Könnte ein klassischer AM/FM-Transistor mit 9 Transistoren einen Phasenregelkreis in irgendeiner Form implementieren?

Eine Nebendiskussion um eine Antwort auf die Frage Wie viele Sender könnte man mit einem AM/FM-Radio vor dem Kuppelfenster der ISS hören? hat sich in Bezug auf die Möglichkeit ergeben, dass eine Änderung der Frequenz in der Größenordnung von 2,6 kHz jemanden erfordern würde, um den Knopf eines UKW-Rundfunkempfängers vorsichtig zu drehen, um ihn zu verfolgen, oder ob eine rudimentäre PLL oder eine andere Schaltung in der Lage gewesen wäre, den Empfang zu ermöglichen.

Das fragliche Radio (siehe unten) hatte nur 9 Transistoren und deckte sowohl das AM- als auch das FM-Band ab.

Diese Frage besteht also eigentlich aus zwei Teilen:

  1. Könnte ein AM/FM-Radio mit 9 Transistoren etwas implementieren, das als Phasenregelkreis bezeichnet werden könnte?
  2. Könnte ein AM/FM-Radio mit 9 Transistoren einen guten Empfang bieten, wenn die Sendung aufgrund einer Dopplerverschiebung um 2,6 kHz driftet? (Der Empfänger würde sich in einer erdnahen Umlaufbahn befinden und vermutlich eine Keule oder Nebenkeule des Senders abfangen.)

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Der 2,6-kHz-Doppler beeinflusst die UKW-Abstimmung nicht genug, um auf einem so einfachen Radio beobachtbar zu sein ... aber auf dem AM-Band wird er ziemlich signifikant sein.
Was haben die beiden Fragen miteinander zu tun? Wenn kein Mikrocontroller vorhanden ist (was für dieses Radio offensichtlich ist), würde die Verwendung einer PLL die Implementierung der Frequenzverfolgung sogar erschweren, da die Frequenz digital gesteuert werden müsste.

Antworten (2)

Der maximale Doppler von 2,5 kHz beträgt nur etwa 3 % Modulation. Wie andere gesagt haben, hat das Radio 110 MHz. Der lokale Oszillator würde mindestens so stark driften - es wäre wahrscheinlich ein mechanisch gedrehter variabler Kondensator, der mit einer Spuleninduktivität in Resonanz tritt.
Ein solches Radio kann eine automatische Frequenzsteuerung (AFC) umfassen. Häufig ist ein Schalter enthalten, mit dem AFC deaktiviert werden kann. Der Sender wird bei ausgeschalteter AFC manuell nach Gehör abgestimmt, dann wird AFC aktiviert, um dem lokalen Oszillator zu helfen, jegliche Drift zu verfolgen. Die Doppler-Verschiebung (sehr langsam) würde von der AFC-Schaltung als Drift angesehen werden.

AFC ist eine proportionale Servoschleife, deren Eingang vom FM-Detektor-Diskriminator des Radios kommt. Audio wird auch von diesem Diskriminator abgeleitet. Ein Tiefpassfilter sorgt dafür, dass Audio aus der AFC-Servospannung eliminiert wird, die an den lokalen Oszillator zurückgesendet wird. Ein 9-Transistor-Radio könnte eine AFC-Schaltung haben, da das Tiefpassfilter möglicherweise nur passive Komponenten enthält.
Der lokale Oszillator akzeptiert diese nahezu DC-Spannung, um seine Frequenz über einen schmalen Bereich zu steuern – nicht genug, um seine Frequenz auf einen benachbarten Kanal zu schwingen.

Selbst ohne AFC würde die Dopplerverschiebung die Audioverzerrung sehr leicht erhöhen, wahrscheinlich nicht einmal bemerkt, da die Bandbreite des Diskriminators größer ist als die Bandbreite des selektiven Zwischenfrequenzverstärkers.

Im Jahr 2018 fand ich heraus, dass ich den AFC-Schalter all die Jahrzehnte falsch benutzt hatte! ;-) Danke für den hilfreichen Beitrag!

Könnte ein AM/FM-Radio mit 9 Transistoren etwas haben, das als Phasenregelkreis bezeichnet werden könnte?

Nein, diese Art von Radio ist viel zu einfach aufgebaut, um eine PLL zu enthalten. Für einen PLL-basierten Synthesizer in einem Radioempfänger wird ein Frequenzteiler benötigt, der auf verschiedene Teilungsverhältnisse programmiert werden kann, damit wir viele Kanäle empfangen können. Ein solcher Frequenzteiler benötigt in der Größenordnung von hundert Transistoren oder viel mehr. In jedem Funkempfänger mit PLL finden Sie also mindestens einen IC mit vielen Transistoren.

