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2025-12-09T15:15:36Z

einen Satz präziser formuliert

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Ein '''Geradeausempfänger''' ist ein relativ einfaches [[Empfangsgerät]] für [[Radiowelle]]n, also beispielsweise ein [[Radio]], wie es vor allem in der Frühzeit dieser Technik verwendet wurde und heute nur noch in ganz speziellen Situationen eingesetzt wird. Im Unterschied zum später entwickelten [[Überlagerungsempfänger]] finden die Aktionen [[Bandpass|Frequenzselektion]], [[Verstärker (Elektrotechnik)|Hochfrequenzverstärkung]] und [[Demodulator|Demodulation]] auf derselben [[Frequenz]] – der Empfangsfrequenz – statt. Die Empfangsfrequenz gelangt „geradeaus“, also ohne [[Mischer (Elektronik)|Mischung]] (bzw. Umsetzung auf eine [[Zwischenfrequenz]]) zum [[Demodulator]].

Je nach Anzahl der [[Schwingkreis]]e, die zur Frequenzselektion eingesetzt wurden, nannte man sie auch [[Einkreiser]], Zwei- oder Dreikreiser. Auch eine Bezeichnung zum Beispiel in der Form 0-V-1 war üblich.
Dabei steht die ''0'' für die Anzahl der HF-Stufen, das ''V'' für die Gleichrichterstufe (Ventil, das ist der Demodulator) und die ''1'' für die Anzahl NF-Stufen. Es handelte sich hierbei also quasi um einen Detektorempfänger mit nachfolgendem Niederfrequenzverstärker.

== Geschichte ==
Geradeausempfänger für [[Langwelle|Lang-]], [[Mittelwelle|Mittel-]] und [[Kurzwelle]] waren bis zum Ende der 1950er-Jahre sehr verbreitet.

Klassische Beispiele für Geradeausempfänger sind der [[Detektorempfänger]] und der [[Audion]]empfänger. Die bekanntesten Geradeausempfänger in Deutschland waren die [[Volksempfänger]].

Auch die einfachen [[Pendelaudion]]s zum Anfang der 1950er-Jahre in den einfachen [[Ultrakurzwelle|UKW]]-Geräten waren noch Geradeausempfänger.

Mit dem sich etablierenden UKW-Rundfunk und der Zunahme der Anzahl der Sender verlor dieses Konzept an Bedeutung, weil leistungsstarke Radios für hohe und viele Empfangsfrequenzen unterschiedlicher Stärke mit Geradeaus-Empfängern nicht zu realisieren sind. Es ist schwierig, mehrere Schwingkreise exakt im Gleichlauf abzustimmen.

Empfänger in [[Funkuhr]]en, die die Zeitsignale von [[DCF77]] empfangen, sind Geradeausempfänger, wenn auch mit digitaler Frequenzselektion. Die niedrige, feste Empfangsfrequenz von 77,5 kHz gestattet eine stromsparende direkte [[digitale Signalverarbeitung]] und erfordert keine Frequenzumsetzung.

== Technik ==
[[Datei:Geradeaus empf.svg|mini|hochkant=3|Blockschaltbild eines Geradeausempfängers mit zwei Kreisen]]
Der Vorteil von Geradeausempfängern und Grund für die Anwendung dieser Technik ist der einfache Aufbau, zumindest wenn nur ein Schwingkreis vorhanden ist (beim Einkreiser). Bei mehreren abzustimmenden Schwingkreisen gibt es bei Festfrequenzempfängern keine Probleme, wohl aber, wenn eine Variation der Empfangsfrequenz gewünscht wird, denn dann wird der Aufbau wegen der Gleichlaufprobleme komplizierter. Ein Geradeausempfänger kann prinzipiell keine Nebenempfangsfrequenzen oder Pfeifstellen haben, unter denen ein Überlagerungsempfänger oft leidet.

