Hallo, ich hätte mal eine Frage zum "symmetrischen" Ausgangssignal einer Dipol-Antenne im KW-Bereich ? Zunächst, auf die Frage, wie denn ein symmetrisches Signal genau definiert ist, habe ich bei Wickipedia folgendes gefunden: "Symmetrisch bedeutet, dass zwei gegen Massepotential gleichgroße gegenphasige Wechselspannungen vorliegen, ..." Das würde ich ja verstehen. Das ist diese Geschichte, wo beim Empfänger durch Subtraktion der beiden Eingangssignale die Störungen elemeniert werden. Bei Antennen macht mir jedoch die Masseverbindung gedankliche Probleme. Ein Dipol liefert mir ein "symmetrisches Signal". Heisst das, wenn ich ein ausreichend leistungsstarkes 2 Kanal-Oszilloskop hätte und meine beiden Kanäle an die Dipolschenkel anschliessen würde, würde ich zunächst undefiniertes Gebrumme sehen, aber in dem Moment, wo ich die Masse meines Oszilloskops mit einem Staberder verbinde sehe ich zwei gegenphasige Signale auf dem Schirm ? (Nehmen wir mal an, wir machen das direkt neben einem starken Sender, damit man auch was sieht). Welche Wichtigkeit hat bei der Funkübertragung die Erde ? Ist sie überhaupt notwendig ? Braucht eine Antenne, die mit "Hühnerleiter" angeschlossen wird eine "Erde", damit sie funktioniert ? Vielen Dank für Tipps
Recently schrieb: > Welche Wichtigkeit hat bei der Funkübertragung die Erde ? -große,deshalb wurde mancher MW-Großsender bevorzugt im Feuchtgebiet aufgestellt. -optischer Horizont, Reflexion -Ein Dipol liefert dann ein schönes Signal WENN er zur Wellenlänge passt. Mehr da: wiki + http://www.antennenbuch.de/
>> Welche Wichtigkeit hat bei der Funkübertragung die Erde ? > -große,deshalb wurde mancher MW-Großsender bevorzugt im Feuchtgebiet > aufgestellt. Bei "langen" Wellen ist die Erde gewissermassen eine Seite des Dipols. Bei "kurzen" Wellen braucht man keine Erde ( z.B. Satellitenfunk im Weltraum ), man hat dann einen vollständigen Dipol. Die Erde kann das Funksignal natürlich abschatten, reflektieren und dämpfen.
@oszi40: Der Rothammel ist "das" Werk der Antennen-Praktiker,ich besitze auch eine ältere Ausgabe. Auf meine Frage gibt er aber leider keine Antwort (wenn doch, wo genau?). Er beschreibt die Zweidrahtleitung zweckdienlich, drückt sich aber leider um Erklärungen zu der nicht beachteten Masse. Ok, Werke mit mathematischen Beschreibungen, die ich nichtmal vorlesen könnte, habe ich auch schon mehrfach gegoogelt und gefunden, aber kann man es nicht hier im Forum ein bischen einfacher plausibel erklären :-) ? Ich gehe mal einen Schritt weiter: Wenn also bei höheren Frequenzen die Masse keine Rolle mehr spielt, was ist dann mit der Definition der "symmetrischen Speisung" ? Die enthält ja nun mal den Massebezug als wichtigen Bestandteil, ohne den es keine Spannungen gäbe, die man voneinander subtrahieren könnte ? Das bringt mich dann umgekehrt zur Frage, wozu brauche ich die tolle Sache mit der Differenz-Bildung überhaupt, das Signal liegt ja zwischen den beiden Leitern der Zweidrahtleitung auch direkt verwertbar an ? Aber "dazwischen" ist es kein Differenzsignal, sondern nur ein ganz "normales" Signal. Kann man da noch von "symmetrischer Speisung" reden ? Habe mich wahrscheinlich gedanklich nur in "Begrifflichleiten" verstrickt, vielleicht kann mir jemand daraus helfen. Bitte um direkte Beschreibungen, bitte keine Hinweise auf Werke, wo man es finden könnte oder auch nicht :-) Vielen Dank !
Den Begriff "symmetrisch" kann ich mir ohne Massebezug auch nicht vorstellen ...
