Forum: HF, Funk und Felder Hohe ZF bei Kurzwelle - wieso?


von Bernhard _. (Firma: dl1bg) (bernhard_)


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Hallo zusammen,

bisher habe ich mich der Einfachheit halber nur mit Direktmischern 
beschäftigt. Jetzt möchte ich testweise gerne mal einen bestehenden 
Direktmischer auf Duppelsuper umbauen, eine ZF mit 24 kHz im DSP und 
eine vor dem Mischer.
Die üblichen kommerziellen TRXe haben eine ZF von ~ 70 MHz, früher war 
ja so weit ich weiß ~ 10 MHz üblich.

Ein paar Argumente fallen mir natürlich für die sehr hohe ZF ein:
- durchgängiger Empfang; aber wenn der Filter z.B. eine 3 db Bandbreite 
von 10 kHz hat, dann sind doch im Abstand von 200 kHz keine Probleme zu 
erwarten, oder?
- wenn später 70 oder gar 144 MHz dazu kommen, dann macht der VFO keine 
Probleme

Ansonsten fallen mir nur Nachteile einer so hohen ZF ein. Kann mir 
jemand sagen, was die schlagenden Argumente für eine so hohe ZF?

Danke und viele Grüße, 73,
Bernhard, DL1BG

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Bernhard __ schrieb:
> Kann mir jemand sagen, was die schlagenden Argumente für eine so hohe
> ZF?

Spiegelfrequenzunterdrückung

von Lutz H. (luhe)


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Bei den ~10 MHz ist die Mischung der genutzten Seitenbänder USB und OSB 
einfacher möglich.
Bauteile ( Röhren) waren billiger.

Bei einer hohen ZF sind die Bauteile kleiner, deshalb wird das Gerät 
kleiner und leichter.

: Bearbeitet durch User
von Sepp Obermair (Gast)


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So hoch ist die ZF dann auch wieder nicht das sich das auf die Größe 
auswirkt.
Es geht primär um die Unterdrückung der Spiegelfrequenz. Bei einem KW 
Empfänger schiebt man so die Spiegelfrequenz deutlich aus dem 
gewünschten Empfangsbereich.
Im Übrigen wird das Konzept zur Zeit auch gerne für VHF 
überwachungsempfänger angewendet, hier plaziet man dann die erste ZF im 
GHz Bereich.

von Bernhard _. (Firma: dl1bg) (bernhard_)


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Hallo Jörg und Sepp,

dafür sind mir zwei Szenarien eingefallen:
- kleine VFO-Frequenz (s. o.), Empfang im 30 m Band. CW kann ich eh 
nicht...
- wenn Spiegelfrequenz ins 40 m Band fällt (ZF 10,5 und VFO 3,5 MHz). 
Dort macht der Bandfilter sagen wir 45 dB. Sind Werte wie beim TS990 von 
70(!!!) dB wirklich spürbar besser? Mein TS590S hat scheinbar auch nur 
57 dB auf 10 MHz.

Übersehe ich einen Fall?

Danke
Bernhard

: Bearbeitet durch User
von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Bernhard __ schrieb:
> wenn Spiegelfrequenz ins 40 m Band fällt

Völlig ungünstig.  Die Feldstärken auf dem 40-m-Band sind so hoch,
dass man dort oft schon einen Abschwächer braucht, um die
Eingangsstufe nicht zu übersteuern.

von Ralph B. (rberres)


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Der Vorteil einer hoch liegenden ZF ist, das man am Eingang keine 
mitlaufende Filter benötigt. Es genügt ein Tiefpass, um die 
Spiegelfrequenz zu unterdrücken.

Meines Wissens werden kommerzielle Weitverkehrskurzwellenempfänger, 
welche einen durchgehenden Empfangsbereich besitzen, und professionell 
z.B. in Botschaften oder als Messempfänger benutzt werden, nach wie vor 
mit einer hochliegenden ZF aufgebaut.

Nachteil ist, das der erste Mischer dann extrem übersteuerungsfest sein 
muss, weil das gesamte empfangbare Band sich am Mischer aufsummiert.

Dem wird aber durch schaltbare Oktav-Bandfilter ein wenig entgegnet.

