Hallo, ich habe gelesen, dass die Phasenregelschleife in ihrer Verwendung als FM Demodulator als Bandpass wirkt. Welche Bestandteile des Regelkreises verursachen diese Wirkung? Ein fiktives frequenzmoduliertes Signal sendet auf einer Frequenz von 10 MHz mit einer Bandbreit von 40 kHz. Die Frequenz liegt folglich im Bereich 9,98 MHz bis 10,02 MHz. (oder 10,00 kHz bis 10,04 kHz?) Die Phasenregelschleife besteht im Wesentlichen aus den Komponenten: Phasendetektor, Tiefpass und einem spannungsgesteuertem Oszillator. Der Phasendetektor gibt den Phasenversatz des Eingangssignals und des rückgeführten Signals des Oszillators aus als Fehler aus. Das Fehlersignal durchläuft den Tiefpass passt die Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators an. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis der Oszillator ein Signal ausgibt, dessen Frequenz mit dem Eingangssignal identisch ist und somit keinen Phasenversatz mehr aufweist. Die obere Grenze des Bandpasses erkläre ich mir durch den Tiefpass. Hohe Frequenzen im Eingangssignal äußern sich als hohe Frequenzen im Fehlersignal und werden durch den Tiefpass beseitigt. Korrekt? Welches Bauteil definiert die untere Grenze des Bandpasses?
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Vermutlich ist damit gemeint, das die PLL einen sogenannten Fangbereich hat, d.h. der VCO kann nur innerhalb eines bestimmtem Bereich, der Führungsgröße folgen.
Anhand des Beispiels: Als Ausgangssignal greife ich letztlich die Steuerspannung meines Oszillators ab. Nun möchte ich diesem Signal doch nur die 40 kHz Bandbreite abgebildet sehen. Die unteren 9,98 MHz sollen doch herausgefiltert werden, ebenso alle Frequenzen oberhalb von 10,02 MHz. Folglich muss es doch rein von der Funktion her schon ein Bandpass sein?
"Ein fiktives frequenzmoduliertes Signal sendet auf einer Frequenz von 10 MHz mit einer Bandbreit von 40 kHz. Die Frequenz liegt folglich im Bereich 9,98 MHz bis 10,02 MHz. (oder 10,00 kHz bis 10,04 kHz?) " Nein. Da sind jede Menge Seitenbänder mit dabei. Siehe Besselfunktion https://de.m.wikipedia.org/wiki/Frequenzmodulation Die PLL wirkt nicht wirklich als Bandpass, da hinten immer nur die Frequenz des Oszillators heraus kommen kann. Ein Bandpass wäre in der Lage ein Frequenzgemisch hindurch zu lassen. Nimmt man die Spannung am Ausgang des Tiefpasses vor dem VCO-Eingang ab, stellt diese das FM-demodulierte Signal dar. Dessen Bandbreite wird in der Tat durch die Grenzfrequenz des Tiefpasses begrenzt und kann ein Frequenzgemisch von 0...fg enthalten. MfG
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Auf einer Trägerfrequenz von 10 MHz soll ein Nutzsignal mit einer Frequenz von 40 kHz durch Frequenzmodulation übertragen werden. Der Frequenzhub bzw. die maximale Abweichung des Trägersignals durch das Nutzsignal bestimmt die Amplitude des Nutzsignals. (mathematisch die Steigung der 1. Ableitung der Phase) Die Frequenz des Nutzsignals wird durch die Häufigkeit bestimmt, mit welcher die Frequenzabweichung durchlaufen wird. (mathematisch die Frequenz der 1. Ableitung der Phase) Im Frequenzspektrum sind im Abstand von k*40 kHz vom Trägersignal oberhalb und unterhalb ebenfalls Signalanteile sichtbar, die als Seitenbänder bezeichnet werden; deren Amplitude nimmt mit zunehmenden Abstand von der Trägerfrequenz ab. Als Bandbreite würden nach meinem Verständnis doch aber trotzdem 9,98 kHz bis 10,02 angegeben? > Nimmt man die Spannung am Ausgang des Tiefpasses vor dem VCO-Eingang ab, > stellt diese das FM-demodulierte Signal dar. Dessen Bandbreite wird in > der Tat durch die Grenzfrequenz des Tiefpasses begrenzt und kann ein > Frequenzgemisch von 0...fg enthalten. Kann ich davon ausgehen, dass das Eingangssignal für den PLL immer ausschließlich aus dem gesuchten Trägersignal und dem Nutzsignal besteht? (Signalstörungen außen vorgelassen) Denn sobald das Eignangssignal mehrere Trägerfrequenzen mit mehreren Nutzssignalen enthält, wird der VCO doch immer durch die niedrigste Frequenz geregelt. Alle Trägerfrequenzen darüber erscheinen als Rauschen im Steuersignal. Da der VCO einen Fangbereich hat, würde er - angenommen er sei für eine höhere Trägerfrequenz ausgelegt - auf der niedrigensten Frequenz "hängen" bleiben. Unter diesen Umständen wäre der PLL doch als FM Demodulator nutzlos? Daher rührt auch meine Frage nach der unteren Grenze im Frequenzbereich.
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Johnson 3. schrieb: > (mathematisch die > Steigung der 1. Ableitung der Phase) Also die 2. Ableitung der Phase - oder nur geschraubt geschwurbelt? Ich empfehl' mal ganz stark den Wikipediaeintrag zur Frequenzmodulation. Das zu uebertragende Signal sollte keinen Gleichanteil besitzen, denn nach der Uebertragung kann man den eh' nicht mehr zweifelsfrei herstellen. Der Emfaenger weiss ja nicht, ob das Originalsignal gleichanteilfrei war und auf der Traegerfrequenz f0 uebertragen wurde, oder ob es einen Gleichanteil besass und auf der Traegerfrequenz f0+delta uebertragen wurde... Daher kommt die Bandbeschraenkung des Nutzsignals nach unten. Gruss WK
Sendeseitig kenne ich das aus der Anfangszeit der Packet-Radio-Modulatoren für 9600 Baud. Da musste man gleichzeitig den VCO und den Referenzquarz modulieren, weil der Quarz nur die niedrigen Frequenzen konnte (Tiefpass), und die PLL gerade diese ausregelte, also Hochpasscharakter hatte. Ab 19200 Baud kamen dann noch Nebenresonanzen des Quarzes dazu, dann ging nichts mehr.
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Beispielschaltung: Senderseitig ist es so, dass die untere Kapazitätsdiode mit dem zu übertragenden Signal moduliert wird und die obere BB204 in der PLL-Regelschleife (4046) eingebunden wird. Das Nachregeln geschieht langsam über den Tiefpass (68k und 10µF), so dass das FM-Modulationssignal bis auf 20Hz herabgesetzt werden kann. Die höchste zu übertragende Frequenz wird eingangsseitig durch den 5k-Trimmer und den 470pF bestimmt (ca. 60 kHz). Zur Vermeidung von evtl. Regelgeräuschen, kann noch ein DI-Regler dazwischen geschaltet werden.
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