Empfänger

Gesamtkurs A

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Aufbau eines Empfängers

1) Kurzbeschreibung: Blockschaltbild mit Signalfluss von links nach rechts: Antenne („1“), Filter („2“), Verstärker („3“), Gleichrichter („4“), weiterer Verstärker („5“), Lautsprecher („6“).
<ol start= — Abbildung NEA-13.1.1: Blockdiagramm eines einfachen Empfängers

* Nimmt Vielzahl von Funkwellen auf * Leitet sie als elektrische Schwingungen weiter

2. Bandpassfilter

* Lässt nur gewünschten Frequenzbereich durch * Sperrt alle anderen ungewünschten Frequenzen

3. HF-Verstärker

* Verstärkt das herausgefilterte Signal

4. Demodulator

* Zurückgewinnung des ursprünglichen Signals, z.B. Sprachsignal * Ergebnis ist das Niederfrequenz-Signal (NF)

5. NF-Verstärker

* Verstärkt das demodulierte Signal * NF-Verstärker zum Verstärken des Signals für den Lautsprecher

6. Lautsprecher

* Wandelt elektrische Schwingung in Schallwelle um * Signal wird wieder hörbar gemacht

Je nach Aufbau haben Empfänger unterschiedliche Eigenschaften
Wichtige Eigenschaft: Empfindlichkeit
Fähigkeit, schwache Signale zu empfangen
Je empfindlicher, umso schwächere Signale können empfangen werden

Detektorempfänger

Einer der ersten und einfachsten Empfänger für AM
Energie wird direkt aus dem empfangenen Signal gezogen
Nur im Lokalbereich von starken Rundfunksendern nutzbar

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<p>Kurzfassung: Ein schwarzes, älter wirkendes Tischgerät mit senkrechter Ringspule und mehreren Einstellelementen steht auf einer hellen Holzoberfläche.</p>
<p>Detaillierte Beschreibung: Auf einem rechteckigen, dunkelbraunen/ schwarzen Gehäuse (mit abgenutzter Oberfläche) sitzt links eine flache, aufrecht stehende Ringspule aus eng gewickeltem, hellem Drahtband mit rautenförmigem Muster. Davor befinden sich ein kleiner schwarzer Einstellmechanismus mit rotem gerändelten Rädchen und ein glänzendes, halbkugeliges Metallteil. Rechts ist ein großer, gerändelter Drehknopf neben einer halbkreisförmigen Skala mit Markierungen (u. a. 0–20), darüber ein schwarzer Schieber als Zeiger. In der rechten oberen Gerätefläche liegen zwei versenkte Metallschrauben/Anschlüsse; an zwei Ecken sind Bohrungen sichtbar. An der Frontseite klebt ein kleines Stück vergilbtes Klebeband. Der Hintergrund ist unscharf, die Holzplatte zeigt feine Maserung.">
<figcaption>Abbildung NEA-13.2.1: Detektor-Empfänger</figcaption></p>
</figure>
</div>
</section>
<section><figure class=

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<ol>
<li>
<p>Kurze Zusammenfassung: Schaltbild mit Antenne, Spule, verstellbarem Kondensator, Diode und einem rechts angeschlossenen Lautsprechersymbol; daneben steht „2,7 k“.</p>
</li>
<li>
<p>Detaillierte Beschreibung: Ein rechteckiger Leiterrahmen bildet die äußere Schaltung. Links oben ist ein rotes Antennensymbol, das über eine senkrechte Leitung auf einen oberen Knoten führt (schwarzer Punkt). Entlang der linken Rahmenkante liegt eine Spule (Induktivität) zwischen dem oberen und unteren linken Knoten; am unteren linken Knoten ist ein Massezeichen (drei abnehmende Striche). Vom oberen linken Knoten verläuft die obere Leiterbahn nach rechts zu einem mittleren Knoten (schwarzer Punkt). Von dort führt ein senkrechter Abzweig nach unten zum unteren Leiter; in diesem Abzweig befindet sich ein verstellbarer Kondensator (zwei parallele Platten mit schrägem Pfeil durch die Platten). Auf der oberen Leiterbahn rechts vom mittleren Knoten ist ein blau gezeichnetes Diodensymbol: ein Dreieck zeigt nach rechts auf einen senkrechten Strich, dahinter setzt sich die Leitung nach rechts fort. Am rechten Rand ist zwischen der oberen und der unteren Leiterbahn ein grün gezeichnetes Bauteil mit rechteckigem Körper und keilförmiger Schalltrichter-Darstellung (Lautsprechersymbol) angeschlossen; daneben steht der grüne Text „2,7 k“. Mehrere schwarze Verbindungspunkte markieren die Knoten der Schaltung."></p>
<figcaption>Abbildung NEA-13.2.1: Schaltbild eines einfachen Detektor-Empfängers</figcaption>
</li>
</ol>
</figure>
* Parallel-Schwingkreis aus Spule und variablen Kondensator
</left>
<div class=

