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Wumpus-Gollum-Forum von "Welt der Radios".
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[Startbeitrag leer] Demodulation nach Hertweck Funkschau 1931 Heft07 (neu erstellt)
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25.02.20 10:20
WoHo 

WGF-Premiumnutzer

25.02.20 10:20
WoHo 

WGF-Premiumnutzer

Re: Demodulation nach Hertweck Funkschau 1931 Heft07

Zitieren:
Bei Gelegenheit werde ich mal schauen, ob es auch eine moderne Röhre neben der 1V6 gibt, wo man
dieses Steuerungs-Prinzip "nachbauen" kann. Vielleicht eine der russischen Stäbchen-röhren.

Guten Morgen zusammen

Hier findet man außer Erklärungen auch noch Experimente mit den "Zweiplattenröhren"

https://www.radiomuseum.org/forum/die_zw...rueckblick.html

Gruß aus NL., Wolfgang

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25.02.20 13:28
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

25.02.20 13:28
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

Re: Demodulation nach Hertweck Funkschau 1931 Heft07

basteljero:

Erweckt das den Eindruck, dass man eigentlich einen Detektor für die vorhandenen Maschinensender
der verschiedensten Art haben wollte und die Triode "zufällig" herauskam.


Nö, Jens, die Väter der Triode hatten vor allem erst einmal die NF-Verstärkung für Telefon-Anwendungen im Auge. Die Funkanwendungen kamen Jahre später.

Gruss
Walter

14.06.21 08:07
HB9 

WGF-Premiumnutzer

14.06.21 08:07
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: Demodulation nach Hertweck Funkschau 1931 Heft07

Hallo Jens,

deine Betrachtung ist richtig, das ist der Gleichrichter-Effekt durch die Verzerrung an der gekrümmten Kennlinie. Man kann es auch mathematisch formulieren (Ia = Anodenstrom und Ug = Gitterspannung):

Die Steilheit der Röhre (also Ia/Ug) hat neben dem dominierenden linearen Faktor im Wesentlichen einen quadratischen Anteil, also:

s = a + b*Ug

und damit:

Ia = s * Ug + C = a* Ug + b * Ug^2 + C

Die Konstante C repräsentiert die horizontale Verschiebung der Kennlinie, da Ia ja bekanntlich nicht bei Ug = 0 Null ist, ist aber für die weitere Betrachtung egal.

Da bekanntlich das Quadrat einer Zahl unabhängig vom Vorzeichen der Zahl immer positiv ist, heisst das, dass der Term 'b * Ug^2' immer positiv ist, also der Betrag von Ug den Anodenstrom bildet, was eine Gleichrichtung und damit eine Demodulation darstellt. Da aber Ug^2 demoduliert wird, ist es eine nichtlineare Demodulation, was Verzerrungen bedeutet.

Schaut man sich die Sache im Frequenzbereich an, ergibt das Quadrieren eines Sinussignals ein Sinus mit der doppelten Frequenz, somit sorgt also der quadratische Teil der Kennlinie für die insbesondere bei Trioden dominierende erste Oberwelle im verstärkten Signal. Bei Gegentaktstufen hebt sich diese übrigens auf, da sie an den beiden Anoden gleichphasig und nicht gegenphasig wie die Grundwelle erscheint.

Feldeffekt-Transistoren verhalten sich übrigens sehr ähnlich, dort gilt das Gleiche, während Bipolartransistoren eine exponentielle Kennlinie haben.

Gruss HB9

Zuletzt bearbeitet am 14.06.21 08:08

14.06.21 14:28
HB9 

WGF-Premiumnutzer

14.06.21 14:28
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: Demodulation nach Hertweck Funkschau 1931 Heft07

Hallo Jens,

wenn die Schaltung als Synchron-Mischer arbeitet, ist es nichts anderes als der klassische additive Mischer, in diesem Fall selbstschwingend, also dasselbe wie fast alle UKW-Tuner. Die Mischung kommt dadurch zustande, dass die Oszillatoramplitude so gross ist, dass der ganze Kennlinienbereich der Röhre abgefahren wird, also von (fast) vollständig gesperrt bis zu hohen Anodenströmen. Dadurch verstärkt die Röhre (hauptsächlich) während der positiven Halbwellen der Oszillatorspannung, was bei phasensynchronem Oszillatorsignal eine Synchrondemodulation ergibt (das HF-Signal wird im Prinzip während der positiven Oszillator-Halbwellen abgetastet und damit gleichgerichtet).

Die Synchronisation ergibt sich dadurch, dass das HF-Signal bei ausreichender Amplitude den Oszillator beeinflusst, da es ja dieselbe Röhre steuert. Ist z.B. das HF-Signal dem Oszillatorsignal etwas voreilend. steigt durch die positive Halbwelle des Eingangssignals die Gitterspannung etwas früher an als ohne HF, was bewirkt, dass die Spannung am Schwingkreis eine gegenüber der 'natürlichen' Spannung leicht voreilende Spannung zugeführt wird und damit der Phasenfehler reduziert wird, bis er nach ein paar Schwingungen weg ist. Wie viel Phasenfehler und damit Frequenzabweichung für die Synchronisation erlaubt ist, hängtvor allem vom Verhältnis der HF- zur Oszillatorspannung ab, je höher die HF-Spannung oder je niedriger die Oszillatorspannung, umso grösser ist der Fangbereich.
Dieser Effekt tritt übrigens auch bei UKW-Tunern mit selbstschwingenden Mischern auf, wenn ein starker Sender auf der Oszillatorfrequenz liegt und so den Oszillator moduliert, was hier natürlich unerwünscht ist und zu einem gestörten Empfang führt.

