Arbeitet der Hauptverstärker eines Radiosenders mit Lichtgeschwindigkeit?

Ich habe einen Streit mit einem Klassenkameraden und wir können uns nicht einigen.

Er sagt mir, dass es für den Verstärker eines Radiosenders nicht möglich ist, das Eingangssignal "sofort" (mit Lichtgeschwindigkeit) zu verstärken, weil sie mit sehr großen Leistungen (zig Kilowatt) arbeiten und man die Elektronen nicht beschleunigen kann das schnell.

Ich bestehe darauf, dass es, da es sich um ein analoges Gerät handelt, mit Lichtgeschwindigkeit arbeitet und dass Sie nicht die einzelnen Elektronen beschleunigen müssen, sondern nur die elektrischen / magnetischen Felder.

Wer von uns beiden hat in diesem speziellen Fall recht? Gibt es eine Verzögerung bei der Verstärkung eines Signals für einen Hochleistungs-Radiosender? Der Radiosenderteil ist wichtig. Er stimmt zum Beispiel zu, dass ein typischer Heim-Audio-Verstärker unverzögert ist.

Es wäre großartig, wenn Sie einen Referenzlink für eine Antwort bereitstellen könnten (falls möglich). Wikipedia wäre gut. Aber verschwenden Sie nicht Ihre Zeit mit der Suche nach einem.

Antworten (8)

Es kommt wirklich darauf an, wovon du sprichst.

Das Signal breitet sich in den Kabeln, die mit der Antenne verbunden sind, nicht mit Lichtgeschwindigkeit aus. Kabelausbreitungsgeschwindigkeiten liegen beispielsweise oft bei etwa 2/3 der Lichtgeschwindigkeit.

Es bewegt sich auch nicht mit Lichtgeschwindigkeit durch einen Verstärker. Jede Filterung verursacht beispielsweise eine kleine Verzögerung , weshalb Filter im digitalen Bereich mit Verzögerungsleitungen implementiert werden. (Es ist auch nicht sofort über einen Heim-Audioverstärker, also liegen Sie beide falsch.) : D

Nachdem es die Antenne verlassen hat, sollte es sich mit Lichtgeschwindigkeit in der Luft fortbewegen, was fast c ist, und ich kenne keinen Grund, warum dies mit der Energiemenge variieren würde. Die Sonne sendet viel mehr elektromagnetische Energie aus als ein Funkturm und bewegt sich immer noch mit c durch den Weltraum.

Hochleistungs-HF-Verstärker sind immer noch ventilbasiert, daher würde es auch eine Verzögerung vom Empfang eines Eingangssignals am Gate bis zum Erkennen einer Änderung der Ausgangsleistung an der Elektrode geben, basierend auf der Geschwindigkeit, mit der sich die Elektronen durch das Vakuum zwischen ihnen bewegen.
Hmm wirklich? Die Geschwindigkeit, mit der sich Elektronen bewegen, ist normalerweise nicht relevant für die Geschwindigkeit, mit der sich Signale bewegen.
@endolith, bei vielen Verstärkern, meines Wissens keine Vakuumröhren, aber bei solchen, die Minderheits- und Mehrheitsübertragungen nutzen, gibt es eine Übergangszeit für die Reise der Träger. Bei einer Vakuumröhre wie einer Tetrode ist das nicht der Fall.
@Kortuk: Aber wirkt sich das auf das Signal aus? Das Signal wird von elektrischen Feldwellen getragen, nicht von den Ladungsträgern selbst.
@endolith, vergib mir, wenn ich dich falsch verstanden habe. Ich bezog mich auf die Tatsache, dass sie einen messbaren Einfluss auf die Ausgabe haben. Nach jeder Einschaltperiode, wenn Sie eine Diode in Sperrrichtung vorspannen, bleibt sie nur einen Moment lang eingeschaltet, während sich die Träger auflösen.
@ Kortuk: Ich verstehe nicht. Können Sie eine Beispielschaltung geben oder beschreiben, wie sie das Signal beeinflusst?

Sie können die Elektronen nicht so schnell beschleunigen.