Bei einer Dipolantenne für Kurzwellen kommt der Erd- oder Massebezug bereits "von sich aus" durch die räumliche Anordnung zustande: man kann sich einen Dipol quasi als "aufgebogenen" Schwingkreis vorstellen. Zu der Kapazität zwischen den beiden Dipolästen kommt bei bodennaher Anordnung noch die den Erdbezug begründende Kapazität zwischen den Dipolästen und der Erde. Dieser Effekt wird mit wachsendem Abstand der Antenne zur Erde (in Relation zur Betriebswellenlänge) immer kleiner und schließlich vernachlässigbar. Wenn der Dipol symmetrisch zur Erde aufgebaut ist, sollten sich deshalb im Speisepunkt gleichgroße und gegenphasige Signalspannungen gegen Erdpotential messen lassen. Man muß die Erde aber nicht einbeziehen und kann die Signalspannung direkt zwischen den beiden Anschlüssen im Speisepunkt abnehmen.
> "Symmetrisch bedeutet, dass zwei gegen Massepotential gleichgroße > gegenphasige Wechselspannungen vorliegen, ..." > > Das würde ich ja verstehen. Das ist diese Geschichte, wo beim Empfänger > durch Subtraktion der beiden Eingangssignale die Störungen elemeniert > werden. Wobei in diesem Fall die gegenphasigen Spannungen gar nichts dazu beitragen, die Subtraktion im Eingang (bei gleichen Ein- und Ausgangsimpedanzen etc. beider Leitungen) ist das einzig entscheidende. Das haben allerdings meiner Erfahrung nach 97% aller Autoren und Lehrenden nicht verstanden. Gedankenexperiment: Bekanntlich funktioniert die Elimination von Störungen auch, wenn das Ausgangssignal gerade 0 ist. Wie unterscheidet man, wie die 0V auf der -Leitung erzeugt wurden (mit einem Draht an Masse oder die 0V der +Leitung invertiert)?
oszi40 schrieb: > Recently schrieb: >> Welche Wichtigkeit hat bei der Funkübertragung die Erde ? > > -große,deshalb wurde mancher MW-Großsender bevorzugt im Feuchtgebiet > aufgestellt. Nur, wenn sie mit einer λ/4-Antenne arbeiten (Monopol). Wenn man einen Dipol benutzt, spielt die Erde zwar anderweitig eine Rolle (weil sie das Strahlungsdiagramm beeinflusst), aber für die Einleitung des HF-Stroms in die Antenne ist sie dann egal. Der hier hat beispielsweise einen Dipol von (bei Nominalfrequenz) λ/2: http://de.wikipedia.org/wiki/Funkturm_Wilsdruff
In erster Linie geht es mir um die Klärung des Begriffes "symmetrische Speisung" einer Antenne. Welche Bedingungen müssen erfüllt sein, dass man das Wort "symmetrisch" verwenden darf? Was genau heisst symmetrisch? Wenn der Erdbezug nicht erforderlich ist, was denn dann? Wenn ich ein Koaxkabel mit einer Hühnerleiter vergleiche, sehe ich in beiden Fällen genau 2 Leitungen, mit denen das Signal übertragen wird. Was ist denn bei einer Hühnerleiter symmetrisch, was bei einem Koaxkabel unsymmetrisch ist ? Nur das Aussehen ? Letztendlich fliesst doch der Strom in dem einen Leiter nach "vorne" und in dem anderen nach "hinten" :-) Oder nicht ?
In einem realen HF-System hast du immer irgendwo ein "Erdpotenzial" (besser wäre wohl "Bezugspotenzial"), auch wenn das nicht mit der physikalischen Erde verbunden ist. Bei einer symmetrischen Anregung hast du zwei HF-Signale, die gegenphasig um dieses Bezugspotenzial pendeln, bei asymmetrischer Speisung gibt es nur einen "heißen" Draht. Deine Frage ist rein theoretischer Natur; für ein x-beliebiges praktisch aufgebautes System stellt sie sich nicht.
