Ein Schaltungsklassiker - die Meissnerschaltung
Eine elektromagnetische Schwingung, die nach wenigen Schwingungsvorgängen ihre gesamte Energie aufgebraucht hat und deshalb endet, ist für praktische Anwendungen kaum geeignet. Damit die Schwingung andauert, muss der Energieverlust bei jeder Schwingung ersetzt werden. Dazu muss der Schwingkreis im richtigen Moment mit der Spannungsquelle verbunden werden. Das leistet z.B. die Meissnerschaltung. Meissner war nicht der erste, der eine solche Schaltung erfunden hat. Seine Schaltung wurde aber sehr populär. Meissner war zusammen mit Hans Bredow einer der Pioniere des deutschen Rundfunks. Mehr dazu findet man im Internet.
Das Oszilloskop zeigt den Verlauf der erzeugten Schwingungen. Man erkennt, dass es sich nicht um eine harmonische (sinusförmige) Schwingung handelt. Das liegt an der Wahl der Bauteile. Entfernt man den Eisenkern, dann steigt die Schwingungsfrequenz an und die Form der Kurve nähert sich der Sinuskurve an.
Die klassische Meissnerschaltung von 1913 arbeitet mit einer Elektronenröhre, die hier links oben auf der Stromversorgung steht. Man erkennt nur ihr Schaltsymbol. Der eigentliche Schwingkreis besteht aus der rechten Spule und einem Kondensator, der hier direkt rechts neben der Röhre montiert ist (weiße Kabel). Die technischen Daten dieser beiden Bauteile legen die Schwingungsfrequenz fest (Thomsonformel). Die hier gezeigte Schaltung erzeugt hörbare Schwingungen, wenn man den Eisenkern ein wenig ankippt und so als Lautsprecher benutzt . Mit kleineren Spulen und Kondensatoren kann man hochfrequente Schwingungen erzeugen, die als Trägerwelle für den Rundfunk brauchbar sind. Die linke Spule (Rückkopplungsspule) empfängt das Magnetfeld des Schwingkreises. In ihr wird deshalb eine Spannung induziert, mit der die Röhre gesteuert wird (weißes Kabel zum Gitteranschluss der Röhre).
Die Röhre arbeitet als sehr schneller Schalter ohne mechanische Teile, der den Schwingkreis immer im richtigen Moment mit der Spannungsquelle verbindet. Vertauscht man die Anschlüsse der Rückkopplungsspule, kommt keine Schwingung zustande. Eine einfache Elektronenröhre (Triode) hat drei Elektroden: eine Anode (positiver Anschluss, oben), eine elektrisch beheizte Kathode (negativer Anschluss, unten) und ein Steuergitter dazwischen. Im Prinzip kann in der Röhre ein Elektronenstrom von der Kathode zur Anode durch das Vakuum und die "Maschen" des Gitters fließen. Wenn aber an das Gitter eine negative Spannung angelegt wird, wird der Strom geschwächt oder ganz unterdrückt. Mit einer Spannung am Gitter kann also der Strom durch die Röhre geschaltet werden. Weil die Information über den richtigen Schaltmoment aus dem Schwingkreis entnommen wird und über die Röhre wieder auf den Schwingkreis wirkt, spricht man von einer Rückkopplungsschaltung.
Das letzte Photo zeigt das Oszilloskopbild einer Schwingung
Meissners Schaltung wurde in frühen Rundfunksendern genutzt. Als wesentliche Bestandteile fehlen dazu noch eine Modulationseinrichtung und eine Antenne.
Aufbauhinweise
