Diskussion:Gittergleichrichtung
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[Bearbeiten] Theoriefindung
Die verwendeten Schaltungen sind von mir frei erfunden, um die Gittergleichrichtung niveauvoll zu erklären. Da ich dafür keine Vorlagen kenne, von denen ich abgezeichnet hätte, handelt es sich offenkundig um Theoriefindung. Siehe dazu: Diskussion:Klemmschaltung (Fernsehtechnik). -- wefo 22:25, 17. Feb. 2008 (CET)
Bei selbst gezeichneten Bildern gibt es genau zwei Möglichkeiten:
- Aus einer Quelle wurde eine Vorlage abgezeichnet. In diesem Fall stellt sich die Frage nach einer Urheberrechtsverletzung, denn das Abzeichnen stellt auch bei einer gewissen Variation in der Darstellung nur eine Umgehung der Situation dar, die beim einfachen Scannen auch gegeben wäre.
- Eine Quelle ist nicht bekannt. In diesem Fall handelt es sich um Theoriefindung. Niemand kann daran gehindert werden, den Zusammenhang zwischen einer schwarzen Katze und einem fallenden Ziegel zeichnerisch darzustellen. -- wefo 14:31, 21. Feb. 2008 (CET)
[Bearbeiten] Korrekturen, Änderungen und Ergänzungen
Ich bin leider nicht gegen Irrtümer gefeit, und mein Gedächtnis und meine Kenntnisse sind lückenhaft. Deshalb freue ich mich über konstruktive Kritik und Verbesserungen sehr. Ich hoffe auf die Unterstützung durch das Kollektiv und bitte, Rechtschreibkorrekturen direkt im Artikel vorzunehmen und alle anderen Veränderungen auf dieser Diskussionsseite vorzuschlagen.
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Autorisierte Fassung
Die Gittergleichrichtung, die auch als Audiongleichrichtung[1][2] oder als Gitterdemodulation bezeichnet wird, ist ein Verfahren zur Demodulation amplitudenmodulierter Signale.
Die Modulation und die Demodulation sind jene Verfahren, die eine Funkübertragung und somit auch den Rundfunk möglich machen.
Bei der Gittergleichrichtung wird das Gitter einer Elektronenröhre als Anode einer Diode zur Gleichrichtung benutzt (Einweggleichrichtung mit Ladekondensator). Das eigentliche Röhrensystem aus Kathode, Gitter und Anode arbeitet im linearen Bereich und steht deshalb in keinem Zusammenhang mit der Demodulation (siehe Röhrenaudion).
Das kenzeichnende Merkmal der Schaltung ist die sogenannte Gitterkombination aus einem Widerstand und einem Kondensator mit einer für Rundfunkzwecke üblichen Zeitkonstante 
in der Größenordnung von 10-4s.
Der Hintergrund der Bezeichnung Gittergleichrichtung liegt darin, dass das demodulierte Signal erstmalig am Gitter der Röhre auftritt, vergleiche dazu Kathodengleichrichtung und Anodengleichrichtung.
[Bearbeiten] Wirkungsweise
Die Wirkungsweise besteht in der Klemmung der Maxima des Signalverlaufs auf den Einsatzpunkt des Gitterstromes. Dabei werden die Elektroden Gitter und Kathode als Diode betrachtet. Die Klemmung führt zu einer Veränderung des Gleichanteils, deren Verlauf die sogenannte Hüllkurve von unten annähert.
Am Gitter liegt die Summe aus dem hochfrequenten Eingangssignal und dem durch die Demodulation gewonnenen Signal am Kondensator. Mit der Vergrößerung des Eingangssignals sinkt der mittlere Anodenstrom.
In der Verfeinerung des Modells bildet sich der einsetzende Gitterstrom über den Spannungsabfall am Innenwiderstand der Gitter-Kathoden-Strecke auf den Anodenstrom ab. Dieser Anteil des Ausgangssignals kann in der Regel vernachlässigt werden. Sein Informationsgehalt ergibt sich wegen der differentiellen Amplitudendemodulation als Ableitung des modulierenden Signals nach der Zeit.
