Wir versuchen hier das Phänomen der heutigen sich fast explosiv ausdehnenden elektronischen Vernetzung des Menschen wenigstens aus technischer Hinsicht zu erklären. Dazu kommen auch geschichtliche Aspekte, die im Buch "Radios von gestern" detailliert erklärt sind. Beides muss nicht kompliziert sein. An Hand von ganz einfachen und praktischen Beispielen ist dies auch möglich. Das - aber auch genaue und darum kompliziertere Erklärungen - unterscheiden wir für Sie optisch.
Eine kleine "Bedienungsanleitung":
Dieser einfache Grundtext ist mit unterstrichenen Begriffen versehen, die Sie klicken können, um mehr zu erfahren (genannt Links).
Die dann erscheinende Informationsstufe 2 enthält wiederum Links.
Die fett gedruckten Links führen tief in die Technik - für Fachleute und Studenten gedacht.
Die normal gedruckten Links vertiefen wohl diesen Text, sind aber auch für Laien und Schüler verständlich.
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Was ist Nachrichtentechnik?
Wenn wir miteinander sprechen, haben wir es technisch gesehen mit zwei Sende-Empfängern zu tun und einem Transportmedium. Genau genommen wandeln wir unsere Gedanken in Worte und übergeben diese einem Sender, der diese Worte in Schallwellen umwandelt und unser Ohr als Empfangsorgan wandelt diese Luftbewegungen in Töne, aus denen wir wieder Worte verstehen.
Schon früh wollten wir uns auch über Distanz verständigen können, was wir heute Nachrichtentechnik nennen.
Es gibt viele Methoden, Nachrichten auszutauschen, z.B. den Brief, doch konzentrieren wir uns hier auf drahtgebundene Nachrichtentechnik und vor allem auf drahtlose Nachrichtentechnik. In beiden Fällen unterscheiden wir - abgesehen von der Botschaft selbst - zwischen Sender, Nachrichtenträger und Empfänger, wobei Sender und Empfänger die Botschaft dem Träger anpassen (z.B. durch Modulation) und danach jeweils auch eine Umwandlung für die Sinnesorgane des Menschen vor kommt. Das können Töne für das Ohr und Bilder für die Augen sein - aber auch Informationen für den Tastsinn (Blindenschrift).
Ein Radio hat wohl jeder Leser zur Verfügung. Damit lassen sich verschiedene Prinzipien der drahtlosen Nachrichtenübermittlung erklären, weshalb wir hier sowohl Prinzip-Schaltbilder als auch verschiedene Radio-Schaltbilder mit detaillierter Beschreibung der einzelnen Bauteile aus dem Bestand an Texten im RMorg verlinken. Das Radio musste sich aber auch der Wohnung anpassen. Radios als Kulturgut? Interessant ist auch die Geschichte der Weltempfänger.
Zu den Prinzipien gehören aber auch die für die Nachrichtenübermittlung verwendeten Signale und deren Spektren.
Wir werden uns klar, was elektromagnetische Schwingungen sind und stellen einfache Vergleiche vor, sowie die Funktion eines Schwingkreises. Im Gegensatz dazu zeigen wir hier wie man Frequenz wissenschatlich definiert. Auch wie man diese moduliert und demoduliert, Also zum Transport von Nutzsignalen verwendet. Schwingkreise und weitere Baugruppen eines Empfängers oder Senders bestehen aus wenigen unterschiedlichen Beuteilen, die aber mit einer Vielzahl von Werten eingesetzt sind. Am meisten kommen wohl reine ohmsche Widerstände vor, gefolgt von Kondensatoren, Spulen (auch als Transformator oder Filter) und aktiven Bauelementen wie Elektronenröhren, Dioden, Transistoren und/oder ICs (Integrated Circuits). Dazu kommen Schallwandler wie Mikrophon und Lautsprecher.
Geschichte der Nachrichtentechnik: Wann und wie kam es dazu?
Auch die Technikgeschichte, die zu den Vorläufern von Radio, Fernsehen, Mobiltelefon und Computer führte, kann spannend sein. Die erste Hälfte des 19. Jahrhunderts brachte wichtige Grundlagen bis hin zu Anwendungen wie Bogenlampe, Elektromagnetm und schliesslich Telegraf - und die zweite Hälfte Grundlagen weitere Grundlagen aber auch die Glühlampe, das Telefon und erste drahtlose Versuche. Es gab also schon früh drahtgebundene Nachrichtentechnik, die man noch heute für Telegrafie (Verschlüsselung), Telephonie und Nachrichten- und Datenübertragung verwendet. Schon vor der Elektronenröhre konnte man auch drahtlose Verbindungen realisieren.
Wie und mit was funktioniert die elektronische Nachrichtentechnik?
Erst mit der Einführung der Triode als erste verstärkende Elektronenröhre konnte man das Audion bzw. Einröhrenempfänger realisieren und das resultierende Tonsignal wiederum verstärken. Die Empfindlichkeit und Selektivität erhöhte man drastisch mit einer Rückkopplung. Mit der Einführung von mehreren HF-Stufen verbesserte man
Selektion und Empfindlichkeit weiter. Erst das Überlagerungsprinzip bzw. der Superhet brachten aber gut beherrschbare Verhältnisse für starke und besonders schwache Sender, die auch noch in der Frequenz dicht aufeinander liegen können. Vor allem das Prinzip des Schwundausgleichs brachte weitere wichtige Verbesserungen für den
Radiohörer. Hier können Sie einen Rückkoppler und Superhets durchstimmen, also hören, wie ein solcher Apparat "spielt", wenn man langsam über die ganze Senderskala gleitet.
Die konventionellen Radios mit Transistoren und später ICs (Integrated Circuits) arbeiten zunächst mit der gleichen Technik, wenn man von den Bauteilen selbst absieht. Jetzt sind aber auch neuere Techniken möglich und in der Praxis auch anzutreffen.
Gewisse moderne Empfänger verwenden Phasenregelschleifen PLL (Phase-Locked Loop) zur Frequenzeinstellung bzw. zur Demodulation oder mechanische, keramische oder Piezo-Filter, um die Selektivität zu erhöhen. Schliesslich kommt heute zunehmend die Digitaltechnik zum Einsatz - und mit ihr verbunden die digitale Übertragungstechnik.
Basteln und Nachbau
Die einfachste Empfangsform für AM (Amplituden-Modulation) ist ein Kristall-Detektor-Empfänger verbunden an einer guten Antenne und Erde. Dazu benötigen wir nicht einmal eine Stromquelle, doch einen hochohmigen Kopfhörer oder den Eingang eines NF-Verstärkers. Hier sehen Sie aber noch ein Beispiel eines sehr hoch gezüchteten Detektorempfängers. Der Detektorempfänger war aber nicht die erste Anordnung für die drahtlose Telegraphie, später auch Telephonie (Radio). Die Reihenfolge war Fritter-Empfang, Röhrendiode, gefolgt von Audion und etwa gleichzeitig Kristalldetektor. Hier finden Sie einfache Bastelvorschläge zu diesem Gebiet.