UKW FM Hier Zwischenfrequenzen bei FM- Geräten in Europa
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UKW FM Hier Zwischenfrequenzen bei FM- Geräten in Europa
12.Jan.09 19:57
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Text von Hans M. Knoll, verfasst für die Homepage „mike jordan“ 11. Januar 2009
1 UKW Empfänger in Europa und deren Technik.
1.1.1 Hier Zwischenfrequenzen bei FM- Geräten in Europa
1.1.2 Warum gibt es Radio- Geräte die anstelle einer ZF von 10,7 Mhz, eine mit 6,75Mhz benutzen ? z. Beispiel bei: SABA, Schaub-Lorenz, GRAETZ und GRUNDIG (Koffer)
Ich denke, das ist von allgemeinem Interesse, daher stelle ich das hier ein.
Der Normalfall in einem UKW HF- Teil und im ZF- Verstärker ist der: am Ausgang und am Eingang liegt normalerweise ein Schwingkreis oder ein mehrkreisiges Bandfilter, die immer auf die zu verstärkende Frequenz abgestimmt sind. Unter abgestimmt versteht man: die Blindanteile von < L > und < C > sind hierbei gleich gross eingestellt und das Gebilde benimmt sich deshalb bei der Mittenfrequenz, wie ein reeller Widerstand dessen Wert Ra (Resonanzwiderstand) von der Formel: w x Lx Q bzw. von 1/ wC x Q bestimmt wird.
Eine moderne Pentode oder Hexode bzw. Heptode macht eine Verstaerkung von S (Steilheit) x Ra oder <Z> Deren Innenwiderstand ist im allgemeinen so hoch, dass er nicht wesentlich den Aussenwiderstand herabsetzt.
Der Ra wird daher vorzugsweise bestimmt von 1/w x C und der Spulengüte < Q >
Je kleiner der C-wert in pF gewählt wird, desto groesser wird der Kreiswiderstand. Wobei dann aber doch der Innenwiderstand der Röhre zunehmend stärker dämpfend wirkt.
Wenn in beiden Faellen (10,7 oder 6,75 Mhz) das „C“ aus einem Kondensator von angenommen 30 pf, sowie der Eingangs- oder Ausgangs- Kapazität der Röhre und der Schaltkapazitäten von zusammen = 20pF besteht, ergibt das ein Xc von 50pF.
Wir nehmen die Kapazitaeten als Verlustarm an, um nicht unnötig viele Parameter beachten zu müssen, an. In Wirklichkeit sind das auch wesentliche Faktoren. (Fassungen, Leiterplatten, Abschirmleitungen, Wirbelstromverluste in Kern und Becher)
Vorgabe: das Xc = wL hat bei 10,Mhz ein <Z> von 297 Ohm x Q70 (eine in der Praxis typischen Spulengüte bei FM) ergibt einen Aussenwiderstand bei 10,7 Mhz von 20,8 Kohm
Bei 6,75 Mhz ist das ein <Z> von 471 Ohm x Q=70 ergeben bei 6,75 Mhz ca. 33 Kohm.
Die Güte von 70 ist dazu noch bei 6,75 Mhz leichter zu erreichen als bei 10,7 Mhz, ebenso sind die kapazitiven Verluste kleiner. Es spricht also alles fuer eine niedrige ZF.
33Kohm zu 20,8 Kohm = 1: 1,58 oder ca. 58% mehr Gain !
1.1.3 Warum macht man es nicht immer so?
Der wichtige Grundstein dazu wurde in den USA gelegt. Deren UKW Bereich ging schon immer (nach 1947) von 88 bis 108 Mhz. Bekanntlich liegt die Spiegelfrequenz [1] bei Fe +( 2x ZF) das sind in diesem Fall für die erste Spiegelfrequenz= (88+ (2x10,7) = 109,4 Mhz , also deutlich oberhalb von 108 Mhz.
Bei 87,5 bis 100Mhz geht das mit einer ZF von theoretisch = 6,75 Mhz Der Spiegel liegt damit bei 101 Mhz. Der Bereich bis 100 Mhz ist damit ungestört durch den ungewollten Empfang auf der Spiegelfrequenz
Bei 87,5 bis 104 Mhz [2] läge der Spiegel bei 101 und die letzten 3 Mhz würden Störungen am Bereichsanfang hervorrufen. Ungestört waere der Empfang im Bereich bis 104 Mhz erst bei einer ZF von = theoretisch = 8,25 Mhz (ungestört durch den ungewollten Empfang auf der Spiegelfrequenz)
Bei 87,5 bis 108 [3] und einer ZF= 10,7Mhz liegt die erste Spiegelempfangstelle bei 108,9 Mhz, also ausserhalb des UKW-Bereiches. Es ist ersichtlich, dass nur im Bereich 87,5 bis 100 Mhz eine ZF von 6,75 Mhz sinnvoll ist.
