Wie funktioniert ein digitaler Radiotuner?

Ich glaube, ich verstehe, wie das Einstellen eines Radios mit einem analogen Tuner funktioniert: Durch Drehen des Einstellrads wird die Länge der Antenne physisch geändert, wodurch bestimmt wird, welche Sendewellenlänge in der Antenne mitschwingt und aufgenommen wird. Was ist im Gegensatz dazu der Mechanismus, der einen digitalen Tuner zum Laufen bringt? Ich vermute, es wird eine clevere kleine Schaltung sein, die irgendwie eine Resonanzfrequenz auswählt, indem sie die Strommenge ändert, die durch sie fließt (oder so ähnlich).

Oh ja, das waren harte Zeiten! Jedes Mal, wenn wir das Fernseh- oder Radioprogramm umschalten wollten, mussten wir auf das Dach klettern.
Ich mag solche "Operationen" nicht.
@Georg, laut Physics.SE-FAQ : "Sie sollten nur praktische, beantwortbare Fragen stellen, die auf tatsächlichen Problemen basieren, mit denen Sie konfrontiert sind. [...] Wenn Ihre Motivation lautet: "Ich möchte, dass andere mir ______ erklären", dann du bist wahrscheinlich in Ordnung." Ich glaube, meine Frage erfüllte beide Kriterien. Aus meiner Sicht ist das Ziel von Physics.SE erfüllt. Dank Björns hilfreicher Antwort verstehe ich heute Abend viel mehr über Funkkommunikation (sprich: angewandte E&M) als heute Morgen.

Antworten (1)

In den frühen Tagen des Radios war die Resonanz der Antenne in Kombination mit den damit verbundenen induktiven und kapazitiven Eigenschaften tatsächlich das Element, das die gewünschte Frequenz "einwählte". Sie haben die Länge der Antenne nicht wirklich geändert, aber durch Ändern des Induktors (einer Spule) oder des Kondensators, der mit der Antenne verbunden ist, haben Sie die Resonanz abgestimmt. Das Ausgangssignal ist eine Wechselspannung, und durch Gleichrichten mit einer Diode (damals als "Kristall" bezeichnet) können Sie ein Signal extrahieren, das als variierende Amplitude der Trägerwelle moduliert ist. All dies ohne Batterie ! :)

Aber eigentlich ist die Antenne in einem normalen modernen Radio nicht das Bauteil, das die gewählte Sendefrequenz „einwählt“. Der Antennenkreis sollte zwar eine Resonanz innerhalb des für Sie interessanten Frequenzbandes haben, aber dieses Breitbandsignal wird dann mit einem intern erzeugten Sinussignal im Radio in einer analogen Komponente gemischt , diese subtrahiert die Frequenzen und lässt den Rest übrig Funkgeräte arbeiten auf einem sehr einfach zu handhabenden Frequenzband (Zwischenfrequenz genannt). Im Mischpult stellen Sie den Empfang in einem modernen Superheterodyn-Radioempfänger ein . Es ist viel einfacher, eine genaue Mischfrequenz zum Abstimmen zu synthetisieren, als die Resonanz des Antennenkreises zu ändern.

Der Rest ist nicht wirklich Physik, aber der Unterschied zwischen einem analogen und einem digitalen Radio kommt in den Schaltungen danach und im Grunde extrahiert ein analoges Radio eine Modulation aus der Zwischenfrequenz, die verstärkt und an die Lautsprecher oder den Radioausgang gesendet wird. In einem Digitalradio stellt das Signal eine digitale Version des Audios dar, genau wie eine WAV- oder MP3-Datei auf einem Computer eine digitale Darstellung ist, die wieder in ein analoges Signal umgewandelt werden kann, das Sie an einen Lautsprecher senden können. Der Vorteil davon ist, dass das digitale Signal (möglicherweise) weniger Bandbreite in der Luft benötigt, sodass Sie mehr Signale in denselben „Luftraum“ passen können und dass das digitale Signal weniger anfällig für Rauschen sein kann. Ich schreibe "kann", weil leider viele kommerzielle digitale Radio-/TV-Sender dies nicht tun.

Lassen Sie mich wiederholen, dass in einem "digitalen" Radio die Komponente, die die Empfangsfrequenz auswählt, immer noch analog ist, aber die Mischfrequenz (Abstimmfrequenz) digital gesteuert und ausgewählt wird.

Es gibt auch eine sehr interessante Sache namens Software Defined Radio , SDR, bei der die Zwischenfrequenz (oder in einigen Fällen direkt die Antennenfrequenz) in ein digitales Signal umgewandelt und von einem Signalprozessor demoduliert wird, der vollständig per Software aufrüstbar ist . Da es viel einfacher ist, neue Software zu programmieren, als elektronische Komponenten herumzulöten, hat dies großes Interesse in der Radio-Hobby-Community geweckt, wo Sie die Eigenschaften eines Radioempfängers vollständig ändern können, indem Sie einfach die Software eines anderen aus dem Internet herunterladen oder eine neue schreiben du selbst.

Wenn Sie SDR einschließen und es ohne Zwischenfrequenz anwenden (bringen Sie die Antenne direkt zu einem Analog / Digital-Wandler und in einen Signalprozessor), haben Sie tatsächlich eine rein softwaremäßige Möglichkeit, Ihre Quelle so einzustellen, wie Sie es wünschen, obwohl dies der Fall ist So funktionieren derzeit die gängigsten Digitalradios nicht.

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