Frequenzmodulation

Zap schrieb:
> Hallo, ich möchte ein selbstbau-SSB-Funkgerät mit FM nachrüsten. Dessen
> ZF beträgt 10.7 MHz. Kann ich dazu also einen Quarzoszillator bauen mit
> einem entsprechenden Quarz, und ihn mittels Varaktoren modulieren? wie
> stelle ich sicher, dass der Hub nie zu gross wird?

Einen 10,7MHz Quarz wirst du nicht soweit ziehen können, das der Hub von 
ca 2,5KHz ohne nennenswerte Verzerrungen erreicht wird.

Früher (z.B. Kenwood TS700 Yeaso FT221 ) hat man einen 10,7MHz Quarz 
relativ lose an einen Schwingkreis angekoppelt, in dem man dem Quarz 
eine Induktivität in Reihe geschaltet hat und die Kapazitätsdiode 
paralell zur Induktivität geschaltet hat.

Dadurch wurde der Oszillator insgesamt aber unstabiler.

Falls dein Selbstbau-TRX eine PLL zur Erzeugung der VCO Frequenz 
besitzt, würde sich anbieten die PLL Regelspannung zusätzlich mit der 
Modulationsfrequenz zu beaufschlagen. Der Frequenzgang des Modulators 
sollte man ohnehin nach unten auf ca 200Hz begrenzen und nach oben auf 
3KHz begrenzen.

Den Modulationshub den man erreicht wird man messen müssen. Entweder mit 
einen Modulationsanalyzer, oder etwas unbequemer mit einen 
Spektrumanaylzer der aber genügend hohe Auflösung besitzen muss. ( 100Hz 
RBW ).

Dann wird bei einer Modulationsfrequenz von 1KHz bei ziemlich genau 
einen Hub von 2,45KHz der Träger verschwinden ( Besselfunktion-FM ).


Man kann vor dem Hubeinsteller entweder die NF mit 2 antiparalell 
geschalteten Dioden begrenzen , was dann Verzerrungen mit sich bringt ( 
wurde früher oft so gemacht ) oder man hat einen NF Verstärker mit einer 
echten Verstärkungsregelung ( VCA ) und baut sich in Verbindung mit 
einen Spitzenwertdetektor einen Limiter. Man muss dann mit der 
Ansprechzeit und der Erholzeit ein wenig spielen um optimale Ergebnisse 
zu erreichen, und man sollte keinen zu großen Dynamikspielraum für den 
Limiter einplanen, sonst fängt er an zu pumpen.

Ralph Berres

Zap schrieb:
> a) bei der PLL-Methode muss die PLL wohl sehr langsam sein, damit sie
> die Frequenzmodulation nicht auszuregeln versucht, richtig? wie viel
> niedriger sollte die Loop-Bandbreite sein?

Ich würde die Loopbandbreite so bei 20-50Hz festlegen. Das ist noch 
genügend Abstand zur unteren Grenzfrequenz des Sprachfrequenzbandes.

Zap schrieb:
> b) wenn man den Frequenzgang des Modulators begrenzen will, dann
> bedeutet das, dass man dann ein Quarzfilter braucht? es müsste ja ein
> Bandpass mit 10.7 MHz Mittenfrequenz sein und einer Bandbreite von 2.5
> kHz. Das wäre eigentlich schlecht, ich wollte ohne Quarzfilter auskommen
> :-(

Nee das kann man mit aktiven Filter auf der NF Seite machen.

Quarzfilter wären nur notwendig, wenn die Anforderungen lauten würden.

Trotz übermodulation ist es unbedingt zu garantieren das die HF-Seitige 
Bandbreite von so und soviel Kilohertz nicht überschritten wird.

Sowas gibt es meines Wissens nur in wenigen kommerziellen Fällen.

Zap schrieb:
> c) darf der Hub auch geringer sein als 2.5 kHz, sodass ich mit einem
> VCXO arbeiten kann?

Vor ein paar Jahren , wie das 25KHz Raster noch gültig war, waren es 
sogar 4-5KHz Hub.

Die 2,5KHz Hub sind schon fast grenzwertig. Insbesonders wenn man es mit 
den noch zu genügend im Umlauf befindlichen älteren Geräte empfangen 
werden soll.

Weniger als 2,5KHz wird schlicht zu leise.


Man sollte einen echten aktiven Limiter ( also mit echter Regelung der 
Verstärkung, sonst verzerrt es zu sehr ) aufbauen, und den Limiter ein 
wenig überfahren, damit die mittlere Lautstärke etwas ansteigt, ohne das 
der Spitzenhub die 2,5KHz überschreitet.