Frequenzdrift kann verschiedene Ursachen haben. Bei alten Geräten sind auf alle Fälle die Koppelkondensatoren eine Ursache, da diese je nach Material eine mehr oder weniger grosse Temperaturabhängigkeit haben (ausgenommen der Luft-Drehko). Daneben haben auch Spulen mit Eisenkern je nach Material eine Temperatur- und Amplituden-abhängigkeit. Die Röhre hat mit dem Miller-Effekt ebenfalls einen Einfluss (neben allfälliger Änderung der internen Kapazitäten durch thermische Ausdehnung). Durch den Miller-Effekt ist die wirksame Kapazität am Steuergitter abhängig von der Spannungsverstärkung der Röhre, und die ist von der Betriebsspannung und der Kathodentemperatur abhängig und natürlich vom Arbeitspunkt. Der Miller-Effekt ist umso grösser, je grösser die Kapazität zwischen Anode und Steuergitter ist. Alte Röhren mit ihren langen Zuleitungen zu den Elektroden haben generell höhere Kapazitäten, und bei Trioden ist die Gitter-Anodenkapazität prinzipbedingt hoch.

Gruss HB9

15.06.21 08:17
HB9 

WGF-Premiumnutzer

15.06.21 08:17
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: Demodulation nach Hertweck Funkschau 1931 Heft07

Hallo Jens,

die Synchron-Demodulation ist ein normaler Mischvorgang mit einer Oszillatorfrequenz, die der Trägerfrequenz des Eingangssignals entspricht und möglichst genau in Phase mit der Trägerfrequenz ist. Die 'Zwischenfrequenz' ist somit Null und entspricht dem demodulierten Signal.

Eine Mischung ist mathematisch eine Multiplikation im Zeitbereich, also:

u_ZF(t) = u_HF(t) * u_Oszillator(t)

In der Praxis macht man allerdings keine perfekte Multiplikation, weil das zu aufwendig und auch nicht nötig ist, stattdessen wird die Multiplikation durch eine mehr oder weniger digitale Umschaltung gemacht, siehe dazu auch hier: https://www.wumpus-gollum-forum.de/forum...=556&page=1

Im Fall des additiven Einröhren-Mischers wird für die 'Umschaltung' die nichtlineare Kennlinie ausgenutzt, mit einer perfekt geraden Kennlinie würde es keine Mischung geben. Durch das amplitudenmässig grosse Oszillatorsignal ist die Verstärkung beim negativen Spitzenwert der Oszillatorspannung viel kleiner als beim positiven Spitzenwert, im Extremfall Null, weil die Röhre sperrt. Die überlagerte HF vom zu empfangenden Sender wird nun entsprechend der momentanen Oszillatorspannung mehr oder weniger verstärkt. Da für die Synchron-Demodulation das Oszillatorsignal in Phase mit dem HF-Träger ist, werden die positiven Halbwellen des HF-Signals viel mehr verstärkt als die negativen, was einer Gleichrichtung entspricht, damit enthält der Anodenstrom neben der HF auch die gewünschte NF. Je grösser die Oszillatoramplitude gegenüber der HF-Amplitude ist, umso weniger wird der Arbeitspunkt von der HF beeinflusst und daher werden die Verzerrungen mit steigender Oszillatoramplitude kleiner. Da die (hohe) Oszillatorspannung die Röhre zwischen dem gesperrten und linear verstärkenden Betrieb hin- und herschaltet und nicht die HF wie bei einem nichtschwingenden Audion oder einem Diodendemodulator, gibt es keine minimale HF-Amplitude und auch keine Verzerrungen bei sehr kleinen HF-Signalen.

Die Höhenbetonung bei hohem Oszillatorsignal (=starke Rückkopplung) kommt daher, dass bei steigender HF am Steuergitter die Verstärkung wegen der Arbeitspunktverschiebung kleiner wird (wenn die Schaltung so ausgelegt ist, dass der Rückkopplungseinsatz 'sanft' und somit die Schwingung stabil ist). Durch diese implizite Verstärkungsregelung wird auch die Amplitudenmodulation bis zu einem gewisse Grad ausgeregelt. Da die Regelung einge gewisse Trägheit hat, die von der Schwingkreisgüte und der Schaltungsauslegung abhängt, werden die tiefen Frequenzen der Modulation stärker 'weggeregelt' als die hohen, wo die Regelung zu träge ist. Mit einem fremdgesteuerten Mischer tritt dieses Phänomen nicht auf, dort muss man dafür Aufwand für die Synchronisation des Oszillators treiben.

Gruss HB9

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