Ihre Durchlaßkennlinie (Bild 1) zeigt einen fallenden Kennlinienteil (Bereich Punkt A bis B). In diesem Kennlinienbereich bewirkt eine Erhöhung der Durchlaßspannung U D ein Absinken des Durchlaßstroms I D , die Diode 251 Bild 1 Kennlinienverlauf einer Tunneldiode weist in diesem Bereich einen negativen Widerstand auf. Der Begriff des negativen Widerstandes soll hier nicht näher erläutert werden, sein Zu¬ standekommen beruht auf atomaren Vorgängen in der Diodensperr¬ schicht, an denen lediglich Elektronen beteiligt sind. Aus diesem Grunde ist die Tunneldiode hervorragend als schneller Schalter und Oszillator für hohe Frequenzen (in geeigneter Bauform bis in den GHz-Bereich!) geeignet. Der negative Widerstand - in Ohm angegeben und zahlenmäßig bei einigen 10 Q. bis 100 Q. liegend - kann, stark vereinfacht, rechnerisch als normaler Widerstandswert, jedoch mit negativem Vorzeichen (kleiner als Null) aufgefaßt werden. Schaltet man ihn einem reellen (positiven) Widerstand, etwa dem Verlustwiderstand eines Schwingkreises, parallel, so verringert sich der Gesamtwiderstand dieser Parallelschaltung, d.h., der Schwingkreis wird entdämpft und kann u.U. sogar ständig schwin¬ gen. Im ersten Fall kommt es zu einer Verstärkungswirkung, im zweiten entsteht ein Oszillator. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Tunnel¬ diode erstreckt sich auf schnelle Schalter für Rechenmaschinen u.ä., ist für den Amateur aber noch uninteressant und soll daher hier nicht be¬ handelt werden. Die kennzeichnenden Daten einer Tunneldiode sind neben dem Wert des negativen Widerstands R N die Arbeitspunkte für die Tunneldiode, zwischen denen der fallende Kennlinienteil liegt und wo die Diode ihr typisches Verhalten zeigt. In Bild 1 muß also der Arbeitspunkt auf dem Kennlinienteil zwischen A und B gewählt werden. Punkt A, der Höcker , wird durch die Betriebswerte Höckerstrom I H und Höckerspannung U H , Punkt B (das Tal) durch Talstrom I T und Talspannung U T gekenn¬ zeichnet. Die Talspannung U x der Tunneldioden liegt größenordnungs¬ mäßig bei etwa 0,2 bis 0,3 V, die Höckerspannung U H bei etwa 50 bis 80 mV. Der Höckerstrom I H beträgt je nach Tunneldiodentyp etwa 1 bis 100 mA (Typ GE 117: 10 mA), der Talstrom meist etwa 15 bis 20% des Höckerstroms. Aus den genannten Zahlen ergibt sich, daß Tunneldioden bereits mit sehr geringen Betriebsspannungen (unter 1 V) auskommen, was vielfach im Vergleich zur Anwendung von Transistoren günstiger ist. Ein weiterer Vorteil liegt in der gegenüber Transistoren einfacheren Schaltungstechnik (die, da Tunneldioden außerordentlich klein gebaut 252 werden können - Gehäusevolumen wenige mm 3 der Kleinstbauweise entgegenkommt) sowie in der Eignung für sehr hohe Frequenzen. Bild 2 zeigt die grundsätzliche Schaltung eines Tunneldioden-Oszillators, bereits mit allen für die Dimensionierung erforderlichen Angaben, für den Typ GE 117 dimensioniert. Schwingkreis L s -C s ist das frequenz¬ bestimmende Element; er kann je nach Verwendungszweck für eine Frequenz vom Tonfrequenzbereich bis in den VHF-Bereich ausgelegt sein und ist hier nur symbolisch zu verstehen. Für eine Frequenz um etwa 50 MFIz wählt man beispielsweise L s mit etwa 5 bis 6 Wdg., 1,0- CuAg, 10 mm Durchmesser, C s mit etwa 20 bis 30 pF. Die Auskoppel¬ spule L k dient zur Abnahme der HF. Für Frequenzen im Tonfrequenz¬ bereich kann L s als Eisenkernspule mit einigen 100 mH, C s mit 0,1 p,F oder sogar einigen Mikrofarad dimensioniert sein. Der Kondensator C p muß je nach Frequenz so groß gewählt werden, daß er einen vollständi¬ gen Kurzschluß für die Betriebsfrequenz bildet. Die Tunneldiode TD liegt mit ihrem negativen Widerstand über C p dem Kreis L s -C s wechsel¬ spannungsmäßig parallel und entdämpft diesen so weit, daß er zu schwingen beginnt. Um TD auf den notwendigen Arbeitspunkt einstellen zu können, wird über den Spannungsteiler R v /R p die erforderliche Durchlaßspannung für TD erzeugt. Mit R v erfolgt die genaue Ein¬ stellung auf den optimalen Arbeitspunkt im steilsten Teil der fallenden Kennlinie. Für die Tunneldiode GE 117 liegt dann die Durchla߬ spannung bei etwa 0,2 V, der Durchlaßstrom bei 10 mA. Als Strom¬ quelle reicht in jedem Fall eine Batterie mit 1 bis 1,5 V aus. In dieser und in den folgenden Schaltungen eignet sich besonders eine kleine 1,5-V- Gnomstabzelle. Aus Gründen, die u.a. in der eingangs genannten Bei¬ tragsserie von Lossack erläutert sind, muß der Parallelwiderstand R p des Spannungsteilers stets kleiner sein als der zahlenmäßige Wert des negativen Widerstands der Tunneldiode. Da R N für den Typ GE 117 mit 14 Q angegeben wird, darf R p also höchstens 10 Q betragen. Dies be¬ deutet unvermeidbar einen beträchtlichen Querstrom durch R p , der als Verluststrom die Batterie zusätzlich belastet und die Leistungsbilanz des Oszillators verschlechtert. Die obere Grenzfrequenz der Tunneldiode er¬ gibt sich im wesentlichen aus Bauform und Montage. Für den GHz- Bereich fertigt man daher Tunneldioden in Patronenform zum Einsetzen Bild 2 Prinzip Schaltung eines Tunneldiodenoszillators mit typischen Werten für die Dimensionierung W(6£117o.a) 253 Bild 3 Tunneldioden-Quarzoszillator in Koaxialleiter und Topfkreise. Der mit Lötfahnen versehene Typ GE 117 läßt sich, wie Versuche ergaben, noch ohne weiteres bis zu Fre¬ quenzen um 150 MHz, in günstigen Fällen bis 250 MHz (TV-Band III!) verwenden. Nach Bild 2 kann daher für derartige Frequenzen ein sehr einfacher Oszillator aufgebaut werden, der - als einstufiger selbst¬ schwingender Sender benutzt - HF-Leistungen in der Größenordnung um 1 mW abzugeben vermag. Zu beachten ist dabei, daß die Sperr¬ schichtkapazität der Tunneldiode über C p parallel zu C s liegt und damit in die Frequenz eingeht. Wie bei jeder Diode hängt sie ab von Umgebungstemperatur und Arbeitspunkt. Temperaturände¬ rungen und in. beträchtlichem Maß auch Arbeitspunktänderungen durch Änderung des Diodenstroms ergeben daher Frequenzände¬ rungen, und diese außerdem beträchtliche Amplitudenänderungen der HF. Wie noch gezeigt wird, läßt sich das zur Modulation des Oszillators ausnutzen. Für Anwendungen als frequenzstabiler Oszillator kann man mit einem Schwingquarz arbeiten, wie Bild 3 zeigt. Dabei offenbart sich die einfache Schaltungstechnik: Der gesamte Oszillator besteht nur noch aus Quarz Q, Tunneldiode TD und C p sowie aus einer einfachen und unkritischen HF-Drossel Dr. Über C fc (Wert je nach Frequenz, für VHF-Bereich wenige Picofarad) kann die HF entnommen bzw. in diesem Fall eine Antenne angekoppelt werden. Über C p liegt TD wiederum HF-mäßig dem Quarz parallel. C p muß je nach Frequenz hinreichend groß sein (VHF-Bereich: einige Nano¬ farad), Dr schließt lediglich den Gleichstromkreis für TD. Für R v und R p gilt das zu Bild 2 Gesagte. Der eigentliche Oszillator besteht faktisch nur aus dem Quarz und der ihm parallelliegenden Tunneldiode, wobei die induktive Komponente des Quarz-Scheinwiderstands zwischen seiner Parallel- und Serienresonanzfrequenz ausgenutzt wird. Ände¬ rungen der Temperatur von TD bleiben jetzt nahezu ohne Auswirkung, Änderung des Diodenstroms ergibt lediglich HF-Amplitudenänderung. Auch dieser Oszillator kann daher leicht amplitudenmoduliert werden. Damit die Schwingbedingung erfüllt wird, muß der Gesamtwiderstand der Parallelschaltung TD/Q negatives Vorzeichen haben, d.h. kleiner als Null sein. Wie eine einfache Rechnung unter Beachtung der Vorzeichen 254 ergibt, hat daher der Verlustwiderstand des Quarzes größer zu sein als der zahlenmäßige Wert des negativen Widerstands der Tunneldiode, woraus die im ersten Moment verblüffende Feststellung resultiert, daß der Quarz nicht zu verlustarm sein darf! Das gilt übrigens auch für L/C- Kreise nach Bild 2, die ebenfalls nicht zu verlustarm sein sollen. Ver¬ lustarmer Aufbau (versilberter Spulendraht oder HF-Litze) lohnen also nur, wenn auf maximale HF-Leistungsausbeute Wert gelegt wird, d.h. im allgemeinen nur bei einstufigen Kleinstsendern mit Tunneldioden. Ein Beispiel für einen solchen Sender - benutzt als drahtloses Mikrofon - zeigt Bild 4. Es handelt sich um ein auf 74,1 MHz betriebenes Versuchs¬ muster (eingehend beschrieben im „fimkamateur“, 1964, Heft 11 und 12). Die gleiche Schaltung läßt sich gemäß Bild 3 mit Quarz ausrüsten, wobei die Modulation entsprechend Bild 4 erfolgen kann - selbstverständlich dann nur Amplitudenmodulation. Wie schon erwähnt, ist bei L/C-Oszillatoren dieser Art die Konstanz des Speisestrom von großem Einfluß auf die Frequenzkonstanz. In Bild 2 kann deshalb zwecks Stabilisierung der Frequenz R v durch eine Kon¬ stantstromquelle mit Regeltransistor ersetzt werden, was allerdings zu höherer Betriebsspannung zwingt. Bild 5 zeigt die entsprechende Schaltung. Die Betriebsspannung wird mit 9 V gewählt, die gesamte Stromaufnahme liegt bei 40 mA, die Leistungsbilanz des Oszillators dementsprechend ungünstig, jedoch noch immer nicht wesentlich schlechter als bei vergleichbaren, materialaufwendigeren Transistor¬ schaltungen. Die Zenerdiode ZD (ein beliebiger 6-V-Typ für etwa 250 mW Verlust¬ leistung) dient als Bezugsnormal für die Basisspannung. Die Emitter¬ spannung bleibt daher ebenfalls konstant, und da sie nur von dem Strom¬ fluß durch R v und durch die Oszillatorschaltung abhängt, wird dieser (und damit der Arbeitspunkt der Tunneldiode) ebenfalls konstant- Bild 4 Vollständige Schaltung eines drahtlosen Mikrofons mit Tunneldioden¬ sender 255 ** 4 OmA Bild 5 Stromkonstante Speisung des Tunneldiodenoszillators und zweite Möglichkeit für Modulation gehalten - auch bei Temperaturschwankungen. Mit R v stellt man den Arbeitspunkt für TD einmalig ein. Im übrigen gilt alles bei Bild 2 Ge¬ sagte. Gleichzeitig ist eine andere Modulationsmethode gezeigt, die zu dem gleichen Ergebnis führt wie die in Bild 4 dargestellte. Die NF- Modulation wird über einen Kleinübertrager in den Tunneldioden- Spannungsteilerfußpunkt eingekoppelt. Die Sekundärwicklung des Übertragers muß wegen der für R p (Bild 2) genannten oberen Grenze sehr niederohmig sein; andererseits sind nur äußerst geringe NF-Span- nungen (Größenordung 0,1 bis 0,5 mV!) notwendig, so daß Abwärts¬ transformation erfolgen kann. Gut geeignet ist der bekannte Sternchen- Ausgangsübertrager K 21 oder jeder ähnliche Typ. Modulationsspan¬ nungsbedarf liegt dann bei 1 bis 10 mV. Die gezeigte Stromstabilisie¬ rungsschaltung kann auch mit dem Quarzoszillator (Bild 3) kombiniert werden; man erhält auf diese Weise eine sehr konstante Frequenz. Außer für drahtlose Mikrofone u.ä. eignen sich Tunneldiodensender auch sehr gut als Fernschalt- und Fernsteuersender kleiner Leistung. Aus Ungarn wurde eine Anwendung als Fernschaltsender für automati¬ sche Garagentür-Öffnungseinrichtungen bekannt. Dafür und für Mo¬ dellfernsteuerungen muß der Sender mit einer Tonfrequenz moduliert werden. Das kann in einfacher Weise nach Bild 6 erfolgen. Der eigent¬ liche HF-Oszillator entspricht wieder Bild 2. P 1 dient zum Abgleich des Arbeitspunktes für TD. Die angegebenen Dimensionierungen gelten für den Typ GE 117 und für die Fernsteuerfrequenz 27,12 MHz. Als Strah¬ ler kann eine Viertelwellen-Litzenantenne oder in bekannter Weise eine verkürzte Antennenform benutzt werden. Für Quarzsteuerung benutzt man wieder die Schaltung nach Bild 3. Die Modulationsart (kombiniert AM/FM bzw. mit Quarz nur AM) entspricht Bild 5; hinzugekommen ist lediglich ein einfacher Tongenerator mit einem Transistor. Der Transi¬ stortyp ist völlig unkritisch; praktisch eignet sich jedes NF-Exemplar. 256 Bild 6 Fernsteuersender mit Tunneldiode , NF-tonmoduliert Die Tonhöhe (etwa 1500 Hz) wird im wesentlichen durch den l-[i.F-Elko bestimmt, der für andere Tonfrequenzen entsprechend abzuändern ist. P 2 kann zum Feinabgleich der Tonfrequenz herangezogen werden, soll jedoch grundsätzlich nicht geringer im Wert sein, als zum sicheren An¬ schwingen erforderlich. Mit Taste Ta werden die Fernschaltkommandos gegeben. Als Batterie genügt in jedem Fall eine 1,5-V-Gnomstabzelle. Der ganze Sender kann also außerordentlich kleingehalten werden. Eine auf einen ungarischen Vorschlag zurückgehende, recht interessante, jedoch in der Einstellung etwas kritische Schaltung für einen Oberwellen¬ oszillator zeigt Bild 7. Für R v , R p und TD gilt das bereits Bekannte. Der auf der Grundwelle schwingende Quarz liegt in diesem Fall an Stelle des üblichen Parallelkondensators C p (vgl. mit Bild 2 und 3), während Schwingkreis L s -Q auf die doppelte oder auch dreifache Quarzfrequenz abgestimmt wird. An der Koppelspule kann dann die verdoppelte oder verdreifachte Quarzfrequenz abgenommen werden. Bisher wurden nur Tunneldiodenoszillatoren gezeigt. Ebenso interessant ist jedoch die Tunneldiode als Verstärkerelement, da sie sehr rauscharm, für hohe Frequenzen geeignet und bezüglich Rauscharmut und einfacher Schaltungstechnik dem Transistor überlegen ist. Aus diesen Gründen gewinnt die Tunneldiode gerade für den UKW-Amateur große Bedeu¬ tung für VHF-Tuner - als Vorstufe wie auch als Oszillator. Grundsätz¬ lich wird ein Tunneldiodenverstärker wiederum nach Bild 2 geschaltet; in dieser Form gibt man die Verstärker-Grundschaltung heute noch vielfach an. Man stellt lediglich jetzt den Arbeitspunkt so ein, daß der Schwingkreis zwar nahezu völlig entdämpft, jedoch noch nicht zum Bild 7 Oberwellen-Quarzoszillator mit Tunneldiode 17 Elektronisches Jahrbuch 1966 257 Schwingen angeregt wird. Es sind Spannungsverstärkungen von 20 bis 30 dB mit einer solchen Stufe erreichbar. Praktisch ist eine solche Schaltung jedoch kaum zu beherrschen, da die geringste Arbeitspunkt¬ verschiebung der Tunneldiode entweder sofort zur Selbsterregung oder aber zu starkem Absinken der Verstärkung führt. Berücksichtigen muß man noch die schaltungstechnisch schwierige Trennung von Eingangs¬ und Ausgangssignal (beide werden vom gleichen Kreis an zwei nur wenig auseinanderliegenden Spulenanzapfungen abgegriffen!). Da ein Tunneldiodenverstärker im Gegensatz zur Transistorstufe als aktiver Zweipol aufzufassen ist, dazu Arbeitspunkt- und Temperaturänderungen von TD die Diodenkapazität ändern und damit den Kreis verstimmen (was in Verbindung mit den am Ein- und Ausgang angeschlossenen Baustufen ebenfalls wieder zu Selbsterregung führen kann) wird erkenn¬ bar, daß diese Schaltung kaum praktisch brauchbar ist. Man benutzt besser die Schaltung nach Bild 8, die auf einen amerika¬ nischen Vorschlag zurückgeht. Auf den ersten Blick sinnwidrig erscheint die mit 5 nF hoch bemessene Parallelkapazität zu TD. Sie bewirkt, daß die Diodenkapazität praktisch keinen Einfluß mehr hat und auch Eigen¬ resonanzen der Diode mit ihrer Halterung im VHF- oder UHF-Gebiet unterbunden werden (Tunneldioden neigen bei ungünstiger Schaltungs¬ dimensionierung grundsätzlich dazu; die Tunneldiode stellt mit ihrer Eigenkapazität und Zuleitungsinduktivität bereits einen kompletten UHF-Oszillator dar!) So verbleibt nur noch der mit dem Diodenstrom regelbare negative Widerstand der Diode, der jetzt über die Koppelspule L k in den eigentlichen HF-Kreis L s /C s hineintransformiert wird. Die Transformation soll etwa mit dem in Bild 8 angegebenen Windungszahl¬ verhältnis geschehen. Mit dem 100-Q-Regler kann nunmehr der Grad der Kreisentdämpfung bis ganz kurz vor den Schwingeinsatz geregelt werden, ohne daß TD die HF-Parameter des Kreises noch merklich be¬ einflußt. An L s kann über geeignet angebrachte Anzapfungen die Ein¬ kopplung des Eingangssignals und die Auskopplung des verstärkten Signals erfolgen. Bei zu großer Entdämpfung kommt es auch hier zu Selbsterregung des Kreises L s /C s . Es empfiehlt sich deshalb, gegebenen¬ falls wieder die Stromstabilisierung nach Bild 5 anzuwenden. Da es sich bei Bild 8 um eine frequenzunabhängige Transformation des negativen Widerstands in den Schwingkreis handelt, kann der Kreis durchstimmbar gemacht und als Verstärker oder auch als Oszillator ein¬ gesetzt werden. Bei Anwendung als Verstärker - Einstellung bis kurz vor Selbsterregung - soll der Kreis L s /C s ohne angeschlossene Koppelspule L k wiederum nicht zu verlustarm sein; für L s und C s sind also u.U. Voll¬ drahtspule und Hartpapier-Drehko günstiger als HF-Litze und Luft- drehko! Bild 9 zeigt eine praktische Anwendung dieser Schaltung. Hier wird die Ferritstabantenne eines üblichen Taschenempfängers entdämpft und da- 258 Bild 8 Frequenzunabhängige Entdämpfung eines Schwingkreises durch Eintransformieren des negativen Widerstands 5nF mit die Eingangsempfindlichkeit des Empfängers gesteigert. Bei exakter Einstellung sind Verstärkungen um 20 bis 26 dB möglich. L A /C A ist der im Empfänger bereits vorhandene Abstimmkreis, L B die Basisankoppel- wicklung für den ersten Transistor des Empfängers (Empfängertyp etwa Sternchen , Stern 4 und alle ähnlichen). L B erhöht man zweckmäßig auf doppelte Windungszahl, was zusätzlichen Leistungsgewinn bringt. L k wird zusätzlich aufgebracht mit etwa 25% der Windungszahl der Schwingkreisspule L A . Im übrigen entspricht die Schaltung Bild 8. R v muß man ständig bedienen können; er ist daher ähnlich anzuordnen wie der Rückkopplungsregler bei einem Transistoraudion. Bei ungünstiger Einstellung kann es auch hier zu Selbsterregung auf der Empfangs¬ frequenz kommen. Die Diodenspannung wird über ein Siebglied 100 O,/ 150 pF (Mindestwert !) aus der Empfängerbatterie entnommen. R v rich¬ tet sich dann nach deren Spannung. Sicherer und günstiger in der zeit¬ lichen Konstanz arbeitet die Schaltung mit eigener 1,5-V-Batterie oder noch besser mit Konstantstromspeisung gemäß Bild 5. Für den interes¬ sierten Amateur, der die Schaltung zunächst versuchsweise aufbauen will, seien als Anhaltswerte für die Windungszahlen (gültig für Mittel¬ welle und einen Ferritstab etwa 10 mm Durchmesser X 120 mm) ge¬ nannt: L a etwa 50 Wdg. (HF-Litze nicht unbedingt erforderlich!), C A etwa 500 pF, L B etwa 10 Wdg. (Volldraht), L k etwa 12 bis 14 Wdg. (Volldraht). Bild 9 Entdämpfung einer Ferritstabantenne mit Tunneldiode 259 Bild 10 Tunneldioden-A udiott Man kann nach ähnlichem Prinzip ein sehr einfaches und leistungs¬ fähiges Tunneldiodenaudion auf bauen, das prinzipiell noch bis 150 MHz einsetzbar ist (lediglich eine Aufbau- und Verdrahtungsfrage!). Bild 10 zeigt die Schaltung. Schwingkreis L A -C A wird je nach Frequenzbereich in üblicher Weise ausgelegt, wobei Ferritantenne oder normale Spule mit (punktiert gezeichneter) kapazitiver Antennenankopplung benutzt wer¬ den kann. Das L/C-Verhältnis wählt man wie für Transistoraudions üblich; für Mittelwelle ergeben sich etwa 50 bis 80 Wdg. (Volldraht ge¬ nügt) und C A = 500 pF. Die Schaltung entspricht etwa der des Bildes 2. P ist der Rückkopplungsregler, mit dem ebenso wie beim Transistor¬ audion auf den Punkt maximaler Empfindlichkeit unmittelbar vor der Selbsterregung einzustellen ist. TD bewirkt gleichzeitig die Demodu¬ lation, so daß über einen Elko unmittelbar die NF-Spannung abgegriffen und mit Transistoren weiterverstärkt werden kann. Der mit 5 D un¬ gewöhnlich niedrige Dioden-„Arbeitswiderstand“ erklärt sich aus dem bei Bild 2 bereits Gesagten; er belastet jedoch nicht den Schwingkreis wie bei den (auf den ersten Blick ähnlich aussehenden) Dioden-Gleich- ri chterschal tun gen. Falls Kopfhörerempfang ausreicht, läßt sich nach diesem Prinzip ein extrem kleines Audion aufbauen (Bild 11). Ein Transistor genügt zur NF-NachVerstärkung für den Kleinohrhörer H. Er erhält seine Basis¬ vorspannung mit von der Tunneldioden-Betriebsspannung, womit der platzraubende Koppelelko und der Basisspannungsteiler entfallen. Der Emitterwiderstand sorgt für den richtigen Arbeitspunkt; sein geringer Wert bewirkt kaum eine Verstärkungsminderung. Als Transistor ist ein beliebiger NF-Typ brauchbar, am besten mit nicht zu geringem Strom- Bild 11 Einfacher Tunneldioden-Audion- Kleinstempfänger 1 Bild 12 Resonanzmesser ( Dipmeter) mit Tunneldiode und Kopfhörer-Ton- Dipindikator Verstärkungsfaktor (ß — 50 oder mehr), weshalb man auch im Hinblick auf den Platzbedarf beispielsweise den Transistortyp LA 30 (LF 871) verwenden kann. Wird für C A ein Festkondensator (Ortssenderabstim¬ mung), für L a ein Miniaturspulenkörper mit Abgleichkern und als Bat¬ terie eine 1,25-V/50-mAh-Knopfakkuzelle des VEB Grubenlampen¬ werk Zwickau benutzt, so kann die gesamte Schaltung nach Bild 11 mit Ausnahme des Ohrhörers auf weniger als die halbe Größe einer Streich¬ holzschachtel komprimiert werden. Wer originelle Bauformen liebt, kann den Empfänger mit dem Hörer zu einem Baustein vereinen und direkt am Ohr tragen. Diese Schaltung läßt besonders deutlich die Ein¬ fachheit und Kleinheit von Tunneldioden-Schaltungen erkennen. Bild 12 zeigt abschließend die Schaltung eines Frequenzmessers nach dem Grid-Dip-Meter-Prinzip mit Tunneldiode. Bei Griddippern ist ge¬ wöhnlich das Anzeigeinstrument ein unbequem großer und kostspieliger Bauteil. Da es jedoch nur auf Feststellung eines Stromdips ankommt, kann man auch andere Verfahren anwenden. Bei Bild 12 erfolgt die Dip- Anzeige akustisch mit Kopfhörer. Das hat folgenden Vorteil: Man kann das Dipmeter unmittelbar an das Meßobjekt heranbringen, ohne seine Frontfläche unbedingt in Blickrichtung haben zu müssen. Das Dipmeter kann aktiv und passiv benutzt werden. Je nach Me߬ bereich werden in bekannter Form Steckspulen hergestellt, die keine An¬ zapfung benötigen. Der dreipolige Stecksockel enthält eine Kurzschlu߬ brücke zwischen Stift 1 und 2. Die zugehörigen Buchsen 1 bis 3 werden am Dipmeter doppelt vorgesehen, so daß die Spule entweder in die Buchsen 1 a bis 3 a oder in die Buchsen 1 b bis 3 b gesteckt werden kann. Im ersten Fall arbeitet das Dipmeter aktiv mit der Tunneldiode als Oszillator gemäß Schaltung Bild 2, im zweiten Fall ist die Tunnel¬ diode abgetrennt, und das Gerät arbeitet passiv. Dies stellt eine günsti¬ gere Lösung dar als ein Umschalter in der Tunneldioden-Leitung, der die Gefahr von wilden Schwingungen birgt. TD und 5-nF-Kondensator 261 werden an den Buchsen ganz kurz an gelötet. Das Gerät ist dann aktiv und passiv ohne weiteres für den Frequenzbereich 3 bis 150 MHz aus¬ zulegen. Tiefere Frequenzen erfordern einen größeren Abstimmkonden¬ sator C. Am Schwingkreis wird über 5 pF die HF abgegriffen und mittels Diode OA 645 gleichgerichtet. Transistor T 2 arbeitet als Gleichstrom¬ verstärker und ist normalerweise gesperrt, da er keine Basisvorspannung bekommt. Über R 2 erhält der Transistorsummer mit T 1 und Ü Span¬ nung. Nachdem R 1 auf optimalen Arbeitspunkt der Tunneldiode im aktiven Betriebszustand eingestellt wurde, ist R 2 so einzuregeln, daß im Hörer H bei fehlender HF gerade ein Toneinsatz erfolgt. R 1 und R 2 werden später nicht mehr verstellt (Achtung, Stellung von R 1 beeinflußt Eichung!). Der bei Resonanz auftretende Dip ist bereits bei geringen HF-Energien als deutliche Tonänderung zu hören. Bei stärkerem Dip setzt der Ton ganz aus, da dann T 2 die Betriebsspannung für den Transistorsummer kurzschließt. FürT 1 genügt jederbeliebigeTransistor- typ; bereits billige Bastlertypen mit einem ß um 10 reichen aus. Für T 2 be¬ nutzt man einen NF-Transistor (ß wenigstens 30), der möglichst ge¬ ringen Kollektorreststrom haben soll. Als Übertrager Ü eignet sich ein NF-Kleinübertrager vom Typ 5 K 10 , 10 K 7, K 20, K 30 o.ä. Als Batterie genügt eine Gnomstabzelle oder bei häufigem Gebrauch eine normale Monozelle für mehrere 100 Betriebsstunden, Die Größe des Dipmeters wird - da die Schaltung nur sehr wenig Platz benötigt - prak¬ tisch nur durch die für ausreichend genaue Skalenablesung an C er¬ forderliche Mindestgröße der Skala bestimmt. In diesem Fall ergibt sich automatisch ausreichend Platz für Batterie und Bauelemente. Das Eichen des Dipmeters, das Anfertigen der Bereichsspulen und die Arbeit mit dem Dipmeter entsprechen völlig den aus der Amateurliteratur weit¬ gehend bekannten Verhältnissen bei Transistor-Dipmetern. Nähere An¬ gaben dazu sind auch in Heft 40 der Reihe Der praktische Funkamateur (Jakubaschk , Transistor-Meßgeräte) zu finden. 262 Ing. Klaus K. Streng Was ist „digitales Messen 46 ? Jeder Elektrotechniker, jeder Funkamateur weiß, was das Messen elek¬ trischer Größen bedeutet. Meßgerät oder Meßinstrument wird dabei an den zu messenden Stromkreis angeschlossen und das Meßergebnis dann meist an einem Instrument abgelesen. Der Messende zählt die Skalen¬ teile, die der Zeiger ausschlägt; Bild 1 zeigt das. Der Zeiger des Me߬ instruments steht ziemlich genau zwischen den Zahlen 4 und 5. Da das Instrument in Volt geeicht ist, lautet das Meßergebnis „4,5 V(olt)“, wo¬ bei die „0,5“ geschätzt wurden. Diese Art zu messen ist ziemlich alt und allgemein üblich, aber keinesfalls die genaueste Meßmethode - im Gegenteil. Die Möglichkeit eines Irrtums beim Ablesen des Meßergebnisses ist groß, besonders dann, wenn der Beobachter viele Meßergebnisse nach¬ einander ablesen muß. Je nach dem Winkel zwischen dem Auge des Be¬ obachters und der Senkrechten auf die Instrumentenskala (wenn z.B. von der Seite, also schräg, auf das Instrument geblickt wird) ergibt sich ein mehr oder weniger großer Ablesefehler (Parallaxenfehler). Und schließlich ist das richtige Abrunden bzw. Schätzen der Kommastellen auch nicht bei allen Beobachtern gleich. Statt „4,5“ könnte ein anderer „4,4 V“ oder „4,6 V“ schätzen. (Dieses Beispiel wurde absichtlich ver¬ einfacht; in der Praxis liegen die Dinge komplizierter.) Besonders dort, 263 Eingangsimpuls - formier Tor Zähler Trennverstärker Bild 3 Blockschaltbild des Zählfrequenzmessers 3506a vom VEB Funkwerk Erfurt - Stellung „ Frequenzmessung “ wo angelernte Kräfte Serienmessungen an elektrischen oder elektroni¬ schen Geräten durchführen müssen, etwa im Prüffeld eines Betriebes, treten derartige Meßfehler relativ oft auf. Um diese Fehlerquellen zu vermeiden, wurden Verfahren zur digitalen* Anzeige des Meßergebnisses entwickelt, die sich bereits bewährt haben. Worum handelt es sich dabei? In dem Meßgerät wird die Zählung, die sonst bei der Zeigeranzeige der Beobachter vomimmt, elektronisch durchgeführt und das Ergebnis direkt in Zahlen ausgedrückt. In dem erwähnten Beispiel würde auf einer Leuchttafel „4,5“ in Ziffern zu lesen sein (Bild 2). Diese Form der Meßergebnisanzeige schließt viele Fehlermöglichkeiten beim Ablesen aus. Wie wird dieses fertige Ergebnis erzielt? Die stark vereinfachte Erklärung liefert das Blockschaltbild eines der ältesten Meßgeräte mit digitaler Anzeige aus unserer Industrie, eines Zählfrequenzmessers vom VEB Funkwerk Erfurt (Bild 3). Eine Ein¬ gangswechselspannung, deren Frequenz gemessen werden soll, wird in einem Impulsformer verzerrt und zu kurzen Impulsen verformt. Diese Impulse hängen nur noch von der Frequenz der Eingangsspannung, nicht aber von ihrer Kurvenform ab. Sie werden auf ein „Tor“ gegeben. Ein solches Tor ist eine Stufe, die von einem zweiten Impuls geöffnet werden kann. Das Tor läßt dann die zuerst genannten Impulse durch. * wörtlich = mit dem Finger; sinngemäß == schrittweise; bei Meßgeräten Anzeige der Meßgrößen nicht durch Zeigerausschlag auf einer Skala, sondern durch eine Ziffer¬ folge. 