[Bearbeiten] Anwendung
Die Gittergleichrichtung wurde insbesondere vor 1945 in den Volksempfängern und nach 1945 in den industriell hergestellten Einkreisempfängern, aber auch in Supern angewendet. Die entsprechende Funktionsgruppe des Empfängers heißt Audion. Für die Wiedergabe über einen Lautsprecher genügte eine weitere Röhre als NF-Verstärker. Die beiden Röhrensysteme wurden auch zu Verbundröhren zusammengefasst.
Die Verstärkung des hochfrequenten Eingangssignals wurde dabei vorteilhaft für eine Rückkopplung genutzt, die nicht nur die Lautstärke vergrößerte, sondern auch die Trennschärfe entscheidend verbesserte. In Mehrkreisempfängern mit Rückkopplung dienten die zusätzlichen Schwingkreise nicht so sehr der Verbesserung der Trennschärfe wie der Vermeidung von Störeffekten.
Ein Zitat aus dem Jahr 1958: „Lange Jahre war das Rückkopplungsaudion in seinen manigfaltigen Formen der wichtigste Baustein der gesamten Funkempfangstechnik. ... Ein sorgfältig aufgebautes ... und bedientes Rückkopplungsaudion ist hinsichtlich der Trennschärfe und Empfindlichkeit dem Überlagerungsempfänger fast gleichwertig.“[3]
[Bearbeiten] Signalverläufe
Das linke Bild zeigt den Signalverlauf am Ladekondensator CG, das rechte Bild erklärt den Begriff Welligkeit, wie er auch in Gleichrichterschaltungen für die Energieversorgung elektrischer Geräte benutzt wird.
Bei der Gleichrichtung für Rundfunkzwecke liegt die Welligkeit bei etwa einem Prozent der Amplitude und wird durch die oben genannte Zeitkonstante bestimmt. Die hier stark übertriebene Darstellung verdeutlicht lediglich das Prinzip.
Der in den Prinzipschaltbildern nicht dargestellte Innenwiderstand der Spannungsquelle wird in der Realität vor allem durch den Verlustwiderstand der Spule eines Schwingkreises gebildet. Dieser Innenwiderstand und der Innenwiderstand der Diode bestimmen zusammen mit der Spannungsdifferenz die Größe des Ladestromes.
Dieser Ladestrom ist zeitlich auf den Bereich des so genannten Stromflusswinkels beschränkt, und das Signal wird somit mit dem sich ergebenden Signalpunktvolumen und der entsprechenden Gewichtsfunktion zeitdiskret abgetastet.
Der gezeigte Signalverlauf unterscheidet sich nicht von dem Signalverlauf, wie er auch bei der üblichen Detektorschaltung mit Ladekondensator vorliegt. Das Signal an diesem Ladekondensator ist ein Signal, das die Hüllkurve[4] des amplitudenmodulierten Signals als Folge von kleinen Sägezähnen von unten annähert, aber funktionsbedingt nicht gleich der Hüllkurve sein darf, damit keine Abtastwerte ausfallen.
In der Stromversorgung darf der Ladekondensator nicht beliebig vergrößert werden, weil sonst der Spitzenstrom während des kleiner werdenden Stromflusswinkels steigen würde. Mit dem Quadrat dieses Stromes steigt die Verlustleistung in der Diode und führt zum Wärmetod.
Bei der Detektorschaltung, die in dieser oder jener Form Bestandteil fast aller AM-Empfänger ist, gibt es einen anderen Grund: Die Steilheit des Abfalls der Spannung am Ladekondensator (e-Funktion) muss mindestens so groß sein wie die Steilheit des Abfalls des Signals bei der höchsten zu übertragenden Frequenz und bei dem höchsten Modulationsgrad. Anderenfalls entfallen Abtastpunkte, wie in dem nebenstehenden Bild für einen als linear angenommenen Abfall des modulierenden Signals gezeigt ist.
