rof. Dr.-Ing. W.-. Buchwld. Einführung in die Nchrichtentechnik. Allgemeine Vorbemerkungen Die Nutzung der Elektrizität setzte etw b der zweiten Hälfte des 8. Jhrhunderts für die Nchrichtenübermittlung ein. Dmit wr letztlich die Bsis für eine schnelle Übertrgung bei großer Reichweite gegeben. Folgende grobe Entwicklungsschritte sind herorzuheben: 9. Jhrhundert elektromechnische Systeme. Hälfte. Jhrhundert Elektronenröhre. Hälfte. Jhrhundert Hlbleiter Zukunft Optische Buelemente Definition Nchrichtentechnik Definition Nchricht Übertrgung on Informtionen on unkt A nch unkt B Informtion, Neuigkeit, nicht orhersehbre Äußerung. Modell eines Nchrichtenübertrgungssystems Elektrisches Nchrichtenübertrgungssystem Nchrichtenübertrgung Wndler Sender Nchrichten- Empfänger Wndler knl Nchrichtenerrbeitung Nchrichtenerrbeitung Nchrichtenquelle Nchrichtensinke llgemeines (z.b. Schll) elektrisches überbrückt Rum bzw. Zeit (Speicher) elektrisches llgemeines (z.b. Schll) z. B. Sprecher z. B. Ohr
rof. Dr.-Ing. W.-. Buchwld Abgrenzung Nchrichtentechnik on Energietechnik : Energietechnik Übertrgung on Energie pro Zeit entsprechend einer Leistung, wobei ein möglichst hoher Wirkungsgrd om Eingng zum Ausgng eines Übertrgungssystems ngestrebt wird: η= in % Besonderheit: Diskrete Frequenz (in Europ 5 Hz) Nchrichtentechnik Übertrgung on Informtionen, der Wirkungsgrd der übertrgenen Leistung ist nicht wesentlich, sondern die Güte der Übertrgung. Insbesondere der resultierende Störbstnd und eine möglichst hohe Reichweite stehen im Vordergrund. Genutzt wird ußerdem ein weiter Frequenzbereich on Gleichwerten bis in die Größenordnung GHz.. Nchrichtentechnische Grundbegriffe Eingngsleistung Eingngsspnnung Übertrgungsierpol Ausgngsleistung Ausgngsspnnung Dämpfung log = in db (logrithmisches Leistungserhältnis) log = in db (logrithmisches Spnnungserhältnis) egel p = log in db (logrithmisches Leistungserhältnis) p = log in db (logrithmisches Spnnungserhältnis)
rof. Dr.-Ing. W.-. Buchwld Tbelle /logrithmisch db 6 4 6 () 4. () 4 6... Alternties Dämpfungsmß: N = ln in Np (Neper, ntürlich-logrithmisches Spnnungserhältnis) Ds Neper lässt sich mit Blick uf die Dämpfung einer elektrischen Leitung ngeben: Leitung l = e α l N α ( ) = ln = ln = ln e = α α e mrechnung: db,5 Np Np 8,686 db
rof. Dr.-Ing. W.-. Buchwld Dämpfung uf einer Leitung: egeldigrmm Sender Empf. p/db Der egel ist ein logrithmisches Mß und fällt proportionl zur Leitungslänge, während die Spnnung e-förmig gegen Null geht. m zu hohe Dämpfungswerte uf einer längeren Leitung zu ermeiden, müssen in regelmäßigen Abständen Zwischenerstärker eingefügt werden. Ds wird sonst so klein, dss es in die Größenordnung des Ruschens kommt. Ds Resultt wäre ein zunehmend schlechter Störbstnd. Die notwendige Verstärkung orientiert sich n der Dämpfung uf der Leitung seit dem letzten Verstärker. Sie knn ebenflls in db ngegeben werden: bzw. = log in db (Wert ist positi für > ) = log in db (Wert ist positi für > ) Eine Verstärkung mit = n db knn uch ls Dämpfung mit = -n db beschrieben werden, entsprechend ist eine Dämpfung on = m db uch ls Verstärkung on = -m db zu erstehen. 4
rof. Dr.-Ing. W.-. Buchwld Beispiel : Die Leitungsdämpfung betrge =4dB, die Spnnung fällt lso uf den hundertsten Teil b. Die pssende Verstärkung beträgt dher =4dB, ist ds der Verstärkungsfktor. Leitung und Zwischenerstärker kompensieren einnder. Die Gesmtdämpfung bzw. Gesmterstärkung über lles beträgt db, d.h. die Spnnung or der Leitung ist gleich der Spnnung hinter dem Verstärker (es Verhältnis ist ) Beispiel : Drstellung der einfchen Berechnung der egel über mehrere Teilerstärker nstelle on en Spnnungswerten n m p p p Gesmterstärkung : n, m, = Ausgngsspnnung: = n, m, = Es muss ein rodukt berechnet werden Gesmterstärkung logrithmisch: Ausgngspegel: n, db + m, db p = p + n, db + m, db Es muss nur eine Summe berechnet werden (obiges Beispiel gilt für Dämpfungsglieder entsprechend) Bezugswerte für egel Häufig erwendete Bezugswerte bei der Angbe on egeln sind unter nderem = V p = mw = log in dbv p = log in dbm mit R=6Ω entspricht ds einer Bezugsspnnung on = 775mV 5