Die Gleichrichterschaltung

Abb. 4A Vereinfachte Darstellung der Senderteils des Demo-Sets.

Abb. 4A zeigt eine vereinfachte Schaltung des Senderteils. Die Senderleistung ist abhängig von der Stromentnahme durch die Sekundärspule des Transformators, also durch den Stromverbrauch des Empfängers. Generatorleistung = Senderleistung, also I-G = I-S. Die Leistung kann berechnet werden nach P = I-S x Ueff wobei Ueff = 0.707 x Umax ist, da es sich um Wechselstrom handelt.

Um die Leistung in diesem Stromkreis zu messen, ergänzt Meyl an den Punkten A und B die Schaltung durch einen zweiten Stromkreis, den Mess-Stromkreis (Abb. 4B). Der vom Generator gelieferte Strom I-G wird an den Punkten A und B in zwei Teilströme aufgeteilt: Den für die Senderleistung relevanten Strom I-S und den Strom I-M der vom dem Mess-Stromkreis selbst verbraucht wird.

 

 

 

Abb. 4B Vereinfachte Darstellung des Senderteils mit Zusatzschaltung zur Gleichspannungsmessung.
R = 100 Ohm

 

 

Das Stromkreisproblem

Meyl behauptet, die Senderleistung ließe sich berechnen, wenn man die Spannung U an den Punkten A und B misst. Nach Meyl läßt sich die Senderleistung mit der Formel U2 /100 Ohm berechnen. Das ist Unsinn! Mit dieser Formel könnte man lediglich die Leistung des Mess-Stromkreises messen und auch nur dann, wenn man es richtig machen würde.

 

Das Diodenproblem

Funktion der Gleichrichterschaltung: Eine positive Halbwelle des hochfrequenten Wechselstromes wird durch die Diode D1 auf den Lastwiderstand R geleitet und weiter durch Diode D4 wieder zurück. Entsprechend muß eine negative Halbwelle die Dioden D2 und D3 passieren. Die Schwellenspannung der Dioden liegt etwa bei 0,5 bis 0,7 V und stellt keinen scharfen Knick, sondern einen Übergangsbereich in der Kennlinie dar. Deshalb liegt am Widerstand R eine Spannung an, die dem Augenblickswert der Wechselspannung, vermindert um die doppelte Schwellenspannung der Dioden entspricht. Bei einem Maximalwert der Wechselspannung von 2 V gelangen nur Spannungen die etwa 1 V übersteigen an den Widerstand, bzw. zur DC-Mesung. Die gleichgerichtete Spannung kann am Ausgang "Gleichsp" als pulsierende Gleichspannung gemessen werden. In Meyls Originalschaltung wird die Spannung noch durch zwei Kondensatoren geglättet.

Eine Simulation der Schaltung mit den von Meyl verwendeten Dioden 1N4148 ist in Abb. 5 gezeigt. Die Simulation wurde mit dem Programm SiMetrix mit einer Wechselspannungsfrequenz von 10 kHz durchgeführt. Diese Frequenz, die wesentlich niedriger ist, als die von Meyl in seinem Set verwendeten Frequenzen, wurde hier eingesetzt, um die prinzipielle Wirkungsweise der Schaltung zu erläutern.

 

Abb. 5 Simulation der Schaltung bei einer Frequenz von 10 kHz

Die grüne Kurve ist die Wechselspannung, die rote die gleichgerichtete Spannung. Man erkennt, daß Anteile der Wechselspannung, die unter 1 V liegen, die Dioden überhaupt nicht passieren. Erst bei höheren Spannungswerten steigt die Gleichspannung bis auf ca. 500 mV an. In dem Frequenzbereich bei 10 kHz macht sich die hohe Sperrschichtkapazität der Diode1N4148 noch nicht bemerkbar. Bei den im Meyl'schen Demo-Set verwendeten hohen Frequenzen ist aber nicht einmal der Anteil messbar, der die Schwellenspannung der Dioden übersteigt, wie Abb. 6 zeigt.

 

Abb. 6 Simulation der gleichen Schaltung bei 10 MHz

Deutlich erkennbar sind die negativen Spannungspeaks. Am DC-Ausgang werden also zusätzlich Wechselspannungsanteile übertragen. Die Kurve gibt nur die prinzipiellen Zusammenhänge wieder. Die Eigenschaften der Dioden schwanken von einem Hersteller zum anderen.