Verständnisfragen zu HF-Verstärkern

Ein real existierendes Rechtecksignal ist ein Gemisch aus vielen 
überlagerten Sinusschwingungen. Das ist ein Fakt. Den kann man 
nachweisen.

Wäre das nicht so, und das Rechtecksignal bestünde so wie von dir 
gedacht aus diskreten Zuständen, dann könnte man mit einem Filter kein 
Sinussignal aus einem Rechtecksignal herausfiltern.

Dein Abstraktionsmodell eines Rechtecks ist schlichtweg zu einfach um 
die Realität abzubilden. Es mag für versch. Erklärungen ausreichen. Bei 
komplexeren Zusammenhängen reicht es nicht mehr oder es führt dich dann 
sogar  fatal auf den Holzweg.

So wie das Atommodell von Bor nicht alles erklären kann, so ist es auch 
mit deiner vereinfachten und idealisierten Vorstellung vom 
Rechtecksignal.

kurt schrieb im Beitrag #6600729:
> Tester schrieb:
>> kurt schrieb:
>>> Wie sind die Sinusschwingungen ins Rechteck reingekommen?
>>
>> Entweder durch Überlagerung mehrerer solcher Sinussignale,
>
> Konkret: erzeuge ein Rechtecksignal mit einem 555 oder ähnlichem und
> lege dar wie die passenden Sinusschwingungen im 555 drinnen in das
> Ausgangssignal, ein Rechteck, eingesetzt werden.

Das erzeugte Rechtecksignal besteht naturgemäss aus diesen 
Sinusschwingugen. Der NE555 erzeugt die zwangsläufig beim nichtidealen 
AN und AUS seiner Ausgangsstufe.

Es gibt in der Natur kein ideales AN und AUS.
Je steilflankiger dein Rechtecksignal ist desto mehr Oberwellen gibt es. 
Das ist ein Grund für viele EMV-Probleme in Digitalschaltungen. Diese 
Probleme würden garnicht existieren wenn die Welt so wäre wie du sie dir 
vereinfacht vorstellst.

>> um ein
>> definiertes Bandverhalten zu bekommen, oder eben durch die Annahme in
>> der Mathematik, dass man alles durch Sinus abbilden kann.
>>
>
> Kann Mathematik real Sinussignale in eine Hardwareschaltung reinlegen?
>
>  Kurt

ja. kann sie. Nimm dir einen NE555, bau einen Taktgeber damit auf und 
schick das Signal dann durch einen geeigneten Bandpass dann siehst du 
es. Oder durch einen Spektrumanalyser. Was meinst du woher die vielen 
Spektralanteile in dem Ausgangssignal kommen?

anderes Beispiel:
Sonnenlicht. Für dich ist das einfach weiss oder Gelb. Tatsächlich ist 
es aber ein Gemisch aus uneendlich vielen Wellenlängen.

Den ganzen Sachverhalt kannst auch mit LT-Spice simulieren...

@ Anton

Mich würde mal interessieren, wo Du mit Deiner Frage gerade stehst, 
nachdem wir hier einige Antworten geben haben. Mich berührt irgendwie 
dieses "Dunkel der Physik".

Vielleicht könntest Du mal versuchen, Deine Frage nochmal zu formulieren 
und dabei genauer darauf eingehen, woran genau Dich die Betrachtung im 
Frequenzbereich hindert. Bisher bist Du auf die Antworten darauf nicht 
eingegangen.

Kurts longitudinale Druckänderungen im Medium (seine Formulierung) 
brauchen stets ein Medium zur Ausbreitung.

Wirkliche elektromagnetische Wellen brauchen das eben nicht.

Erde-Mond-Verbindungen und zurück beweisen das Gegenteil.

Auf meinen diesbezüglichen Hinweis "Ausbreitng im Vakuum" brachte er nur 
die Gegenfrage "Was ist Vakuum".

Thomas W. schrieb:
> Ich glaub was Kurt meint, ist daß am Punkt an dem das Signal
> gemessen
> wird, zu einem Zeitpunkt nur eine Spannung gemessen werden kann, also
> nur ein "Signal" vorhanden ist.
> Die Zerlegung in einzelne Frequenzbänder durch den Filter im
> Spektrumanalysator ist ja eine Nachbearbeitung und damit Veränderung des
> Signals.
> Natürlich können so einzelne Sinusschwingungen herausgefiltert werden,
> das
> Originalsignal jedoch bleibt ein einziger Spannungsverlauf.
> Vielleicht ist das der unterschiedliche Gedankengang.