Jörg Wunsch schrieb: > bei asymmetrischer Speisung gibt es nur einen "heißen" > Draht. Das ist für mein Verständnis jetzt sehr wichtig: Heisst das etwa, das auf dem Koaxkabel-Außenleiter idealerweise kein Strom fliesst ? Wird das Signal nur auf dem Innenleiter in Form einer Wellenausbreitung übertragen ? Muss man sich hier von der Stromkreis-Vorstellung trennen ? > In einem realen HF-System hast du immer irgendwo ein "Erdpotenzial" > (besser wäre wohl "Bezugspotenzial") Wo bei einem batteriebetriebenen Handfunkgerät Erdpotentiale zu finden sind, leuchtet mir nicht ein. Für ein "Potential" muss der Generator doch ein "Bein" in der Erde haben, oder nicht ? > Deine Frage ist rein theoretischer Natur; für ein x-beliebiges > praktisch aufgebautes System stellt sie sich nicht. ... das wollen wir lieber nicht im Detail diskutieren :-)
recently schrieb: >> bei asymmetrischer Speisung gibt es nur einen "heißen" >> Draht. > > Das ist für mein Verständnis jetzt sehr wichtig: Heisst das etwa, das > auf dem Koaxkabel-Außenleiter idealerweise kein Strom fliesst ? Nein, selbstverständlich fließt auch auf dem Außenleiter Strom. Allerdings hat er keine Spannung (idealerweise), denn er liegt ja (per definitionem) auf Bezugspotenzial. >> In einem realen HF-System hast du immer irgendwo ein "Erdpotenzial" >> (besser wäre wohl "Bezugspotenzial") > > Wo bei einem batteriebetriebenen Handfunkgerät Erdpotentiale zu finden > sind, leuchtet mir nicht ein. Daher schrieb ich ja auch "Bezugspotenzial". Auch, wenn das nicht physisch mit irgendeiner Erde verbunden ist (10 m Draht bis zur tatsächlichen Erde wären selbst bei Kurzwelle schon keine wirkliche "Erde" mehr), so ist es doch das Potenzial, das insgesamt die geringste Induktivität und die größte Kapazität zur tatsächlichen Erde aufweist. Gegen dieses Potenzial wird alle HF-Abblockung vorgenommen, es ist in der Regel mit einem Pol der Spannungsquelle verbunden, es hat beim von dir genannten Handfunkgerät eine hohe Kapazität gegenüber dem Benutzer (sodass es eventuelle HF-Ströme schnell auf diesen ableiten kann).
Danke für die Antworten.Freue mich, dass sich jemand mit mir zu diesem Thema auseinandersetzt. Leider kann ich die Informationen noch nicht zu einer widerspruchsfreien Modellvorstellung zusammenfügen (=ichs verstehs einfach nicht) >... selbstverständlich fließt auch auf dem Außenleiter Strom. >Allerdings hat er keine Spannung (idealerweise), denn er liegt >ja (per definitionem) auf Bezugspotenzial. andererseits wird gesagt: >10 m Draht bis zur tatsächlichen Erde wären selbst bei Kurzwelle >schon keine wirkliche "Erde" mehr Ich sehe da folgenden Widerspruch: - 10m Kabel können bei Kurzwelle das Erdpotential nicht vom Erdungspunkt zum betrachteten Gerät bringen. - Der Außenleiter eines Koaxkabels verhält sich anders als ein Draht. Auf jedem beliebigen Punkt des Aussenleiters besteht Erdpotential, egal wie lang das Kabel ist. Mal ganz naiv: Wenn ich das Wort Potential höre, verstehe ich darunter eine Spannung, die ich mit einem Messgerät messen kann. Was verstehe ich nun unter einem Potential zwischen Handfunkgerät und "Erde". In meiner Vorstellung haben die nichts miteinander zu tun ... wie können da Spannungen auftreten ? Vielen Dank für die Geduld !