Ich denke, das Problem liegt in einem Missverständnis. Die Elektronen bewegen sich nicht mit Lichtgeschwindigkeit. Wenn Sie ein einzelnes Elektron, das in einen Draht eintritt, „markieren“ und dann spüren könnten, wann es austritt, könnten Sie es mit einer Stoppuhr in einem Kabel mit angemessener Länge messen.

Die Wirkung des Elektrons, also der Welle, die entsteht, wenn ein Elektron in einen Leiter geschoben wird, ist am anderen Ende des Leiters fast mit Lichtgeschwindigkeit zu spüren, aber das einzelne Elektron, das Sie auf das Kabel geschoben haben wird dort aufgrund von Strom, Spannung usw. einige Zeit nicht angezeigt.

Der Verstärker beschleunigt Elektronen also nicht annähernd auf Lichtgeschwindigkeit. Es induziert Wellen in den Elektronen in den Kabeln oder Verstärkern, die von den Halbleitern erfasst werden, die Wellen in anderen Kabeln und anderen Halbleitern induzieren.

Bei jedem Verstärker gibt es eine gewisse Verzögerung, die jedoch so gering ist, dass sie für das menschliche Ohr nicht wahrnehmbar ist.

Beachten Sie, dass, wenn der Verstärker eine erhebliche Verzögerung einführt, BBC-Sendungen auf NPR-Stationen in den USA viel mehr verzögert würden als die paar hundert ms, die es bereits sind.

Die Elektronen werden niemals am anderen Ende erscheinen, da es Wechselstrom ist und sie sich nur hin und her bewegen.
Und eine Stoppuhr ist nicht wirklich notwendig. „Zum Beispiel beträgt die Driftgeschwindigkeit für einen Kupferdraht mit einem Radius von 1 mm, der einen Dauerstrom von 10 Ampere führt, nur etwa 0,024 cm/s.“ Ein Elektron würde also etwa eine Stunde brauchen, um einen Meter weit zu reisen.
@endolith - Ich fand es sehr langsam, ich konnte mich nur nicht an den Unterricht von vor so langer Zeit erinnern. In diesem Fall ist es Wechselstrom, also erscheint es selbst bei kurzen Drähten nicht, aber in winzigen Siliziumverstärkern mit Macht.
Elektronen, die sich schneller als die Lichtgeschwindigkeit in einem Medium bewegen, verursachen ein kühles blaues Leuchten

Das Signal kann sich schnell ausbreiten, die Elektronen jedoch nicht. Google Elektronendriftgeschwindigkeit. Geschwindigkeiten werden in cm pro Sekunde oder vielleicht cm pro Stunde gemessen. Hier ist ein ziemlich guter Hit http://www.eskimo.com/~billb/miscon/speed.html

+1, dieser Artikel hat mich dazu gebracht, klarer über dieses Thema nachzudenken.

Tatsächlich müssen Sie die Elektronen in der aktiven Komponente des Verstärkers bewegen, beispielsweise dem Übergang eines Bipolartransistors, da die Verstärkungswirkung davon abhängt. Der Übergang ist klein, aber Sie erhalten immer noch eine Verzögerung im Pico- bis Nanosekundenbereich.

Entlang von Drähten läuft das Signal in diesem Medium mit Lichtgeschwindigkeit, die etwas geringer ist als die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum.

Ich denke, die Antwort hängt von den Medien ab und nicht von der Amplitude des Ausgangssignals. in diesem Fall die Verstärker und nicht das Signal.

Elektromagnetische Wellen (wie die beschriebenen Signale) bewegen sich mit der Geschwindigkeit von:

(Lichtgeschwindigkeit) / sqrt(Durchlässigkeit_des_Materials * Durchlässigkeit_des_Materials)

Die Geschwindigkeit des Signals hängt von der Permittivität (elektrische Eigenschaft) und der Permeabilität (magnetische Eigenschaft) des Mediums ab, nicht von Eigenschaften des Signals selbst (seine Amplitude, Frequenz, Phasenverschiebung). Es hängt also von den Verstärkern selbst und den Unterschieden in der Permittivität und / oder Permeabilität zwischen den beiden ab, aber nicht von der Amplitude des Ausgangssignals.