Hierbei ist jetzt nicht berücksichtig, dass es doch Methoden gibt, die
den Spiegelempfang unterdrücken oder Abschwächen können, wie mehrere abgestimmte und mitlaufende Kreise, im HF- Bereich 87,5 bis 108 Mhz usw.
Dass in der UKW-Box der HF- Kreis (Kreise) und der Oszillatorkreis einmal nur einen Frequenzabstand von 6,75 Mhz und das andere Mal 10,7 Mhz Abstand haben, und dies einen grossen Einfluss auf die Aussiebung der Osz. – Störstrahlung hat, sowie eine geringere gegenseitigen Beeinflussung (Verkopplungen) hervorruft, ist einzusehen.
Schaub-Lorenz hat deshalb Geräte gebaut, die mit 10,7Mhz im UKW-Teil vorne beginnen und mit 6,75Mhz hinten enden. Ein Vorteil der dafür vom Werk genannt wird ist ausser der Spiegelselektion der, dass vom Ausgang des ZF- Teiles, mit seinem hohen HF- Pegel, keine Rückkopplung auf die Eingangsstufe mit niedrigen Pegeln möglich wird. Der Frequenzversatz der beiden Frequenzen ist dafür verantwortlich. Es liegt ja zwischen beiden Enden die grosse Verstärkung, die ein Kofferradio wegen der sehr geringen HF- Pegel an der Antenne braucht.
Der Grund dafür war bisher umstritten. Ein Freund (H. Kull) hat jetzt Unterlagen von Schaub-Lorenz beigebracht, in denen die Begründung angegeben wird, warum Lorenz das so machte. Dass es noch einige Gründe gibt die teils dafür und teils dagegen sprechen, habe ich weggelassen. Die wichtigsten sind genannt.
Das Ganze hat sich mit der Einführung der Transistoren im UKW -Teil wiederholt. Dort war es die schlechtere oder mangelhaft Verstärkung bei hohen Frequenzen, die anfangs zu 6,75 Mhz greifen liessen. Auch bei GRUNDIG, in den ersten Transistor- Modellen.
z.B. Teddy-Boy Transistor II von 1959
Alles weitere entnehmen Sie bitte der Funkschau [4] 1955, H.13, S.267 bis 268, aus einem Bericht von SABA
Edit: Formeln nachgebessert
© copyright by Hans M. Knoll 2009
ENDE
[1] Was versteht man unter „Spiegelfrequenz“?
Angenommen wir hören eine Station auf 90,0 Mhz die exklusiv benutzt wird, also laut Planung nicht von einer räumlich in der Nähe befindlichen Station gleicher Frequenz gestört wird. Ist nun die Spiegelfrequenz nicht ausreichend unterdrückt oder theoretisch relevant, kommt es zu Störungen wenn eine Starke Station auf der Frequenz F nutz + (2x ZF) sendet. Bei einer ZF von 6,75 Mhz sind das dann: [90+ ( 2x 6,75 Mhz = 13,5 Mhz)] = 103,5 Mhz. Wir erkennen daraus, dass diese Frequenz sowohl bei einem Bereich bis 104 und 108 Mhz möglich ist. Die Frequenz 90 Mhz ist gestört. Aber es kommt auch zu einer Phantomstation bei einer freien Frequenz wenn angenommen die 90 Mhz nicht belegt sind am Empfangsort. Es taucht damit ein schwacher Sender bei 90 Mhz auf der in Wahrheit auf 103,5 Mhz in unserem Beispiel sendet. Das geht logischerweise bei allen Frequenzen so, deren Spiegel im UKW- Bereich liegt.
[2] 1960 Erweiterung des Bereiches auf 87,5...104MHz
[3] 1979 Erweiterung des Bereiches auf 87,5...108MHz
[4] SABA ZF = 6,75 Mhz Schulze, H: UKW-Empfänger mit neuer Zwischenfrequenz. Funkschau 1955, Heft 13, Seiten 267 und 268.
hier steht dazu auch was, auch der Artikel der Funkschau
Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.
niedere ZF verbilligt Gerät
13.Jan.09 11:54
Als Saba auch billigere Modelle mit Automatik auf den Markt brachte, z.B. Schwarzwald-Automatic 6-3D, sparte man dank höherer Verstärkung bei niedrigerer ZF eine ganze ZF-Stufe ein. Auch das trug ein wenig zur Verbilligung bei: Freiburg 679 DM, Schwarzwald 469 DM.
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