Ich bin am verzweifeln. Ich verstehe die Grundlagen nicht. Beim AM-Superhet wird die Oszillatorfrequenz zB 1450kHz mit der Eingangsfrequenz (zB. 1000 kHz überlagert. Dadurch müsste nun eine Schwebung (Differenz- oder ZF) von 450kHz entstehen. Es müsste auch noch ein neuer Träger mit der mittleren Frequenz = 1225kHz entstehen. Ich verstehe nicht, wie man nun auf so einfache weise die ZF durch Filtern gewinnen kann. Die aufmodulierte NF lässt sich ja auch nicht einfach gewinnen, indem man das AM-Signal über einen Tiefpass filtert. Ist der Trick vielleicht wieder einmal eine krumme Kennlinie des Mischtransistors?
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Beim Einfachsuper ist die ZF immer die Differenz zwischen der Empfangsfrequenz und der Oszillatorfrequenz. Ob der Oszillator oberhalb oder unterhalb der Empfangsfrequenz schwingt ist dem Radio egal. Daher ist es wichtig den Vorkreis schmalbandig und mit hoher Güte zu steuern, sonst kann es passieren daß man beide hört.
Abgestimmt wird der Eingangskreis syncron mit dem Oszillatorkreis, mit möglichst gutem Gleichlauf, sodaß die Differenzfrequenz immer die gleiche sei, auf diese sind alle ZF Filter fest, also unveränderlich abzustimmen.
Hallo zusammen, nach meinem Verständnis muss auch die Mischstufe eine Art Gleichrichtung gewährleisten. Die Trägerfrequenz ist hier in dem Beispiel die Oszillatorfrequenz 1450 kHz. Diese wird mit 450 kHz amplitudenmoduliert bei einem einfallenden Sendersignal mit der Frequenz 1000 kHz (oder 1900 kHz). Die Sender seitige Amplitudenmodulation mit NF findet sich nun als Hüllkurve der ZF-Schwebungsfrequenz wieder, spiegelsymmetrisch oben bei den positiven und unten bei den negativen Halbwellen des neuen Trägers. Diese Symmetrie muss gestört werden, sonst kann der auf 450 kHz abgestimmte Filter die ZF nicht erkennen. Deshalb scheidet ein Tiefpass auch hier aus. Das muss vorher durch eine gekrümmte Kennline oder einseitige Begrenzung bzw. Gleichrichtung erreicht werden.
Hallo Wir müssen schauen ,daß wir nix durcheinanderbringen. In http://de.wikipedia.org/wiki/%C3%9Cberla...sempf%C3%A4nger ist es sehr(zu?) umfangreich erklärt. Z.B. ist die Trägerfrequenz gleich der Sendefrequnz und gleich der Empfangsfrequenz ,aber nicht die Oszillatorfrequenz. Bei Wiki finde ich gut das Bild:Lage der Spiegelfrequenz---Die Frequenzen sind fast wie im o.g. Beispiel 73 de Hal
MANLioncity:Ich bin am verzweifeln. Ich verstehe die Grundlagen nicht.
Kein Grund zur Verzweiflung. Du befindest Dich in guter Gesellschaft. . :-) Auch der von 'Hal' zitierte Wiki-Grundlagenartikel schweigt sich über wichtige Details aus.
Das liegt vermutlich daran, daß die Mischvorgänge eigentlich nur mit Hilfe von Mathematik genauer zu verstehen sind. Wobei Oberschul-Mathematik gefordert wird.
Im Rahmen eines Postings kann man das nicht vollständig erklären, nur anreißen. Hier
und in angrenzenden Beiträgen wurde schon mal auf die verschiedenen Mischverfahren eingegangen.