264 Ein dritter Impuls schließt das Tor wieder; der Weg der Eingangsimpulse wird versperrt. Die Schaltung eines solchen Tores kann hier nicht im ein¬ zelnen erklärt werden. Ihr Herzstück ist eine Doppelsteuerröhre, z.B. eine EH 90, bei der das Fließen eines Anodenstroms nur möglich ist, wenn beide Steuergitter eine bestimmte Mindestspannung haben. Wäh¬ rend das eine Steuergitter die Eingangsimpulse vom Impulsformer er¬ hält, wird das zweite Steuergitter von einem bistabilen Multivibrator angesteuert. Dieser Multivibrator liefert je nachdem, ob er in die eine oder andere Richtung „gekippt“ ist, dem zweiten Steuergitter entweder eine Spannung zum Öffnen oder eine zum Schließen. Dieser Multivibra¬ tor wird selbst von einem sehr genauen quarzgesteuerten Oszillator mit anschließenden Frequenzteilerstufen gesteuert. Das Blockschaltbild macht die Wirkungsweise klar: Während einer bestimmten Zeitspanne, die der Quarzoszillator mit sehr großer Genauigkeit festlegt, ist das Tor offen und läßt die Eingangsimpulse zum Zähler durch. Beträgt diese Zeit z.B. genau eine Sekunde, so ergibt das Zählen der Impulse eine sehr genaue Frequenzmessung, deren Ergebnis direkt in Hertz (Perioden je Sekunde) ausgedrückt wird. Auch Zeitspannen können auf ähnliche Weise sehr leicht gemessen werden: Man braucht dann nur die Perioden des Quarzgenerators zu zählen, die in der zu bestimmenden Zeit das Tor passieren können - Öffnen und Schließen des Tores wird von Beginn und Ende der zu messenden Zeitspanne bestimmt. Zu erklären ist noch, wie die Impulse gezählt werden. Hierzu enthält das Gerät einzelne Zähldekaden, die jeweils das Ergebnis einer Zehnerstelle (von 0 bis 9) anzeigen. Bei Überschreiten der „9“ wird ein Impuls an die nächste Dekade abgegeben, die somit den zehnfachen Wert anzeigt. Eine Dekade besteht z.B. aus vier Doppeltrioden, die als Multivibra¬ toren arbeiten. Da jeder Multivibrator die ankommende Impulsfolge im Bild 4 Schaltung einer Zähldekade für dekadische Glimmlampenanzeige 265 Verhältnis 2:1 untersetzt, ergibt sich bei vier hintereinandergeschalteten Multivibratoren eine Untersetzung von 2 4 :1, d.h. 16:1. Bild 4 zeigt den Stromlaufplan einer solchen Zähldekade. Die Glimm¬ lampen zur Anzeige des Ergebnisses wurden besserer Übersichtlichkeit wegen nicht eingezeichnet. Das Wort „Dekade“ (wörtlich übersetzt: das Zehnt) steht in einem gewissen Widerspruch zu der erwähnten Unter¬ setzung von 16:1. Durch eine Rückführungsleitung von der Anode von Rö 4>1 zu den Gittern von Rö 2 .2 und Rö 3 . 2 wird das 16er System in ein Zehnersystem (dekadisches System) umgewandelt. Der Impulsplan in Bild 5 zeigt, was in den einzelnen „Zifferstellungen“ passiert. Jede Ziffer, d.h.jede Zahl der eintreffenden Impulse, bewirkt eine andere Kombina¬ tion von leitenden (geöffneten) und gesperrten Röhren Systemen. So geht es bis zur Zahl 7. Die folgenden Stellungen 8 bis 13 werden infolge der Rückführung übersprungen; die ursprüngliche Stellung „14“ ergibt die neue Stellung „8“. In der letzten Stellung - der 0 - wird an die Ausgangs¬ klemme ein Impuls abgegeben, der zur Fortschaltung der nächsten Dekade (X 10) dient. Für niedrige Zählgeschwindigkeiten kann man an die Zähldekade auch ein mechanisches Zählwerk bzw. einen Zählbetragdrucker anschließen (Bild 6), der das Ergebnis auf einem Papierstreifen niederschreibt. Es Stellung binär dezimal 0 0 Stufei Stufe 2 Stufe3 Stufe 4 mi mi mmi2mjRö32mi nsu -x-x-x-x 7 1 X — — x - x - X 2 r i > — >Tx — — X - X 3 t w 1 X - X — — x - X 4 4 — X - >Tx — — X 5 5 X — — X X — — X 6 6 — x“~x - X — — X 7 7 X - X - X — — X 8 — x - x~- x“~< X 9 X — — X - Hx x — 10 — X X — — X X — 11 X - X — — X X — 12 — X “ X X - X — 13 X — — X X - X — 74 1 3 — X X - X - X — 15 i k 9 X - X - X - X — 16(0) 10(0) — x - x - X - X X leitend - gesperrt Jmpuls Bild 5 Jmpulsfahrplan zu der Schaltung in Bild 4 266 Bild 6 Großsichtanzeiger 3507 vom VEB Funkwerk Erfurt (Foto: FIVE Bildstelle/Kämpfer) fällt nicht schwer, sich die vielfachen Möglichkeiten auszumalen, die ein mit derartigen Meßwertdruckern hinter digital anzeigenden Meßgeräten ausgestattetes Prüffeld bietet. Jede Messung wird von dem unbestech¬ lich und genau arbeitenden Meßgerät schriftlich festgehalten -Irrtum und Betrug sind so gut wie ausgeschlossen. Eine andere Möglichkeit zum Aufbau von Zählschaltungen bietet die Kaltkatoden-Zählröhre Z 562 S. Der VEB Vakutronik verwendet sie in seinen Zählern, von denen Bild 8 einen Typ zeigt. Bild 7 Zählbetragsdrucker 3510 vom VEB Funkwerk Erfurt (Foto: FWE Bildstelle / Kämpfer) 267 mmm I mm Sil l 1 Bild 8 Ansicht des industriellen Zählers VAG 101 vom VEB Vakutronik. Man erkennt deutlich 5 Dekadenzählröhren an der Frontplatte (Foto: VEB Vakutronik W1B Dresden) Was ist eine Kaltkatoden-Zählröhre, und wie funktioniert sie? Es dürfte bekannt sein, daß eine gasgefüllte Relaisröhre (Bild 9) durch einen positiven Impuls an einer Hilfselektrode (in Bild 9 mit S bezeichnet) gezündet werden kann. Von der Zündung ab fließt Strom durch die Röhre. Um ihn zu unterbrechen, muß die Anodenspannung entweder ab¬ geschaltet oder doch zumindest kurzfristig unterbrochen bzw. unter die Brennspannung der Röhre gesenkt werden. Dies kann ein negativer Impuls in der Anodenleitung bewirken. Auf die zahlreichen Schaltungs¬ möglichkeiten für Kaltkatoden-Relaisröhren wird nicht eingegangen; sie können in der einschlägigen Literatur nachgelesen werden. Wichtiger ist, daß sich mit Kaltkatoden-Relaisröhren einfache Zähler aufbauen lassen. Hierzu siehe Bild 10: An E soll eine Impulsfolge an¬ geschaltet sein, die Impulse sollen positive Polarität haben und eine für die Zündung einer Röhre ausreichende Größe. Der erste Impuls gelangt über Q an die Starterelektrode der ersten Kaltkatoden-Relaisröhre. Die positiver^ Zündimpuls Anode Sfartere/ekfrode o + Hilfselektrode Katode b positive Vorspannung -o - Bild 9 Eine Kaltkatoden- Relaisröhre und ihre Grundschaltung 268 Bild 10 Vereinfachte Prinzip Schaltung des Zählers mit einzelnen Kaltkatoden-Relaisröhren Röhre zündet. Im Moment des Zündens wirkt der entladene Konden¬ sator C kj i wie ein Kurzschluß. Es fließt im ersten Moment ein großer Strom durch Rö*. Dadurch ist der Spannungsabfall an R v groß; die Spannung an den Anoden der Röhren sinkt kurzfristig. Alle bereits zu diesem Zeitpunkt gezündeten Röhren löschen infolgedessen. Bei ihnen ist ja der Katodenkondensator aufgeladen, und die Katode hat eine be¬ stimmte positive Spannung gegen Masse, bedingt durch den Spannungs¬ abfall am Katodenwiderstand, den der Strom durch die Röhre bewirkt. Beim nächsten Impuls an E zündet Röhre 2, denn sie hat es am leichte¬ sten. Ihre Startelektrode ist mit der Katode von Röi über einen Wider¬ stand verbunden und hat somit eine geringe positive Vorspannung gegen Masse, was ihre Zündung erleichtert. Die anderen Röhren haben diese Vorspannung nicht. Und nun wiederholt sich der Vorgang: Beim Zünden von Rö 2 erlöschen alle bereits zu diesem Zeitpunkt gezündeten Röhren, speziell Röi. Das Ganze läßt sich beliebig fortsetzen. Nach jedem eintreffenden Impuls wird eine Röhre weiter geschaltet. Es genügt, den Zustand der Röhren (gezündet oder gelöscht) getrennt anzuzeigen, um eine einfache Mög¬ lichkeit zum Zählen der Impulsanzahl zu erhalten. Die Weiterentwicklung der Kaltkatoden-Relaisröhre führte zur Deka¬ denzählröhre, in der 10 der beschriebenen Röhrensysteme untergebracht sind und in der das Brennen jeder Glimmstrecke optisch angezeigt wird wie in einer Glimmlampe. Die Dekadenzählröhre „zählt“ in einer ähn¬ lichen Schaltung wie in Bild 10 von 0 bis 9. Beim 10. Impuls gibt sie einen Ausgangsimpuls an die nächste Dekade weiter. Das weitere dürfte leicht verständlich sein: Anstatt der Zähldekaden mit Doppeltrioden und Glimmlampen, wie in Bild 4 gezeigt, verwendet man in den eingangs erwähnten Zählern Zähldekaden mit Dekadenzähl¬ röhren. Allerdings haben die Dekadenzählröhren einen prinzipiellen 269 Spannung 0 l gleichgerichtete Meßspannung Sägezahnspannung ^ \ 1 ^ L.*" ^ Öffnungszeit Zeit des lores mmm Impulse aus dem Quarzgenerator Bild 11 Vergleich der gleichgerichteten Me߬ spannung mit einer Sägezahnspannung genau definierter Frequenz und Kurvenform Nachteil: Sie erlauben nur Zählfrequenzen bis max. 4kHz (bei der Röhre Z 562 S ), denn die Glimmentladung erfolgt verzögert. Doch für viele Zwecke reicht diese obere Zählfrequenz aus. Erwähnt sei noch, daß mit einigen Dekadenzählröhren auch rückwärts gezählt werden kann, d.h., der Zähler addiert nicht nur, sondern er sub¬ trahiert auch. Das ist besonders für industrielle Anwendungen zuweilen wichtig. Mit Recht könnte man sagen: Bis hierher wurde nur oberflächlich er¬ klärt, wie man Frequenzen bzw. Zeiten mißt und digital anzeigt. Die meisten Messungen in der Elektrotechnik sind jedoch Spannungsmes¬ sungen bzw. lassen sich auf Spannungsmessungen zurückführen. Wie kann in solchen Fällen das Meßergebnis digital angezeigt werden? Grundsätzlich läßt sich auch die Spannungsmessung auf eine Zeit¬ messung zurückführen. Dafür gibt es verschiedene Verfahren, von denen eines der gebräuchlichsten erklärt werden soll. Die gleichgerichtete Eingangsspannung wird - gegebenenfalls nach ent¬ sprechender Verstärkung - mit einer sehr genauen und zeitlich definier¬ ten Sägezahnspannung verglichen (Bild 11). In dem Moment, wenn die ansteigende Sägezahnspannung und die Meßspannung gleich groß sind, wird ein Tor geschlossen, das bei Beginn der Sägezahnperiode geöffnet wurde. In diesem Zeitintervall flössen durch das Tor Impulse aus einem quarzstabilisierten Oszillator. Die Anzahl der Impulse ist ein Maß für die Öffnungszeit des Tores, diese wiederum ein Maß für die Meßspan¬ nung. Die Zahl der gezählten Impulse kann direkt in Spannungswerten Meßverstärker Gleichrichter Tor Zähler Bild 12 Blockschaltbild einer digitalen Spannungsmessung nach der beschriebenen Methode 270 ausgedrückt werden. Bild 12 zeigt, wie das Blockschaltbild eines Me߬ geräts nach diesem Prinzip etwa aussehen würde (Sägezahnverschlüsse¬ ler). Dieser kleine Beitrag läßt bereits erkennen, wie kompliziert Meßgeräte mit digitaler Anzeige des Meßergebnisses sind. Bei konventioneller Röhrenbestückung wird das digitale Meßgerät leicht zum „Röhrenberg¬ werk“, das u.a. einen großen Energiebedarf und eine große Verlustlei¬ stung aufweist. Hier ist eines der Gebiete, denen die Transistorisierung weite Perspektiven eröffnet. Transistorisierte Zähldekaden oder Tore lassen sich in Mikromodultechnik sehr klein hersteilen; ihre Verlust- wärme ist ebenfalls vernachlässigbar klein. Noch mehr läßt sich mit der sogenannten Festkörperschaltungstechnik erreichen. Dieser digitalen Meßtechnik - besser digitalen Anzeige des Meßergeb¬ nisses - gehört die Zukunft. In nicht allzu ferner Zeit werden Meßgeräte mit Instrumentenanzeige veraltet sein. In diesem Beitrag konnten nur die einfachsten Grundprinzipien der digitalen Anzeige kurz erklärt werden. Für den interessierten Leser lohnt es sich, über die Prinzipien der digitalen Anzeige, über ihre Schaltungen (besonders die der Zähler) in der Literatur nachzulesen. Literatur Digitale Meßtechnik, VEB Funkwerk Erfurt 1963. Böhmely H.y Elektronische Impulszählerschaltungen, Prinzip und Aufbau, „radio und fernsehen“ 5 (1956) 22, 23 und 24, S.672 bis 674, 717 bis 719 und 755 bis 758. Beschreibung des Zählfrequenzmessers Typ 3506 a, Ausg. Mai 1964, VEB Funkwerk Erfurt. Gessner, W.y Schaltungen mit Relais- und Zählrohren, „radio und fernsehen“ 5(1957) 17, S.537 bis 539. Taegery W., Steuerungs- und Regelungstechnik (in 2 Bänden, Franckhsche Verlagshandlung, Stuttgart 1963/1964. Informationsblätter zu den industriellen Zählern VA-G-100 und VA-G-110, VEB Vakutronik, Dresden 1964 (als Manuskript gedruckt). Die Dimensionierung von Schwingkreisen im UKW-Bereich Dipl.-Ing. Otthermann Kronjäger - DM 2 AKM Der Bau von Geräten im 2-m-Band verlangt einige praktische Erfah¬ rung. In zahlreichen Bauanleitungen sind zwar gute Hinweise zur Her¬ stellung dieser oder jener Stufe zu finden; warum aber gerade in Stufe X die dort verwendete Spule 5 Windungen haben muß, darauf wird fast nie eingegangen, ln den folgenden Ausführungen sollen daher immer wieder anzutreffende Dimensionierungsprobleme beim Bau von UKW-Sendern bezüglich der Schwingkreiselemente behandelt werden. An Hand von Formeln und Diagrammen wird gezeigt, wie wir dieses Problem am zweckmäßigsten lösen. Der Anodenkreis der Sender-Endstufe Besteht die Aufgabe, eine bestimmte Sendeleistung zu erzeugen, so müssen wir uns zunächst auf den Röhrentyp orientieren. Das trifft um so mehr zu, je höher die Frequenz ist. Besonders einleuchtend wird das für die Arbeit im 2-m-Band sein. Es kann leicht Vorkommen, daß infolge größerer Röhrenkapazitäten die Schwingkreisinduktivität nur noch aus einem Bügel besteht. Wir hätten dann kaum noch Gelegenheit, die ge¬ ringe HF-Leistung auszukoppeln. Aber auch ein genügend großer Außen¬ widerstand R a ist für die Röhre erforderlich. Die Verluste im PA-Kreis sollen gering sein, damit der Wirkungsgrad der Sender-Endstufe nicht unnötig herabgesetzt wird. Deshalb zunächst einige Bemerkungen zur Güte der Kreise. Bekanntlich setzt sich der Außenwiderstand R a aus der Parallelschaltung des Tankkreis-Resonanzwiderstandes R rcs (im Leer¬ lauf) und dem in den Kreis transformierten Lastwiderstand R B zusam¬ men. Durch die Verluste a* P im Kreise wird die am Widerstand R B verbrauchte Leistung geringer. Der Faktor a ist kleiner als 1. Für R a erhält man R a a ■ Rfes • ( 1 ) 272 Der Resonanzwiderstand ist 1 Rrcs = tt> • L • Q = ■ Q • (2) In dieser Beziehung sind Q die Schwingkreisgüte im Leerlauf und a >L sowie 1/coC der Blindwiderstand von L und C. Aus beiden Gleichungen erhalten wir schließlich Ra coL = a * Q. Gl. (3) läßt sich gut zur Dimensionierung des Tankkreises verwerten. Dabei ist folgendes zu überlegen. Auf Grund der Angaben über die ver¬ wendete Röhre bzw. durch die Berechnung ist R a bekannt. Welche Werte wir für L und C annehmen, hängt von verschiedenen Gesichts¬ punkten ab. Beispielsweise bestimmt ja das L/C-Verhältnis die unge¬ wollte Erzeugung der Oberwellen. Praktische Werte der Blindwider¬ stände von L und C liegen zwischen 80 und 150 O. Damit haben wir eine weitere Angabe zur Auswertung von Gl.(3). Also können wir das Ver¬ hältnis R a /cuL bilden. Nach Bild 1 ist es nun leicht, die erforderliche Schwingkreisgüte zu ermitteln, wenn a vorgegeben ist. Es sei erwähnt, daß a zwischen 0,1 und 0,2 liegt. Natürlich kann man bei bekannter Güte den Faktor a feststellen. Mit R a /toL — 20 sowie a = 0,1 müßten wir eine Güte von 200 haben. Aber schon bei einem Verhältnis von 40 bei gleichem a wäre Q = 400. Wir sehen, daß solche Güten mit konzen¬ trierten Bauelementen nicht zu erreichen sind. Aber nicht nur die Güte Q bestimmt die Verwendung von Spulen für größere Leistungen im 18 Elektronisches Jahrbuch 1966 273 2-m-Band, sondern auch der Skin-Effekt; durch ihn verringert sich der für die Fortleitung des HF-Stromes vorhandene Querschnitt des Leiters. Notgedrungen muß sich daher bei gleicher Anodenwechselspannung an der Spule wie bei niedrigeren Frequenzen der Leiter mehr erwärmen. Hindringtiefe, Stromdichte und einlagige Zylinderspule Der Skin-Effekt (Hautwirkung Stromverdrängung) bewirkt, daß der HF-Strom mit steigender Frequenz immer mehr zur Oberfläche des Leiters gedrängt wird. Die definierte Eindringtiefe gibt die Abmessungen an, die dem Strom praktisch zum Fluß in einem Leiter noch zur Ver¬ fügung stehen. Wie wir gleich sehen werden, beträgt diese Tiefe im 2-m- Band nur noch Bruchteile eines Millimeters. Wir können deshalb ein relativ schlecht leitendes Material zum Aufbau unserer Schwingkreis¬ elemente verwenden; allerdings muß man dieses mit Silber oder Kupfer entsprechender Schichtdicke galvanisieren. Da das für den Amateur manchmal nicht möglich sein wird, wollen wir uns in den weiteren Aus¬ führungen auf Kupferleiter beschränken. Für die Eindringtiefe erhalten wir ö & 4 • IO -4 yjX in mm; (4) / in cm; A ist die Wellenlänge. Also ergäbe sich im 2-m-Band für d ^ 5,7 * 10 -3 mm. Das wäre die Eindringtiefe für einen geraden Leiter mit rundem Querschnitt. Verwenden wir einen derartigen Leiter zum Her¬ stellen einer Zylinderspule, dann reduziert sich die Eindringtiefe noch weiter. Da aber die Spulen bei diesen Wellenlängen relativ weite Win¬ dungsabstände haben, können wir von einer nochmaligen Herabsetzung von ö absehen. Die für den Stromfluß vorhandene Fläche ist somit * F ^ n • d • <5 in mm 2 ; (5) d in mm; ö in mm. In Verbindung mit der Stromdichte G = — in A/mm 2 (6) ist der erforderliche Drahtquerschnitt I 71 ' G • ö h-Ua coL * n • G • ö in mm; (7) I in A, U in V, f in Hz, L in H. Nach Gl. (7) können wir entweder mit bekanntem HF-Strom, der die Spule durchfließt, operieren oder mit der Spannungsausnutzung h 274 (kleiner 1), der Anodenspannung U a und dem Blindwiderstand der Spule. Es sei daran erinnert, daß die Anodenwechselspannung ü a = h • U a ist. Die Stromdichte G kann prinzipiell frei gewählt werden. Wir wollen aber davon ausgehen, daß bezüglich der Erwärmung des Leiters ähn¬ liche Vorstellungen angebracht sind wie bei Freileitungen. Hier wie dort ist der Leiter von Luft umgeben. Deshalb legt man eine Stromdichte von 10 A/mm 2 zugrunde. Gl. (7) wird dann bei coL = 100 Q d ä* 5,6 • I = 5,6 ■ 10~ 2 • h • U a in mm. (8) In Bild 2 ist als Funktion von U a und vom Parameter h der Durch¬ messer des Drahtes ablesbar, ein mittlerer Blindwiderstand von 100 Q. wird vorausgesetzt. Es läßt sich nun leicht erkennen, ob eine Zylinder¬ spule diese Belastung aushält, selbst dann, wenn wir die notwendige Induktivität herstellen können und die Güte ausreichend wäre. Nehmen wir an, im Anodenkreis einer Treiberstufe ist eine einlagige Zylinder¬ spule angeordnet. Zur Aussteuerung der Endröhre SRS 4452 müßte eine Gitterwechselspannung von 40 V vorhanden sein. Dann hätten wir bei einer Anodengleichspannung von 400 V der Treiberröhre min¬ destens einh von 0,1, also wäre nach Bild 2 ein Durchmesser von 2,3 mm erforderlich. Ohne Zweifel könnte man eine solche Spule mit diesem 275 Bild 3 Abmessungen einer einlagigen Zylinderspule Draht noch realisieren. Es ist aber einzusehen, daß für die genannte Endröhre diese Möglichkeit nicht mehr besteht; denn U a ist höher und h wegen des Wirkungsgrads mindestens 0,4. Der Durchmesser des Drahtes müßte dann etwa 10 mm betragen. Wir sehen also, daß die Stromdichte bei relativ hohen Senderleistungen die Verwendung von Zylinderspulen einschränkt. Aus Bild 2 können wir entnehmen, welche weiteren Durchmesser die Herstellung von Zylinderspulen in dem interessierenden Frequenzgebiet zulassen. Die Induktivität einer einlagigen Zylinderspule ist mit Bild 3 w 2 • D L ---- in pH; (9) 100 • — + 45 D in cm; 1 in cm. Die Gl. gilt für 1 > 0,3 • D. Bild 4 zeigt für einige Windungsdurchmesser und Windungszahlen die Abhängigkeit der Induktivität vom Verhältnis 1/D. Wir wollen nun noch einige Bemerkungen zur Spulengüte machen. Die mit Gl. (7) ermittelten Drahtdurchmesser gestatten meistens auch die Realisierung der Güte. Die Verluste in den der Spule parallelliegenden Kondensatoren sind aber nicht mehr vernachlässigbar. Aus diesem Grunde ist die Schwingkreisgüte geringer. Zur maximalen Ausschöpfung der Anoden Verlustleistung für Amateursender-Endstufen bleibt als Tankkreis der Endstufe deshalb nur noch die Lecher-Leitung in dem ge¬ nannten Frequenzgebiet. Bild 4 Diagramm für die Induktivität einlagiger Zylinderspulen (nur für einige HD- Verhältnisse) 276 Lecher-Leitung Wir wissen, daß Leitungen bestimmter Abmessung (bezogen auf die Betriebswellenlänge) Resonanzeigenschaften aufweisen. Deshalb können wir uns diese Tatsache bei der Abstimmung auf die Senderfrequenz und Auskopplung der HF-Leistung zunutze machen. Die Paralleldrahtlei¬ tungen haben gegenüber Topfkreisen den Nachteil, daß sie unbeab¬ sichtigt strahlen. Andererseits ist die Ausführung von Paralleldraht¬ leitungen in diesen Frequenzgebieten relativ leicht. Allgemein werden Leitungen verwendet, deren Länge kleiner als A/4 ist. Die genannten Leitungen sind symmetrisch gegen Erde, d.h., sie haben ihr großes An¬ wendungsgebiet bei Gegentakt-Endstufen. Bekanntlich entspricht eine am Ende kurzgeschlossene A/4-Leitung einem Parallelschwingkreis. In¬ folge der immer vorhandenen Kapazitäten am Eingang der Leitung wird ihre Länge geringer als A/4. Vielfach werden bewußt zusätzliche Kapazitäten angebracht, um durch sie eine Abstimmöglichkeit zu er¬ halten. Die wirksamen Kapazitäten haben mehr oder weniger Verluste, die Schwingkreisgüte (Kapazität und Lecher-Leitung) wird dadurch geringer. Wir hätten demnach folgende Verhältnisse an einer Gegentakt- Endstufe zu erwarten (Bild 5): Die resultierende Kapazität C ergibt eine Länge 1 der Lecher-Leitung zu 1 = 0,159 • A • arc tan 1 coC Z in cm; ( 10 ) A in cm, f in Hz, C in F, Z in Q. In Gl. (10) ist Z der Wellenwiderstand der Lecher-Leitung. Zur Aus¬ wertung dieser Gl. können wir in Bild 6 sofort die erforderlichen Längen bei bekanntem C ablesen. Unangenehm ist, daß die Leitung ziemlich viel Platz beansprucht; deshalb versucht man schon vielfach, sie aufzurollen. Allerdings wird dadurch die Abstimmung der Leitung beeinflußt. Wel¬ chen Resonanzwiderstand können wir erwarten? Nach Megla ist der Resonanzleitwert Bild 5 Kapazitätsverhältnisse an einer Sender- Gegentakt-Endstufe 277 Bild 6 Diagramm für die Länge der Lecherleitung In Verbindung mit Gl. (10) wird 2ti\ T~ = arc tan 1 coC • Z und c f-A, und bei den hier anzutreffenden Betriebsverhältnissen > coC • Z erhalten wir über einige Zwischenrechnungen R 1,59 * 10" 1 Z 2 res (yZ+8 - IO" 2 R w ) (1 + c • C • Z) in Q. ( 12 ) Außer den schon besprochenen Größen erscheinen noch die Faktoren y und R w . Zunächst zum Wirkwiderstand der Paralleldrahtleitung je Zentimeter Leitungslänge. Für ihn gilt 240 ‘ Ti ‘ ö R w =—"—7- in Q/cm; (13) U • A d in cm, A in cm. Setzen wir Ö aus Gl. (4) hier ein (jetzt in cm), dann wird 3 • 10~ 2 Rw ^ \— in Q/cm. (14) 278 Bild 7 Diagramm für den Wirkwiderstand einer Lecherleitung Der Durchmesser d der Leitung soll wesentlich kleiner sein als der Ab¬ stand der Drähte. Da es sich um das 2-m-Band handelt, erhalten wir R w 2,1 • d~ A in mü/cm. (15) Ohne Rechenarbeit können wir R w als Funktion von d ermitteln (Bild 7). Die resultierende Kapazität setzt sich aus der Reihenschaltung der Teil¬ kapazitäten (Bild 5) zusammen. Wird die Kapazität C sch noch parallel der Leitung zu gleichen Teilen aufgeteilt und addieren wir diese Werte zu den jeweiligen Teilkapazitäten, so erhalten wir eine Kombination, wie sie Bild 8 erkennen läßt. Zugleich sind dort die Verlustwiderstände der Kondensatoren angegeben. Also ist die Gesamtkapazität Q • Ci+ c 2 ‘ (16) Bild 8 Ersatzschaltung zur Lecherleitung Setzen wir C 2 = m • C 1? so ergibt sich für C = Q • m/(l + m). Wir nehmen nun die zu den Kondensatoren gehörenden Verlustwiderstände Rj und R 2 und können somit die entsprechenden Verlustwinkel be¬ stimmen. Schließlich ist der gesamte Verlustwinkel y&e s 7lC 2 + 72^1 Ci -f- c 2 (17) Wenn y 2 ein Teil n von y x ist, dann wird m + n m + 1 (18) Setzen wir jetzt die gefundenen Werte in Gl. (12) ein, so ist R ~ 1,59 IO" 1 Z 2 ^-rcs 5-55 (yi m-f-n m }-1 Z+8-10- 2 R. ) ( 1 + 3 ■ 10~ 2 C m 1 rw — 1 — T-z) inQ; (19) R w in Q/cm, Z in Q, 1 in cm, C in pF. In Bild 9 können wir den Resonanzwiderstand ablesen. Es wurden durch die Praxis bestätigte Werte angenommen. Andernfalls ist Gl.