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Über dieses Buch

Digitale Oszilloskope, Netzwerk- und Spektrumanalysatoren gehören in Forschung, Lehre und Praxis zu den wichtigsten Messgeräten. 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.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

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

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

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

4. Spektrumanalysator

Zusammenfassung
Die Spektrumanalyse ist eine Messmethode zur frequenzabhängigen Darstellung der Leistungs‐ und/oder Amplitudenverteilung.
Beim Durchlesen des nachfolgenden Kapitels soll ein Gesamtbild über die Signalanalyse, die Gerätearten und die Einsatzmöglichkeiten vermittelt werden. Einige Beispiele aus dem Bereich der EMV‐Technik und Frequenzgangmessung schaffen den Bezug zur Praxis.
Herbert Bernstein

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

Backmatter

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