Funk, Oszillograf, Messverfahren

Allgemeines über Funk und Elektronik

(Diese Seite befindet sich noch im Aufbau, letzte Änderung: 20.10..2020

Modulation am Oszillografen betrachtet.

Signal

Oszillografenbild

Sinuston (NF)

Amplitudenmodulation (AM)

Frequenzmodulation (FM)

Bandbreite am Oszillografen betrachtet.

AM (Amplitudenmodulation)

FM (Frequenzmodulation)

LSB (unteres Seitenband)

USB (oberes Seitenband)

CW (Telegrafie)

DRM (im Vergleich mit AM)

DRM (Digital Radio Mondial)

Bevor wir uns einigen oszillografischen Messverfahren zuwenden eine kurze Information zu dem von mir eingesetzten USB - Oszillografen.

PropScope

Eines der wohl kleinsten USB-Oszilloskope ist von der Firma PARALLAX INC im Handel. Es ist ein Zweistrahloszilloskop, welches auch als Logic Analyzer, Spectrum Analyzer und Function Generator einsetzbar ist. Die frei downloadbare Software lässt kaum Wünsche offen.

Herzstück ist ein Mehrkern-Propeller-Processor.

Über eine seitliche Schnittstelle kann die mitgelieferte DAC-Card angesteckt werden. Dort hat man dann einen Funktionsgenerator mit konfigurierbaren Wellenformen und Frequenzen, einen externen Triggereingang, 4 Digitaleingänge und einen TV-Ausgang.

Weiter Infos findet man beispielsweise hier:

Elektronikladen | ELMICRO

Mal einen Blick ins Innere des herrlichen Blechgehäuses

Einige Besipiele, die den Nutzen eines Oszillografen zeigen sollen.

Rechteckspannung

50 kHz

Wechselspannung

Sinus

50 Hz

Sägezahnspannung

50 kHz

Gleichrichtung

Eingang : Wechselspannung, Kanal 1.

Ausgang: pulsierende Gleichspannung, Kanal 2.

Si-Diode

Überlagerung X-Y an einem Widerstand

(keine Phasenverschiebung, f = 50 Hz)

Überlagerung X-Y an einem Kondensator

(Phasenverschiebung, f= 50 Hz, Kanal 2 durch Ladevorgang etwas verzerrt)

Frequenzmessung

Ist eine Frequenz bekannt, kann man diese über Kanal 1 und eine unbekannte über Kanal 2 anzeigen lassen und das Überlagerungsbild auswerten.

Bei sinusförmigen Wellen ergeben sich die sogenannten Lissajous-Figuren.

Hier beim Verhältnis 1 zu 2

Hier wurden Kanal 1 und 2 getauscht. Das Frequenzverhältnis beträgt 8 zu 1,

keine Phasenverschiebung.

Man zählt einfach die Anzahl der Berührungspunkte eines umschreibenden Rechtecks.

A-stabiler Multivibrator

Die beiden Kondensatoren (47 µF) und die Basiswiderstände (2,7k in Reihe mit dem Potentiometer (10k) bestimmen die Kippfrequenz. Wechselseitig werden die Kondensatoren aufge- bzw. entladen und die E-C-Strecke der Transistoren durch den Ladezustand der Kondensatoren gesperrt bzw. geöffnet. Der Spannungsverlauf an den LEDs ist im Diagramm zu sehen und kann mit dem Oszillografen beobachtet werden.

Die Frequenz lässt sich durch Änderung der R-C-Kombinationen soweit erhöhen, dass man damit schlagzeugartige Geräusche erzeugen kann.

Man ersetzt die LEDs durch Widerstände, koppelt das Signal über einen Kondensator aus und führt es einem NF-Verstärker zu.

Experimentierbrett

Für einfache Schaltungen und Experimente eignen sich Steckbretter, auf denen die Schaltung ohne Löterei ausprobiert werden kann. Hier wurde ein Doppel - T - Oszillator zum Erzeugen gedämpfter Schwingungen aufgebaut. Dazu wird der Oszillator durch einen Tastendruck mit einem Startimpuls zu einer abklingenden Schwingung angeregt. Im Kopfhörer klingt es wie ein Schlag auf einen Bongo.

DDiese Schaltung wurde aufgebaut.

Mit den 3 Kondensatoren 10n u. 33n wird der Klang bestimmt (größere Werte, tieferer Ton). Das Potentiometer im Doppel-T-Oszillator wird so eingestellt, dass der Oszillator nicht dauernd schwingt. Erst durch Tastendruck wird eine abklingende Schwingung ausgelöst (linke Seite der Schaltung).

Generationentreff

Detektorempfänger von 1927 mit "Stocherdiode" wird mit PropScope von 2010 untersucht.

Heute auf dem Steckbrett aufgebauter Detektor mit GE-Diode

Auf dem Oszillografen ist blau der Schwingkreis mit dem AM-Signal einer Sprachaussendung auf MW zu sehen, rot das demodulierte NF-Signal nach der Diode.