Man darf es aber nicht übertreiben, weil sonst in den Sprechpausen die 
Hintergrundgeräusche zu sehr ansteigen. Das ist jetzt eine Auslegung der 
Ansprechzeit und der Haltezeit, und dem Grad wie weit man über die 
Ansprechschwelle der Regelung hinausgeht. Da muss man experimentieren 
was am besten klingt.

Noch etwas du brauchst ja auch einen FM Demodulator.

Da benötigst du im 10,7MHz ZF Zweig zunächst einen Quarzfilter mit etwa 
12KHz Bandbreite möglichst 8polig keinen zweipoligen.

Dann solltest du hinter dem Quarzfilter auf 455KHz ZF runtermischen, als 
ZF Filter hier auch ein 12KHz breites Keramikfilter nehmen, und dafür 
sorgen das die Demodulatorkennlinie möglichst nicht breiter als 15KHz 
ist. Sonst wird die NF Ausbeute zu klein.

Nur so kann man bei den geringen Modulationshüben noch einen 
ausreichenden NF-Störabstand gewinnen.

Ralph Berres

Auf der unten angegebenen Webseite finden sich einige 
Selbstbauvorschläge für den Bau von AM/FM/SSB Mikrofonverstärkern mit 
Dynamik Kompression. Kannst es Dir ja mal ansehen. Die Dycoms der Firma 
Semcoset waren früher bei den Funkamateuren sehr beliebt und sollen 
angeblich sehr gut funktioniert haben. Hier gibt es die Schaltung zum 
Anschauen:
http://www.ve6aqo.com/Dycoms.htm

Zap schrieb:
> Wegen des Demodulators: stimmt, daran hatte ich nicht gedacht.
> Hier würde ich vmtl. einen Koinzidenzdemodulator realisieren. Das habe
> ich schon mal implementiert für eine andere Anwendung und hat gut
> funktioniert.

Siehe auch hier:
Beitrag "Re: Ersatz für TBA120"
http://www.ve6aqo.com/Bausteine.htm

Die NE614/615 sind auch recht interessant als ZF/DEM.

Falls Du noch einen Plessey SL6600C finden kannst, wirst Du angenehm 
überrascht sein wie gut dieser funktioniert. Der IC verwendet eine PLL 
zur Demodulation und gibt brauchbare NF wo herkömmliche Demodulatoren 
nur noch rauschen. Hat 5uV Empfindlichkeit fuer 20dB S+N/N und braucht 
nur 1.5mA.
http://www.datasheet-pdf.com/PDF/SL6600-Datasheet-GECPlessey-501515

Zap schrieb:
> O.K. ich werde das mit der PLL versuchen. Scheint mir eine gute Idee zu
> sein :-) Loopbandbreite also etwa 10x tiefer als die tiefste Frequenz,
> wenn wir davon ausgehen, dass der Frequenzbereich ähnlich wie SSB von
> 300 Hz bis 2.7 kHz geht. Auf dieses Band würde ich auch mein Audiosignal
> filtern.

In kommerziellen FM Funkgeräten kann man, um das von Dir besagte Problem 
zu umgehen, gleichzeitig den VCO und Referenzoszillator im korrekten 
Verhältnis modulieren. Bei niedrigen Modulationsfrequenzen (innerhalb 
der PLL Loop Bandbreite(BB)) merkt dann der Phasendetektor kaum was von 
der Modulation und man kann bis auf tiefste NF Frequenzen hinunter 
modulieren um z.B. das Senden von CTCSS Tönen im Bereich um 100Hz zu 
ermöglichen. Das Verhältnis zwischen Hub des Referenzoszillators und des 
VCOs muß natürlich stimmen und auch der Kreuzungspunkt des 
Frequenzgangs. Ganz trivial ist das Ganze natürlich nicht.

Die Sache hat zusätzlich auch den Vorteil, daß man die Freiheit hat eine 
größere PLL Loop BB zu wählen, was bei fraktionellen PLL Teilern mit 
größerer Kanal Schrittweite von Nutzen sein kann weil sich dann mittels 
der PLL das Phasenrauschen des VCOs innerhalb der Loop BB etwas 
erniedrigen läßt solange das Phasenrauschen des Referenzoszillators 
niedrig genug ist und auch die PLL Bausteine ein ausreichend niedriges 
Phasenrauschverhalten aufweisen.

Gerhard O. schrieb:
> In kommerziellen FM Funkgeräten kann man, um das von Dir besagte Problem
> zu umgehen, gleichzeitig den VCO und Referenzoszillator im korrekten
> Verhältnis modulieren.

