FM Schaltung Problem

[And Se (Gast)]

Guten Tag Kollege,

ich habe zwei einfache Schaltungen für FM Modulation entworfen, aber 
keine liefert ein FM Modulation. Mir wurde schon ein Tipp gegeben, dass 
der Arbeitspunkt vom NPN Transistor ist nicht richtig eingestellt. Nach 
einige Einstellungen bin ich nicht zu einem richtigen Ergebnis gekommen.
Zufälligerweise schafft eine Schaltung ein AM Modulation.
Würden Sie mir bitte Helfen die FM Modulation hinzubekommen.
(Die Frequenzen sind erstmal nicht wichtig. Später soll es im Bereich 
von 100 Hz bis 10kHz sein)
Vielen Dank im Voraus.
Mit freundlichen Grüßen
And Se

[Sven S. (schrecklicher_sven)]

Schaltung 1: Der Transistor kriegt zu wenig Basisstrom. Die negative 
Halbwelle vom Signal nimmt ihm das bißchen auch noch weg und die 
Schwingung stoppt.
Schaltung 2: Kapazitätsdioden können mit Wechselspannung nicht sinnvoll 
betrieben werden.

[Hp M. (nachtmix)]

And Se schrieb:
> Später soll es im Bereich
> von 100 Hz bis 10kHz sein)

In einem Rutsch?
Das wirst du mit einem LC-Kreis nicht hinkriegen.

Schreib lieber mal, was du brauchst, anstatt Schaltungen vorzustellen, 
die schon auf den ersten Blick nicht funktionieren.

[Jörg W. (dl8dtl) (Moderator)]

Hp M. schrieb:
>> Später soll es im Bereich
>> von 100 Hz bis 10kHz sein)
>
> In einem Rutsch?

Vermutlich meint er die Modulationsfrequenz.

Natürlich hat hier niemand die Absicht, einen Schwarzsender zu bauen, 
aber man wird ja wohl nochmal nach technischen Details fragen dürfen, 
nicht?

:-)

Sven S. schrieb:
> Schaltung 2: Kapazitätsdioden können mit Wechselspannung nicht sinnvoll
> betrieben werden.

Kann man in gewissem Maße schon machen, aber nicht, indem man gleich mal 
die komplette Spannung an der Diode als Modulationswechselspannung 
ausführt … Natürlich haben genügend Leute ausreichend brauchbar 
funktionierende Schwarzsender mit Diodenmodulation aufgebaut – die man 
vermutlich auch ausreichend gut noch auf der 5. Oberwelle gehört haben 
wird …

Aber: komplett ohne Grundlagenverständnis, nur mit ein paar 
LTspice-Simulationen, hat wohl noch keiner einen Sender aufgebaut.

[And Se (Gast)]

Vielen Dank für Ihre Antwort.
Die gesamte Aufgabe ist eine optoelektronische Übertragungsstrecke zu 
entwerfen, um analoge Signale im NF Bereich 100Hz – 10kHz zu übertragen. 
Als Mod.verfahren soll Frequenz-Modulation verwendet werden. Ich wollte 
erstmal eine Schaltung für Modulation entwerfen und dann alle andere 
Aufgabe zu lösen. Leider habe ich schon Probleme beim ersten Schritt.
Mit freundlichen Grüßen
And Se

[And Se (Gast)]

Sven, vielen Dank für Ihre Antwort.
Heißt es für die erste Schaltung, dass ich nur den Spannungsteiler 
richtig dimensionieren soll um Basisstrom höher zu machen?
Damit das Eingangssignal keinen negativen Einfluss auf die Schaltung 
hat, reicht es eine Diode einbauen (oder vielleicht Spule)?

Mit freundlichen Grüßen
And

[Günter Lenz (Gast)]

Die erste Schaltung kann nicht funktionieren weil
sich die Kapazitätsdiode nicht im Schwingkreis befindet.
FM-Modulation mit Kapazitätsdioden funktioniert nur
bei höheren Frequenzen vernünftig (UKW). Zur zweiten
Schaltung, die Kapazitätsdiode muß mit einer Gleichspannung
in Sperrichtung vorgespannt sein, sie darf nie in den
Durchlaßbereich kommen. Die Modulationsspannung darf
die HF an der Kapazitätsdiode nicht kuzschließen.
Die Oszillatorfrequenz ist zu niedrig.