recently schrieb: > - Der Außenleiter eines Koaxkabels verhält sich anders als ein Draht. Nein. Der losgelöste Draht war als "frei in der Luft hängend" betrachtet. Damit ist es einfach schon mal eine nennenswerte Induktivität und nicht einfach nur ein Leiter. Wenn die Länge einen nennenswerten Teil der Wellenlänge der betrachteten Frequenz erreicht, dann kann sich von dem Draht auch ein EM-Feld ablösen, er wird zur Antenne. Der Außenleiter des Koaxkabels ist jedoch Teil einer Leitung. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass sie als (relativ gleichmäßig) verteilter induktiver und kapazitiver Anteil betrachtet werden kann, wobei der Quotient beider Anteile den Wellenwiderstand bildet. In der Leitung bauen sich elektrische und magnetische Felder auf, die letztlich für den Energietransport verantwortlich sind, aber durch den geschlossenen Außenleiter verlassen diese (idealerweise) die Leitung nicht nach außen. > Mal ganz naiv: Wenn ich das Wort Potential höre, verstehe ich > darunter eine Spannung, die ich mit einem Messgerät messen kann. Nein, es ist das *Bezugs*potenzial, also das, woran du die "Masseklemme" deines Messgeräts dranklemmst. Dabei ist das eine reine Definition, aber eben entsprechend dieser Definition kannst du auf dem Bezugspotenzial mit dem Messgerät nie eine Spannung messen. Es hat sich einfach nur als praktisch erwiesen, dass man die HF-mäßig "schwerfälligste" Metallmasse des Geräts als Bezugspotenzial definiert. (Es sollte klar sein, dass das eine Idealvorstellung ist. Reale Aufbauten bieten nicht die unendlich große gleichmäßige Fläche ohne jeglichen induktiven Anteil, sodass sich auch innerhalb der Masseflächen eines Aufbaus dann Spannungsdifferenzen ergeben.)
Die Begrifflichkeiten sind nicht ganz richtig verwendet. Eine Spannung ist eine Potentialdifferenz. Wenn ich zwei verschiedene Potentiale habe, dann kann zwischen diesen eine messbare Spannung bestehen. Um das symmetrische Signal erklären zu können, würde ich mich auf die Unterschiede zum asymmetrischen Signal beziehen. Bei der 230 V Netzspannung gibt es eine "heiße" Leitung, die wir Phase "L" nennen. Diese Leitung hat eine Spannung gegenüber dem Erdpotential. bei einem Koaxialkabel ist der Innenleiter "heiß" und der Außenleiter hat idealerweise "Erdpotential". Beide Systeme sind asymmetrisch und es bildet sich ein Stromfluß von der heißen Leitung zum Erdpotential. Bei Mikrofonleitungen führt das auch zu unerwünschten Effekten. Diese Effekte sind darauf zurückzuführen, dass zwischen der heißen Leitung und dem Bezugspotential eine große Fläche entstehen kann, die von magnetischen Feldlinien durchsetzt wird. So werden dann Störströme induziert. Ein symmetrisches Signal wird auf zwei Leitungen transportiert. Beide Leitungen liegen definiert nahe zusammen (Hühnerleiter, differenzieller Mikrofoneingang) und es wird nur in geringem Ausmaß zu Störungen kommen. Zum Stromfluß wird dabei kein weiteres Bezugspotential benötigt! Das ist der Vorteil und deshalb benutzt man Differenzsignale! Bei einer Batterie hat man z.B. ein Differenzsignal mit der Frequenz 0. Batteriebetriebene Geräte haben deshalb auch seltener Probleme mit Störeinkoppelungen. Bei einem Dipol ist das ähnlich. Ich brauche keine Massefläche, kein Gegengewicht oder ähnliches. Das Bezugspotential ist das Potential auf das ich meine Messungen beziehe. Bei einem Auto also üblicherweise die Fahrzeugkarosserie, die am Minuspol der Batterie angeklemmt ist. Das Bezugspotential wird passend zur Messaufgabe gewählt. Wenn ich also ein älteres französisches Auto habe, dann kann auch der Plus-Pol der Batterie das Bezugspotential sein. Ein symmetrisches Differenzsignal, kann ich bei vielen Oszilloskopen mit zwei Eingängen messen. Die Eingangsverstärker werden dazu auf Differenzbetrieb geschaltet. Die Masseleitung des Oszilloskops wird nicht an der Signalquelle angeschlossen. Das Eingangssignal muss sich im Gleichtaktbereich bewegen. (So könnte man z.B. an Telefonleitungen messen, was aber nicht zulässig ist) Gruß Joachim
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.