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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik FM Radio mit PLL oder IC


Autor: xx (Gast)
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Hallo,
ich habe bereits FM-Radios sowie AM-Radios gebaut, jedoch keine 
Superhet-Empfänger.
Liege ich richtig mit diesem Aufbau:
- LC-Schwingkreis
- Verstärker der HF
-> HF (verstärkt) an Frequenzvergleicher-Eingang der PLL
und genau da ist meine Kenntnislücke.
Müssen nicht erst die hochfrequenten Signale auf eine ZF (z.B. 10,7MHz) 
umgewandelt werden?
Wie wird das gemacht? (war da nicht auch etwas mit einem Quarzfilter?)
- Danach: Demodulation, LM386 als Audioverstärker und Lautsprecher 
dran...
Ansonsten: welchen IC zum Superhet-Empfang könnt ihr mir empfehlen?
-> lieber auf diese Frage eine schnelle Antwort als auf den Rest. Danke.
bitte eine schnelle Antwort!

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Nö. Du mischst die Frequenz, die Du aus der PLL holst (z.B. LM7001) mit 
dem empfangenen Signal. Eins der beiden Mischprodukte sollte dann bei 
Deiner ZF (10,7 MHz) liegen, welche Du dann demodulierst. Schau Dir mal 
den NE612 / SA 612 an.

Ich habe hier gerade selber einen Aufbau damit vor der Nase liegen.

Edit: Ach ja: Eingangsfilter und Verstärker habe ich erstmal einfach 
weggelassen. Habe mich gewundert, wie gut das funktioniert!
Also: 1,5m Draht an Pin 1 vom NE612, Pin2 via 100p gegen GND.
An Pin 4 und 5 einen Übertrager zur Anpassung an das ZF-Filter, 
Schwingkreis mit Varicap an 6 und 7 nach DB.


Gruß

Jobst

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Autor: Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)
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Das zentrale Bauteil jedes Superhets ist der lokale Oszillator, der z.B. 
mit dem o.a. NE612 auf das Empfangssignal gemischt wird. Am Ausgang des 
Mischers steht dann die Zwischenfrequenz. Die Zwischenfrequenz (z.B. 
10,7MHz) wird dann schmalbandig verstärkt und bestimmt die Trennschärfe 
und auch die Empfindlichkeit des Empfängers.
Der lokale Oszillator kann ein VCO sein, der mittels PLL stabilisiert 
wird, muss aber nicht. Heute ist das allerdings Standard, weil es 
leichter ist, PLLs zu stabilisieren als freischwingende Oszillatoren. 
Spart Abgleichpunkte und ist schnell reproduzierbar.

: Bearbeitet durch User
Autor: ZF (Gast)
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xx schrieb:
> Ansonsten: welchen IC zum Superhet-Empfang könnt ihr mir empfehlen?
> -> lieber auf diese Frage eine schnelle Antwort als auf den Rest. Danke.
> bitte eine schnelle Antwort!

Falls Du, weil es schnell gehen soll, eigentlich ein Einchipradio suchst 
ist vielleicht SI4835 was für Dich. Mischt externen Quarz intern, 
allerdings I/Q, und macht dann digital weiter. Also kein analoger VFO.

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Inzwischen wird auch immer häufiger eine DDS zur Erzeugung der 
Mischfrequenz verwendet.
Die lassen sich wesentlich feiner abstimmen als eine PLL.
Eine PLL wie LM7001 hat bei UKW 25kHz Schrittweite, eine DDS wie AD9910 
hat 0,23Hz Schrittweite, andere gehen runter bis in den pHz-Bereich!

Ein weiterer Vorteil ist, dass bei einer DDS die Frequenz sofort steht 
und nicht erst, wie bei einer PLL, einschwingen muss.


Gruß

Jobst

Autor: Helmut L. (helmi1)
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Jobst M. schrieb:
> Die lassen sich wesentlich feiner abstimmen als eine PLL.

Das haengt von der PLL ab.Fractional N Plls haben ebenfalls eine hohe 
Aufloesung. Der Vorteil von PLLs besteht darin das dass Phasenrauschen 
kleiner als bei einer DDS ist. Das Phasenrauschen des Oszillators 
bestimmt mit die empfindlichkeit des Empfaengers.

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Helmut L. schrieb:
> Das haengt von der PLL ab.Fractional N Plls haben ebenfalls eine hohe
> Aufloesung.