Überlagerungsempfänger (Einfachsuper) I

Mischprozess mit einer Oszillatorfrequenz
Konstante Zwischenfrequenz
Bessere Selektivität des Empfangssignals
Filter müssen nicht veränderlich sein
Höhere Trennschärfe

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<ol>
<li>
<p>Kurze Zusammenfassung: Blockdiagramm mit Antenne links, drei Verstärkerblöcken („HF“, „ZF“, „NF“), zwei Mischern, zwei von unten einspeisenden Oszillatoren („VFO“, „BFO“) und einem Lautsprecher rechts; alles mit Pfeilen von links nach rechts verbunden.</p>
</li>
<li>
<p>Detaillierte Beschreibung: Ganz links steht ein Antennensymbol; eine Leitung führt nach rechts in einen quadratischen Block mit einem nach rechts zeigenden Dreieck (Verstärker), darunter die Beschriftung „HF“. Ein Pfeil zeigt weiter nach rechts zu einem quadratischen Block mit einem Kreis mit Kreuz (Mischersymbol). Von unten führt ein Pfeil aus einem kleineren Quadrat mit Wellenlinien und einem schräg nach oben rechts gerichteten Pfeil nach oben in diesen Mischer; dieses kleine Quadrat ist mit „VFO“ beschriftet. Nach rechts folgt ein Pfeil zu einem weiteren quadratischen Block mit nach rechts zeigendem Dreieck; darunter steht „ZF“. Es folgt wieder ein Pfeil nach rechts zu einem Mischblock (Quadrat mit Kreis und Kreuz). Von unten geht ein Pfeil aus einem kleinen Quadrat mit mehreren Wellenlinien nach oben in diesen Mischer; dieses kleine Quadrat ist mit „BFO“ beschriftet. Anschließend führt ein Pfeil nach rechts zu einem weiteren quadratischen Block mit nach rechts zeigendem Dreieck; darunter steht „NF“. Zuletzt zeigt ein Pfeil nach rechts auf ein Lautsprechersymbol (Trichter/Schallwandler). Alle Verbindungen sind als durchgehende Linien mit Pfeilspitzen dargestellt; Beschriftungen sind „HF“, „ZF“, „NF“, „VFO“ und „BFO“. Keine Zahlen- oder Achsenangaben sind vorhanden."></p>
<figcaption>Abbildung NEA-13.3.1: Überlagerungsempfänger (Einfachsuper); die notwendigen Filter sind der Übersichtlichkeit halber in den Verstärkerstufen enthalten</figcaption>
</li>
</ol>
</figure>
</div>
<aside class=

Eine Frequenz, auf die für die weitere Verarbeitung gemischt wird
Im einfachsten Fall die NF $\rightarrow$ Direktüberlagerungsempfänger
Bei NF muss die Oszillatorfrequenz nahe der Empfangsfrequenz sein
Klasse A behandelt Mehrfachsuper-Empfänger mit mehreren Zwischenfrequenzen

Überlagerungsempfänger (Einfachsuper) II

Fähigkeit des Empfängers, das gewünschte Empfangssignal möglichst gut von benachbarten Signalen trennen zu können
Wird maßgeblich durch die ZF-Filter bestimmt
Legt die Qualität des gesamten Empfangszweiges fest