Beispiel multiplikative Mischung (z.B. mit Röhre ECH81): Das Signal A (z.B. HF) wird dem Steuergitter 1 zugeführt und erscheint an der Anode verstärkt. Die Schaltung wird in der Regel so ausgelegt, daß sich der Verstärkungsfaktor V aus der einfachen Gleichung
V = Uausgang/Ueingang = S * Ra
ergibt, mit S = Steilheit und Ra = Arbeitswiderstand.
bzw. Uausgang = S * Ra * Ueingang.
Die meist wesentlich größere Oszillatorspannung Uosz wird dem Steuergitter 2 zugeführt. Sie bewirkt, daß die Steilheit S verändert wird. S ist also nicht mehr zeitlich konstant sondern ändert sich in erster Näherung linear mit der sinusförmigen Oszillatorspannung:
S = S(t) = A + B * Uosz, wobei A und B konstante Faktoren sind, die von den Röhrenparametern abhängen.
Man kann jetzt schreiben: Ueingang = C * sin(2*pi*fe*t) (zunächst unmodulierte HF-Spannung!) und Uosz = D * sin(2*pi*fosz*t) mit C,D = Scheitelwert der Sinusspannungen und fe, fosz = Eingangs- bzw. Oszillator-Frequenz und t = Zeit.
Damit ergibt sich durch Einsetzen:
Uausgang = B * D * sin(2*pi*fosz*t) * Ra * C * sin(2*pi*fe*t). (Der Faktor A oben bewirkt nur eine Gleichspannungsänderung an der Anode und kann unbeachtet bleiben.)
Nach den Rechenregeln für Winkelfunktionen läßt sich der Term
Hier tauchen also die Summen- und die Differenzfrequenz (fosz +/- fe) auf in der Wechselspannung am Außenwiderstand. ( der 'cos' bedeutet eine Phasenverschiebung von 90°, das negative Vorzeichen eine solche von 180°.)
Zu beachten ist, daß diese Beschreibung nur eine erste Näherung darstellt. In der Praxis ist z.B. die Abhängigkeit der Steilheit von der Oszillatorspannung Uosz nicht exakt linear sondern folgt einer mehr oder weniger gekrümmten Abhängigkeit. Dadurch entsteht ein ganzes Spektrum an weiteren Mischfrequenzen allerdings mit kleinerer Amplitude.
Die Übertragung der Modulation des Eingangssignals erfordert noch zusätzliche Betrachtung. Auch die Arbeitsweise der 'additiven' Mischung erklärt sich etwas anders. Wer sich dafür interessiert, muß sich an die entsprechende Fachliteratur halten. z.B. H.Schröder, Band1 oder W.Henne, Empfängerelektronik.
Hallo MAnLionCity und alle, die Eingangsfrage war doch auch folgende.
MANLioncity:Ich verstehe nicht, wie man nun auf so einfache weise die ZF durch Filtern gewinnen kann. Die aufmodulierte NF lässt sich ja auch nicht einfach gewinnen, indem man das AM-Signal über einen Tiefpass filtert. Ist der Trick vielleicht wieder einmal eine krumme Kennlinie des Mischtransistors?
Ich meine ja, auch hier muss eine nichtlineare Verzerrung oder Gleichrichtung stattfinden.
Dazu folgendes elementares Beispiel (es immer Umix) dargestellt. Der Oszillator koppelt hier induktiv und erzeugt ein starkes Signal (1). Der Schwingkreis wird (hier kapazitiv) zusätzlich durch ein um die ZF versetztes schwächeres Sendersignal gespeist. Es entsteht eine Schwebung mit der ZF als Hüllkurven (2). Wird jetzt das Sendersignal amplitudenmoduliert, so entstehen die charakteristische Hüllkurven (3) oben und unten mit der amplitudenmodulierten ZF.
