[phpBB Debug] PHP Warning: in file /includes/functions.php on line 4559: Invalid argument supplied for foreach()
Dampfradioforum • Thema anzeigen - Warum Unterschiedliche ZF-Frequenzen für FM und AM?

Dampfradioforum

Röhrenradioforum: Das Forum für alle Freunde alter Röhrenradios, Kofferradios und Röhrentechnik!
Aktuelle Zeit: Di Mär 19, 2024 11:27

Alle Zeiten sind UTC + 1 Stunde




Ein neues Thema erstellen Auf das Thema antworten  [ 9 Beiträge ] 
Autor Nachricht
BeitragVerfasst: Di Jun 07, 2022 22:22 
Offline
Benutzeravatar

Registriert: Do Nov 26, 2009 20:56
Beiträge: 479
Wohnort: Stuttgart
Kenntnisstand: Elektrotechnischer Beruf/ Studium
Hallo,

eine vermutlich einfach zu beantwortende Frage:

In den Radios der 50er werden ja fast immer Bandfilter verwendet die sowohl die (meistens) 10,7MHz Filter für FM als auch die 455kHz AM Filter enthalten. Beim UKW Betrieb werden die AM Filter vom Tastensatz gebrückt. Was ich nicht verstehe, warum hat man sich für genau diese Frequenzen entschieden? Hat das Vorteile gegenüber dem mischen auf z.B. 1MHz?

Ich frage mich auch warum es für AM und FM unterschiedliche ZF-Filter gibt. Wäre es nicht einfacher auf eine gemeinsame feste Frequenz zu mischen, z.B. den genannten 1MHz. Mir ist klar das die Filter für AM und FM andere Bandbreiten haben, das hätte sich aber auch lösen lassen ohne das man 2 getrennte Filter pro ZF-Stufe braucht.

Danke!

Gruß,
Jan

_________________
Igitt! Da ist ein Transistor in meinem Röhrenradio! (-;


Nach oben
 Profil  
Mit Zitat antworten  
BeitragVerfasst: Mi Jun 08, 2022 0:26 
Offline
Benutzeravatar

Registriert: Mi Jan 12, 2011 22:02
Beiträge: 899
Wohnort: Stolberg/Rheinland
Kenntnisstand: Weitergehende Kenntnisse (Hobby)
Hier spielen sicherlich historisch gewachsene Gewohnheiten eine Rolle, auf die man sich aus technischen Gründen irgendwann geeinigt hat.

Ursprünglich, in den späten 1920'er Jahren, war lediglich AM-Empfang auf Lang- und Mittelwelle technisch zu lösen gewesen. Eine niedrige Zwischenfrequenz (ZF) bei 450 bis 470 kHz ermöglichte es, relativ einfache Zwischenfrequenzverstärker zu entwickeln. Denn bei dieser niedrigen Frequenz haben auch Filter mit nicht allzu perfekter Qualität noch eine gute Selektivität, sprich Trennschärfe. Eine höhere ZF hätte nicht nur bedeutet, dass die Trennschärfe schlechter wird, sondern vor allen Dingen, dass es mehr Rückwirkung vom Ausgang des ZF-Verstärkers auf den Eingang gibt. Solche unerwünschten Rückwirkungen verursachen beispielsweise selbsterregte Schwingungen, die natürlich jeden Empfang unmöglich machen würden. Damit hatte man bei mehrstufigen Geradeausempfängern hinlänglich schlechte Erfahrung machen müssen. Deswegen war eine niedrige ZF sinnvoll. Aus diesem Blickwinkel wäre eine ZF bei ca. 100 kHz eleganter gewesen, man wäre mit weniger Abschirmung ausgekommen.