Wer kennt sie nicht, die Verschlüsselungsmaschine ENIGMA.

Weil man ein Original entweder nicht beschaffen oder mit großer Wahrscheinlichkeit nicht bezahlen kann, geht es auch mit einem Bausatz.

Damit kann man alle 3-, oder 4-Walzen-Maschienen nachempfinden und natürlich Originalcode dechiffrieren, wenn die dazu notwendigen Basisdaten bekannt sind.

Diesen Bausatz gibt es z.B. im Museum in Bletchley Park als limitierte Auflage.

Meinen Aufbau der ENIGMA-E kann man hier sehen.

Auch die erst in den letzten Kriegsmonaten eingeführte
"ENIGMA-UHR" kann elektronisch nachgebaut werden.
Hier sieht man die angeschlossene "Uhr".

Die elektronische Nachbildung der ENIGMA hat einen seriellen Anschluß.
Damit kann man sie mit einem PC oder einer weiteren E-Enigma verbinden
und so schnell verschlüsselte Texte austauschen.
Desweiteren kann man die codierten Daten auch im Morsecode direkt über ein Funkgeerät weiterleiten, wofür eine AFU-Lizenz die beste Lösung darstellt.
Sehr originell ist es weiterhin,das typische mechanische Geräusch ausgeben zu lassen, welches bei der Bedienung einer echten Enigma entsteht.
Mit etwas Aufwand kann man auch eine Thermodrucker mit der E-Enigma verbinden, der den "Geheimcode" als 5-er Gruppe mitschreibt,
wie das Beispiel im rechten Bild zeigt.

Umabu eines Senders für AFU-Bereich

Dank der erweiterten Messmöglichkeiten konnte ein Vaisala-Wettersondensender für Telemetrieübertragung auf den 70cm-AFU-Bereich umgebaut werden. Original arbeitet die Sonde auf 404 MHz. Der Sender hat eine Ausgangsleistung von >200mW. Ungünstig ist die Spannungsversorgung. Der Sender benötigt 15 V und hat eine positive Masse. Um übliche Modems daran betreiben zu können, macht sich der Aufbau eines Schaltwandlers notwendig. Dieses Problem wurde vom Arbeitskreis Amateurfunk und Telekommunikation in der Schule (AATiS) mit dem AS780 gelöst. Nach dem Umbau arbeitet der TX auf 435 MHz. Rechts sieht man im oberen Bereich den Spannungswandler, darunter den TX mit Abschirmung und unten den umgebauten Telemetriesender.

Da auch Blitzentladungen Wellen aussenden, kann man mit einfachen Mitteln einen Bltzdetektor bauen.

Der VLF-Empfänger, die Analyseplatine und der GPS-Empfänger für die Beteiligung am Blitzortungssystem sind einsatzbereit.

Nun Hier der Test der Kommunikation mit dem PC und das Einrichten des Trackingprogramms zur Datenübertragung.

So sehen die übertragenen Daten aus.

