Hilfsmittel
S9-Generator H1
Theorie H2
Untertitel H3
Eine Rechteckschwingung mit sehr kurzen Nadelimpulsen der Länge τ (Τau) erzeugt bekanntlich ein breitbandiges Spektrum an diskreten Frequenzen im Abstand 1/T0 mit nahezu konstanter Amplitude Cn.
Für die Kalibrierung stehen 2 Variablen zur Verfügung:
Amplitude A: variabler Spannungsteiler mit Trimmpoti
Taktfrequenz f0: mittels eines externen Signalgenerators
Die Pulsbreite ist nicht einstellbar, da sie durch die Laufzeit des NAND-Gates gegeben ist.
Die Kalibrierung über die Taktfrequenz ist die einfachste und robusteste Lösung:
- hohe Konstanz und Feinjustierung
- keine Notwendigkeit für einen Temperatur-kompensierten internen Quarzoszillator.
Dass dann die Eichfrequenzen nicht mehr genaue Vielfache der Taktfrequenz sind, ist belanglos.
Die Speisung erfolgt ab einer externen 9 V Batterie, die mit einem direkt herausgeführten Batterieclip angeschlossen wird; dadurch erübrigt sich auch ein EinAus-Schalter und eine Betriebsanzeige.
Auch das Ausgangssignal wird direkt herausgeführt, mit einem Stück RG-58 Kabel plus BNC-Stecker.
Prinzipschema
V1 ist der Signalgenerator, der das f0 Rechtecksignal erzeugt.
Der Spannungsteiler am Ausgang, zusammen mit dem 50 Ω Eingang des Empfängers, reduziert die Cn-Komponenten auf etwa 50 μV~.
Konstanz des S9-Signals über den geforderten Frequenzbereich
Mit der Taylor-Reihe sin(x) = x für x << 1 vereinfacht sich die Formel für Cn. Voraussetzung ist
Dann wird
… und somit theoretisch konstant über den Frequenzbereich.
Für nmax * f0 ~ 30 MHz ist diese Forderung erfüllt mit τ << 10.6 ns.
(Im Datenblatt des NAND-Gates SN74AC00 wird tPHL mit typ. 4.5 ns angegeben).