Allerdings: Deutlich niedriger als 450-470 kHz durfte die ZF nicht werden, weil es sonst störenden Spiegelfrequenzempfang geben würde. Der Spiegelfrequenzempfang bedeutet, dass ein auf 1000 kHz eingestellter Oszillator bei einer ZF von 450 kHz sowohl den Empfang von 1000-450 kHz = 550 kHz möglich macht (das ist im unteren Bereich des Mittelwellen-Bandes) , als auch den Empfang von 1000+450 kHz = 1450 kHz (das ist im oberen Bereich des Mittelwellen-Bandes). Nun war die Selektion der damals gebauten Eingangskreise gut genug, um diesen Spiegelfrequenzempfang mit relativ einfachen Mitteln wirksam zu unterdrücken, wenn erwünschte Empfangsfrequenz (in meinem Beispiel 550 kHz) und die unerwünschte Spiegelfrequenz (in meinem Beispiel 1450 kHz) um 900 kHz auseinanderliegen. Lägen sie näher beieinander (bei noch niedrigerer ZF), wäre ständiger Spiegelfrequenzempfang die Folge gewesen.

Und noch ein Faktum musste beachtet werden: Auf der Zwischenfrequenz durften keine starken Sender arbeiten, denn sonst wären diese stets und ständig zu hören gewesen, egal wie man die Sendereinstellung wählt.
Dein Vorschlag mit 1000 kHz liegt ja mitten im Mittelwellenbereich, und starke Sender hätten dort dann von der Antenne bis zum ZF-Verstärker "durchgeschlagen" und wären dauernd zu hören gewesen, oder hätten zumindest ständige Pfeifstörungen verursacht.
Deswegen hat man für die ZF den Frequenzbereich zwischen Langwelle und Mittelwelle gewählt, weil es dort keine starken Rundfunksender gibt. (Vielleicht ist dir auch schon aufgefallen, dass Rundfunksender viel stärker sind als Funkdienste).
Da aber auch schon schwache Sender stören (es gibt auf diesen Frequenzen 450 bis 470 kHz Bakensender für die Flugnavigation), hat jedes bessere Röhrenradio ein Saugfilter (Spule und Kondensator in Reihe gegen Masse geschaltet), mit dem die auf der ZF-Frequenz von der Antenne kommenden Signale kurzerhand geschluckt werden, oder ein Sperrfilter (Spule und Kondensator parallelgeschaltet, in die Antennen-Zuleitung geschleift), mit dem die störenden Signale bei 450 - 470 kHz vom Gitter der ersten Röhre ferngehalten werden.

Erst in den späten 1940'er und frühen 1950'er Jahren mussten nun für das neue Rundfunkband "UKW" Schaltungen entwickelt werden. AM-Super waren ausgereift und arbeiteten alle auf einer ZF zwischen 450 und 470 kHz. An dieser bewährten Technik würde man nichts ändern. Eine so niedrige ZF, wie man sie mit 450-470 kHz für AM verwendet hatte, würde bei UKW überhaupt nicht funktionieren. Denn dann läge die Spiegelfrquenz so nahe an der beabsichtigten Empfangsfrequenz, dass normale UKW-Schwingkreise die Spiegelfrquenz nicht würden ausreichend dämpfen können. Zum Beispiel: Schwingt der Oszillator auf 90 MHz = 90000 kHz, dann läge die beabsichtigte Empfangsfrequenz bei 90000-450 = 89550 kHz oder 89,55 MHz, die unerwünschte Spiegelfrequenz läge aber knapp daneben bei 90,45 MHz. Diese beiden Frequenzen liegen mit 0,9 MHz so nahe beieinander, dass sie nicht zu trennen wären, jedenfalls nicht mit den damals möglichen Techniken.

Es kommt noch etwas hinzu: Mit der höheren ZF von 10,7 MHz liegen nicht nur die Empfangsfrequenz und die Spiegelfrequenz um immerhin 21,4 MHz auseinander, was damals mit recht einfachen Mitteln eine saubere Trennung möglich machte, sondern normal gebaute ZF-Filter für 10,7 MHz hatten auch genau die Bandbreite, die angesichts der Frequenzmodulation benötigt wurde. Bandfilter bei den von dir vorgeschlagenen 1000 kHz wären viel zu schmalbandig für FM.