Im Amateurfunkbereich gibt es vereinzelt Hersteller, die wieder auf eine 
niedrige erste ZF zurückgreifen, Kenwood TS590 z.B.

Der hat aber auch keinen durchgehenden Empfangsbereich bis 30MHz.

Ralph Berres

von Funker (Gast)


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lutz h. schrieb:
> Bei einer hohen ZF sind die Bauteile kleiner, deshalb wird das Gerät
> kleiner und leichter.

Häh??

von B e r n d W. (smiley46)


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Bei einer sehr niedrigen ZF gibts Spiegelfrequenzprobleme, bei einer 
mittleren um 9 MHz hat der Empfangsbereich eine Lücke.

Auf der anderen Seite funktioniert die hohe ZF (>>10MHz) nur in einem 
Doppelsuper. Die Gefahr von Pfeifstellen steigt durch zwei Mischvorgänge 
entsprechend. Zumindest schwingt der 1. Lo deutlich höher, als alles 
Andere. Eventuell fallen dadurch die meisten Mischprodukte des ersten 
Mischers nicht in die ZF oder den Empfangsbereich.

von Heinz Wäscher (Gast)


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B e r n d W. schrieb:
> Auf der anderen Seite funktioniert die hohe ZF (>>10MHz) nur in einem
> Doppelsuper

Ah ja?
Warum?

von asd (Gast)


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Weil man zum Demodulieren bzw. bei SSB zum Trennen von unterem und 
oberen Seitenband von der hohen 1.ZF erst auf eine niedrigere 2.ZF 
mischen muss, meist 455kHz. Zumindest ist es bei einer hohen ZF von 
40MHz und höher i.A. sehr viel schwieriger das schmalbandige 
Kurzwellensignal direkt weiterzuverarbeiten. Das geht bei einer 
niedrigeren ZF besser.

von Ralph B. (rberres)


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Heinz Wäscher schrieb:
> B e r n d W. schrieb:
>> Auf der anderen Seite funktioniert die hohe ZF (>>10MHz) nur in einem
>> Doppelsuper
>
> Ah ja?
> Warum?

SSB Filter haben nur eine Bandbreite von 2,4KHz CW Filter mitunter nur 
von 100Hz. Solche oft 8poligen Quarzfilter lassen sich auf 70MHz nur 
wesentlich schwieriger herstellen als auf 9MHz oder 10,7MHz. Das ist 
nämlich die bevorzugte Frequenz der zweiten ZF, bei analogen Empfängern.

Die 70MHz Filter haben nämlich eine geringere Flankensteilheit als 
10,7MHz Filter gleicher Polzahl.

Die 455 KHz werden übrigens oft als dritte ZF bei FM  benutzt.
Diese hat dann ca. 12KHz Bandbreite, die 10,7MHz Quarzfilter sind dann 
oft nur 2 oder 4 Polig

Ganz im Gegensatz zu den Rundfunkgeräten, da ist AM 455 KHz mit 9KHZ 
Bandbreite und FM 10,7MHz mit 240KHz Bandbreite wegen Stereo als einzige 
ZF.

Wenn man die Filterung  und Demodulation digital vornehmen will, muss 
man sogar noch weiter runter. Da braucht es dann sogar eine dritte ZF um 
auf ca. 20KHz runter zu mischen, weil die AD-Wandler und die DSPs oft 
nicht schneller sind. Bei den heute üblichen 100db 
intermodulationsfreien Dynamikbereich sind hier auch AD-Wandler mit 
16Bit und mehr angesagt.

Ralph Berres

: Bearbeitet durch Moderator
von ham (Gast)


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Modernere (analoge) Empfänger-Konzepte ermöglichen die stufenlose 
Einstellung der RX-Bandbreite (Passband Tuning), je nach gewählter 
Modulationsart und den herrschenden Betriebsbedingungen.

Diese Technik lässt sich aber mit vertretbarem Aufwand nur in einem 
Doppelsuper realisieren, der eine hochliegende erste ZF besitzt,
und auch eine vergleichsweise hohe zweite Zwischenfrequenz.

von ich (Gast)


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ham schrieb:
> Modernere (analoge) Empfänger-Konzepte ermöglichen die stufenlose
> Einstellung der RX-Bandbreite (Passband Tuning)

Sorry, aber da verwechselst du was. Passband-Tuning ist die Verschiebung 
des Durchlassbereiches bei GLEICHER Bandbreite. Beispielsweise den 
Bereich von 300Hz..2,4kHz verschieben nach 500Hz..2,6kHz, damit kann man 
das tiefe "Gebrummel" wegschneiden und hat im Gegenzug etwas mehr Höhen.

