Eine Menge Fragen bei nicht ganz trivialer Materie.

Zuerst mal:
L1 und L3 sind stark gekoppelt, i.d.R. direkt übereinandergewickelt.
L1 und L2 sind schach gekoppelt, so daß der L2-Schwingkreis ziemlich frei schwingen kann.
Wenn die Eingangsfrequenz genau der Resonanzfrequenz entspricht, dann besteht zwischen der Spannung an L1 (also auch L3) und L2 eine Phasenverschiebung von 90°, weil unter diesem Winkel die maximale Energie übertragen wird.
L2 hat außerdem eine mehrfach höhere Windungszahl als L3, weshalb der durch sie gebildete Schwingkreis eine hohe Güte hat.
Das bedeutet, daß sich bei Abweichungen von der Resonanzfrequenz die Phasenverschiebung stark ändert.

Zitat :

Ich habe das so gesehen, dass sich der Kondensator rechts oben (der mit dem +) bei etwaigen Spannungsspitzen auflädt und so die Spannung absorbiert

Dieser Kondensator ist in der Tat ein Elko, der sich auf die Spitzenspannung des L2 Schwinggkreises auflädt und seine Spannung nur langsam ändert.
Deshalb kann sich die Spitzenspannung des L2 Schwingkreises auch nur allmählich ändern.
Einzelne Störimpulse haben zu wenig Energie, um die Spannung an dem Elko nennenswert zu verändern.
Bei manchen Geräten wurde auch die am Elko aufttretende Richtspannung zur Feldstärkeanzeige benutzt. Sie ist etwa zehnmal so groß wie die verfügbare NF.

Zitat :

Ich habe ziemliche Probleme mit dem Schema des Schaltplans: Reicht es nicht einfach, wenn man das demodulierte Signal zwischen den beiden Kondensatoren (die hinter den Dioden) abgreift? Wozu dient genau der ganze Wust rechts unten neben L2, und wozu braucht man L2 überhaupt?

Nein, das demodulierte Signal nimmst du da ab, wo U_NF dransteht.
Der Wust, wie du es nennst, ist die phasenselektive Gleichrichtung. Die Rolle von L2 dabei hatte ich oben schon erkärt.

Zitat :

Gibt es irgendwo einfache Schaltpläne zum Bau eines UKW-Radios? Es sollten keine ICs vorkommen, sodass das Schema für jedermann ersichtlich/nachvollziehbar ist.

Auf jeden Fall gibt es gut dokumentierte ICs.
Der Ratiodetektor wird allerdings nur noch selten angewendet. Einen guten Ratiodetektor zu bauen ist eine Kunst und mit den vielen Transistoren, die man in einem IC unterbringen kann, geht das besser und billiger.
Die Begrenzung macht man jetzt, indem man die Stufen des ZF-Verstärkers, eine nach der anderen, übersteuert, sodaß der Detektor ein Rechtecksignal bekommt.
Der Detektor besteht dann aus einem simplen Schwingkreis (macht nach wie vor Phasenverschiebung in Abhängigkeit von der Frequenz) und einem Doppelbrückenmischer.

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Hallo,

oops, ich habe gerade gesehen dass ich L2 und L3 in meinem vorherigen Post verwechselt habe. Nun nochmal: wenn ich das bereits demodulierte Signal zwischen den beiden Kondensatoren abgreife, reicht das doch, oder? wenn ich die Verbindung zu L3 erzeuge, mischt sich doch wieder das demodulierte Signal mit dem HF-Signal oder? Den Wust hinter L3 sehe ich dann nur nochmal als Tiefpass, stimmt das?
(wenn mir jetzt jemand erklären würde, wieso L3 so wichtig ist, wäre ich dankbar)

Noch eine Frage:
"Treten Störungsspitzen am Eingangsfilter auf, dann wirken sie wegen des Kurzschlusses des Kondensators (wegen der großen Kapazität) in voller Höhe auf die Diodenstrecken ein. Die Strecken werden niederohmig und schalten sic, ebenfalls infolge der Kurzschlußwirkung des kondensators, unmittelbar PARALLEL zum Schwingkreis und bedämpfen ihn so stark, daß die überhöhte Spannung zusammenbricht"
Wie können sich die Dioden parallel zum Schingkreis schalten?