Mischer II

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<ol>
<li>
<p>Kurze Zusammenfassung:
Ein I‑U‑Diagramm mit zwei Kennlinien: eine blaue, lineare Gerade (mit Widerstandssymbol) und eine orange, zunächst flache und dann steil ansteigende Kurve (mit Diodensymbol).</p>
</li>
<li>
<p>Detaillierte Beschreibung:</p>
</li>
</ol>
<ul>
<li>Achsen: Waagerechte Achse mit Pfeil nach rechts und Beschriftung „U“, senkrechte Achse mit Pfeil nach oben und Beschriftung „I“. Auf der U‑Achse sind die Teilstriche mit „0,1 V“, „0,2 V“, „0,3 V“, „0,4 V“, „0,5 V“, „0,6 V“, „0,7 V“, „0,8 V“, „0,9 V“ und „1,0 V“ markiert. Die I‑Achse hat keine Zahlenmarken.</li>
<li>Blaue Kennlinie: Eine gerade, ansteigende Linie beginnt im Ursprung und verläuft schräg nach oben bis nahe „1,0 V“. In der linken Bildhälfte, oberhalb der U‑Achse, befindet sich ein blaues Widerstandssymbol (Rechteck mit waagerechten Anschlusslinien).</li>
<li>Orange Kennlinie: Eine Kurve liegt von „0,1 V“ bis etwa „0,6 V“ fast auf der U‑Achse und steigt ab ungefähr „0,7 V“ sehr steil nach oben; ihr oberes Ende wird am oberen Bildrand abgeschnitten. In der rechten Bildhälfte steht daneben ein orangefarbenes Diodensymbol (Dreieck, das nach rechts auf einen senkrechten Strich zeigt) mit waagerechten Anschlusslinien.">
<figcaption>Abbildung NEA-13.5.1: Linearer Widerstand und nichtlineare Diode</figcaption>
</li>
</ul>
</figure>
Steuerkennlinien können linear oder nicht-linear sein
</div>
<div class=

Mathematischen Verhalten wie bei einer Multiplikation
Deshalb findet im nichtlinearen Bereich immer ein Mischprozess statt
Mischprodukte erzeugen immer zusätzliche Frequenzen im Ausgangssignal

Ringmischer

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<li>
<p>Kurze Zusammenfassung: Schaltbild mit zwei Transformatoren (T1 links, T2 rechts), einer mittigen Diodenbrücke in Diamantform und einem unten angeschlossenen Messgerät; die Spannungen sind mit „U1“, „U2“ und „U3“ beschriftet.</p>
</li>
<li>
<p>Detaillierte Beschreibung: Links steht ein Transformator T1 mit einer Wicklung zum linken Rand, an der zwei offene Klemmen mit der Beschriftung „U1“ und einem nach unten zeigenden Pfeil eingezeichnet sind; die gegenüberliegende Wicklung von T1 ist nach rechts zur Mitte geführt. Rechts steht ein zweiter Transformator T2 mit einer Wicklung zum rechten Rand, an der zwei offene Klemmen mit der Beschriftung „U3“ und einem nach unten zeigenden Pfeil eingezeichnet sind; die gegenüberliegende Wicklung von T2 ist nach links zur Mitte geführt. In der Bildmitte befindet sich eine Diodenbrücke in Diamantform aus vier Dioden (jeweils mit Dreieck-und-Strich-Symbol), deren vier Eckpunkte als gefüllte schwarze Knoten dargestellt sind. Von diesen Eckknoten gehen Leitungen zu den inneren Wicklungsanschlüssen von T1 (links innen) und T2 (rechts innen). Eine lange Leitung verläuft am oberen Bildrand zwischen einem Eckknoten der Brücke und den Anschlüssen der beiden Transformatoren. Unten ist zwischen zwei Leitungen ein rechteckiges Messgerät mit drei wellenförmigen Linien im Inneren eingezeichnet; darunter steht „U2“ mit einem Pfeil nach rechts. Alle Verbindungen sind mit durchgehenden Linien gezeichnet, und die Knotenpunkte sind durch schwarze Punkte markiert."></p>
<figcaption>Abbildung NEA-13.5.1: Balancemischer, Ringmischer oder auch Ringmodulator</figcaption>
</li>
</ol>
</figure>
</div>
<div class=

Spiegelfrequenzen

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<ol>
<li>
<p>Kurz: Blockdiagramm mit einem zentralen Block „Mischer“, in den links ein blauer Pfeil „f_e1 und f_e2“ und von unten ein grüner Pfeil „f_o“ hineinführen, während rechts ein gelber Pfeil „f_ZF“ herausführt.</p>
</li>
<li>
<p>Detail: In der Bildmitte steht ein quadratischer Block mit der Überschrift „Mischer“. Im Inneren des Blocks ist ein Kreis mit einem diagonalen Kreuz (X) gezeichnet. Von links verläuft eine horizontale blaue Leitung mit offenem Anschlusskreis am linken Ende; sie endet als Pfeilspitze am linken Rand des Blocks und ist mit „f_e1 und f_e2“ beschriftet. Von unten führt eine vertikale grüne Leitung mit offenem Anschlusskreis am unteren Ende nach oben; sie endet als Pfeilspitze mittig am unteren Rand des Blocks und ist mit „f_o“ beschriftet. Vom rechten Rand des Blocks geht eine horizontale gelbe Leitung nach rechts, die in einer Pfeilspitze endet und mit „f_ZF“ beschriftet ist. Alle Linien sind glatt, die Beschriftungen stehen in der jeweiligen Linienfarbe."></p>
<figcaption>Abbildung NEA-13.6.1: Mischvorgang mit Empfangsfrequenz $f_\text{e}$, Oszillatorfrequenz $f_\text{o}$ und der Zwischenfrequenz $f_\text{ZF}$</figcaption>
</li>
</ol>
</figure>
<p>$f_\text{ZF} = \left|f_\text{e} \pm f_\text{o}\right|$
</left></p>
<div class=

