Untersuchung von Verstärker- und Entkopplungsschaltungen für Heizscheibenantennen. Aufbau eines einfachen Messempfängers für den Mittelwellenbereich.
Ausgebend von der Offenlegungsschrift Nr. 26 50 044 wurde eine Möglichkeit untersucht, wie Rundfunksignale, die von einer beheizbaren Heckscheibe empfangen werden, von der spannungsführenden Leitung entkoppelt werden können, um sie dann dem Autoradio zuzuführen. Dazu bedarf es zwei verschiedener Baugruppen: Eines Tiefpaßfilters, der zwar den Heizstrom von ca. 15 A zur Heckscheibe durchlässt, andererseits die Radiosignale, von der Heckscheibe kommend, sperrt, damit sie dann nicht am niedrigen Innenwiderstand der Autobatterie kurzgeschlossen werden. Dies ist Thema einer anderen Diplomarbeit.
Einer Entkopplungsschaltung, die die Rundfunksignale mit einer festen Ausgangsimpedanz von 150 Ohm dem Autoradio zuführt. (150 Ohm ist die übliche Eingangsimpedanz von Autoradios). Die Signale werden getrennt nach LMK und UKW zwei verschiedenen Schaltungen zugeführt. Nach dem Passieren werden sie wieder zusammengeschaltet und gemeinsam auf dem Antennenkabel zum Autoradio geleitet. Für LMK wurde eine breitbandige aktive Impedanzwandlerstufe vorgesehen, deren Frequenzbereich von 140 kHz … 18 MHz reichen sollte, auf jeden Fall aber bis 2 MHz, damit Mittelwelle verlustarm entkoppelt werden kann. Kurzwelle wird im Autoradio ja weniger gehört. UKW gelangt durch eine Hochpaßschaltung mit einer unteren Grenzfreguenz von 70 MHz zum Autoradio.
Inhaltsverzeichnis
1. Funktionsprinzip der Entkopplungsschaltung für Heizscheibenantennen
2. Blockschaltbild der Entkopplungsschaltung
3. Schaltungsbeschreibung und Gesamtschaltbild
3.1 Aktiver Impedanzwandler für LMK
3.2 Passiver Hochpaß für UKW
4. Meßschaltungen, Meßergebnisse
4.1 Messung am Marconi Spectrum Analyser
4.1.1 Ergebnisse der Messungen
4.2 Messung am rechnergesteuerten Rohde & Schwarz Meßplatz
4.2.2 Ergebnisse der Messungen
4.3 Akustische Überprüfung der Meßergebnisse am Autoradio
5. Konstruktionsunterlagen
6. Funktionsbeschreibung des Meßempfängers für den Mittelwellenbereich
6.1 Aufbau des Empfängers
6.2 Aufbau des NF-Verstärkers
6.3 Aufbau der Stromversorgung
7. Anschluß des Feldstärkeanzeigers
8. Erweiterung des Empfängereinganges
9. Kalibrieren des Meßempfängers
10. Konstruktionsunterlagen
Zielsetzung & Themen
Die Diplomarbeit untersucht die technische Realisierbarkeit der Entkopplung von Rundfunksignalen, die über eine beheizbare Heckscheibe empfangen werden, um diese verlustarm an ein Autoradio weiterzuleiten. Parallel dazu wird ein einfacher, kalibrierbarer Messempfänger für den Mittelwellenbereich entwickelt, um die Leistungsfähigkeit verschiedener Schaltungsvarianten messtechnisch zu erfassen und zu validieren.
- Analyse und Optimierung von Verstärker- und Entkopplungsschaltungen für Fahrzeugantennen.
- Konstruktion und messtechnische Untersuchung von Impedanzwandlern und Hochpassfiltern.
- Entwicklung eines Messempfängers auf Basis des Schaltkreises TDA 1046 für den Mittelwellenbereich.
- Praktische Erprobung und Kalibrierung der Messaufbauten mittels Spectrum Analyser und Feldstärkeanzeige.
Auszug aus dem Buch
1. Funktionsprinzip der Entkopplungsschaltung für Heizscheibenantennen
Ausgebend von der Offenlegungsschrift Nr. 26 50 044 wurde eine Möglichkeit untersucht, wie Rundfunksignale, die von einer beheizbaren Heckscheibe empfangen werden, von der spannungsführenden Leitung entkoppelt werden können, um sie dann dem Autoradio zuzuführen.
Dazu bedarf es zwei verschiedener Baugruppen: a) Eines Tiefpaßfilters, der zwar den Heizstrom von ca. 15 A zur Heckscheibe durchläßt, andererseits die Radiosignale, von der Heckscheibe kommend, sperrt, damit sie dann nicht am niedrigen Innenwiderstand der Autobatterie kurzgeschlossen werden. Dies ist Thema einer anderen Diplomarbeit.
b) Einer Entkopplungsschaltung, die die Rundfunksignale mit einer festen Ausgangsimpedanz von 150 Ohm dem Autoradio zuführt. (150 Ohm ist die übliche Eingangsimpedanz von Autoradios). Die Signale werden getrennt nach LMK und UKW zwei verschiedenen Schaltungen zugeführt. Nachdem Passieren werden sie wieder zusammengeschaltet und gemeinsam auf dem Antennenkabel zum Autoradio geleitet.