(19) aus¬ zuwerten. Wenn m = 1 gesetzt wird, bedeutet das C A — C 2 . Wir haben damit eine Gegentakt-Endstufe, deren Kapazitäten gleichmäßig an den Anschlüssen der Leitung wirken. In Auswertung von Bild 9 ergeben sich weitere notwendige Voraussetzungen. Für den Wellenwiderstand wurde Z = 200 Q gesetzt. Wenn R w ä* 2,6 mO/cm beträgt, hieße das nach Bild 7, wir hätten einen Durchmesser von etwa 8 mm für die Leitungsdrähte. Es wurde früher schon darauf hingewiesen, daß bei Kondensatoren der Rres [kQl Bild 9 Diagramm für der\ Resonaftzwiderstwd einer l^eelwUitung 280 effektive Wert der Verlustwinkel problematisch ist. In Annäherung an die praktischen Verhältnisse ist nach Bild 8 der Verlustwinkel y x der Kapazität Ci variabel. Da n einen Parameter darstellt, d.h. y 2 durchaus andere Werte wie y * haben kann, können wir den Resonanzwiderstand ermitteln. Beispiels¬ weise hieße n = 1, der Verlustwinkel von C 2 hätte den gleichen Wert wie der von Ci. Würden wir C 2 mit dem an die Leitung zu schaltenden Luft¬ trimmer identifizieren, so wäre allerdings y 2 geringer als y x . Im Idealfall müßte y 2 sogar zu Null werden. Da aber C 2 sich außerdem noch aus der Röhren- und der Schaltkapazität zusammensetzt, kann der Wert von y 2 in Richtung y t gehen. Wir sehen, daß eine absolute Bestimmung der Verhältnisse außerordent¬ lich schwer ist. Ein praktischer Wert von y ± liegt bei 5 • 10~ 3 . Wäre der Verlustwinkel von C 2 um eine Größenordnung geringer (n — 0,1), so er¬ gäbe sich ein Resonanzwiderstand von 35 kQ. Nun können wir Gl. (1) und Bild 1 anwenden. Es ist leicht zu erkennen, wie groß die Verluste im Kreise sein werden bzw. welche Leerlaufgüte vorliegt. Sollen beispiels¬ weise R a = 3000 Q und coL = 100 Q betragen, dann müßte a 0,085, also 8,5% Verluste im Kreis. Die Güte wäre etwa 400. Infolge der Trans¬ formation des Lastwiderstands R B in den Kreis ist natürlich die Be¬ triebsgüte wesentlich geringer. Ähnlich verhält es sich mit dem Anodenkreis der Treiberstufe. Ihm liegt ja der transformierte Eingangswiderstand der Endstufe parallel. Wählen wir die in Gl. (8) angegebene Stromdichte, so können wir auch in diesem Fall den Durchmesser der Leitungsdrähte bestimmen. Für größere Leistungen erübrigt sich dann eine Betrachtung bezüglich Q. Die Aus¬ kopplung der HF-Leistung beeinträchtigt diese Überlegungen zum Bei¬ spiel dann, wenn Fehlanpassungen Vorkommen. Soviel sei erwähnt, daß zunächst die Auskopplung mit einem rein Ohmschen Widerstand be¬ lastet werden muß. Seine Größe sollte zweckmäßig dem Anpassungs¬ widerstand der Antenne entsprechen. Als Meßmittel verwendet man ein Thermoinstrument für diesen Frequenzbereich oder ein Röhrenvolt¬ meter. Dabei muß beachtet werden, daß das Instrument meist unsym¬ metrisch ist. Nach Abgleich der Endstufe merke man sich den Anoden¬ strom bei optimaler HF-Leistung. Dann kann die Antenne an die Auskopplungangeschlossen werden. Als Indikator für maximale Abstrah¬ lung der HF-Leistung ist ein Absorptionskreis mit Diodenvoltmeter ge¬ eignet. Wiederholte Kontrolle der Tankkreis-Abstimmung, der Anpas¬ sung und des gleichen Anodenstroms sichert richtige Betriebsverhält¬ nisse. Es wurde gezeigt, unter welchen Voraussetzungen wir noch mit kon¬ zentrierten Induktivitäten als Schwingkreiselement im 2-m-Band arbeiten können. Infolge der Stromverdrängung reduziert sich der Querschnitt eines Leiters beträchtlich für den Hochfrequenzstrom. Deshalb müssen 281 wir uns für Leistungen, wie sie der Amateur maximal verwendet, vor¬ nehmlich auf die Stromdichte orientieren. Mit Hilfe einer größeren An¬ zahl von Diagrammen läßt sich für die praktisch vorkommenden Fälle entscheiden, ob wir eine Zylinderspule verwenden können oder die Lecher-Leitung gebrauchen müssen. Strahlungsverluste wurden vernach¬ lässigt. Literatur Megla , G., Dezimeterwellentechnik, Fachbuchverlag Leipzig. (nach einer - leider - wahren Begebenheit gestaltet) An VEB Baukasten und Bausatz 3,14 Ohmstadt Hintertupfingen , 11.1L19. . Werte Firma! Ich kaufte mir einen Ihrer Transistorbausätze. Nach dem Zusammenbau spielte er aber nicht. Ich habe dann den Transistor wieder ausgelötet und geprüft. Aber die 40-W-Glühlampe leuchtete bei keinem der Anschlüsse. Sie haben also offenbar einen kaputten Transistor mitgeliefert. Ich ersuche Sie, mir umgehend einen neuen zuzusenden. Hochachtungsvoll 282 Ignatz Hunthammer VEB BAUKASTEN UND BAUSATZ 3,14 OHMSTADT Herrn Ignatz Hunthammer 4711 Hintertupfingen Am Trafohäuschen 10 Ihre Zeichen Ihre Nachricht vom Unsere Nachricht vom Unser Zeichen 11.11.19 .. 2.12.19. . KlX!2,87. . Betr.: Transistorbausatz Was Sie uns hier schildern , kommt bisweilen vor. Nicht jede Schaltung spielt auf Anhieb. Meist ist eine vergessene Verbindung oder eine „kalte“ Lötstelle dafür verantwortlich. Was uns in Ihrem Falle jedoch interessiert , ist die Quelle , aus der Sie Ihre ziemlich rauhe Prüfmethode schöpften. Seien Sie gewiß: Sollte - was wir annehmen dürfen - der Transistor vorher noch in Ordnung gewesen sein , Ihr Test jedenfalls schickte seine pn- Über¬ gänge sicher in den Halbleiterhimmel. Physikalisch gesehen , handelt es sich um die durch einen größeren als den zulässigen Strom hervorgerufene Umwandlung der Ein- und Ausgangs¬ widerstände des Transistors in typische Leerläufe , hier gekennzeichnet durch die Trennung der Zuleitungen vom Kristall. Daß die Glühlampe dabei gar nicht erst auf leuchtete, dürfen Sie ihr nicht übelnehmen. Das ist eine Frage ihrer thermischen Trägheit. Entdeckt haben Sie zumindest eines: den modernen elektronischen Schutz von Glühlampen vor dem Aufleuchten , garantiert sicher durch das große Verhältnis zulässiger Verlustleistungen und Ströme vom 30-m W-Transistor zu Ihrer Prüf lampe. Wir haben daher Ihren Fall unserem Büro für Erfindungswesen übergeben. Wir wünschen Ihnen weiter viel Erfolg! Werkdirektor Direktor für Technik gez. Resistor gez. Capazit 283 Germanium-Backwarddioden Backwarddioden stellen eine Weiterentwicklung der Tunneldioden dar. Die Kristallverunreinigungen (Dotierungen) sind bewußt so gewählt, daß sich auf der Durchlaßseite weder Maximum noch Minimum des Stromes (mit dazwischenliegenden Gebieten negativen Widerstandsverlaufs) er¬ gibt. Die Stromspannungskennlinie verläuft bis etwa 0,4 V lediglich par¬ allel zur Spannungsachse (siehe Bild, III. Quadrant). Es kommen besten¬ falls negative Widerstände von 1 kQ vor. Wegen des entarteten Verlaufs der Kennlinie benutzt man die Dioden in umgekehrter Richtung. Was bei der Tunneldiode die Durchlaßrichtung war (siehe Bild, III. Qua¬ drant), wird hier die Sperrichtung. Die eigentliche Sperrkennlinie (siehe Bild, I.Quadrant) knickt infolge der hohen Dotierung so stark ab, daß sie bei der Backwarddiode (auf Deutsch etwa: RUckwärtsdiode) als Durchlaßrichtung bezeichnet wird. Die Backwarddiode benutzt man wie eine normale Diode zur Signalgleichrichtung. Ihr Vorteil besteht darin, daß der Stromanstieg (in der konventionellen Sperrichtung, I. Quadrant) bereits bei kleinen Spannungen sehr steil verläuft. Die sonst bei allen Diodenarten vorhandene Schwellenspannung fehlt. Die Diode ist deshalb besonders zur Gleichrichtung kleinster HF-Spannungen geeignet und hat, wenn sie als Mischer verwendet wird, bei kleinen Signalpegeln einen besonders hohen Mischwirkungsgrad. -ke. 284 Dipl ring. Heinz Lange IQSV- Intemationale Jahre der ruhigen Sonne Die Sonne als Zentralgestirn unseres Planetensystems wirkt in vielfacher Weise auf die Erde ein. Die Untersuchung der solarterrestrischen Be¬ ziehungen ist daher ein wichtiger Zweig der Naturwissenschaft. Hier be¬ gegnen sich Geophysik und Atrophysik und ergänzen sich gegenseitig. Aus dieser Zusammenarbeit und durch die mit den modernsten Metho¬ den der Raketen- und Satellitenmessungen gewonnenen Erkenntnisse er¬ gab sich eine Vorstellung der solarterrestrischen Beziehungen, die zwar nicht vollständig, aber doch wesentlich klarer ist als noch vor wenigen Jahren. Die Strahlung der Sonne besteht ja nicht nur aus dem sichtbaren Licht. Sie umfaßt ein weites Frequenzgebiet von der Röntgenstrahlung bis zu den Meterwellen. Dazu kommt noch eine Korpuskel-(Teilchen-) Strah¬ lung. In langjährigen Beobachtungsreihen hat man festgestellt, daß die Anzahl der Sonnenflecken und auch die Intensität der gesamten Strah¬ lung der Sonne nicht gleichbleibend ist. Man weiß heute, daß die Sonnen¬ aktivität einen etwa 11jährigen Zyklus zeigt. Das letzte Maximum wurde in den Jahren 1957 bis 1959 beobachtet; 1964 bis 1965 erwartet man ein Minimum der Sonnenaktivität. Die bisherigen Erkenntnisse besagen, daß vermutlich ein gleichbleibendes Strahlungsniveau der Sonne ständig und unverändert vorhanden ist. Diesem überlagert sich ein langsam ver¬ änderlicher Anteil, und dazu kommen noch unregelmäßige - im Maxi¬ mum häufiger als im Minimum auftretende - Stöße gestörter Strahlung. Die internationale Zusammenarbeit hat sich - wie in vielen anderen Forschungszweigen - auch in der Geophysik und Astrophysik erheblich entwickelt. Ein Musterbeispiel für internationale Zusammenarbeit waren die gemeinsamen Forschungen zur Zeit des letzten Sonnenfleckenmaxi¬ mums im Rahmen des Internationalen Geophysikalischen Jahres ( IGY ). Die großartigen Ergebnisse ermutigten schon nach wenigen Jahren dazu, eine Wiederholung und Erweiterung der gemeinsamen Forschungen an¬ zusetzen. Anlaß war das Sonnenfleckenminimum. In den Jahren 1964/ 285 65 laufen die Messungen der IQSY (International Quiet Sun Years), der Internationalen Jahre der ruhigen Sonne. Während es im IGY hauptsächlich um die solaren Einflüsse auf Er¬ scheinungen auf der Erde ging bei großer Sonnenaktivität, sollen die Forschungen des IQSY Aufschluß geben über die „ungestörte Grund¬ strahlung der Sonne“ und ihre terrestrischen Auswirkungen. Wie im IGY , so nehmen auch im IQSY eine ganze Reihe von Instituten und Observatorien der DDR an den Messungen teil. Die DDR leistet auf diese Weise einen nicht unerheblichen Beitrag zum Gelingen der For¬ schungen. Im Nationalkomitee für Geodäsie und Geophysik der DDR arbeiten Vertreter aller an den Messungen und Untersuchungen be¬ teiligten Institutionen mit an der Koordinierung und Abstimmung der Meßprogramme. Die Einrichtung des NKGG hat sich seit dem IGY gut bewährt und viel zum Gelingen der Unternehmungen beigetragen. Die Förderung der Forschungsaufgaben durch die Regierung der DDR verdient hohe Anerkennung; handelt es sich doch zum größten Teil um Grundlagenforschungen, die teilweise erst nach Jahren einen volkswirt¬ schaftlich wirksamen Nutzen bringen. Die Messungen, Beobachtungen und Untersuchungen im IQSY sollen Erkenntnisse bringen über die Strahlung der „ruhigen Sonne“ sowie über die Abhängigkeit irdischer Erscheinungen von der Sonnenaktivität durch Vergleich mit den IGY- Messungen. Schließlich sollen sie die Natur von Störungen solaren Ursprungs aufzeigen. Im Zustand des Minimums heben sich natürlich Störungen besser vom Normalzustand ab als bei großer Sonnenaktivität, weil die Störungen einzeln auftreten und sich nicht gegenseitig überlagern. In diesem kurzen Beitrag ist es nicht möglich, die Vielfalt der For¬ schungsunternehmungen zu beschreiben, ja nicht einmal sämtliche Vor¬ haben dieser Art in der DDR lassen sich in diesem Bericht darstellen. Es wird aber versucht, etwas über die Messungen zu berichten, die unmittel¬ bare Auswirkungen auf die Erkenntnisse über Kurzwellenausbreitung haben. Dies geschieht, weil vermutlich das Hauptinteresse der Leser des Elektronischen Jahrbuches diesem Gebiet gilt und weil der Autor auf diesem Gebiet arbeitet. Die Ionosphäre als reflektierendes Medium ist für die Kurzwellenausbreitung von entscheidender Bedeutung. Ihre Entstehung und Erhaltung verdankt sie im wesentlichen solarer Strah¬ lung. An der Ionisation der höheren Gebiete der Erdatmosphäre sind verschiedene Komponenten der Sonnenstrahlung beteiligt. Ihre Ver¬ änderung hat daher Einfluß auf die Ionosphäre und damit auch auf die Kurzwellenausbreitung. Von diesem Standpunkt aus ergibt sich die Notwendigkeit, die solare Strahlung zu untersuchen. Im IQSY richtet sich die Sonnenüberwachung naturgemäß besonders auf die im Sonnen¬ fleckenminimum zu beobachtenden Erscheinungen. Optische Beobachtungen von astronomischen Observatorien ermög- 286 Bild 1 Gegenüberstellung der heliografischen Breite auftretender Fleckengruppen mit der Sonnenfleckenfläche 287 liehen es, festzustellen, wann ein neuer Sonnenfleckenzyklus beginnt. Im Verlauf eines Zyklus entstehen Sonnenflecken zunächst beim Be¬ ginn des Zyklus in verhältnismäßig hohen heliografischen Breiten, sie erscheinen dann in immer größerer Nähe des Sonnenäquators. Im eigent¬ lichen Minimum treten die Flecken vorwiegend in Äquatornähe auf. Dann entstehen aber neue Flecken wieder in hohen Breiten und künden damit den Beginn des neuen Zyklus an. Die Verhältnisse zeigt das Bild 1 in der Gegenüberstellung der heliografischen Breite auftretender Flecken¬ gruppen mit der Sonnenfleckenfläche. Da im Minimum selten über¬ haupt Flecken auftreten, gibt es natürlich Zeiträume, in denen die Sonne völlig fleckenfrei ist. Solche Perioden werden durch die astro¬ nomischen Observatorien allen anderen Institutionen mitgeteilt, so daß diese geophysikalischen Forschungsstätten dann ihr Programm ansetzen, um die Einflüsse der „ruhigen Grundstrahlung“ zu messen. Es gibt aller¬ dings sogar ohne sichtbare Sonnenflecken Gebiete auf der Sonne, die Störstrahlung aussenden. Man kann das z.B. mit radioastronomischen Methoden nachweisen. Dabei findet man in der Korona der Sonne - zu¬ nächst über Sonnenflecken - Strahlungsherde, die erhöhte Radiostrah¬ lung aussenden. Diese Gebiete können noch wirksam sein, wenn die Flecken nicht mehr zu beobachten sind. Daran läßt sich erkennen, daß die Messung der ungestörten Grundstrahlung auch im Minimum gar nicht so einfach ist. Dieser Grundstrahlung überlagert sich eine langsam veränderliche Komponente und außerdem die von diskreten Quellen herrührende schnell veränderliche Störstrahlung. In der erwähnten Art ändern sich ebenfalls die ionosphärisch wirksamen Komponenten der Sonnenstrahlung, wie Ultraviolett- und Röntgenstrahlung. Wenden wir uns nun dem interplanetaren Raum zu als dem Zwischen¬ glied zwischen der solaren Ursache und der terrestrischen Auswirkung. Einen ganz entscheidenden Fortschritt in der Erforschung des inter¬ planetaren Raumes brachte die Entwicklung der Satelliten- und Raketen¬ technik. Erstmalig war es möglich, direkte Messungen an Ort und Stelle durchzuführen. Es ist daher nicht verwunderlich, daß die letzten Jahre eine Fülle von Meßergebnissen brachten, die zu völlig neuen Erkennt¬ nissen führten. Interplanetare Sonden ermöglichen die Messung der solaren Strahlung, ehe diese durch den Einfluß der Erdatmosphäre absorbiert wird. Man ist damit inderLage, die von der Sonne ausgehende Strahlung zu analysieren, ihre Variation zu untersuchen und z.B. auch Dichte, Intensität und Geschwindigkeit der von der Sonne aus¬ geworfenen Korpuskelwolken festzustellen, bevor der Einfluß des Erd¬ magnetfeldes durch Ablenkung der geladenen Korpuskeln das Bild stört und verändert. Auch die Entdeckung der Strahlungsgürtel der Erde ist auf Messungen mit Satelliten und Raketen zurückzuführen. Die gleichen modernen Forschungsmittel erlauben nun auch, im Minimum die Strahlungsgürtel zu beobachten: entweder sozusagen im stationären 288 19 Elektronisches Jahrbuch 1966 Bild 2 289 Zustand, also bei ruhiger Sonne, oder auch bei einfallenden Korpuskel¬ wolken. Inzwischen ist bereits eine Theorie entstanden, die die ge¬ messenen Erscheinungen der Strahlungsgürtel zu erklären versucht. [Deutsche Akademie der Wissenschaf,knzuBeriit\ -F0RSCHUN6S6EMEINSCHA F7- Heinrich - Hertz - Institut Berlin-Adlersho f Rudower Chaussee Frequenzberatung Monat: Januar 1953 Strecke Berlin -Peking Erläuterungen: Sendeleistung: 1 kW Mindestfeldstärke am Empfangsort: lOjiVjm Entfernung: 7370 km Azimutwinkel: 55 Grad E Erhebungswinkel ; IxF _ Grad Zx F 0-2 Grad 3xF 5-10 Grad UxF _ Grad 5xF Grad Ausgezogener Bereich (A) sicherer Verkehr B Gestrichelter Bereich (B) Verkehr mit gelegent¬ lichen Ausfällen £_^ ß L 0 X X X ij- 18 21 2h 3 6 9 12 Mitteleuropäische Zeit (MEZ) 0123056789 10H1213%151617181920212223 7 1 ) I I M [ I 1 I I I I. . 23 0 1 1 3 k 5 6 7 8 9 10 V12131U151617181920212222 C) ? f ? 1{ 1$ Iß 2)1 MEZ 2.9 Bild 3 Ausbreitungsbedingungen auf einer Funkstrecke im Maximum und im 290 Frequenz ^ in MHz Bild 2 zeigt die Strahlungsgürtel. Sie haben die Feldlinien des Erdma¬ gnetfeldes gewissermaßen als Leitlinien. In diesem Zusammenhang ergibt sich die Notwendigkeit, auch das Magnetfeld der Erde zu überwachen. Minimum der Sonnenflecken Bild 4 Blick auf die Ionosphärenstation Juliusruh , eine Außenstelle des Heinrich-Hertz-Instituts und auch dabei handelt es sich - wie in den anderen Disziplinen der Geophysik - vielfach um Erscheinungen, die an geringe Sonnenaktivität gebunden sind. Einen großen Raum nehmen bei den /QS/-Messungen die Experimente der Ionosphärenforschung ein sowie die Untersuchungen der Ausbrei¬ tung kurzer Wellen. Bild 3 möge die Unterschiede der Ausbreitungs¬ bedingungen auf einer Funkstrecke im Maximum und im Minimum zeigen. Zwar kennt man bereits einige Fakten bezüglich Abhängigkeit der Ausbreitungsbedingungen von der Sonnenaktivität, doch ist eine genauere Erforschung der Zusammenhänge für die Verbesserung der Frequenzprognosen von großer Bedeutung. Auf den Außenstellen des Heinrich-Flertz-Instituts, der Ionosphärenstation Juliusruh (Bild 4) und auf der Meßstation Neustrelitz, werden im IQSY die international ver¬ einbarten Messungen der Ionosphäre durchgeführt. Viertelstündlich 292 registriert man hier die lonosphärenparameter wie Höhen der Schichten- Grenzfrequenzen und Absorption und mißt die Feldstärke von Kurz, wellensendem. Die gemessenen Daten werden für wissenschaftliche Ab¬ handlungen ausgewertet und den Weltsammelzentren zugeleitet. Durch diese Einrichtung der Sammelzentren werden weltweite Untersuchungen ermöglicht, denn die einzelnen Institute, die ihre Meßdaten dorthin senden, können von dort die Daten anderer Stationen erhalten. Die Vereinheitlichung der Messungen ermöglicht es, Daten verschiedener Stationen zu vergleichen und damit ein umfassendes Bild ionosphärischer Vorgänge zu bekommen. Es liegt auf der Hand, welche Bedeutung das hat in bezug auf die Verbesserung von Vorhersagen der Kurzwellenaus¬ breitung für weite Strecken. Nachfolgend ein Beispiel für eine Untersuchung, die im Maximum durchgeführt wurde und jetzt im Minimum wiederholt werden soll. Die Korpuskelstörungen bewirken häufig einen starken Rückgang der Grenzfrequenzen der F-Schicht und damit erhebliche Beeinträchtigung des Funkverkehrs. Den Funkern ist das kein Geheimnis. Die Unter¬ suchungen im Maximum gaben aber Anlaß zu der Vermutung - ja sogar starke Hinweise darauf daß dieses Absinken der Grenzfrequenzen nicht gleichzeitig in allen Breiten auftritt, sondern daß die Störung sich gewissermaßen von den Polarlichtzonen her zum Äquator hin ausbreitet. Die Südwärtsbewegung auf der Nordhalbkugel der Erde ließ sich dabei zwar statistisch nachweisen, jedoch nicht am Einzelfall. Man könnte dies aber im Minimum tun. Nicht unerwähnt bleiben sollen auch die radioastronomischen Messun¬ gen. Auf diesem Gebiet werden im IQSY ebenfalls besondere Anstren¬ gungen gemacht, um zu neuen Erkenntnissen zu kommen. Die Radio¬ teleskope nehmen an der Sonnenüberwachung teil. Sie können wichtige Aufschlüsse über die Strahlung der Sonne geben und damit das Bild der solarterrestrischen Beziehungen weiter vervollständigen. Für das Gebiet der niederen Ionosphäre haben Messungen mit Lang- und Längstwellen, die an der E- bzw. D-Schicht reflektiert werden, große Bedeutung. Diese Schichten und damit die von ihnen gesteuerte Wellen¬ ausbreitung sind natürlich ebenfalls von der Sonnenaktivität abhängig. Die betreffenden Messungen sowie Registrierungen des atmosphärischen Funkstörpegels werden im Observatorium Kühlungsborn durchgefuhrt. Alle im IQSY laufenden Forschungen haben das Ziel, unsere natur¬ wissenschaftlichen Erkenntnisse zu erweitern und damit dem Fortschritt zu dienen. 293 Sender überwinden den Raum Die Begriffe „Zeit“ und ..Entfernung“ wandelten sich wesent¬ lich in unserer technischen Epoche. Bis in die riesigen Weiten des Weltraums reichen heute zuverlässige Funkverbindungen. Auch die immer mehr vervollkommneten Sendegeräte erfahre¬ ner Amateure tragen ihren Ruf weit um den Erdball. Nicht nur automatischeSSB-Stationen, auch kleinere Anlagen, ausgelegt für alle Funkverbindungen und mit RFT-Senderöhren bestückt, erreichen dabei hervorragende Leistungen. Mit RFT-SenderÖhren können Sie auf allen Amateurbändern arbeiten. Unsere Typen zeichnen sich aus durch kleine Abmes¬ sungen, hohe mechanische Stabilität und lange Lebensdauer. eiecrronic vereinigt Fortschritt und Güte WB RFT Bauelemente und Vakuumtechnik 1017 Berlin, Ehrenbergstraße 11-14 Bauanleitung für einen Hagen Jakubaschk HF-Stereo-Decoder Der im folgenden beschriebene HF-Stereo-Decoder ist für das Pilotton- Hilfsträger-Verfahren bestimmt (das zur Zeit in der DDR erprobt wird) und geht auf eine Telefunken-Entwicklung zurück. Der Decoder arbeitet nach dem Hüllkurven-Verfahren mit Frequenzverdopplung der Pilot¬ frequenz. Eine nähere Beschreibung der Funktionsweise dieses Decoders sowie der Zusammensetzung des Stereo-Multiplexsignals und seine Decodierungsmöglichkeiten sind aus Platzgründen nicht möglich. Auch auf die in diesem Zusammenhang an den UKW-Empfänger zu stellenden Anforderungen kann nicht näher eingegangen werden. Alle diese Einzel¬ heiten werden in der Broschüre von Ing . K. Streng, HF-Stereofonie, ein¬ gehend behandelt (erscheint 1966 in der Broschürenreihe Der Praktische Funkamateur ). Grundlagen der Stereofonie sind in Heft 38 der gleichen Reihe {Jakubaschk, Stereofonie für Amateure) zu finden. Obwohl der Auf¬ bau dieses Decoders nicht allzu kompliziert ist, sei dem weniger er¬ fahrenen Amateur das Studium dieser Veröffentlichungen empfohlen. Damit bestmögliche Trennung beider Kanäle erreicht wird, muß ab Demodulator bis Decoderausgang für phasenrichtige und frequenz- lineare Übertragung des gesamten Stereo-Multiplexsignals (30 Hz bis 53 kHz) gesorgt werden. Zu geringe ZF-Bandbreite (unter 200 kHz) des Empfängers oder Amplitudenabfall bei höheren Frequenzen des Multiplexsignals verschlechtern die Übersprechdämpfung merklich. In der gezeigten Schaltung können derartige nicht allzu große Fehler des UKW-ZF-Verstärkers und Demodulators mit P 1 und P 2 ausgeglichen werden. Der Decoder ist unmittelbar am Demodulatorausgang des Empfängers anzuschließen; das üblicherweise dort angeordnete RC- Glied (Deemphasisglied) muß also umgangen oder entfernt werden. Die Deemphasis erfolgt am Decoderausgang mit C 6, C 7 und den davor¬ liegenden 50-kQ-Widerständen. An den Ausgang schließt man den NF-StereoVerstärker an. Der Decoder wird also zwischen Demodulator des Empfängers und NF-Teil geschaltet. Falls dabei zwischen NF-Aus- 295 gang und Eingang des NF-Verstärkers Abschirmkabel benutzt werden, ist ihre Kabelkapazität vom Wert für C 6 bzw. C 7 abzuziehen. Der De¬ codereingang darf nicht abgeschirmt verlegt werden. Es empfiehlt sich, den gedrängt aufgebauten Decoder unmittelbar neben dem Demodulator des Empfängers zu montieren und die Verbindungsleitung möglichst kurz zu halten. - Der Decoder wird aus der Anodenspannung des Empfängers mitversorgt, die man bei U a anschließt. Je nach ihrem Wert wird R v auf einen Stromfluß von 10 bis 12 mA bei x bemessen. Als Zenerdiode ZD ist einem 15-V-Typ der Vorzug zu geben; jedoch funk¬ tioniert der Decoder auch mit 12 V noch einwandfrei. Transistor T 1 arbeitet für das Summensignal (30 Hz bis 15 kHz) und das Differenz¬ signal (Seitensignal, 23 bis 53 kHz) in Kollektorschaltung, für den Pilotton 19 kHz jedoch in Emitterschaltung, da für diese Frequenz L 2/C 2 in Resonanz ist und L 1 als Arbeitswiderstand für T 1 wirksam wird. L 1/L 2 ist auf 19 kHz abgeglichen. Die an L 2 stehende Spannung wird mit D 1/D2 auf 38 kHz verdoppelt. Diese Frequenz steuert über die regelbare Phasenbrücke P 1/C 1 den Transistor T 2 an. Mit P 1 kann die Phasenlage des auf diese Weise gewonnenen 38-kHz-Hilfsträgers um etwa 30 Grad geändert werden, womit sich etwaige Phasenfehler des Empfängers oder Decoders in gewissen Grenzen ausgleichen lassen. P 1 wird unter Verwendung des für Abgleichzwecke zeitweilig vom Sender ausgestrahlten Stereo-Prüfsignals auf beste Über Sprechdämpfung (best¬ mögliche Kanaltrennung) abgeglichen. - T 2 verstärkt die Hilfsträger¬ frequenz; der Kreis C 3/L 3 wird auf diese Frequenz abgeglichen. L 4 steuert T 3 an, durch den eine nochmalige Verstärkung des Hilfsträgers erfolgt. C 5/L 5 sind ebenfalls auf 38 kHz abzugleichen. Der 1-kQ- Kollektorwiderstand von T 3 verhindert Rückwirkungen des Transistors auf diesen Kreis, die bei der hier schon relativ großen Hilfsträger¬ spannung infolge unterschiedlicher Signalstärke auftreten könnten. Summen- und Differenzsignal werden am Emitter T 1 abgenommen und über das Entzerrerglied P 2/C 2 und L 6 den Gleichrichtern D 3 und D 4 zugeführt, wobei L 6 dem Differenzsignal wieder den 38-kHz-Hilfsträger zufügt, der für die Demodulation erforderlich ist. Etwaige Amplituden¬ abfälle nach höheren Frequenzen des Differenzsignals, die u. a. durch den Empfänger verursacht sein können, lassen sich mit P 2 in gewissen Grenzen korrigieren. P 2 wird ebenfalls auf größte Übersprechdämpfung bzw. Kanaltrennung eingestellt. Sofern ZF-Teil und Demodulator des Empfängers den für HF-Stereofonie zu stellenden Ansprüchen ent¬ sprechen, wird der richtige Wert für P 2 bei etwa 6 bis 7 kQ liegen. D 3 und D 4 ergeben eine Spitzengleichrichtung der 38-kHz-Hüllkurven. Da jeweils eine der Hüllkurven einen NF-Kanal enthält, ist auf die rich¬ tige Polung dieser Dioden zu achten. Damit tatsächlich eine annähernd reine Spitzengleichrichtung zustande kommt, dürfen die Kondensatoren parallel zu den Arbeitswiderständen der Dioden (82 kQ) nicht größer 296 ßunßsny-jN L 1: 95 Wdg. 0,12-CuL L 4: 22 Wdg. 0,3-CuL L 2: 2 X 150 Wdg. 0,2-CuL L 5: 110 Wdg. 0,2-CuL L 3: 150 Wdg. 0,2-CuL L 6: 90 Wdg. 0,2-CuL Manifer-Schalenkerne mit Abgleichstift, K sa 103 (von BG 20-HF- Generator) 297 Bild 1 Schaltung des beschriebenen HF-Stereo-Decoders als 500 pF sein, auch der Wert der Arbeitswiderstände soll nicht unter* schritten werden. Die Schaltung hat neben der Abgleichmöglichkeit für Phasen- und Amplitudenfehler noch einen weiteren Vorteil: Wie ersicht¬ lich, sind die Dioden über ihre Arbeitswiderstände in Durchlaßrichtung vorgespannt. Bei fehlendem Pilotton (Mono-Empfang) fehlt auch der 38-kHz-Hilfsträger an L 6; die Dioden sind daher offen, und das Mono¬ signal gelangt vom Decodereingang ungehindert über D 3 und D 4 zu den - dann NF-mäßig parallelliegenden - Ausgängen R/L. Transistor T 2 ist bei fehlendem Pilotton gesperrt, da er keine besondere Basisvor¬ spannung erhält, sondern nur durch die Richtspannung der Dioden D 1/D 2 geöffnet wird. Daher gelangt über diesen Zweig bei Mono- Empfang kein störendes Rauschen in den NF-Kanal, d.h., der Decoder kann auch bei normalem Mono-Empfang im Übertragungsweg ver¬ bleiben. Eine Umschaltung Mono/Stereo erübrigt sich deshalb. Der Decoder wird zweckmäßig auf einer breiten zweireihigen Pertinax- Lötleiste eng gedrängt aufgebaut, wobei die drei Spulen nebeneinander zwischen den Lötfahnen stehen. Der komplette Decoder kann dann im Empfänger an günstiger, nicht zu warmer Stelle fest montiert werden. Die in Frage kommenden Halbleitertypen und - zur Kontrolle bei der ersten Inbetriebnahme - die etwa sich einstellenden Spannungswerte sind aus dem Bild ersichtlich. Die in „V~“ angegebenen Spannungswerte gelten naturgemäß nur bei vorhandenem Stereosignal. Alle Spannungen sind mit Röhrenvoltmeter gemessen. Die Spulen wurden beim Versuchs¬ muster auf drei Manifer-Ferritschalenkerne mit Abgleichstift gewickelt, wozu abgewickelte Spulenkörper des Löschgenerators aus dem bekann¬ ten Tonbandgerät BG 20 „ Smaragd “ benutzt wurden. Mit entsprechend geänderten Windungszahlen sind natürlich auch andere Kemtypen brauchbar, wobei jedoch die Werte für C 2, C 3 und C 5 beizubehalten sind. Die Kreise werden vor Einbau auf die angegebenen Frequenzen grob abgeglichen, wozu man Tongenerator und Röhrenvoltmeter be¬ nutzt; Feinabgleich erfolgt nach dem empfangenen Stereosignal. Bei der ersten Inbetriebnahme werden zunächst alle angegebenen Gleich¬ spannungen und der Strom durch R v kontrolliert, P 1 und P 2 kommen in Mittelstellung. Nunmehr wird bei empfangenem Stereosignal zu¬ nächst L 2 eingestellt, es folgen L 3 und L 5, wobei mit Röhren Voltmeter oder Oszillograf am Kollektor des zugehörigen Transistors auf Wechsel¬ spannungsmaximum (nicht auf beste Kanaltrennung!) abzugleichen ist. Hiernach wird zunächst P 1, dann P 2 und abschließend nochmals P 1 auf beste Übersprechdämpfung abgeglichen, was entweder oszillografisch (Beobachtung der Hüllkurve am Verbindungspunkt L 6/D 3/D 4) oder auch unter Benutzung des Stereo-Prüfsignals nach Gehör geschehen kann. Der Abgleich wird mit P 1 beendet. Zu beachten ist, daß der Spulenabgleich auf Spannungsmaximum nicht immer mit der Spulen¬ einstellung für gehörmäßig beste Stereowirkung zusammenfallen muß. 298 Die kybernetischen Parameter des Menschen Dipl.