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<p>Kurzfassung: Ein Frequenzachsen-Diagramm zeigt die Marken „fZF“ bei „0,455 MHz“ sowie „fe1“ bei „3,5 MHz“, „fo“ bei „3,955 MHz“ und „fe2“ bei „4,410 MHz“, mit zwei gebogenen Pfeilen von rechts nach links auf „fZF“.</p>
<p>Detailbeschreibung: Eine horizontale schwarze Achse mit Pfeilspitze nach rechts ist rechts mit „f“ beschriftet; ganz links steht schräg „0 MHz“ neben einer kurzen senkrechten Achse. Etwas rechts davon markiert eine gelbe senkrechte Linie die Position „0,455 MHz“ (Text schräg), darüber steht in Orange „fZF“. Weiter rechts folgen drei senkrechte Marken: in Blau „fe1“ mit dem schräg darunter stehenden Text „3,5 MHz“, in Grün „fo“ mit „3,955 MHz“, und in Blau „fe2“ mit „4,410 MHz“. Auf der Achse im rechten Bereich befinden sich mehrere kurze gelbe Pfeile, die nach links weisen, angeordnet zwischen den Marken „fe2“, „fo“ und „fe1“. Oberhalb der Achse verlaufen zwei rotbraune gebogene Pfeile von rechts nach links; beide enden mit ihren Pfeilspitzen über der gelben Marke „fZF“, der obere ist länger als der untere. Die Beschriftungen sind farbkodiert: „fZF“ orange, „fe1“ und „fe2“ blau, „fo“ grün.">
<figcaption>Abbildung NEA-13.6.1: Empfangsfrequenzen die beide zur selben $f_\text{ZF}$ führen</figcaption></p>
</figure>
</left>
<div class=

Doppelüberlagerungsempfänger (Doppelsuper)

HF-Teil mit Vorselektion
Erster Mischer mit VFO
Erster ZF-Verstärker mit Roofing-Filter
Zweiter Mischer mit CO

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<p>Kurzfassung: Blockdiagramm eines Empfängers mit Antenne, drei Verstärkerstufen, zwei Mischern, einem Produktdetektor, einer NF‑Stufe und einer AGC‑Leitung mit Rückführung zu den Verstärkern.</p>
<p>Detaillierte Beschreibung: Ganz links steht ein Antennensymbol, das über eine schwarze Leitung mit Pfeil nach rechts in einen blauen Block mit Dreieck führt; darunter steht „HF“. Es folgt ein roter Block mit Kreis und Kreuz; darüber steht „1. Mischer“. Unter diesem Block führt eine senkrechte Leitung nach unten zu einem kleinen Quadrat mit Symbol (schräger Pfeil nach oben rechts über einer Wellenlinie). Nach rechts geht eine schwarze Pfeilleitung in einen blauen Block mit Dreieck; darunter steht „1.ZF“. Danach folgt ein weiterer roter Block mit Kreis und Kreuz; darüber steht „2. Mischer“. Unter diesem Block geht eine senkrechte Leitung zu einem kleinen Quadrat mit der Aufschrift „G“ und drei Linien darunter. Es folgt ein blauer Block mit Dreieck; darunter steht „2.ZF“. Anschließend kommt ein roter Block mit Kreis und Kreuz; darüber steht „Produktdetektor“. Darunter führt eine senkrechte Leitung zu einem kleinen Quadrat mit Wellenliniensymbol. Nach rechts führt die schwarze Pfeilleitung in einen blauen Block mit Dreieck; darunter steht „NF“. Am rechten Rand endet die Leitung in einem Lautsprechersymbol. Oberhalb der Kette verläuft eine gelbe Leitung mit der Beschriftung „AGC“, aus der drei nach unten gerichtete gelbe Pfeile in die blauen Blöcke „HF“, „1.ZF“ und „2.ZF“ zeigen. Die Verstärkerblöcke sind blau, die Mischer- und Produktdetektorblöcke rot, die AGC‑Leitung gelb; die Signalrichtung ist durch Pfeile von links nach rechts markiert.">
<figcaption>Abbildung NEA-13.7.1: Blockschaltbild eines Doppelsuper</figcaption></p>
</figure>
<ol start=

