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Regenerativ-Empfänger (Pendler) Hochfrequenz-Empfänger: antik, aber hoch-aktuell (regenerative receiver) copyright: Claude Jacobs
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INDEX
Seite 1: Grundlagen des Pendelempfängers Seite 2: Erweiterte Schaltungen Seite 3: Digital-Transceiver Siehe auch: Schaltungstechniken in der Hochfrequenz Elektronische Oszillator-Schaltungen Anwendungsbereiche: Digital-Transceiver, Fernsteuerung, wireless mouse oder Tastatur, Walky-Talky, Radio ... |
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Senkung der Störabstrahlung: |
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Da der Pendel-Detektor ein pulsierender HF-Oszillator ist, strahlt er -soweit nicht abgeschirmt-
unweigerlich die mit der Pendelfrequenz amplitudenmodulierte Hochfrequenz ab. Statt nun die
Antenne direkt an den Oszillatorkreis anzuschließen, kann ein vorgeschalteter
Antennenverstärker diese Abstrahlung minimieren. Die Stufe sollte keine zu
hohe Verstärkung aufweisen, um nicht selbst zum Oszillator zu werden. Schließlich arbeiten
alle Stufen mit der gleichen Frequenz, und es ist kaum möglich, alle unerwünschten Rückkopplungen
komplett auszuschließen.
Im folgenden Beispiel ist ein Dual-Gate-MOS-FET als Eingangsstufe gewählt. Seine gekrümmte Kennlinie und die zwei getrennten Gates sind ideal für eine spannungsgesteuerte Verstärkungsregelung (GAIN-CONTROL). Ein Gate nutzt man zur Vorspannung des MOS-FETs und ist mit einem Kondensator frequenzmäßig gegen Null gelegt. Das zweite Gate bleibt dadurch sehr hochohmig und kann direkt an den Eingangsschwingkreis ankoppeln. |
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Der Ausgang dieser Vorstufe wird über eine minimale Kapazität (etwa 0.5-1p) dem Schwingkreis des
Pendel-Detektors zugeführt. Es ist auch möglich, die Vorstufe induktiv über eine sehr lose
Kopplung anzuschließen. Diese lose Kopplung ist notwendig, um einerseits den sensiblen Pendelempfänger
nicht zu belasten, und um andererseits zu verhindern, daß die Hochfrequenz des Pendlers in die
Vorstufe zurückgelangt. Oft wird auch anstelle des Koppelkondensators eine "Gimmick"-Lösung bevorzugt:
Zwei isolierte kleine Drähte (ca 1cm, siehe Abbildung)
werden verdrallt, der eine an den Vorstufenausgang, der andere an den Empfängereingang angelötet.
Durch das Verdrallen der beiden Drähte heben sich etwaige Induktivitäten gegeneinander auf.
Die Basis-Vorspannung (etwa 0,8V) für die Einstellung des Arbeitspunktes im Empfänger wird hier aus zwei Dioden gewonnen. Dieser Teil der Pendelschaltung kann (und soll) außerhalb der HF-Abschirmung liegen, da diese Leitungen bereits von der Hochfrequenz befreit sind (330n an der Transistorbasis und 1n Durchführungs-Kondensator schließen den Hochfrequenzanteil kurz). |
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Digitale Aufbereitung: |
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Das demodulierte NF-Signal wird einem Verstärker zugeführt, danach folgt eine Komparatorschaltung. Beide Stufen lassen sich mit einem TL062 (zwei Operationsverstärker) realisieren. Der Vorteil, auch die Triggerstufe mit einem OP statt mit einem Digital-IC aufzubauen, besteht darin, daß alle Parameter optimal angepaßt werden können. Der TL062 hat übrigens noch die Eigenschaft, bereits bei +5V Betriebsspannung zu arbeiten. Mit SMD-Bauteilen läßt sich dieser Teil der Schaltung auf kleinstem Raum aufbauen. |
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Um nun digitale Signale übertragen zu können, ist es notwendig, sie so aufzubereiten, daß sie "gleichspannungsfrei" sind. Ein digitaler Code, der während einer längeren Zeitspanne beispielsweise mehr positive als negative Phasen enthält, würde einige Kondensatoren mehr auf- oder entladen und damit die Arbeitspunkte der einzelnen Stufen verschieben. Um dem vorzubeugen benutzt man digitale Codes, deren positive und negative Bits sich über einen gewissen Zeitraum gegeneinander aufheben (z.B. Manchester-Code). Ein einfaches Beispiel wäre, nach jedem "langen" oder "kurzen" Bit ein ebensolanges invertiertes Bit nachzusenden. Oft sind dem Nutzsignal auch einige dieser neutralen Bits vorangestellt, um zu gewährleisten, daß sich Sende- und Empfangsschaltungen bereits "neutralisiert" haben, bevor der eigentliche Code übertragen wird. Verwendet man in Abb.11 oder 12 statt den positiven den negativen Eingang des ersten Operationsverstärkers, dann läßt sich die Schaltung noch weiter reduzieren (Abb.13). Der benötigte Tiefpaß wird dann aus dem ohnehin vorhandenen (hier blau gezeichneten) R-C-Glied gebildet, und der positive Eingang kann direkt an die Vorspannungs-Dioden ankoppeln. Da das Ausgangssignal dann ebenfalls invertiert ist, muß die jeweils best geeignete Schaltung (Abb.11 respektiv 12) verwendet werden. Abb.13 zeigt die fertige Empfängerschaltung. |
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Das am Ausgang des Komparators vorliegende Signal kann direkt einem Eingang der parallelen
Schnittstelle eines Computers zugeführt werden. Falls benötigt, würde eine nachfolgende Zenerdiode
(siehe Abb.13) auch noch die Restspannung des Operationsverstärkers (etwa 0,7 V) bei einem Nullsignal
eliminieren.
[Seite3] |
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copyright 2003: Claude Jacobs |
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Siehe auch: Schaltungstechniken in der Hochfrequenz Elektronische Oszillator-Schaltungen |
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e-mail to:
cjacobs@internet.lu
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copyright 2002: Claude Jacobs 3D Virtual Development Services |