[Mario M. (thelonging)]

Mit PLL geht das besser:

https://forum.allaboutcircuits.com/threads/need-help-for-ir-audio-transmitter-receiver.3483/

[And Se (Gast)]

ICh habe vergesen zu sagen, dass es nur ein Paar aktive elemente 
verwendet werden darf (Transistor, D Flip Flop, Timer NE555, Opamp). 
Sonst wäre das ganze einfacher, glaube ich.
Danke für Ihre Antwort


Mario M. schrieb:
> Mit PLL geht das besser:
>
> 
https://forum.allaboutcircuits.com/threads/need-help-for-ir-audio-transmitter-receiver.3483/

[And Se (Gast)]

Günter Lenz schrieb:
> Die erste Schaltung kann nicht funktionieren weil
> sich die Kapazitätsdiode nicht im Schwingkreis befindet.
> FM-Modulation mit Kapazitätsdioden funktioniert nur
> bei höheren Frequenzen vernünftig (UKW). Zur zweiten
> Schaltung, die Kapazitätsdiode muß mit einer Gleichspannung
> in Sperrichtung vorgespannt sein, sie darf nie in den
> Durchlaßbereich kommen. Die Modulationsspannung darf
> die HF an der Kapazitätsdiode nicht kuzschließen.
> Die Oszillatorfrequenz ist zu niedrig.

Hmmmm, ich versuche jetzt die Schltung zu ändern, hoffentlich schaffe 
ich es endlich.

[Robert M. (r0bm)]

And Se schrieb:
> Hmmmm, ich versuche jetzt die Schltung zu ändern, hoffentlich schaffe
> ich es endlich.

Anbei ein Bsp. für die Variante in Basischaltung. Ich habe einen PNP 
Transistor verwendet damit die Induktivität an Masse liegt. Die 
Kapazitätdioden sind mit einer Gleichspannung vorgespannt, die 
Modulationsspannung wird hochohmig eingespeist.

[GHz-Nerd (Gast)]

Wenn der 555 erlaubt ist und eine Trägerfrequenz von <1MHz ok ist 
(sollte eigentlich), würde ich den FM modulator damit machen... plus ev. 
einem nachgeschalteten flipflop zwecks 50% duty cycle.
verhält sich recht vorhersehbar und im Netz gibt es unzählige 
Anleitungen dazu.

[And Se (Gast)]

Robert M. schrieb:

>
> Anbei ein Bsp. für die Variante in Basischaltung. Ich habe einen PNP
> Transistor verwendet damit die Induktivität an Masse liegt. Die
> Kapazitätdioden sind mit einer Gleichspannung vorgespannt, die
> Modulationsspannung wird hochohmig eingespeist.

Guten Tag Robert,
vielen Dank für Ihre Antwort. Ich habe Ihre Schaltung nachgebaut. Man 
sieht leider am Ausgang die FM Modulation nicht (so wie man die Typisch 
vorstellt). Auf dem Diagramm sieht man das leider nicht. Die Schaltung 
habe ich aber fast ein zu eins übernommen, außer einige Komponente, da 
die in LTSpice nicht zu Verfügung stehen.
Liegt es vielleich daran, dass ich den Modulationsindex nicht in 
Betracht genommen habe?

[And Se (Gast)]

GHz-Nerd schrieb:
> Wenn der 555 erlaubt ist und eine Trägerfrequenz von <1MHz ok ist
> (sollte eigentlich), würde ich den FM modulator damit machen... plus ev.
> einem nachgeschalteten flipflop zwecks 50% duty cycle.
> verhält sich recht vorhersehbar und im Netz gibt es unzählige
> Anleitungen dazu.

Ok, vielen Dank. Ich versuch die Variante auch. Später zeige ich das 
Ergebnis.
Mit Freundlichen Grüßen
And

[Karl B. (gustav)]

Günter Lenz schrieb:
> die Kapazitätsdiode muß mit einer Gleichspannung
> in Sperrichtung vorgespannt sein,

Hi,
die BB112 ist wohl die mit der höchsten Kapazität.
Bei 500 pf ist Schluss (bei niedrigerer Abstimmspannung.)
ca. 50 pf (bei höherer Spannung. ca. +12V)

Und die Kennlinie ist keineswegs über einen weiten Bereich derart 
linear, dass eine saubere sinusförmige Wechselspannungsüberlagerung der 
Gleichspannung auch eine bilderbuchartige Besselfunktion am 
Oszillatorausgang liefert.
Wenn, dann Doppeldioden oder sowas.

ciao
gustav

[Hp M. (nachtmix)]

Günter Lenz schrieb:
> FM-Modulation mit Kapazitätsdioden funktioniert nur
> bei höheren Frequenzen vernünftig (UKW).

