Dieser Audiobeitrag wird von der Universität Erlangen-Nürnberg präsentiert.

Willkommen zur Vorlesung nachrichtendechnische Systeme. Mein Name ist Ralph Müller, ich

vertrete heute meinen Kollegen Johannes Huber und ich möchte Ihnen heute unter anderem den

Überlagerungsempfänger veranschaulichen. Beim letzten Mal haben Sie schon anderen Empfänger,

den Homo-Dyne-Empfänger, durchgenommen und heute nun den Überlagerungsempfänger auch

Superheterodyne-Empfänger genannt. Nun was ist es besondere dran? Zunächst mal ist das Wichtige

dran, dass nahezu alle kommerziell benutzten Empfänger Überlagerungsempfänger sind.

Das besondere daran ist, man mischt das Signal nicht direkt runter ins Basisband, sondern man

geht über eine sogenannte Zwischenfrequenz. Also man geht zunächst mal von einer der hohen

Trägerfrequenz runter auf eine Frequenz, die in Faktor 10 oder 20 oder kann auch mehr sein,

kleiner ist, verarbeitet das Signal dort vor und dann mischt man es nochmal runter ins Basisband,

wo man es braucht. Nun warum macht man das und wie funktioniert das? Wenn wir einen Empfänger

implementieren, müssen wir Folgendes machen, wir müssen zunächst mal das Frequenzband grob

selektieren, wo unsere verschiedenen Sender sind. So stellen sie mal ganz normal Radiosender vor,

die legen da alle nebeneinander und dann müssen sie erstmal außen das Rauschen wegschneiden,

also so grob den Bereich erwischen, wo überhaupt Radiosender sind und dann müssen sie das

runterschieben, ihren eigenen Sender, den sie haben wollen, den müssen sie ausschneiden mit

Frequenzfilter und dann runter mischen. Was jetzt ziemlich schwierig zu implementieren ist,

ist ihr Frequenzfenster hin und her zu schieben, ein Filter zu implementieren,

dessen Grenzfrequenzen sie ändern können. Das ist ein Alptraum für einen Hardware-Mann,

der das implementieren muss. Stattdessen macht man was anderes, man baut sich irgendwo auf

einer niedrigeren Frequenz, wo man Filter ziemlich leicht bauen kann, baut man sich ein fixes Filter

und dann in den Modulator und schiebt das gewünschte Frequenzband im HF-Bereich über

Modulation genau dahin, dass es vor das Zwischenfrequenzfilter zu liegen kommt. Und das

ist immer das gleiche Filter, das es rausfiltert, nur was es rausfiltert, das schiebt man hin und her.

Okay, so zum Überblick, jetzt gehen wir mal ein bisschen in die Details. Dieses Zwischenfrequenzfilter,

das übernimmt dann die Rolle dieses Frequenzfilters, das wir vorher im hochfrequenten Teil hatten.

Das Zwischenfrequenzfilter, das ist dann so breit wie nötig, dass man das Empfangssignal

gut und unverzerrt empfangen können. Andererseits soll es so schmal wie möglich sein, damit man

Störungen, Rauschen und andere Nebenbänder eben wegfiltern können. Wir werden diese Breite dieses

Zwischenfrequenzfilters mit BHF bezeichnen und der nächste Schritt ist dann vom Zwischenfrequenzbereich

runterzukommen ins Basisband und da gibt es ganz interessante Tricks, wie man das ins Basisband

bringt, sogar ohne nochmal wirklich multiplizieren zu müssen und das wollen wir heute mal näher beleuchten.

Was passiert denn im Basisband? Wenn wir im Basisband sind, dann müssen wir das Signal demodulieren,

eventuell detektieren, eventuell synchronisieren. Das geht dann vorzugsweise über digitale

Signalverarbeitung, können wir analog und digital umsetzen. Wir werden uns dann mit dieser digitalen

Runtermischung beschäftigen. Wenn wir ein analoges Quellensignal haben, dann müssen wir das unten

halt noch bandbegrenzen auf die Bandbreite vom Quellensignal. Wenn wir ein digitales Signal haben,

dann kommen da noch andere Sachen wie Fehlerkorrekturverfahren, Synchronisation und so weiter.

Schauen wir uns das mal ein bisschen näher an als Blockschaltbild. Da haben wir hier die Antenne,

dann haben wir hier ein Vorselektionsfilter. Das Vorselektionsfilter ist oft nicht viel mehr als

eine Antenne, die halt ein bisschen schmalbandig ist und damit automatisch als ein Bandpass wirkt.

Dann haben Sie hier Ihr HF-Signal und dieses HF-Signal, das multiplizieren Sie jetzt mit dem

Signal eines Oszillators. Das ist einfach eine Sinus-Schwingung, der eine Frequenz Sie einstellen

können, eine abstimmbare Oszillator. Und die Frequenz, die Sie da einstellen, das ist, was früher

im analogen Radio dieser Tuner war. Kennt von Ihnen noch jemand ein Radio, wo man am Tuner so ein Rad

dreht? Gibt es heutzutage kaum noch. Da hat man einfach eine Spule oder einen Kondensator ein bisschen

verstellt und damit hat sich die Resonanzfrequenz von dem Schwingkreis geändert und dadurch gab es

eine andere Frequenz. Und danach hat man dann geschaut, welche Radioständer kommen und hat

man unten in der Skala drauf gemacht, wie viel Megahatze, welcher Stellung von dem Rad entsprochen