Zwischen dem Gitter und der Kathode liegt offenbar die Summe aus dem Signal am Schwingkreis (HF) und dem am Kondensator liegenden demodulierten Signal (NF). Diesen Signalverlauf kann man auch so interpretieren, dass die positiven Maxima des Eingangssignals ‚Spannung’ auf den Einsatzpunkt des Gitterstromes geklemmt sind.
Der Signalverlauf der Spannung am Gitter wird über die Kennlinie der Röhre ziemlich linear auf den Anodenstrom abgebildet (Steilheit).
[Bearbeiten] Die informationstheoretische Sicht
Bei der Einweggleichrichtung ohne Ladekondensator ist der Übertragungskanal jeweils für die Dauer etwa einer Halbschwingung geöffnet. Bei der Gleichrichtung mit Ladekondensator ist die Zeit der Öffnung des Kanals auf den Stromflusswinkel beschränkt.
Im Unterschied dazu ist der Übertragungskanal bei der Gittergleichrichtung während des Stromflusswinkels weitgehend kurzgeschlossen und die gesamte übrige Zeit geöffnet.
Der Einfluß der Größe des Ladestromes liegt in der Größenordnung unter einem Prozent und ist deshalb offenkundig vernachlässigbar. Dieser Einfluss wird, wie oben bereits erwähnt, durch die differentielle Amplitudendemodulation beschrieben.
[Bearbeiten] Irreführende Bezeichnungen von Schaltungen
Die Gittergleichrichtung war als sogenanntes Audion bestimmend für eine ganze Epoche der Funktechnik. Deshalb und in Verkennung des Wesens der Gittergleichrichtung wurden viele Schaltungsbezeichnungen mit dem Audion in Verbindung gebracht. Dazu gehören nicht nur das Reflexaudion und das Transistoraudion sondern auch das Steilaudion (Richtverstärker), dessen Wirkprinzip der Gleichrichtung ohne Ladekondensator entspricht und bei dem das Gitter nicht von einem NF-Signal angesteuert wird. Es handelt sich um die Gleichrichtung am Sperrpunkt (Anodengleichrichtung), die unter anderem im Zusammenhang mit dem Farbfernsehen zu einer ungewollten Aufhellung dunkler Bildbereiche vor allem bei Schwarzweißempfängern führt. Das Unglück will es, dass die Bezeichnung Steilaudion auf Heinrich Barkhausen als eine über jeden Zweifel erhabene Kapazität zurückgehen soll[5][6].
Das Problem liegt also in der unterschiedlichen Interpretation des Begriffes Audion zu verschiedenen Zeiten und in der Weiterentwicklung des Begriffes im Zusammenhang mit der Verwendung von Transistoren. Wenn die Bezeichnung Audion in einem verallgemeinerten Sinne als irgendeine (möglichst einfache) Gleichrichterschaltung mit Verstärkung interpretiert wird (siehe Audion), dann ist der Begriff der Audiongleichrichtung ohne konkreten Inhalt. Deshalb sind die Begriffe Gittergleichrichtung bzw. Gitterdemodulation für die eindeutige Beschreibung des Demodulationsverfahrens besser geeignet.
[Bearbeiten] Quellen
- ↑ Meyers kleines Lexikon in drei Bänden, VEB Bibliographisches Institut Leipzig, 1968
- ↑ Walter Conrad, Grundschaltungen der Funktechnik, Fachbuchverlag Leipzig, 4. Auflage, 1958
- ↑ Walter Conrad, Grundschaltungen der Funktechnik, Fachbuchverlag Leipzig, 4. Auflage, 1958
- ↑ Hinweis: Die Hüllkurve ist lediglich eine anschauliche Darstellung. Für die Rückgewinnung des modulierenden Signals kommt es aus informationstheoretischer Sicht auf das konkrete Demodulationsverfahren nicht an. Die Einweggleichrichtung und die Zweiweggleichrichtung ohne und mit Ladekondensator und die Gleichrichtung durch lineare Multiplikation unterscheiden sich also nicht wesentlich. Viel entscheidender ist der Unterschied in der effektiven Abtastfrequenz der Varianten.