Lösungsweg

gegeben: $f_\text{E} = 3\dots30 MHz$
gegeben: $f_\text{ZF1} = 50 MHz$
gesucht: $f_\text{OSZ}$

$f_\text{ZF} = |f_\text{E} − f_\text{OSZ}| \Rightarrow f_\text{OSZ} = f_\text{ZF} \pm f_\text{E}$

1. Lösung: $\begin{split}f_\text{OSZ} &= f_\text{ZF} \, + \, f_\text{E}\\ &= 50 MHz \, + \, 3\dots30 MHz\\ &= 53\dots80 MHz\end{split}$

2. Lösung: $\begin{split}f_\text{OSZ} &= f_\text{ZF} \, - \, f_\text{E}\\ &= 50 MHz \, - \, 3\dots30 MHz\\ &= 47\dots20 MHz\end{split}$

Lösungsweg

* gegeben: $f_\text{E} = 3,65 MHz$ * gegeben: $f_\text{ZF1} = 50 MHz$

* gegeben: $f_\text{ZF2} = 9 MHz$ * gegeben: $f_\text{NF} = 455 kHz$

* gesucht: $f_\text{OSZ}$ für $f_\text{VFO}$, $f_\text{CO1}$, $f_\text{CO2}$

$f_\text{ZF1} = \begin{cases}f_\text{E}\,+\,f_\text{OSZ}\\ f_\text{OSZ}\,-\,f_\text{E}\\ f_\text{E}\,-\,f_\text{OSZ}\end{cases} \Rightarrow f_\text{OSZ} = \begin{cases}f_\text{ZF}\,-\,f_\text{E}\\ f_\text{E}\,+\,f_\text{ZF}\\ f_\text{E}\,-\,f_\text{ZF}\end{cases}$

$f_\text{VFO} = \begin{cases}f_\text{ZF1}\,-\,f_\text{E} = 50 MHz\,-\,3,65 MHz = 46,35 MHz\\ f_\text{E}\,+\,f_\text{ZF1} = 3,65 MHz\,+\,50 MHz = 53,64 MHz\\ f_\text{E}\,-\,f_\text{ZF1} = 3,65 MHz\,-\,50 MHz = \cancel{-46,35 MHz}\end{cases}$

$f_\text{CO1} = \begin{cases}f_\text{ZF2}\,-\,f_\text{ZF1} = 9 MHz\,-\,50 MHz = \cancel{-41 MHz}\\ f_\text{ZF1}\,+\,f_\text{ZF2} = 50 MHz\,+\,9 MHz = 59 MHz\\ f_\text{ZF1}\,-\,f_\text{ZF2} = 50 MHz\,-\,9 MHz = 41 MHz\end{cases}$

$f_\text{CO2} = \begin{cases}f_\text{NF}\,-\,f_\text{ZF2} = 455 kHz\,-\,9 MHz = \cancel{-8,545 MHz}\\ f_\text{ZF2}\,+\,f_\text{NF} = 9 MHz\,+\,455 kHz = 9,455 MHz\\ f_\text{ZF2}\,-\,f_\text{NF} = 9 MHz\,-\,455 kHz = 8,545 MHz\end{cases}$

VFO: $\bold{46,35 MHz} \And 53,65 MHz$, CO1: $\bold{41 MHz} \And 59 MHz$, CO2: $8,545 MHz \And \bold{9,455 MHz}$

Lösungsweg

* gegeben: $f_\text{E} = 21,1 MHz$ * gegeben: $f_\text{ZF1} = 9 MHz$

* gegeben: $f_\text{ZF2} = 460 kHz$

* gesucht: $f_\text{VFO} \gt f_\text{E}$, $f_\text{CO} \lt f_\text{ZF1}$

$f_\text{ZF} = \begin{cases}f_\text{OSZ}\,-\,f_\text{E}\\ f_\text{E}\,-\,f_\text{OSZ}\end{cases} \Rightarrow f_\text{OSZ} = \begin{cases}f_\text{E}\,+\,f_\text{ZF}\\ f_\text{E}\,-\,f_\text{ZF}\end{cases}$