-Phys. Hans-Joachim Fischer In der jüngsten Zeit wird der Kommunikation zwischen Mensch und Maschine immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt. Dies geschieht nicht zuletzt auf Grund des immer höher werdenden Automatisierungsgrades der modernen Industrie. Man kann durch technische Parameter, durch Pflichtenhefte oder Kenngrößen moderne Maschinen in allen Einzel¬ heiten beschreiben. Aber geht das denn auch beim Menschen, diesem komplizierten bewußten Gesamtorganismus? In der Vergangenheit hat man das Hauptgebiet der Beobachtung auf die Naturvorgänge und überhaupt auf alle Bereiche außerhalb des Menschen Noch drei Runden, dann ist sie gar! 299 Tabelle der kybernetischen Kennwerte des Menschen Sinn Organ erregt durch Bereich mögliche Entfernung Grenzwert der Wahr¬ nehmung Sehen Augen elektro¬ magnetische ! Strahlung 3821-7621Ä (1 Oktave) mehrere Kilometer (bis 50 km) i 0,5 • 10“ 12 Lumen Hören Ohren Luftschwin¬ gungen (Schall) 16-20000 Hertz (10-11 Oktaven) mehrere Kilometer je nach Stärke 4> 10 “ 9 erg/cm 3 bei 2000 Hz Schmecken Zunge chemische Reaktionen bitter, salzig, sauer, süß, metallisch, alkalisch lokalisiert (Mundbe¬ reich) 0,4 • IO" 8 Verdünnung von Strychnin Riechen Nase molekulare Strahlungen z. B. fischig, schweflig, brennend, ätherisch einige Kilometer 4 • 10 _14 g/cm 3 Methyl- mercaptan Fühlen Haut i mechanische Vorgänge dichter Kontakt erforderlich 2 g/mm 2 an der Nasenspitze konzentriert. So waren in der Vergangenheit über Kenngrößen des Menschen nur recht allgemeine und unspezifische Kennwerte vorhanden (wie z.B. der Begriff Schrecksekunde für Reaktionszeit). Erst in letzter Zeit hat man die Bereiche der Sinneswahrnehmungen, der Interpretation von Beobachtungen und der abgeleiteten Reaktionen des Menschen einer wissenschaftlichen Analyse unterzogen. Man muß die „Meßwertgeber“ des Menschen, seine Sinnesorgane, exakt prüfen, ihre Grenzempfindlichkeit, Schnelligkeit und Genauigkeit me߬ technisch erfassen und die Ergebnisse dann dazu verwenden, die An¬ passung der Maschine an den Menschen optimal durchzuführen. Hin¬ sichtlich der Wahrnehmungen kann man zwei große Gruppen unter¬ scheiden : 1. solche Größen der Umgebung, die direkt durch die Sinne wahrgenom¬ men werden können, und 2. solche, die erst mittels Instrument umgeformt werden müssen, um 300 Grenzwert der Unter¬ scheid¬ barkeit Wahr¬ nehmungs¬ feld Ort der Rezep¬ toren minimale Ansprech¬ zeit für die Erregung Reak¬ tionszeit (mus¬ kuläre Reak¬ tion) Grenze der Kon¬ tinuität Bereich des Weber- Fechner- schen Gesetzes 240 Einhei¬ ten je Milli¬ meter (klein¬ stes Obj. = 4,2 ^m) gerichtet Retina 50 ms bei S geringer In¬ tensität 20 ms bei starker Er¬ regung 175 ms 16 Hertz i 1:167 0,3% der Frequenz im mittleren Tonbereich rundum Cortisches ' Organ 12 ms 125 ms 16 Hertz 1:9-1:20 Oberfläche der Zunge Peripherie der Zunge 200 ms gerichtet Geruchs¬ membran 115 ms 1,1 mm an der Zungen¬ spitze 2,3 mm an der Finger- ! kuppe gesamte Haut verschie¬ dene Teile j der Haut 1 110 ms 480-640 Hz Zahnrad 1500 Hz Saite 1:20- 1:40 wahrnehmbar zu werden (Menschen haben z.B. kein Sinnesorgan für hochfrequente Wellen). Bereits Aristoteles sagte: „Nichts kann im Gehirn sein, was nicht vorher durch die Sinne wahrgenommen wurde.“ Tabelle 1 zeigt nun, welche physikalischen Eigenschaften für die ein¬ zelnen Sinne angegeben werden können. Es ist ersichtlich, daß es weit¬ reichende (z.B. das Auge oder das Ohr mit maximal 20 bis 30 km Reich¬ weite) und eng begrenzte (z.B. die Zunge mit 2 bis 3 cm Geschmacks¬ reichweite) Sinnesorgane gibt. Weiterhin sind Meßbereich und Unter¬ scheidungsfähigkeit für Schwellwerte sehr unterschiedlich. Die fünf klassischen Sinne, Sehen, Hören, Fühlen, Schmecken, Riechen, müssen noch ergänzt werden durch die Organe für die Schmerzempfindung, für Wärme- und Kälteempfindung und durch die sogenannten Muskelfühler, die eine Rückmeldung von den motorischen Organen zum Gehirn durch¬ führen. In der obenangegebenen Reihenfolge sind die Sinne nach ihrer 301 Wichtigkeit angeordnet. Das Auge ist bei weitem das empfindlichste und für jede menschliche Tätigkeit entscheidendste Organ. Bild 1 zeigt ein Prinzipschaltbild für die menschliche Informationsver¬ arbeitung. Die Sinnesorgane empfangen Reize aus der Umwelt, die von den Rezeptoren über Nervenbahnen mittels Impulsmodulation dem Gehirn zugeführt werden. Es erfolgt im Gehirn zunächst eine Sofort¬ verarbeitung (1. Stufe), erforderliche Meßgrößen werden in einem Kurz¬ zeitspeicher gespeichert und können schnell abgerufen werden. Ist die Information wichtig, so gelangt sie in eine zweite Verarbeitungsstufe und in einen Speicher für Erfahrungen. Dieser ist ein Langzeitspeicher, der begrenzte Speicherkapazität hat und durch das Vergessen nach einiger Zeit wieder geleert wird. Von diesem zweiten Speicher führt eine Rück¬ kopplung zur ersten Verarbeitungsstufe, die ähnlich wie eine Torschal¬ tung in der Rechentechnik nur neue Informationen in den zweiten Kreis¬ lauf durchläßt. Bereits Bekanntes wird durch eingefahrenes Verhalten sofort mittels Reaktion erledigt; man bewahrt damit den zweiten Spei¬ cher vor Überlastung. Das Zentralnervensystem des Menschen besitzt 1,5 • 10 iD Neuronen; das sind Elementarzellen mit Speicherwirkung, die der Mensch bisher nur sehr unvollkommen durch Kryotrons, Ferritkerne oder Transistor¬ schaltungen nachbilden kann. Das Auge besitzt ungefähr 10 8 optische Rezeptoren, von denen 10 6 Nervenbahnen zum Gehirn führen. Die In¬ formationskapazität des Auges beträgt 10 7 bit/s. Die 120 Millionen Stäbchen können 32 Helligkeitsstufen unterscheiden, während die rund 7 Millionen Zäpfchen 1024 Helligkeitsstufen und 16 Farben unter¬ scheiden können. Die Grenzempfindlichkeit des Auges beträgt - auf elektrische Werte umgerechnet - 10~ 16 Watt pro Hertz. Die maximale Modulationsbandbreite liegt bei 16 Hz, d.h., schneller verlaufende Farb- oder Intensitätswechsel kann das Auge nicht mehr getrennt wahrnehmen. Das Ohr hat ungefähr 20000 Rezeptoren auf der Basilarmembran. Es können 850 Tonstufen (in der Frequenz gestaffelt) und 80 bis 200 Ampli¬ tudenstufen (in der Intensität gestaffelt) unterschieden werden. Die Aus¬ bildung des Tonhöhenunterscheidungsvermögens dauert 250 Milli- Rückkopplung i Bild 1 System der Informationsverarbeitung beim Menschen 302 Sekunden, d.h., bei kürzer einwirkenden Tönen kann die Tonhöhe nicht ermittelt werden. Die Informationskapazität des Ohres liegt weit unter der des Auges und beträgt etwa 30000 bit/s. Für das Gefühl muß man zwischen Druckrezeptoren und Schmerzrezeptoren unterscheiden. In der Haut sind 500000 Druckrezeptoren vorhanden, von denen 10000 Nervenbahnen ins Gehirn führen. Die Grenzempfindlichkeit der Druckrezeptoren beträgt 0,1 p, die Abstände zwischen zwei Druck¬ rezeptoren betragen 1 bis 60 mm. Sie haben eine Schwingungsempfind¬ lichkeit bis 1000 Hz. Die Schmerzrezeptoren stellen einfach freie Nerven¬ enden dar; von diesen sind 3000000 vorhanden. Weiterhin befinden sich auf der Körperoberfläche 10 4 Warmrezeptoren und 10 5 Kaltrezeptoren. Beim Geruchs- und Geschmacksempfinden handelt es sich um je 10 7 Rezeptoren, die über je 2000 Nervenbahnen mit dem Gehirn verbunden sind. Man kann aus diesen wenigen Daten erkennen, wie kompliziert der Informationsverarbeitungsapparat des Menschen ist. Die heutigen digi¬ talen Prozeßsteuerautomaten sind noch weit von dieser Vollkommenheit entfernt. Ein Rechenmaschinentechniker hat einmal gesagt: „Das menschliche Gehirn ist ein ^-Pfund-Computer’ mit etwa 25 W mittlerer Speiseleistung und einer Speicherkapazität von 10* 3 bit bei einer Halb¬ wertszeit von einem halben Tag. Seine Zuverlässigkeit liegt unter der der modernen Rechenmaschinen, aber hinsichtlich Ein- und Ausgabeein¬ richtungen hat die Technik noch einiges nachzuholen. Die Gedächtnis¬ kosten betragen je nach Qualifizierungsgrad 1 bis 25 MDN pro Stunde. Die mittlere Zugriffszeit beträgt 10 -16 s/bit.“ Man steht auch auf diesem Arbeitsgebiet, der wissenschaftlichen Er¬ forschung des Menschen, erst am Anfang. Für die Zukunft können noch weitere Ergebnisse erwartet werden, die unsere Einsicht in die Zusam¬ menhänge der Natur entsprechend der marxistischen Dialektik immer mehr vertiefen. 303 Antennen für den KW-Amateur Karl Rothammel - DM 2 ABK In den Jahren des Sonnenfleckenminimums belebt sich das 80-m-Band, weil die Bereiche 10 m und 15 m nicht mehr oder nur selten brauchbar sind. Für manchen DX-Spezialisten wird dann das 80-m-Band wieder attraktiv, denn es bietet gerade zu Zeiten der ruhigen Sonne häufig gute DX-Möglichkeiten. Um diese nutzen zu können, ist allerdings eine wirkungsvolle Antenne Voraussetzung. Ein guter 80-m-Strahler benötigt leider viel Platz und hohe Aufhänge¬ punkte. Die Mindestforderung wäre ein Halbwellenstrahler mit reich¬ lich 40 m Spannlänge und einer Bauhöhe von mindestens 20 m über dem Erdboden. Aber selbst dann kann nicht in allen Fällen miteinergünstigen Abstrahlung gerechnet werden, weil umliegende Hindernisse, besonders waagerecht verlaufende Drahtleitungen, Dachrinnen, Metallkonstruk¬ tionen usw., den Strahler stark beeinflussen können. Es entstehen dabei unkontrollierbare Absorptionen und Reflexionen, und die elektrisch wirksame Antennenhöhe erscheint gegenüber der geometrischen Höhe stark vermindert. Ein so beeinflußter Halbwellendipol hat keineswegs mehr den theoretischen Fußpunktwiderstand von 60 bis 70 Ohm, sondern einen wesentlich niedrigeren. Wegen dieser Schwierigkeiten sind 80-m-Antennen mit guten Strah¬ lungseigenschaften bei Funkamateuren ziemlich selten zu finden. Oft begnügt man sich bewußt mit verkürzten Behelfsausführungen und ist bemüht, die Strahlungsverluste durch Leistungserhöhung auszugleichen. Es soll deshalb nachstehend eine vollwertige 80-m-Antenne beschrieben werden, die sich durch besonders geringen Platzbedarf auszeichnet. Die Drahtpyramide Wenig bekannt wurde bisher eine Antennenform, die man wegen ihres Aussehens als „Drahtpyramide“ bezeichnen kann (Bild 1). Sie begnügt 304 Bild 1 Das Schema der Drahtpyramide sich mit einer Aufbaufläche von rund 14 m X 14 m und benötigt nur einen etwa 13 m hohen Mast. Trotzdem handelt es sich um einen voll¬ wertigen Strahler mit guten Abstrahlungseigenschaften und besonderer Eignung für den 80-m-Betrieb. Die gesamte Drahtlänge der Pyramide beträgt 1A; die Antennendrähte wirken gleichzeitig als mechanische Abspannung für den Mittelmast. Der Verlauf des Antennenleiters und dessen Einspeisungspunkte sind in Bild 2 gesondert dargestellt. Man kann daraus erkennen, daß er zwei gleichseitige Dreiecke mit je A/6 Seitenlänge bildet. Durch die Art der Speisung ist gewährleistet, daß die Ströme der dem Speisepunkt benach¬ barten vier geneigten Drahtabschnitte gleichphasig verlaufen (siehe Strompfeile). Die beiden waagrechten und erdbodennächsten A/6-Ab- schnitte führen eine gegenphasige Stromverteilung, wobei in ihrer Mitte (Punkte A und B) Spannungsmaximum besteht. Daraus kann gefolgert werden, daß die horizontalen Drähte nur unbedeutend an der Strahlung beteiligt sind. Das Strahlungsdiagramm zeigt eine zweiseitige Bevorzugung der Rich¬ tung A-B; die Strahlungsminima liegen rechtwinklig dazu. Maxima und Minima sind aber nicht sehr ausgeprägt, und man kann sagen, daß die Antenne nach allen Richtungen gut abstrahlt. Das Richtdiagramm und der Fußpunktwiderstand werden durch die Aufbauhöhe, den Knick- Bild 2 Leiterschema mit Stromrichtung für die Drahtpyramide 20 Elektronisches Jahrbuch 1966 A/4 winkel der Drähte und durch die Erdverhältnisse beeinflußt. Der Wider¬ stand im Speisepunkt liegt in der Größenordnung von 60 bis 100 Ohm. Eine direkte Speisung mit Koaxialkabel beliebiger Länge ist deshalb möglich. Der Antennenwirkungsgrad steigt mit der Aufbauhöhe. Eine Länge des Mittelmastes von 13 m und eine Höhe der waagrechten Drahtabschnitte von 3 m über dem Erdboden sind Mindestforderungen. Die Pyramide ist ziemlich resonanzscharf. Da sie außerdem über eine an gepaßte (= nichtabgestimmte) Speiseleitung erregt wird, ist es nicht möglich, die Antenne mit den Abstimmitteln eines Antennenkopplers jeweils in Re¬ sonanz zu bringen. Sollte der Leistungsabfall an den Band-Enden zu groß werden, so gibt es eine verhältnismäßig einfache Möglichkeit, die Resonanz den Bedürfnissen entsprechend nachträglich wahlweise zu ver¬ ändern. Man legt dabei die Antennenresonanz in die Nähe des hoch¬ frequenten Band-Endes (z.B. 3750 kHz) und erniedrigt die Resonanz¬ frequenz bei Bedarf durch Anklemmen je eines Drahtstückes an die Punkte A und B (Mittelpunkte der horizontalen Abschnitte). Als Faust¬ regel gilt, daß eine Verlängerung von je 45 cm die Resonanzfrequenz um 50 kHz erniedrigt. Es ist normalerweise ausreichend, die Antenne für eine Resonanzfrequenz von 3700 kHz zu bemessen. Man kann damit gut im Telefoniebereich von 3600 kHz bis 3800 kHz arbeiten. Für Telegrafie¬ betrieb wird die Antenne auf 3550 kHz abgestimmt, indem man mit einer Krokodilklemme an Punkt A und B je einen 135 cm langen Draht¬ schwanz anklemmt. Wer auf gutes Aussehen und stabile Verhältnisse besonderen Wert legt, kann zwischen dem Mittelmast und den Punkten A bzw. B feste Lei¬ tungen verlegen, die jeweils bei 45 cm oder 90 cm durch Isolatoren unterbrochen werden. Durch entsprechendes Überbrücken der Isolato¬ ren kann man die Resonanz in Intervallen von 50 kHz bzw. 100 kHz ver¬ ändern. Freunde der Automatisierungstechnik werden die Umschal¬ tungen durch Relais vom Stationsraum aus bewerkstelligen. Da die Punkte A und B im Spannungsmaximum liegen, müssen hochwertige Isolatoren zum Einsatz kommen. Mit dem Grid-Dip-Meter kann die Resonanzfrequenz über eine Koppelspule am senderseitigen Ende des Speisekabels gemessen werden. Die in Bild 3 eingetragenen Abmessun¬ gen sind für eine Resonanz von 3700 kHz vorausberechnet. Zur Verbesserung der Standfestigkeit sollten die vier Außenpfeiler in Zugrichtung abgestrebt werden. Es wird empfohlen, das Koaxialkabel elektrisch A/2 lang zu machen. Hat das Kabel einen Verkürzungsfaktor von 0,66 (z.B. Typ 60-7-2), so beträgt dessen geometrische Länge 26,75 m. Eine Symmetrierung des Kabels ist nicht unbedingt erforderlich. Stärke und Material des Antennenleiters sind elektrisch gesehen ohne Bedeu¬ tung. Hier entscheiden lediglich mechanische Gesichtspunkte. 306 Bild 3 Aufbau und Abmessungen einer Drahtpyramide (Resonanz¬ frequenz 3700 kHz) Natürlich kann der vorhandene Mittelmast noch für weitere Antennen¬ systeme genutzt werden. So wäre es naheliegend, die freien Sektoren mit einer zweiten Drahtpyramide für das 40-m-Band zu bestücken oder die nachfolgend beschriebene T2FD-Antenne am Tragemast mit anzu¬ bringen. Die Drahtpyramide ist außerdem eine „hausfrauenfreundliche“ Antenne, denn mit ihr kommt die geplagte XYL endlich zu den längst versprochenen Wächepfählen. Zur Abrundung der guten Eigenschaften einer Drahtpyramide kann hervorgehoben werden, daß wegen der geneigten Strahlerdrähte die Kopplung mit benachbarten waagrechten Netz- und Fernsprechfrei- leitungen wesentlich geringer ist als bei einem horizontal aufgebauten Strahler. Dadurch werden die umgebungsbedingten Beeinflussungen er¬ heblich gemindert. Aperiodische Antennen Strahler, die mit einem Lastwiderstand abgeschlossen sind, nennt man aperiodische oder auch abgeschlossene Antennen (Bild 4). Der Last¬ widerstand muß für die Frequenz reell sein; der Widerstandswert ist an¬ nähernd gleich dem Wellenwiderstand der Antenne. Auf einer abge¬ schlossenen Antenne bilden sich - im Gegensatz zu einer resonanten, ooo» ooo k-4 Bild 4 Aperiodische Antenne 307 nichtabgeschlossenen Antenne - keine stehenden Wellen aus. Die Lei¬ stung, die am Antennenende ankommt, wird vom dort befindlichen Lastwiderstand aufgenommen. Theoretisch kann man eine abge¬ schlossene Antenne als eine Übertragungsleitung ansehen, deren zweiter Leiter durch die Erde gebildet wird. Diese Übertragungsleitung ist durch den Lastwiderstand mit ihrem Wellenwiderstand abgeschlossen. Es bilden sich Wanderwellen aus, die dadurch gekennzeichnet sind, daß der Strom an allen Punkten der Leitung gleich ist. Im allgemeinen betrachtet man eine mit ihrem Wellenwiderstand ab¬ geschlossene Leitung als nichtstrahlend. In diesem Fall sind aber die beiden Leiter (Antennendraht und Erde) so weit voneinander entfernt, daß sich die entgegengesetzten magnetischen Felder nicht aufheben. Das System ist deshalb strahlungsfähig; es kann als Sende- und als Emp¬ fangsantenne verwendet werden. Der Eingangswiderstand einer aperiodischen Antenne ist weitgehend fre¬ quenzunabhängig; sie stellt also eine echte Breitbandantenne dar. Dieser Vorteil wiegt manchmal den Nachteil auf, daß im Abschlußwiderstand ein Teil der HF-Leistung in Wärme umgesetzt wird, die man nicht nutzt. Das bekannteste Beispiel einer aperiodischen Antenne ist der abgeschlos¬ sene Rhombus, dem in der kommerziellen Weitverkehrstechnik große Bedeutung zukommt. Es wird aber nur selten ein Funkamateur über so viel Platz verfügen, daß er sich eine Rhombus-Antenne auf bauen könnte. Es gibt jedoch eine Form der aperiodischen Antenne, die die Vorzüge der Breitbandigkeit mit denen des geringsten Raumbedarfs vereinigt: Die T2FD-Antenne Ein abgeschlossener, geneigter Faltdipol ist unter der Bezeichnung „T2FD-Antenne“ bekannt geworden und erfreut sich bei Amateuren, jedoch auch bei kommerziellen Funkdiensten steigender Beliebtheit. Letztere bezeichnen die Antenne oft als „TFD“ - eine Abkürzung aus der englischen Sprache (Terminated Folded Dipole - abgeschlossener Faltdipol). Hin und wieder spricht man auch von einer W3HH-Antenne, weil sie von W3HH entwickelt und propagiert wurde. Die in Bild 5 dar¬ gestellte T2FD-Antenne hat eine Längenausdehnung von nur A/3, be¬ zogen auf die niedrigste Verwendungsfrequenz. Da man sie mit einem Neigungswinkel von etwa 30 Grad aufbaut, verringert sich der Platz¬ bedarf noch weiter. Außerdem werden nur ein rund 10 m langer Mast und ein kurzer Maststummel von 1,85 m freier Länge für die Montage benötigt. Bestechend ist die große Frequenzbandbreite des aperiodischen Strahlers mit dem Frequenzverhältnis von etwa 1:5. Bemißt man ihn für eine 308 niedrigste Frequenz von z.B. 7000 kHz, so beträgt die Spann Wvite 14,35 m, und die Antenne ist gut brauchbar für die Amateurbänder 40 m, 20 m, 15 m und 10 m. Eine T2FD für 80 m kann mit gleichem Erfolg auch für 40 m und 20 m benutzt werden. Es handelt sich dabei nicht um eine Harmonischen-Resonanz, sondern um die natürliche Bandbreite. Das bedeutet: Die T2FD ist für alle dazwischen liegenden Frequenzen ebenso brauchbar - ein Vorzug, der besonders auch von kommerziellen Statio¬ nen mit häufigem Frequenzwechsel geschätzt wird. Mit dem vorge¬ schriebenen Neigungswinkel strahlt die Antenne „omnidirektional“, das heißt, sie ist nach vielen Richtungen wirksam. Das Strahlungsdiagramm zeigt keine Rundcharakteristik, aber auch keine eindeutige Hauptstrahl¬ richtung. Es hat vielmehr einige breite Strahlungslappen, mehrere Nebenzipfel, doch keine ausgeprägten Nullstellen. Die T2FD kann des¬ halb nach fast allen Richtungen mit annähernd gleichen Ergebnissen arbeiten. Ebenso ist sie auch als Empfangsantenne geeignet. Über den absoluten Gewinn einer T2FD wurden bisher noch keine konkreten An¬ gaben gemacht. Es liegen jedoch - auch von kommerziellen Diensten - Vergleichswerte vor, die erkennen lassen, daß sie mit einem Halbwellen¬ dipol bzw. einer Doublet-Antenne verglichen werden kann. In vielen Fällen war das Signal um zwei und mehr S-Stufen besser als das der ab- gestimmten Vergleichsantenne. Solche Ergebnisse decken sich kaum mit der herkömmlichen Theorie; diese Feststellung sollte jedoch nicht davon abhalten, einmal eine T2FD zu erproben. Bei der in Bild 5 dargestellten T2FD-Antenne sind die von W3HH be¬ nutzten Abmessungen angegeben. Sie ist für das 40-m-Band dimensio¬ niert; ihre Bandbreite erstreckt sich von 7 HMz bis 35 MHz. Mit einem geringen Leistungsverlust arbeitet sie auch noch auf 80 m zufrieden¬ stellend. Grundsätzlich beträgt die Länge L — A/3, bezogen auf die niedrigste Arbeitsfrequenz; 100000 L[m] r HkHz] Bild 5 Die T2 FD-Antenne nach W3HH Der Abstand D wird mit optimal A/100 angegeben; 300000 D tcm] “ C l[kHz] Der Neigungswinkel der schräg aufgehängten Antenne soll 30 Grad be¬ tragen. Abweichungen bis 20 Grad bzw. 40 Grad sind zulässig. Man kann Speiseleitungen mit 300 bis 600 Ohm Wellenwiderstand verwenden. Besonders günstig, weil verlustarm, sind luftisolierte Zweidrahtleitungen. Auch UKW-Bandleitung ist brauchbar. Der Abschlußwiderstand stellt den wichtigsten Bauteil der Antenne dar. Er muß induktionsfrei sein; drahtgewickelte Typen sind deshalb unbrauchbar. Der Widerstand soll mindestens 35% der Leistung aufnehmen können. Für einen 100-W- Sender käme deshalb ein 35-W-Typ in Frage. Wird die Antenne nur für Empfangszwecke eingesetzt, so genügt als Abschlußwiderstand jeder be¬ liebige Schichtwiderstand entsprechenden Widerstandswertes. Der Wert des Schluckwiderstandes ist gleich dem des Wellenwiderstan¬ des der Speiseleitung: Eine 600-Ohm-Leitung verlangt einen Abschlu߬ widerstand von ebenfalls 600 Ohm. Praktische Versuche haben jedoch ergeben, daß es besonders günstig ist, wenn man den Abschlußwider¬ stand etwas größer wählt: Wellenwiderstand der Speiseleitung (Ohm): 600 450 300 Optimaler Abschlu߬ widerstand (Ohm): 650 500 390 Kleinere Wellenwiderstände für die Speiseleitung sind nicht zu empfeh¬ len, da dann der Wert des Abschlußwiderstandes sehr kritisch wird. Die Speiseleitung kann über eine Koppelspule direkt an den Tankkreis der Sender-Endstufe angekoppelt werden. Bei einer Speiseleitung von 600 Ohm werden 6 Windungen für den 80-m- und 40-m-Betrieb ange¬ geben ; für den 20-m-Bereich genügen 3 Windungen. Zur mechanischen Ab¬ stützung und Wahrung der Parallelität der Faltdipolleiter kann man zu¬ sätzliche Querstützen einfügen. Da an keinem Punkt der Antenne Spannungsspitzen auftreten, werden an die Verlustarmut dieser Stützen keine großen Anforderungen gestellt. Imprägnierte Rundhölzer, Bam¬ busstäbe, Hartpapierstreifen usw. sind ausreichend. Richstrahler mit gespeistem Reflektor Die einseitige Richtwirkung eines Halbwellendipols erzwingt man durch das Hinzufügen eines zweiten parallel angeordneten Elements, das ge- 310 genüber dem Halbwellendipol eine Phasenverschiebung aufweist. Nach dem Interferenzprinzip entsteht die Richtwirkung als