So, ich versuchs mal.
Wie funktioniert eigentlich Frequenzmodulierte Radioübertragung:
Ich fange mal bei einem Tonsignal an.
Eines mit einer reinen Sinusfrequenz von 50 Hz ist nichts anderes als eine Wechselspannung die 50 mal in der Sekunde ihre Polarität von positiv zu negativ wechselt. Genau das was auch an jeder Steckdose in Europa anliegt.
Falls jemand einen Lautsprecher mit 8 Ohm findet, der 7000 Watt aushält, dann kann er ihn an eine 32A Steckdose klemmen und erhällt einen mordsfetten Basston der alles zum Wackeln bringt. Der Lautsprecher macht dann die 50 Wechsel pro Sekunde mit indem er sich vor und zurück bewegt und dabei die Luft in Schwingungen versetzt die wir dann als 50Hz Basston wahrnehmen.
Die Sendefrequenzen unserer UKW (Ultra Kurz Welle) Sender sind nichts anderes, nur dass hier zB. der Träger von WDR4 auf 100,00 MHz 100 Millionen mal pro Sekunde seine Polarität wechselt.
Da sich elektrischer Strom mit Lichtgeschwingigkeit ausbreitet, gibt es eine messbare Strecke die eine einzelne Welle für sich beansprucht. Je höher die Frequenz, desto kürzer die Strecke. Bei 100 Mhz ist eine Welle noch 3m lang. Das spielt eine Rolle bei der Antenne die man zum Empfang nutzen möchte.
Was ist nun Frequenzmodulation: Es hat sich mal jemand überlegt, wenn ich einen 50 Hz Ton per Funk übertragen will, dann kann ich ja dafür sorgen, dass sich mein Träger (bleiben wir bei 100 Mhz) mit 50 Hz, also 50 mal pro Sekunde um seine Grundfrequenz herum bewegt. ZB. Zwischen 99,99 und 100,01 Mhz.
Das wäre dann, empfangen mit einem Handelsüblichen Radio, ein recht leiser Brummton, also ein Ton mit geringer Amplitude. Ist der Ton lauter, hat also eine größere Amplitude, dann wird der Frequenzhub größer. Der Träger schwingt also weiterhin mit 50Hz um seinen Mittelpunkt (100 Mhz) jetzt aber zb. Zwischen 99,925 Mhz und 100,075 Mhz.
Bei einem UKW Radio wäre das nun ein maximal lauter 50Hz Ton, da der maximale erlaubte Frequenzhub von UKW Mono Radio +/-75 kHz beträgt.
Wikipedia hat eine schöne Grafik zur Frequenzmodulation.
Was passiert nun in meinem Radio:
Durch drehen am Senderknopf stelle ich zum einem ein Eingangsfilter ein, dass die gewünschte Empfangsfreqenz von der Antenne kommend grob herausfiltert, zum anderen verstelle ich einen Oszillator der zum Mischen mit der gewünschten Empfangsfrequenz benötigt wird.
Ein Oszillator ist eine Schaltung, die eine Schwingung erzeugt, zB. Den 100 Mhz Träger im Sender. So etwas brauche ich auch im Empfänger, da ich die Schaltung zur Demodulation ja nicht für jede mögliche Frequenz die ich Empfangen kann bauen kann, sondern nur für eine bestimmte.
Diese bestimmte Frequenz nennt sich Zwischenfreqenz. Sie beträgt bei allen UKW Radioempfängern 10,7 Mhz.
Um nun aus den 100 Mhz 10,7 Mhz zu machen, muss ich die 100 Mhz mit 89,3 Mhz mischen.
Drehe ich meinen Senderknopf also bis der Zeiger auf 100 MHz steht, dann habe ich meinen Mischozillator auf 89,3 MHz eingestellt und erhalte am Ausgang des Mischer eine Summen und eine Differenzfrequenz.
Die Summenfrequenz von 189,3 MHz wird weggefiltert, die Differenzfrequenz von 10,7 MHz wird weiterverwendet und der Demodulationsstufe zugeführt.
Damit das demodulieren gut funktioniert und optimale Tonqualität liefert, ist es erforderlich, dass der Mischoszillator exakt auf die Trägerfrequenz eingestellt ist. Der nächste Sender ist mindestens 300 kHz weit weg, und hat darauf KEINEN Einfluss.
An genau dieser Stelle unterscheidet sich ein Radio von 1960 von einem von heute. Damals wurde der Mischoszillator durch eine veränderbare Spule abgestimmt, eben durch drehen am Knopf. Heute gibt es eine PLL. PLL steht für Phase Locked Loop. Grob gesagt, wird eine extrem genaue Referenzfrequenz aus einem Quarz durch digitale Teilerstufen geschickt und auf einen Phasenvergleicher gegeben. Der Mischoszillator kann durch eine Steuerspannung abgestimmt werden und kommt auf den anderen Eingang des Phasenvergleichers. Der Ausgang des Phasenvergleichers erzeugt eine Spannung die den Mischoszillator solange verändert bis dieser Identisch mit dem Referenzoszillator schwingt. Um die Frequenz zu ändern, ändere ich das Teilerverhältnis des Referenzoszillators. Dieser geschlossene Regelkreis sorgt dafür, dass der abtsimmbare, naturgemäss vergleichsweise ungenaue Oszillator genau so präzise wird, wie seine Referenz, dabei aber eben einstellbar ist.
Egal ob es heiß oder kalt ist, alt oder neu, die Frequenz die ich eingestellt habe ist immer exakt die selbe, zB 89,3 MHz.
Im Radio von 1960 hat man durch bestimmte Auswahl der Bauteile und weitere Tricks versucht, dafür zu sorgen, dass der Mischoszillator möglichst stabil ist. Im großen und ganzen ist das auch nicht schlecht gelungen, so dass normalerweise der bei Fahrbeginn eingestellte Sender auch noch empfangen wird, wenn ich am Ziel bin sofern, dort die gleiche Frequenz empfangbar ist.
Im Winter kann es schon mal sein das man nachregeln muss wenn die Karre von -10 auf + 20°C aufgeheizt wird, ansonsten eigentlich nicht.
Wenn man also alle Minuten nachregeln muss um den selben Sender auf der selben Frequenz hören zu können, dann ist meist die Temperaturkomsensation im Radio nicht mehr OK. Das kommt schlicht durchs alter.
Soweit mal zum ersten Teil, wie funktioniert das überhaupt. Geht irgendwann weiter... Vesteht man was ich schreibe?