Aber oft kann man auch die Bandbreite verstellen. Nur nennt sich das 
dann nicht Passband-Tuning, sondern eben variable Bandbreite. Ich denke, 
sowas hast du gemeint. Und meist ist das dann auch beides vorhanden.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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ich schrieb:
> Aber oft kann man auch die Bandbreite verstellen.

Stufenlos dürfte sowas aber erst seit Einzug der DSP-Technik möglich
sein.  Rein analog kann man nur zwischen ein paar Filtern fester
Bandbreite umschalten.

von ich (Gast)


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Jörg Wunsch schrieb:
> ich schrieb:
>> Aber oft kann man auch die Bandbreite verstellen.
>
> Stufenlos dürfte sowas aber erst seit Einzug der DSP-Technik möglich
> sein.  Rein analog kann man nur zwischen ein paar Filtern fester
> Bandbreite umschalten.

Da hast du natürlich recht, mit DSP geht das natürlich noch viel 
eleganter. Erst mit NF-DSP, da konnte man schon die untere und obere 
Filterflanke getrennt einstellen und so ein CW-Signal regelrecht "in die 
Zange nehmen". Dann kamen die ZF-DSPs, da war schon wesentlich mehr 
möglich und mittlerweile gibt es ja schon einige Gerätschaften, wo es 
von der Antenne direkt auf einen ADC geht (z.B. der WEBSDR in Twente).

Aber auch zu Analogzeiten konnte man schon stufenlos die Bandbreite 
einstellen. Man machte das mit zwei nacheinandergeschaltete Stufen des 
Passband-Tunings. Wenn man dann die eine ZF nach unten und die andere 
nach oben verschob, blieb in der Mitte ein schmalerer Durchlassbereich 
übrig. Ging eigentlich ganz gut, war aber schaltungstechnisch ein ganz 
ordentlicher Aufwand. Ich glaube, bei ICOM ist das drin (R-75?). Bei 
neueren Geräten mit DSP wird dieses Verhalten nachgebildet (natürlich 
mit besseren Daten).

von Lutz H. (luhe)


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Funker schrieb:
> Häh??

Ein Schwingkreis besteht mindestens  aus einem Kondensator und einer 
Spule.
Die Resonanzfrequenz ist von den Werten abhängig.

Bei einer höheren Frequenz kann die ZF- Baugruppe mechanisch kleiner 
werden, weil zum Beispiel die Spulen weniger Platz benötigen. ( weniger 
Windungen)

Übrigens können manche Fragen durch Dreiwortsätze verständlicher werden.

Gruß

von Heinz Wäscher (Gast)


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lutz h. schrieb:
> Bei einer höheren Frequenz kann die ZF- Baugruppe mechanisch kleiner
> werden, weil zum Beispiel die Spulen weniger Platz benötigen. ( weniger
> Windungen)

Absolut einleuchtend. Demnach ist eine Spule von 900 Microhenry neun mal 
größere als eine Spule von 100 Microhenry. Oder besteht da ein 
quadratischer Zusammenhang und sie ist nur drei mal so groß?

Spulen mit Werten im Nanohenry Bereich sind dann bestimmt so klein, dass 
man sie unter dem Mikroskop verarbeiten muss.

Gabs da nicht noch so eine Sache mit Ferritkernen?

von Carsten S. (dg3ycs)


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Hi,

Heinz Wäscher schrieb:
>

Also ich hab mehrmal überlegt ob das eine ersten Frage oder 
provozierende Antwort sein sollte. Bin aber doch recht sicher das es ein 
gründlich schiefgegangener Versuch einer polemischen Antwort sein 
sollte...

> Absolut einleuchtend. Demnach ist eine Spule von 900 Microhenry neun mal
> größere als eine Spule von 100 Microhenry. Oder besteht da ein
> quadratischer Zusammenhang und sie ist nur drei mal so groß?

