Elektronik-Basteln für Dummies

Gerd Weichhaus

• Verlag: Wiley-VCH
• Jahr: 2020
• ISBN:
  9783527824991
• Auflage: 1
• Thema: Technik & Maschinenbau
• Thema: Elektrotechnik & Telekommunikation

So richtig Spaß hat man mit Elektronik, wenn man schraubt, lötet und am Ende funktioniert, was man gebaut hat. Gerd Weichhaus führt Sie ein in das korrekte und kreative Basteln mit Elektronik. Sie erfahren, wie Schaltungen und Schaltbilder aufgebaut sind, wie Sie Geräte ausschlachten und Ihr Werk mit Energie versorgen über Akkus, Netzteile, Spannungswandler oder Solartechnik. Außerdem erhalten Sie eine Einführung in Messtechnik und Fehlersuche, Niederfrequenz- und Hochfrequenztechnik, Analog- und Digitaltechnik und vieles mehr. Zum Abschluss stellt Ihnen der Autor noch einige Projekte vor, an denen Sie das frisch Erlernte ausprobieren können.

Teil III

Weitere interessante Bereiche der Elektronik

IN DIESEM TEIL …

• lernen Sie etwas über die Niederfrequenz- und Hochfrequenztechnik
• erfahren Sie, was Mikrocontroller sind und wie beziehungsweise wozu sie eingesetzt werden können
• lernen Sie mehr über die Verstärker- und Lautsprechertechnik
• werden Sie mehr erfahren über die Analog- und Digitaltechnik und die Signalumwandlung
• erfahren Sie wichtige Dinge und Grundlagen über die Röhrentechnik
• wird Ihnen erklärt, wie einige elektronische Geräte und Techniken funktionieren

Kapitel 11

Niederfrequenz- und Hochfrequenztechnik

IN DIESEM KAPITEL

• geht es um die Niederfrequenz- sowie die Hochfrequenztechnik und die Unterschiede dazwischen
• lernen Sie, wie die Niederfrequenztechnik eingesetzt wird
• erfahren Sie mehr über die Besonderheiten der Nieder- sowie der Hochfrequenztechnik
• lernen Sie praktische Beispiele kennen, wie die Hochfrequenztechnik eingesetzt wird
• werden Sie erfahren, was Modulation bedeutet und wie diese in technischen Bereichen eingesetzt wird

In der Elektronik geht es immer wieder um die Nieder- sowie die Hochfrequenztechnik. Vielleicht haben Sie auch schon mal von diesen Begriffen gehört. Doch was bedeuten die Begriffe eigentlich und was ist der Unterschied zwischen den beiden Techniken? Genau darum soll es in diesem Kapitel gehen. Sie werden mehr darüber erfahren, was Niederfrequenztechnik bedeutet, wo sie zum Einsatz kommt und lernen praktische Beispiele kennen, was Sie selbst mit dieser Technik anfangen können.

Im Prinzip gilt das Gleiche auch für die Hochfrequenztechnik, auch wenn diese etwas komplizierter werden kann, beispielsweise bei der Herstellung von elektronischen Schaltungen im Bereich der Hochfrequenztechnik.

Es geht hier um keine streng wissenschaftlichen Abhandlungen, sondern vielmehr um den praktischen Aufbau von ersten Schaltungen aus beiden Bereichen. Diese Schaltungen können entweder als Basis für zukünftige Entwicklungen dienen oder einfach als Experimentiergrundlage, wobei Ihnen dieses Buch ja in erster Linie helfen soll. Zunächst geht es allerdings um die beiden Techniken sowie deren Unterschiede.

Zu den Begriffen Niederfrequenztechnik und Hochfrequenztechnik

Zuerst soll es darum gehen, Ihnen die Unterschiede zwischen den beiden Begriffen näherzubringen, wobei Ihnen der Begriff Frequenz schon etwas sagen sollte. Nur zur Erinnerung: Die Frequenz bezeichnet die Anzahl periodischer Vorgänge wie beispielsweise Schwingungen oder Wellen und deren Anzahl in einer Sekunde. Eine Frequenz von 20 Hertz (in Kurzform Hz) bedeutet also eine Anzahl von 20 Perioden (vollständigen Schwingungen) pro Sekunde. Kommen wir nun zur Niederfrequenz:

Die Niederfrequenztechnik beziehungsweise Niederfrequenz

Wie Sie sich möglicherweise schon denken können, geht es hier um etwas niedrigere Frequenzen, also etwas geringere Anzahlen von periodischen Vorgängen innerhalb von einer Sekunde. Das ist auch richtig, denn die Niederfrequenz beinhaltet unter anderem die hörbaren Schallwellen, deren Frequenzen in einem Bereich von 16 bis etwa 20.000 Hz liegen.

