Frequenzmodulation

also ich hab damals im praktikum mit einem MAX038 nen frequenzgenerator 
bauen müssen (eig. sinnlos von heutiger sicht), der hatte auch ein input 
für frequenzmodulation. allerdings ist der, zumindest bei pollin, 
relativ teuer.

alternativ wäre die frage, ob nicht der ein oder andere radio-empfänger 
nicht passende ICs verbaut hat.

im übrigen: hatte es nicht einen bestimmten grund (unsaubere signale?) 
dass FM-signale normal erst in höheren frequenzbereichen eingesetzt 
wird? ;)

>im übrigen: hatte es nicht einen bestimmten grund (unsaubere signale?)
>dass FM-signale normal erst in höheren frequenzbereichen eingesetzt
>wird? ;)

Der grund das FM bei hoeheren Frequenzen eingesetzt wird ist das FM eine 
hoehere Bandbreite benoetigt. Man kann auch einen Traeger von 100KHz mit 
FM modulieren.

Am besten du baust das ganze mit einem DDS-IC auf. Dann kannst du die 
Modulation rein digital machen. Damit bleibt deine Mittenfrequenz auch 
bei deiner gewuenschten genauigkeit. Analog wird das schwer 
hinzubekommen sein.

Gruss Helmi

>Bitte entschuldige meine Unwissenheit, aber was ist bitte ein DDS-IC?

Das ist ein digitaler Sinusgenerator.

http://www.analog.com/en/rfif-components/direct-digital-synthesis-dds/ad9851/products/product.html

Sowas zum Beispiel. Da wird ein Sinus digital erzeugt ueber ein 
Addierer/Register Schaltnetz und anschiessend ueber ein ROM und DAC ein 
Sinus ausgegeben. Damit kannst du die Frequenz des Sinus je nach 
Aufloesung des DDS auf mHz einstellen. Wenn du nun diese 
Einstellmoeglichkeit nutzt und dort dein zu modulierendes Signal 
einspeisst hast du deine FM. Hochgenau und Stabil.

Stefan_KM schrieb:
>>zumindest bei pollin, relativ teuer.
>
> Der MAX038 ist nicht mehr erhältlich. Abgekündigt.... auch bei Pollin
> nicht mehr zu haben...

sorry, ich meinte conrad. da kostet der aber 33 euro. also nicht gerade 
ein schnäppchen. (wieso auch immer ich pollin mit conrad verwechselt 
hab. -.-)

>Kann ich irgdenwie mit einem Oszillator am XR2206 meine Trägerfrequenz
>stbilisieren?`


Ja das geht . Du must eine PLL damit aufbauen. Erstmal must du dir einen 
Referenztakt mit 100KHz erzeugen. (Quarzoszillator mit Teiler).

Dann fuehrst du die beiden Signale auf einen Phasencomparator (Teil des 
4046 PLL ICs). Am Ausgang des Phasencomparators schliesst du ein 
Schleifenfilter an dessen Ausgang jetzt deinen XR2206 nachregelt. 
Gleichzeitig kannst du dort auch noch ein Modulationssignal einspeissen. 
Die PLL haelt dann im Mittel die Frequenz konstant. Nach der Methode 
werden die meistens FM Sender in der Frequenz stabil gehalten. Das 
Schleifenfilter must du natuerlich so auslegen in der Grenzfrequenz das 
deine Modulation nicht mit ausgeregelt wird.


Gruss Helmi

>Gibt es da vielleicht eine Schaltung? Oder alles im Datenblatt des
>4046?

Direkt ein Schaltung gibt es da nicht. Im Datenblatt des 4046 sind nur 
die Schaltung erklaert mit dem 4046 internen Oszillator arbeiten. Auch 
ist die Auslegung des Schleifenfilters mit seinen 2 R und 1 C nicht ganz 
trivial. Davon haengt schliesslich die stabilitatet des Ausgangssignales 
von ab (Fangbereich , Jitter).

Hier etwas in dieser Richtung

http://techdoc.kvindesland.no/radio/b1/20051213185745265.pdf

Deine ganze Geschichte geht auch ohne XR2206.
Was du brauchst ist wie ich schon beschrieben habe eine 100KHz Referenz 
und eine PLL und Tiefpassfilter.

In meinem Plan wird aus einem 6.4MHz Quarztakt durch Teilung dein 100KHz 
Traeger. Die PLL regelt danach ihren VCO auf eine Mittenfrequenz von 
100KHz aus. Dieser VCO wird aber auch noch zusaetzlich von deiner 
Modulationsfrequenz ausgesteuert. Die PLL haelt nun im mittel die 100KHz 
konstant aber nicht die Kurzzeitschwangungen durch deine Modulation. Wie 
Tief nun deine untere Modulationsfrequenz sein darf bestimmt das 
Loop-Filter der PLL (R4,R5,C4) Du must es so dimensonieren das deine 
Mittenfrequenz stabil ist aber auch noch deine untere Grenzfrequenz 
erreicht wird. Das kann man jetzt mit Mitteln der Regelungstechnik 
berechenen oder im einfachsten Fall dort ein Poti einsetzen. Der VCO des 
4046 liefert dir nun aber ein Rechtecksignal. Das kann man aber mittels 
Tiefpass der die Oberwellen wegfiltert zu einem Sinus konvertieren. Und 
damit hast du deinen Modulator mit 100KHz Quarzstabil in 2 ICs. Mit dem 
eingezeichneten Poti stllst du deinen Frequenzhub ein. Also vergiss den 
alten XR2206 mit seinen Drift Problemen.

