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Oliver Arend

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Oliver Arend

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Beitrag 1886 [Alter Beitrag07. Februar 2001 um 15:47]

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Also, wie schon im Bericht über die Modellraketen-AG angesprochen, wollen wir über einen kleinen Sender und den Doppler-Effekt die Geschwindigkeit der Rakete messen (da kann man dann auch Höhe integrieren und so Scherze).
Ich bin kein Funkamateur, weiß also nicht, ob das, was ich jetzt schreibe, das genau wiedergibt, was mein Kumpel mir heute morgen erzählt und erklärt hat.
AM (Amplitude Modulation)-Funk - bei dem Tonfrequenz (NF) und Sendefrequenz (HF) einfach gemischt werden - hat als Signal normalerweise ein Unter- und ein Oberband sowie die Trägerfrequenz, welche 2/3 der Sendeleistung ausmacht. Nun gibt es jedoch auch die Modulationsart SSB (Single Sided Band), bei der ein (meist das Unter-) Band sowie die Trägerfrequenz weggelassen werden und das eigentliche "Datenband" (oder das mit dem Ton oder was man halt grad überträgt) daher mit wesentlich größerer Signalstärke übertragen werden kann, obwohl sich die eigentliche Sendeleistung nicht verändert. Die Bandbreite von SSB beträgt 2 kHz und erlaubt den Empfang von Tönen (in dieser Anwendung) zwischen 300 und 2300 Hz.
Der Plan ist nun, einen einfachen Sender einfach seine Trägerfrequenz, in unserem Fall im 70 cm-Bereich (für Physiker statt Funker: ca. 440 MHz), aus der Rakete auszustrahlen und diese mit einem SSB-Empfänger zu empfangen. Dieser Empfänger ist auf eine leicht unterhalb (ca. 2 KHz) der Trägerfrequenz des Sender liegende Frequenz eingestellt. Diese Trägerfrequenz wird vom Empfänger nun als Ton wahrgenommen, und die Differenz (bspw. 2000 Hz) ist als Ton wahrnehmbar. Bewegt sich die Rakete nun vom Empfänger weg, berechnet sich die neue Trägerfrequenz nach folgender Formel:
f = f0 * sqrt ((1+v/c)/(1-v/c))
- f0 ist die Normalfrequenz
- v ist die Geschwindigkeit der Rakete (muss negativ sein, da sich die Rakete entfernt)
- c ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellen (3x10^8 m/s)
Da die Rakete sich entfernt, wird die Frequenz niedriger, bei 100 m/s ca. 147 Hz. Dieser Frequenzunterschied ist im empfangenen Ton hörbar und wird außerdem aufgezeichnet. Aus der Frequenzänderung lässt sich nun die Geschwindigkeit berechnen, und aus den verschiedenen Geschwindigkeitswerten lassen sich Höhe, Beschleunigung usw. herauskriegen.
Was haltet Ihr davon?
Oliver
Neil

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Neil

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Beitrag 1887 [Alter Beitrag08. Februar 2001 um 08:01]

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Hi,
ihr wollt also die Sendefrequenz mit 2kHz modulieren. die 2kHz legt ihr auf einen Lautsprecher. Wenn die Rakete dann schneller wird, verändert sich der Ton hörbar.
Mmmmh?
Wenn der Effekt bei so diedrigen Frequenzen schon eine Rolle spielt, dann dürfte Telefonieren und Sprechfunk in Fhr oder FLugzeugen garnicht merh funktionieren oder extrem lustig werden:-).
In einem anderen Tread wurde der Dopplereffekt schon mal durchgekaut. Da bezogen sich aber die 150 Hz auf die Trägerfrequenz.
Ich würde für die ersten Experimente das Sendesignal und ein gleichschwingendes (im Ruhezustand) Referenzsignal auf einem Osziloskopen darstellen. Triggert man den Oszi auf die Referenzquelle, dann müßte das Sendesignal entweder nach links oder rechts wandern.
Bis dann.