Folge des Zu¬ sammenwirkens der Elemente in Abhängigkeit von der gegenseitigen Phasenlage. Bereits 1926 fanden die Japaner Yagi und Uda die geniale Lösung, zwei oder mehr parallele Dipole einfach durch Strahlungs¬ kopplung miteinander zu verbinden und die erforderliche Phasenver¬ schiebung durch Längenänderungen der parasitär erregten Elemente herbeizuführen. Verlängert man ein parasitäres Element gegenüber dem gespeisten A/2-Dipol, so erhält dieses eine induktive Blindkomponente und wird zum Reflektor. Ein Verkürzen der parasitären Elemente be¬ wirkt eine kapazitive Blindkomponente, entsprechend einer Direktor¬ wirkung. Dieses Yagi-Prinzip der durch reine Strahlungskopplung er¬ regten Elemente hat seitdem eine außerordentliche Verbreitung gefunden, weil es erlaubt, mit nur einem gespeisten Element hochwirksame Richt¬ antennensysteme aufzubauen. Der Wirkungsgrad eines durch reine Strahlungskopplung erregten Elements ist jedoch ungewiß. Klarere Verhältnisse und einen Wirkungs¬ grad von nahezu 100% erhält man in jedem Fall, wenn das zweite Element ebenso wie der Resonanzdipol direkt, aber mit der erforder¬ lichen Phasenverschiebung gespeist wird. Versuche bewiesen: Ein Halb¬ wellendipol mit gespeistem Reflektor ist einem im Aufwand vergleich¬ baren 2-Element-Richtstrahler mit parasitärem Reflektor hinsichtlich des Antennengewinns weit überlegen. Durch die volle Speisung steigt außerdem die Bandbreite, und die Rückdämpfung wird vergrößert. Das bedeutet in der Praxis, daß man durch eine kurze Verbindungsleitung zwischen Strahler und Reflektor eine beträchtliche Verbesserung der Strahlereigenschaften erzielen kann. Aus unerfindlichen Gründen wurde bisher diese Möglichkeit von den Funkamateuren nur selten genutzt. Die wohl zur Zeit günstigste Bauform eines Richtstrahlers mit gespeistem Reflektor ist der von R. Baumgartner entwickelte HB9CV-Beam, der nachstehend beschrieben wird. Der HB9CV-Beam Das Schema der HB9CV-Antenne vermittelt Bild 6. Es handelt sich um zwei ungleich lange Dipole, die im Abstand von A/8 parallel zueinander angeordnet sind. Beide Dipole werden gespeist, sie sind außerdem durch Strahlung miteinander gekoppelt. Bei dem gewählten Abstand von A/8 kommt die beste einseitige Richtwirkung zustande, wenn das hintere Element dem vorderen um den Phasenwinkel 225 Grad nacheilt bzw. um 135 Grad voreilt. Beim HB9CV-Beam wird durch Überkreuzen der Phasenleitung eine Phasenverschiebung von 180 Grad hergestellt. Die Laufzeit vom Speisepunkt über die A/8 lange Verbindungsleitung ergibt 311 Bild 6 Der HB 9 CV-Beam a) Speisepunkt xx = 300 ß symmetrisch b) Speisepunkt xx = 150 ß symmetrisch c) Speisepunkt xx = 75 Q unsymmetrisch eine zusätzliche Phasenverschiebung von 45 Grad, so daß die geforderte Phasendifferenz von 225 Grad durch die Konstruktion der Phasen¬ leitung erreicht wird. Gleichzeitig muß aber auch die Strahlungskopp¬ lung zwischen beiden Elementen die gleiche Phasendifferenz von 225 Grad erzeugen, da andernfalls die Strahlungskopplung der direkten Speisung entgegen wirkt. Dies geschieht, indem man das vordere Element verkürzt (Direktorwirkung) und das hintere Element verlängert (Re¬ flektorwirkung). Die Elementlängen sind außerdem so bemessen, daß sich die induktive Blinkomponente des Reflektors und die kapazitive des Direktors im Speisepunkt gerade kompensieren. Damit stellt der Speise¬ punkt einen rein Ohmschen Widerstand dar, und die Antenne kann dort reflexionsfrei gespeist werden. Beide Elemente werden durch T-Anpassungen erregt, die über die Phasenleitung miteinander verbunden sind. Die T-Glieder greifen auf den Elementen eine der Speiseleitung entsprechende Impedanz ab. Somit führt das gesamte Speisesystem fortschreitende Weilen der gleichen Impedanz wie die der Speiseleitung. Es wäre ein unnötiger Luxus, stellte man die T-Glieder und die Phasenleitung aus kostspieligen Rohren her. Einfache PVC-isolierte Leitungen, wie sie für elektrische Hausinstalla¬ tionen verwendet werden, sind völlig ausreichend. Das ist ein weiterer Vorzug des HB9CV-Beam. Für die Konstruktion der Phasen leitung stellt HB9CV folgende Be¬ dingungen auf: a) Damit die Phasenleitung nicht strahlt, soll der Leiterabstand nicht mehr als 12 mm bis 25 mm betragen. Er ist unkritisch. Der Wellen- 312 widerstand der Phasenleitung spielt bei der geringen Länge von A/8 überhaupt keine Rolle. b) Die Phasenleitung soll isoliert sein, damit die beiden Leiter nirgends gegenseitig Kurzschluß machen oder andere Metallteile galvanisch be¬ rühren können. Es spielt elektrisch kaum eine Rolle, ob die isolierte Phasenleitung am Querträger auf liegt oder schön distanziert mon¬ tiert wird. c) Die elektrische Länge der Phasenleitung soll A/8 betragen; bekannt¬ lich ist die Fortpflanzungsgeschwindigkeit auf zwei parallelen, isolierten Leitern etwas geringer als die Lichtgeschwindigkeit. Der Ver¬ kürzungsfaktor beträgt etwa 0,9. Bei Anordnung der T- und Gamma- Anpassungen in der Ebene der Elemente wird die Phasenleitung auto¬ matisch ungefähr 10% kürzer und hat gerade die richtige elektrische Länge von A/8. Praktische Versuche haben ergeben, daß Längenab¬ weichungen der Phasenleitung ohne merkliche Nachteile bis ± 10% betragen dürfen. Bis zu Leistungen von 200 W kann der HB9CV-Beam mit einer normalen UKW-Bandleitung 240 oder 300 Ohm gespeist werden, sofern ihre Länge nicht mehr als 12 m beträgt. Häufig wird eine Speisung mit Koaxial¬ kabel bevorzugt. In solchen Fällen verwendet man an Stelle der doppel¬ ten T-Glied-Anpassung die Gamma-Speisung nach Bild 6c. Alle in Bild 6 gemachten Angaben sind auf die Wellenlänge bezogen. Das er¬ möglicht es, HB9CV-Beams für beliebige Frequenzen auszurechnen. Es handelt sich dabei um die von HV9CV erprobten Erfahrungswerte. Fertig ausgerechnete und erprobte Dimensionen für die drei hoch¬ frequenten Kurzwellen-Amateurbänder sind in der nachstehenden Tabelle enthalten. Tabelle: Abmessungen für den HB9CV~Beam nach Bild 6 Amateurband 20-m-Band 14150 kHz 15-m-Band 21200 kHz 10-m-Band 28500 kHz Direktorlänge D 974 652 484 Reflektorlänge R 1060 708 526 Abstand A 265 177 132 Strecke TD 318/265/133 212/177/89 158/132/66 Strecke TR 343/286/143 229/191/95 170/142/71 Abstand d 12 9 6 Anmerkung: Für die Strecken TD und TR sind je 3 Zahlenwerte angegeben. Sie bedeuten in der Reihenfolge: Speisepunktwiderstand 300 Ohm (Bild 6 a), 150 Ohm (Bild 6 b) und 75 Ohm (Bild 6 c). Alle Angaben in Zentimeter. 313 Der effektive Gewinn eines HB9CV-Beams kann mit 8 dB bis 10 dB an¬ gegeben werden. Er ist somit einer optimal abgestimmten 3-Element- Yagi mit großen Elementabständen bzw. einer 4-Element-Yagi mit engen Elementabständen ebenbürtig. Die Rückdämpfung liegt zwischen 10 dB und 40 dB; sie ist bei einer Einebenen-Antenne sehr von Einfalls- bzw. Abstrahlwinkel in der Vertikalebene abhängig. Literaturhinweise: Baumgartner , i?.. Die HB9CV-Richtstrahlantenne, Körner-Verlag, Stutt¬ gart 1961. Countryman , C. L., Performance of the Termintad Folded Dipole, CQ An- tenna Roundup, Cowan Publishing Corp., New York 1963. Bountryman, C. L., More on the T2FD, CQ Antenna Roundup, Cowan Pu¬ blishing Corp., New York 1963. Glanzer, K ., The inverted-V-Shaped Dipole, QST, 1960, H.8, ARRL, West Hartford. Pieterson , G. H ., The Guywire Pyramid, CQ Antenna Roundup, Cowan Pu¬ blishing Corp., New York 1963. Rothammel , K., Antennenbuch, 6., erweiterte Auflage, Deutscher Militär¬ verlag, Berlin 1965. amateurfunk fernsprechen radio fernsehen elektronik Die Zeitschrift »Funkamateur“ wendet sich an die Nachrich¬ tensportler derGST, an die Radiobastler, an die Jungen Tech¬ niker der Pionierorganisation, an die Nachrichtensoldaten der NVA und an alle die Menschen, die sich praktisch mit der Funktechnik beschäftigen. Die Zeitschrift ,Funkamateur“ behandelt deshalb in theo¬ retischen und praktischen Beiträgen die Amateurfunktechnik, die Basteltätigkeit auf funktechnischem und elektronischem Gebiet, die Fernsehtechnik, die Fernsprech- und Fernschreib¬ technik, die Elektroakustik und v. a.m. Die Zeitschrift, Funkamateur“ ist ein Organ des Erfahrungs¬ austausches für die Nachrichtensportler derGST, für die Radio¬ bastler und für alle anderen an funktechnischen und elektro¬ nischen Problemen interessierten Kreise. Die Zeitschrift ,Funkamateur“ bringt vor allem praktische Bauanleitungen für ihre Leser, weiterhin Berechnungsunter¬ lagen, Tabellen, Nachrichten und Informationen, Berichte, Re¬ portagen, Hinweise, Bildberichte und Kleinanzeigen für Radio¬ bastelmaterial. Die Zeitschrift ,Funkamateur“ erscheint monatlich mit 48 Seiten. Der Einzelpreis beträgt 1,30 MDN. Abonnements nimmt jedes Postamt entgegen. DEUTSCHER MILITÄRVERLAG 124 FORSTENWALDE/SPREE Ehrenfried-Jopp-Straße 59 Autor in eigener Sache: Kleine Leserpost-Auslese Hagen Jakubaschk Haben Sie, lieber Leser, schon einmal dem Autor eines Fachbuches oder Fachartikels einen Brief geschrieben - einen Leserbrief? Sei es, daß Ihnen in den Darlegungen des Autors ein Fehler aufgefallen ist (der Alptraum eines jeden Autors!), sei es, daß Sie mit einer Bauanleitung nicht den gewünschten Erfolg hatten und den, der die Anleitung „aus¬ geheckt“ hat, um Rat bitten wollen - oder sei es ganz einfach, um in Erfahrungsaustausch mit einem Gleichgesinnten zu treten. Nun, sicher zählen Sie nicht zu jenen Schreibern, die da glauben, weit und breit der einzige zu sein, der an den behaglich im Heim sitzenden, auf Post wartenden Autor schreibt. Im Gegenteil: Sie haben bestimmt Verständnis dafür, wenn Ihnen der Autor nicht postwendend und dann nur kurz antwortet mit der Begründung, daß außer Ihnen noch zwanzig oder dreißig andere Leser auf Antwort harren - und ein Autor ja auch noch andere Arbeiten zu erledigen hat. Trotzdem - Ihr Brief ist jedem ernsthaft arbeitenden Autor jederzeit willkommen, denn: Leserpost ist ein zuverlässiges Merkmal, eine unbestechliche Kritik über die Qualität der Arbeit des Autors, und dies nicht nur in fachlicher Hinsicht. Im Leser-Echo spürt der Autor - und natürlich auch die Redaktion, der Verlag -, wie etwas „draußen ankommt“. Auch dem erfahrensten Autor kann es mit dem interessantesten Thema passieren, daß er „in den Wolken schwebt“! Kurz - die Leserpost zeigt, ob der Autor mit seinen Arbeiten tatsächlich seinen Lesern - und damit Technik und Volkswirtschaft schlechthin - praktischen Nutzen bringt. Wohl also dem Autor, der reichlich Leserpost erhält! Die nicht unbeträcht¬ liche Mehrarbeit durch „quasi-ehrenamtliche“ Leserbrief beantwortung nimmt ein verantwortungsbewußter Autor dafür gern auf sich. Es ist also keineswegs so, wie Herr Wolf C. aus Berlin - der ein ange¬ gebenes Einzelteil nicht gleich erhalten konnte - erbost schreibt: „...Denken Sie jedoch nicht, mit einem Wurf meines Schreibens in den berühmten Papierkorb die Sache auf sich beruhen zu lassen ...“ - 317 Nun, auch Herr C. hat eine ausführliche Antwort mit Quellennachweis erhalten - obwohl ein Fachautor niemals genau wissen kann, in welchem Bezirk der DDR das eine oder andere Bauelement infolge streuungs¬ technischer Glanzleistung des Handels gerade nicht zu haben ist. Kon¬ kreter Materialnachweis kann keineswegs Aufgabe von Autor und Redaktion sein! Das muß einmal gesagt werden; denn immerhin bezieht sich eine sehr große Anzahl der Zuschriften wieder und wieder auf Materialprobleme. Hier also kann der Autor nur in seltenen Fällen helfen - doch auch diese Briefe sind nicht wertlos für uns! Da ich meine Leserpost seit einigen Jahren systematisch erfasse und statistisch aus- werte, lassen sich „Schein-Engpässe“ in der Materialversorgung (fast immer auf Versagen der Handelsorgane zurückzuführen!) recht gut erkennen und nachweisen. Wenn etwa aus Thüringen zahlreiche An¬ fragen nach Ferritstäben, aber kaum eine nach HF-Transistoren kommt, während Leser aus der Gegend um Rostock keine Transistoren, jedoch Ferrite in jeder Menge erhalten können, so lieferten mir derartige „Statistiken“ schon oft wertvolles Material für kritische Beiträge und Untersuchungen in der Fachpresse. Und nun einige Kostproben aus meiner mittlerweile genau 1144 Briefe enthaltenden Sammlung, in der bisher der Name Schmidt mit 14 Ver¬ tretern der häufigste ist (danach folgen bis dato 12 Müller). Weit merk¬ würdiger und mir bis heute unerklärlich ist, daß sich unter den über 1000 Lesern ganze 5 (in Buchstaben fünf!) weibliche Zuschriften be¬ finden... Daß das „zarte Geschlecht“ sich inzwischen nicht zu Unrecht einen ganz beachtlichen Platz in unserer Technik erobert hat und ihn bestens auszufüllen versteht, steht außer Zweifel. Zögert nun die Tech¬ nikerin länger als der Techniker, ehe sie zur Schreibfeder greift, oder liegt es daran, daß sie beharrlicher ist und viele „Probleme“, die der Techniker einfach an den Autor heranträgt, doch selbst zu lösen ver¬ steht? Es gibt nämlich unter den verschiedenen Leser-Typen auch die „Hilflosen“. Das sieht dann etwa so aus: „...möchte mir gern die zwei 318 Tonbandgeräte aus Ihrer Beschreibung bauen. Stimmen die angegebenen Maße von Chassis und Frontplatten? Würden Sie mir bitte eine Stück¬ liste senden... wieviel Watt oder Volt sollen die Widerstände und Kondensatoren haben... denn ich weiß nicht, wie ich dies berechnen soll.“ Verübeln Sie es mir, daß ich Herrn G.K. aus Dresden empfohlen habe, doch lieber erst einmal einen kleinen, einfachen Empfänger zu bauen und ein oder zwei Bücher zu lesen, bevor er sich an ein Tonband¬ gerät wagt? Das hinderte ihn allerdings nicht, postwendend rückzu¬ fragen, ob er trotzdem für das Chassis an Stelle des angegebenen Alu¬ blechs auch Eisenblech nehmen könne... Zugegeben, das war eine Ausnahme. Anfragen wie die des Herrn H. A., Grimma, dagegen sind leider schon weniger selten: „...will den von Ihnen beschriebenen Fernsehempfänger nachbauen. Kann ich an Stelle von C12 und C15, die dort mit 250 aF als Mindestwert angegeben sind, auch 1000 [xF einsetzen?..- Mit einer Portion Humor sowie mit unerschütterlicher Höflichkeit lassen sich nicht nur solche Briefe er¬ ledigen, sondern auch die der „Unhöflichen“, die aber - zur Ehre unserer Leser sei es betont - weniger als 1% meiner Leserpost ausmachen. Selbst dann, wenn sie so weit gehen, wie der schon genannte Herr Wolf C.: „...bin nicht in der Lage, mein mühsam erarbeitetes Geld aus dem Fenster zu werfen, nur weil der gesamte Bauplan ein Blindgänger ist... sehe nicht ein, daß immer der kleine Mann der Dumme sein soll... Und wenn ich bis zu den Ministerien laufen soll, ich gebe nicht auf!“ Grund der Aufregung: Herr C. hatte in Berlin (!) in drei Geschäften vergeblich nach einem Tonbandmotor und Umlenkrollen gefragt. Natürlich kann man einfachheitshalber auch den Autor in Bausch und Bogen als unfähig bezeichnen. Nebenbei gesagt: Echte, sachliche Kri¬ tik ist leider weit seltener als gutgemeinter, aber dem Autor wenig nützender Lobgesang! Das sind Ausnahmen, gewiß. Was soll man aber dazu sagen, wenn sich immer wieder Leser linden, die glauben, ein Fachbuchautor sei Biblio¬ thekar und unbegrenzter Schaltungs-Lieferant? Anfragen wie „bitte senden Sie mir einige Schaltungen für Transistorverstärker, aber ein OC811 muß dabei sein, denn ich habe gerade einen...“ und ähnliche sind die Regel. Diesen Lesern sei gesagt, daß wir Fachautoren in solchen Fällen das gleiche tun müßten, was sie selbst tun können : die Fachzei¬ tungen und Bücher der letzten Jahre durchsehen und alle vielleicht dem Leser passenden Schaltungen herauszeichnen. Und das durchschnittlich 20 Mal in jedem Monat! Hier bleibt nur die Absage (auch 20 Mal im Monat!) mit Verweis auf einige Literaturstellen, die dem Autor gerade erinnerlich oder zur Hand sind. Was sich übrigens auch wieder aus meiner Leserpost-Statistik ergibt: Nur jedem 39. Brief lag bisher Rückporto bei, dagegen zahlte ich durch¬ schnittlich für jeden 28. Brief Nachporto wegen Übergewicht oder 319 ungenügender Frankierung. Weshalb zum Beispiel im Jahre 1962 Leserbriefe vom Umfang mehrerer Seiten im offenen Umschlag, als Drucksache gekennzeichnet, mit einer 5-Pfennig-Marke frankiert, an der Tagesordnung waren, weiß ich bis heute nicht. Die Post hat das „leider“ nur in einem einzigen Fall übersehen... Weshalb reagieren wir Autoren auf derartige Briefe überhaupt? Nun, gesetzt den Fall, Sie schreiben mir, weil irgendeine Schaltung nicht klappte (wobei es durchaus möglich ist, daß Ihnen unbemerkt irgendein Fehler unterlief), und nun antwortet der „böse“ Autor nicht... Wem geben Sie dann die Schuld? Oder: Soll man als Autor einen 12- bis 13jährigen Jungbastler ohne Antwort lassen, nur weil er eine ungeschickte Frage stellt oder die gründliche Beantwortung nicht unter 3, 4 Seiten zu schaffen ist? Wer wundert sich dann, wenn dieser junge Mensch die Lust an unserem Beruf verliert, bevor er für ihn gewonnen ist? Leserbriefe wie der des 13jährigen P.W. aus Mühlhausen sind mir die liebsten: Der junge Mann hatte etwas von NF-Modulation einer Glüh¬ lampe gelesen (Lichttelefonie) und war auf den Gedanken gekommen, diese Lichtschwankungen mit einer Schmalfilmkamera aufzunehmen und auf diese Weise zu einer Art „Amateurfilm-Licht-Tonbandgerät“ zu kommen. Zwar völlig irreal, aber in Einzelheiten verblüffend durch¬ dacht, Phantasie und Hartnäckigkeit verratend. Soll man sich dann lediglich mit der Feststellung begnügen, daß die Idee unrealisierbar ist und damit fertig? Ich glaube nicht. Hier muß man anleiten, in richtige Bahnen lenken! Und das ist ja wohl der Punkt, bei dem sich jeder Autor im Innersten angesprochen fühlen sollte... Und zum Schluß noch eines, lieber Leser. Sollten Sie einmal tatsächlich keine Antwort auf Ihre Anfrage bekommen - dann kann das auch daran liegen, daß Ihr Name unleserlich, die Anschrift unvollständig oder nur auf dem Umschlag und nicht im Brief enthalten war. Auch bei mir liegt noch ein halbes Dutzend Antwortschreiben und wartet aus solchen Gründen darauf, daß sich die Leser nochmals melden. Im übrigen aber - schreiben Sie uns, wenn Sie Sorgen oder Fragen haben. Schreiben Sie uns frisch von der Leber weg, und verlassen Sie sich im Notfall darauf: Fachschriftsteller haben eigentlich alle eine gute Portion Humor und sind nicht so schnell zu erschüttern. Und jeder Brief bringt uns, indem wir Ihre Probleme erkennen, ein Stückchen voran, so wie wir hoffen, Ihnen mit unserer Antwort einen Schritt weiter zu helfen. Also: Helfen wir uns weiterhin gegenseitig. In diesem Sinne bis zu Ihrem nächsten Brief! Ihr „Rentner“* Hagen Jakubaschk * Auch dieser „Titel“ (den ich erst in 35 Jahren verdient haben werde) wurde mir von einem Leser zugelegt. 320 der Elektronik industrie in 60 Ländern Dualität schafft Vertrauen 21 Elektronisches Jahrbuch 1966 Hohe mechanische Schwinggüte - bessere Selektionseigenschaften Ein Schwingkreis mit einer Güte bis zu 15000! - diesen Wunsch können Sie mit den RFT-magnetomechanischen Filtern jetzt ohne weiteres Wirklichkeit werden lassen ... Nur für mechanische Schwingungen (Ultraschall) gibt es eine solche hohe Güte. Deshalb werden in unseren Filtern die elek¬ trischen Signale durch einen Wandlerferrit (magnetostriktiver Effekt) in mechanische Schwingungen umgewandelt. Diese durchlaufen eine Kombination von mechanischen Resonatoren und werden dann vom Ausgangswandler wieder in elektrische Signale zurückverwandelt. Das sind die wesentlichen Vorteile der RFT-magnetomecha¬ nischen Filter: kleinstes Volumen, hohe Selektion, große me¬ chanische Festigkeit, geringeTemperaturabhängigkeit der Kenn¬ werte, vollkommenerSchutz gegenüber klimatischen Einflüssen. Ein- und Ausgang der Filter sind vertauschbar. Ihr Einsatz ist sowohl in Röhrenschaltungen als auch in Verbindung mit Transistoren möglich. eiecrronic vereinigt Fortschritt und Güte WB RFT Bauelemente und Vakuumtechnik 1017 Berlin, Ehrenbergstraße 11-14 Liebe Teilnehmer am Preisrätsel 1965! Es hat „gefunkt“, doch leider nur bei den wenigsten richtig! Für uns war das eine große Überraschung: Aus den 270 pünktlich eingegangenen Ein« Sendungen konnten wir nur 10 Richtige ermitteln. Die meisten von Ihnen hatten das Rätsel zu schwer genommen. Wo von uns nur Druckfehler¬ berichtigungen erwartet wurden, erhielten wir doppelt und dreifach ver¬ besserte Schaltungen. Nicht daß die veröffentlichte Schaltung ideal ge¬ wesen wäre und keine Verbesserungen nötig gehabt hätte ... aber es sollten lediglich die wirklichen Fehler (6 Stück) beseitigt werden (siehe Bild). Für einen zusätzlichen Fehler allerdings haben wir uns zu entschuldigen: Die neue Anschrift unseres Verlages war zur Zeit der Redaktion am Buch noch nicht bekannt und wurde beim Umbruch vergessen. An dieser Stelle also nicht nur ein Hoch den Siegern, sondern auch der Deutschen Post, die alle Einsendungen richtig auf unserem Schreibtisch landen ließ. Wir beglückwünschen hiermit herzlich zum I.Preis Bernd Petermann, Berlin-Karlshorst, zum 2. und 3.Preis Josef Karger, Stendal, und Jürgen Teutsch, Radebeul, zum 4. bis 10. Preis Rudolf Krutwa, Gorsleben; Wolfram Kürth, Gnandstein; WaldemarNüsser, Sohland; WolfgangTepler, St.Kilian; Gerd Niemand, Augustusburg; Joachim Bethke, Magdeburg; Axel Sommer, Wölfis. 323 Die Preisträger wurden bereits im Mai 1965 benachrichtigt; eine aus¬ führliche Stellungnahme zu den - teilweise genial - berichtigten Schal¬ tungen erfolgte im Heft 7 des „funkamateur“, Allen Teilnehmern an die¬ ser Rätselaufgabe gilt unser herzlicher Dank für die Mitarbeit. Besonders dankbar sind wir aber auch allen denen, die uns mit der Be¬ antwortung der dritten Frage (außerhalb des Wettbewerbs!) so viele wertvolle Hinweise für die künftige Gestaltung des „Elektronischen Jahr¬ buchs“ gegeben haben. Einige der Wünsche konnten noch in diesem Jahrbuch berücksichtigt werden, das sich zu diesem Zeitpunkt bereits in Herstellung befand. Alle übrigen Themen wünsche dürften beim Jahrbuch 1967 ihre Erfüllung finden bzw. waren schon im Themenplan 1966 vorgesehen (siehe Buchzeichen). Natürlich sind wir stets erfreut, wenn Sie zur Feder oder zum Telefon greifen und uns Ihre Meinung sagen. Daher sei diesmal nicht vergessen, anzugeben, wo Sie uns erreichen: Deutscher Militärverlag 1018 Berlin 18 Storkower Straße 158 Telefon 530761 App. 336 Elektronische Bauelemente auf direktem Weg zum Verbraucher Jedesmal, wenn Sie eine neue vorteilhafte Schaltung bauen, ein interessantes Problem lösen wollen, dann stehen auf Ihrer Bedarfsliste auch wieder neue Bau¬ elemente. Um Ihnen und allen Arbeitsgemeinschaften und Klubs den Bezug der benötigten Bauelemente zu erleichtern und die Liefermöglichkeiten zu ver¬ bessern, wurden zwischen dem zentralenVersandhaus ,,funkamateur“ und dem Industriezweig „Elektronische Bauelemente'‘Direktbeziehungen hergestellt. Die Sortimentsliste des Handelsunternehmens umfaßt folgende Erzeugnisgruppen: 1. Elektronische Bauelemente Widerstände Kondensatoren Induktivitäten Halbleiter Röhren, Lampen, Sicherungen Schalenkerne * 2. Mechanische Bauelemente Schallwandler Relais Schalter, Stecker, Buchsen, Fassungen und Klemmen Quarze** und Spezialfilter Meßinstrumente und Motoren 3. Fotoelektrische Bauelemente 4. Montagematerial Halbzeuge, Chassis, Gehäuse 5. Elemente und Akkumulatoren 6. Baugruppen 7. Geräte 8. Fachliteratur Bitte informieren Sie sich über die Bezugsmöglichkeiten und Lieferbedingungen und schreiben Sie an Ihr versondhous funkamateur 8023 Dresden, Bürgerstraße 47, Telefon: 54781 VEB Industrievertrieb Leipzig, Filiale „funkamateur“ * Vertrieb der Hermsdorfer Erzeugnisse wurde übernommen ** Vertrieb der Zeiss Quarze wurde übernommen Wo beginnt der siebente Himmel? Wußten Sie schon ... daß die Frage , in welcher Höhe der Kosmos beginnt , gar nicht so leicht zu beantworten ist? Wissenschaftler verschiedener Disziplinen geben den An¬ fang des kosmischen Raumes in verschiedenen Höhen an. Die Astrophysiker rechnen, daß der Kosmos etwa in einer Höhe von 1OOO Kilometern beginnt. Sie begründen ihre Ansicht mit der äußersten Grenze des Nordlichtes. Die Physiker meinen , die Kosmosgrenze liegt weitaus niedriger, etwa bei 200 Kilometer Höhe. Als Begründung führen sie ins Feld , daß bewegte Körper in diesen Höhen keinen äußeren Widerstand mehr zu überwinden haben. Die Meteorologen nähern sich mit ihrer Kosmosgrenze noch weiter der Erde. Sie sagen , der Kosmos beginnt in einer Höhe von 130 Kilometern, weil man bis zu dieser Höhe noch Meteoriten beobachten kann (gewöhnlich in Höhen von 80 bis 120 km). Die Biologen dagegen zählen alles über 16 Kilometer Hohe bereits zum Kosmos. Sie erklären ihren Standpunkt damit , daß oberhalb der genannten Grenze kein Leben mehr möglich ist. Die Funker stimmen im wesentlichen mit den Physikern überein; denn für sie beginnt der Kosmos dort, wo die Ionosphäre aufhört. Die Ionosphäre erstreckt sich etwa in einem Bereich von 60 bis 2000 Kilometer. 326 Elektronisch stabilisierte Netzgeräte für den Klaus Schmidt Transistorbastler In diesem Beitrag sollen die Möglichkeiten zur Erzeugung von Gleich¬ spannungen mit Netzgeräten untersucht werden, die es dem Transistor¬ bastler mit einfachen Mitteln erlauben, Lastströme bis etwa 0,8 A zu entnehmen. Gleichspannungsquellen zum Betrieb von elektronischen Geräten müssen folgende allgemeinen Bedingungen erfüllen: a - Unabhängigkeit von den Eigenschaften des elektronischen Gerätes (d.h. Stabilität über einen möglichst großen Strombereich); b - zeitliche hohe Konstanz (besonders wichtig bei Dauerbetrieb); c - die Gleichspannung sollte frei von Störungen sein; d - die Gleichspannung darf nur in geringem Maße von Schwankungen der Netzspannung abhängig sein; e - die Gleichspannungsquelle soll nicht komplizierter sein als das damit betriebene Gerät. Den Forderungen c bis e und teilweise a werden Akkumulatoren und Batterien jeglicher Art sehr gut gerecht, der Forderung unter b jedoch nur elektronisch stabilisierte Netzgeräte. Die Punkte a und c bis e können von elektronisch stabilisierten Netzgeräten je nach Aufwand mehr oder weniger gut, im Grenzfall genausogut wie von Batterien er¬ füllt werden. Es sollen zwei Beispiele für die meistverwendeten Methoden zur Erzeu¬ gung elektronisch stabilisierter Gleichspannungsquellen beschrieben werden. Stabilisierung mit Zenerdioden Als Bauelemente stehen zur Verfügung ein handelsüblicher Transfor¬ mator (Heiztrafo von Elektro-Feinmechanik, Mittweida, Fabr.