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Messung der Empfindlichkeit

Messung der Empfindlichkeit- AM

Diese Angabe ist wichtig, um die alten Angaben zu verstehen, und Empfänger bewerten und vergleichen zu können.

Empfindlichkeit ist die Eingangsspannung, die vorhanden sein muß, um am Empfängerausgang die vorgegebene Ausgangsleistung zu erreichen.

Üblich sind 50 mW Ausgangsleistung, also die demodulierte NF direkt am Lautsprecher gemessen, für eine 30% modulierte Meßsenderspannung.
50 mW war damals der Wert für "Zimmerlautstärke", man hörte noch in einer Lautstärke, die nicht die Trommelfelle strapazierte.

Angegeben wird oft auch ein vorgegebener Signal/ Störabstand, angegeben in dB, üblicherweise 20 dB für AM und 30 dB für FM.


Subjektive Angaben zum Störabstand

Auch wird die Eingangsgröße in Mikro/ Millivolt, aber auch z. B. in dB µV oder dB pW angebgeben.


Tabelle: Minimalwerte für rauschbegrenzte Empfindlichkeit

Zu beachten ist auch der Wert des Sender- Modulationsgrades (30%), den stellen die meisten Meßgeneratoren von Hause aus dar, früher war die Modulationsfrequenz mit 400 Hz angegeben, die heutigen1 KHz dürften aber kaum abweichende Ergebnisse bringen.

Grund- Messschaltung

Der i.a. niedrige Innenwiderstand des Generators bedämpft bei direkter Anschaltung den Eingangskreis des Empfängers unzulässig stark. Die Resonanzkurve des Eingangskreises wird dadurch so breit, daß die tatsächliche Resonanzfrequenz nicht eindeutig gefunden werden kann. Tatsächlich soll ja der Abgleich genau dann richtig sein, wenn die Antenne an den Empfänger angeschlossen ist. Da eine Antenne ihrerseits eine Frequenzabhängigkeit aufweist, wird hierdurch der Eingangskreis ebenfalls beeinflußt bzw. verstimmt.

Als Abhilfe schaltet man zwischen Generator und Empfängereingang eine Ersatzschaltung, die die Eigenschaften einer „normalen“ Antenne nachbildet ("Kunstantenne" oder "Dummy Antenna")

Hierfür fand ich mehrere Versionen der künstlichen Antenne.

Die von mir gezeigte Schaltung und Dimensionierung wurde 1948 von der IRE standardisiert und ersetzt Außenantennen zwischen 150kHz und 30MHz.

Siehe dazu auf der folgenden Seite die Ausführungen zur "Kunstantenne"

Praktische Meßschaltung

Meßschaltung mit Oszilloskop zur Verdeutlichung des Unterschieds Spitzenwert/ Effektivwert

Üblicherweise nimmt man jedoch ein Wechselspannungsvoltmeter.
Das kann ein professionelles Wechselspannungs-Meßinstrument sein, aber durchaus auch ein einfacher Vielfachmesser.
Achtung: Benötigt wird ein Meßinstrument, welches für die korrekte Anzeige einer 400 Hz- oder 1000 Hz- NF- Spannung geeignet ist.

Zudem muß natürlich bekannt sein, ob der Effektiv- oder der Spitzenwert angezeigt wird.
Universal- Vielfachmesser und viele ältere Geräte, wie das im Bild gezeigte Röhrenvoltmeter "URV2", benötigen einen Vorsatzkopf oder Tastkopf.

Wie stellt man 50 mW Ausgangsleistung fest ?

Ganz einfach, man misst die Spannung am Lautsprecher, und rechnet die Leistung aus.

Hier ist die Berechnung für einen 4 Ohm- Lautsprecher durchgeführt.
Beim Messen mit dem Oszillographen hat man allerdings eine Spitzenwertanzeige, den Spitzenwert mal 0,707 ergibt den Effektivwert.

Bei Wechselstrom gibt der Effektivwert den Wert an, den eine Gleichstrom haben müsste, damit er die gleiche Wärmewirkung hat wie der Wechselstrom.

