Wie funktioniert dein Radio?

IN DEN Vereinigten Staaten wurde 1920 der erste Rundfunksender in Betrieb genommen. Bis 1925 betrug die Zahl der Rundfunkempfänger in Amerika bereits 3 Millionen, im Jahre 1940 über 45 Millionen, und jetzt soll diese Zahl schätzungsweise 275 Millionen betragen. Das ergibt mehr als einen Rundfunkempfänger je Einwohner! Aber obschon das Radio so populär ist, wissen nur wenige, wie es funktioniert. Hättest du das auch gerne gewußt?

Vielleicht sitzt du, während du diese Abhandlung liest, in einem bequemen Sessel und hast dazu das Radio leise laufen. Wir wollen einmal den Weg verfolgen, den diese Musik vom Rundfunkstudio bis in deine Wohnung zurücklegen muß.

Übertragen von Musik

Die Musik rührt von einem Orchester her, das im Studio spielt. Die Klänge der Musik werden durch die Luft zum Mikrophon übertragen. Der Schall wird eigentlich hervorgerufen durch geringe Druckschwankungen der Luft. Das Ohr registriert diese Schwankungen und ermöglicht es einem, die Musik zu hören. Auch das Mikrophon reagiert auf diese Druckschwankungen und wandelt diese Schallwellen in elektrische Wechselspannungen oder elektrische Schwingungen um, die den Schallwellen entsprechen.

Das Mikrophon führt somit den ersten grundlegenden Schritt im Umwandeln des Schalls in eine elektrische Form aus. Es gibt verschiedene Arten von Mikrophonen, aber wir wollen näher prüfen, wie das Tauchspulenmikrophon arbeitet. Die beigefügte Zeichnung wird dir helfen, dir die verschiedenen Teile, aus denen es besteht, vorzustellen.

Die Membran ist aus einem leichten Material, das durch die Schallwellen, die die Musik erzeugen, in Schwingung versetzt wird. Das bewirkt, daß sich eine kleine Drahtspule hin und her bewegt, da sie starr mit der Membran verbunden ist. Die Spule bewegt sich durch ein starkes Magnetfeld, das von einem Dauermagnet erzeugt wird, hin und her, und dadurch entstehen in der Spule elektrische Schwingungen, die den Schallwellen entsprechen. Diese elektrischen Wellen sind sehr schwach und müssen daher verstärkt werden. Das geschieht durch Röhren oder Transistoren.

Vom Studio aus werden die elektrischen Wellen dem Sender zugeführt. Bei kleinen Radiostationen befindet sich der Sender vielleicht im Studio selbst. Größere Stationen haben gewöhnlich starke Sender außerhalb der Stadt, weit weg von hohen Gebäuden und anderen Hindernissen, die ihre Übertragungen stören könnten.

Der Sender besteht aus einer elektrischen Anlage, die Radiowellen erzeugt und diese mit den vom Mikrophon erzeugten elektrischen Wellen verbindet. Bei dieser Verbindung können zweierlei Wellenarten erzeugt werden, amplitudenmodulierte (AM) Wellen (Lang-, Mittel- und Kurzwellen) oder frequenzmodulierte (FM) Wellen (UKW).

Bei der Amplitudenmodulation ändert sich die Schwingungsweite der Welle, bei der Frequenzmodulation ihre Schwingungszahl. Der Vorzug einer AM-Welle ist die große Reichweite, denn sie ist eine Langwelle und breitet sich entlang der Erdoberfläche aus. Die FM-Wellen dagegen reichen nicht so weit, weil sie sich nicht längs der Erdoberfläche ausbreiten. Der Vorteil der FM-Welle gegenüber der AM-Welle ist ihr störungsarmer Empfang.

Nachdem die elektrischen Wellen und die Radiowellen im Sender kombiniert worden sind, um modulierte Wellen zu bilden, werden die modulierten Wellen der Senderantenne zugeführt. Die Antenne erreicht manchmal eine Höhe von 50 Metern und mehr. Von dieser Antenne werden die Wellen nach allen Richtungen ausgestrahlt; sie breiten sich aus wie die Wasserwellen, die hervorgerufen werden, wenn man einen Stein in ruhiges Wasser wirft. Diese modulierten Wellen tragen die Schall-Last der im Studio erzeugten Musik.

Da es in den Vereinigten Staaten Tausende von Rundfunksendern gibt, mag man sich fragen, wie es möglich ist, daß sich diese Sender gegenseitig nicht stören. Im Jahre 1927 wurde die „Federal Radio Commission“ gegründet, um die Frequenzen für die einzelnen Sender festzulegen; diese Kommission wurde 1934 durch die „Federal Communications Commission“ ersetzt.

Diese Kommission teilt den Sendern einen bestimmten Kanal oder eine Frequenz zu, die diese benutzen dürfen, eine andere Frequenz zu benutzen, als einem zugeteilt ist, ist ein Vergehen, das nach Bundesgesetzen strafbar ist. Die einem Sender zugeteilte Frequenz ist als Zahl auf der Senderskala deines Radios vermerkt. Die Frequenz eines Mittelwellensenders mag 550 bis 1 600 kHz betragen.

Empfang der Musik

Die Wellen, die von den Radiostationen ausgestrahlt werden, sind überall um uns herum. Wir können sie nicht sehen, aber sie sind vorhanden. Wie kann denn das Radio die Wellen aussondern, die die Musik befördern, die du hören möchtest, und diese Wellen in Ton umwandeln? Wir wollen sehen.