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Stefan Wimmer

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Stefan Wimmer

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Beitrag 1888 [Alter Beitrag08. Februar 2001 um 09:58]

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Neil, Du scheinst da was falsch verstanden zu haben:
Bei dem von Oliver geschilderten Verfahren wird auch die Trägerfrequenz (genauer das Mischprodukt aus Trägerfrequenz und Modulationsfrequenz) ausgewertet.
Daß man beim (Funk-)Telefonieren und Sprechfunk nichts vom Dopplereffekt merkt liegt daran, daß die Eingangsbandbreite "normaler" Funkgeräte vergleichsweise riesig ist (und die Relativgeschwindigkeiten eher klein).
Amateurfunkgeräte haben jedoch Modi (SSB, CW) wo die Bandbreiten z.T. bis zu ein paar -zig Hertz reduziert werden können und sind daher in der Lage auch solche geringen Effekte nachzuweisen. Im Amateursatelliten-Verkehr müssen die Dopplershifts sehr wohl beachtet werden (zumindest in den Bändern ab 2m aufwärts).
HTH,
Stefan (DD6FM)

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Neil

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Neil

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Beitrag 1889 [Alter Beitrag08. Februar 2001 um 12:19]

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Hi,
hab ich dann wohl. Wenn das dann funktioniert ist es doch toll. Klingt dann wie in den Comicfilmen
Bis dann.

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Sebastian

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Sebastian

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Beitrag 1890 [Alter Beitrag08. Februar 2001 um 17:09]

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Nehmen wir mal an, man würde im Modellraketenbereich - also mit den hier doch eher geringen Geschwindigkeiten - beim Dopplerverfahren ein Messsignal mit hinreichender Genauigkeit bekommen, dann müsste doch die Messung der Geschwindigkeit immernoch genau in Richtung der aktuellen Flugbahntangente erfolgen. Ich will damit sagen: Für eine genaue Höhenbestimmung fehlt hierbei die Information der Flugrichtung.
Sebastian Zettl

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Beitrag 1891 [Alter Beitrag08. Februar 2001 um 18:14]

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Besser sind SMD-Quarze im Sendemodul: so erzielt man einen geringeren Frequenzfehler bei hohen Beschleunigungen.

Geändert von Sebastian Zettl am 30. Dezember 2006 um 12:12

Stefan Wimmer

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Stefan Wimmer

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Beitrag 1892 [Alter Beitrag09. Februar 2001 um 01:38]

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Zitat:
Original erstellt von Sebastian Zettl:
Bitte nicht lachen: ich teste meine Sender in der Waschmaschine.


...im Schleudergang?

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Neil

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Beitrag 1893 [Alter Beitrag09. Februar 2001 um 08:05]

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Hi,
neue Test für Weltraumtauglichkeitsbestimmung:
1. Schleudern in der Waschmaschine
2. 3h Dauertrocknen im Wäschetrockner
Die Parralelen zu der Wirklichkeit sind verblüffend:-)
Bis dann.

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Sebastian Zettl

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Beitrag 1894 [Alter Beitrag15. Februar 2001 um 21:41]

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Allerdings sind die meisten Batterien dort schnell trocken zentrifugiert - nach etwas 30 s geht dann elektronisch nichts mehr.

Geändert von Sebastian Zettl am 30. Dezember 2006 um 12:20

Peter

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Peter

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Beitrag 1895 [Alter Beitrag16. Februar 2001 um 07:34]

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Zitat:
Original erstellt von Sebastian Zettl:
Keine Bange: die Lauge bildet nur dann Wasserstoff, wenn sie mit Aluminium reagieren kann. Die meisten Waschmaschinen-Innereien sind aber aus Edelstahl.


Wie heißt es in der Werbung: Miele- die Entscheidung fürs Leben.
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