Ich erinnere mich das es bei dem 70cm Packet-Radio_Transceiver T7F so 
gemacht wurde. Hier ging es darum sauber Packet-Signale mit 9600 Bd zu 
übertragen.

Der Abgleich war ziemlich kniffelig und ohne Messtechnik nur schwierig 
zu machen.

Ich denke mal , wenn man die Loopbandbreite so bei 20Hz ansiedelt, wird 
auch ein 88Hz Subton noch modulierbar sein. Zumal hier der Hub nicht 
größer als 700Hz zu sein braucht.

Das Phasenrauschen ist bei FM sowieso nicht so kritisch. Für SSB könnte 
man gegebenfalls die Loopbandbreite umschalten.

Da heute ja die DDS Synthesizer in Mode gekommen sind, ist das 
Phasenrauschen eh nur zweitrangig, denn noch schlimmer kann man das 
Phasenrauschen kaum noch machen als bei den DDS Synthesizer.

Ich kenne eigentlich keinen Afunk-Transceiver der heute keinen DDS 
Synthesizer hat. Mit fraktionellen Teilern könnte man viel bessere 
Geräte bauen. Mit ein paar Tricks kann man das prinzipielle 
Phasenrauschen eines fraktionellen Teilers fast vollständig 
kompensieren, in dem man das Phasenrauschen phasengedreht auf das VCO 
Signal draufaddiert. ( Der SMHU von R&S macht das zum Beispiel ).

Übrigens die moderneren Signalgeneratoren als SMS lassen eine FM 
Modulation bis runter zu DC zu.

Ralph Berres

Ralph B. schrieb:
> Mit ein paar Tricks kann man das prinzipielle
> Phasenrauschen eines fraktionellen Teilers fast vollständig
> kompensieren, in dem man das Phasenrauschen phasengedreht auf das VCO
> Signal draufaddiert. ( Der SMHU von R&S macht das zum Beispiel ).

Hallo Ralph,

das interessiert mich sehr. Wie wurde das Blockschaltbildmässig gemacht? 
Wo findet man eine nähere Beschreibung/Schaltung des Prinzips? 
Patentmitteilung? Könntest Du mir bitte noch Näheres darüber mitteilen?

Gruesse,
Gerhard

Ralph B. schrieb:
> Ich kenne eigentlich keinen Afunk-Transceiver der heute keinen DDS
> Synthesizer hat

Aber es ist bei gewuenschten großem Dynamikbereich des Empfängers meist 
nur mittels einer "Cleanup PLL" möglich. U. Rhode hatte auch mal 
vorgeschlagen bei einem Konzept mit dem MC145170 ein Quarzfilter 
zwischen DDS und PLL Referenz zu schalten um die lästigen spuriosen 
Gesellen der PLL fernzuhalten.

> Der Abgleich war ziemlich kniffelig und ohne Messtechnik nur schwierig
> zu machen.

Das kann ich mir vorstellen. Sollte aber trotzdem nicht zu schwierig 
sein.

Gerhard O. schrieb:
> das interessiert mich sehr. Wie wurde das Blockschaltbildmässig gemacht?
> Wo findet man eine nähere Beschreibung/Schaltung des Prinzips?

Ich habe das vor Jahrzehnten mal irgendwo in der Mitteilung Neues von 
Rohde&Schwarz gelesen.

Wo man jetzt genaueres erfährt weis ich leider nicht.

Ich würde mir aber mal aus dem Netz die Schaltbilder von den Generatoren 
aus der Reihe SMG SMY SMH usw runterladen und diese mal studieren.

Das ist ja alles noch relativ gut zu durchschauen.

Ralph

Ralph B. schrieb:
> Ich würde mir aber mal aus dem Netz die Schaltbilder von den Generatoren
> aus der Reihe SMG SMY SMH usw runterladen und diese mal studieren.

Danke. Guter Vorschlag. Hoffentlich sind sie noch zu finden. Heutzutage 
sind ausführliche Service Schaltbildunterlagen nicht mehr 
selbstverständlich. Sonst hätte ich da eigentlich auch eigene Ideen...

Gerhard

Gerhard O. schrieb:
> Heutzutage
> sind ausführliche Service Schaltbildunterlagen nicht mehr
> selbstverständlich.

Die Schaltbilder von SMY SMG dürften noch zu finden sein. Ab SML wird es 
dann kritisch. Die gibt es tatsächlich nicht im Netz.