Und die Spiegelfrequenzen liegen mit einer ZF von 10,7 MHz glücklich außerhalb des UKW-Rundfunkbandes, also oberhalb von 108 MHz. Bei der niedrigsten Empfangsfrequenz, 87,5 MHz, liegt die Spiegelfrequenz nämlich bei 108,9 MHz, und bei der Empfangsfrequenz 108 MHz schließlich bei 129,4 MHz. In diesem Bereich gibt es UKW-Flugfunk; dieser ist jedoch in AM moduliert, welches durch den UKW-ZF-Teil unterdrückt wird.

Es gibt nämlich noch einen weiteren wesentlichen Unterschied zwischen einem AM-Zwischenfrequenzverstärker und einem solchen für FM: Bei AM sollen die Schwankungen der Amplitude der Hochfrequenz möglichst naturgetreu weitergegeben werden, denn darin liegt ja die Modulation, die gewünschte Information. Bei FM hingegen wird die ZF maximal verstärkt und dann geclipt, d.h. Änderungen der Amplitude werden abgeschnitten. Dies dient der Störungsfreiheit, wie z.B. der Verhinderung von Knack-Geräuschen beim Betätigen von Lichtschaltern o.ä.

Mit der Entwicklung der Doppelsuper hat man ja dann recht unterschiedliche ZF-Frequenzen verwirklicht, beim Grundig Satellit 3400 zum Beispiel 2 MHz, beim Satellit 600 und 650 zum Beispiel 54 MHz. Bei Amateurfunk-Geräten habe ich gelegentlich die ZF von 9 MHz gesehen. Bei früheren analogen Fernsehempfängern der CCIR-Norm lag die Ton-ZF bei 5,5 MHz. Und auch in der Frühzeit der Radios hatte man schon unterschiedliche ZF-Frequenzen ausprobiert. Aber die Standardisierung von Radio-Bauteilen machte die Produktion billiger, und infolgedessen wurden auch die ZF von 460 kHz und 10,7 MHz mehr oder weniger festgeschrieben.

So, ich hoffe das richtig und verständlich erklärt zu haben, und freue mich über Ergänzungen aus dem Forum.

Gruß,
Georg

_________________
Ein guter Irrtum braucht solide Fehlannahmen. :wink:


Nach oben
 Profil  
Mit Zitat antworten  
BeitragVerfasst: Mi Jun 08, 2022 7:32 
Offline

Registriert: Mo Apr 03, 2006 7:23
Beiträge: 1061
Wohnort: Niederbayern
Kenntnisstand: Sehr gute Kenntnisse (Hobby)
Alles sehr, sehr richtig.

Es gab jedoch auch Exoten, bzw. Experimente mit anderen Zwischenfrequenzen.

Körting nutze im Hexodensuper S3410 von 1933 lediglich 130 kHz,

Mende generierte bereits 1931 sog. "Einbereichssuper", bei denen der MW und LW-Bereich ohne Umschaltung durchgestimmt werden konnte, auf einer ZF von 1,648 MHz. Auf den gleichen Zug sprang SCHAUB auf, die für den "Spitzkühler" 229 auch 1,6 MHz wählten. Zudem letzterer auch noch in Reflexschaltung arbeitete,

und SABA und Graetz "experimentierten" auf UKW gerne mal mit 6,75 MHz Zwischenfrequenz. Ich glaube die Komtess 811 war's bei Graetz und die frühe Freudenstadt-Serie bei SABA.

Grüße,

Jörg

_________________
www.radiolegenden.de


Nach oben
 Profil  
Mit Zitat antworten  
BeitragVerfasst: Do Jun 09, 2022 7:28 
Offline
Benutzeravatar

Registriert: Do Nov 26, 2009 20:56
Beiträge: 479
Wohnort: Stuttgart
Kenntnisstand: Elektrotechnischer Beruf/ Studium
Danke für die ausführliche Antwort, das ist doch komplexer als ich zuerst angenommen hatte. Damit ist die Frage für mich beantwortet. :super:

:danke:

Gruß Jan

_________________
Igitt! Da ist ein Transistor in meinem Röhrenradio! (-;


Nach oben
 Profil  
Mit Zitat antworten  
BeitragVerfasst: Mo Jun 27, 2022 18:54 
Offline
Benutzeravatar