Würde dieses Signal unverändert einem ZF Filter zugeführt, passierte gar nichts, denn es wird die symmetrische modulierte Träger HF über den Filterkondensator einfach kurzgeschlossen. Erst wenn die HF gleichrichtet oder an einer gekrümmten Kennlinie verzerrt wird, kann sich im Filter eine ZF Resonanz ausbilden. Befindet sich das Filter im Anodenkreis einer Triode geht das z.B über die gekrümmte Ia-Ug Kennlinie, Gitter- oder Anodengleichrichtung, beim Transistor mit Filter im Kollektorkreis z.B. über die Basis Emitter Strecke wie bei einem Audion.
auch ein einfacher Detektorempfänger kann schon ein Superhet sein. Stellen wir uns weitgehend Ruhe im MW-Bereich vor. Ein Sender sendet die Trägerfrequenz von 1000 kHz. Ein zweiter Sender sendet die Oszillatorfrequenz von 1150 kHz.
Der Detektorempfänger hat keinen abgestimmten Eingangskreis. Beide Frequenzen kommen durch. Durch die lineare Überlagerung des Träger- und des Oszillatorsenders entsteht eine Schwebung mit der Frequenz von 150 kHz. Die Schwebung äußert sich als Amplitudenmodulation.
Am Gleichrichter wird also die Schwebung von 150kHz demoduliert, so als wäre es die NF. Statt des Kopfhörers folgt nun ein Bandfilter mit 150 kHz Mittenfrequenz.
Hinter dem Bandfilter folgt nun ein weiterer Detektorempfänger , welcher die ZF von 150 kHz gleichrichtet.
Wenn der Sender nun seine 1000 kHz amplitudenmoduliert (=im Takt der NF die HF-Amplitude schwanken läßt), schlägt sich diese Amplitudenmodulation auch auf die Schwebung von 150 kHz durch, sie schwankt ebenfalls in ihrer Stärke! Der zweite Detektor bekommt also amplitudenmodulierte 150 kHz präsentiert.
regency:Ist mal ein Erklärversuch ohne Mathematik.
das ist richtig, zeigt aber auch, daß es ohne Mathematik nicht so gut geht. Hier mischen sich richtige und falsche Vorstellungen. Aber der Reihe nach:
regency: Es entsteht eine Schwebung mit der ZF als Hüllkurven
Der Begriff "Schwebung" wird normalerweise nur bei additiver Überlagerung von zwei Schwingungen angewendet, deren Frequenzen nahe beieinanderliegen. siehe Wikipedia --> Schwebung
regency:Wird jetzt das Sendersignal amplitudenmoduliert, so entstehen die charakteristische Hüllkurven (3) oben und unten mit der amplitudenmodulierten ZF.
Eben nicht. Es handelt sich in Deinem Beispiel um einfache Überlagerung zweier Schwingungen. Überlagerung ist keine Mischung. Zitat Wiki: " ...im Gegensatz zu den Verfahren, wie sie bei Mischstufen Anwendung finden, (werden) keine neuen Frequenzen erzeugt, und es treten auch keine Frequenzverschiebungen auf." Deshalb gibt es auch keine Frequenzanteile mit der ZF-Frequenz, die man ausfiltern könnte. Im Fourierspektrum der einfachen Addition von zwei Schwingungen treten keine weiteren Frequenzanteile auf, nur die beiden Summanden.
regency:Würde dieses Signal unverändert einem ZF Filter zugeführt, passierte gar nichts,...
Das ist richtig,..
regency: denn es wird die symmetrische modulierte Träger HF über den Filterkondensator einfach kurzgeschlossen.
..aber die Begründung ist falsch. Es passiert nichts, weil es keine ZF-Frequenz-Anteile gibt.
regency:Erst wenn die HF gleichrichtet oder an einer gekrümmten Kennlinie verzerrt wird, kann sich im Filter eine ZF Resonanz ausbilden.