Nur weil das Oszilloskop die versch. Frequenzanteile nicht visualisiert, 
sind sie trotzdem da.
Nur weil wir ein AN-AUS sehen ist das ja nicht die ganze Wahrheit. Es 
ist eine Vereinfachung der Realität...

So wie mit dem Sonnenlichtbeispiel.

Theor schrieb:
> @ Anton
>
> Mich würde mal interessieren, wo Du mit Deiner Frage gerade stehst,
> nachdem wir hier einige Antworten geben haben. Mich berührt irgendwie
> dieses "Dunkel der Physik".

eine Option: vielleicht ist Anton == Kurt?
eine Art von Welle-Teilchen-Dualismus ;-)

Theor schrieb:
> John qrp
Hallo Theor

> Falls Du nicht beabsichtigt hast, zu sagen, dass Aussagen
> abstimmungsfähig sind,

Von Abstimmungsfähigkeit habe ich nicht geschrieben und ich sehe keinen 
Zusammenhang zum Thema.

> dann ist Deine Äusserung:
>> Es entscheidet ohnehin jede und jeder selbst, was für sinnvoll und
>> diskussionswürdig zu halten ist.
> wohl so zu verstehen, dass Du nicht möchtest, dass jemand (ich) sich
> dafür einsetzt, dass Kurt hier seine Beiträge nicht posten darf.
> Richtig?

Nein es ist falsch, was du hier unterstellst. Ich habe keine Wünsche, 
was die Beiträge anderer User betrifft. Wenn jemand einem anderen User 
etwas verbieten möchte, dann nehme ich das zur Kenntnis und werde mich 
diesem Wunsch nicht anschliessen. Ich werde auch nicht wünschen, dass 
andere User etwas nicht wünschen und ich werde nicht wünschen, dass 
bestimmte Wünsche nicht geäussert werden.

> Dein nachfolgender Satz:
> ist dann doch so zu verstehen, dass Du der Auffassung bist, ich würde
> versuchen Dir (oder meintest Du Kurt?) Vorschriften zu machen, was Du
> Deiner Diktion nach ablehnst. Richtig?

Ob du anderen Vorschriften machen willst, kann ich nicht klar erkennen. 
Es ist mir auch ziemlich egal. Ich bleibe aber dabei, dass ich kein 
Interesse habe, anderen Vorschriften zu machen.

> Ich denke, dass das in gewissen Fällen legitim ist, wenn ich auch
> verstehe, dass solche Regeln oft zu gewissen Dilemmata führen.

Der Forumsbetreiber hat das Recht Benützungsbdingunge zu definieren.
User können lediglich etwas wünschen und auch Vorschläge machen.

> Ich kenne solche Fälle auch aus anderen Situationen; dass man sich
> bestimmte Menschen einfach vom Leibe hält, weil sie einem nicht gut tun,
> oder einem die Zeit stehlen oder was es da sonst noch für Varianten
> gibt. Kennst Du solche Menschen nicht auch?

Das ist ein anderes Thema. Im Forum muss ich mir niemanden "vom Leibe 
halten". Ich kann das, was ich als unsinnig oder unpassend erachte 
ignorieren und ich muss nichts beantworten, was ich nicht beantworten 
will.

> Stelle Dir bitte einmal vor, ...
> Soweit die hypothetische Situation.

Nein, ich kann keinen Zusammenhang erkennen.

> Die Frage wäre nun, ob Du oder ich sie für eine passende Beschreibung
> der Situation mit Kurt hältst. Was meinst Du?

Wie gesagt, ich sehe keinen Zusammenhang. Ich nehme die Person auch 
nicht so wichtig.

> Die weitere Frage, soweit sie mich und Deine Einwände gegen meine
> Absicht betrifft, ist,

Ich habe keine Einwände gegen Absichten anderer User. Ich nehme sie 
leduglich, soweit ich sie erkennen kann, zur Kenntnis. Jede und jeder 
darf beabsichtigen was sie oder er will. Du kannst dir von mir eine 
Bewertung deiner Absichten wünschen. Nur fühle ich mich dafür nicht 
zuständig.

> ob es gute Gründe für mein Bestreben gibt, ob es
> legitim und bei aller Toleranz, sinnvoll ist Kurt zu beschränken.

Das hat der Betreiber des Forums zu entscheiden. Die Frage interessiert 
mich als user nicht.

Herr Bindl hindert mich nicht daran die Beiträge die mich interessieren, 
zu lesen un gegebenen Falls zu beantworten.

> Das hast Du offenbar bisher bestreiten wollen.