-Nr. H2, Typ M65) mit einer Ausgangsspannung von 12,6 V (Abgriffe bei 2 V, 4 V 327 k 220V\ Netz Trafo, Gleichrichter, Siebglied u Schutz¬ widerstand f Zenerdiode 1 o - -o + Bild 1 G leichspannungsstab ilisierung durch Zenerdiode und 6,3 V) und einem maximal entnehmbaren Strom von 2 A. Dazu handelsübliche Widerstände, Kondensatoren, Leistungszenerdioden des Typs SZ 512 bzw. SZ 506 und Flächengleichrichter GY113, Mit Zenerdioden lassen sich nur feste Spannungen (Zenerspannung) und kleine Ströme (begrenzt durch die Verlustleistung der Zenerdiode) stabilisieren. Man kann natürlich auch parallel zur Zenerdiode einen Regelwiderstand schalten und damit verschiedene Ausgangsspannungen erreichen (Bild 1); aber diese sind dann nicht mehr belastungsunab- hängig (selbst bei in vernünftigen Grenzen gehaltenem Querstrom). Eine andere Möglichkeit, aus einem mit Zenerdioden bestückten Netzteil mehrere Gleichspannungen zu erhalten, läßt sich durch die Reihen¬ schaltung von zwei oder mehreren Zenerdioden erreichen (s.Bild 2). Auch hier muß darauf geachtet werden, daß die Verlustleistung der Zenerdioden insgesamt - und besonders auch der einzelnen - nicht überschritten wird. Außerdem muß man berücksichtigen, daß sich die differentiellen Widerstände der einzelnen Zenerdioden addieren und sich somit die Stabilisation verschlechtert. Die Schaltung für ein Netzgerät mit einer festen Zenerspannung von etwa 6 V zeigt Bild 3. Wird in dieser Schaltung die Drossel durch einen Widerstand von 35 Ohm ersetzt, so würde sich ein Siebfaktor bis zur Zenerdiode von UBrumm Ä S = —--«5 IO- 2 ^Brumnig ergeben. Für weniger störanfällige Geräte ist das meist ausreichend. Durch den differentiellen Innenwiderstand der Zenerdiode von Rdiff = 20 Ohm erhält man eine bessere Siebung. Es wird insgesamt dann Sge S & 3 • IO -2 bei einem Maximallaststrom von 120 mA. Bei kleineren Lastströmen ist die Siebung durch die Zenerdiode besser, da ihr differen- Trafo, Gleichrichter, Siebglied und Schutz¬ widerstand für Zenerdiode Bild2 Stabilisierte Teilspannung durch die Reihenschaltung von Zenerdioden 328 W1 Drl WZ Bild 3 Schaltung eines mit Zenerdioden stabilisierten Netzgerätes für den Transistorbastler tieller Innenwiderstand mit steigendem Querstrom sinkt 2 Ohm bei I z = 100 mA). Durch den Einbau einer Drossel (Dr 1, Trafokern M 42, 400 Wdg., 0,5-CuL) erhält man bei a) Dyn.-Blech IV X 0,35 (0,3-mm-Luftspalt) etwa 200 mH b) Permenorm X 0,35 (0,3-mm-Luftspalt) etwa 1 H Die Siebung bis zur Zenerdiode beträgt im Fall a) S w 1,3 -10- 2 , im Fall b) S 2,8 • 10 -3 . Durch die maximale Verlustleistung der Zenerdioden (1 W, bei idealer Kühlung 5 W) ist der zulässige Laststrom solcher Netzteile begrenzt und damit auch ihre Einsatzfähigkeit. Bei Kühlung der Zenerdiode entspre¬ chend den Datenblättern läßt sich die Leistungsfähigkeit proportional der dadurch gewonnenen höheren Verlustleistung vergrößern. Das er¬ fordert aber kleinere Werte der Siebdrossel Dr 1 und des Siebwider¬ stands W 2. Damit wird zwangsläufig eine geringere Siebwirkung erzielt. Die Lastabhängigkeit der Spannung des beschriebenen Netzteils ist in Bild 4 dargestellt. Ein Vorteil dieses Netzgeräts ist seine Kurzschlu߬ sicherheit. Bild 4 Lastabhängigkeit der Spannung des Netzgeräts nach Bild 3 329 Stabilisierung mit Regelverstärker Das Prinzipschaltbild eines elektronisch stabilisierten Netzteils mit Regelverstärker zeigt Bild 5. Dieses Beispiel wurde als elektronisch ge¬ regeltes Netzgerät für Ausgangsspannungen von 2 V, 4 V, 6 V, 8 V, 9 V und 10 V bei maximalen Lastströmen von 0,6 bis 0,8 A in der Schaltung nach Bild 6 ausgeführt. Zur Verfügung standen die gleichen Bauelemente wie nach Bild 3, außerdem die Transistoren 2 X GC 116 , 1 X OC 828 , 1 X TF 80/60 (4 W) - es kann auch ein OC 838 (GD 180) verwendet werden ein Flächengleichrichter GY101 (ersatzweise OY 101 bis OY 104), eine Zenerdiode OA 126/6 (ZA 250/6) und eine selbstgebaute Drossel (Trafokern M 65, 500 Wdg., 0,75-CuL). Man erhält mit a) Dyn.-Blech IV X 0,35 (0,3-mm-Luftspalt) etwa 300 mH, b) Permenorm X 0,35 (0,3-mm-Luftspalt) etwa 1,5 H. Die Drossel hat einen Gleichstromwiderstand von etwa 3 Ohm. Außer¬ dem werden noch handelsübliche Widerstände und Kondensatoren ver¬ wendet (Bild 6). Mit dieser Drossel erhält man nach dem Siebglied folgende Siebfaktoren: Im Fall a) S a* 4,3 • 10~ 2 , im Fall b) S 1,25 • 10~ 2 . Um mit einem Trafo, der keine getrennten Sekundärwicklungen hat, Spannungen bis zu 2 V herunter zu stabilisieren, wurde als Bezugs¬ spannung die Spannung einer Zenerdiode in Durchlaßrichtung ver¬ wendet. Diese zeigt im Bereich zwischen 30 und 150 mA eine für die meisten Zwecke genügende Stabilität bei etwa 0,78 V (s. Bild 7). Die Widerstände W10 bis W 15 sind Abgleichwiderstände, deren Wert nur zur Orientierung angegeben wurde. Sie müssen so ausgelegt werden, daß der Schleifer von W 21 ungefähr in der Mittelstellung steht und am Aus¬ gang die gewünschte Spannung auftritt. Die Diode Gr 5 und der Widerstand W 8 dienen zur Temperaturstabilisation und müssen durch Versuch ermittelt werden (W 8 kann ungefähr zwischen 0 Ohm und Regelkreis 210 V' Netz Trafo Gleichrichter schaltungl (Graetz) Ll Bild 5 Prinzipschaltung eines elektronisch stabilisierten Netzgeräts mit Regelverstärker 330 331 : Da nur eine geringe Spannung stabilisiert wird, ist die Zenerdiode umgekehrt als im Schaltbild zu polen. Bild 7 Gewinnung einer Bezugsspannung durch eine in Durchlaßrichtung betriebene Zenerdiode 1,8 kU variieren). Der beschriebene Netzteil ist nicht kurzschlußsicher, und es empfiehlt sich daher, nicht mehr Strom, als angegeben, zu ent¬ nehmen. Die Schaltung zeigt bis etwa 300 mA sehr gute Stabilisationseigenschaf¬ ten. Die Widerstände W 16 bis W 21 sind so bemessen, daß auch bei I Last ^ 300 mA eine ausreichende Stabilisation erfolgt. Es kann bei geringer und mittlerer Last eine leichte Spannungserhöhung (Überkompensation) auftreten. Mit W 22 läßt sich die Ausgangs¬ spannung in den einzelnen Spannungsbereichen in einem relativ großen Umfang variieren. (Achtung! Bei Bereichsumschaltung auch Umschal¬ tung der Trafoanschlüsse. Das läßt sich durch einen Schalter mit zwei Ebenen erreichen.) Peter Lorenz - DM 2 ARN Moderne Kleinstation für das 2-m-Band Im UKW-Bereich benötigt man zur Überbrückung mittlerer Entfer¬ nungen sehr geringe Leistungen, wenn die Stationen von günstig ge¬ legenen Punkten arbeiten. Sehr viele Amateure, vor allem in gebirgigen Gegenden, wohnen in ungünstigen Tallagen. Es ist von dort aus auch mit einem leistungsfähigen Sender nicht möglich, größere Entfernungen zu überbrücken. Diese Amateure besteigen dann mit ihrer Station den nächstgelegenen Berg. Natürlich müssen die Geräte klein und handlich sein. Man kann heute im UKW-Gebiet beachtliche HF-Leistungen mit Transistoren erzielen, und es ist möglich, ein transportables Funkgerät volltransistorisiert aufzubauen. Der Verfasser baute das komplette Gerät in das Gehäuse eines Koffer¬ radios. Es soll kurz gezeigt werden, welche Gedanken zur Konstruktion dieses Gerätes führen. Empfänger Der verwendete Empfänger ist als Einfachsuper aufgebaut. Ein Doppel- bzw. Dreifachsuper, wie er im UKW-Bereich üblich ist, bringt zwar bessere Ergebnisse, scheidet aber wegen seines großen Aufwands aus. Die Frequenzstabilität des Oszillators beim Einfachsuper muß dann natür¬ lich besonders hoch sein. Dieses Problem konnte durch die Spannungs¬ stabilisierung der Oszillatorstufe gelöst werden. Die Anordnung der Vor¬ stufe, Misch- und Oszillatorstufe hat sich bewährt; eine Diodenmisch¬ stufe brachte schlechtere Ergebnisse. Die verwendete ZF von 6,75 MHz ergibt sich aus der Forderung nach guter Spiegelfrequenzsicherheit. Da die Trennschärfe bei dieser Frequenz schon nicht mehr besonders gut ist, scheidet eine höhere ZF von vornherein aus. 333 Sender An den Sender wird die Forderung nach Frequenzstabilität und mög¬ lichst großer Ausgangsleistung gestellt. Ein frequenzstabiles Signal kann bei kleinen Funkgeräten wirtschaftlich nur mit einem Quarzoszillator erzeugt werden. Bei Verwendung von 6-MHz-Quarzen benötigt man zur Erzeugung der Endfrequenz 6 Stufen. Einfachster Aufbau kann durch Unterteilung in die Baugruppen Empfängerteil, Sender und NF-Ver¬ stärker erreicht werden. Diese 3 Baugruppen sind einzeln betriebsfähig und können auf diese Weise vor dem endgültigen Einbau überprüft und abgeglichen werden. Schaltung Empfängerteil Die Eingangsstufe des Empfängers (Bild 1) ist mit dem Transistor AF114 bestückt. Die Verwendung eines Transistors mit besseren HF- Eigenschaften bringt zwar eine Steigerung der Empfindlichkeit, lohnt sich aber im Hinblick auf die Senderreichweite nicht. Zur Verbesserung der Kreuzmodulationsfestigkeit wird ein auf Bandmitte abgestimmter Eingangskreis verwendet. Alle Transistoren des Eingangsteils werden in Basisschaltung betrieben, weil man damit eine höhere Grenzfrequenz er¬ zielt. Die Betriebsspannungen des Vorstufentransistors sind so eingestellt, daß sich eine optimale Rauschzahl ergibt. Der Kollektorkreis wird durchgestimmt; das verstärkte Eingangssignal gelangt über eine Koppel¬ wicklung zum Emitter des Mischtransistors. Die Oszillatorfrequenz wird in einer für diese Frequenzen üblichen Schaltung erzeugt und gelangt ebenfalls über eine Koppelwicklung zum Emitter des Mischtransistors. Nur so ist eine ausreichende Entkopplung der Oszillator- und Eingangs¬ frequenz möglich. Die Betriebsspannung des Oszillators wird mit einer vom Verfasser er¬ probten Schaltung völlig konstantgehalten. Hier findet ein NF-Tran- sistor OC 812 Verwendung. Die Schaltung der Mischstufe weist keiner¬ lei Besonderheiten auf. Am Kollektorkreis dieses Transistors steht die Zwischenfrequenz von 6,75 MHz zur Verfügung. Der Oszillator und die Mischstufe sind wiederum mit dem AF 114 bestückt. Mit Erscheinen des GF132 vom Halbleiterwerk Frankfurt/Oder lassen sich alle 3 Stufen des Eingangsteils mit diesem Transistor ausrüsten. Der sich ausschließende ZF-Verstärker ist mit Transistoren vom Typ AF 116 in Emitterschaltung aufgebaut. Mit gleichem Erfolg können auch OC 883 verwendet werden. Die Emitterschaltung ergibt gegenüber der Basisschaltung höhere Ver¬ stärkung. Eine Neutralisation ist bei den verwendeten Transistoren nicht 334 erforderlich gewesen. Die Bandfilter sind handelsübliche Standardfilter für 10,7 MHz. Durch größere Parallelkapazitäten wurden sie auf 6,75 MHz getrimmt. Um eine genaue Anpassung an den niederohmigen Ein¬ gang des Transistors zu ermöglichen, sind die Sekundärkreise der Band¬ filter mit einem kapazitiven Spannungsteiler versehen. Die ersten beiden ZF-Stufen werden geregelt, die dritte dagegen nicht, damit ein großer Aussteuerbereich erzielt und eine Übersteuerung mit Sicherheit vermie¬ den wird. Der folgende Demodulator ist galvanisch mit dem NF-Verstärker ge¬ koppelt. Dadurch wird die bei der Demodulation gewonnene Gleich¬ spannung mit verstärkt und steht als Regelleistung am Ausgang dieser Stufe zur Verfügung. Der erzielte Regelumfang entspricht allen Anfor¬ derungen auch im Nahfeld eines Senders. Die ZF-Verstärkung läßt sich dabei mit einem Einstellregler auf den Optimalwert einregeln. Mit einem einfachen NF-Teil nach Bild 4 eignet sich der beschriebene Empfänger auch als Fuchsjagdempfänger. Da in diesem Fall nur Kopfhörerempfang erforderlich ist, genügt eine NF-Ausgangsleistung von wenigen Milli¬ watt. Senderteil Zur Erzeugung der Sendefrequenz dient ein 6-MHz-Quarz (Bild 2). Dieser wird in einer Obertonschaltung erregt. Am Quarzoszillator stehen also .18 MHz zur Verfügung. Die nächsten beiden Stufen arbeiten als Verdoppler. Ursprünglich wurden diese Stufen mit dem AF116 bestückt. Diese Transistoren sind aber sehr empfindlich gegen Überlastungen. Spätere Versuche mit ausgesuchten OC 883 brachten bessere Ergebnisse. Sie waren außerdem unempfindlicher gegen Überlastung, was wahr¬ scheinlich darauf zurückzuführen ist, daß beim OC 883 der Kollektor am Gehäuse liegt. Dadurch ist eine bessere Wärmeableitung möglich. Da die Basisschwellenspannung bei Siliziumtransistoren 0,6 bis 0,7 V be¬ trägt - bei Germaniumtransistoren liegt sie bei nur 0,2 V benötigt man zur Ansteuerung der mit dem npn-Si-Transistor 2 SC 38 bestückten Ver- dopplerstufe 12j 144 MHz eine beachtliche Leistung, die hier von einem sowjetischen Transistor P 403 A aufgebracht wird. Versuche mit anderen Transistoren (OC 883, AF 115) führten nicht zu brauchbaren Ergeb¬ nissen. Diese Stufe mit dem P 403 A verstärkt die Frequenz 72 MHz geradeaus. Der Regler an der Basis dieses Transistors gestattet die Ein¬ stellung auf maximale HF-Ausbeute. Die Temperaturabhängigkeit des Transistors wird dabei mit einem Heißleiter kompensiert. In vielen Kleinfunkgeräten werden in der Verdoppler- und in der End¬ stufe Germanium-Kleinleistungstransistoren verwendet. Dem geringen Steuerleistungsbedarf steht dabei der Nachteil gegenüber, daß diese 336 Transistoren sehr empfindlich gegen Temperaturerhöhung und Über¬ lastung sind. De Verdopplerstufe 72/144 MHz gibt bei optimaler Ein¬ stellung 50 bis 70 mW ab. Die ebenfalls mit dem 2 SC 38 bestückte End¬ stufe verstärkt diese Leistung bei einer Eingangsleistung von 500 mW auf 200 mW HF. Um Rückwirkungen zu vermeiden, werden alle Stufen des Senders in Basisschaltung betrieben. Die Amplitudenmodulation des Senders erfolgt am Kollektor der Endstufe. Es läßt sich ein Modulations¬ grad von annähernd 100% erreichen. Da die Kollektorsperrschicht¬ kapazität spannungsabhängig ist, treten bei der Modulation dieser Stufe Verstimmungen auf; man muß den Ausgangskreis optimal einstellen und eine genaue Anpassung an die Antenne vornehmen. Der günstigste An¬ zapfungspunkt ist dabei empirisch zu ermitteln. Zur Modulation wird eine NF-Leistung von 500 mW benötigt. Die Diode in der Stromzu¬ führungsleitung zum Sender dient zum Schutz der Transistoren beim ver¬ sehentlichen Verpolen der Batterie. NF-Verstärker Der NF-Verstärker (Bild 3) wird bei beiden Betriebsarten des Funkgeräts verwendet. Den NF-Transistor des Empfängerteils benutzt man beim Senden als Vorverstärker für die vom Mikrofon gelieferte NF-Spannung. Als Mikrofon kommt wegen des niedrigen Eingangswiderstands der Transistorvorstufe nur ein dynamischer Typ in Frage. Um eine wirt- T1 TZ, 13 OC 11 ZOClk Bild 3 Modulator bzw. NF-Verstärker 338 200k Bild 4 NF- Verstärker bei Verwendung des Empfängers als Fuchsjagdempfänger schaftliche Ausnutzung der Batterien zu gewährleisten, arbeitet die End¬ stufe dieses Verstärkers im Gegentakt-B-Betrieb. Der Frequenzgang ist so ausgelegt, daß beste Sprachverständlichkeit erzielt wird (300 bis 3000 Hz). Die beiden Transformatoren des NF-Verstärkers sind handels¬ üblich (Treiber- und Ausgangstrafo vom Koffergerät Stern 2). Bei der Betriebsart „Empfang“ wird an die niederohmige Wicklung des Aus¬ gangstransformators der Lautsprecher angeschaltet. Eine hochohmigere Wicklung dient beim Senden zur Modulation der Sender-Endstufe. Stromversorgung Die Betriebsspannung eines Funkgeräts ist maßgebend für die erreichbare Sendeleistung. Um die maximale Belastung der verwendeten Leistungs¬ transistoren nicht zu überschreiten, ist eine Betriebsspannung von 12 V erforderlich. Aus wirtschaftlichen Gründen werden gasdichteNC-Samm- ler verwendet (Fassungsvermögen 900 mAh). Bei Verwendung von Monozellen würde das beschriebene Gerät etwas größere Ausmaße haben. Die Stromaufnahme beträgt beim Senden etwa 125 mA, beim Empfang (mittlere Lautstärke) etwa 40 mA. Betriebsarten-Umschaltung Die Umschaltung „Senden-Empfang“ erfolgt durch eine Drucktaste mit 5x3 Kontakten. Sie ist als Selbsthaltetaste ausgeführt. Da die Antenne ebenfalls umgeschaltet werden muß, wurde dieser Schalter in unmittel¬ barer Nähe der Sender-Endstufe angeordnet. Antenne Der Ausgang des Senders bzw. der Eingang des Empfängers ist für eine Impedanz von 60 Ohm ausgelegt. Da der Fußpunktwiderstand eines A/4-Stabes ebenfalls 60 Ohm beträgt, läßt ersieh unmittelbar anschließen. Selbstverständlich lassen sich auch Richtantennen über ein Koaxialkabel anschließen. 339 Bild 5 Vorderansicht des beschriebenen Gerätes Mechanischer Aufbau Das beschriebene Gerät findet im Gehäuse eines handelsüblichen Koffer¬ empfängers Platz ( Spatzbaby , VEB Goldpfeil, Hartmannsdorf). Wie Bild 5 zeigt, waren für den Einbau des Geräts einige Veränderungen am Originalgehäuse notwendig. Die 3 Baugruppen des Geräts sind auf einem Metallchassis befestigt. Dieses trägt alle Bauteile, die zum Betrieb des Funkgeräts erforderlich sind. Aus den Bildern 6, 7 und 8 geht deutlich die Anordnung der Baugruppen auf dem Chassis hervor. 340 ■■MM* ■ I M .H ' " ' «K»W ; * im »»w i ww i t i rnr i ; ■X-:- o o Bild 6 Gerät bei geöffneter Rückwand Ü'aITw m f *g w ■ F fl fr >V. ^HF iL IW Bild 7 Hier sind besonders der Empfängerteil und der NF-Verstärker sichtbar Bild 8 Senderteil; die Endstufe des Senders und der Betriebsartenschalter sind in Bild 7 sichtbar Mechanischer Aufbau der einzelnen Baugruppen Empfänger Der Eingangsteil des Empfängers ist in konventioneller Weise aufgebaut. Das Chassis besteht aus 1 mm starkem Messingblech. Um Schwing¬ neigung der Vorstufe zu vermeiden, war es notwendig, die Spulen L!/L 2 und L3/L4 gegeneinander abzuschirmen. Der ZF-Verstärker ist in ge¬ druckter Schaltung ausgeführt. Sender Auf einem Pertinaxbrettchen von 50 mm X 150 mm ist der gesamte Sender untergebracht. Die beiden ersten Verdopplerstufen sind durch Bandfilterbecher abgeschirmt, um einer Ausstrahlung der dort ent¬ stehenden Frequenzen entgegenzuwirken (36 MHz fällt in den ZF-Be- reich moderner TV-Empfänger!). Die übrigen Stufen des Senders sind konventionell aufgebaut; zwischen Eingangs- und Ausgangskreis der Endstufe wird eine Abschirmwand angebracht, die Rückwirkungen dieser geradeausverstärkenden Stufe verhindert. Der Endtransistor ist mit einer Kühlschelle versehen, die man am Tauchtrimmer des Ausgangs¬ kreises befestigt. Dadurch wird die wirksame Kühlfläche noch vergrößert. NF-Verstärker Auf einer Leiterplatte von 80 mm X 40 mm findet der gesamte NF-Ver- stärker Platz. Die Endstufentransistoren sind wie üblich mit Kühl¬ schellen am Ausgangstrafo befestigt. Bei Verwendung kleinerer Trafos und Bauelemente läßt sich der NF-Verstärker noch kleiner ausführen. 342 Technische Daten Frequenzbereich Empfänger: durchstimmbar im Bereich 144 bis 146 MHz Sender: quarzgesteuerte Festfrequenz im Bereich 144 bis 146 MHz Empfängerempfindlichkeit: 8 bis 10kt o Bandbreite: etwa 25 kHz Spiegelfrequenzsicherheit: etwa 35 dB NF-Ausgangsleistung: 500 mW Senderausgangsleistung: 200 mW Modulationsart: Amplitudenmodulation Modulationsgrad: etwa 100% Betriebsspannung: 12 V Gewicht: etwa 2,1 kp Ergebnisse Im ebenen Gelände wurden mit dem A/4-Stab 20 km überbrückt. Von günstig gelegenen Punkten konnten mit dem A/4-Stab Verbindungen bis 80 km mit beachtlichen Feldstärken getätigt werden. Mit einer 5-Element- Yagi-Antenne erreichte der Verfasser Verbindungen bis zu 180 km. Daten der verwendeten Spulen Alle Spulen sind, sofern nicht anders angegeben, auf Körper mit einem Außendurchmesser von 6 mm gewickelt; Drahtdurchmesser in mm. Empfänger: L x 2 Wdg., 0,75-CuL, zwischen L 2 gewickelt L 2 5 Wdg., 0,75-CuAg, Alukern, Anzapfung bei 2. Wdg. vom kalten Ende L 3 4 Wdg., 0,75-Cu-Ag, Alukern L 4 1 Wdg., 0,75-Cul, zwischen L 3 gewickelt L 5 25 Wdg., 0,3-CuLS, Massekern L 12 4 Wdg., 0,75-CuAg, Alukern L x3 1 Wdg., 0,75-CuL, zwischen L 6 gewickelt 343 Sender: U L 2 l 3 U L s l 6 L7 18 Wdg., 0,3-CuLS, Massekern 3 Wdg., 0,4-CuLS, zwischen L 2 gewickelt 10 Wdg., 0,5-CuL, Massekern 2 Wdg., 0,5-CuL, zwischen L 3 gewickelt 6 Wdg., 0,5-CuL, Massekem 2 Wdg., 0,5-CuL, zwischen L 5 gewickelt 7 Wdg., 0,75-CuAg, Massekem, Anzapfung bei 3. Wdg. vom kalten Ende L 8 6 Wdg., 0,75-CuAg, Massekern L 9 2,5 Wdg., 0,5-CuL, zwischen L 8 gewickelt L 10 3,5 Wdg., 1,0-CuAg, freitragend, Spulendurchmesser 10 mm Literatur Schimmelmann , W. von , DL 6 SW: Transistorfunksprechgerät für 145 MHz. UKW-Berichte, 1963, Heft 5/6. Flügel , E ., DJ1NB: UTS-3a und UTS-3b, 2 weitere leistungsfähige Tran¬ sistorsender für 145 MHz. UKW-Berichte, 1963, Heft 5/6. Munich , M., DJ 1 CR, und W.Scheeps, DJ4GT: Transistorisierter Sender für das 2-m-Band. „Funktechnik“, 1962, Heft 14. Wie kann man BCI und TVT vermeiden ? Ing. Theo Reck DM 2 AXO Eine Frage, die sehr oft, leider aber meist erst dann gestellt wird, wenn die lieben Nachbarn - Besitzer eines Rundfunk- oder Fernsehgeräts - dem Funkamateur ihren Unwillen deutlich zur Kenntnis geben. Die Funkentstörung muß also in ersterLinie vorbeugende Maßnahmen in den Vordergrund stellen, von denen es eine ganze Reihe gibt. Sollten trotzdem weiterhin Störungen auftreten, so gibt es auch dann noch Mittel und Wege, diese zu beseitigen, wobei der Funkentstörungsdienst der Deutschen Post stets mit Rat und Tat zur Seite stehen wird. Zugegeben, das Thema Funkentstörung läßt sich mit einem Rezeptbuch in der Art: „Man nehme...“ nicht erledigen; denn leider sind die Zusam¬ menhänge zwischen Ursache und Wirkung zu differenziert, so daß all¬ gemeingültige Anleitungen kaum gegeben werden können. Aus diesem Grund stellt der Gesetzgeber bestimmte Mindestanforderungen an alle Erzeugnisse und Geräte, die elektrische und hochfrequente Störungen irgendwelcher Art verursachen können. Es gehören dazu nicht nur Staubsauger, elektrische Kaffeemühle und Rasierapparat, sondern auch Sende- und Empfangsanlagen, also auch Geräte des Funkamateurs. Dieser Beitrag würde jedoch zu umfangreich, sollten die gesetzlichen Be¬ stimmungen, deren Inhalt die Bedingungen zur Einhaltung von Mindest¬ forderungen zur Entstörung sind, noch ausführlich erläutert werden, was zweifellos an anderer Stelle notwendig wird (1966 erscheint in der Reihe „Der praktische Funkamateur“ ein Heft über „Funkentstörung“). Be¬ fassen wir uns vielmehr mit praktischen Maßnahmen (von denen in die¬ sem Rahmen ebenfalls nur grundsätzliche behandelt werden können) zur Vorbeugung und zur Beseitigung von Rundfunk- und Fernseh¬ störungen durch Amateurfunkanlagen. - „Amateurfunkanlagen“ - schon in diesem Begriff ist zu erkennen, daß es nicht der Sender schlecht¬ hin ist, der als mögliche Störquelle in Frage kommt, zumindest nicht bei Betrachtung der Entstörung. Untersuchen wir dazu im einzelnen die An¬ lagenteile unserer Station. 345 Die Stromversorgung Neben den üblichen Verblockungen, wie sie bereits jeder Netzteil eines Rundfunkempfängers enthält, sollte ein Netzfilter, das die gesamte Station vom Lichtnetz trennt, zur Standardausrüstung gehören. Da in¬ dustriell hergestellte Filter kaum greifbar sind und wenn, den ohnehin schon schmalen Geldbeutel des OM nur unnötig belasten, wird man den Selbstbau vorziehen. Eine einfache, wie die praktische Erprobung bewies, aber sehr wirkungs¬ volle Anordnung zeigt Bild 1. Das Filter selbst wurde in ein Aluminium¬ gehäuse (Brotbüchse) gebaut und besteht aus zwei PVC-Rohren von etwa 18 mm Durchmesser und etwa 12 bis 15 cm Länge. Auf jedem Rohr befinden sich etwa 120 bis 130 Windungen Kupferlackdraht von 0,6 bis 0,8 mm Durchmesser. Diese Werte sind also nicht allzukritisch. Die Schaltung entspricht einem symmetrischen Pi-Filter. Sollten für die Kondensatoren Ci und C 2 Durchführungskondensatoren vorhanden sein, so sind diese anderen Ausführungen vorzuziehen. Im Mustergerät wurden mit Erfolg ebenfalls normale Kunstfolie-Kondensatoren für 600 V Wechselspannung verwendet. In diesem Fall faßt man alle Masse¬ punkte zentral zusammen und verbindet sie mit der Betriebserde. Die erzielbare Dämpfung gegenüber der vagabundierenden HF ist größer als 30 dB. Man kann das Filter jedoch auch außerhalb des Shacks* anord¬ nen und die gesamte Stromversorgung über das Filter führen. Die Schaltung zeigte sich gleich wirkungsvoll in Energienetzen mit Phase/ Phase und Phase/Null. Der Sender Obwohl von Selbstverständlichkeiten nicht gesprochen werden sollte, darf eine Tatsache nicht unerwähnt bleiben: Leistungsröhren sind im * Shack (engl.) = Hütte, gemeint Funkbude o. ä. a - Schaltung des Netzfilters 346 b - Aufbau des Netzfilters zM—^ Oszillator (VFO), in den Puffer- und Verdopplerstufen fehl am Platze. Es werden leider noch immer Senderschaltungen propagiert mit An¬ merkungen wie: .. um ausreichende Steuerleistung zu erhalten, wird im Oszillator (bzw. in der BO) eine EL 84 (o.ä) verwendet...