Registriert: Do Dez 27, 2007 23:19
Beiträge: 9873
Wohnort: östliches Niedersachsen
Kenntnisstand: Sehr gute Kenntnisse (Hobby)
Es gibt noch mindestens zwei weitere Bedingungen:

Die ZF darf nicht in einem der Empfangsbereiche liegen. Denn wenn der Empfänger auf eben diese Frequenz eingestellt wird, würde er seine eigene ZF empfangen. Das würde zu einer Rückkopplung führen, die jeglichen Empfang unmöglich macht. Das spricht gegen Deinen Vorschlag einer ZF von 1 MHz, denn diese liegt mitten im Mittelwellenbereich.

Oberschwingungen (ganzzahlige Vielfache) der Oszillatorfrequenz dürfen nicht auf die Empfangsfrequenz oder die Zwischenfrequenz fallen, weil sie dann den Empfang stören würden. Das erreicht man dadurch, dass die Oszillatorfrequenz immer oberhalb der Empfangsfrequenz liegt. Dann liegt sie automatisch auch oberhalb der Zwischenfrequenz.

Lutz


Nach oben
 Profil  
Mit Zitat antworten  
BeitragVerfasst: Di Okt 25, 2022 16:11 
Offline

Registriert: Do Jan 06, 2011 13:52
Beiträge: 251
Kenntnisstand: Elektrotechnischer Beruf/ Studium
radio-hobby.de hat geschrieben:
Hier spielen sicherlich historisch gewachsene Gewohnheiten eine Rolle, auf die man sich aus technischen Gründen irgendwann geeinigt hat.

[...]
Bei Amateurfunk-Geräten habe ich gelegentlich die ZF von 9 MHz gesehen.
[...]

So, ich hoffe das richtig und verständlich erklärt zu haben, und freue mich über Ergänzungen aus dem Forum.

Gruß,
Georg


Die 9 MHz ZF bei Amateurfunkgeräten stammen daher, dass man dann mit einem einzigen 5-5.5MHz VFO das 80m Band (3.5..4) + (5.5..5) = 9 und das 20m Band (14..14.5)-(5..5.5) = 9 abdecken konnte.

Dies war in den Anfängen von SSB sehr attraktiv, da das 80m Band mehr lokale Kommunikation erlaubt, während 20m eigentlich fast immer für irgendetwas an DX funktioniert.

Gruß,
Christian


Nach oben
 Profil  
Mit Zitat antworten  
BeitragVerfasst: Mi Okt 26, 2022 14:04 
Offline
Benutzeravatar

Registriert: Mi Jan 12, 2011 22:02
Beiträge: 899
Wohnort: Stolberg/Rheinland
Kenntnisstand: Weitergehende Kenntnisse (Hobby)
Danke, Christian, das war mir nicht bewusst, ist aber technisch sehr logisch, mit der Idee einfacher Konstruktion.

Denn ein VFO muss sehr frequenzstabil sein, und eine vernünftige Temperaturkompensation zu erreichen war schwierig, weil ein VFO zu der Zeit ja ein frei schwingender Oszillator war. Kondensatoren mit gegenläufigem Temperaturverhalten wurden verwendet, was aufwendig war; ein sehr schön stabiler VFO war deswegen wohl auch teuer. Deswegen war es praktisch, mit nur einem einzigen VFO für zwei Bänder auszukommen.

Könnte es vielleicht sein, dass daher historisch bzw. traditionell auch rührt, dass im Amateurfunk auf 80 m gerne das untere Seitenband LSB, auf 20 m gerne das obere Seitenband USB benutzt wird?
Denn mit Oszillatorfrequenz OF über Empfangsfrequenz EF im 80m-Band, und mit EF über OF im 20m-Band, kehrt sich beim Bandwechsel auch das Seitenband um, wenn man zur Demodulation beim Einseitenband-Empfang dieselbe BFO-Frequenz (denselben Ersatz-Träger) einstellt und zur 9-MHz-ZF mischt. Dann brauchte man beim Bandwechsel die BFO-Frequenz nicht umzustellen bzw. das Gerät musste gar nicht erst eine umschaltbare BFO anbieten.