PropScope Eines der wohl kleinsten USB-Oszilloskope ist von der Firma PARALLAX INC im Handel. Es ist ein Zweistrahloszilloskop, welches auch als Logic Analyzer, Spectrum Analyzer und Function Generator einsetzbar ist. Die frei downloadbare Software lässt kaum Wünsche offen. Herzstück ist ein Mehrkern-Propeller-Processor.
Über eine seitliche Schnittstelle kann die mitgelieferte DAC-Card angesteckt werden. Dort hat man dann einen Funktionsgenerator mit konfigurierbaren Wellenformen und Frequenzen, einen externen Triggereingang, 4 Digitaleingänge und einen TV-Ausgang. Weiter Infos findet man beispielsweise hier: Elektronikladen \| ELMICRO
Mal einen Blick ins Innere des herrlichen Blechgehäuses
Einige Besipiele, die den Nutzen eines Oszillografen zeigen sollen.
Rechteckspannung 50 kHz
Wechselspannung Sinus 50 Hz
Sägezahnspannung 50 kHz
Gleichrichtung Eingang : Wechselspannung, Kanal 1. Ausgang: pulsierende Gleichspannung, Kanal 2. Si-Diode
Überlagerung X-Y an einem Widerstand (keine Phasenverschiebung, f = 50 Hz)
Überlagerung X-Y an einem Kondensator (Phasenverschiebung, f= 50 Hz, Kanal 2 durch Ladevorgang etwas verzerrt)
Frequenzmessung Ist eine Frequenz bekannt, kann man diese über Kanal 1 und eine unbekannte über Kanal 2 anzeigen lassen und das Überlagerungsbild auswerten. Bei sinusförmigen Wellen ergeben sich die sogenannten Lissajous-Figuren. Hier beim Verhältnis 1 zu 2
Hier wurden Kanal 1 und 2 getauscht. Das Frequenzverhältnis beträgt 8 zu 1, keine Phasenverschiebung. Man zählt einfach die Anzahl der Berührungspunkte eines umschreibenden Rechtecks.
A-stabiler Multivibrator Die beiden Kondensatoren (47 µF) und die Basiswiderstände (2,7k in Reihe mit dem Potentiometer (10k) bestimmen die Kippfrequenz. Wechselseitig werden die Kondensatoren aufge- bzw. entladen und die E-C-Strecke der Transistoren durch den Ladezustand der Kondensatoren gesperrt bzw. geöffnet. Der Spannungsverlauf an den LEDs ist im Diagramm zu sehen und kann mit dem Oszillografen beobachtet werden. Die Frequenz lässt sich durch Änderung der R-C-Kombinationen soweit erhöhen, dass man damit schlagzeugartige Geräusche erzeugen kann. Man ersetzt die LEDs durch Widerstände, koppelt das Signal über einen Kondensator aus und führt es einem NF-Verstärker zu.
Experimentierbrett Für einfache Schaltungen und Experimente eignen sich Steckbretter, auf denen die Schaltung ohne Löterei ausprobiert werden kann. Hier wurde ein Doppel - T - Oszillator zum Erzeugen gedämpfter Schwingungen aufgebaut. Dazu wird der Oszillator durch einen Tastendruck mit einem Startimpuls zu einer abklingenden Schwingung angeregt. Im Kopfhörer klingt es wie ein Schlag auf einen Bongo. DDiese Schaltung wurde aufgebaut. Mit den 3 Kondensatoren 10n u. 33n wird der Klang bestimmt (größere Werte, tieferer Ton). Das Potentiometer im Doppel-T-Oszillator wird so eingestellt, dass der Oszillator nicht dauernd schwingt. Erst durch Tastendruck wird eine abklingende Schwingung ausgelöst (linke Seite der Schaltung).
Generationentreff Detektorempfänger von 1927 mit "Stocherdiode" wird mit PropScope von 2010 untersucht.
Heute auf dem Steckbrett aufgebauter Detektor mit GE-Diode Auf dem Oszillografen ist blau der Schwingkreis mit dem AM-Signal einer Sprachaussendung auf MW zu sehen, rot das demodulierte NF-Signal nach der Diode.
Wer kennt sie nicht, die Verschlüsselungsmaschine ENIGMA. Weil man ein Original entweder nicht beschaffen oder mit großer Wahrscheinlichkeit nicht bezahlen kann, geht es auch mit einem Bausatz. Damit kann man alle 3-, oder 4-Walzen-Maschienen nachempfinden und natürlich Originalcode dechiffrieren, wenn die dazu notwendigen Basisdaten bekannt sind. Diesen Bausatz gibt es z.B. im Museum in Bletchley Park als limitierte Auflage. Meinen Aufbau der ENIGMA-E kann man hier sehen.
Auch die erst in den letzten Kriegsmonaten eingeführte "ENIGMA-UHR" kann elektronisch nachgebaut werden. Hier sieht man die angeschlossene "Uhr".
Die elektronische Nachbildung der ENIGMA hat einen seriellen Anschluß. Damit kann man sie mit einem PC oder einer weiteren E-Enigma verbinden und so schnell verschlüsselte Texte austauschen. Desweiteren kann man die codierten Daten auch im Morsecode direkt über ein Funkgeerät weiterleiten, wofür eine AFU-Lizenz die beste Lösung darstellt. Sehr originell ist es weiterhin,das typische mechanische Geräusch ausgeben zu lassen, welches bei der Bedienung einer echten Enigma entsteht. Mit etwas Aufwand kann man auch eine Thermodrucker mit der E-Enigma verbinden, der den "Geheimcode" als 5-er Gruppe mitschreibt, wie das Beispiel im rechten Bild zeigt.
Umabu eines Senders für AFU-Bereich Dank der erweiterten Messmöglichkeiten konnte ein Vaisala-Wettersondensender für Telemetrieübertragung auf den 70cm-AFU-Bereich umgebaut werden. Original arbeitet die Sonde auf 404 MHz. Der Sender hat eine Ausgangsleistung von >200mW. Ungünstig ist die Spannungsversorgung. Der Sender benötigt 15 V und hat eine positive Masse. Um übliche Modems daran betreiben zu können, macht sich der Aufbau eines Schaltwandlers notwendig. Dieses Problem wurde vom Arbeitskreis Amateurfunk und Telekommunikation in der Schule (AATiS) mit dem AS780 gelöst. Nach dem Umbau arbeitet der TX auf 435 MHz. Rechts sieht man im oberen Bereich den Spannungswandler, darunter den TX mit Abschirmung und unten den umgebauten Telemetriesender.
Da auch Blitzentladungen Wellen aussenden, kann man mit einfachen Mitteln einen Bltzdetektor bauen.
Der VLF-Empfänger, die Analyseplatine und der GPS-Empfänger für die Beteiligung am Blitzortungssystem sind einsatzbereit. Nun Hier der Test der Kommunikation mit dem PC und das Einrichten des Trackingprogramms zur Datenübertragung. So sehen die übertragenen Daten aus.