In dieser Themengruppe werden nicht nur Gerätenamen abgefragt. Entscheidend ist, welche Größe gesucht wird, wie das Messgerät in den Signalweg eingreift und welche Unsicherheit das Ergebnis besitzt. Ein belastbarer Lösungsweg beginnt deshalb immer mit Messziel, Anschlussart und benötigter Darstellung.
Messaufgaben systematisch zuordnen
| Messziel | Prüfmethode |
|---|---|
| Gleichgrößen und Eingangsleistung | Spannung wird parallel, Strom in Reihe gemessen; für die Leistung gilt P = U · I. Die Belastung eines Spannungseingangs folgt aus I = U / Rin. |
| Kurvenform und Impulse | Ein hinreichend breitbandiges Zeitbereichsgerät zeigt Hüllkurve, Verzerrung und Pulsdauer. Eine Triggerung hält periodische Verläufe stabil; die Pulsbreite wird zwischen den halben Amplitudenwerten bestimmt. |
| Resonanz und Anpassung | Ein VNA durchstimmt das Messobjekt und wertet Amplitude und Phase aus. Bei Z = R + jX ist R der Wirkteil; positives X ist induktiv, negatives X kapazitiv. Resonanz liegt bei verschwindendem Blindteil; größere elektrische Antennenlänge verschiebt sie zu tieferen Frequenzen. |
| Frequenz und Spektrum | Ein Zähler passt zu einem stabilen, unmodulierten Träger. Ein Spektrumgerät trennt dagegen Grundwelle und Harmonische nach Frequenz und Pegel. |
| HF-Leistung und Reflexion | Für den echten Effektivwert modulierter HF ist ein thermisches Verfahren besonders formunabhängig. Aus einer Sinus-Spitzenspannung folgt P = USpitze2 / (2 · R); Tastkopf- und Teilerfaktoren werden vorher auf die Lastspannung zurückgerechnet. Ein Richtkopplersystem trennt vor- und rücklaufende Welle; bei rein reellen Lasten ist das SWR das Verhältnis der größeren zur kleineren Impedanz. |
Bei Zahlenaufgaben werden Einheiten zuerst vereinheitlicht. Eine relative Frequenzabweichung wird mit der Arbeitsfrequenz multipliziert; ppm bedeutet Millionstel, Prozent Hundertstel. Der mögliche Anzeigebereich entsteht durch Abziehen und Addieren dieses Betrags. Soll bei USB eine obere Frequenzgrenze frei bleiben, werden höchste übertragene Tonfrequenz und mögliche positive Geräteabweichung gemeinsam als Abstand vom unterdrückten Träger berücksichtigt. Zwei gleichgerichtete relative Messfehler addieren sich bei einem Produkt nicht einfach: Die beiden Faktoren werden miteinander multipliziert.
Auflösungsvermögen und Genauigkeit sind ebenfalls verschieden. Eine längere Torzeit verkleinert den Zählschritt und verbessert damit das Auflösungsvermögen. Ob der Wert richtig liegt, hängt dagegen wesentlich von der Zeitbasis ab; deren Temperaturstabilisierung oder Synchronisierung verbessert die Genauigkeit. Bei HF-Tastköpfen und Diodendetektoren kommen Kennlinie, Frequenzgang, Teilerfaktor und Diodenabfall hinzu. Ohne Kalibrierwerte liefern sie eher eine indirekte oder ungefähre Leistungsbestimmung als einen universellen Präzisionswert.
Typische Prüfungsfallen
- Das vertrauteste Gerät wählen. Ein Zähler zeigt keine Kurvenform, ein Zeitbereichsgerät trennt keine einzelnen Spektrallinien, und eine Gleichspannungsanzeige bestimmt nicht ohne Weiteres Resonanz oder komplexe Impedanz.
- R und X arithmetisch addieren. Der Blindanteil trägt ein Vorzeichen und wird nicht wie ein zweiter ohmscher Widerstand behandelt; auch eine kleine Reaktanz macht eine Antenne nicht automatisch senduntauglich.
- ppm und Prozent mit demselben Zahlenfaktor einsetzen. Beide Angaben müssen erst in einen dimensionslosen Faktor umgerechnet und dann auf die aktuelle Frequenz bezogen werden.
- Eine längere Torzeit mit einer besseren Referenz verwechseln. Mehr Zählperioden verfeinern den kleinsten darstellbaren Schritt, beseitigen aber keine Drift der Zeitbasis.
- Einen modulierten Träger direkt zählen. Schwankende Momentanfrequenz oder mehrere Spektralkomponenten verhindern eine eindeutige Trägerprüfung; für die Zählung wird ein konstanter Träger verwendet.
- Beim SWR beliebige Maximal- und Minimalgrößen vergleichen. Richtungsgekoppelte Signale müssen vorwärts und rückwärts zur selben Messart gehören; bei einer reellen Last zählt das Impedanzverhältnis zum Leitungswiderstand.
Jetzt anwenden
Für ein digitales Multimeter ist folgende Angabe im Datenblatt zu finden: Kleinste Auflösung 100 μV, Innenwiderstand 10 MOhm in allen Messbereichen. Sie messen eine Spannung von 0,5 V. Welcher Strom fließt dabei durch das Multimeter?
- 200 nA
- 50 nA
- 10 nA
- 500 nA
Ein Spannungs- und ein Strommessgerät werden für die Ermittlung der Gleichstromeingangsleistung einer Schaltung verwendet. Das Spannungsmessgerät zeigt 10 V, das Strommessgerät 10 A an. Falls beide dabei im Rahmen ihrer Messgenauigkeit jeweils einen um 5 % zu geringen Wert anzeigen würden, würde man die elektrische Leistung um ...
- 10,25 % zu hoch bestimmen.
- 5 % zu hoch bestimmen.
- 9,75 % zu niedrig bestimmen.
- 5 % zu niedrig bestimmen.
Ein Transceivers zeigt Frequenzen im 2 m-Band auf 1 ppm genau an. Um wie viel kHz muss die an diesem Transceiver bei SSB-Betrieb (USB) eingestellte Sendefrequenz (Frequenz des unterdrückten Trägers) unterhalb von 144,400 MHz liegen, um das dort beginnende Bakensegment zu schützen, wenn die übertragene NF auf den Bereich 300 Hz bis 2,7 kHz beschränkt ist?
- 2,844 kHz
- 0,144 kHz
- 1,42 kHz
- 2,70 kHz