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Das InChannelSelect Verfahren für UKW-FM

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Dietmar Rudolph † 6.1.22
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31.Jan.09 14:10

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1984 hat der Jungunternehmer Jens Hansen das InChannelSelekt-Verfahren entwickelt, mit dessen Hilfe verrauchte und gestörte FM-Signale besser empfangen werden können.

Zur Gründung der Firma Hansen/Catito siehe die Anlage. (Die Datei als .PDF wurde nicht akzeptiert.)

Die Funktionsweise des ICS wird anhand des Blockschaltbildes erläutert.

Beschreibung des IN CHANNEL SELECT Verfahrens (nach Hansen/Catito)

Die Gerätezwischenfrequenz (UKW 10,7 MHz) wird Über eine Mischstufe in eine niedrige Frequenzebene (UKW 700 KHz) umgesetzt. Das Signal wird anschließend über eine Kette von bedämpften, hintereinandergeschalteten, entkoppelten Filtern gleicher Resonanzfrequenz selektiert.

Die Bandbreite des Filtersystems beträgt ca. 17 KHz. Die Resonanzlage der Filter ist über Kapazitätsdioden steuerbar.

Die Steuerung ist derart, daß sich die Filter in jedem Moment in enger Nähe zur momentanen Lage der ZF befinden, dieser also gleichsam folgen.

Abgeleitet wird die Steuerspannung aus der Niederfrequenz, denn deren Pegel ist ein Maß für die ungefähre Position der ZF. "Ungefähr" deshalb, weil zwischen einem Bewegungsabschnitt der ZF und der daraus resultierenden NF eine gewisse Verzögerungszeit liegt, die im wesentlichen durch die Gruppenlaufzeiten der Filter gegeben ist.

In der Mitte des Filtersystems befindet sich ein Phasenmodulator über welchen eine durch die Steuerverzögerung bedingte Störphasenmodulation der ZF kompensiert wird. Jedes Filter und der Phasenmodulator erhalten ein eigenes auf ihre Position in der Kette optimiertes Steuersignal.

Das ICS-Verfahren dieser kleinen Berliner Firma war immerhin so interessant, daß sich die (damalige) Temic entschloß, das Verfahren in einen IC zu "gießen". Es ist der U4292B, genannt DYNAS (dynamische Selektion). Hier sein Blockschaltbild.

Beim Datenblatt des U4292B wird die Funktion mit den folgenden Bildern dargestellt.

Eine weitere Darstellung des InChannelSelect-Verfahrens findet man hier.

In der Consumer-Elektronik ist ICS kaum zu finden. Seine Bedeutung liegt bei der kommerziellen bzw. professionellen FM-Technik, die jedoch infolge des Übergangs zu digitalen Modulationen schwindet.

MfG DR

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Georg Beckmann
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31.Jan.09 15:01

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Hallo Herr Rudolph,

wieder ein sehr interessanter Bericht über ein mir unbekanntes Empfängerprinzip.
Etwas erinnert es an den Syntektor, bei dem ein lokaler Oszillator mit dem Empfangssignal synchronisiert
wird und dieses Oszillatorsignal frei von Amplitudenmodulations-Resten und Störungen dann demoduliert wird.

Ich habe einen Körtings-Radio deshalb gekauft. Nach der Reparatur habe ich währends des Empfangs die Antenne ausgesteckt um die Rückwand wieder zu montieren, dabei war mit und ohne eingesteckte Antenne kein Unterschied zu hören, eine zunächst verblüffende Sache. Das magische Auge zeigte aber sehr wohl eine deutliche Veränderung der Empfangsfeldstärke an.

Wie das von Ihnen hier beschriebene Verfahren kann der Syntektor auch bis zu einem gewissen Grade Gleichkanalstörungen unterdrücken.

 

 

Schöne Grüße

Georg Beckmann

 

 

Dietmar Rudolph † 6.1.22
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31.Jan.09 20:16

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Das beim ICS angewendete Prinzip ist das der Frequenzgegenkopplung. Diese funktioniert im Prinzip so, daß das demodulierte Signal einen Frequenzmodulator ansteuert und damit eine FM erzeugt wird.Dieses FM-Signal wird dazu benutzt, um in eine andere Frequenzlage umzusetzen, wobei sich nun ein geringerer Hub der umgesetzten FM ergibt, Deshalb können nunmehr schmalere ZF-Filter benutzt werden, weshalb auch weniger Rauschen am Diskriminator ansteht, woduch sich eine Verbesserung des Signal/Geräusch-Verhältnisses nach der Demodulation ergibt.

Wie jede Gegenkopplungs-Schleife, besteht das Problem in der Erreichung einer ausreichenden Gegenkopplung bei gleichzeitiger Einhaltung einer genügenden Phasenreserve. Aufgrund der in der Gegenkopplungsschleife liegenden ZF-Filter und (erschwerend) des nichtlinearen Zusammenhangs aufgrund der FM (Exponential-Modulation!) ist die Einhaltung der Bedingungen nicht einfach.

Das FM-Gegenkopplungsprinzip ist relativ alt. Das Blockdiagramm ist aus "Panter, P. F.:Modulation, Noise, and Spectral Analysis, Mcgraw-Hill, 1965". Panter zitiert seinerseits "Chaffee, J.A.: The Application of Negative Feedback to Frequency Modulating Systems, BSTJ, vol. 18, pp. 403-437, July, 1939".

Der Vorteil beim ICS-Verfahren besteht darin, daß die Frequenz-Gegenkopplung anders realisiert ist, wodurch (laut telefonischer Auskunft von Herrn Hansen 1984)  die Stabilitätsprobleme geringer werden. Laut (etwas pauschaler) Beschreibung wird beim ICS nicht die Frequenz des Umsetzoszillators nachgeführt, sondern entsprechend die Mittenfrequenzen der (schmaleren) ZF-Filter.

Zum Syntektor

Beim Syntektor wird tatsächlich ebenfalls ein Umsetz-Oszillator mitgezogen, weil er auf das Eingangssignal synchronisiert ist. Wenn dann, wie beim Körting Royal Syntektor der (mitgezogene) Oszillator auf einer niedrigeren ZF schwingt, hat man dort dann auch eine entsprechende Hubreduktion.
Der wesentliche Punkt beim Syntektor ist jedoch der, daß der (mitgezogene) Oszillator eine FM mit (praktisch) konstanter Amplitude liefert und somit als idealer Amplitudenbegrenzer wirkt. Hierdurch werden alle ausbreitungsbedingten Amplitudenschwankungen unterdrückt. Damit werden aber auch Störspannungen aus Nachbarkanälen unterdrückt, denn die würden ja zu  Amplitudenschwankungen führen. Ein weiterer positiver Effekt bei FM ist der, daß schwächere FM-Signale (auf der gleichen Frequenz) sehr stark unterdrückt werden (Capture-Effekt). Das Capure-Ratio wird um so besser, je besser der Amplitudenbegrenzer ist. 

MfG DR

  
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