Ja, aber nicht annähernd die Auflösung einer DDS (FTW gehen dort bis 64 
Bit). Je kleiner die Schrittweite ist, desto länger dauert bei einer PLL 
auch der Einschwingvorgang, welcher bei DDS entfällt.


> Der Vorteil von PLLs besteht darin das dass Phasenrauschen
> kleiner als bei einer DDS ist. Das Phasenrauschen des Oszillators
> bestimmt mit die empfindlichkeit des Empfaengers.

Soweit richtig, da braucht man schon einen sauberen Takt.


Ich habe mir gerade das SI4835 angesehen. Das macht ja gar keinen Spaß 
mehr, da kann man sich ja gleich ein fertiges Radio kaufen.


Gruß

Jobst

Autor: ZF (Gast)
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Jobst M. schrieb:
> Ich habe mir gerade das SI4835 angesehen. Das macht ja gar keinen Spaß
> mehr, da kann man sich ja gleich ein fertiges Radio kaufen.

Ja, aber der TO sucht ja eine schnelle Antwort, also vielleicht auch 
eine schnelle Lösung. :-)

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

ein Radio zu bauen, um sich mit dem Prinzip auseinanderzusetzen, was zu 
lernen und Spaß dabei zu haben ist völlig ok.
Beim klassischen Superhet ist es eben das Zusammenspiel Oszillator und 
Mischstufe, Bedeutung von Vorselektion, Gleichlauf der Abstimmung, 
Bandbreite der ZF, nötige Verstärkung, Demodulationsverfahren usw.

Kommt man in aktuelle Gefilde, sind es IQ-Mischer, AD-Wandler, DSP und 
dann kommt eben das dabei raus:
@Jobst M. (jobstens-de):
>Ich habe mir gerade das SI4835 angesehen. Das macht ja gar keinen Spaß
>mehr, da kann man sich ja gleich ein fertiges Radio kaufen.

Ich habe mir letztens ein RDA5807M Modul bestellt, spielt eben einfach, 
die Briefmarke. Ist aber eben auche in völlg anderes 
Verarbeitungskonzept, um aus der HF die Musik zu machen.

Als Ausgleich habe ich ja noch ein paar alte Röhrenradios hier, die noch 
nicht alle repariert sind. ;)

Gruß aus Berlin
Michael

: Bearbeitet durch User
Autor: Wolfgang (Gast)
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Jobst M. schrieb:
> Edit: Ach ja: Eingangsfilter und Verstärker habe ich erstmal einfach
> weggelassen. Habe mich gewundert, wie gut das funktioniert!

Das kommt drauf an, was auf der Spiegelfrequenz los ist, also wenn deine 
beabsichtigte Empfangsfrequenz z.B. bei f_LO+ZF liegt, holst du dir auch 
die Signale von f_LO-ZF mit rein.

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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Jobst M. schrieb:
> Inzwischen wird auch immer häufiger eine DDS zur Erzeugung der
> Mischfrequenz verwendet.

Hab ich noch nie gesehen. Allerdings baut auch seit einigen Jahren 
keiner mehr (reine) UKW-Radios.

Für breitbandigen Universalkram (Frontend für SDR) kann ich das DDS 
deswegen vorstellen, weil man damit relativ problemlos einen sehr 
weiten Frequenzbereich überstreichen kann.

> Die lassen sich wesentlich feiner abstimmen als eine PLL.
> Eine PLL wie LM7001 hat bei UKW 25kHz Schrittweite, eine DDS wie AD9910
> hat 0,23Hz Schrittweite, andere gehen runter bis in den pHz-Bereich!

Die PLL für den LO hat genau die Schrittweite, für die man sie ausgelegt 
hat. Bei UKW ist das Kanalraster 50kHz. Wozu sollte man da eine 
Auflösung im <1Hz Bereich anstreben?

> Ein weiterer Vorteil ist, dass bei einer DDS die Frequenz sofort steht
> und nicht erst, wie bei einer PLL, einschwingen muss.

Dafür liefert ein traditionell aufgebauter VCO ein saubereres Signal.

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Wolfgang schrieb:
> Das kommt drauf an, was auf der Spiegelfrequenz los ist, also wenn deine
> beabsichtigte Empfangsfrequenz z.B. bei f_LO+ZF liegt, holst du dir auch
> die Signale von f_LO-ZF mit rein.