Also nochmal langsam.
Rechts von L3 befindet sich tatsächlich ein Tiefpass. Man bezeichnet ihn als Deemphasis. Damit wird die Höhenanhebung (Preemphasis) ausgeglichen, die senderseitig betrieben wird.
Insgesamt dient das zur Verbesserung des Rauschabstands, ist aber für die Funktion des Ratiodetektors nicht wichtig.

Wenn du dir L3 einmal wegdenkst (Kurzschluß), dann baut sich am Elko eine Spannung auf, die über die beiden Widerstände in Bezug auf Masse symmetriert wird. Also z.B. +10V und -10V.
(In Röhrengeräten war die Richtspannung übrigens tatsächlich so hoch !)

Wegen der Symmetrie liegt der Mittelpunkt von L2 dann auch auf Massepotential, und zwar sowohl Gleichspannungs- wie HF-mäßig. Als Folge liegt am Ausgang (vor dem Koppelkondensator) auch 0V.

Für die folgenden Betrachtungen schließe ich die Masse meines Voltmeters an das kalte Ende von L3 an:
Die Teilspannungen des oberen und des unteren Endes von L2 sind jetzt in Bezug auf das kalte Ende von L3 (immer noch ausser Betrieb) um 180° verschoben.
Da der Mittelpunkt der Wicklung (U3), wie wir gesehen haben, 0V hat, wäre die Spannung des oberen Endes U1=10*sin(omega*t) und für das untere Ende U2=-10*sin(omega*t).

Wenn wir nun, L3 -sie möge 5Vs liefern- in Betrieb nehmen, dann besteht, wie ich oben schon erwähnte, bei Resonanz eine Phasenverschiebung von 90° zwischen L2 und L3(,L1).
Die Spannung an der oberen Diode ist nun U1=5*cos(omega*t)+10*sin(omega*t),
an der unteren Diode ist U2=5*cos(omega*t)-10*sin(omega*t).
Man sieht leicht, daß U1 und U2 nun zwar nicht mehr um 180° phasenverschoben, aber dennoch gleich groß (11,2V) sind.
Folglich ändert sich auch nichts daran, daß die Schaltung gleichspannungsmäßig in Balance ist.

Wenn ich jetzt die Frequenz etwas ändere (oder am Abgleichkern von L2 drehe ), dann ist L2 nicht mehr in Resonanz. Die Phasenverschiebung zwischen L1,L3 und L2 ist dann entweder größer oder kleiner als als 90°.

Machen wir es mal heftig und einfach (du darfst das nachher ja durchaus mathematisch ausarbeiten) und lassen die Phase des L2-Schwingkreises um 45° gegenüber der vorherigen Einstellung wandern:
Ohne L3 wären die Spannungen an den Dioden dann U1=10*sin(omega*t+pi/4) und U2=-10*sin(omega*t+pi/4).
Formell könen wir diese Spanungen in eine sin- und eine cos- Komponente zerlegen:
U1=7*(sin(omega*t)+cos(omega*t)) bzw. U2=-7*(sin(omega*t)+cos(omega*t))

Wenn wir jetzt L3 mit U3=5*cos(omega*t) wieder zuschalten, dann wird
U1=7*sin(omega*t) + 12*cos(omega*t) und
U2=-7*sin(omega*t) - 2*cos(omega*t)
Die Dioden laufen ja als Spitzenwertgleichrichter und machen daraus 13,9V (oben) und -7,3V (unten).
... Und schon haben wir ein DC-Ausgangssignal, welches, immer noch auf das kalte Ende von L3 bezogen, am Mittelpunkt der beiden dem Elko paralellgeschalteten Widerstände anliegt und dort +3,3V beträgt.

Und nun klemmen wir unser Meßinstrument wieder ab und erinnern uns daran, daß ja dieser Punkt in Wirklichkeit an Masse liegt.
Dann wird klar, daß die so gewonnene Ausgangsspanung in Wirklichkeit -3,3V ist.