“. Leistung braucht man allenfalls in der PA, erst die Treiberstufe - die möglichst geradeaus zu fahren ist - darf „Leistung machen“, soweit die PA diese er¬ fordert. Eine oft auftretende Störquelle ist der gefürchtete „Tastklick“. Leider eine Sache, die oft erst im Laufe der Zeit erkannt wird. Auch in solchen Fällen sind vorbeugende Maßnahmen zu empfehlen, die tatsäch¬ lich nur geringe Mühe machen und ohne allzugroßen Aufwand zu reali¬ sieren sind. Der Kondensator über den Tastanschlüssen ist selbstver¬ ständlich. Die Erfahrung zeigt aber, daß der wirklich richtige Wert aus¬ probiert werden muß. Eine weitere Verbesserung ist durch ein Tastfilter (auch Klickfilter genannt) zu erreichen. Bild 2 zeigt eine gebräuchliche Anordnung. Noch bessere Ergebnisse sind mit Gittersperrspannungs- tastung oder speziellen Taströhrenschaltungen zu erzielen. Bild 2 Tastfilter Cj und C 2 = 5 nF, L = 6,8 (J>H 347 Bild 3 Prinzipschaltung eines Amateursenders mit den zur Störunterdrückung beitragenden Elementen Bild 3 zeigt das Prinzipschaltbild eines industriell hergestellten Amateur¬ senders. Alle kritischen, der Entstörung sowie der Herabsetzung von Ober- und Nebenwellen dienenden Bauelemente sind besonders hervor¬ gehoben. Dies läßt sich sinngemäß auf alle üblichen Senderschaltungen anwenden; die angegebene ist nicht die neueste, es sollte lediglich das Prinzip gezeigt werden. Moderne Schaltungsanordnungen wie Band¬ filtersender tun ein übriges. Der Funkamateur ist ja bekanntlich ver¬ pflichtet, seine Anlage dem Höchststand der Technik anzupassen. Antennen und ihre Ankopplung Über dieses Kapitel könnte ein Buch geschrieben werden, über die Tech¬ nik selbst, aber auch über die „Sünden“, die hier leider immer noch be¬ gangen werden. Eindrahtantennen (L-, Fuchsantenne u.ä.) dürften nur noch in Ausnahmefällen eine Daseinsberechtigung haben. Antennen mit Speiseleitung sollten sich allgemein durchgesetzt haben. Der Hang zum „Bedienungskomfort“ der Amateurstation führte zu einer Reihe An¬ tennenkonstruktionen, die auf das „altmodische“ und aufwendige An- tennenanpaßgerät verzichteten. Wie sieht es aber mit diesen Antennen in der Praxis aus? Fast alle All- oder Mehrbandantennen stellen eine Kom¬ promißlösung dar hinsichtlich ihres Einspeisepunktes (Fußpunktwider¬ stand) für die verwendete unabgestimmte Speiseleitung. So findet man z.B. bei der 300-Ohm-gespeisten Allband-Doublet (2 X 13,50 m oder 2 X 27 m) bzw. bei der als W0WO-Antenne (41 m mit 300-Ohm-Ein- speisung bei etwa 1/3 der Gesamtlänge) bekannten Anordnung einen 348 Wert, der für die vier geradzahligen Amateurbänder 80 m - 40 m - 20 m und 10 m zwischen 240 und 330 Ohm liegt. Bereits aus der Rechnung - die Formel soll hier nicht erläutert werden - erkennt man die Voraus¬ setzung: Die Antenne muß „ideale“ Werte haben, mit anderen Worten, sie muß möglichst 2/2 hoch und unbeeinflußt durch Häuser, Bäume u.ä. hängen. Wo ist das aber für den Amateur möglich? Es ergeben sich also in den meisten Fällen sehr erhebliche Fehlanpas¬ sungen, die die Ursache für TVI darstellen. Der Amateur in dichtbewohn¬ ten Gebieten, der seine Antenne nur zwischen Häusern, in ungenügender Höhe oder anderweitig ungünstig auf hängen kann, sollte grundsätzlich auf solche Antennen verzichten. Lieber an einem Anpaßgerät zwei oder drei Bedienungsknöpfe mehr betätigen und frei von TVI-Sorgen sein. Eine einwandfrei abgestimmte Antenne (Zepp, Doppelzepp o.ä. mit Antennenabstimmgerät) stellt nach wie vor das reellste Antennengebilde dar. Für alle speziellen Richtantennengebilde heißt das in übertragenem Sinne, daß sie äußerst sorgfältig abgeglichen werden müssen. Impedanzmeßbrücken und andere Antennenmeßgeräte haben leider noch immer Seltenheitswert. Um ganz sicher zu gehen, daß keine uner¬ wünschten Frequenzen abgestrahlt werden, baut man einen Tiefpaß, wie ihn Bild 4 zeigt. Er ist zwischen Senderausgang und Antennenabstimm¬ gerät zu schalten bzw. möglichst als abgeschirmte Einheit im Abstimm¬ gerät eingangsseitig unterzubringen. Die Oberwellendämpfung beginnt bei etwa 35 MHz mit etwa 50 dB und steigt nach den höheren Frequen¬ zen stark an. Es empfiehlt sich, den Tiefpaß vor dem Einbau durch¬ zumessen. Nach diesen wesentlichsten Faktoren, die bei der Amateurstation bzw. bei ihrem Aufbau nicht zu vernachlässigen sind, betrachten wir ab¬ schließend die Möglichkeiten der Funkentstörung bei aufgetretenen Fern- Bild 4 Tiefpaß 52 Q 60 fi 75 Q c t , c 4 50 46 35 pF c 2 , c 3 160 145 35 pF Li) 1-6 4 5,5 7,5 Wdg. 1-2» 1-4 7 7 10 Wdg. 1-3 8 10 12,5 Wdg. Spulen: 2-mm-Draht, möglichst versilbert, gewickelt auf einen Dorn von 11 mm 0. Steigung = 3,1 mm. Kondensatoren: Prüfspannung je nach Sende¬ leistung 349 Bild 5 Hochpaß seh- und Rundfunkstörungen. Es gilt als Voraussetzung, daß Maßnah¬ men, die am gestörten Gerät, also amRundfunk- oder Fernsehempfänger durchgeführt werden, erst dann in jeder Beziehung sinnvoll sind, wenn an der Störquelle alle Möglichkeiten ausgeschöpft wurden, um die Stö¬ rungsursache zu beseitigen. Treten weiterhin Störungen auf, so ist die Fernseh- bzw. Rundfunkempfangsanlage des gestörten Teilnehmers zu untersuchen. Es versteht sich von selbst, daß diese anlagentechnisch in Ordnung sein muß. Dazu gehört beim FS-Empfänger selbstverständlich eine einwandfreie und vor allem richtig angepaßte Empfangsantenne. Die Praxis zeigt da oftmals wundersame Dinge. Ist in dieser Hinsicht kein Einwand mehr vorzubringen, dann taucht aller¬ dings eine besonders heikle Frage auf: die Störfestigkeit der Empfänger. Leider wurde dieser Frage aus „ökonomischen Gründen“ von Seiten der geräteher stellen den Industrie teilweise recht wenig Beachtung geschenkt, und mancher Amateur stellt fest, daß er bei einem oder zwei von viel¬ leicht zwanzig in seiner Nachbarschaft in Betrieb befindlichen TV-Emp- fängem TVI macht. Auch in solchen Fällen ist es nicht möglich, Rezepte zu geben, denn die Störungsursachen können zahlreich sein. Läßt sich erkennen, daß die störende Frequenz über den Antenneneingang des TV-Empfängers kommt, dann hilft fast immer ein Hochpaß nach Bild 5. Er läßt sich bei geschicktem Aufbau in einem Bandfilterbecher unterbringen und stellt einen Zwischenstecker (zwischen Antenneneingang TV-RX und An¬ tennenkabel) dar. Da fast alle Fernsehempfänger den 240-Ohm-Eingang bevorzugen, ist hier nur ein dafür ausgelegter Hochpaß beschrieben. Die Spulen wickelt man auf 3-mm-Kunststoffstäbchen (Plast-Trinkhalme eignen sich vorzüglich). Die Kondensatoren werden mit Isolierschlauch überzogen und in die Durchführungslöcher der Abschirmwände ge¬ schoben. Die Erfahrungen des Verfassers ergaben, daß diese Filter auf Anhieb „spielten“, d.h., wenn die Störfrequenz über die Antenne kam. Bei Störungen, die durch UKW-Sender (2 m) auftreten, lassen sich für den Antenneneingang des Fernsehempfängers Absorptionsleitungen nach Bild 6 auf bauen. Die genauen Abmessungen müssen selbstver¬ ständlich den Gegebenheiten angepaßt werden, was durch einfache 350 Bild 6 Absorp tio nsleistung Rechnung und etwas Probieren nicht schwierig sein dürfte. Kritisch ist es allerdings, wenn die Störfrequenz direkt in den Empfänger einstrahlt. Diese Möglichkeit besteht, wenn der Empfänger im unmittelbaren Nah¬ feld (etwa 10 m Entfernung) des Amateursenders bzw. der Sendeantenne steht. Zahlreiche Mischprodukte, die sich in solchen Fällen ergeben können, machen eine präzise Diagnose außerordentlich schwer. Genaue Frequenzanalysen sind vor irgendwelchen Entstörmaßnahmen unbedingt erforderlich. In solchen Fällen ist es besonders empfehlenswert, den Funkmeßdienst der Deutschen Post zu Rate zu ziehen. Stets aber dürfte das gute Einvernehmen mit den Rundfunk- und Fernsehteilnehmern im „Aktionsradius“ der Amateurstation ein wesentlicher Ausgangspunkt für die Beseitigung von BCI und TVI sein. Ein selektiver Transistor-NF-Verstärker Für viele Zwecke in der Amateurpraxis - seien es nun Fernsteuer¬ schaltungen, Tonselektionskreise oder auch Meßverstärker - werden ein¬ fache Resonanzverstärker im NF-Gebiet benötigt. Bekannt sind Ver¬ stärker mit LC-Schwingkreisen, RC-Doppel-T-Selektivschaltungen oder Wien-Brücken. Benutzt man LC-Schwingkreise bei tiefen Frequenzen, dann wird die Selbstinduktion groß, und es ergeben sich beim Aufbau unhandliche Dimensionen sowie die Gefahr magnetischer Einstreuungen. Die RC-Schaltungen haben wiederum Übertragungsverluste, und es ist mit ihnen nicht so einfach, eine geringe Bandbreite zu erreichen. Eine interessante Abart der Doppel-T-Schaltung, die universell ersetz¬ bar ist, zeigt Bild 1. Die Schaltung geht auf einen Vorschlag der Zeit¬ schrift Electronics Design zurück und wurde überarbeitet. Es handelt sich im Prinzip um eine Verstärkerstufe in Darlington-Schaltung (auch Kas¬ kadenschaltung oder „zusammengesetzter“ Transistor genannt. Näheres siehe Fischer, Transistortechnik für den Funkamateur , S.121), die fre¬ quenzabhängig gegengekoppelt wird, und zwar über ein Doppel-T-Glied mit Längsspule. Der Gegenkopplungszweig der Spannungsgegenkopp¬ lung geht vom Kollektor von T 2 auf dessen Basis. Die Resonanzfrequenz für das Gegenkopplungsglied errechnet sich zu f.-L UZ 2n V L • C ' 351 Bild 1 Schaltung des selektiven Transistor-NF- Verstärkers (TI = T2 = OC 871; L = Ferrit-Topf kern 25 mm Durchmesser , etwa 1500 Wdg., 0,1-mm-CuL) Für eine gewünschte Frequenz von 800 Hz und ein vorgegebenes L von 1 H ergibt sich für C der Wert 0,075 (xF. Die Schaltung ist eingangs¬ seitig hochohmig, ausgangsseitig niederohmig, was bei den meisten An¬ wendungsfällen vorteilhaft ist. Als Transistoren können OC 871 oder auch rauscharme NF-Typen mit einer Stromverstärkung in Emitter¬ schaltung von 50 oder höher und mit einer Kollektorverlustleistung von 50 bis 100 mW verwendet werden. Die Speisespannung beträgt 24Y (das ist ein Normspannungswert für Transistorschaltungen ebenso wie 12 V). Bei einer Resonanzfrequenz von 800 Hz wurde eine 3-dB-Bandbreite von 15 Hz erreicht. Die Bandbreite für 30 dB Amplitudenabfall beidseitig der Resonanz beträgt etwa 200 Hz. big. Heinz Stiehm - DM 2 ACB Leiter des Diplom-Büros beim Radioklub der DDR Diplome und Conteste der Funkamateure Die Tätigkeit der Funkamateure ist sehr vielseitig. Im wesentlichen kann man sie in zwei große Gruppen unterteilen. Während manche Funk- amatcure sich hauptsächlich von der technischen Seite her mit dem Amateurfunk beschäftigen, ständig an der Verbesserung ihrer Sende-, Empfangs- und Zusatzgeräte und der Antennen arbeiten und praktischen Funkbetrieb nur betreiben, um die Wirksamkeit der getroffenen Ver¬ besserungen zu erproben, stellt für andere die notwendige Technik nur Mittel zum Zweck dar: Hauptinhalt des Amateurfunks ist für diese, möglichst zahlreiche interessante Funkverbindungen mit den verschie¬ densten Ländern über immer größere Entfernungen herzustellen und 23 Elektronisches Jahrbuch 1966 353 dabei freundschaftliche Beziehungen mit Funkamateuren in allen Erd¬ teilen anzuknüpfen. In beiden Hauptgruppen finden wir ausgesprochene „Spezialisten“. So gibt es z.B. Amateure, die sich hauptsächlich mit Antennenproblemen beschäftigen, die nur auf sehr hohen Frequenzen arbeiten, andere, die nur in Telegrafie arbeiten, und wieder andere, die die Morsetaste aus ihrer Station verbannt haben und sich ausschließlich mit Telefoniesendungen beschäftigen. Heute soll einmal von den soge¬ nannten „DX-Jägern“ die Rede sein. Ihr Ehrgeiz liegt darin, jedes neue Land, das auf den Amateurfunkbänderri auftaucht, zu erreichen. Sie ruhen nicht eher, bis auch die seltenste QSL-Karte als Bestätigung der getätigten Funkverbindung die Wand ihrer Funkbude schmückt. Man könnte sie als die „Leistungssportler“ unter den Funkamateuren be¬ zeichnen, die stets nach neuen Rekorden streben. Wie in jeder Sportart hervorragende Leistungen besonders gewürdigt werden, so auch im Amateurfunk. Dabei bedingt der besondere Charak¬ ter des Amateurfunks auch besondere Formen der Anerkennung. Es sind vor allem die Diplome zu nennen, die für bestimmte Leistungen der Funkamateure von internationalen und nationalen Vereinigungen der Funkamateure, einzelnen Gruppen dieser Vereinigungen, einzelnen Funkamateuren oder auch von Amateurfunk-Zeitschriften gestiftet wurden und auf Antrag verliehen werden. Mit dem Erwerb von Ama¬ teurfunk-Diplomen beweist der Funkamateur in überzeugender Weise seine funkbetrieblichen und technischen Fähigkeiten, seine Leistungen im internationalen Amateurfunkverkehr, er wird belohnt für oft lang¬ wierige, geduldige und zielstrebige Kleinarbeit. Um ein bestimmtes Diplom zu erwerben, muß der betreffende Funkama¬ teur nachweisen, daß er die dafür geltenden Bedingungen erfüllt hat. Im allgemeinen erfolgt die Verleihung eines Diploms, wenn der Bewerber in einem bestimmten Zeitraum eine Mindestanzahl von Stationen eines Landes oder Gebietes oder eine Mindestzahl von Ländern einer be¬ stimmten Gruppe gehört oder in einer zweiseitigen Funkverbindung erreicht hat. Der Nachweis dafür besteht meist in den von den Gegen¬ stationen ausgestellten QSL-Karten, die als Bestätigung vorgelegt wer¬ den. Die QSL-Karten haben also den Charakter von Urkunden. Eigen¬ mächtige Veränderungen an diesen QSL-Karten sind daher nicht er¬ laubt; geänderte Karten werden nicht anerkannt, und ein Bewerber, dem nachgewiesen wird, daß er QSL-Karten geändert hat, um die Erfüllung von Bedingungen vorzutäuschen, kann vom Erwerb des betreffenden Diploms für immer ausgeschlossen werden. Es sollte selbstverständlich sein, daß ein derart unsportliches Verhalten den Funkamateuren der DDR fremd ist. Mit der Stiftung von Diplomen wird die Arbeit der Funkamateure auf bestimmte Ziele gerichtet. Wer ein bestimmtes Diplom erwerben will, kann nicht wahllos Funkverbindungen mit Stationen tätigen, die er 354 gerade hört. Er wird solche Stationen aus wählen, deren QSL-Karten ihm für den Erwerb eines bestimmten Diploms fehlen. Das ist einer der Gründe, die zur Stiftung von Diplomen geführt haben. Dadurch werben einzelne Gruppen von Funkamateuren dafür, mit ihren Mitgliedern Funkverbindung aufzunehmen und freundschaftliche Beziehungen an¬ zuknüpfen. Die Bedingungen anderer Diplome lenken die Aufmerksam¬ keit der Funkamateure auf besondere internationale oder nationale Er¬ eignisse. Es gibt jedoch auch Diplome, deren Bedingungen lediglich darauf gerichtet sind, einer bestimmten Gruppe von Funkamateuren stets ge¬ nügend QSO-Partner zu sichern. Der sportliche Wert solcher Diplome ist daher häufig zweifelhaft, zumal wenn für manche Diplome eine recht hohe Bearbeitungsgebühr vom Bewerber gefordert wird, die dem Wert des Diploms in keiner Weise entspricht. Der Funkamateur sollte daher aus der Vielzahl der (vor allem in den letzten Jahren neu gestifteten) Diplome die auswählen, die wirklich ideellen Wert besitzen. Sonst wird er zu einem „Diplom-Jäger“ im schlechten Sinne. Die Funkamateure der DDR betreiben den Amateurfunk zum gesell¬ schaftlichen Nutzen und im Geiste der Völkerverständigung. Deshalb wird vom Radioklub der DDR der Erwerb solcher Diplome unterstützt, die in ihrer Zielsetzung diesen Interessen entsprechen. Um seinen Mit¬ gliedern den Erwerb von Diplomen zu erleichtern, wurde beim Radio¬ klub der DDR ein Diplom-Büro gebildet, das die Funkamateure der DDR über die Bedingungen zum Erwerb von Diplomen informiert, mit den Diplom-Büros anderer nationaler Verbände und den Herausgebern ausländischer Diplome eng zusammenarbeitet, die Diplom-Anträge unserer Funkamateure entgegennimmt, bearbeitet und nach Überein¬ kunft mit anderen Verbänden die Prüfung der Anträge sowie der dazu eingereichten QSL-Karten durchführt. Die Arbeitsweise des Diplom- Büros ist durch die Diplom-Ordnung des Radioklubs der DDR geregelt; ihre Bestimmungen sind für alle Funkamateure der DDR verbindlich. Danach haben z.B. die Funkamateure der DDR ihre Diplom-Anträge über die Diplom-Bearbeiter der zuständigen Bezirks-Radioklubs der GST an das Diplom-Büro des Radioklubs der DDR zu leiten, das grundsätzlich die weitere Bearbeitung übernimmt. Um den Erwerb von bestimmten Diplomen zu erleichtern, aber auch um kurzzeitige Spitzenleistungen zu messen und freundschaftliche Bezie¬ hungen der Funkamateure untereinander zu festigen, werden von ver¬ schiedenen Amateurfunkorganisationen regelmäßig nationale oder internationale Funkwettkämpfe, sogenannte Conteste (to contest (engl.) = miteinander wetteifern), veranstaltet. Sie stellen Höhepunkte in der Arbeit der Funkamateure dar und erfordern großes technisches und funkbetriebliches Können der teilnehmenden Amateure. Für unsere Funkamateure haben besonders die Conteste der Amateurfunkorgani¬ sationen der sozialistischen Länder Bedeutung, die in der Mehrzahl jähr- 355 23 a Elektronisches Jahrbuch 1966 lieh zu feststehenden Zeitpunkten organisiert werden. Die Teilnahme- bsdingungen für die einzelnen Conteste sind unterschiedlich. Meist kommt es darauf an, während der Wettkampfdauer mit einer möglichst großen Teilnehmerzahl QSOs zu tätigen und dabei neben dem RST (Lesbarkeit, Lautstärke, Tonqualität) Kontrollziffern mit dem Partner auszutauschen. Dabei darf jede Station pro Band einmal gearbeitet (= worked) werden. Für jedes QSO gibt es eine bestimmte Anzahl von Punkten. Die auf diese Weise erreichte Punktzahl wird oft noch multi¬ pliziert mit der Zahl der je Band erreichten Länder oder Distrikte. Ge¬ samtsieger des Contests ist, wer die höchste Punktzahl erreicht hat. Neben dem Gesamtsieger ermittelt man häufig noch die besten Stationen jedes Teilnehmerlandes, oft unterteilt nach teilnehmenden Einzel- und Klubstationen. Zu den Contesten der sozialistischen Länder werden meist auch die Empfangsamateure eingeladen. Neben Ehrenurkunden erhalten die Sieger der einzelnen Gruppen manchmal Wimpel, Medaillen oder auch Sachpreise. Oftmals bekommt jeder Teilnehmer eine Urkunde, aus der seine Placierung hervorgeht. Nur die Funkamateure können mit einer guten Placierung rechnen, deren Station dem neuesten technischen Höchststand entspricht, die über ausgezeichnete funkbetriebliche Fertigkeiten, über Ausdauer und Ener¬ gie verfügen und die durch sportliches fair play ihr Land würdig ver¬ treten. Durch Vergleich der eingereichten Kontroll-Logs werden beim Veranstalter die Contestsieger ermittelt. Das Contest-Büro beim Radio¬ klub der DDR ist verantwortlich für die Veröffentlichung von Contest- ausschreibungen, für die Vorprüfung der Contestabrechnungen und Weiterleitung an die Veranstalter sowie für die Organisierung eigener Conteste. Das geschieht gemäß einer Wettkampf- und Contest-Ordnung, die für alle Funkamateure der DDR verbindlich ist. Selbstverständlich kann es nicht Aufgabe dieses Jahrbuches sein, einen umfassenden Überblick über sämtliche Diplome und Conteste zu geben. Die nachstehenden Diplome sind ausgewählt als typische Beispiele der jeweiligen Gruppe. Das Kurzwellen-Rundfimkhörer-Diplom HADM (Hört alle DM-Stationen) Die Kurzbedingungen dieses Diploms werden allen anderen bewußt voran¬ gestellt, weil es sich beim HADM um ein Diplom für den angehenden Funk¬ amateur handelt. Es wurde vom Radioklub der DDR gestiftet und soll vor allem die Jugendlichen, Schüler und Jungen Pioniere für die vielseitige und polytechnisch bildende Funkausbildung im Rahmen der GST interessieren. Das Diplom kann grundsätzlich von allen Personen, gleich welchen Alters, 356 auch von Ausländern, erworben werden, die nicht Inhaber einer Amateur- funkhörer-Nummer oder einer Amateurfunk-Genehmigung sind. Erforderlich sind mindestens 10 schriftliche Bestätigungen über das Abhören von 10 Amateurfunkstationen aus 10 Bezirken der DDR. Die Beobachtungen der 10 Stationen sollen sich mindestens über 3 verschiedene Tage verteilen und können auf allen zugelassenen Amateurbändern erfolgen (80-, 40-, 20-, 15-, 10- oder 2-m-Band). Eine Funkverbindung zwischen zwei Funkamateuren der DDR wird nur einmal - nicht für beide - gewertet. Die Amateurfunkstationen der DDR sind an ihren Rufzeichen zu erkennen. Die beiden ersten Buchstaben „DM“ bedeuten, daß es sich um eine Station aus der DDR handelt. Dann folgen eine Ziffer und zwei oder drei weitere Buchstaben, etwa DM2ACB. Der letzte Buchstabe (im Beispiel „B“) kenn¬ zeichnet den Bezirk. Es bedeuten: A = Rostock, B = Schwerin, C = Neubrandenburg, D = Pots¬ dam, E = Frankfurt/Oder, F = Cottbus, G = Magdeburg, H = Halle, I ~ Erfurt, J = Gera, K = Suhl, L = Dresden, M = Leipzig, N = Karl-Marx-Stadt, O = Berlin. Um die Bestätigung über das richtige Abhören zu erhalten, sendet der HADM- Bewerber eine Postkarte mit Rückantwort an das DM-QSL-Büro, 1055 Berlin, Postbox 30. Die Rückantwortkarte versieht der Bewerber mit seiner eigenen Anschrift und auf der Rückseite mit folgenden Angaben: Datum der Be¬ obachtung, Uhrzeit, Amateurfunkband, die Rufzeichen der Stationen, deren Amateurfunkverkehr beobachtet wurde, und die Vornamen der Funk¬ amateure. Darunter soll der Vermerk stehen „Die Richtigkeit der Angaben wird bestätigt“. Ist die Beobachtung richtig, dann erhält der Bewerber die Antwortkarte mit Unterschrift und Rufzeichen des Funkamateurs zurück. Ist dem Bewerber die Anschrift des beobachteten Funkamateurs bekannt, z. B. aus einer Rufzeichenliste, so kann er ihm die Postkarte direkt zusenden. Hat der Bewerber die erforderlichen Bestätigungen erhalten, so sendet er diese unter Beifügung von Postwertzeichen der Deutschen Post im Werte von 2,-MDN an den Radioklub der DDR, 1055 Berlin, Hosemannstr. 14. Der Briefumschlag soll den Vermerk HADM tragen. Nach Prüfung der Unter¬ lagen erhält der Bewerber das Diplom HADM direkt zugeschickt. Die Diplome WADM und RADM (Worked all DM bzw. Received all DM) Für die im Geiste der friedlichen und freundschaftlichen Zusammenarbeit mit den Funkamateuren der DDR gezeigten Leistungen wird vom Radioklub der DDR das Diplom WADM an alle Funkamateure der Welt verliehen, wenn sie nach dem 14.Juli 1953 folgende Bedingungen erfüllt haben: 357 WADM IV Juniorenklasse: 20 Punkte für Verbindungen mit mindestens 10 Bezirken der DDR, WADM III Seniorenklasse: 40 Punkte für Verbindungen mit mindestens 13 Bezirken der DDR, WADM II Meisterklasse: 100 Punkte für Verbindungen mit allen 15 Be¬ zirken der DDR, WADM I Championklasse: maximal erreichbare Zahl von 150 Punkten. Es zählen ausschließlich Verbindungen auf den Bändern 3,5-7-14-21-28 MHz, entweder nur in Telegrafie (cw) oder nur in Telefonie (fone). Für jeden Bezirk der DDR kann je Band 1 QSO = 1 Punkt in Anrechnung gebracht werden; das ergibt 75 mögliche Punkte (Bezirkseinteilung vgl. HADM\). Als Ersatz für nicht erreichte Bezirke können Sonderstationen (DM 7, DM8, DM9, DM 0) gewertet werden, jedoch jede Station nur einmal und nur auf dem tatsächlich benutzten Band. Vier- oder Fünfband-QSOs mit der gleichen DM-Station zählen für die Klassen I bis III 4 bzw. 5 Zusatzpunkte, jedoch nur einmal je Bezirk. Dabei gelten DMiif.. : DM3.. und DM3L.. — DM4.. f z.B. DM3KBB = DM3BB, DM3LCN = DM4CN. Von den vorhandenen QSL-Karten müssen nachstehende Angaben auf den Antrag übertragen werden: Rufzeichen der DM-Station, Tag und Zeit des QSO, Band, RST bzw. RS. Nach Möglichkeit sind die vom Radioklub der DDR herausgegebenen besonderen Antragsformulare zu verwenden. Für Antrag¬ steller aus der DDR beträgt die Gebühr für die Klassen WADM II und / 4,- MDN, für die Klassen WADM IV und III 2,~ MDN. Die Inhaber der Klassen II und I erhalten außer dem Diplom einen Wimpel mit ihrem Ruf¬ zeichen. Empfangsamateure mit eigener SWL-Nummer können zu den gleichen Be¬ dingungen das Diplom RADM (ebenfalls 4 Klassen) erwerben; jedoch gibt es dabei keine Unterteilung zwischen cw- und fone-Beobachtungen. Das UKW-Diplom DM-QRA Ebenfalls vom Radioklub der DDR, jedoch nur für Sendeamateure, wird das Diplom DM-QRA verliehen für bestätigte Verbindungen auf den Bändern 144 MHz und (bzw. oder) 435 MHz nach dem 1. Januar 1963. Es sind alle Be¬ triebsarten zugelassen. Standortwechsel innerhalb des eigenen Landes ist er¬ laubt. Die DDR wurde für den UKW-Amateurfunk in 17 Großfeldkenner (DM-QRAs) eingeteilt. Davon müssen von Stationen aus der DDR für das DM-QRA Klasse I 12 DM-QRAs, für das DM-QRA Klasse II 8 DM-QRAs gearbeitet werden. 358 Bild 1 Bestimmt nicht leicht zu erwerben: das DM-QRA 359 Die Großfeldkenner EK, EL, FK, FL, FM, FN, FO, GK, GL, GM, GN, GO, HK, HL, HM, HN, HO sind aus einer speziellen QRA-Kenner-Karte ersichtlich und werden von den UKW-Amateurstationen der DDR im QSO und auf der QSL-Karte angegeben. Die Gebühr für das DM-QRA beträgt für Antragsteller aus der DDR 2,- MDN. Das Antragsverfahren entspricht dem des WA DM, jedoch ist zusätzlich die Angabe der gearbeiteten Gro߬ feldkenner erforderlich. Das UKW-Diplom EUROPE-QRA Ähnlich denen des DM-QRA sind die Bedingungen für das Diplom EURO- PE-Q RA, das ebenfalls vom Radioklub der DDR gestiftet wurde. Es wird für Verbindungen auf den VHF-UHF-Bändern von 144 MHz aufwärts (ge¬ trennt oder gemischt) nach dem 1. Januar 1964 in 2 Klassen ausgegeben: Klasse I - EUROPE-QRA-50 für Verbindungen mit 50, Klasse II - EUROPE-QRA-25 für Verbindungen mit 25 QRA- Großfeldkennern Europas Bild 2 Der jährlich anlä߬ lich der Ostsee¬ woche von allen Amateuren der Welt zu er¬ werbende Wimpel Sea of Peace er¬ freut sich großer Beliebtheit und ist das Schmuckstück mancher Funkbude 360 zugelassen. Es sind alle Betriebsarten, Verbindungsarten (z. B. Tropo, MS, EME, Aurora, Satelliten) und alle Standorte auf der ganzen Welt. Die Gebühr beträgt für Funkamateure der DDR 5,- MDN. Das Diplom SQP (Sea of Peace — Meer des Friedens) Anläßlich der alljährlich durchgeführten Ostseewoche, die der friedlichen Zu¬ sammenarbeit und Völkerverständigung aller Ostseeländer dient, stiftete der Radioklub der DDR das Diplom SOP. Es zählen für die Wertung alle Funk¬ verbindungen, die jährlich in der Zeit vom 1. bis 15. Juli getätigt werden. Zu¬ gelassen sind alle Bänder und Betriebsarten, als Mindestrapport wird RST 338 bzw. RS 33 gefordert. Erforderlich sind Verbindungen mit 15 der nachstehen¬ den Länder bzw. Distrikte: DM, DL/DJ, OZ, LA, OH 1, OH 2, OH 5, OH6, OH 8, OH 0, SP 1, SP 2, UA 1, UA 2, UP 2, UQ 2, UR 2, SM 1, SM 2, SM 3, SM 5, SM 6, SM 7. Das sehr beliebte Diplom ist ein großer Wimpel aus Fahnentuch im Viel- farben-Siebdruck. Die Gebühr beträgt für Funkamateure der DDR 6,-MDN. Durch wiederholte Erfüllung der Bedingungen kann jährlich ein kleiner Zu¬ satzwimpel erworben werden. Die Gebühr für den Zusatzwimpel beträgt 1,- MDN. Das Antragsverfahren entspricht dem beim WADM , jedoch sind keine QSL-Karten erforderlich. Die entsprechenden Logbuchauszüge müssen bis zum 31. Oktober des betreffenden Jahres eingereicht werden. Das Diplom W-100-U (mit 100 Amateur-Radio-Stationen der UdSSR gearbeitet) Das Diplom wurde 1959 vom Zentralen Radioklub der UdSSR gestiftet. An¬ laß dazu war der 100. Geburtstag des großen russischen Gelehrten und Er¬ finders A. S. Popow. Erforderlich sind durch QSLs nachgewiesene QSOs mit 100 verschiedenen Stationen der UdSSR seit 1.1.1959, entweder in cw oder in fone auf den Bändern 3,5 bis 28 MHz, darunter mindestens 5 QSOs mit Stationen aus UA 9 oder UW 9. Der geforderte Mindestrapport ist RST337 bzw. RSM 335. Funkamateure der DDR erhalten das Diplom kostenlos. Das SSB-Diplom R-6-K (6 Kontinente gearbeitet) Das vom Zentralen Radioklub der UdSSR verliehene Diplom R-6-K wird ausgegeben für Verbindungen mit allen 6 Kontinenten und je 3 Stationen aus dem europäischen und aus dem asiatischen Teil der UdSSR ausschlie߬ lich in der Betriebsart SSB seit dem 7. Mai 1962. Es wird in 3 Stufen ver¬ liehen: 1. Stufe für Verbindungen ausschließlich auf 80 m, 2. Stufe für Ver¬ bindungen ausschließlich auf 40 m, 3. Stufe für Verbindungen auf verschie¬ denen Bändern Es ist für Funkamateure der DDR kostenlos. 