Stimmt. Ich hatte ja auch damit gerechnet, damit mehr Probleme zu 
bekommen.


Axel S. schrieb:
> Die PLL für den LO hat genau die Schrittweite, für die man sie ausgelegt
> hat. Bei UKW ist das Kanalraster 50kHz. Wozu sollte man da eine
> Auflösung im <1Hz Bereich anstreben?

Gut, das hat etwas mit meiner speziellen Anwendung hier zu tun und ist 
für UKW unnötig.


Gruß

Jobst

Autor: Helmut L. (helmi1)
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Jobst M. schrieb:
> Gut, das hat etwas mit meiner speziellen Anwendung hier zu tun und ist
> für UKW unnötig.

Also eher Kurzwelle?

Autor: Ralph B. (rberres)
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Jobst M. schrieb:
>> Der Vorteil von PLLs besteht darin das dass Phasenrauschen
>> kleiner als bei einer DDS ist. Das Phasenrauschen des Oszillators
>> bestimmt mit die empfindlichkeit des Empfaengers.
>
> Soweit richtig, da braucht man schon einen sauberen Takt.

Das Taktsignal trägt sicherlich auch zum Phasenrauschen mit bei, wenn es 
jittert.

Aber ein DDS Synthesizer hat prinzipiell ein weit höheres Phasenrauschen 
als ein an eine PLL lose angebundenen VCO der nicht mehr als den 
benötigten Frequenzbereich überstreicht.

Limitierend wirkt sich das Phasenrauschen dann aus, wenn man wenige 
Kilohertz neben einen bärenstarken Sender ein Signal empfangen will, 
welches sich an der Grasnarbe befindet, also gerade über dem 
Grundrauschen liegt. Dann mischt sich das Phasenrauschen mit dem Signal 
des Bärenstarken Senders in den Empfangskanal. Nennt sich reziprokes 
Mischen.

In vielen Fällen wird das Problem nicht zum tragen kommen, nur in den 
Fällen wo man weit entfernte Sender an einer guten ( 8 Elemente UKW ) 
Antenne  hören will. Dann aber nur wenn direkt neben den gewünschten 
Sender sich ein starker Ortssender befindet.


Ralph Berres

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Helmut L. schrieb:
> Also eher Kurzwelle?

Nein. Und eigentlich auch nicht Welle. Ich muss in einem Rutsch von 
50-200MHz, besser noch bis 500MHz durchsweepen können.
Und ich muss Frequenzen sehr genau treffen können (Schwebung auf 0 
bringen).
Daher ist PLL und VCO für meine Anwendung leider nicht brauchbar.
Es sei denn, jemand hat eine Idee für eine VCO 50-500MHz.


Gruß

Jobst

Autor: Aus der W. (Firma: oldeuropesblogs.blogspot.de) (oldeurope)
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Ralph B. schrieb:
> Limitierend wirkt sich das Phasenrauschen dann aus, wenn
>
> In vielen Fällen wird das Problem nicht zum tragen kommen, nur in den
> Fällen wo man weit entfernte Sender an einer guten ( 8 Elemente UKW )
> Antenne  hören will. Dann aber nur wenn direkt neben den gewünschten
> Sender sich ein starker Ortssender befindet.

Das Phasenrauschen addiert sich zur Modulation.
Das bekommst Du gar nicht mehr heraus.
Es vermindert den Fremdspannungsabstand. Kommt natürlich
nur bei hifi zum Tragen.
Das ist ein Nachteil von FM.

LG
old.

Autor: Helmut L. (helmi1)
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Jobst M. schrieb:
> Es sei denn, jemand hat eine Idee für eine VCO 50-500MHz.

VCO (1050..1500MHz)---------Mischer --------Lowpass---- 50.. 500Mhz
                               |
                               |
                             Oszillator (1000MHz)

Waere das nichts fuer dich?

Autor: Ralph B. (rberres)
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Helmut L. schrieb:
> VCO (1050..1500MHz)---------Mischer --------Lowpass---- 50.. 500Mhz
>                                |
>                                |
>                              Oszillator (1000MHz)
>
> Waere das nichts fuer dich?