Das war das Prinzip.
Wenn du das ganz genau ausarbeiten willst, dann mußt du die Phasenverschiebung in Abhängigkeit der Frequenz berechnen, je höher die Schwingkreisgüte um so höher fällt sie aus, ist aber nicht linear, und außerdem müßtest du berücksichtigen, daß durch die Verstimmung die Schwingkreisspannung fällt.


Jetzt hab ich keine Lust mehr. Den Kram mit der Störunterdrückung kann dir ja mal jemand erklären der, im Gegensatz zu mir, Radio-FS gelernt hat.

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am  2 Okt 2004 21:02 ]

Zitat : perl hat am  2 Okt 2004 20:59 geschrieben :

Also nochmal langsam. Rechts von L3 befindet sich tatsächlich ein Tiefpass. Man bezeichnet ihn als Deemphasis. Damit wird die Höhenanhebung (Preemphasis) ausgeglichen, die senderseitig betrieben wird. Insgesamt dient das zur Verbesserung des Rauschabstands, ist aber für die Funktion des Ratiodetektors nicht wichtig.

Danke, das macht Sinn. Das HF-Signal, das dann am Ausgang (hinter L3) noch rausgefiltert werden muss, stört dabei nicht?

Zitat :

Wenn du dir L3 einmal wegdenkst (Kurzschluß), dann baut sich am Elko eine Spannung auf, die über die beiden Widerstände in Bezug auf Masse symmetriert wird. Also z.B. +10V und -10V. (In Röhrengeräten war die Richtspannung übrigens tatsächlich so hoch !) Wegen der Symmetrie liegt der Mittelpunkt von L2 dann auch auf Massepotential, und zwar sowohl Gleichspannungs- wie HF-mäßig. Als Folge liegt am Ausgang (vor dem Koppelkondensator) auch 0V.

Alles verstanden bis hierher!

[/quote]
Für die folgenden Betrachtungen schließe ich die Masse meines Voltmeters an das kalte Ende von L3 an:
Die Teilspannungen des oberen und des unteren Endes von L2 sind jetzt in Bezug auf das kalte Ende von L3 (immer noch ausser Betrieb) um 180° verschoben.
Da der Mittelpunkt der Wicklung (U3), wie wir gesehen haben, 0V hat, wäre die Spannung des oberen Endes U1=10*sin(omega*t) und für das untere Ende U2=-10*sin(omega*t).
[/quote]
was ist das kalte Ende von L3? Ich habe immer gedacht das wären nur geerdete Sachen. Dass U1 und U2 um 180° phasenverschoben sind, ist klar.

Zitat :

Wenn wir nun, L3 -sie möge 5Vs liefern- in Betrieb nehmen, dann besteht, wie ich oben schon erwähnte, bei Resonanz eine Phasenverschiebung von 90° zwischen L2 und L3(,L1). Die Spannung an der oberen Diode ist nun U1=5*cos(omega*t)+10*sin(omega*t), an der unteren Diode ist U2=5*cos(omega*t)-10*sin(omega*t). Man sieht leicht, daß U1 und U2 nun zwar nicht mehr um 180° phasenverschoben, aber dennoch gleich groß (11,2V) sind. Folglich ändert sich auch nichts daran, daß die Schaltung gleichspannungsmäßig in Balance ist.

das mit der Phasenverschiebung rührt doch von den verschiedenen Kopplungsgraden zwischen den beiden Spulen, oder? (wie Sie schon vorher gesagt haben: L1/L3 stark gekoppelt, L1/L2 schwach gekoppelt)

Zitat :

