Rundfunkempfänger: Elektromagnetische Wellen werden hörbar

Rundfunkempfänger: Elektromagnetische Wellen werden hörbar

 

Das Radio dient der drahtlosen Verbreitung akustischer Signale durch elektromagnetische Wellen. Seit den 1950er-Jahren werden statt der vorher üblichen Elektronenröhren aktive elektronische Bauelemente (Transistoren) als Verstärker, Schalter oder Sensoren eingesetzt. Mit der Einführung der integrierten Schaltungen konnten die Empfänger wesentlich weiter verkleinert werden.

 

 Tonsignalübertragung

 

Von einer Sendeantenne werden modulierte (miteinander multiplizierte) elektromagnetische Hochfrequenzwellen (HF-Wellen) ausgestrahlt. Sie breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus und erzeugen in der Empfangsantenne hochfrequente Wechselspannungen. Aus ihnen werden im Empfänger, nach einer Verstärkung, durch Demodulation (Rückwandlung des modulierten Signals) die dem Ton entsprechenden Schwingungen herausgenommen, verstärkt und von einem Lautsprecher wiedergegeben.

 

Rundfunksender arbeiten mit Langwellen (LW: 150-285 kHz), Mittelwellen (MW: 520-1606 kHz), Kurzwellen (KW: 3,95-26,1 MHz) oder Ultrakurzwellen (UKW: 87,5-108 MHz). Die Art der Ausbreitung sowie die Reichweite dieser vier Frequenzbereiche ist unterschiedlich. Lang- und Mittelwellensender strahlen eine Bodenwelle entlang der Erdoberfläche und eine Raumwelle ab. Die Bodenwelle reicht bis zu einigen Hundert Kilometern, die in der Ionosphäre (Teil der Atmosphäre) umgelenkte Raumwelle erlaubt weit größere Reichweiten (z. B. Fernempfang von Mittelwellen bei Nacht). Im Kurzwellenbereich wird nur mit Raumwellen gearbeitet. Ultrakurzwellen breiten sich geradlinig aus und erzielen deshalb nur verhältnismäßig geringe Reichweiten. Die meisten UKW-Sender werden aus diesem Grunde z. B. auf Bergen aufgestellt.

 

Während man bei UKW mit einer Frequenzmodulation (FM) arbeitet, durch die Ton- und Klangstörungen unterdrückt werden, wird bei den übrigen Wellenbereichen eine Amplitudenmodulation (AM) angewandt. Bei der AM wird die Amplitude der Hochfrequenzspannung im Rhythmus einer Niederfrequenzspannung geändert, bei der FM ändert man die Frequenz der (hochfrequenten) Trägerschwingung im Rhythmus der niederfrequenten Informationsspannung. Die Amplitude bleibt konstant.

 

 Bestandteile des Empfängers

 

Ein Radioempfänger soll die Signale des gewünschten Senders empfangen, das Eingangssignal demodulieren (gleichrichten) und verstärken. Der einfachste Empfänger besteht aus einem Schwingkreis zur Abstimmung auf den gewünschten Sender, einem Demodulator zur Rückgewinnung der Tonschwingungen aus dem Hochfrequenzband, einem Niederfrequenzverstärker und einem Lautsprecher. Ein Schwingkreis ist eine elektrische Schaltung aus Spule und Kondensator, die durch Wechselspannung oder Wechselstrom zu elektromagnetischen Schwingungen angeregt wird. Wegen des sehr geringen Abstands benachbarter Sendefrequenzen braucht der Empfänger eine hohe Trennschärfe, wodurch mehrere Schwingkreise erforderlich werden. Für die Lautsprecherwiedergabe ist eine Verstärkung mit Transistoren und integrierten Schaltungen notwendig.

 

Heute sind Radioempfänger als Überlagerungsempfänger (Superheterodynempfänger) ausgebildet. Sie wandeln die durch Abstimmung eines Schwingkreises grob ausgewählte Empfangsfrequenz mit einer im Empfänger erzeugten, einstellbaren Hilfsschwingung (Überlagerer- oder Oszillatorfrequenz) in der Mischstufe in eine andere Frequenz um. Diese Zwischenfrequenz (ZF) ist die Differenz zwischen der Oszillator- und der Empfangsfrequenz. Der Empfangs- und Oszillatorkreis (Erzeuger elektrischer Schwingungen) ist mit einem gemeinsamen Bedienknopf abstimmbar, während die Zwischenfrequenz unveränderlich bleibt. Für den UKW-Bereich wird ein eigener Empfangsteil (Mischstufe mit Oszillator, ZF-Teil und Demodulator) mit einem Frequenzdemodulator verwendet, da zur besseren Funkentstörung statt der auf dem Lang-, Mittel- und Kurzwellenbereich gebräuchlichen Amplitudenmodulation die Frequenzmodulation benutzt wird. Zu beiden Empfangsteilen gehört je ein Antennenanschluss, getrennt für den AM- bzw. FM-Bereich. Stereosendungen werden wegen der erforderlichen Bandbreite nur auf dem UKW-Bereich gesendet.

 

 Bauformen

 

Bedingt durch die Ausrüstung mit Transistoren und integrierten Schaltungen haben Radioempfänger heute viele verschiedene Bauformen. Sie reichen vom herkömmlichen Heimempfänger mit Mono-, Stereo- und Netzbetrieb bis zum Reiseradio mit Batteriebetrieb. Ausstattungsmerkmale moderner Geräte sind ferner zusätzliche Einrichtungen wie elektronischer Sendersuchlauf, automatische Frequenzregelung, Stereoanzeige oder Fernbedienung.