So ähnlich macht es der skalare Netzwerkanalyzer Swob5 von Rohde&Schwarz

VCO (2000..3300MHz)---------Mischer --------Lowpass---- 0.. 1300Mhz
>                                |
>                                |
>                              Oszillator (2000MHz)

Aber bei Rohde wurde wegen des Phasenrauschens ein Yigoszillator 
benutzt, dessen Steuerung ungünstigerweise genau an der Stelle sitzt, wo 
das magnetische Ablenkfeld der Kathodenstrahlröhre ( ist eine magnetisch 
abgelenkte Bildröhre ) sein Maximum hat.

Zur Zeit versuche ich für Schmalbandwobbeln  den Yigoszillator durch 
einen ADF4351 zu ersetzen. Dann wird dich zeigen ob ein 
Phasenrauschabstand von 90db/Hz in 10KHz Abstand ausreichend sind.

Ralph Berres

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Helmut L. schrieb:
> Waere das nichts fuer dich?

Im Prinzip schon, an sowas hatte ich auch schon gedacht. Aber dann habe 
ich hohe Frequenzen, die ich zum einen nicht brauchen kann und zum 
anderen vermutlich nicht handeln kann.
Ich kann mir irgendwie auch vorstellen, dass dieses Verfahren der 
Qualität des Ausgangssignals nicht zuträglich ist.

Aber trotzdem vielen Dank.
Allerdings möchte in den Thread auch nicht kapern.


Gruß

Jobst

Autor: Helmut L. (helmi1)
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Frag mal den Ralph,

mit dem mache ich zur Zeit eine Ansteuerung fuer die AD ADF4351 
Fractional N PLL. Die hat einen internen Oszillator und kann auch diesen 
Bereich ueberstreichen. Allerdings ansteuerung ueber SPI.

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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SPI ist ja auch okay. Den schaue ich mir mal an. Vielen Dank!

Gruß

Jobst

Autor: Ralph B. (rberres)
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Jobst M. schrieb:
> Ich kann mir irgendwie auch vorstellen, dass dieses Verfahren der
> Qualität des Ausgangssignals nicht zuträglich ist

Einen VCO, welcher lückenlos von 50-500 MHz überstreicht ist mit einen 
reinen Oszillator nicht realisierbar. Vielleicht gibt es tatsächlich 
irgendeinen DDS Synthesizerchip der das kann.

Dann würde ich dir empfehlen ein fertiges Evulationsboard bei einen 
Chinesen zu kaufen. ( So habe ich es mit dem PLL Synthesizer ADF4351 
gemacht).

Ansonsten bleibt dir nur das Prinzip des Super-VCOs wie es in den 70ger 
Jahren schon angewendet wurde, also das Mischen mit einer hohen 
Festfrequenz.

Jeder Spektrumanalyzer und Messempfänger macht das so.

Mit den heute am Markt erhältliche Bausteine ist es auch um einiges 
leichter geworden sowas zu realisieren. Municom ist ein Anbieter solcher 
Bausteine.

Leider schreibst du nichts über den Einsatzzweck und Anforderung deiner 
Wunschkonfiguration.

Wenn ich meine PLL für meinen Swob5 fertig habe werde ich in meinen 
Tread

wo es um einen Ersatz der Bildröhre durch einen LCD Schirm für den Swob5 
ginge  berichten. Zur Zeit erwarte ich noch eine Lieferung des ADF 
Moduls.

Danach geht es weiter.

Ralph

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Ralph B. schrieb:
> Vielleicht gibt es tatsächlich
> irgendeinen DDS Synthesizerchip der das kann.

Ja, von AD gibt es einige. Teils sogar mit eingebauten Mischern und 
Frequenzvervielfachern bis 3GHz.
z.B. AD9912 mit f x2 bis 750MHz low Jitter mit 1.6ps (da müsste aber 
zwischen 200 und 400MHz umgeschaltet werden)
oder der AD9956. Bei dem kann man PLL und DDS in diversen 
Konfigurationen zusammenschalten


Den ADF4351 muss man leider auch wieder zwischendrin umschalten.


Ralph B. schrieb:
> Jeder Spektrumanalyzer und Messempfänger macht das so.

Ja, es wird etwas ähnliches.
Nicht mehr Infos sind beabsichtigt, weil es nicht meine Idee ist.


Ich muss mal schauen, ob es sowas (2x Osc + Mischer) fertig als Baustein 
gibt.


Gruß

Jobst

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