Aus dem von der Antenne kommenden Signalgemisch wird mit einem [[Filter (Elektronik)|Filter]] ([[Schwingkreis]]) die gewünschte Empfangsfrequenz f<sub>e</sub> selektiert, das Hochfrequenzsignal wird verstärkt, eventuell nochmals gefiltert und direkt dem [[Demodulator]] zugeführt. Die Demodulation kann in einer getrennten Stufe mit einer separaten [[Diode]] erfolgen oder in der letzten HF-Stufe. Bei Röhren ist dabei zum Beispiel Gittergleichrichtung (wie bei den meisten Röhrenaudions) oder Anodengleichrichtung möglich.

Aus dieser Beschreibung lassen sich schon die größten Nachteile des Geradeaus-Empfängers ableiten:
* Wenn mehrere Frequenzfilter vorgesehen sind, müssen alle Filter genau die gleiche Mittenfrequenz haben und bei der Wahl unterschiedlicher Empfangsfrequenzen miteinander verstimmt werden (Gleichlauf). Dies wurde z. B. mit Hilfe von Mehrfach-[[Drehkondensator]]en erreicht, kann aber nur mit begrenzter Genauigkeit erfolgen.
* Wegen der Gleichlauf-Probleme ist es nahezu unmöglich, mit mehreren gekoppelten Schwingkreisen einen Filter mit wohldefinierter Durchlasscharakteristik (z. B. Bandpass mit steilem Abfall außerhalb des Frequenzbereichs) zu bauen.
* Die Bandbreite von Frequenzfiltern, die auf Schwingkreisen basieren, wird durch den [[Gütefaktor]] und die Mittenfrequenz bestimmt. Besonders bei hohen Frequenzen ([[Kurzwelle]]nbereich) ist es nahezu unmöglich, eine ausreichend schmale Bandbreite zu erreichen; der Empfänger hat dann eine zu geringe [[Trennschärfe]]. Bei durchstimmbaren Geradeaus-Empfängern ist außerdem die Bandbreite von der Frequenz abhängig, sollte aber bei einem Radioempfänger immer gleich sein.
* Da der Gütefaktor von abstimmbaren Schwingkreisen meist kleiner als 100 ist und mit steigender Frequenz abnimmt, sind Geradeausempfänger für UKW illusorisch, weil keine befriedigende Trennschärfe erreicht werden kann.
* Da das verstärkte Hochfrequenzsignal dieselbe Frequenz wie das Eingangssignal des Empfängers hat, kann das Ausgangssignal des Hochfrequenzverstärkers wieder von der Antenne aufgenommen werden und es kommt zu einer Rückkopplung. Da für den Demodulator eine gewisse Mindestspannung benötigt wird, kann dieses Problem nicht durch Reduktion der Hochfrequenz-Verstärkung behoben werden, sondern es ist hoher Aufwand für die Abschirmung und Entkopplung des Verstärkerausgangs vom Eingang nötig.
* Die meist zu geringe oder überhaupt nicht vorhandene Gesamtverstärkung erlaubt keine [[automatische Verstärkungsregelung]] wie im [[Überlagerungsempfänger]].

== Alternative ==
Die genannten Probleme können durch einen [[Überlagerungsempfänger]] („Superhet“) überwunden werden. Dabei macht man sich die Tatsache zunutze, dass bei der Mischung zweier Frequenzen mehrere Mischprodukte entstehen. Die erzeugten Frequenzen haben dabei die gleiche Modulation wie das Nutzsignal. Erzeugt man nun mit einem [[Oszillator]] eine Frequenz mit einem konstanten Abstand zur Frequenz des zu empfangenden Senders, benötigt man hinter dem Mischer nur noch [[Bandpass|Bandpässe]], die fest auf diese ''[[Zwischenfrequenz]]'' eingestellt sind. Die Zwischenfrequenz kann dabei so gewählt werden, dass Filter der gewünschten Bandbreite bei dieser Frequenz leicht realisierbar sind.