Wenn Du mit "HF" die oben erzeugte Summe der beiden HF-Schwingungen meinst, ist das richtig. Es entspricht dem Prinzip der additiven Mischung von zwei HF-Signalen an einer gekrümmten Übertragungskennlinie. In diesem Fall entsteht ein Mischproduktspektrum, das auch die Differenzfrequenz enthält. Falls die eine HF-Quelle amplitudenmoduliert ist, ist auch die durch additive Mischung entstehende Differenzfrequenz amplitudenmoduliert. Durch Ausfilterung und normale Hüllkurvengleichrichtung kann man daraus den Modulationsinhalt wiedergewinnen.
regency: ..Gitter- oder Anodengleichrichtung,...
Man sollte Gleichrichtung und Mischung auseinanderhalten. Man spricht ja z.B. bei einem BFO auch nicht von Gleichrichtung.
Hallo Heinz, fast wie in der Schule, fehlt nur noch ein bissl Rot im Text. Deine konsequente fachliche Tiefe gefällt mir. Ich nehme es als Wertschätzung und Ansporn besser zu werden.
Das Auseinanderhalten von Fachbegriffen ist manchmal nicht einfach. Schwebung oder Überlagerung. Qualitativ macht das für mich keinen Unterschied. Die ZF wird nur danach gewählt, dass die Spiegelfrequenzen nicht in den Abstimmbereich fallen. 460 kHz bei 1 MHz sind viel; 10,7 MHz bei 107 MHz zehn Prozent , 460 kHz bei 10 MHz weniger als 5 Prozent. Ein Schwebungssummer liegt irgendwo dazwischen?
Mischung oder Überlagerung. Was ist es bei meiner elementaren Versuchsschaltung? Überlagerung. Und darum geht es ja auch. Das schwache AM Signal ist mit rund 800 Hz bei 850 kHz moduliert, den Oszillator kann ich mit 200 kHz bei 1050 kHz betreiben. Das resultierende Signal zeigt sich analog zum oberen Bild mit den "aufgesetzten" Hüllkurven.
Wie lässt sich daraus ein - mit NF moduliertes - 200 kHz Signal gewinnen, die gewünschte ZF also? Am einfachsten mit einer Diode die auf einen LC Filterkreis mit 200 kHz Resonanzfrequenz arbeitet. Habe ich noch nicht ausprobiert, kommt aber noch. Ich würde die gesamte Schaltung dann als die einfachste additive Mischung bezeichnen.
regency:fast wie in der Schule, fehlt nur noch ein bissl Rot im Text.
war natürlich nicht so gemeint. Aber wenn's was nutzt, ist mir jedes Mittel recht. . :-)
regency:Wie lässt sich daraus ein - mit NF moduliertes - 200 kHz Signal gewinnen, die gewünschte ZF also? Am einfachsten mit einer Diode die auf einen LC Filterkreis mit 200 kHz Resonanzfrequenz arbeitet. Habe ich noch nicht ausprobiert, kommt aber noch. Ich würde die gesamte Schaltung dann als die einfachste additive Mischung bezeichnen.
Genau so. Damit die Mischung gut funktioniert, sollte man beachten, daß die "Oszillator"-Amplitude einen signifikanten Teil der gekrümmten Dioden-Kennlinie überstreicht. Einen Wert von ca. 200mVss würde ich erstmal nicht unterschreiten. Aber da kann man auch experimentieren.
regency:Schon besser?
Fast perfekt.
Um den wesentlichen Gedanken nochmal zu wiederholen: eine einfache lineare Addition = Überlagerung von zwei Schwingungen etwa mit einem Widerstandsnetzwerk (z.B. aus Stereo mach Mono) schafft keine neuen Frequenzen, im Spektrum des Ergebnisses findet man ausschließlich die Eingangsfrequenzen.
Die Verwirrung, die hier oft zu beobachten ist, entsteht möglicherweise auch dadurch, daß der alte Begriff 'Superheterodyne' eigentlich falsch mit 'Überlagerungsempfänger' übersetzt wurde. Zumindest, wenn man den heutigen Gebrauch von 'Überlagerung' im Gegensatz zur 'Mischung' zugrunde legt.
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