Ich habe nie bestritten, dass du Beschränkungen wünschst und dass du sie 
für sinnvoll hältst. Für mich zeigt es sich aber in deinen Texten nicht 
eindeutig.

Ich habe den Wunsch nicht und ich würde es nicht für sinnvoll halten mir 
das zu wünschen. So kann eben jeder wünschen und für sinnvoll erachten, 
was er will und wie er es für richtig hält.

Nehmt mal Rauschen, z. B. thermisches Rauschen eines Widerstandes. Man 
beobachtet, dass aus dem warmen Widerstand eine Spannung gemessen wird, 
die chaotisch hin- und herzappelt. Hier und da tragen Elektronen und 
Löcher durch spontane Wanderungen oder ähnliche Effekte dazu bei. 
Analysiert (Mathematik!) man dieses chaotische Gezappele, stellt man 
fest, dass so gut wie alle Frequenzen darin stecken. Niemand meint, dass 
irgendwelche Atome/Gitter/Moleküle/freie Elektronen oder Löcher die 
Aufgabe zugeteilt bekommen, eine dieser Frequenzen zu repräsentieren, 
die dann gemischt das Gezappel ergeben. Es ist auch hier umgekehrt: 
Durch physikalische Phänomene entsteht ein wilder Spannungsverlauf, der 
in der Lage ist, beliebige Filter anzuregen, da alle möglichen und 
vorstellbaren Steilheiten und Kurvenformen enthalten sind.
Nicht andersherum.

dfIas schrieb:
> Nicht andersherum.

Uns musst du nicht überzeugen. Die ganze Menschheit weiss das alles. Nur 
Kurt meint, dass alle spinnen und er die Wahrheit gepachtet hat. Also 
wende dicht am besten direkt an Kurt. Viel Glück bei diesem Unterfangen!
Er hat schon mal einen Thread mit zehntausenden Beiträgen (wirklich!) 
erzeugt und wurde dann gesperrt und aus dem Forum geworfen. Jetzt trollt 
er als Gast weiter und zerstört fremde Threads, indem er sich ungefragt 
einmischt und seine kranken Hirngespinste verbreitet.
Also nochmals viel Erfolg bei deinem Unterfangen!

Erwin

Anton schrieb:
> Übertrieben - ein Signal hat von 1GHz bis 2GHz lauter Sinuswellen mit
> drin von gleicher Signalleistung. Kommen ALLE Sinussignale mit dem
> selben Gain am Verstärker wieder raus?
Hallo Anton,
ich hoffe, du liest noch mit.
Das "lauter" müsste schon genau definiert werden. In der Theorie mit 
einem LTI-System (linear und zeitinvariant) ist das so. In der Praxis 
hätten unendlich viele Sinussignale jeweils unendlich kleine Amplitude, 
damit das Gemisch endlich bleibt. Mit endlicher Wahrscheinlichkeit 
verbleiben aber auch bei endlicher Leistung unendlich hohe 
Spannungsspitzen. Bitte schaue dir hierzu Abhandlungen zum CREST-Faktor 
bei OFDM an. (Hier ist alles praktisch und endlich.) R&S hatte vor 
einiger Zeit einen guten Aufsatz veröffentlicht, ist leicht zu finden.
Auch interessant dazu ist die Entwicklung von CATV-Transistoren in den 
70ern (?). Hohe Spannungs-/Leistungsreserven bei nur mittlerer 
thermischer Belastbarkeit. Diese Teile zielten darauf ab, eine oder 
mehrere Handvoll TV-Signale überlagert zu verstärken. Das trifft m. E. 
deine Ausgangsfrage am besten.

Thomas W. schrieb:

> Ich glaub was Kurt meint, ist daß am Punkt an dem das
> Signal gemessen wird, zu einem Zeitpunkt nur eine
> Spannung gemessen werden kann,

Bis hierhin stimmt das ja auch.


> also nur ein "Signal" vorhanden ist.

Ab hier wird es falsch.

1) Zu EINEM Zeitpunkt liegt nur EINE Spannung vor,
   ja -- aber wir betrachten nicht nur EINEN, sodern
   VIELE Zeitpunkte!

2) "Spannung" und "Signal" ist nicht gleichbedeutend.


> Die Zerlegung in einzelne Frequenzbänder durch den
> Filter im Spektrumanalysator ist ja eine Nachbearbeitung
> und damit Veränderung des Signals.
> Natürlich können so einzelne Sinusschwingungen
> herausgefiltert werden, das Originalsignal jedoch bleibt
> ein einziger Spannungsverlauf. Vielleicht ist das der
> unterschiedliche Gedankengang.

