TDA7000

The TDA7000 uses the PLL and VCO to reduce the FM deviation. A stereo decoder and even an RDS decoder will work. I built such a radio some years ago using a Philips RDS decoder and PIC programmed to take the data and display on an LCD as well as the Philips stereo decoder IC. The TDA7000 and stereo decoder used SMD to DIL header PCBs.

One of the trickiest parts of the TDA7000 design is how it manages to use an intermediate frequency of just 70 kilohertz. The problem is that broadcast FM has a "modulation frequency deviation" of 75 kHz, which means that the broadcast frequency varies by up to ±75 kHz. The mixer shifts the broadcast frequency down to 70 kHz, but the shifted frequency will vary by the same amount as the received signal. How can you have a 70 kilohertz signal that varies by 75 kilohertz? What happens when the frequency goes negative?

The solution is that the local oscillator frequency (i.e., the frequency that the radio is tuned to) is continuously modified to track the variation in the broadcast frequency. Specifically, a change in the received frequency causes the local oscillator frequency to change, but only by 80% as much. For instance, if the received frequency decreases by 5 hertz, the local oscillator frequency is decreased by 4 hertz. Recall that the intermediate frequency is the difference between the two frequencies, generated by the mixer, so the intermediate frequency will decrease by just 1 hertz, not 5 hertz. The result is that as the broadcast frequency changes by ±75 kHz, the local oscillator frequency changes by just ±15 kHz, so it never goes negative.

From Ken Shirrif's blog with photos of the naked IC

Actually it was a later version of the radio IC we used. But the TDA7000 is similar.

Der TDA7000 benutzt eine FLL (Frequency Locked Loop) Regelschleife für seinen Umsetzoszillator.

Bei einem (herkömmlichen) Super muß die ZF Frequenz genügend hoch gewählt werden, damit die Spiegelfrequenz durch das Filter vor dem Mischer hinreichend unterdrückt werden kann. Bei einer "ZF" der Frequenz 0 und einer Grenzfrequenz von 70KHz ist das nicht möglich. Ein herkömmliches Konzept für einen Super funktioniert somit also nicht.

Was ist dann der "Trick" beim TDA7000 und seinen Nachfolgern? Es ist eine Frequenz-Regelschleife.

Nun, eine Regelschleife, hier die "Frequency Locked Loop" (FLL), kann nur dann stabil arbeiten, wenn als Grundvoraussetzung die Schleife über "-" geschlossen ist. In dieser Anwendung ist es nun so, daß sich für die (gewünschte) Sollfrequenz dieses "-" in der Regelschleife ergibt.

Die Spiegelfrequenz aber ergibt jedoch ein "+" in der Regelschleife.
[Man erkennt das, wenn die Additionstheoreme für die trigonometrischen Funktionen angewendet werden.]

Für ein "+" erhält somit eine Mitkopplung und damit keinen stabilen Arbeitspunkt. Der Oszillator wird dadurch von dieser Frequenz "weggedrückt" um dann bei der nächst möglichen Sollfrequenz einzurasten. Spiegelfrequenzen lassen sich somit gar nicht einstellen.

Eine Grenzfrequenz von ca. 70 KHz reicht eigentlich (fast) schon, um auch Stereo zu empfangen. Allerdings muß für diesen Zweck dann auch die Phase des Filters halbwegs linear sein, weil sonst keine Kanaltrennung mehr übrig bleibt.

Die Veröffentlichung von Gassmann (in Post #1) beschreibt zwar ebenfalls eine niedrige ZF, ähnlich wie beim TDA7000, trifft jedoch keine Vorsorge gegen Spiegelempfang, welche erst mit Hilfe einer FLL möglich ist.

Ein Beispiel für einen Empfänger mit dem TDA7000 findet sich hier.

Unten auf der Modellseite sind mehrere Anwendungs-Berichte (Application Notes) und Datenblätter zum TDA7000 zu finden, die herunter geladen werden können.

MfG DR