Auch drei mal so groß ist größer als ein mal so groß... Oder?

> Gabs da nicht noch so eine Sache mit Ferritkernen?
Gegenfrage: Gab es da nicht auch noch eine bei Filtern nicht ganz so 
unerhebliche Sache wie die Güte???

Davon abgesehen:
Natürlich ist die mögliche Einsparung der Größe kein wirklicher Grund 
für die höhere ZF. Zumal bei den heute verfügbaren Kernmaterialien und 
Fertigungstechniken auch bei hohen Anforderungen die tatsächlich nicht 
zu vermeidenden Größenunterschiede nicht mehr so groß sind wie zu den 
Zeiten als alles mit Luftspulen gelöst wurde... (Mal ganz davon 
abgesehen das auch bei rein Analoger Signalverarbeitung die 
entscheidenden Filter nicht mehr durch simple LC Kombinationen 
realisiert werden. Aber auch bei Resonatoren & Co. gibt es die 
Abhängigkeit von Frequenz und Größe)

Aber das ein HF Einsteiger zu diesen Schluss kommen könnte ist nicht 
wirklich abwegig, zumal die Theoretischen Grundüberlegungen völlig 
richtig sind und es eher das Praktische Wissen ist was hier fehlt.
Für einen Einsteiger also eine berechtigte Frage und kein Grund zur 
Scham.

Und das die nachfolgende Erklärung von Lutz völlig richtig ist habe ich 
ja schon geschrieben. Das der Unterschied heute sehr klein sein kann 
steht auf einen anderen Blatt. Er schrieb ja nur von -kann kleiner 
werden- Ob das nun 50% oder nur 0,05% sind spielt für die fachliche 
Korrektheit der Antwort so keine Rolle.

Gruß
Carsten

: Bearbeitet durch User
von Heinz Wäscher (Gast)


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Carsten Sch. schrieb:
> Natürlich ist die mögliche Einsparung der Größe kein wirklicher Grund
> für die höhere ZF. Zumal bei den heute verfügbaren Kernmaterialien und
> Fertigungstechniken auch bei hohen Anforderungen die tatsächlich nicht
> zu vermeidenden Größenunterschiede nicht mehr so groß sind wie zu den
> Zeiten als alles mit Luftspulen gelöst wurde...

Stimmt!
Warum schreibst du dann so einen Unfug?

von Heinz Wäscher (Gast)


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Sorry, Carsten
die vorstehende Antwort war nicht an dich gerichtet.

Da sollte stehen: warum schreibt man dann so einen Unfug:

"Bei einer hohen ZF sind die Bauteile kleiner, deshalb wird das Gerät
kleiner und leichter"

von Lutz H. (luhe)


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Heinz Wäscher schrieb:
> Da sollte stehen: warum schreibt man dann so einen Unfug:

Was ist daran Unfug?
Generell gilt doch, dass bei höheren Frequenzen die Bauteile kleiner 
werden (müssen).

: Bearbeitet durch User
von Joe (Gast)


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Die Größe der Bauteile ist für die Ausgangsfrage bedeutungslos!

Die hohe ZF hat folgenden Grund:

Möchte man mit einer kleinen ZF (z.B. 455kHz) den Bereich von z.B. 1MHz 
bis 30MHz empfangen, so muss der Oszillator=VFO den Bereich von 1,455MHz 
bis 30,455MHz abdecken.
Das ist in der Praxis ohne Bereichsumschaltung nicht zu realisieren.

Eine hohe ZF (z.B. 70MHz) erlaubt einen VFO für den Bereich von 71MHz 
bis 100MHz, was fast mit Amateurmitteln aufgebaut werden kann.
Von Trennschärfe kann dann natürlich keine Rede mehr sein.

Also setzt man im Doppelsuper noch eine 2. ZF von 455kHz hinten dran, um 
einen schmalbandigen Empfang zu ermöglichen.

Alle anderen Gründe sind Randerscheinungen, die mit dem eigentlichen 
Konzept nichts zu tun haben.

Das beschriebene Konzept wurde aber erst möglich, als eine 
PLL-kontrollierte Frequenzerzeugung möglich wurde. Die notwendige 
Frequenzkonstanz war ohne Digitaltechnik nur mit extrem großem 
Stabilisierungsaufwand möglich. Auch ein kleinschrittiges Abstimmen und 
SSB-Abstimmungen wurde erst durch die Entwicklung der PLL-Technik 
möglich.