Ja, sicher... das ist ja nicht falsch -- es ist nur ohne
Bedeutung!

Mit demselben Recht kann man darauf beharren, dass niemand
auf der Welt "eine Spannung verstärken" kann. Das, was ein
Transistorverstärker in Wahrheit tut, ist nämlich, eine
zweite Spannung zu erzeugen, die innerhalb gewisser Grenzen
ungefähr denselben Verlauf hat wie die erste, aber um einen
festen Faktor größer ist! Trotzdem ist die ursprüngliche
Spannung nicht "verstärkt" -- sie ist ja noch genauso da wie
vorher!

Wörtlich genommen ist der Einwand richtig -- er macht nur
überhaupt keinen Unterschied für das Endergebnis!

kurt schrieb im Beitrag #6600975:

> Du behauptest nun das in diesem Rechteck lauter Sinusse drin sind die
> man rausfiltern kann.
> Ich frage dich halt nochmal wie diese in das Rechteck reingekommen sind.
> Nimm den 555, oder einen anderen Rechteckgenerator deiner Wahl, und lege
> dar wie das geht.
>  Kurt

Ich behaupte nicht nur das die da drinn sind, die SIND da drinn. Das 
kann man nach- und beweisen. Das kann man messen. Das kann man 
simulieren. Wie es dir beliebt.

Die Wellen entstehen durch den sich ändernden Strom.

Es wurde ja bereits festgestellt das es real keine Rechteckschwingung 
geben kann wegen der Anstiegszeiten und Abfallzeiten. Das bedeutet aber 
auch das es kein gerades Dach geben kann sondern wellig ist.

In der Theorie geht alles, auch z. B. ein einzelnes, also 
nicht-periodisches Rechteck. Dazu sieht das Frequenzspektrum nicht mehr 
diskret, sondern kontinuierlich aus. So ein einzelnes Rechteck kann man 
mit einem 555 erzeugen.
Wellig muss es in der Praxis nicht unbedingt sein. Das Signal wird 
stückweise aperiodisch aus e-Funktionen und Geraden zusammengesetzt 
(siehe Vorlesung Digitale Schaltungen oder E-Technik für Informatiker o. 
ä., falls man sich noch erinnert). Ist mehr als ein Energiespeicher im 
System (> 1. Ordnung), kann es periodisch werden, ab dann gibt es 
Wellenformen.
Bei so einem Rechtecksignal wird aber schnell klar, dass man doch besser 
im Zeitbereich arbeitet. Des TEs Fragestellung beinhaltet allerdings 
kein Rechteck.

Übrigens kann ich schon mal vorwegnehmen, dass das zugehörige Spektrum 
eines e-Funktionen enthaltenen Signals per se kontinuierlich ist. Um 
Amplituden zu bestimmen, muss eine Bandbreite spezifiziert werden.
Bei diskreten Spektren ist die jeweilige Bandbreite der "Nadeln" Null 
(Dirac-Stoß), die Höhe kann daher als direkte Maß statt der Fläche 
genommen werden.

Und noch einen Nachsatz: Diskrete Spektren "existieren" nur, wenn die 
Zeitfunktion periodisch ist. Das heißt auch, dass das Signal schon immer 
da war und nie abgeschaltet wird.
Das gilt auch für die umgekehrte Transformationsrichtung: Ein Spektrum 
muss von minus unendlich bis plus unendlich berücksichtigt werden.
Dass man es sich in der Praxis einfacher macht, ist schon klar. Aber 
interessant sind diese Effekte beispielsweise beim EMC-Test, da man in 
der Regel eher chaotische Signale untersucht. Hier ist es teilweise ein 
Glücksspiel, momentane Spektren zur richtigen Zeit zu erfassen 
(Stichwort Verweildauer beim Scan).

Nachtrag: In der Theorie gibt es den Begriff des momentanen Spektrums 
nicht. Ein bzw. das Spektrum umfasst den gesamten unendlichen 
Zeitbereich.

kurt schrieb im Beitrag #6601173:
> Wie kommen die vielen, genau passenden Sinusse ins Rechteck?
Mit einem idealen Rechteck ist eine Substitution ja noch (scheinbar) 
möglich. Bitte aber davon ausgehen, dass der 555 e-förmige Anteile 
produziert. Dann sind es nicht mehr nur viele (Einzel-)Frequenzen, 
sondern alle!