Für LMK wurde eine breitbandige aktive Impedanzwandlerstufe vorgesehen, deren Frequenzbereich von 140 kHz ... 18 MHz reichen sollte, auf jeden Fall aber bis 2 MHz, damit Mittelwelle verlustarm entkoppelt werden kann. Kurzwelle wird im Autoradio ja weniger gehört.
UKW gelangt durch eine Hochpaßschaltung mit einer unteren Grenzfrequenz von 70 MHz zum Autoradio.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Funktionsprinzip der Entkopplungsschaltung für Heizscheibenantennen: Einführung in die Problemstellung der Signalauskopplung aus heizbaren Heckscheiben unter Verwendung von Tiefpass- und Entkopplungsbaugruppen.
2. Blockschaltbild der Entkopplungsschaltung: Grafische Übersicht über die logische Anordnung der Entkopplungsschaltung in Relation zur Heckscheibe und Bordelektrik.
3. Schaltungsbeschreibung und Gesamtschaltbild: Detaillierte technische Spezifikation des aktiven Impedanzwandlers für LMK und des passiven Hochpasses für UKW.
4. Meßschaltungen, Meßergebnisse: Präsentation der Messergebnisse mittels Spectrum Analyser und Feldtest zur Überprüfung der Signalqualität am Autoradio.
5. Konstruktionsunterlagen: Dokumentation der Platinenlayouts und Bestückungspläne für die entwickelte Entkopplungseinheit.
6. Funktionsbeschreibung des Meßempfängers für den Mittelwellenbereich: Ausführliche Erläuterung der Schaltungskonzeption unter Einsatz des TDA 1046 sowie der jeweiligen Stufenaufbauten.
7. Anschluß des Feldstärkeanzeigers: Beschreibung der Implementierung einer analogen Feldstärkeanzeige zur Messung der Empfangssignale.
8. Erweiterung des Empfängereinganges: Untersuchung zur Impedanzanpassung, um unterschiedliche Antennenwiderstände bedienen zu können.
9. Kalibrieren des Meßempfängers: Darstellung der erforderlichen Prozeduren und Messgeräteeinstellungen zur präzisen Inbetriebnahme des Empfängers.
10. Konstruktionsunterlagen: Zusammenfassende Fertigungsunterlagen für den gesamten Messempfänger inklusive NF-Verstärker und Stromversorgung.
Schlüsselwörter
Heizscheibenantenne, Entkopplungsschaltung, Impedanzwandler, Mittelwellenempfänger, TDA 1046, Hochpassfilter, Rundfunkempfang, Signalentkopplung, Feldstärkeanzeige, Frequenzgangmessung, Autoradio, Bordnetz, Elektronische Antennen, Schaltungsdimensionierung, HF-Technik.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundsätzlich?
Die Diplomarbeit befasst sich mit der Entwicklung und Untersuchung von Schaltungen, die Rundfunksignale von beheizbaren Heckscheiben bei Fahrzeugen entkoppeln und zur Nutzung für Autoradios aufbereiten.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die Arbeit behandelt schwerpunktmäßig die Hochfrequenztechnik in Fahrzeugen, insbesondere Impedanzwandlung, Filtertechniken und den Aufbau eines spezifischen Messempfängers für Mittelwellen.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Ziel ist die Erforschung einer verlustarmen Signalentkopplung sowie der Aufbau und die Kalibrierung eines Messempfängers zur objektiven Beurteilung der Empfangsqualität bei verschiedenen Schaltungsvarianten.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es werden theoretische Schaltungsentwürfe durch praktische Laboraufbauten (Platinenlayout, Schaltungsentwicklung) sowie experimentelle messtechnische Analysen (Spectrum Analyser, Signalvergleich) validiert.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil umfasst die detaillierte Beschreibung der Entkopplungsschaltungen, die Darstellung der Messergebnisse sowie die vollständige Konstruktion und Kalibrieranleitung für den selbst entwickelten Messempfänger.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Heizscheibenantenne, Entkopplungsschaltung, TDA 1046, Impedanzwandlung, Frequenzgangmessung und Empfängertechnik.
Warum wurde für den Mittelwellenempfänger der Baustein TDA 1046 gewählt?
Die Wahl fiel auf den TDA 1046 aufgrund seiner sofortigen Verfügbarkeit, der einfachen Realisierung der Versorgungsspannung und der integrierten Möglichkeiten zur Abstimmung mittels Kapazitätsvariationsdioden.
Warum scheiterte die Verwendung eines digitalen Messgeräts zur Feldstärkeanzeige?
Der Einsatz scheiterte an einer zu starken Schwankung der Messwerte bei Empfang sowie an einem zu hohen Stromverbrauch, der den Einbau eines zweiten Transformators erforderlich gemacht hätte.
- Quote paper
- Thomas Friedrichs (Author), 1984, Untersuchung von Verstärker- und Entkopplungsschaltungen für Heizscheibenantennen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/520050