Joe

von Heinz Wäscher (Gast)


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Der Grund für die Wahl einer hochliegenden ZF ist die bessere 
Spiegelfrequenzunterdrückung. Die Begründung, eine hohe ZF sei besser, 
weil die Bauteile bei hohen Frquenzen kleiner seien ist Unfug.

Ein Widerstand oder Kondensator ist bei 100MHz genauso groß, wie bei 455 
kHz. Das gilt für nahezu alle Bauelemente. Ein Keramik- oder Quarz 
ZF-Filter für 70 MHz ist nicht zwangsläufig kleiner als ein ZF-Filter 
bei 455 kHz. Das Gegenteil ist sogar oft der Fall.

Die Zeit von Schwingkreisen mit Luftspulen als ZF-Selektionsmittel ist 
im letzten Jahrtausend schon abgelaufen.

Heinz

von Ralph B. (rberres)


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Joe schrieb:
> Also setzt man im Doppelsuper noch eine 2. ZF von 455kHz hinten dran

Welche dann seinerseits mit Spiegelfrequenzproblemen zu kämpfen hat.

Deswegen setzt man in der zweiten ZF nicht auf 455KHz um, sondern auf 
9MHz, 10,7MHz oder wie bei Kenwood auch üblich 8,83 MHz.

Auf 455KHz wird erst als dritte ZF umgesetzt, und da meist auch nur bei 
FM.

Auch Spektrumanalyzer mit einer ersten ZF von 2050MHz setzen nicht 
direkt auf 10MHz um sondern erst in einen Zwischenschritt irgendwo bei 
500MHz.

Ralph Berres

von user (Gast)


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>Auf 455KHz wird erst als dritte ZF umgesetzt, und da meist auch nur bei
>FM.

nee, speziell Kenwood hat das in der vor DSP Zeit z.b. immer für alle 
Betriebsarten so gemacht
u.a.  musste ja ein zweites SSB/CW Filter fürs Passbandtuning da sein

von Ralph B. (rberres)


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Also ich habe jetzt mal nachgeschaut.

Bei dem TS850 hast du recht. Der hat eine dritte ZF von 455KHz und sogar 
eine 4te ZF wenn der DSP eingeschaltet wird.

Der TS480 hat bei SSB eine  zweite ZF von 10,695 MHz und nur bei FM eine 
3te ZF von 455KHz.

Beim TS50 sieht es genauso aus.
Ebenso der TS870

Ralph Berres

von testtest (Gast)


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Das mit der hohen ZF ist ja schon beantwortet, aber warum denn ein 
Doppelsuper?
Die Antwort ist relativ einfach. Gute Filter für >>30MHz mit 
ausreichender Selektion sind schweineteuer. Es ist viel billiger auf 
eine niediriegere ZF zu gehen und dort 'off the shelf' Material zu 
nehmen. Kenwood mag eine Ausnahme sein, aber die meisten Hersteller sind 
auf 455kHz gegangen und haben bei Murata eingekauft.

von user (Gast)


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>Bei dem TS850 hast du recht. Der hat eine dritte ZF von 455KHz und sogar
>eine 4te ZF wenn der DSP eingeschaltet wird.

das würde nur auf den TS950SD/SDX zutreffen

TS850 hat kein DSP, gab es aber als Zusatzgerät

>Der TS480 hat bei SSB eine  zweite ZF von 10,695 MHz und nur bei FM eine
>3te ZF von 455KHz.

>Beim TS50 sieht es genauso aus.
>Ebenso der TS870

TS50 alss kleines Spielzeug mal herausgenommen haben die beiden anderen 
DSP an Board


>Kenwood mag eine Ausnahme sein, aber die meisten Hersteller sind
>auf 455kHz gegangen und haben bei Murata eingekauft.

da Murata anscheinend der letzte grosse Hersteller von diesen Filtern 
ist  bleiben nicht viele Alternativen
alle TRX die analoges Passbandtuning bieten brauchen zwei Flankensteile 
Filter, das ist dann meist eine höhere (8-11Mhz) und dazu die 455 Khz

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