Wenn also der Effektivwert 0,45 V am Hand- Voltmeter (oder Röhrenvoltmeter, aber nachsehen, ob der Effektivwert oder Spitzenwert angezeigt wird !), oder am Oszillographen der Spitzenwert einer Halbwelle von 0,6 V  angezeigt wird, haben wir an 4 Ohm die "Zimmerlautstärke"- Leistung von 50 mW.
(am Oszillographen im Bild ist eine Empfindlichkeit von 0,3 Volt/ Teilstrich dargestellt)

Damalige, einfache Zeigermessinstrumente zeigen den Effektivwert an, Verstärkervoltmeter können sowohl Effektiv- als auch Spitzenwert- Messgeräte sein.

DIE Spannung des Meßgenerators, die eben am Lautsprecher 50 mW bei 30% Modulation erzeugt, ist die (50 mW-) Empfindlichkeit.
Diese Angabe findet man gelegentlich in den Propagandadaten von Geräten.


Empfindlichkeitsangaben sind selten anzutreffen, für Radiokäufer war diese Angabe bei der Kaufentscheidung wenig hilfreich, eher das Aussehen, die Bedienfreundlichkeit und die Sonderfunktionen von Empfängern.

Mit den angegebenen Messschaltung ist eine hinreichend genaue Messung der Empfindlichkeit möglich, sowie die Überprüfung angegebener Empfindlichkeitswerte, und natürlich der Vergleich.

Messung der Empfindlichkeit- FM

Die Messung erfolgt genauso.
Auch hier wird eine geeignnete Ankopplung empfohlen:




Meßschaltung für FM.

Beispiele

Zu Grunde gelegt ist wiederum 300m Wellenlänge (1000 KH und die 100cm Antenne).
Saba 230WL  Eingangs-Empfindlichkeit  15 Mikrovolt
Saba 330WL  Eingangs-Empfindlichkeit  35 Mikrovolt
Saba 630WL  Eingangs-Empfindlichkeit  1.5 Mikrovolt.

Hier z. B. die Angaben einiger Vorkriegs- SABA- Geräte



Hier z. B. die Angaben des Großsupers „Stradivari 3“ von Stern- Radio Sonneberg (DDR, 1959/60)


Hier z. B. die Angaben des Radios „Erfurt 4“ von Stern- Radio Sonneberg
(DDR, 1960/61)


Hier z. B
. die Angaben des Radios „Weimar 5040“ von Stern- Radio Sonneberg
(DDR, 1963)



Grenzempfindlichkeit

Weiterhin gibt es die Grenzempfindlichkeit, der Spannungswert ist noch niedriger, das Signal ist gerade noch über dem Rauschen und auswertbar, daher die Bezeichnung S/N (Signal- Noise) = Signal- Rausch- Abstand.
In dB fand ich 3, 10 und 20 dB- Angaben.
Berücksichtigt werden muß bei der Messung der Grenzempfindlichkeit jedoch auch noch die eingestellte Bandbreite !

Die Grenzempfindlichkeit wird für Radios üblicherweise nicht angegeben, sondern eher für Spezialempfänger, ein normales Radio soll ja genußvolle Musik- und Sprachübertragung gewährleisten.

Um ein Gefühl für die Größenordnung zu bekommen:

Großsuper sind aufgrund ihres hohen schaltungstechnischen Aufwands, und ihrer höheren Empindlichkeit und Trennschärfe nahe am Spezialempfänger.

Die Grenzempfindlichkeit des Großsupers im Beispiel könnte um 1 bis 2 Zehnerpotenzen unter dem Wert liegen, der als 50 mW- Empfindlichkeit angegeben ist, also zwischen 100 Nanovolt und einigen Millivolt.

Der Funkamateur DF1JM beschreibt die Messung der Grenzempfindlichkeit mit dem Rauschgenerator, und bietet eine EXCEL- Tabelle zur Berechnung.
Link 1 2

Nachweise:
Vilbig "Lehrbuch der Hochfrequenztechnik“
Pitsch, „Lehrbuch der Funkempfangstechnik“

Angaben von @Juan im RMB- Forum
Grafiken sind mit Bildbearbeitungsprogramm eigenerstellte Montagen mit den Bildmaterial aus den genannten Büchern.

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