Als erstes muß der Rundfunkempfänger die Wellen empfangen. Der Empfang erfolgt über die Antenne. Sie entspricht dem Ohr des Menschen. Heute haben die meisten Rundfunkempfänger eine eingebaute Antenne, Autoradios allerdings haben oft eine Außenantenne. Eine Außenantenne vermittelt einen besseren Empfang für die ankommenden schwächeren Signale.

Die Radiowellen, die vom Radiosender in die ganze Umgebung ausgestrahlt werden, erzeugen ein schwaches elektrisches Signal oder einen Druck, wenn sie auf deine Radioantenne auftreffen. Da von der Antenne Wellen zahlloser Sender an deinen Rundfunkempfänger übermittelt werden, müssen die Wellen, die die Musik befördern, die du hören möchtest, aus den übrigen herausgesiebt werden. Wie geschieht das?

Das geschieht mit Hilfe einer Vorrichtung in deinem Rundfunkgerät, die Abstimmkondensator genannt wird. Der Abstimmknopf an deinem Rundfunkgerät kann bewegt werden, so daß der Kanal oder die Frequenz des Senders gewählt werden kann, der die gewünschte Musik sendet. Abstimmen ist daher nichts anderes als das Aussondern einer Frequenz aus allen übrigen. Aber früher ist das nicht so einfach gewesen wie heute.

Vor Jahren, als die Rundfunktechnik noch nicht so weit war wie heute, gehörte die geringe Trennschärfe zu den großen Schwächen des Rundfunkempfangs. Wenn die amerikanische Marine die SOS-Signale eines Schiffes, das in Seenot war, auffangen wollte, mußten die kommerziellen Sender vorübergehend ihre Sendung unterbrechen, damit die Empfänger der Marine die Radiobotschaft störungsfrei empfangen konnten. Heute besteht das Problem, daß der Empfang durch andere Sender gestört wird, selten. Das ist so, weil man heute meistens die Empfängerart hat, die man als Überlagerungsempfänger oder Super bezeichnet. Dieser hat eine so große Trennschärfe, daß man durch keinen anderen Sender gestört wird.

Wenn der Abstimmkreis den gewünschten Sender ausgewählt hat, werden die modulierten Wellen durch eine Röhre (oder einen Transistor) in der Mischstufe in eine geringere Frequenz umgewandelt. Darauf werden die Wellen durch Röhren oder Transistoren im ZF(Zwischenfrequenz)-Verstärker weiter verstärkt.

Nachdem die modulierte Welle genügend verstärkt ist, gelangt sie in einen Detektor. In dieser Röhre wird die Radiowelle, die vom Sender erzeugt worden ist und als Trägerwelle gedient hat, von der elektrischen Welle getrennt. Nun ist nur noch die elektrische Welle übrig. Es ist die Welle, die im Mikrophon des Rundfunkstudios durch die Druckschwankungen, hervorgerufen durch die Orchestermusik, erzeugt worden ist.

Wenn die Wellen den Detektor verlassen, sind sie sehr schwach, daher müssen sie wieder verstärkt werden. Um dieses Ziel zu erreichen, werden die elektrischen Wellen einem Spannungsverstärker zugeführt, der sich in der gleichen Röhre befindet wie der Detektor. Darin wird die Spannung verstärkt und einer Kraftendstufe zugeführt, die mit dem Lautsprecher verbunden ist.

Der Lautsprecher ist das letzte Glied in der Kette zwischen den musikalischen Schwingungen, die das Mikrophon im Rundfunkstudio aufgenommen hat, und den Hörern in der Wohnung. Er formt die jetzt sehr starken elektrischen Wellen in mechanische Schwingungen um. Das geschieht durch eine Umkehrung des Vorgangs im Mikrophon.

Im Lautsprecher ist der Permanentmagnet starr, und eine Drahtspule, Schwingspule genannt, ist verbunden mit der Endstufe des Endverstärkers. Der Spule, die an dem Trichter festgemacht ist, wird Strom zugeführt. Dieser bewirkt, daß der Trichter, der gewöhnlich aus Pappe besteht, sich nach innen oder außen bewegt und dadurch Schwankungen mechanischer Natur erzeugt. Diese Schwankungen erzeugen dann Druckschwankungen in der Luft deines Zimmers, die denen entsprechen, die die Musik im Studio erzeugt hat.

Auf diese Weise vernimmst du die schöne Hintergrundmusik, während du dich in deinem bequemen Stuhl entspannst! Der Rundfunk ist wahrlich eine erstaunliche Errungenschaft.

[Diagramm auf Seite 24]

(Genaue Textanordnung in der gedruckten Ausgabe)

Schematische Zeichnung eines Tauchspulenmikrophons

PERMANENTMAGNET

WEICHEISENJOCH

MEMBRAN UND TAUCHSPULE

[Diagramm auf Seite 25]

(Genaue Textanordnung in der gedruckten Ausgabe)

Das Innere eines Rundfunkempfängers, von oben gesehen

DEMODULATOR

ZF-VERSTÄRKER

ABSTIMMKONDENSATOR

ENDSTUFE

MISCHSTUFE

LAUTSPRECHER

GLEICHRICHTER

ANTENNE