Universität Hannover Hochfrequenztechnik und Funksysteme

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1 Einführung und Grundlagen...7 Übertragungssystem...7 Frequenzbänder und deren Nutzung...7 Wiederholungen...8 Signalarten...8 Physikalische Größen...8 Deterministisch vs. stochastisch...9 Kontinuierlich vs. diskret...9 Energiebegrenzt vs. leistungsbegrenzt Hilbert-Transformation Linearität der Hilbert-Transformation Zeitinvarianz der Hilbert-Transformation Umkehrung der Hilbert-Transformation Orthogonalität eines Paares zueinander Hilbert-transformierter Funktionen Gerade und ungerade Funktionen und deren Hilbert-Transformierte Kommutativität von linearer Filterung und Hilbert-Transformation Analytisches Signal Komplexe Einhüllende Komplexer Äquivalenztiefpaß Modulationsarten Frequenzumsetzung an Nichtlinearitäten Empfängerkonzepte Geradeausempfänger Überlagerungsempfänger (homodyn) Überlagerungsempfänger (heterodyn, Superhet-Empfänger) Mehrfachumsetzung (Doppelsuper) Diversity-Empfänger Switched combining (SC) Equal gain combining (EGC) Maximum ratio combining (MRC) Demodulatoren AM-Hüllkurvendemodulator Kohärente AM-Demodulation Kohärente ZSB-Demodulation Kohärente ESB-Demodulation (SSB) FM-Demodulatoren Amplitudenbegrenzung Demodulation / 151

2 Demodulationsgewinn Gegenüberstellung der Demodulatoren für analoge Modulationen HF-Leistungsbedarf vs. Störfestigkeit Kohärente QAM und PSK-Demodulation Demodulation differentieller Phasenmodulation Inkohärente Demodulation digitaler Modulationssignale Fall1: Demodulation mit ungefähr abgestimmtem Lokaloszillator Fall2: Demodulation ohne Lokaloszillator Empfängerkenngrößen und -schaltungen Rauschzahl Empfänger für digitale Modulation dB-Kompressionspunkt Intermodulation Pegelplan Blocking durch Übersteuerung Automatische Verstärkungsregelung Selektion Gleichkanal-Störunterdrückung (co-channel interference rejection) Nachbarkanal-Störunterdrückung (adjacent channel interference rejection)..63 Inband-Störunterdrückung (in-band, blocking) Störung außerhalb des Empfangsbandes (out-of-band interference, blocking) Spiegelfrequenzunterdrückung (image rejection) Nebenempfangsstellen Nebenmischprodukte des Mischers Harmonische des Mischoszillators Trägernahe Nebenaussendungen des Mischoszillators Reziprokes Rauschen Senderentkopplung Selektion gesamt Oszillatoren Grundgrößen Charakteristische Funktion Stabilitäts- und Schwingungskriterien Eintor als aktives Element der Schwingungserzeugung Zweitore als aktives Element der Schwingungserzeugung Frequenzstabilität und Phasenrauschen Oszillatorschaltungen Meißner-Oszillator Dreipunktschaltungen / 151

3 Colpitts-Oszillator (kapazitive Dreipunktschaltung) Colpitts-Oszillator als VCO Clapp-Oszillator Huth-Kühn-Oszillator Hardley-Oszillator (induktive Dreipunktschaltung) Wien-Oszillator Quarzoszillatoren Amplitudenstabilisierung Audion-Schaltung Phasenregelkreise Der Regelkreis Phasendetektor, Phasendiskriminator (PD) Analoge Phasendetektoren Multiplizierer Phasendiskriminator Digitale Phasendetektoren Phasen-Frequenz-Diskriminatoren (PFD) Spannungsgesteuerter Oszillator (VCO) Regelfilter und Regelverstärker Geschlossener Regelkreis Dynamisches Verhalten der Führungsgrößen Phasensprung Frequenzsprung (Phasenrampe) Frequenzrampe Modulierte Führungsgröße Die Regeleigenschaften der PLL Stationäres Regelergebnis (Phasen-Regelfehler) Stationäres Regelergebnis (Frequenz-Regelfehler) Dynamisches Regelverhalten Regelkreis 1. Ordnung Reaktion auf einen Phasensprung Reaktion auf einen Frequenzsprung Regelkreis 2. Ordnung Regelfilter Passives Filter (lag-filter) Passives Filter (lag-lead-filter) Aktives Filter (lag-lead-filter) Aktives Filter (PI-Verhalten) Geschlossener Regelkreis / 151

4 Regelkreis mit passivem lag-schleifenfilter Regelkreis mit passivem lag-lead-schleifenfilter Regelkreis mit aktivem lag-lead-schleifenfilter Regelkreis mit aktivem PI-Schleifenfilter Die Differentialgleichungen des Regelkreises Regelkreis mit passivem lag-lead-filter Regelkreis mit aktivem PI-Schleifenfilter Reaktion auf einen Phasensprung Regelkreis mit aktivem PI-Filter Regelkreis mit passivem lag-lead-filter Regelkreis mit passivem lag-filter Reaktion auf einen Frequenzsprung Regelkreis mit aktivem PI-Filter Regelkreis mit passivem lag-lead-filter Regelkreis mit passivem lag-filter Reaktion auf einen zeitproportionalen Frequenzverlauf Regelkreis mit aktivem PI-Filter Regelkreis mit passivem lag-lead-filter Regelkreis mit passivem lag-filter Stabilität Regelkreis 1. Ordnung Regelkreis 2. Ordnung Regelkreis mit passivem lag-filter Regelkreis mit passivem lag-lead-filter Regelkreis mit aktivem lag-lead-filter Regelkreis mit PI-Filter PLL als Winkelmodulator Phasenmodulation Frequenzmodulation Phasenrauschen im Phasenregelkreis Die PLL als Demodulator PLL im AM-Demodulator PLL als PM-Demodulator PLL als FM-Demodulator PLL im Quadraturdemodulator Besondere Formen der Trägerrückgewinnung Trägerrückgewinnung für PSK durch Frequenzvervielfachung / 151

5 Costas-Loop PLL als Nachlauffilter (tracking filter) PLL in Synthesegeneratoren Phasenrauschen im Synthesegenerator Synthesegeneratoren mit verschachtelten PLL Senderkonzepte Direkte Modulation (direct modulation) ZF-Modulation (IF-modulation plus up-conversion mixer) Modulation mittels PLL (up-conversion loop) / 151

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