Ihre Argumentation ist in diesem Fall besser als die Ihres Freundes.


Quelle: http://wiki.answers.com/Q/Do_all_electromagnetic_waves_travel_at_the_same_rate

Um das Argument Ihrer Freunde zu entlarven, beginnen Sie mit einem einzelnen Verstärker mit geringer Leistung. Er stimmt zu, dass es schnell funktioniert. Nehmen Sie nun 1000 dieser Verstärker und verbinden Sie ihre Ausgänge miteinander. Offensichtlich arbeitet jeder genauso schnell wie der einzelne, also arbeiten sie zusammen immer noch genauso schnell.

Die Prämisse ist falsch; „Low-Power“-Verstärker sind auch keineswegs „unverzögert“.
Lies den ersten Satz der Frage noch einmal.
Beide Diskussionsparteien irren sich zutiefst - "Er stimmt zum Beispiel zu, dass ein typischer Heim-Audio-Verstärker sofort funktioniert." - zeigt an, dass keiner versteht, wovon sie sprechen.
Stimmt, aber das Argument "weil sie mit sehr großen Kräften arbeiten" kann immer noch durch eine einfache Argumentation widerlegt werden - es sind keine tiefen Elektronikkenntnisse erforderlich.

Es scheint diese Fixierung darauf zu geben, wie schnell sich Elektronen oder Signale in Drähten bewegen. Dies stellt zwar eine grundlegende untere Grenze für die Ausbreitungsverzögerung durch einen Verstärker dar, wird jedoch in den meisten Verstärkern von anderen Verzögerungen überschwemmt. Die einzelnen aktiven Komponenten des Verstärkers haben eine größere Verzögerung, und dann gibt es eine Verzögerung, die mit der Bandbreite des Verstärkers verbunden ist. Normalerweise gibt es absichtliche Bandbreitenbegrenzer im Pfad, die die größte Input-to-Output-Verzögerung darstellen.

Der Grund für die absichtlichen Bandbreitenbegrenzer ist, sie vorhersagbar zu machen. Einzelne Transistoren oder andere aktive Geräte können erheblich variieren. Die Geräte werden so ausgewählt, dass sie bis zur beabsichtigten oberen Frequenz oder Bandbreite noch gut funktionieren. Die Bandbreiten- oder Frequenzbegrenzer garantieren dann, dass den aktiven Geräten nur Frequenzen präsentiert werden, die sie verarbeiten können. Wenn Sie ihnen Frequenzen außerhalb dieses Bereichs geben, können alle möglichen unerwünschten nichtlinearen Effekte auftreten.

Insbesondere ein Funksender hat eine sehr sorgfältig abgestimmte und normalerweise scharfe Grenzbandbreitenbegrenzung auf seinem modulierten Signal. Dafür gibt es praktische Gründe, aber auch rechtliche Gründe. Das Spektrum eines übertragenen Signals hängt teilweise von der Bandbreite des Modulationssignals ab, und es gibt gesetzliche Anforderungen, wie breit diese Bandbreite sein darf. Wenn das modulierte Signal im Sender nicht bandbreitenbegrenzt wäre, würde das abgestrahlte Signal von dem zugewiesenen Band auf ein einer anderen Station zugewiesenes Band überlaufen, was natürlich nicht erlaubt ist.

Der Signalweg vom Eingang eines Funksenders zum gesendeten Signal hat also aus verschiedenen Gründen immer eine gewisse Verzögerung.

Verstärker und Sender von Radiosendern arbeiten nicht mit Schallgeschwindigkeit, daher hören Sie das Radio am anderen Ende, während Fernsehverstärker und -sender mit Lichtgeschwindigkeit arbeiten, da Sie die Bilder am anderen Ende sehen können .....

(Entschuldigung, konnte nicht anders, als meinen trockenen Humor hinzuzufügen, da die Frage bereits richtig beantwortet wurde)

Ich möchte diese Antworten nicht mit einer positiven Bewertung fördern, aber das hat mir gefallen, also mental +1 für Sie. Als Kommentar wohl besser geeignet :)