Wenn fragst du das?
Ich behaupte, dass jede Flanke des Rechtecks durch die Physik der 
Schaltung zu einem annähernd oder zumindest stückchenweise e-förmigen 
Verlauf wird. Auf der Rückflanke in Dreh-, nicht Spiegelsymmetrie, 
anders herum. Insgesamt auch in allen Achsen asymmetrisch, da auch bei 
Push-pull- und Totempole-Ausgangsschaltungen unterschiedliche Qualitäten 
auf der High- und Low-Seite bestehen. Das führt bei der Transformation 
zu einem kontinuierlichen Spektrum. Auch alles andere, wie ein einzelnes 
Rechteck, selbst mit idealer Form.
Also gerade, wenn es in die Praxis geht, kommt alles andere, als ein 
diskontinuierliches Spektrum heraus, das ich nun überhaupt nicht mehr 
handhaben kann.
Nächste Überlegung: Worin steckt die übertragende Information: a) im 
zeitlichen Verlauf, b) im Spektrum, c) in beiden?

kurt schrieb im Beitrag #6601239:
> ohne Medium gibt's keine Wellen, das gilt auch für Licht und Funk.
> Die Ausbreitungsgart ist daher longitudinaler Art.

Nein, Funk braucht kein "Medium" zur Ausbreitung.
Trotzdem bleibt Funk die Umschreibung für die Nutzung 
elektromagnetischer Wellen.
Die sich "drahtlos" ausbreiten, mit denen man "drahtlos" Nachrichten 
übertragen kann. Ganz ohne Medium.

Elektromagnetische Wellen haben ein E-Feld und ein H-Feld, welche 
abwechselnd ihre Minima und Maxima erreichen.
Und weil sie so schön senkrecht zueinander stehen, die Richtungsvektoren 
des E und H-Feldes heissen sie eben ... na?

Ohne "Medium", ohne Materie, ohne aneinanderstossende Teilchen wie bei 
der Schallausbreitung, gibts auch keine "Druckänderungen".

Feldstärke wird nicht in bar oder atü gemessen.

kurt schrieb im Beitrag #6601362:
> John qrp schrieb:
>> Lass sie doch, die Leute unterhalten einfach sich gerne mit Herrn Bindl.
> Ich hab ...
>
>  Kurt

Danke, ich habe kein Interesse an einer Unterhaltung mit Ihnen. Ich habe 
ausdrücklich einen anderen User angesprochen. Darum gehe ich nicht 
weiter auf den Inhalt ihres Postings ein.

Nichtverzweifelter schrieb:
> Nein, Funk braucht kein "Medium" zur Ausbreitung.

Richtig, die Zeiten, wo man einen Äther als Medium vermutete, sind schon 
sehr lange vorbei.

Hier ein Auszug eines Essays von Eva Horn im Deutschlandfunk, das hier 
sehr gut zum Verhalten eines Diskussionsteilnehmerns passt:

https://www.deutschlandfunk.de/coronakrise-ueber-alternative-fakten-wissenschaftsskepsis.1184.de.html?dram:article_id=492132

(...)
Wer bullshittet, der blufft. Er erzeugt eine ganze Landschaft aus 
Nebelkerzen, nicht so sehr, um etwas Bestimmtes zu behaupten oder auch, 
um gezielt zu lügen, sondern um einen bestimmten Effekt zu erzielen, wie 
zum Beispiel Erstaunen, Wut, Ehrfurcht oder auch einfach Verwirrung. 
Eine Widerlegung ihrer Behauptungen ist der Bullshitterin somit herzlich 
egal. Besserwisserei als Spielart des Bullshitting ist damit ein Typus 
von Behauptung, der kein Interesse daran hat, die Sachlage wirklich 
genauer zu bestimmen. Es geht nicht darum, es wirklich besser zu wissen. 
Es ist vielmehr ein Widerspruch um des Widerspruchs willen. Aber diese 
Art von Bluff kann sehr genau definierte Ziele verfolgen.
(...)

Fazit: Don't feed the trolls.

Jonas B. schrieb:
> Vielleicht lässt du uns ja jetzt wieder in Frieden.

Damit unterstellst du ihm, dass er selbst nicht an seinen Unsinn glaubt 
und uns nur ärgern möchte. Ich befürchte hingegen, er meint das 
bitterernst.

Jonas B. schrieb:
> Naja, jetzt provozierst du ja wieder eine Antwort von ihm.

Nein, meine Aussage war ausschließlich an dich gerichtet. Ich wollte 
dich nur nachdenklich machen in deinem aussichtslosen Unterfangen.