Wenn ich jetzt die Frequenz etwas ändere (oder am Abgleichkern von L2 drehe ), dann ist L2 nicht mehr in Resonanz. Die Phasenverschiebung zwischen L1,L3 und L2 ist dann entweder größer oder kleiner als als 90°. Machen wir es mal heftig und einfach (du darfst das nachher ja durchaus mathematisch ausarbeiten) und lassen die Phase des L2-Schwingkreises um 45° gegenüber der vorherigen Einstellung wandern: Ohne L3 wären die Spannungen an den Dioden dann U1=10*sin(omega*t+pi/4) und U2=-10*sin(omega*t+pi/4). Formell könen wir diese Spanungen in eine sin- und eine cos- Komponente zerlegen: U1=7*(sin(omega*t)+cos(omega*t)) bzw. U2=-7*(sin(omega*t)+cos(omega*t)) Wenn wir jetzt L3 mit U3=5*cos(omega*t) wieder zuschalten, dann wird U1=7*sin(omega*t) + 12*cos(omega*t) und U2=-7*sin(omega*t) - 2*cos(omega*t) Die Dioden laufen ja als Spitzenwertgleichrichter und machen daraus 13,9V (oben) und -7,3V (unten). ... Und schon haben wir ein DC-Ausgangssignal, welches, immer noch auf das kalte Ende von L3 bezogen, am Mittelpunkt der beiden dem Elko paralellgeschalteten Widerstände anliegt und dort +3,3V beträgt.

juhu, endlich mal wieder Mathe, sowas verstehe ich!
Bloß, was ist jetzt das "kalte Ende" ?

Zitat :

Und nun klemmen wir unser Meßinstrument wieder ab und erinnern uns daran, daß ja dieser Punkt in Wirklichkeit an Masse liegt. Dann wird klar, daß die so gewonnene Ausgangsspanung in Wirklichkeit -3,3V ist. Das war das Prinzip. Wenn du das ganz genau ausarbeiten willst, dann mußt du die Phasenverschiebung in Abhängigkeit der Frequenz berechnen, je höher die Schwingkreisgüte um so höher fällt sie aus, ist aber nicht linear, und außerdem müßtest du berücksichtigen, daß durch die Verstimmung die Schwingkreisspannung fällt. Jetzt hab ich keine Lust mehr. Den Kram mit der Störunterdrückung kann dir ja mal jemand erklären der, im Gegensatz zu mir, Radio-FS gelernt hat.

hui, vielen, vielen Dank. Das hat mir wirklich sehr geholfen. Endlich verstehe ich mal den Ratiodetektor.
Nur eine letzte Frage: Reicht es nicht, wenn man bereits von L1 eine Mittelanzapfung an L2 befestigt? Dann bräuchte man L3 nicht.

Hallo,
jetzt noch aus der Ecke RF-Techniker die Erklärung der Störunterdrückung mit dem Elko:

Das ZF-Signal wird bis zur Begrenzung verstärkt, und hat immer maximalpegel. Sehr störend ist der Ausfall oder die Minderung des Signals. Hierbei hilft der Elko, der ja bis zum höchsten Pegel geladen ist. Bei kurzzeitigen Einbruchs des Signals findet kein Stromfluß durch die Dioden mehr statt, also auch kein NF-Signal. Die Kombination aus den beiden Dioden und dem Elko sorgt außerdem dafür, das die Gleichrichtung stets an der Hüllkurve der ZF anliegt, und den Schwingkreis nicht zu sehr bedämpft.

Alle drei Spulen sind notwendig. Der Schwingkreis muß locker eingekoppelt sein. L3 (als nicht phasenabhängige Kopplung )muß potentialfrei sein.

Du hast noch nicht gefragt, wofür das Poti eingesetzt wird .

Deshalb hier gleich die Antwort:
Mit dem Poti kann man die Symmetrie einstellen. Ist notwendig für die AM-Unterdrückung.
also Meßsender auf AM schalten und das Minimum einstellen.

mfG.

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Wie der alte Meister schon wußte: Der Fehler liegt meist zwischen Plus und Minus. :-)
Und wenn ich mir nicht mehr helfen kann, schließ ich Plus an Minus an.

Danke, @alpha-ranger für die Unterstützung !

Zitat :

Das HF-Signal, das dann am Ausgang (hinter L3) noch rausgefiltert werden muss, stört dabei nicht?

Nein, der Tiefpass arbeitet ja im NF-Bereich (tau=75µs). Die HF (10,7MHz bei Rundfunk, 5,5MHz bei Fernsehton) wird daran vollständig unterdrückt und das ist durchaus erwünscht, denn sie hat im NF-Verstärker nichts zu suchen.