361 Das Diplom R-IOO-O (100 Obiasti der UdSSR gearbeitet) Herausgeber dieses Diploms ist ebenfalls der ZRK der UdSSR. Nach¬ gewiesen werden müssen Verbindungen mit 100 Obiasti (= Gebiete) der UdSSR nach einer besonderen Oblasti-Liste seit dem 1. Januar 1957 nur in cw oder nur in fone. Die geforderten Mindestrapporte sind RST 337 bzw. RSM 335. Es gibt 3 Stufen, wie beim Diplom R-6-K. Das Diplom wird auch an SWLs ausgegeben und ist für DM-Stationen ebenfalls kostenfrei. Das Diplom R-150-S (mit 150 Ländern der Welt gearbeitet) Für das 1957 vom ZRK der UdSSR gestiftete Diplom sind durch QSLs nachgewiesene QSOs ab 1. Januar 1956 mit 150 Ländern der Welt nach der DXCC-Länderliste, darunter mit 15 Unionsrepubliken der UdSSR, erforder¬ lich. Zugelassen sind die Amateurbänder 3,5 bis 28 MHz und die Betriebs¬ arten nur cw oder nur fone mit den Mindestrapporten RST 337bzw.RSM 335. Zu den gleichen Bedingungen können auch SWLs das Diplom erwerben. Es ist für DM-Amateure kostenlos. Das Diplom R-15-R (mit 15 Unionsrepubliken der UdSSR gearbeitet) Es wurde 1949 vom ZRK der UdSSR gestiftet. Für dieses Diplom müssen seit 1. Juli 1958 innerhalb von 24 Stunden QSOs mit je einer Station aus allen 15 Unionsrepubliken der UdSSR getätigt und durch QSLs nachgewiesen werden. Bänder, Betriebsarten und Kosten entsprechen denen des Diploms R-150-S. SWLs können das Diplom ebenfalls erwerben. Die Kenner der Unionsrepubliken sind UA/UW/UN - UB/UT - UC - UD - UF - UG - UH - UI - UJ8 - UL - UM - UO - UP - UQ - UR. Das Diplom R-10-R (mit 10 Amateur-Radio-Rayons der UdSSR gearbeitet) Die Bedingungen dieses Diploms sind ähnlich denen des Diploms JR-15-R, nur müssen hierfür innerhalb von 24 Stunden die 10 Amateur-Radio-Rayons der UdSSR gearbeitet werden. Die Rayons werden bei den sowjetischen Amateurrufzeichen durch die Ziffern 1 bis 0 kenntlich gemacht. 362 Das Diplom S 6 S (6 Erdteile gearbeitet) Dieses Diplom wird kostenlos vom Zentralen Radioklub (ZR.K) der CSSR an Sendeamateure verliehen, die mindesten je 1 QSO mit den 6 Erdteilen Europa, Asien, Afrika, Nordamerika, Südamerika und Ozeanien nachweisen können. (Beim Amateurfunk zählen Nord- und Südamerika je als ein Erdteil, und Australien faßt man mit der Inselwelt zusammen, die diesen Kontinent umgibt !) Das Grunddiplom wird entweder für cw oder fone auf verschie¬ denen Bändern ausgegeben. Für die Erfüllung der Bedingungen auf nur einem Band (3,5 -7-14-21-28 MHz) gibt es je Band eine aufzuklebende Zusatz¬ marke. Die Diplome 100 OK y P 100 OK und VKV 100 OK (100 Stationen der CSSR gearbeitet bzw. gehört) Für diese tschechoslowakischen Diplome zählen alle bestätigten QSOs bzw. Beobachtungen seit 1. Januar 1954. Es sind alle Bänder und alle Betriebs¬ arten zugelassen. Für QSOs ausschließlich auf den UKW-Bändern wird das Diplom VKV 100 OK verliehen. Die Diplome sind kostenlos. Die Diplome ZMT und P-ZMT (Länder des Weltfriedens¬ lagers gearbeitet bzw. gehört) Diese ebenfalls vom ZRK der CSSR herausgegebenen Diplome werden ver¬ liehen für bestätigte QSOs mit 39 verschiedenen Regionen des Weltfriedens¬ lagers bzw. für Hörberichtbestätigungen aus 25 Regionen nach dem 26. April 1949, dem Tag des 1. Weltfriedenskongresses in Paris und Prag. Es sind alle Bänder und Betriebsarten zugelassen. Als Mindestrapporte werden RST337 bzw. RSM335 gefordert. Für Zweiwegverbindungen innerhalb von 24 Stun¬ den gi bt es ein besonderes ZMT 24. Für das ZMT zählen folgende Regionen: OKI, OK2, OK3, HA, LZ, UA1, UA2, UA3, UA4, UA6, UA9, UA 0, UB5, UC2, UD6, UF6, UG6, UH8, UI8, UJ8, UL7, UM8, UNI, U05, UP2, UQ2, UR2, DM (3 verschiedene Bezirke), SP (3 verschiedene Distrikte), YO (3 verschiedene Distrikte), YU (3 verschiedene Distrikte). Für das P-ZMT wird je eine QSL benötigt aus: OK, DM, HA, LZ, SP, UA 1, UA2, UA3, UA4, UA6, UA9, UA 0, UB5, UC2, UD6 oder UF6, UG6, UH8 oder UI 8 oder UJ8, UL7 oder UM8, UNI, U0 5, UP2, UQ2, UR2, YO, YU. 363 Jährlich wiederkehrende Conteste Während - von Ausnahmen abgesehen - der Zeitraum für die Erfüllung von Diplombedingungen von dem betreffenden Bewerber selbst be¬ stimmt und seinen Möglichkeiten angepaßt werden kann, muß sich der Teilnehmer an einem Contest an die vom Veranstalter vorgesehene Zeit halten. Oft sind es nur wenige Stunden, z.B. ein Sonntagvormittag, manchmal jedoch ist es auch ein Zeitraum von 24 Stunden oder mehr. Aus der Vielzahl ständig wiederkehrender Conteste sollen einige an¬ geführt werden, wobei mit geringen Verschiebungen der Contestdaten zu rechnen ist. Es sei besonders betont, daß sich jeder Contestteilnehmer über Contestzeiten und Teilnahmebedingungen vorher eingehend unter¬ richten muß. Nähere Einzelheiten zu den nachstehenden Contesten wer¬ den jährlich vom DM-Contest-Büro veröffentlicht. Der nachstehende Plan kann nur eine grobe Orientierung sein. 1. Sonntag im Februar: DM-Aktivitäts-Contest zum Jahrestag der Verkündung der 1. Amateurfunkver¬ ordnung in der DDR 1. Sonntag im April: HA-Contest 1. bis 3. Wochenende im April: Internationaler SP-DX-Contest 1. oder 2.Wochenende im Mai: Sowjetischer internationaler MIR- Contest 1. bis 15. Juli: SOP-Wettbewerb zur Ostseewoche 1. Sonntag im September: LZ-Contest 1. Wochenende im Oktober: WADM-Contest zum Jahrestag der DDR 1. Wochenende im November: DM-UKW-Contest 1. Sonntag im Dezember: OK-DX-Contest letzter Sonntag im Dezember bzw. 1. Sonntag im Januar: DM-Jahresabschlußwettkampf. 364 Tabellenanhang Sowjetische Transistoren Funktechnische Nomogramme Parallelschaltung genormter Widerstandswerte Transistortabellen Was sagen uns die neuen Bezeichnungen auf sowje¬ tischen Transistoren und Halbleiterdioden? Alle Halbleiterbauelemente, die in der Sowjetunion in Serie bis 1963 her- gestellt wurden, erhielten eine Bezeichnung nach der OST-N 5461-59. Die Bezeichnung besteht aus zwei oder drei Kennzeichen. Das erste Kennzeichen, der Buchstabe ,11,, bezeichnet eine Diode, und der Buch¬ stabe II ist das Kennzeichen für Flächentransistoren. Das zweite Kenn¬ zeichen (eine Zahl) bei Dioden gibt die Verwendung beziehungsweise die Bestimmung des betreffenden Bauelements an. Die Zahlen von 1 bis 100 sind den Germanium-Spitzendioden, 101 bis 200 den Silizium-Spitzendioden, 201 bis 300 den Silizium-Flächendioden, 301 bis 400 den Germanium-Flächendioden, 401 bis 500 den UHF-Mischdioden, 501 bis 600 den Multiplikator-Dioden, 601 bis 700 den Videodetektoren, 701 bis 749 den parametrischen Germanium-Dioden, 750 bis 800 den parametrischen Silizium-Dioden, 801 bis 900 den Zenerdioden, 901 bis 950 den Varistoren, 1001 bis 1100 den Gleichrichtersäulen Vorbehalten. 365 Das zweite Kennzeichen (eine Zahl) bei Transistoren hat folgende Be¬ deutung: 1 bis 100 leistungsschwache Germanium-NF-Transistoren, 101 bis 200 leistungsschwache Silizium-NF-Transistoren, 201 bis 300 NF-Germanium-Leistungstransistoren, 301 bis 400 NF-Silizium-Leistungstransistoren, 401 bis 500 leistungsschwache Germanium-HF-Transistoren, 501 bis 600 leistungsschwache Silizium-HF-Transistoren, 601 bis 700 HF-Germanium-Leistungstransistoren, 701 bis 800 HF-Silizium-Leistungstransistoren. Das dritte Kennzeichen (ein Buchstabe) ist das Unterscheidungsmerkmal verschiedener Typen des betreifenden Bauelements. Bei Halbleiterbau¬ elementen, die keine besonderen Ausführungsformen haben, entfällt dieses Kennzeichen. Dieses Bezeichnungssystem wies eine Reihe von Mängeln auf, so daß man Anfang 1963 dazu überging, die in der Produktion befindlichen Halbleiterbauelemente anders zu bezeichnen. Nach dem neuen System erhält jedes Halbleiterbauelement eine Bezeich¬ nung, die aus vier Kennzeichen besteht. Das erste Kennzeichen ist ein Buchstabe oder eine Zahl, die über das Ausgangsmaterial für das betreffende Bauelement Auskunft gibt: F oder 1 - Germanium; K oder 2 - Silizium; A oder 3 - Arsenid-Gallium. Bauelemente, die als erstes Kennzeichen einen Buchstaben tragen, sind a) aus Germanium hergestellt und arbeiten in einem Temperaturbereich bis +60°C, oder sie sind b) aus Silizium hergestellt und arbeiten bei Temperaturen bis -j- 85 °C. Bauelemente, deren Bezeichnung mit einer Zahl beginnt, arbeiten bei höheren Betriebstemperaturen (z.B. Germanium-Bauelemente bis + 70 °C und Silizium-Bauelemente bis 4- 120 °C). Das zweite Kennzeichen - ein Buchstabe - gibt die Klasse oder die Gruppe des Bauelements an: - Dioden; T - Transistoren; B - Va¬ ristoren; A-HF-Dioden; ff) - Fotoelemente; H - nichtregelbare mehr¬ schichtige Schaltelemente; Y- regelbare mehrschichtige Schaltelemente; M - Tunneldioden; C - Zenerdioden (Stabilisatoren); E( - Gleichrichter¬ säulen und Blöcke. Das dritte Kennzeichen (eine Zahl) gibt die Bestimmung oder die elek¬ trischen Eigenschaften des Bauelements an: 101 bis 199 leistungsschwache Halbleitergleichrichter, 201 bis 299 Halbleitergleichrichter mittlerer Leistung, 301 bis 399 leistungsstarke Halbleitergleichrichter, 401 bis 499 Universaldioden, 501 bis 599 Impulsdioden, 101 bis 999 Varistoren, 366 101 bis 199 HF-Mischdioden, 201 bis 299 Videodetektoren, 301 bis 399 Modulatordioden, 401 bis 499 Parameterdioden, 501 bis 599 Schaltdioden, 101 bis 199 Fotodioden, 201 bis 299 Fototransistoren. Das dritte Kennzeichen (eine Zahl) bei nichtregelbaren mehrschichtigen Schaltelementen bedeutet: 101 bis 199 leistungsschwache Bauelemente, 201 bis 299 Bauelemente mittlerer Leistung, 301 bis 399 leistungsstarke Bauelemente. Bei den Bezeichnungen der regelbaren mehrschichtigen Bauelemente sagt das dritte Kennzeichen folgendes aus: 101 bis 199 leistungsschwaches Bauelement, 201 bis 299 Bauelemente mittlerer Leistung, 301 bis 399 leistungsstarke Bauelemente. Bei Tunneldioden gilt: 109 bis 199 Generatordioden, 201 bis 299 Verstärkerdioden, 301 bis 399 Schaltdioden. Bei den Bezeichnungen von Zenerdioden (Stabilisatoren) kleiner Lei¬ stung gibt das dritte Kennzeichen den Stabilisierungsbereich an: Spannungsstabilisierung 101 bis 199 0,1 bis 9,9 V, 210 bis 299 10 bis 99 V, 300 bis 399 100 bis 199 V. Gleichermaßen wird bei der Bezeichnung der Zenerdioden mittlerer Leistung verfahren: 401 bis 499 0,1 bis 9,9 V, 501 bis 599 10 bis 99 V, 600 bis 699 100 bis 199 V. Zenerdioden großer Leistung: 701 bis 799 0,1 bis 9,9 V, 810 bis 899 10 bis 99 V, 900 bis 999 100 bis 199 V. 367 Bei der Bezeichnung leistungsschwacher Transistoren deutet das dritte Kennzeichen (eine Zahl) im Bereich von 101 bis 199 auf einen NF-Transistor, 201 bis 299 auf einen Transistor für mittlere Frequenzen, 301 bis 399 auf einen HF-Transistor hin. In gleicher Weise wird bei Transistoren mittlerer Leistung verfahren: 401 bis 499 NF-Transistoren, 501 bis 599 Transistoren für mittlere Frequenzen, 601 bis 699 HF-Transistoren. Transistoren großer Leistung: 701 bis 799 NF-Transistoren, 801 bis 899 Transistoren für mittlere Frequenzen, 910 bis 999 HF-Transistoren. Das vierte Kennzeichen - ein Buchstabe - weist auf verschiedene Typen des jeweiligen Bauelements hin. Beispiel: TT 105 A leistungsschwacher NF-Germanium-Transistor Typ A. Parallelschaltung genormter Widerstandswerte Der nachstehenden Tabelle kann man den Gesamtwiderstand zweier parallelgeschalteter Widerstände der Normreihen 10% und 20% ent¬ nehmen. Die rechte obere Hälfte gilt für Widerstände der gleichen De¬ kade, die linke untere Hälfte für ungleiche Dekaden. Beispiele: Wie groß ist der Gesamtwiderstand der Parallelschaltung zweier Wider¬ stände mit den Werten 150 G und 560 G? In der obersten Zahlenreihe geht man vom Wert „56“ nach unten bis zu der Zahlenreihe, bei der in der rechten Spalte der Wert „15“ steht. Man liest den Wert „11,8“ ab. Der Gesamtwiderstand der Parallelschaltung ist also 118 G. Es wird ein Widerstand von 40 kG benötigt bei einer Toleranz von db 5%. Aus welcher Parallelschaltung zweier Widerstände erhält man diesen Wert? Für 40 kG ±5% kann der Wert des Widerstandes zwischen 38 kG und 42 kG liegen. Man sucht diese Werte in der Tabelle auf und liest jeweils am Tabellenrand die Normwerte der parallelzuschaltenden Widerstände ab. 368 > Widerstände (Zehner) 38.2 kQ aus 56 kQ und 120 kQ 38.7 kQ aus 47 kQ und 220 kQ 40,0 kQ aus 47 kQ und 270 kQ 40,5 kQ aus 68 kQ und 100 kQ 40.8 kQ aus 56 kQ und 150 kQ 41,0 kQ aus 82 kQ und 82 kQ 41.2 kQ aus 47 kQ und 330 kQ 42,0 kQ aus 47 kQ und 390 kQ Parallelschaltung genormter Widerstandswerte <— Widerstände Q 10 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82 Q 10 5,00 5,46 6,00 6,43 6,88 7,30 7,68 7,96 8,25 8,49 8,72 8,91 10 12 10,7 6,00 6,67 7,21 7,78 8,31 8,70 9,19 9,56 9,89 10,2 10,5 12 15 13,0 13,3 7,50 8,19 8,93 9,65 10,3 10,8 11,4 11,8 12,3 12,7 15 18 15,3 15,7 16,1 9,00 9,90 10,8 11,7 12,3 13,0 13,6 14,2 14,8 18 22 18,0 18,6 19,2 19,6 11,0 12,1 13,2 14,1 15,0 15,8 16,6 17,3 22 27 21,2 22,0 22,8 23,5 24,0 13,5 14,8 16,0 17,1 18,2 19,3 20,3 27 33 24,8 25,9 27,0 27,9 28,7 29,4 16,5 17,9 19,4 20,8 22,2 23,6 33 39 28,0 29,4 31,0 32,1 33,1 34,1 34,9 19,5 21,3 23,0 24,8 26,4 39 47 32,0 33,8 35,8 37,3 38,7 40,0 41,2 42,0 23,5 25,6 27,8 29,9 47 56 35,9 38,2 40,8 42,7 44,7 46,4 47,9 49,0 50,0 28,0 30,7 33,3 56 68 40,5 43,4 46,8 49,3 52,0 54,3 56,4 57,9 59,4 60,6 34,0 37,2 68 82 45,1 48,7 53,0 56,3 59,7 62,9 65,7 67,7 69,9 71,5 73,2 41,0 82 Q 100 120 150 180 220 270 330 390 470 560 680 820 Q ungleicher Dekade (Hunderter) —> 369 gleicher Dekade Funktechnische Nomogramme Nomogramme sind grafische Darstellungen von funktionellen Zusam¬ menhängen. Sie erleichtern die praktische Rechenarbeit des Funktech¬ nikers, da für vorgegebene Werte die Lösung sofort abgelesen werden kann. Die Genauigkeit der ermittelten Werte genügt den Anforderungen der Praxis. Nomogramm 1 Trigonometrische Funktionen Die Zahlenleitern 1 und 2 dienen zur Umrechnung eines Winkels am Einheitskreis in das entsprechende Bogenmaß (Radiant) und umge¬ kehrt. Es gilt dafür die Beziehung Winkel grad Radiant ä*-——-. Beispiele: Einem Winkel cp = 15° entspricht das Bogenmaß 0,26 (Zahlenleiter 1). Dem Bogenmaß 1,22 entspricht ein Winkel

-0,905, tgq> *0,468 2)9*60°* tga-1,73 Winket Winket Winket (Bogen) (6md)(Bogen)? s,n ? 9 m 9 * s *? f %9 f *9 9 & 35 30 ~C3 20 ' 15 10 -J 5-i 0 '0,7 • 0 S 85 H -r 1 " 0$ t-». .\T%PlT v-4 I 60« «H •09 % 55 *^hw 5 :H!83HLwk -J ari-.s * i* ®*i : L 1 s «ra^ 75 ‘ •05 25^1 *' ^ | % 5 1 2 >HI -+ -4- 3 =. M'l = J® 35 i l^,|i r =p a* . s |- ®Hr® 3 r l 3 fNs «Jr 45 -£“•03 6-5— 50-± ä -«2 55' f^O? Ä?-3 •0 45' 20 ° 70°-Zf 80< 0,9 0,15 *05 *1 •05 €,,f^ i ^ **' Spflr'^Pf¥ ,w F Zr-045 e - - 25S^= 55-3: n/ *, -£*2 i.i 2z 2,5 ist th x «s# 1,. für x > 6,5 ist th x — 1, für x > 2,5 ist sh x ^ ch, für x > 7,7 ist sh x = ch. 371 Shx x shx x chx x chx x thx Nomogramm 2 Hyperbelfunktionen 372 Zahlenleiter 1: sh x für Argument x von 0 bis 2,5 Zahlenleiter 2: sh x und ch x für Argument x von 2,5 bis 5,0 Zahlenleiter 3: ch x für Argument x von 0 bis 2,5 Zahlenleiter 4: th x für Argument x von 0 bis 2,5 Das Ablesen der Werte erfolgt wie bei Nomogramm 1. Nomogramm 3 Induktivität einlagiger Zylinderspulen Dieses Nomogramm wurde aus folgender Formel entwickelt: 0,01 ■ D • N 2 L = —-feH]; “ + 0,44 Nomogramm 3 Induktivität einlagiger Zylinderspulen 24 Elektronisches Jahrbuch 1966 373 L — Induktivität der einlagigen Zylinderspule in gH, D — Spulendurchmesser (Drahtmitte zu Drahtmitte) in cm, N = Windungszahl, 1 = Wicklungslänge der Spule in cm. Aus drei vorgegebenen Werten kann man den erforderlichen vierten Wert mit Hilfe des Nomogramms ermitteln. Beispiel: Gegeben ist eine Spule mit einem Durchmesser D = 6 cm und einer Wicklungslänge von 1 = 4 cm. Die Spule enthält eine Windungszahl von N = 210 Windungen. Wie groß ist die Induktivität dieser Spule? Zuerst wird das Verhältnis 1/D errechnet: 1 4 D “ 6 - 0,667 ' Diesen Wert auf der entsprechenden Zahlenleiter (I/D) verbindet man mit dem Wert des Spulendurchmessers D auf dessen Zahlenleiter. Dabei wird die Hilfsachse bei dem Wert von etwa 6 geschnitten. Von diesem Schnittpunkt aus verbindet man über die vorgegebene Windungszahl N bis zur Zahlenleiter für die Induktivität L. Wo die Zahlenleiter für L ge¬ schnitten wird, liest man den gesuchten Wert ab, hier L = 2400 gH = 2,4 mH. Im Nomogramm ist das Ableseverfahren angegeben. Nomogramm 4 Berechnung des Leiterwiderstandes Die Berechnung des Leiterwiderstandes erfolgt nach der Formel R = Leiterwiderstand in Ohm, q — spezifischer elektrischer Widerstand des Leitermaterials in Ohm mm 2 /m, 1 = Leiterlänge in m, A = Drahtquerschnitt in mm 2 . Weil in den meisten Anwendungsfällen der Drahtdurchmesser des Leiters angegeben ist, muß durch die Beziehung Ti • d 2 374 -- L- I, ^0 * ^ 1' • Nomogramm 4 Berechnung des Leiterwiderstandes A = Drahtquerschnitt in mm 2 , d = Drahtdurchmesser in mm, n = 3,14, die obige Gleichung umgeformt werden. 4 ’ q ■ 1 R = - A2~ n • d 2 Für diese Gleichung ist das Nomogramm ausgeführt. Es enthält die Zahlenleitern für l, R, q und d sowie eine Hilfszahlenleiter R M , die gleich für Kupferdraht den Leiterwiderstand angibt. 375 Beispiele: Wie groß ist der Leiterwiderstand R einer 220 m langen und 1 mm starken Kupferleitung? Soll der Leiterwiderstand von Kupferdraht errechnet werden, so wird der angegebene Wert für d (= 1 mm) mit dem für 1 (= 220 m) durch eine Gerade verbunden. Der Schnittpunkt mit der Hilfszahlenleiter R M ergibt dafür den Leiterwiderstand: R m ^ 5 O. Gegeben ist ein Eisendraht mit einem Drahtdurchmesser d = 0,1 mm und einer Länge 1 = 20 m. Wie groß ist der Widerstand R? Man verbindet den Wert d = 0,1 mm mit dem Wert I = 20 m. Auf der Hilfszahlenleiter erhält man einen Schnittpunkt. Diesen verbindet man mit dem q -Wert von Eisen, verlängert dann bis zur Zahlenleiter R und liest dort den Wert ab: R & 235 n. Nomogramm 5 Ohmsches Gesetz und Leistungsformel Diesem Nomogramm liegen die Formeln für das Ohmsche Gesetz U U u = I • R; 1= —; R = Y und für die elektrische Leistung , U 2 P~U*I = I 2 R~ — R zugrunde. Die Werte können in den Grundeinheiten (V - W - A - Q) an¬ gegeben sein bzw. in mW, mA oder Q. Beispiel: An einem Widerstand R — 1,2 kG fällt eine Spannung ab von U = 4,3 V. Wie groß ist der durch den Widerstand R fließende Strom I? Für welche Leistung P muß der Widerstand mindestens dimensioniert sein? U in V und R in kQ ergibt I in mA, U in V und I in mA ergibt P in mW. Nach dem Ableseschema erhält man 1 = 3,6 mA und P= 15,4 mW. 376 Nomogramm 5 Ohmsches Gesetz und Leistungsformel 377 U? I? Spannung oder Strom Nomogramm 6 Umrechnung von Verhältniszahlen in Dezibel Mit diesem Nomogramm können sowohl Leistungsverhältnisse als auch Spannungsverhältnisse in dB-Werte umgerechnet werden. Es gelten die Formeln Njb = 10 lg~, N dB = 201g^. J 1 Ul Formeln. Ndß = fOlg 4 . N dB ~20Ig^j- = 20 /g K Nomogramm 6 Umrechnung von Verhältniszahlen in Dezibel 378 Hilfstabelle für größere Verhältniszahlen Leistungs¬ Spannungs Verhältnis verhältnis Verhältnis in dB in dB 10 10 20 10 2 20 40 10 3 30 60 IO 4 40 80 10 5 50 100 10 6 usw. 60 120 Beispiel: Die Eingangsspannung eines Verstärkers ist Uj — 8 mV, die Ausgangs¬ spannung U 2 = 60 V — 60-10 3 mV. Wie groß ist der Verstärkungsfaktor in dB? Mit den Werten XJ x — 8 und U 2 — 60 erhält man aus dem Noniogramm K - 7,5 (IO 3 ). Für K - 7,5 ist N - 17,3 dB, fürK = 10 3 ist N = 60 dB (aus der Hilfstabelle entnehmen). Der Verstärkungsfaktor hat also den Wert N = 17,3 + 60 - 77,3 dB. Nomogramm 7 Anschlußvierpol mit minimaler Dämpfung Dieses Nomogramm gilt für die Beziehung Z 1 > Z 2 und für die im No¬ mogramm angegebenen Formeln. Beispiel: Es sollen zwei Leitungen mit den Wellenwiderständen Z A — 500 Q und Z 2 = 400 Q mit geringer Dämpfung zusammengeschaltet werden. Wie groß müssen die Widerstände Ri und R 3 des Anschlußvierpols sein, und wieviel beträgt die Dämpfung ß? Aus dem Nomogramm erhält man = 225 Q und R 3 = 890 Q sowie für Z 2 /Zi = 0,8 eine Dämpfung ß — 4,2 dB. Im Nomogramm ist links unten die symmetrische, rechts unten die un¬ symmetrische Ausführung des Anschlußvierpols dargestellt. 379 - Widerstand f 5?J #? (52) 50—^ — 60 ^ 70—_ 80- z 90*\ 700*3 750 — 200 — | 300— wo—_ 600 600 — 700—_ 800— z 7000 1500 4 fßj r* 100 [3*300 ■7*000 - — '■^600 ~r*700 7*800 =-* 1000 —1500 —*2000 — --+3000 formetn ß fz_ r 'N* 1 6 8 10 16 20 »3 Beispiel (52) gegeben. 6000 —2 Z 1 = 50052 - Z 2 = 50052 5000—_ Z 2 -55=0,8 4000— Z 1 z Ergebnis. P f « 22552 3000—_ P 3 = 890 52 1 ß- U,2dB - H 2000-j 1 ^k 'S 7500— § — 1? * ■6 1 1 - 1 1 7000—_ - 0,5 P, *1 (52) r —•3000 I —*2000 1—• 7500 V-TOOO h 700 nT [-*>300 Nomogramm 7 Anschlußvierpol mit minimaler Dämpfung 380 - wellen widerstand{52J- Erklärungen zu den folgenden Transistortabellen — U CBO Kollektor-Basis-Spannung bei stromlosem Emitteranschluß — Icmax maximaler Kollektorgleichstrom P max maximale Kollektorverlustleistung ß Stromverstärkung in Emitterschaltung B Großsignalstromverstärkung in Emitterschaltung I c eingestellter Kollektorgleichstrom f T Übergangsfrequenz fß Grenzfrequenz der Kurzschlußstromverstärkung in Emitter¬ schaltung F Rauschmaß R th Wärmewiderstand tj Sperrschichttemperatur Firmen: F VEB Halbleiterwerk Frankfurt/Oder V Valvo Tfk Telefunken B v K (blau) (gelb) Farbpunkt 7 ) 381 1. Leistungstransistoren 382 I ca I ca g ö 3 g < o <•> 60 «J CÖ £ 6 h * 1 —i ÜH 00 Ö 3* TD CS O o p4 *a 6 h 00 1— I .N ^ X *— 4ad c2r cs « ^ ef .5 « H a < ■h C! O u ►> P cs ft >s H mmmmmmcnmmmm^a - mmmmmmso 4* 6- H 6 h 0> 44 6h :ca H—> CO 6 h T3 C W ■ £ 6h la 43 O CO 6h > T3 a W i Ph £ (L> 44 o £ 6 h > N co C 6 h ü 13 43 O CO U 00 > T3 £h w I tL, z 6h co 6h > T3 Ch W ■ b X JC!C!CICIC‘!r!^' 0,r>,0 ^^ooo'nooo ^ ^ ooMinifiioioioio in in in in r- r-"' 4-> O O o o O o o o n n in n rf in H ElHfctlHfcpLHÜHfc fctln tL. ÜH 3 C -»-* c ai £ ° 2 > o I C/5 2 £ 2 ö g £ ä o- js ö c; ^ c < s< *C •'— Uu 2 : cd ri 0 3 r o ^ £ O o, S r u C/3cO^Kh Z J3 n m >n >n m «*, n c\ «\ o o o o I I I ro ro Tfr Ti¬ ro co Tt Tj- o o o o «n cs O • «N ^ */*) ^ ^ A A m in *\ #N o o A A in «ni o i—i o O »n m o O «n cs cs co «n A A A A A CS CS o o o o o >n in o o o CO CO co OG oo o\ o\ 0\ Os o\ —< —< cs cs cs cs cs A A A A A A A es cs cs cs © © O 00 y"i T—i V“H A A A A © © —< tJ■ VO co co O O O in m in m CO CO CO 00 oo oo oo o o o o cs cs cs cs in O oo i—i co m «n o o o o o ^ ^ i—i ^ r * ’ * 1-H U U m in m m m ÖÜOOÜÜO —< cs >n S 2 H r-H y*\ u u u u Ü Ü o o ' ct 3 S ö X3 ,13 o o ^ w CA cd a «H Uh bO Ö 3 td G 4> £ Uh d> > — r- t"~ r-" t"- UhUhUhUhUhUhPUUhU>>>> CA Uh o > c *2 p H-> CA TD P w PÜ £ Uh H—> hP o 00 p .o CA Uh X> • H 0) Uh H ■ Uh £ £ CA TD P TD P P H-> 13 hP o w-an .. 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A A A A A A o m O m O m OOO m m m O O O O O O O m m m oo oo oo oo in OOO o o o o o o o p- r^- p- m £ •n n >n in in in in tN tN tN tN tN tN tN >n o PU o O tN T —1 PU O tN »•H Uh 0 tN in o tN tN tN ’UU PU Uh OOO O «- 1 (N m m m O «h tN m Tf N" N" N" UU PU Uh Uh Uh PU Uh o o o o o o o 386 ——i m tn m r- r- 0\ On 0\ r- r- r- os r~ PU PU PU Pi h Ph PU Uh > > > > > £ ^ H M M M <+-* i+-< it-< H H H . £ A > h ä H C/5 ^ , + £ 7 ^ + E L ■ ,- L ( - ~ «2tt.Ss«tt.Stt.gSn.o tN äSphä SO tN ooooooo h> so m i\ r^- in •n ooooooo«n so stitTl-sfsJ-rfsJ-r-i © © O SO O r- t"> oo »-1 oo o rt o o o o o o o © © O so Os ^ ~ ~ A A m >n «n IS IS IS o o o o o o (S so m o tN A n •n o O o in in in «n in «n © ©©©©©©©•n tNmso©coso©T—i + + + + + + + «n © © © m »n ^ tN tN tN —< —< •n m © in tN tN tN tN •n m tN tN tN m tN m Tf in OS © tN cn «n 1“* tN «n so 1—1 1—1 i—t ’r-H “"1 Tf SO r- 1-H i—i V* © © © © i—i 1—1 i—i i-H T-H i—i *—< so SO so so T—1 i—i ÜH pu PU Pu h-l H-l U U ü U u ü U ü U Pu PU PU PU C/3 CO CO CO CO CO CO O O O o o o o O o < < < < 387 CBO ^Crnax ^max | ß bei I c f x [f^] F R th tj ; An- grd./mW Verwendung Firma schluß- V in mA in mW in mA in MHz in dB [grd./W] in °C Schema a ft O0\ö\0\0\OM(NMN(SOOOOO O O OOO ,-H <*-Hl—li-Hi-dl—li—lü,-d H H H H H ä H > > > 0 cg co •£ a 2 2 np H B > & ^ & ej Ih § s « «a M ^ £d Ud >H £ stf :oS Ä 2 2 § « £ s ^ ^ 7 Bh fe ^ N ^ g S S P Pi »-d fr* o o d-» d-< 03 03 •i“d • p-d 0) 03 Ö d aj cS »-i t-i H H ge £ P P d , d *a Ö Ö £ •£ l-l *"• sei scä 03 £ u ft £> N N d< <1 d <£ d 4 -» 03 «-I O > I CS cg d 4 -» s d< CO • *■4 CO I ft S ti X © vo oo V3 s 03 d eä «H H l dd w N X 03 03 d N r'~r''03 033tm'