Amateurfunk- Empfänger. Matti Reiffenrath, DC1DMR viele Grafiken von Eckart Moltrecht, DJ4UF (

Transkript

1 Amateurfunk- Empfänger Matti Reiffenrath, DC1DMR viele Grafiken von Eckart Moltrecht, DJ4UF (

2 Themen für heute Prinzip eines Empfängers Wichtige Funktionsblöcke Filter Verstärker Mischer Oszillator Empfängertypen Geradeausempfänger Überlagerungsempfänger (Superhet) Zweifach-Überlagerungsempfänger (Doppelsuper)

3 Prinzip eines Empfängers Antenne HF-Leitung Filterung Verstärkung Demodulation f f f

4 Filter Meist Bandpass Einfachster Fall: Einzel-Schwingkreis Kleinere Bandbreite: mehrere Schwingkreise bessere Trennschärfe Einfacher, je geringer die Mittenfrequenz

5 Filterbandbreiten Hamnet (OFDM): 10 MHz 9600 baud FSK: 20kHz 1200 baud AFSK: 12kHz (FM Audio) FM Sprechfunk: 12kHz ( 3 khz NF) AM Sprechfunk: 6 khz ( 3 khz NF) SSB Sprechfunk: 3 khz ( 3 khz NF) RTTY: 500 Hz

6 Verstärker Verstärkt das hochfrequente Signal Möglichst rauscharm Erste Verstärkerstufe LNA (Low Noise Amplifier) Beeinflusst Empfindlichkeit des Empfängers Möglichst nahe an Antenne einbauen Mastvorverstärker bei langen Leitungen Alternativ 1. oder 2. Stufe im Empfänger Dort oft mit automatischer Regelung AGC wird u.u. durch Nachbarsignale übersteuert

7 Mischer Nichtlineares Bauteil Erzeugt Mischfrequenzen aus Eingangssignalen Ausgangsfrequenzen: f Oszillator + f Eingang und f Eingang f Oszillator f Eingang Unerwünscht: Oberwellen / Harmonische f Oszillator

8 Prüfung Klasse A: TG226 Welche wesentlichen Ausgangsfrequenzen erzeugt die in der Abbildung dargestellte Stufe? 21,4 und 105,4 Mhz 42 und 63,4 MHz 21 und 63,4 Mhz 10,7 und 52,7 MHz

9 Oszillator Erzeugt HF-Signal mit möglichst genauer Frequenz Verschiedene Ausführungen: CO (Crystal Oscillator) teilw. temperaturstabilisiert VFO (Variable Frequency Oscillator) BFO (Beat Frequency Oscillator)

10 Prüfung Klasse A: TF311a Welchem Zweck dient D1 in der folgenden Schaltung? Stabile Versorgungsspannung für stabile Frequenz zeigt korrektes Einschwingen an konstante Amplitude über den gesamten Abstimmbereich Frequenzmodulation des Oszillators

11 Empfängertypen Geradeausempfänger Nutzsignal hat am Demodulator gleiche Frequenz wie an Antenne Problem: trennscharfe, durchstimmbare Filter

12 Empfängertypen Überlagerungsempfänger / Superhet Nutzsignal hat am Demodulator eine andere Frequenz als Antenne (Zwischenfrequenz ZF) Vorteil: ZF-Filter mit fester Frequenz, Trennschärfe Problem: Spiegelfrequenz-Unterdrückung

13 Spiegelfrequenz Mischer erzeugt 2 Frequenzen am Ausgang f sp = f e + 2 f z wenn f o > f e f sp = f e - 2 f z wenn f o < f e F sp : Spiegelfrequenz, f e : Empfangsfrequenz, f z : Zwischenfrequenz, f O : Oszillatorfrequenz Filter zur Spiegelfrequenzunterdrückung Einfacher bei hoher ZF mit großem Abstand von f z zu f e (weniger Filter-Güte erforderlich) Nachteil: Aufwand für trennscharfe ZF-Filter höher

14 Prüfung Klasse E: TF104 Ein Empfänger hat eine ZF von 10,7 MHz und ist auf 28,5 MHz abgestimmt. Der Oszillator des Empfängers schwingt oberhalb der Empfangsfrequenz. Welche Frequenz hat die Spiegelfrequenz? 17,8 MHz 39,2 MHz 48,9 MHz 49,9 MHz

15 Empfängertypen Zweifach-Überlagerungsempf. ( Doppelsuper ) Hohe 1. ZF für gute Spiegelfrequenzunterdrückung Niedrige 2. ZF für hohe Trennschärfe 1. Oszillator durchstimmbar (VFO) 2. Oszillator mit fester Frequenz (CO)

16 Prüfung Klasse E: TF103 Welche Aussage ist für einen Doppelsuper richtig? Das von der Antenne aufgenommene Signal bleibt bis zum Demodulator in seiner Frequenz erhalten. Mit einer niedrigen zweiten ZF erreicht man leicht eine gute Trennschärfe. Durch eine hohe erste ZF erreicht man leicht eine gute Trennschärfe. Durch eine niedrige zweite ZF erreicht man leicht eine gute Spiegelselektion.

17 Prüfung Klasse A: TF205 Ein Doppelsuper hat eine erste ZF von 10,7 MHz und ein zweite ZF von 460 khz. Die Empfangsfrequenz soll 28 MHz sein. Welche Frequenz ist für den VFO der 1. ZF und für den CO der 2. ZF erforderlich, wenn die Oszillatoren oberhalb des Nutzsignals schwingen sollen? Der VFO muss bei 38,70 MHz und der CO bei 12,24 MHz schwingen. Der VFO muss bei 10,24 MHz und der CO bei 17,30 MHz schwingen. Der VFO muss bei 38,70 MHz und der CO bei 11,16 MHz schwingen. Der VFO muss bei 28,46 MHz und der CO bei 11,16 MHz schwingen.

18 Demodulatoren AM Detektor Hüllkurvendemodulator FM SSB Flanken-Diskriminator Produktdetektor

19 Praxisbeispiel: FiFi-SDR