Gruss Helmi

>Höre nicht auf den Teufel

Du bist bereits in meinem roten Buch notiert. Irgendwann bekomme ich 
dich zu fassen.


http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AN1410-D.PDF

Hier noch ein bisschen Lesestoff zu dimensionierung der PLL

>Aber doch wohl an erster Stelle?

Du stehst an erster Stelle. Ich warte auf dich.


>Man kann auch den 2206 mit einem 4060 stabilisieren, wenn man Deine
>Superschaltung mit einem EXOR-Gatter als Phasenvergleicher verwendet.
>Dafür braucht man dann keinen Bandpass mehr.

Kann man. Habe ich ja schon mal erwaehnt. Beim EXOR-Gatter muss man 
allerdings aufpassen das man nicht auf eine Oberwelle einlockt.
Auch sollte der Tiefpass billiger sein als der XR2206. Von der 
spektralen Reinheit ist der Tiefpass besser. Je steiler der ist umso 
reiner das Signal was man vom XR2206 nicht behaupten kann.
Von HUB , Bandbreite b.z.w. spektraler Reinheit hat Stefan bisher nicht 
gesprochen.

>Dann stell Dich 'mal schön in den Regen.

In der Hoelle regnet es nicht. Alles schoen trocken.

>Sorry ich meinte @ Helmut

Kann sein das ich mich da vertan habe.

>aber euren Streit solltet ihr nicht hier autagen,
>dass bringt mich nicht weiter.

Das ist doch kein Streit .  Ist nur ein bisschen auflockerung des 
Themas.

Gruss Helmi

>Helmut soll Dir aber dann auch verraten, welchen Fehler er dort
>eingebaut hat :-)

Hast du etwas gesehen was mir entgangen ist ?

Sag erstmal, wofür das Signal dann sein wird? Dann kann man besser Tipps 
geben.

>Außerdem habe ich C4 weggelassen bzw. gebrückt. Der Widerstand R4 und R5
>haben Einfluß auf das Tastverhältnis meines Rechtecks!?

Den kannst du nicht einfach bruecken.
R4,R5 und C4 sind das Schleifenfilter der PLL. Das must du sorgfaeltig 
dimensonieren. Schau mal in die App-Note von Freescale die ich gepostet 
habe.
Wenn die Grenzfrequenz dieses Filters zu hoch ist regelt die PLL deine 
Modulation aus.

>Verstehe die Schaltung noch nicht wirklich.

Das ganze ist ein Regelkreis bei der der VCO in der Frequenz 
nachgeregelt wird. Und zwar wird die mittlere Frequenz der PLL 
nachgeregelt. Der VCO schwingt damit auf die Referenzfrequenz.



Gruss Helmi

>Kannst Du im Schaltplan die fehlenden Bauteilwerte ergänzen?

Ohne Angabe des Frequenzhubs und der Bandbreite geht das nicht. Und 
diese werte kennt nur Stefan.

Oder heisst jetzt Stefan ploetzlich Siggi ?

Die war hier drin. Entschuldigung war doch OnSemi. War frueher der 
gleiche Haufen als das noch Motorola hiess.


Beitrag "Re: Frequenzmodulation"


>Ich habe eine Modulationssignal von 200Hz - 5kHz. Wie soll ich das ganze
>Dimensionieren?

Als erstes muss du die Mittenfrequenz des VCO bestimmen. Das sind die 
Bauteile C3, R3 in meinem Plan. R2 kannst du erstmal weglassen.

Ausgerechnet habe ich fuer C3 = 330pF , R3 = 93KOhm

Das ergibt eine fmin = 47Khz , fmax = 516KHz

KVCO = 1.18 rad / V

d = 0.707 gesetzt (Optimale Daempfung)
Eigenfrequenz der PLL = 200Hz

ergibt fuer C4 = 1uF , R4 = 300KOhm , R5 = 1.2KOhm

R8 sollte im Bereich von R4 liegen also um die 300KOhm
C7 = 100nF

Das sind die Startwerte mit denen du mal beginnen kanst.

Gruss Helmi

>Wenn ich die Trägerfrequenz verändern möchte, z.B. auf 40kHz, hat dies
>nur einen Einfluss auf die Dimensionierung von C3 und R3? Oder müssen
>auch die anderen Werte verändert werden. Wenn ja, auf welche?

In erster Linie betrifft es C3,R3. Da aber davon auch der VCO Gain 
abhaengt und der geht in die Dimensionierung des Schleifenfilters mit 
ein aendert sich dort die Werte ebenfalls.