Zitat :

was ist das kalte Ende von L3? Ich habe immer gedacht das wären nur geerdete Sachen

Wenn du mal die Schwingkreisspulen eines Senders angefasst hättest, wüßtest du was mit kaltem und heißem Ende gemeint ist.
Das kalte Ende muß nicht direkt geerdet sein, es kann sich durchaus auch Gleichspannnung oder NF darauf befinden. Aber HF-mäßig liegt es an Masse.
Hier ist es also das untere Ende von L3.

Zitat :

Nur eine letzte Frage: Reicht es nicht, wenn man bereits von L1 eine Mittelanzapfung an L2 befestigt? Dann bräuchte man L3 nicht.

Na, ob's wirklich die letzte Frage ist ?
Ja, man könnte das tun, man müßte dann die NF an den Symmetrierwiderständen abnehmen, aber es wäre nicht besonders schlau.
Zum Einen sind Anzapfungen fertigungstechnisch aufwändig, aber die elektrischen Gründe überwiegen:

L1 und L3 sollen ja möglichst fest gekoppelt sein. Das schafft man ganz gut, indem man sie übereinanderwickelt.
Die Anzapfung einer einlagigen Spule ist bei weitem nicht so fest gekoppelt, denn dabei liegen ja praktisch zwei Spulen räumlich hintereinander.
Am gravierensten ist aber sicherlich die Tatsache, daß L1 gewöhnlich die Versorgungsspannung für den letzen ZF-Transistor/Röhre führt.
Dadurch würde die ganze NF auf das Potential dieser Versorgungsspannung angehoben und wenn diese auch nur etwas verbrummt ist, kommt die Brummspannung in voller Höhe am Ausgang des Demodulators an.
Den HF-Verstärker hingegen interessieren kleine Schwankungen der Versorgungsspannung nicht.
Bei batteriebetriebenen Geräten brummt nichts, dafür sorgt die wechselnde Stromaufnahme der Endstufe für die Spannungsschwankungen. In Verbindung mit der Verstärkung des NF-Teils führt das schnell zu wilden Schwingungen: "Alles schwingt, nur der Oszillator nicht"



Damit du mal eine Idee bekommst, wie so etwas in der Praxis aussehen kann, habe ich mal geschaut ob ich noch soetwas herumliegen habe und bin fündig geworden.
Der abgebildete Ratiodetektor für 10,7MHz stammt wohl von Anfang der 1960er und ist, wie man sieht (Pins für Drahtanschlüsse), noch für Chassismontage gewesen.

Ganz außen erkennt man die Federn, mit denen der Abschirmbecher aus dünnem Alu-Blech gehalten wird.

Der Spulenkörper hat einen Durchmesser von 5mm und trägt innen ein Gewinde für den Abgleichkern aus Ferrit.
Der Kern schaut sogar oben etwas heraus, ebenso wie Stückchen Kunststofffolie als Kernbremse.

Der Abgleichkern langt etwa bis zur oberen Spule, L2, herab.
Ein Stück darunter fängt die lange Spule L1 an, die im unteren Drittel die kurze Spule L3 trägt.

Der Schwingkreiskondensator für L2 besteht aus der Hintereinanderschaltung der beiden Röhrchenkondensatoren mit der Aufschrift "100" (pF).

Die schwarzen Teile sind die beiden Dioden (Telefunken OA172).

Die Mittelanzapfung von L2 kann man leider nicht gut erkennen, da der Hersteller alle Spulenenden mit schwarzem Kleister gegen Abwickeln/Verschieben gesichert hat.

Im Detail ist dieser Ratiodetektor wohl etwas anders verschaltet als deine Prinzipschaltung, aber ich sagte ja schon, daß es eine Kunst ist gute Ratiodetektoren zu bauen.
Glaube ja nicht, daß der Abstand der zwischen L1 und L2 egal ist, oder daß L3 zufällig genau an dieser Stelle sitzt.
Selbst welches Ende der Spulen oben oder unten ist, und sogar die Wickelrichtungungen der Spulen sind in mühseligen Versuchsreihen ausprobiert worden.



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Haftungsausschluß:



Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.



Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !

Schaltpläne gibts ev. hier : http://www.mikroelektronika.co.yu/e.....k.htm