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Hochfrequenztechnik ArtikelDie Hochfrequenztechnik (auch HF-Technik) beschäftigt sich mit der Elektrotechnik bei hohen Frequenzen. Sie ist unter anderem ein Teilgebiet der
Früher unterschied man die HF-Technik von der NF-Technik (Niederfrequenztechnik). In der Radiotechnik war der HF-Teil die Antenne, der Antennenverstärker usw. Er umfasste alle Frequenzen oberhalb der Hörgrenze. Der Audioteil bis ungefähr 10-20 kHz gehörte zur Niederfrequenztechnik.
Heute kann man die Hochfrequenztechnik dadurch abgrenzen, dass hier die Bauteil- und Baugruppengröße in dem Bereich der Wellenlängen der benutzten Frequenzen ist. Bei niederen Frequenzen kann man Schaltungen mit diskreten Bauteilen wie Widerständen, Kondensatoren und Spulen, aber auch Transistoren und Röhren aufbauen. Jedes Bauteil kann dabei als eigenständiges elektrisches Element mit nahezu idealen Merkmalen (Widerstand, Kapazität, Induktivität) betrachtet werden.
 ein Feldeffekttransistor (links) und sein HF-Ersatzschaltbild (rechts) Bei höheren Frequenzen werden parasitäre (=zusätzliche) Merkmale stets wichtiger. Beim Einsatz von HF-Transistoren müssen z.B. Ersatzschaltbilder eingesetzt werden, die zusätzliche Widerstände, Kapazitäten oder Induktivitäten enthalten.
Bei noch höheren Frequenzen unterscheiden sich die Baugruppen, da hier die elektromagnetischen Wellen mit entsprechend kurzen Wellenlängen für das Verhalten wichtig sind. Es existieren neue Bauteile wie Antennen, Hohlleiter, Wanderfeldröhren.
Für die Abgrenzung kann heute keine Frequenz mehr angegeben werden. Sie hängt auch von der Größe des jeweiligen Anwendungsfalls ab. In dem Extremfall gehören Stromversorgungsleitungen mit 50 bzw. 60 Hz bereits zur HF-Technik, wenn weite Strecken überbrückt werden. Hierzu gehören die Überlandleitungen in Kanada. Auf elektronischen Leiterkarten beginnt der Hochfrequenzbereich bei etwa 100 MHz, die bei digitalen Signalen ab etwa 10 MBit/s vorkommen. Innerhalb von Mikrochips gehören einige 100 MHz über sehr kurze Strecken noch zu dem Niederfrequenzbereich.
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| Niedrige Frequenzen
| HF-Technik, mittlere Frequenzen
| HF-Technik, hohe Frequenzen
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| Bauteile
| Diskrete Bauteile (Widerstände, Transistoren)
| Diskrete Bauteile, speziell für HF-Technik (z.B. HF-Transistoren)
| Spezielle Bauteile (Antennen, Wanderfeldröhren)
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| Leiterkarten
| Beliebige Leiterbahnführung
| Spezielle Leiterbahnführung, Abschlusswiderstände
| keine
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| Theorie
| RLC-Netzwerke, Schaltungstechnik
| Diskrete Bauteile mit Ersatzschaltbild in RLC-Netzwerken, speziell geformte Leiterbahnen mit Ersatzschaltbild
| Maxwellsche Gleichungen
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| Frequenzen und Wellenlänge
| niedrige Frequenz, sehr große Wellenlänge
| Wellenlänge in dem Bereich der Bauteilgröße (bis etwa zu dem Zehnfachen der Größe)
| Wellenlänge kleiner als Bauteilgröße
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| Beispiele
| Audioverstärker,
RS-232 Datenübertragung
| Antennenverstärker, Netzwerkkarte
| Antenne, Ethernetkabel
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Buch-Tipp: CATIA V5 - Konstruktionsprozesse in der Praxis. Vom Entwicklungsschnitt zum Bauteil Konstruktionsprozesse und nicht ca. V5-Funktionsbeschreibung Dieses Buch ist eines der ganz wenigen Bücher über CATIA V5, die nicht einfach ca. die Dassault Dokumentation umgeschrieben haben. Man sollte daher einerseits mit dem System V5 bereits sehr gut vertraut sein und andererseits das Buch wirklich konzentriert lesen, um den Vorteil... Beispiel: Hauptplatine von Computern | |
Elektromagnetische Wellen in dem Vakuum pflanzen sich mit Lichtgeschwindigkeit fort, also mit etwa 300 Tausend km/s. Auf elektronischen Leiterkarten ist ihre Geschwindigkeit etwas kleiner, ca. etwa die Hälfte bis 2/3 dieser Geschwindigkeit.
Die ersten PCs der Firma IBM liefen mit 4.77 MHz. Zur sauberen Signalübertragung müssen etwa 10fach höhere Frequenzen auf der Platine übertragen werden, also ungefähr 50 MHz. Die Wellenlänge einer elektromagnetischen Welle mit dieser Frequenz und 200 Tausend km/s beträgt über vier Meter. Da die Hauptplatine viel kleiner ist, können die Leiterbahnen beliebig ausgeführt werden, gegebenenfalls auch krumm und mit unterschiedlicher Länge. Sie können als normale Drähte aufgefasst werden.
Neuere PCs arbeiten auf der Platine mit 133 MHz oder sogar 266 MHz, die Wellenlängen der benutzten Signale liegen hier in dem Bereich von etwa 10 cm. Da die Leiterbahnen ebenfalls ungefähr so lang sind, müssen sie hier als HF-Bauteile aufgefasst werden. Ihre Leitungsführung und -länge ist daher für die Funktion sehr wichtig. Außerdem muss ihr Wellenwiderstand (Impedanz) berücksichtigt werden. Um Reflexionen zu vermeiden, muss am Leitungsende ein Abschlusswiderstand vorhanden sein.Siehe auch: LeitungstheorieKategorie:Nachrichtentechnik
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