Die Niederfrequenztechnik bezeichnet das elektromagnetische Spektrum in einem Bereich zwischen etwa 3 Hz und 30 kHz. In der Technik wird Ihnen der Bereich der Niederfrequenz am häufigsten bei der Audiotechnik begegnen. Geräte aus dem Bereich der Musikelektronik beispielsweise arbeiten hauptsächlich mit den hörbaren Frequenzen aus dem eben genannten Bereich. Die hörbaren Schallwellen werden oft auch als Tonfrequenzen bezeichnet. Erste Beispiele für elektronische Schaltungen aus dem Bereich der Niederfrequenztechnik haben Sie übrigens schon hergestellt. Sie erinnern sich an die Schaltungen aus Kapitel 7 bis 9, die elektrische Schwingungen im hörbaren Bereich erzeugen beziehungsweise verstärken und mit deren Hilfe Sie mehr über die Bereiche Fehlersuche und Signalverfolgung gelernt haben. Astabile Kippstufen für Bereiche mit hörbaren Frequenzen oder NF- beziehungsweise Audioverstärker gehören zu den am häufigsten eingesetzten Schaltungen im Bereich der Niederfrequenztechnik. Aber auch Musikinstrumente oder alle anderen Geräte zur Verarbeitung von Niederfrequenzsignalen gehören in diesen Bereich. Sogar die mit Ultraschall arbeitenden Schaltungen gehören noch in den Bereich der Niederfrequenztechnik. Erst wenn die Frequenzen über 30 kHz beziehungsweise 30.000 Hz gehen, geht man in den Bereich der Hochfrequenztechnik über.

Nicht mehr hörbar: Infraschall und Ultraschall

Der Niederfrequenzbereich deckt auch nicht mehr hörbare Frequenzen im unteren sowie im oberen Bereich über dem Hörspektrum ab. Die Frequenzen unterhalb von etwa 16 Hz werden beispielsweise als Infraschall bezeichnet, die über dem Hörbereich liegenden Frequenzen oberhalb von 20.000 Hz beziehungsweise 20 kHz als Ultraschall. Wenn hier von nicht mehr hörbar gesprochen wird, ist übrigens das menschliche Ohr gemeint, denn Tiere können auch für Menschen nicht mehr hörbare Frequenzen wahrnehmen. Sicher haben Sie schon gehört, dass beispielsweise Hunde auch bis in den Ultraschallbereich hören können.

Die Hochfrequenztechnik und ihre Besonderheiten

Die Hochfrequenztechnik ist ein eigenes Gebiet der Elektronik, das sich hauptsächlich mit Frequenzen befasst, die deutlich über den hörbaren Schallwellen liegen. Im Allgemeinen werden über 30 kHz liegende Frequenzen als Hochfrequenzen bezeichnet. Umgangssprachlich wird häufig auch von Radiowellen oder Mikrowellen gesprochen. Es gibt bereits zahlreiche Bücher, die sich ausschließlich mit der Hochfrequenztechnik sowie deren Besonderheiten befassen.

In diesem Buch geht es hauptsächlich um die für die ersten Versuche notwendigen Dinge, die Ihnen hier erläutert werden sollen. In diesem Kapitel geht es um die Erzeugung von hohen Frequenzen, ebenso natürlich auch um die Erzeugung von Niederfrequenzen. Ein sehr wichtiges Gebiet ist die Funktechnik, die mithilfe von Hochfrequenzen arbeitet, die mit zusätzlichen Signalen versehen, sprich moduliert werden. Doch zu diesem Thema werden Sie später mehr erfahren.

Elektromagnetische Wellen

Radiowellen, Mikrowellen, Wärmestrahlung, Röntgenstrahlung, Licht oder Gammastrahlung; all diese Wellen werden als elektromagnetische Wellen bezeichnet. Die HF-Technik zum Beispiel befasst sich mit einem Teil dieser Wellen, nämlich unter anderem den Radiowellen. Radiowellen werden heute von vielen Geräten und Schaltungen erzeugt und abgestrahlt. Sie sind weder sichtbar noch hörbar. Allerdings können Radiowellen hörbar gemacht werden, beispielsweise mit einem Radiogerät. Aber auch viele andere Geräte arbeiten mit elektromagnetischen Wellen beziehungsweise erzeugen solche, unter anderem Handys, bei denen die Sprache sowie alle sonstigen Daten ebenfalls mithilfe von elektromagnetischer Strahlung übertragen werden.

Elektromagnetische Wellen hörbar machen

Vielleicht haben Sie sich auch schon einmal gefragt, wie stark die Strahlung aus Ihrem Handy ist oder wie Sie diese überhaupt in irgendeiner Form sichtbar und hörbar machen können. Eine einfache Möglichkeit stellt die Schaltung dar, die im Folgenden vorgestellt werden soll. Sie macht die Emissionen von elektronischen Geräten hörbar. Wenn Sie beispielsweise ein Handy oder ein anderes elektronisches Gerät in die Nähe dieser Schaltung bringen, verändert sich das Signal am Ausgang dieser Schaltung. In Abbildung 11.1 sehen Sie eine einfache Verstärkerschaltung mit vorgeschalteter Diode, mit deren Hilfe Sie die Abstrahlung von verschiedenen elektronischen Geräten wie beispi...

Inhaltsverzeichnis

• Cover
• Inhaltsverzeichnis
• Einführung
• Teil I: Elektronikbasteln und dessen Sinn im Zeitalter des Internets
• Teil II: Messtechnik und Fehlersuche
• Teil III: Weitere interessante Bereiche der Elektronik
• Teil IV: Einige Projekte zum Nachbauen und Experimentieren
• Teil IV: Der Top-Ten-Teil
• Stichwortverzeichnis
• End User License Agreement