AM/FM Realisierung auf Lehrboard

[wkrug]

Hallo
so ne DDS mit Modulation hab ich schon mal gebastelt.
Als Controller hab ich nen ATMEGA 32 verwendet. DDS Chip war einer von ANALOG DEVICES, den genauen Typ weiß ich gerade nicht - Müsste mal nachschauen.
Die AM hab ich über nen Timer mit PWM Ausgang realisiert, anschließend gefiltert und auf den Modulationseingang des DDS Chips gegeben.
Bei Modulationsfrequenzen bis 1kHz geht das sehr gut.
Das Sigal wird über Tabellen erzeugt, also sind imPrinzip beliebiege Wellenformen realisierbar.
Das Signal lässt sich nach dem Tiefpassfilter auch abgreifen.
Die FM ist schwieriger, da man hier ständig neue Tuningwörter berechnen muß, die man dann per SPI in den DDS Baustein übertragen muss.
Das ging bei mir bis ca 500Hz noch ganz gut, dann hat der Controller das nicht mehr geschafft. Ich hab dann auf FSK umgestellt, was im Prinzip einer Modulation mit einem Rechtecksignal entspricht, weil ich unbedingt 1kHz haben wollte.
Zudem kann man bei dieser Methode das analog Signal nicht sichtbar machen.
Eventuell wäre da die Veränderung der Taktfrequenz des DDS Bausteins per VCO einfacher und auch Visualisierbar - Müsste man probieren.

Den Träger kannst Du bei einem DDS Chip nicht direkt sichtbar machen, weil die Modulation ja bereits im DDS Chip stattfindet.
Bei AM kann man sich noch mit einem VCA behelfen, bei FM müsste man ein zweites ( gefaktes ) Trägersignal zusätzlich generieren.
Aber ich denk mal das dürfte bei anderen Modulatoren auch der Fall sein, da auch hier direkt in die Frequenzerzeugung eingegriffen wird.

Als Zuckerl ist es sogar möglich noch eine binäre Phasenmodulation in das Gerät einzubauen. Das geht relativ einfach, weil der DDS Chip diese Möglichkeit bereits bietet.

Noch ein Tipp nimm von dem DDS Baustein beide Ausgänge ( A und B ) und misch diese über einen Instrumentenverstärker wieder zusammen, sonst wird die AM unsymetrisch.
Das hat zwar auf die Funktion keinen Einfluss, schaut aber für Lehrzwecke nicht gut aus.

Als Verstärker hab ich nen Video OP Amp von Analog Devices verwendet, weil der bis 100MHz ging und Lasten mit 75Ohm treiben kann.

[ranke]

Der Terminus "Mischen" wird in der Elektronik leider uneinheitlich gebraucht. Bei den Audiotechnikern bedeutet "Mischen" Addieren. Das Mischpult ist ein Addierverstärker mit mehreren Eingängen einstellbarer Dämpfung. Ganz anders in der Funktechnik, dort bedeutet "Mischen" im Idealfall Multiplizieren, in der Praxis wenigstens eine Operation an einer nichtlinearen Kennlinie, die entsprechende Mischprodukte liefert.Die Amplitudenmodulation ist eine Multiplikation.


Heißt das dann nun, wenn ich über eine variable Verstärkung, die abhängig von dem Modulationssignal ist, die höhe der Amplitude des Trägersignals verändere, dass es dann entweder keine AM ist, oder nur keine "richtige" weil nicht multipliziert wurde?

Doch, genau das was Du beschreibst entspricht einer Multiplikation = Amplitudenmodulation.

Falls die Frequenzgeneratoren analog aufgebaut werden sollten, bietet sich eine Schaltung an, wie sie hier gezeigt wird. R1 und C1 sind frequenzbestimmend und müssten für eine Frequenzvariation veränderbar gemacht werden. Die Amplitudenmodulation könnte dann mit einem Analogmultiplizierer gemacht werden. Für die Frequenzmodulation könnte z.B. R1 (oder C1) des Generators für die Trägerfrequenz im Takt der Modulationsfrequenz verändert werden.

[GeflügelSalami]

2. Wenn du den Frequenzbereich einschränkst wird es einfacher.

Okay, welchen Bereich kannst du empfehlen? 0...100 kHz ist ja geplant.

5. FM geht mit dem CD4046, das ist eigentlich eine PLL, hat aber einen VCOL mit drin und kostet fast nix (20-30 Cent). Mit einem externen Teiler kannst du dann auch gleich noch zeigen wie eine PLL funktioniert. Zu dem Teil gibt es eine Menge App-Notes und viele Schaltungen im Netz.