Ralph Berres

Ralph B. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Heutzutage
>> sind ausführliche Service Schaltbildunterlagen nicht mehr
>> selbstverständlich.
>
> Die Schaltbilder von SMY SMG dürften noch zu finden sein. Ab SML wird es
> dann kritisch. Die gibt es tatsächlich nicht im Netz.
>
> Ralph Berres

OK. Danke. Das ist schon mal ermutigend.

Ich habe mal bei K4BB nachgeschaut und da gibt es einige; leider viele 
ohne Schaltbilder. Für den KML habe ich ein 135MB PDF mit den 
gewuenschten Informationen gefunden. Ob die das DDS Kompensationsprinzip 
anwenden kann ich erst nach Studium feststellen.

Gerhard

Gerhard O. schrieb:
> KML habe ich ein 135MB PDF mit den
> gewuenschten Informationen gefunden.

was ist denn der KML? Den kenne ich noch garnicht.

Gerhard O. schrieb:
> Ob die das DDS Kompensationsprinzip
> anwenden kann ich erst nach Studium feststellen.

DDS hatte die damals keinen. Aber Fraktional/N Synthesizer. Das ist auch 
heute noch üblich.

Ralph Berres

Ralph B. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Ob die das DDS Kompensationsprinzip
>> anwenden kann ich erst nach Studium feststellen.
>
> DDS hatte die damals keinen. Aber Fraktional/N Synthesizer. Das ist auch
> heute noch üblich.
>
> Ralph Berres

Ist ein 10Hz-140MHZ AM/FM Synthesizer.

http://www.ko4bb.com/getsimple/index.php?id=manuals&dir=Rohde_Schwarz

Diskret aufgebautem F/N Synth gab es uebrigens in den 80er Jahren schon 
im HP3335A 80MHZ Synthesizer; allerdings im Vergleich zu heute mit 
extrem hohen diskretem Aufwand. Alleine die PN. Kompensationsschaltungen 
waren super aufwendig. War natuerlich damals wirklich High Tech.

Gerhard

Edit: Das Design vom SMPD (bis 2720MHz) ist ja hoch interessant.

schaue mal hier

http://www.ko4bb.com/getsimple/index.php?id=download&file=Rohde_Schwarz/Rohde_Schwarz_SMY/Rohde_and_Schwarz_SMY_Service_Manual_EN.pdf

da findest du das komplette Servicemanual inkl. Schaltbilder

Ralph Berres

Ralph B. schrieb:
> schaue mal hier
>
> http://www.ko4bb.com/getsimple/index.php?id=downlo...
>
> da findest du das komplette Servicemanual inkl. Schaltbilder
>
> Ralph Berres

Danke. Was mir sofort auffällt beim SMPD, dass er heutzutage wegen dem 
total veränderten Bauteilemarkt nicht mehr leicht herstellbar ist. Viele 
der darin gebrauchten Bauteile sind dank RoHS und Stand der Technik 
nicht mehr gut erhältlich. Was mich wundert, dass der MC4344 Phasen 
Detektor dort noch zu finden ist. Ist aber herrlich sich durch die 
ganzen Schaltungen arbeiten zu können. Der Aufwand ist ja wirklich 
enorm. Es ist schon toll wenn diese alten MG trotz der hohen Komplexität 
und Anzahl der Bauteile noch funktionieren. Man lernt schon Vieles 
dabei.

Meinen alten HP141 SA musste ich auch schon mehrmals reparieren. Die 
Hochspannungszuführung der Kathodenstrahl Speicher Röhre ist dort eher 
gewöhnungsbedürftig wenn die Kleber des Spezial Flachband Kabels über 
die Jahre trocken geworden sind und es Überschlage zwischen 
Beschleunigungsspannung und Speicher Steuersignale gibt. Habe allerdings 
eine gute Lösung gefunden die bis jetzt zuverlässig arbeitet.

Es ist schon eine Herausforderung heutzutage alte MG. instand zu halten.


Gerhard

Nachtrag: Der SMY sieht schon sehr viel moderner aus. Viel SMD Technik.

hier noch eines

http://www.ko4bb.com/getsimple/index.php?id=download&file=Rohde_Schwarz/Rohde_Schwarz_SMHU_RF_Generator_-_Operation_and_Service_Manual.zip

Der SMHU war die Königin der Generatoren aus dieser Zeit.

Ralph Berres

Ralph B. schrieb:
> hier noch eines
>
> http://www.ko4bb.com/getsimple/index.php?id=downlo...
>
> Der SMHU war die Königin der Generatoren aus dieser Zeit.
>
> Ralph Berres

Das ist ja heute wie Weihnachten;-)

Danke!