Selbst das funktioniert ohne Kapazitätsdiode besser, indem man nur die 
C_cb mittels der Betriebsspannung moduliert. Das gibt zwar auch einen 
gehörigen Anteil AM, aber darum kümmert sich der FM-Empfänger, wenn das 
Eingangssignal groß genug ist.

And Se schrieb:
> ICh habe vergesen zu sagen, dass es nur ein Paar aktive elemente
> verwendet werden darf (Transistor, D Flip Flop, Timer NE555, Opamp).

Klingt nach einer Hausaufgabe.

Rp.: ICL8038 oder XR2206.
Einen Frequenzumfang von 1:100 kann deren VCO locker, und der 
Frequenzbereich 100Hz bis 10kHz liegt gut in deren Wohlfühlbereich.

[tesari (Gast)]

And Se schrieb:
> Man
> sieht leider am Ausgang die FM Modulation nicht (so wie man die Typisch
> vorstellt).

Wenn das Verhältnis von Frequenzhub zu Trägerfrequenz klein ist, wäre 
die FM selbst auf einem realen Oszilloskop schwierig zu sehen. Einfach 
eine Fourier Analyse durchführen um Träger und Seitenbänder zu sehen (s. 
Anhang).

[Christian S. (roehrenvorheizer)]

>Rp.: ICL8038 oder XR2206.
>Einen Frequenzumfang von 1:100 kann deren VCO locker, und der
>Frequenzbereich 100Hz bis 10kHz liegt gut in deren Wohlfühlbereich.

Genau, die alten Bekannten von vor 25 JAhren machen das ganz leicht. Mit 
PLL-Anbindung wird es dann genau, falls man das braucht. Oder XR2207.

mfG

[And Se (Gast)]

Hp M. schrieb:
> Rp.: ICL8038 oder XR2206.

Die beide IC^s darf ich leider nicht verwenden, aber ich baue die 
Schaltung zum Vergleich  auf.
Danke.




Hp M. schrieb:
> Klingt nach einer Hausaufgabe.
Ganz genau, ein Teil der Hausaafgabe.  =)

[Rübezahl (Gast)]

And Se schrieb:
> Man sieht leider am Ausgang die FM Modulation nicht

Beim Radio ist es zum Beispiel so, dass ein 100MHz Träger mit einem 
NF-Musiksignal frequenzmoduliert wird und der Hub beträgt aber nur 
200kHz (Bandbreite).
Das kann man nur auf dem Oszilloskop sehen, wenn man die Zeitachse um 
den Faktor 10 dehnt. Und auch dann sieht man nur ein leichtes Zittern 
bei den Bässen.

[And Se (Gast)]

tesari schrieb:
> And Se schrieb:
>> Man
>> sieht leider am Ausgang die FM Modulation nicht (so wie man die Typisch
>> vorstellt).
>
> Wenn das Verhältnis von Frequenzhub zu Trägerfrequenz klein ist, wäre
> die FM selbst auf einem realen Oszilloskop schwierig zu sehen. Einfach
> eine Fourier Analyse durchführen um Träger und Seitenbänder zu sehen (s.
> Anhang).

Hallo Tesari,
Cool. Das sehe ich jetzt auf dem FFT. Ich habe es mir so vorgestellt, 
dass man schon auf dem Zeitdiagramm die FM Modulation erkennen kann.
Ich habe die Frequenz der Oszillator auf 5kHz geändert. Sieht auch gut 
aus. Denken Sie, dass die Schaltung für NF Bereich (100-10kHz) geeignet 
ist (nur Simulation)? Eigentlich ist Collpit Osz. ab 100kHz geeignet. 
Oder ist es Falsch?

Vielen Dank für Ihre Hilfe.

[tesari (Gast)]

And Se schrieb:
> Denken Sie, dass die Schaltung für NF Bereich (100-10kHz) geeignet
> ist (nur Simulation)?

Ja die Modulationsfrequenz darf diesen Bereich überstreichen.

And Se schrieb:
> Eigentlich ist Collpit Osz. ab 100kHz geeignet.
> Oder ist es Falsch?

Ein Colpitts Oszillator (mit Transistor, OPV, Logikgatter) lässt sich 
für fast jede Frequenz dimensionieren, auch unterhalb von 100kHz falls 
notwendig.

[And Se (Gast)]

tesari schrieb:
> Ein Colpitts Oszillator (mit Transistor, OPV, Logikgatter) lässt sich
> für fast jede Frequenz dimensionieren, auch unterhalb von 100kHz falls
> notwendig.

Vielen Dank für Ihre Hilfe.

Mit freundluchen Grüßen,
And Se