Habe mir das Teil angesehen und scheint echt super zu sein für das was ich mache.

Ich habe dazu nur noch eine frage. Ich habe meine Trägerfrequenz ja schon, kann ich nicht mit dieser an den PINs des CD4046, an denen die Widerstände und die Kapazität die für die Zentralfrequenz des VCO verantwortlich sind hängen, machen um die Zentralfrequenz variabel zu bekommen?

Und das ist doch ein Rechteck was ich aus dem 4046 erhalte, stimmt doch oder habe ich mich verlesen?

Den Träger kannst Du bei einem DDS Chip nicht direkt sichtbar machen, weil die Modulation ja bereits im DDS Chip stattfindet.
Bei AM kann man sich noch mit einem VCA behelfen, bei FM müsste man ein zweites ( gefaktes ) Trägersignal zusätzlich generieren.
Aber ich denk mal das dürfte bei anderen Modulatoren auch der Fall sein, da auch hier direkt in die Frequenzerzeugung eingegriffen wird.

Ich habe ja schon meine Träger und Modulationssignal, brauche nur eine Möglichkeit die beiden zu Modulieren, ohne die IC's mit denen sie generiert werden, eben für eine Modulation zu verwenden.

Doch, genau das was Du beschreibst entspricht einer Multiplikation = Amplitudenmodulation.

Okay, dann ist ja alles gut.

Falls die Frequenzgeneratoren analog aufgebaut werden sollten, bietet sich eine Schaltung an, wie sie hier gezeigt wird. R1 und C1 sind frequenzbestimmend und müssten für eine Frequenzvariation veränderbar gemacht werden. Die Amplitudenmodulation könnte dann mit einem Analogmultiplizierer gemacht werden. Für die Frequenzmodulation könnte z.B. R1 (oder C1) des Generators für die Trägerfrequenz im Takt der Modulationsfrequenz verändert werden.

Ich habe die Frequenzgeneratoren ja schon, die 2 AD9834 DDS IC's, brauche nur noch Möglichkeiten zum Modulieren, am besten eben einen IC der relativ einfach beschaltet werden kann.

[Manf]

Vielleicht hilft es ja die Geschichte vom Angfang her zu betrachten.

eine AM und eine FM auf einem Board realisieren, welches für Lehrzwecke an einer Schule eingesetzt werden soll.

Es soll eine Lehrumgebung realisiert werden, dazu gehört es eigentlich, dass man selbst verstanden hat wie es funktioniert.
https://www.google.de/search?q=modul...ion+transistor
http://www.zen22142.zen.co.uk/spice/ammod.htm
In dem Link wird ein klassischer AM Modulator dargestellt, der zwei Signale auf einer nichtlinearen Kennlinie addiert, ein Transistor mit einer Exponentialkennlinie. Die Amplitide des einen Signals stellt die Verstärkung des anderen Signals dar. ...

Um aus einem Rechtecksignal (wie beim 4046) ein Sinnussignal zu machen wird man die Oberwellen durch Filterung entfernen. ...

[GeflügelSalami]

Vielleicht hilft es ja die Geschichte vom Angfang her zu betrachten.

Es soll eine Lehrumgebung realisiert werden, dazu gehört es eigentlich, dass man selbst verstanden hat wie es funktioniert.

Da gebe ich dir vollkommen recht. Mache ich dir nicht den Eindruck, dass ich das vielleicht teilweise tue bzw. es möchte?

https://www.google.de/search?q=modul...ion+transistor
http://www.zen22142.zen.co.uk/spice/ammod.htm
In dem Link wird ein klassischer AM Modulator dargestellt, der zwei Signale auf einer nichtlinearen Kennlinie addiert, ein Transistor mit einer Exponentialkennlinie. Die Amplitide des einen Signals stellt die Verstärkung des anderen Signals dar. ...

Danke für den Link.

Um aus einem Rechtecksignal (wie beim 4046) ein Sinnussignal zu machen wird man die Oberwellen durch Filterung entfernen. ...

Das ist mir bewusst, war mir nur nicht sicher, ob ich das richtig verstanden hatte. Habe ein Messbild gesehen, dass einen Sinus am Ausgang dargestellt hatte. Der Teil der Filterung war "Ausgeklammert", hatte ich nur nicht gleich bemerkt.

Danke für die Antwort.

Werde für die FM den 4046 verwenden, denke ich.

Für die AM hat mir die Methode mit dem variablen Verstärkungsfaktor des OP's gefallen, muss nur noch einen finden der auch nicht all zu teuer ist, wenn jemand spontan etwas hat kann er mir gerne die Zeit zur Suche ersparen, wenn er möchte.