$f_\text{VFO} = f_\text{E}\,+\,f_\text{ZF1} = 21,1 MHz\,+\,9 MHz = 30,1 MHz$

$f_\text{CO} = f_\text{ZF1}\,-\,f_\text{ZF2} = 9 MHz\,-\,460 kHz = 8,54 MHz$

Lösungsweg

* gegeben: $f_\text{E} = 28 MHz$ * gegeben: $f_\text{ZF1} = 10,7 MHz$

* gegeben: $f_\text{ZF2} = 460 kHz$

* gesucht: $f_\text{VFO} \gt f_\text{E}$, $f_\text{CO} \gt f_\text{ZF1}$

$f_\text{VFO} = f_\text{E}\,+\,f_\text{ZF1} = 28 MHz\,+\,10,7 MHz = 38,70 MHz$

$f_\text{CO} = f_\text{ZF1}\,+\,f_\text{ZF2} = 10,7 MHz\,+\,460 kHz = 11,16 MHz$

Demodulator

Demodulation wandelt ein moduliertes HF-Signal in ein hörbares NF-Signal um
Abhängig von der verwendeten Modulation wird ein passendes Demodulationsverfahren gewählt
Ziel: Wiederherstellung der ursprünglichen NF

1) Kurzbeschreibung: Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung mit zwei parallelen horizontalen Leitern und zwei Anschlusspunkten links (mit „ZF“ beschriftet); Kondensator zwischen beiden horizontalen Leitern; Transformator; an dessen Sekundärwicklung weiterer Kondensator zwischen den horizontalen Leitern; Diode im oberen Leiter; weiterer Kondensator zwischen den horizontalen Leitern; parallel dazu Widerstand; nach oben weiterer Kondensator zum 3. rechten Anschlusspunkt („NF“); im oberen Leiter Widerstand; danach Kondensator zwischen den horizontalen Leitern; zwei Anschlusspunkte nach rechts.
<ol start= — Abbildung NEA-13.28.1: Hüllkurvendemodulator zur Demodulation von AM-Signalen

* AM-Signale werden mit einem Hüllkurvendemodulator verarbeitet * HF-Signal wird über einen Schwingkreis selektiert und gleichgerichtet * Kondensator lädt auf $\rightarrow$ Widerstand entlädt mit definierter Zeitkonstante

1) Kurzbeschreibung: oberer Teil: Diagramm mit einer horizontalen Achse „t“ und einer vertikalen Achse „U“; Sinuskurve mit an- und abschwellender Amplitude; unterer Teil: Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung mit zwei parallelen horizontalen Leitern und zwei Anschlusspunkten links (mit „ZF“ beschriftet); Kondensator zwischen beiden horizontalen Leitern; Transformator; an dessen Sekundärwicklung weiterer Kondensator zwischen den horizontalen Leitern; Diode im oberen Leiter; weiterer Kondensator (mit „X“ beschriftet) zwischen den horizontalen Leitern; parallel dazu Widerstand; nach oben weiterer Kondensator zum 3. rechten Anschlusspunkt; im oberen Leiter Widerstand; danach Kondensator zwischen den horizontalen Leitern; zwei Anschlusspunkte nach rechts.
<ol start= — Abbildung NEA-13.28.1: Hüllkurvendemodulator mit ZF-Eingangssignal

1) Kurzbeschreibung: Diagramm eines Hüllkurvendemodulators mit einer horizontalen Achse „t“ und einer vertikalen Achse „U“; Kurve besteht aus einer gezackten Linie, deren Hüllform einer Kurve mit Maxima und Minima folgt; von jedem Zacken ausgehend vertikale gestrichelte Linien zur Nulllinie.
<ol start= — Abbildung NEA-13.28.2: Demoduliertes Signal am Punkt X

* Anschluss X: Anzeige der gleichgerichteten Spitzenspannung * Leichter Abfall der Spannung durch parallele Entladung * Hüllkurve entspricht der aufmodulierten NF, überlagert mit einem Sägezahnsignal * Nachfilterung entfernt den Trägeranteil