- ↑ "Elektronen-Röhren 4. Band Gleichrichter und Empfänger ", H. Barkhausen, S. Hirzel Verlag 1937, S. 97 ff., Literatorstelle aus dem Artikel Audion übernommen
- ↑ Radio-Praktikum, I. Gold, Verlag Hallweg Berlin, 3. Auflage 1948, S.162/163, Literaturstelle aus dem Artikel Audion übernommen
Kategorie:Modulation (Technik)
[Bearbeiten] Aktuelle Fassung
Die in dem Artikel vorgenommenen Änderungen stellen keine Verbesserung dar, verfälschen zum Teil die Aussage, oder sind ohne jeden konkreten Sinn:
- „Ein Zitat aus jener Zeit:“ - Zitate sind immer aus der in der Quellenangabe genannten Zeit.
- Die gewinnbringende Verbesserung des Artikels, die sich durch den Ersatz „ziemlich“ gegen „relativ“ ergibt, kann ich nicht recht erkennen.
- Für die informationstheoretische Sicht ist es unerheblich, ob eine Diode leitet oder sperrt. Entscheidend ist lediglich die Dauer der Öffnung des Übertragungskanals. Die nochmalige Erwähnung „relativ linear“ ist redundant.
- Die Betrachtung des Ladestromes wäre überflüssig, wenn er sich nicht über den Innenwiderstand der Gitter-Kathoden-Strecke auf den Anodenstrom abbilden würde. „Der Einfluß der“ durch „Die“ zu ersetzen dient also nicht der Verbesserung des Artikels.
- Der Abschnitt „Schaltungen mit Transistoren“ steht in keinem Zusammenhang mit der Gittergleichrichtung. Es ist für die Gittergleichrichtung völlig unwesentlich, ob zu irgendeiner Zeit irgendwelche Transistorbausätze angeboten werden. Transistoren haben kein Gitter.
Ich distanziere mich von dieser Fassung. -- wefo 13:58, 6. Mai 2008 (CEST)
Ich habe die Fassung revertiert und nochmals OmA-freundlicher bearbeitet.
[Bearbeiten] Weitere Vorschläge
[Bearbeiten] "Die informationstheoretische Sicht"
Habe mir erlaubt, diesen Abschnitt zu entfernen. Weil er zum einen den informationstheoretischen Hintergrund gar nicht darstellte (sondern nur eine Wiederholung zur Filterdimensionierung/Filtererklärung) und zum anderen mit neuen "Begriffserfindungen" wie einer "differentielle Amplitudendemodulation" aufwartet - was auch immer das sein mag, es ist in der Literatur jedenfalls völlig unbekannt. Ausserdem weist die Amplitudendemodulation mittels Gleichrichter gar keine differentielle Wirkung auf das Nutzsignal aus. (eventuell wurde da unter dem Begriff "differentiell" irgendwas anderes verstanden). --wdwd 21:48, 22. Jun. 2008 (CEST)
[Bearbeiten] Abschnitt: "Irreführende Bezeichnungen von Schaltungen"
dreht sich grossteils um das Audion und dessen was darunter verstanden werden könnte. Wäre doch sinnvoller, so nötig, dies unter Audion aufzunehmen (?).--wdwd 21:48, 22. Jun. 2008 (CEST)
[Bearbeiten] Was eventuell noch fehlen mag
wäre insbesondere eine Abgrenzung zu Anodengleichrichtung, welche sich offensichtlich nur durch einen Gleichspannungsoffset (Gittervorspannung) zwischen Gitter/Kathode bei der Triode unterscheidet.--wdwd 21:48, 22. Jun. 2008 (CEST)
