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Forum: HF, Funk und Felder Frage zu Direktmisch-, Zero IF- bzw. Homodyner Empfänger


Autor: Antal 377 (antal)
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Hallo,
ich habe eine Frage zu der praktischen Umsetzung des 
Direktmischempfängers.

Prinzip ist ja, dass ich ein moduliertes Empfangssignal mittels eines 
Oszillators direkt ins Basisband runtermische (ohne auf 
Zwischenfrequenzen zu mischen). Umsetzen tue ich dieses Prinzip 
theoretisch, in dem ich Oszillatorfrequenz = Trägerfrequenz mache.

1. Die Frage ist jetzt: Wie stelle ich das praktisch an? Wird die 
Oszillatorfrequenz aus dem empfangenen Signal abgeleitet (Wenn ja, 
wie?)? Ansonsten hätte ich ja, mit separatem Oszillator, immer eine 
kleine Frequenzdifferenz zum Trägersignal, die Probleme bereitet. Exakte 
Frequenzgleichheit dürfte wohl kaum zu erreichen sein (Genauigkeit, 
Temperaturabhängigkeiten).

2. Zweite Frage: Ich habe Probleme, mir das überhaupt vorzustellen. 
Spektrum ist klar, aber wie sieht das Empfangssignal in der Zeitebene 
aus, wenn die Oszillatorfrequenz exakt der Trägerfrequenz entspricht? 
Das würde ja heißen, dass ich meinen Träger komplett aus dem Signal 
herausmische. Wie sieht dann das Signal aus??? Rein von der Logik her 
würde ich eher sagen, dass dann kein Signal mehr übrig bleibt - aber 
dann würde es dieses Prinzip des Direktmischempfängers wohl eher nicht 
geben...

Wäre nett, falls mir dort mal jemand auf die Sprünge helfen könnte. 
Beispielsweise ein Signal der Frequenz 1GHz, der Einfachheit halber 
amplitudenmoduliert mit den Amplituden 0 und 1 (Multiplikation mit 
Rechteck). Wenn ich dieses Signal nun mit einem Oszillator von ebenfalls 
1GHz mische, was kommt dann am Eingang raus? Wieder das 
Original-Rechteck-Signal (Filter etc. mal außen vor gelassen)?

In sämtlichen Büchern und auf sämtlichen Internetseiten, die ich bisher 
zu dem Thema durchsucht habe, wird immer nur das Spektrum angesprochen 
und dazu auch nie auf das Problem der exakten Frequenzgleichheit 
eingegangen.


Danke für alle Antworten!

Autor: Michael (Gast)
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1. Überlegen wie sieht die Multiplikation bei 2 gleichen Frequenzen mit 
verschiedener Phasenlage aus:

Phase = 0° => Uout = sin^2 => Mittelwert = 1
Phase = 180° => Uout = -sin^2 => Mittelwert = -1
Phase = 90° => Mittelwert = 0
Phase = 270° => Mittelwert = 0

2. Klarmachen Mittelwertberechnung = Tiefpassfilter mit Grenzfequenz x

3. Mischer ist immer mit Phase 0° und 90°. (I und Q Anteil)

4. Frequenzdifferenzen sind langsam wandernde Phase

5. OUT = wurzel(I^2 + Q^2)

Autor: Funkamateur (Gast)
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Hallo,

das Rechtecksignal hat eine bestimmte (niederfrequente) Frequenz f NF. 
Wenn der HF-Träger mit f HF AM-moduliert wird, entstehen zwei 
Seitenbänder mit +- f NF. Die Sendeenergie verteilt sich bei 100% 
Modulation zu 50% auf den Träge, zu je 25% auf die Seitenbänder.
Wenn dieses Signal mit f HF gemischt wird, bleiben um die Mischfrequenz 
die Seitenbänder übrig, also f NF. (Du hast kein Spektrum, weil es nur 
eine NF-Frequenz gibt).

Falls die Frequenz des Oszillators im Mischer abweicht von der 
Trägerfrequenz, gibt es tatsächlich nicht das reine Signal f NF.
Praktische Empfänger von diesem Typ werden daher nicht bei AM, sondern 
z.B. bei SSb eingesetzt, dann gibt es diese Diskrepanz nicht. Allerdings 
muss die Oszi-Frequenz auch stimmen, sonst hören sich Stimmen leicht 
nach "Micky-Maus" oder Grufti an, dann gibt es nämlich ein Spektrum, 
dessen Bezugsfrequenz aber nicht mit der ursprünglichen (unterdrückten) 
Trägerfrequenz übereinstimmt- bei Funkamateuren in KW-Bändern 
nachzuprüfen ..

Ich spreche hier von Direktmisch-Empfängern, wie sie im KW- Bereich 
genutzt werden. Ich bin mir nicht sicher, ob diese Defintion 
mittlerweile erweitert wurde, wie der Beitrag von Michael andeuten 
könnte: Er geht davon aus, dass bei Direktmischung mit zwei 
phasenversetzten Signalen gearbeitet wird, dann fällt ein Seitenband 
heraus und man hat eine SSB-Demodulation (nach der "Phasenmethode")

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Ein Merkmal eines normalen Direktmischers ist der Verzicht auf 
Spiegelfrequenzunterdrückung. Das macht auch z.B. die DReaM-Software mit 
einer Soundkarten-tauglichen Zwischenfrequenz von 12 kHz. Wenn auf der 
Spiegelfrequenz 24 kHz daneben ein starker Sender liegt, ist der Empfang 
gestört.
Bei echter "zero-IF" läßt sich die Spiegelunterdrückung mit zwei 
Mischern und einem sin/cos-Oszillator wieder erreichen, das ist dasselbe 
wie die SSB-Erzeugung nahc der Phasenmethode. Mit einem einzigen Mischer 
fallen die beiden Seitenbänder aufeinander.
Die zweite 90 Grad-Verschiebung wird beim Software-defined Receiver im 
PC gerechnet, daher entfällt das aufwendige Phasenschiebernetzwerk der 
Phasenmethode.

Autor: Antal 377 (antal)
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Drei Antworten, die alle weiterhelfen, vielen Dank!

Bin noch im Prozess des Verstehens, aber allmählich kommt es denke ich.

Soweit bin ich schonmal: I und Q sind um 90 Grad verschoben, d.h. die 
Phase im I-Zweig unterscheidet sich um 90 Grad zu der im Q-Zweig, was 
sich als Sinus und Cosinus ausdrücken lässt. Dann sage ich OUT = 
wurzel(I^2 + Q^2), was wegen Wurzel(cos^2 + sin^2)=1 den Einfluss der 
unterschiedlichen oder sogar wandernden Phase entfernt. Theorie 
(zumindest schonmal grob) verstanden.


Ich hoffe mal, dass hilft mir jetzt auch auf die Sprünge, das ganze auch 
in der Praxis umzusetzen. Die Infos sollten allerdings für etwas 
Beschäftigung reichen! Danke auch für das Stichwort SSB-Empfang und 
Phasenmethode, das war mir so auch neu.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Digitale Satellitenempfänger arbeiten auch mit I/Q-Direktmischung. Wenn 
der Oszillator 1 MHz neben der Mittenfrequenz liegt, läuft auch die 
Phase mit 1 MHz im Kreis. Trotzdem ist noch einwandfreier Empfang 
möglich.

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