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Kleiner Funklehrgang

Einleitung

Aus unserer Ratgebersendung Pi-Rat haben wir einen kleinen Funklehrgang entnommen. Der Lehrgang dient dem Zweck, Mythen zu demontieren: die Radio-Sendetechnik sei unglaublich kompliziert, teuer und keinesfalls für den Selbstbau geeignet. Doch Pi-Radio behauptet: Einen Radiosender zu bauen ist einfacher und ungefährlicher, als ein Mofa zu tunen. Ein kompletter Sender ist schon für einige hundert Mark zu realisieren.

Umso unverständlicher ist es, warum der Sendebetrieb künstlich so teuer gehalten wird. Der Rundfunksender muß von der TELEKOM gemietet werden (10.000 DM pro Monat) genau wie die Standleitungen vom Studio zum Sender (5.000 DM je Monat). Kein Wunder also, warum nur fette Medienkonzerne die Möglichkeit haben, Radio zu betreiben.

Dieser kleine Funklehrgang führt von der prinzipiellen Funktion des Senders über die Wirkungsweise von Sendeverstärkern bis zum Antennenbau und konkreten Aufbauhinweisen in die Hochfrequenztechnik ein.

Wir weisen jedoch deutlich darauf hin, daß der Betrieb der vorgestellten Bastelarbeiten verboten ist, und wenn, dann nur in bleigepanzerten und abgeschirmten Laborräumen oder Atombunkern stattfinden darf. Zum Glück gilt nicht mehr das alte Fernmeldeanlagengesetz, das Gefängnisstrafen von bis zu 5 Jahren für den Betrieb von Sendern vorsah sondern stattdessen das Telekommunikationsgesetz in dem der Senderbetrieb nur noch eine Ordnungswidrigkeit ist, ähnlich dem Überfahren einer roten Ampel. Wir haben es zur Abschreckung in Auszügen beigelegt. Trotzdem sollten uns die hohen Bußgelder von bis zu 1 Mio DM deutlich von dem Betrieb eines Piratensendern abhalten. 

Das Herz des Senders - der Oszillator

Radiosendungen werden über Wellen übertragen, den Radiowellen. Diese kann man sich als enorm hohe Piepstöne vorstellen, deren Frequenz für den UKW-Rundfunk zwischen 88 und 108 MHz liegt. Zum Vergleich: der Kammerton a hat 440 Hz (= 440 Schwingungen pro Sekunde).

Wer sich schon einmal in Heim-Karaoke geübt hat, hat vermutlich schon erlebt, wie solche Piepstöne elektronisch entstehen können: Das Knacksen im Lautsprecher wird auf das Mikrophon übertragen und knackt dann zeitverzögert wieder im Lautsprecher. So entsteht die Rückkopplung, deren Frequenz abhängig vom Abstand zwischen Mikro und Lautsprecher ist, daß der Luftweg als Zeitverzögerung wirkt.

RC-Generator

Statt mit einer Mikro-Lautsprecher-Kombination kann so eine Rückkopplung auch gezielt mit einem RC-Glied stattfinden (R=Widerstand, C=Kondensator, Frequenz = f = 1/(R*C)).

Nachfolgende Schaltung zeigt einen einfachen Piepstongenerator mit RC-Glied für hörbare Töne:

Die hintereinandergeschalteten Kästchen stellen einen Schmitt-Trigger und einen Invertierer dar. Der Schmitt-Trigger schaltet seinen Ausgang auf +5 Volt, sobald am Eingang eine Spannung von mehr als +3V anliegt und wieder auf 0 Volt, sobald die Eingangsspannung +2V unterschreitet. Es ist also ein Schwellenwertschalter. Der Invertierer macht aus +5V (high) das gegenteilige Signal 0V (low) und umgekehrt.

Der Oszillatoreffekt kommt nun dadurch zustande, daß der Kondensator C wegen der Ausgangsspannung des Inverters von +5V über den Widerstand R aufgeladen wird, bis am Kondensator (und damit am Eingang des Schmitt-Triggers) eine Spannung von >=3V anliegt. Damit schaltet der Schmitt-Trigger seinen Ausgang auf +5V und der Inverter seinen Ausgang auf 0V.

Über den Widerstand wird der Kondensator durch das neue Signal wieder entladen, bis er den unteren Schwellenwert von 2V erreicht. Der Schmitt-Trigger schaltet wieder auf 0V zurück, der Inverterausgang auf +5V und das Auf- und Entladespiel beginnt von vorne. Der Ausgang pendelt zwischen 0 und +5V hin und her und erzeugt damit ein deutliches Pfeifen.

Mit dem gleichen Prinzip lassen sich auch höhere Piepstöne erzeugen, bis zu Radiowellen. In brutaler Weise wurde dies in nachfolgender Anordnung verwirklicht:

Der Ausgang des Inverters wird direkt mit dem Eingang des Schmitt-Triggers verbunden. Eigentlich ein Kurzschluß. Die konkrete Schaltung hat aber eine maximale Schaltgeschwindigkeit (slew-rate), die dann doch zu einem Schwingungsverhalten führt. Durch den regelbaren Kondensator (Drehko) wird die Frequenz so hingequält, daß sie irgendwo im UKW-Bereich liegt.

Beide RC-Generator-Schaltungen können kombiniert mit einer Integrierten Schaltung realisiert werden:

Der Aufbau ist einigermaßen unproblematisch und fungiert als piepsender Peilsender. Am Pin 1 der Integrierten Schaltung wird der Piepston auf die UKW-Schwingung aufmoduliert. Statt des Piepstons könnte hier auch der Walkman angeschlossen werden. Dafür ist der Umschalter da.

Der Minisender schafft es, fast das ganze UKW-Band in einer Reichweite von 20 Metern zu verseuchen. Das liegt daran, daß er keine Sinuskurve erzeugt, sondern eine (etwas verkorkste) Rechteckschwingung. Diese stellt ein Frequenzgemisch aus der Grundfrequenz und jeder Menge Oberschwingungen dar: die Frequenz taucht an unterschiedlichsten Stellen der Radioskala auf und driftet mit der Zeit in alle Richtungen. Für die Sendepraxis ist diese Oszillatoranordung daher völlig ungeeignet.