Nimm mal als Startwerte fuer R3 = 180K  und fuer R4 = 150K. Die anderen 
kannst du erstmal so lassen.

Aber denk dran alles nur theoretische errechnete Werte aus der App Note.

>Ich habe es bishe nicht geschafft die App- Note zu lesen. :-(

Es war doch eine ganze Nacht lang Zeit.

>Noch ein Frage. Macht es einen Unterschied ob ich CMOS oder TTL
>Schaltkreise verwende?

Den 4046 gibt es nur in CMOS   4046,74HC4046


>Die negative Flanke meines 40kHz Rechtecks
>"flattert" hin und her.

Das ist Jitter bei einer PLL. Dann simmt die Daempung in der PLL 
Regelschleife nicht (Widerstand R5). Eventuell die Spannungsversorgung 
der PLL mal abblocken.

Du kannst mal versuchen die PLL bei 640 KHz laufen zu lassen und das 
Signal mit einem durch 16 Teiler wieder auf 40 KHz zu bringen . Dann ist 
der Jitter auch nur 1/16 davon. Also zwischen Pin 3 + 4 einen 
Frequenzteiler setzen (4520) oder aenlich.

>Habe die Werte angepasst und bekomme meine 40kHz am Ausgang.
>Ich habe dann mein Modulationssignal drauf gegeben und kann dieses
>Signal nicht demodulieren. Bzw. das Signal ist sehr leise.

Das ist nun mal eine Frage des Frequenzhubes der FM Demodulation.
Wie demodulierst du den das Signal ? IC Type?
b.z.w. wofuer brauchst du das ganze ?

>Schaltkreis zur Demudalation ist ein Mischer NE612.

Bei dem haengt die hoehe der Ausgangsspannung von der Guete des 
Schwingkreises ab. Ich nehme mal an du machst damit eineb 
Koinzidenzdemodulator. Wenn die Guete des Phasenschieberkreises nicht 
hoch genug ist bekommst du eine kleine Ausgangsspannung. Welche 
Ausgangsspannung bekommst du den bei 39,40,41 KHz am Eingang ?

>Spannugsversorgung ist bereits abgeblockt mit 100nF.

Eventuell noch ein L oder R in die Versorgungsspannung.
Der VCO macht ja bei 1V am Eingang ja schon rund 100KHz 
Frequenzaenderung.

>Die 40kHz am Ausgang stehen nicht stabil am Ausgang an wenn die
>Modulation ausgeschaltet ist.

Wie hast du das gemessen b.z.w. was hast du gemessen ? Werte ?

>An welcher Stelle meinst du denn jetzt?

Die Frequenzen an den Eingang des NE612 dann die Spannung am Ausgang 
gemessen. Schon hast du die empfindlichkeit deines NE612 in V/Hz.

>Ich wollte noch fragen, wo du deine Schaltung her hattest?

Die ist selbst gemacht.

>Ich habe nämlich R5 nicht an Pin 9 sondern direkt an Pin 13 gehängt. Und
>das funktioniert super.

Wundert mich jetzt ein bisschen. Ich hatte das vorgestern auch mal 
aufgebaut und nachgemessen und bin dabei auf einen Jitter < 100nS 
gekommen.

>Ich habe meine 40kHz am Ausgang und das Signal
>läßt sich sehr schön modulieren.

So werden auch die normalen FM Sender moduliert.

>Erklären kann ich es zwar nicht aber es funktioniert. Ich habe mir jetzt
>als die App Note einmal durchgelesen und muss sagen, dass ich diese
>mindestens noch einmal oder mehr durchlesen muss. Der Lösungsweg ist
>zwar an einem Beispiel erklärt, aber nachvollziehen konnte ich dieses
>noch nicht.

Das ist halt Regelungstechnik. Da ist viel hoehere Mathe angesagt. Aber 
mach dir nichts draus das ging mir aenlich damals.

>Und auch wenn der Fall nicht eintritt, helfe ich dir wenn du mal meine
>Hilfe brauchst :-)

Ok ich nehme dich beim Wort.

Es gibt da auch noch die AppNote AN535 von Motorola / Onsemi

http://www.dckits.com/an535r0a.pdf

Und noch was von Ti zu dem Thema

http://focus.ti.com/general/docs/litabsmultiplefilelist.tsp?literatureNumber=scha003b

Gruss Helmi


Gruss Helmi

>Werde jetzt meine Platine erstellen und ggf. auf euch zurück kommen,

Dann lege bitte deine Platine so aus das auch die andere Filterschaltung 
aufgebaut werden kann.

>Welche Filterschaltung meinst du jetzt?

Du hast gesagt das du R5,C4 direkt an Pin 13 angeschlossen hast. Das 
kannst du ja machen ich wuerde aber die Originalschaltung wo R5,C4 an 
Pin 9 liegt ebenso vorsehen. (Ist eigentlich die korrektere Schaltung)

Gruss Helmi