== Heutige Anwendungen ==
[[Datei:Zn414-basic-circuit.png|mini|hochkant=2.5|Schaltung eines Geradeausempfängers mit ZN414]]
Überlagerungsempfänger bieten bei tiefer Empfangsfrequenz keine Vorteile, wenn nur ein einzelner Funkdienst empfangen wird und die benötigte Bandbreite auch bei einem Geradeausempfänger mit Schwingkreisen erreicht werden kann. Nur wenn eine Temperatur- und Alterungsunabhängigkeit gefordert wird, greift man darauf zurück. Das gilt insbesondere für den Empfang des [[Zeitzeichensender|Zeitzeichen]]-Signals von [[DCF77]]. Aufgrund seiner Modulation sind keine Bandpass-Filter erforderlich, die Resonanzkreise sind als handelsübliche [[Quarzfilter]] erhältlich, wodurch eine ausreichende Temperatur- und Alterungsunabhängigkeit sichergestellt ist. Auch sehr einfache Empfänger für Fernsteuerungen mit geringer Reichweite werden noch als Geradeausempfänger gebaut. Ein weiteres Anwendungsgebiet sind drahtlose Haustürglocken sowie drahtlose Wetterstationen, die im 433-MHz-Bereich arbeiten.

Ein Beispiel eines Geradeausempfängers ist der [[Integrierte Schaltung|integrierte Schaltkreis]] ''ZN414'' von [[Ferranti]], welcher im Jahr 1972 vorgestellt wurde und in einem 3-poligen Gehäuse [[Liste von Halbleitergehäusen#Kunststoffgehäuse mit und ohne Kühlfahne|TO-92]] einen kompletten Geradeausempfänger für den Einsatz an einer 1,5 V-Batterie im Mittelwellen- und mit verminderter Empfindlichkeit auch im Langwellenbereich bietet.<ref name="zn414" /> Durch den einfachen Aufbau der extern notwendigen Schaltungsteile fand dieser IC unter anderem bei Radiobastlern Verbreitung. Eine weitere Anwendung im Hobbybereich ist der Empfang von [[Längstwellen]] mit der PC-[[Soundkarte]], wobei der Verstärker der Soundkarte die Rolle des „Hochfrequenz“-Verstärkers übernimmt.

In der weltweit ersten analog anzeigenden Funkarmbanduhr [[Junghans Mega]] wird das DCF77-Zeitsignal über eine Armbandantenne empfangen und mittels Geradeausempfänger mit Quarzfilter demoduliert.<ref>
{{Patent
| Land = DE
| V-Nr = 3516810A1
| Typ = Offenlegungsschrift
| Titel = Empfänger für amplitudengetastete Zeitzeichensignale
| A-Datum = 1985-05-10
| Anmelder = Junghans Uhren GmbH
}}
</ref>

Da die heutigen [[Analog-Digital-Umsetzer]] und [[Signalprozessor (Hardware)|digitalen Signalprozessoren]] bereits schnell genug arbeiten, um die Funktion des Mischers und der Filterung und Demodulation der Zwischenfrequenz zu ersetzen, können heute Empfänger gebaut werden, bei denen nur mehr für die Empfangsfrequenz ein Hochfrequenzverstärker benötigt wird, jedoch die anderen Bauteile eines [[Überlagerungsempfänger]]s wie bei den [[Software Defined Radio]]s nicht mehr benötigt werden. Diese Systeme werden jedoch nicht als Geradeausempfänger bezeichnet, weil bei der Umsetzung auf Digitalsignale mittels [[Sample-and-Hold-Schaltung]] eine Umsetzung auf eine niedrigere Frequenz erfolgt.

== Weblinks ==
{{Commonscat|Radio electronic diagrams|Geradeausempfänger}}

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="zn414">{{Webarchiv|text=ZN414 Datenblatt |url=http://www.g-pb.de/datasheets/ZN414.pdf |wayback=20120226032744 }} (PDF-Datei; 303 kB), abgefragt am 18. Juni 2012, engl.</ref>
</references>

{{SORTIERUNG:Geradeausempfanger}}
[[Kategorie:Funkempfänger]]

Geradeausempfänger - Versionsgeschichte

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