Die Transistorschaltungen für die AM sind natürlich ebenso leicht zu realisieren. Aber ich habe irgendwie immer so eine Abneigung gegen Schaltungen mit vielen Transistoren usw. weis nicht wieso. Ich stelle mir da immer vor, das die Schaltungen die nicht mit guten IC's ausgestattet sind, nicht so stabil und sauber laufen, total dämlich. Sieht immer so "veraltet" aus....ganz komisch. Sollte mir das dringend abgewöhnen.

[wkrug]

Wenn's denn nun mit analogen Bausteinen gehen soll, möchte ich mal den XR2206 in den Ring werfen.
Ist zwar Uralt der Baustein, aber immer noch gut zu kriegen. Würde auch FM und AM Modulation unterstützen.

Als Trägergenerator würd ich, im Hinblick auf künftige Frequenzerweiterungen, trotzdem nen DDS Chip nehmen, aber als Modulator wär der 2206 sicher gut geeignet.

[GeflügelSalami]

Wenn's denn nun mit analogen Bausteinen gehen soll, möchte ich mal den XR2206 in den Ring werfen.
Ist zwar Uralt der Baustein, aber immer noch gut zu kriegen. Würde auch FM und AM Modulation unterstützen.

Als Trägergenerator würd ich, im Hinblick auf künftige Frequenzerweiterungen, trotzdem nen DDS Chip nehmen, aber als Modulator wär der 2206 sicher gut geeignet.

Oh man wieso kam ich darauf noch nicht...den hatte ich schon etliche male auf dem Bildschirm, aber auf die Idee ihn nur als Modulator zu verwenden kam ich nicht. Klasse das ist doch vom Aufwand her eigentlich am einfachsten oder?

[wkrug]

Wie schon geschrieben - Das Problem bei den DDS Bausteinen ist eigentlich die FM Modulation.
Das kann man per Tuningwort über SPI machen.
Oder man verändert die Taktfrequenz des Oszillators - Ob der Chip das verträgt, oder ob die interne Elektronik aus dem Takt kommt müsste man testen.

[GeflügelSalami]

Wie schon geschrieben - Das Problem bei den DDS Bausteinen ist eigentlich die FM Modulation.
Das kann man per Tuningwort über SPI machen.
Oder man verändert die Taktfrequenz des Oszillators - Ob der Chip das verträgt, oder ob die interne Elektronik aus dem Takt kommt müsste man testen.

Ja brauch ich ja nicht wenn ich für AM und FM den xr2206 nehme und die DDS für Träger und Modulationssignal ?

[wkrug]

Ja brauch ich ja nicht wenn ich für AM und FM den xr2206 nehme und die DDS für Träger und Modulationssignal ?

Kann man machen. Da der DDS Chip aber einen wesentlich grösseren Frequenzbereich abdeckt würde ich das nicht machen.
Ausserdem ist beim 2206 die Signalerzeugung von einem Kondensator und einem Widerstand ( Spannung ) abhängig.
Das lässt sich über eine Taststur dann nur schwierig bedienen und erfordert einen Abgleich.

Ich denk mal die Beste Idee war die mit dem DDS Chip und dem Microcontroller. Mit der FM brauchst Du ne gute Idee.
Möchtest Du bei FM dann tatsächlich den unmodulierten Träger sichtbar machen ist ein zusätzlicher ( DDS ) Chip erforderlich.
Je nach Schaltungskonfiguration auch bei AM.
Wenn beide DDS aus der gleichen Taktquelle gespeist werden und die gleichen Tuningwörter kriegen sollte die Ausgangsfrequenz synchron laufen, auch wenn die Phase abweichen könnte.
Das Modulationssignal der FM könntest Du ja auf dem AM Ausgang zusätzlich ausgeben um es mit dem OSZI anschauen zu können.
Der AM - Eingang zum DDS Chip müsste dann mit z.B. einem Analog Schalter, oder Relais abgeschaltet werden.

Ein externes Modulationssignal ( wenn man das will und braucht ) wäre bei FM u.U. über einen A/D Wandler des Microcontrollers einspeisbar. Bei AM wäre ein direktes Ansteuern der DDS möglich.

Wie geschrieben. Mein Problem bei der FM Erzeugung war, die Daten schnell genug zu berechnen und in den DDS Chip per ( Hardware ) SPI zu kriegen.
Eventuell kriegst Du das mit einer vorberechneten Tabelle und Assembler schneller hin. Die Tabelle würde dann je nach Trägerfrequenz und Frequenzhub neu berechnet werden müssen.
Bei einem externen Modulationssignal geht das natürlich nicht.