FM-Demodulation

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<ol>
<li>
<p>Kurze Zusammenfassung: Diagramm mit einer orangefarbenen Kurve im Koordinatensystem (U gegen f), einem ausgeprägten Maximum mit der Beschriftung „fres“ sowie gestrichelten Hilfslinien und Markierungen „ΔU“, „Δf“ und „fZF“.</p>
</li>
<li>
<p>Detaillierte Beschreibung: Links unten beginnt ein Koordinatensystem; die y‑Achse trägt oben einen Pfeil und die Beschriftung „U“, die x‑Achse zeigt nach rechts mit Pfeil und der Beschriftung „f“. Eine durchgehende orange Kurve startet nahe dem Ursprung, steigt nach rechts an, erreicht ein klares Maximum; oberhalb dieses Gipfels steht „fres“. Nach dem Maximum fällt die Kurve nach rechts hin ab und nähert sich der x‑Achse. Links im Diagramm markieren zwei waagerechte, gestrichelte Linien einen vertikalen Abstand; dazwischen befindet sich ein senkrechter Doppelpfeil mit der Beschriftung „ΔU“. Im Bereich des Kurvengipfels stehen zwei senkrechte, gestrichelte Linien; am unteren Rand zwischen ihnen ist ein waagerechter Doppelpfeil mit der Beschriftung „Δf“ eingezeichnet. Unter der linken der beiden gestrichelten Senkrechten steht an der x‑Achse die Beschriftung „fZF“. Es sind keine Zahlenwerte oder Skalenstriche eingezeichnet."></p>
<figcaption>Abbildung NEA-13.28.1: Schwingkreis als Flankendiskriminator</figcaption>
</li>
</ol>
</figure>
<figure class= — Abbildung NEA-13.28.2: FM-Flankendiskriminator

1) Kurzbeschreibung: Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung mit zwei horizontalen Leitern; im oberen horizontalen Leiter je ein Anschlusspunkt links und rechts („NF“); oben von links ZF (10,7 MHz); Widerstand im oberen horizontalen Leiter; Widerstand zwischen beiden horizontalen Leitern, weiter an Masse; variable Spule und parallel geschalteter Kondensator zwischen den horizontalen Leitern; Diode im oberen Leiter; weiterer Kondensator zwischen den horizontalen Leitern; parallel dazu Widerstand; nach oben weiterer Kondensator zum rechten Anschlusspunkt; Rahmen um Spule und parallelem Kondensator mit Beschriftung „f_res  ZF“.
<ol start= — Abbildung NEA-13.28.2: FM-Flankendiskriminator

* FM-Demodulation mittels Flankendiskriminator * Signal aus der Zwischenfrequenz läuft in einen Schwingkreis * Schwingkreis: Resonanzfrequenz $f_\text{res}$ leicht versetzt zu $f_\text{ZF}$ * Frequenzänderungen werden in Amplitudenänderungen umgewandelt * Nachgeschalteter AM-Demodulator liefert die NF

1) Kurzbeschreibung: Blockschaltbild mit einem parallelen horizontalen Leiter, Signalfluss von links nach rechts: Eingang („E“), mit „Δφ“ bezeichneter Block, Filter, VCO, von dort Signalfluss zurück zum Block „Δφ“; Verbindung von einem Punkt zwischen Filter und VCO zum Ausgang („A“).
<ol start= — Abbildung NEA-13.28.1: Blockschaltbild einer FM-Demodulation mittels PLL

* PLL nutzt einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO), der dem Eingangssignal folgt * Regelspannung entspricht der FM-Modulation (aufmodulierte NF) * Signalabgriff zur weiteren NF-Verarbeitung

SSB-Demodulation mittels Produktdetektor
Ringmischer mischt die Zwischenfrequenz (ZF) mit einem Beat Frequency Oscillator (BFO)
Entstehendes Mischprodukt ist das gewünschte SSB-NF-Signal
BFO muss exakt auf den unterdrückten Träger abgestimmt sein

Frequenzgenauigkeit

Genauigkeitsangaben erfolgen in $%$ (z.B. ${1 \cdot \num{10^{-2}}}$) oder in parts per million ($1 ppm = {1 \cdot \num{10^{-6}}}$)
Manchmal wird auch direkt in Exponentialschreibweise angegeben, z.B. ${1 \cdot \num{10^{-7}}}$
Die angegebene Genauigkeit wird mit der Frequenz multipliziert, um die mögliche Abweichung von Messwerten oder Anzeigen zu berechnen

gegeben: $f = 435 MHz$
gesucht: $1 ppm$ von $f$

$435 MHz \cdot \frac{1}{\num{10^6}} = \frac{435\cdot \qty{\cancel{10^6}}{\hertz}}{\cancel{\num{10^6}}} = 435 Hz$

gegeben: $f = 14,200000 MHz$
gegeben: $\textrm{Abw.} = 10 ppm$
gesucht: $f_{\mathrm{min}}, f_{\mathrm{max}}$

$\begin{split}f_{\mathrm{min}} &= f\,-\,f \cdot \frac{10}{\num{10^6}}\\ &= 14,2 MHz\,-\,\frac{14,2\cdot \qty{\cancel{10^6}}{\hertz}\cdot 10}{\cancel{\num{10^6}}}\\ &= 14,2 MHz\,-\,142 Hz\\ &= 14,199858 MHz\end{split}$

gegeben: $f = 14,200.000 MHz$
gegeben: $\textrm{Abw.} = 10 ppm$
gesucht: $f_{\mathrm{min}}, f_{\mathrm{max}}$

