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2023 | Book

Grundbegriffe der NF- und HF-Messtechnik Read chapter Read first chapter

NF- und HF-Messtechnik

Messen mit Oszilloskopen, Netzwerkanalysatoren und Spektrumanalysator

Author: Herbert Bernstein

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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About this book

Das Buch beschreibt Digital-Oszilloskope, Netzwerk- und Spektrumanalysatoren, die in Forschung, Lehre und Praxis zu den wichtigsten Messgeräten gehören. Diese Messgeräte können von Multisim simuliert werden. Ein großer Vorteil beim Einsatz von Simualtionswerkzeugen ist, dass bei fehlerhaftem Messaufbau und -verfahren und grundsätzlichen Messfehlern weder Messgeräte noch Messobjekte zerstört werden. Neben den mess- und elektrotechnischen Grundlagen werden zahlreiche Messaufgaben beschrieben.

Table of Contents

Frontmatter
Kapitel 1. Grundbegriffe der NF- und HF-Messtechnik
Zusammenfassung
Bei der Nachrichtentechnik handelt es sich neben der Energietechnik um ein Teilgebiet der allgemeinen Elektrotechnik. Die NF‐ und HF‐Technik lässt sich bei klassischer Betrachtung ihrerseits in die Bereiche Nachrichtenverarbeitung (Informatik) und Nachrichtenübermittlung unterteilen. Thema der Nachrichtenverarbeitung ist die Weiterverwendung (z. B. Auswertung) von Nachrichten. Zu dem Gebiet der Nachrichtenübermittlung gehören einerseits die Nachrichtenübertragung zwischen zwei oder mehreren Teilnehmern und andererseits die Nachrichtenvermittlung, d. h. die Zusammenschaltung der Übertragungswege. Durch den zunehmenden Einsatz elektronischer Bauteile ist allerdings eine exakte Trennung zwischen diesen Begriffen immer schwieriger, d. h. die klassischen Teilgebiete der Nachrichtentechnik verschmelzen zunehmend und müssen deshalb zusammenhängend betrachtet werden.
Herbert Bernstein
Kapitel 2. Arbeiten mit analogen und digitalen Oszilloskopen
Zusammenfassung
Bei den Standardoszilloskopen unterscheidet man zwischen dem analogen und dem digitalen Messgerät. Ein analoges Oszilloskop arbeitet in Echtzeit, d. h. das eingehende Signal wird sofort am Bildschirm sichtbar. Ein digitales Oszilloskop tastet zuerst das Eingangssignal ab und speichert es in einem Schreib‐Lese‐Speicher zwischen. Wenn die Messung abgeschlossen ist, erscheint das gespeicherte Messsignal am Bildschirm.
Herbert Bernstein
Kapitel 3. Filtertechnik
Zusammenfassung
Unter einem Filter versteht man ein elektrisches Netzwerk, welches bestimmte Frequenzbereiche in einem Übertragungssystem unterdrückt oder hervorhebt. Filter weisen demnach einen frequenzabhängigen Widerstand bzw. ein frequenzabhängiges Übertragungsverhalten auf und werden deshalb auch als Frequenzfilter bezeichnet. Die wichtigsten Kriterien für eine Einteilung der Filter sind:
  • Filterbauelemente: Je nach Aufbau der Filter unterscheidet man zwischen passiven und aktiven Filtern.
  • Selektionswirkung: Unterteilung in Hochpass‐Filter (Hochpass, HP), Tiefpass‐Filter (Tiefpass, TP), Bandpass‐Filter (Bandpass, BP) und Bandsperre‐Filter (Bandsperre, BS).
  • Schaltungsstruktur: In Abhängigkeit von der Anordnung der Filterelemente unterteilt man in Resonanzkreise, T‐Filter und π‐Filter.
  • Flankensteilheit: Je nach Flankensteilheit spricht man von Filtern 1. Ordnung, 2. Ordnung …, n‐ter Ordnung.
Prinzipiell entziehen Filter dem Eingangssignal bestimmte Frequenzanteile, wodurch es zu Formveränderungen, unterschiedlichen Laufzeiten sowie verschiedenen Anstiegszeiten bei dem Ausgangssignal kommen kann.
Herbert Bernstein
Kapitel 4. Spektrumanalysator
Zusammenfassung
Die Spektrumanalyse ist eine Messmethode zur frequenzabhängigen Darstellung der Leistungs‐ und/oder Amplitudenverteilung.
Herbert Bernstein
Kapitel 5. Netzwerkanalysator
Zusammenfassung
Die Netzwerkanalyse (Network Analysis) ist eine Messmethode zur Charakterisierung des Verhaltens elektrischer Netzwerke mit Generator und Messempfänger. Häufigste Messparameter sind die Vierpol‐Kenngrößen von Zweitoren, in der HF‐Technik üblicherweise die S‐Parameter. Man unterscheidet:
  • Skalare Netzwerkanalyse (Scalar Network Analysis, SNA) ist eine Messmethode zur Charakterisierung des Übertragungs‐ und Reflexionsverhaltens von Ein‐, Zwei‐, Vier‐ und Mehrtoren. Gemessen werden die Beträge der Übertragungsfunktion (Transmission) und des Reflexionsfaktors.
  • Vektorielle Netzwerkanalyse (Vector Network Analysis, VNA) ist eine Messmethode zur vollständigen Charakterisierung von Ein‐, Zwei‐, Vier‐ und Mehrtoren. Gemessen werden Betrag und Phase der einzelnen Messgrößen, in der HF‐Technik üblicherweise der Übertragungsfunktion (Transmissionsfaktor) und Reflexionsfaktor. Über eine Kalibrierung mit Normalien können die S‐Parameter des Messobjektes gemessen werden.
Herbert Bernstein
Kapitel 6. USB-Oszilloskope
Zusammenfassung
Ein PC-Oszilloskop ist ein Messgerät, das aus einem Hardware-Oszilloskopmodul und einem Oszilloskopprogramm besteht, das auf einem PC ausgeführt wird. Oszilloskope waren ursprünglich eigenständige Geräte ohne Signalverarbeitungs- oder Messfunktionen, bei denen Speicher nur als teure Zusatzausstattung zur Verfügung stand. USB-Oszilloskope begannen, neue digitale Technologie zu verwenden, um zusätzliche Funktionen zu bieten – blieben jedoch hoch spezialisierte und teure Geräte. PC-Oszilloskope sind der neueste Schritt in der Entwicklung von Oszilloskopen und vereinen die Messleistung der Oszilloskopmodule mit dem Komfort des PCs, der bereits auf einem Schreibtisch steht.
Herbert Bernstein
Backmatter
Metadata
Title
NF- und HF-Messtechnik
Author
Herbert Bernstein
Copyright Year
2023
Electronic ISBN
978-3-658-39116-4
Print ISBN
978-3-658-39115-7
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-39116-4