Ich glaube nicht, dass die Dopplerverschiebung ein Problem sein wird, da 2,6 KHz viel weniger ist als die Empfangsfrequenzverschiebung, die Sie von einem so einfachen Empfänger (ohne PLL) erwarten können. Meine Vermutung ist, dass Temperaturänderungen eine stärkere Änderung des Frequenzoffsets (im Empfänger selbst) als diese 2,6 kHz verursachen.

en.wikipedia.org/wiki/Phase-locked_loop#History Ich weiß, dass aktuelle PLLs ausgeklügelt sind, aber das Prinzip und die Funktion eines Phasenregelkreises sind ziemlich alt, oder?
Ihre Frage bezieht sich auf PLLs in Radios. Wie alt das Prinzip ist und dass man eine mechanische PLL machen könnte, ist für Ihre Frage irrelevant. Eine mechanische PLL kann weder Funksignale empfangen noch bedeutet es, dass als altes Prinzip weniger als 9 Transistoren benötigt werden, um eine PLL zu bauen. Aber beweisen Sie mir bitte das Gegenteil und zeigen Sie mir eine PLL mit 9 Transistoren (oder weniger), die für einen FM-Empfänger geeignet ist.
Ich bin nicht daran interessiert, Ihnen Recht oder Unrecht zu beweisen, aber das hat mich dazu gebracht, weiter über die elektronischen PLLs der 1930er, 40er und 50er Jahre zu lesen, was bedeutet, dass meine Produktivität für den Rest des Tages jetzt vollständig erschöpft ist. (zB 1 , 2 ) In der Zwischenzeit scheint es, dass ich an FM-Erkennung im Allgemeinen gedacht habe, nicht an eine Implementierung von PLL.
@EdwinvanMierlo Woher hast du diese 30 kHz? Der Kanalabstand des UKW-Bands beträgt 200 kHz (2,6 kHz sind also etwas mehr als 1 %), und die tatsächlich verwendete Bandbreite hängt von der Modulationstiefe ab. Einen LC-Oszillator (wie er in einfachen FM-Empfängern verwendet wird) herzustellen und ihn um weniger als 1% über der Temperatur variieren zu lassen, ist meiner Meinung nach unmöglich. 10% Übertemperatur wären vielleicht machbar. Bessere UKW-Radios verwenden AFC, um diese Temperaturdrift zu kompensieren.
Ein Radio mit neun Transistoren könnte eine AFC-Schaltung (Auto-Frequency-Control) haben . Nicht ganz ein Frequenzregelkreis, aber es neigt dazu, den Träger zu verfolgen.
@EdwinvanMierlo Ich fürchte, Sie verstehen die FM-Modulation nicht. Was Sie sagen, wäre für einen AM-Sender richtig, aber die Spektrumsbelegung von FM ist viel komplizierter, da es sich um eine Reihe von Seitenbändern der Amplitude handelt, die durch die Bessel-Funktion des Modulationsindex für einfache Töne definiert werden, und etwas viel Böseres für alles Interessantere. Der 200-kHz-Kanalabstand bei FM ist älter als Stereo und ist selbst dann ein Kompromiss....
@DanMills fair genug ... Ich bin auch hier, um zu lernen. Danke für das Update
@glen_geek In der Tat! Vielleicht ist es das, woran ich mich teilweise falsch erinnere, dieser AM/FM/ FM- AFC- Schiebeschalter mit drei Positionen an einigen älteren Transistor-Tischradios dieser Zeit. Erwägen Sie, eine ergänzende Antwort oder einen Link zu posten? Ich kann eine neue Frage stellen, wenn es hilft (z. B. wie hat AFC bei frühen FM-Transistorradios funktioniert?) Bearbeiten: ... obwohl ich diese und diese Antwort gerade gefunden habe .
Eine PLL benötigt nicht unbedingt einen Frequenzteiler. Abgesehen davon reden wir hier eigentlich nur über eine automatische Frequenzregelung, eine einfache Form eines Frequenzregelkreises.
@DaveTweed Eine PLL benötigt nicht unbedingt einen Frequenzteiler. Stimmt, aber ich habe noch nie ein Design für einen FM-Empfänger mit einem PLL-basierten Synthesizer ohne Frequenzteiler gesehen. Der Sinn des Frequenzteilers besteht darin, dass eine Referenzfrequenz (beispielsweise von einem Quarzoszillator) so multipliziert wird, dass sie das LO-Signal für den Empfänger sein kann. Aber ich werde meine Antwort mit "für einen Empfänger" aktualisieren.
PLLs wurden für die FM-Demodulation verwendet, lange bevor sie für die Frequenzsynthese verwendet wurden. Es gibt mindestens zwei Möglichkeiten, dies zu tun: 1) Machen Sie die Schleifenbandbreite relativ breit und nehmen Sie die Audioausgabe von der VCO-Steuerspannung, oder 2) Machen Sie die Schleifenbandbreite relativ schmal und nehmen Sie die Ausgabe direkt vom Phasendetektor. Letzteres funktioniert nur mit schmalbandigem FM/PM (bzw. digitalem FSK/PSK), bei dem die Trägerphase durch die Modulation nicht um mehr als eine Periode rutschen kann.
Könnte ein klassischer AM/FM-Transistor mit 9 Transistoren einen Phasenregelkreis in irgendeiner Form implementieren?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v