Was meinst du?
Georg

_________________
Ein guter Irrtum braucht solide Fehlannahmen. :wink:


Nach oben
 Profil  
Mit Zitat antworten  
BeitragVerfasst: Mi Okt 26, 2022 17:18 
Offline

Registriert: Do Jan 06, 2011 13:52
Beiträge: 251
Kenntnisstand: Elektrotechnischer Beruf/ Studium
Das letztere dachte ich mir auch, habe aber nachgelesen:
Das passiert nur, wenn man es umgekehrt macht. Also eine 5MHz ZF und einen 8.5-9MHz VFO nimmt (wurde auch gemacht).

http://soldersmoke.blogspot.com/2015/05 ... rsion.html

Bei 9MHz ZF und 5-5.5MHz VFO gibt es keine Seitenbandinversion.
Die gibt es, wenn man das Signal MIT Modulation, von dem OHNE Modulation subtrahiert.

14.0-14.5MHz - (5.0-5.5MHz) ist eine Subtraktion, aber es wird das Signal OHNE Modulation subtrahiert.
3.5-4MHz + (5.5-5.0MHz) ist eine Addition.

Was aber SEHR WOHL passiert, ist das der VFO-Knopf andersherum läuft.

Für die Multibandkonzepte gab es dann 2 Prinzipien:

1. Der VFO wurde mit einem Quarz gemischt und dann durch ein Bandfilter geschickt, so dass er immer oberhalb der Empfangsfrequenz landet, hier muss die Filterung sehr gut sein, um Nebenempfangsstellen zu vermeiden.

2. Das ganze Empfangsband wurde mit einem Festoszillator auf ein 500kHz breites Band gemischt, dass dann mit dem VFO auf die End-ZF gemischt wird. Das ist allerdings recht empfindlich gegen Kreuzmodulation und zustopfen, da bis zum 2ten Mischer das gesamte Band, mit seinen bis zu 100dB oder so Dynamik verarbeitet wird.

Die späteren Geräte, mit PLL oder DDS haben fast alle erstmal auf typisch ~45 oder ~70MHz (wenn 6m dabei sein sollte) gemischt, da waren die Eingangsfilter sehr einfach (man hat die Ausgangstiefpässe des Sendeteils mit einem einfachen Hochpass zum Bandfilter erweitert) und "General Coverage" war einfach zu realisieren.

Heute ist alles SDR, oft IQ-Mischer aber immer häufiger als Direktsampler.

Gruß,
Christian


Nach oben
 Profil  
Mit Zitat antworten  
BeitragVerfasst: Mo Okt 31, 2022 23:06 
Offline
Benutzeravatar

Registriert: Mi Jan 12, 2011 22:02
Beiträge: 899
Wohnort: Stolberg/Rheinland
Kenntnisstand: Weitergehende Kenntnisse (Hobby)
Danke für deine gute und verständliche Erklärung! Ja, du hast recht, es kommt darauf an, welches der Signale moduliert ist und welches nicht.
Viele Grüße
Georg

_________________
Ein guter Irrtum braucht solide Fehlannahmen. :wink:


Nach oben
 Profil  
Mit Zitat antworten  
Beiträge der letzten Zeit anzeigen:  Sortiere nach  
Ein neues Thema erstellen Auf das Thema antworten  [ 9 Beiträge ] 

Alle Zeiten sind UTC + 1 Stunde


Wer ist online?

Mitglieder in diesem Forum: 0 Mitglieder und 1 Gast


Sie dürfen keine neuen Themen in diesem Forum erstellen.
Sie dürfen keine Antworten zu Themen in diesem Forum erstellen.
Sie dürfen Ihre Beiträge in diesem Forum nicht ändern.
Sie dürfen Ihre Beiträge in diesem Forum nicht löschen.
Sie dürfen keine Dateianhänge in diesem Forum erstellen.

Suche nach:
Gehe zu:  
POWERED_BY
Deutsche Übersetzung durch phpBB.de

 
Impressum