$\begin{split}f_{\mathrm{max}} &= f\,+\,f \cdot \frac{10}{\num{10^6}}\\ &= 14,2 MHz\,+\,\frac{14,2\cdot \qty{\cancel{10^6}}{\hertz}\cdot 10}{\cancel{10^6}}\\ &= 14,2 MHz\,+\,142 Hz\\ &= 14,200142 MHz\end{split}$

gegeben: $f = 29 MHz$
gegeben: $\textrm{Abw.} = 0,01 %$
gesucht: $\Delta f$

$\begin{split}\Delta f &= 29 MHz \cdot 0,01 %\\ &= 29\cdot \qty{\cancel{10^6}}{\hertz} \cdot 100\cdot \cancel{\num{10^{-6}}}\\ &= 2900 Hz\end{split}$

gegeben: $f = 14100 kHz$
gegeben: $\textrm{Abw.} = \pm0,00001 %$
gesucht: $\Delta f$

$\begin{split}\Delta f &= 14100 kHz \cdot 0,00001 %\\ &= 14,1\cdot \qty{\cancel{10^6}}{\hertz} \cdot 0,1\cdot \cancel{\num{10^{-6}}}\\ &= 1,41 Hz\end{split}$

gegeben: $f = 100 MHz$
gegeben: $\textrm{Abw.} = \pm1 ppm$
gesucht: $\Delta f$

$\begin{split}\Delta f &= 100 MHz \cdot \frac{1}{\num{10^6}}\\ &= \frac{100\cdot \qty{\cancel{10^6}}{\hertz}}{\cancel{10^6}}\\ &= 100 Hz\end{split}$

Lösungsweg

gegeben: $f = 145 MHz$
gegeben: $\textrm{Abw.} = 10 ppm$
gesucht: $f_{\mathrm{min}}, f_{\mathrm{max}}$

$\begin{split}\Delta f &= 145 MHz \cdot \frac{10}{10^6}\\ &= \frac{145\cdot \qty{\cancel{10^6}}{\hertz} \cdot 10}{\cancel{10^6}}\\ &= 1450 Hz\end{split}$

$\begin{split}f_{\mathrm{min}} &= f\,-\,\Delta f\\ &= 145 MHz\,-\,1450 Hz\\ &= 144,99855 MHz\end{split}$

$\begin{split}f_{\mathrm{max}} &= f\,+\,\Delta f\\ &= 145 MHz\,+\,1450 Hz\\ &= 145,00145 MHz\end{split}$

gegeben: $f = 144,400 MHz$
gegeben: $\textrm{Abw.} = 1 ppm$
gegeben: $f_{B,\mathrm{max}} = 2,7 kHz$
gesucht: $f_{B,\mathrm{max},\text{Abw}}$

$\begin{split}\Delta f &= 144,4 MHz \cdot \frac{1}{\num{10^6}}\\ &= \frac{144,4\cdot \qty{\cancel{10^6}}{\hertz}}{\cancel{10^6}}\\ &= 144,4 Hz\end{split}$

$\begin{split}f_{B,\mathrm{max},\text{Abw}} &= f_{B,\mathrm{max}} + \Delta f\\ &= 2,7 kHz + 144,4 Hz\\ &= 2,8444 kHz\end{split}$

Empfänger

Aufbau eines Empfängers

2. Bandpassfilter

3. HF-Verstärker

4. Demodulator

5. NF-Verstärker

6. Lautsprecher

Detektorempfänger

Überlagerungsempfänger (Einfachsuper) I

Überlagerungsempfänger (Einfachsuper) II

Mischer II

Ringmischer

Spiegelfrequenzen

Doppelüberlagerungsempfänger (Doppelsuper)

Lösungsweg

Lösungsweg

Lösungsweg

Lösungsweg

Trennschärfe I

Trennschärfe II

BFO I

BFO II

Inter- und Kreuzmodulation

Begrenzerverstärker

Vorverstärker und Dämpfungsglied

Low Noise Block (LNB)

S-Meter

Dämpfungsglieder

Lösungsweg

Automatische Verstärkungsregelung (AGC) I

Automatische Verstärkungsregelung (AGC) II

SNR und Rauschzahl

Rauschen

RIT

VOX

Squelch

Squelch II

Notch-Filter

Rauschunterdrückung

Demodulator

FM-Demodulation

Frequenzmessung I

Frequenzmessung II

Frequenzgenauigkeit

Lösungsweg

Weiterlernen