MezData Digital-Corner: Der MacD Hase

:TI-BASIS: Der MacD Hase

Es muss gar nicht schwierig sein, ein Gerät zu verstehen.. Wie funktioniert das??

Didaktik-Info: Funktionsweise des FM-Receivers. Synopsis: DA-Wandler, Zähler, RS-FF..

Anleitung zu dem Hasen (Auszüge)

Stofftier mit eingebautem FM Radio, in den Ohren befindet sich die Antenne.

Erklärung der Bedienelemente:

Nummer	1	2	3	4	5	6
Taste/Lampe	"AN"	Rote LED	"AUS"	"RESET"	"LAUT LEISE"	"SCAN"

Einschalten des Radios
Leuchtet bei Betrieb
Ausschalten des Radios
"Mit 'RESET' wird der Frequenzsucher auf die niedrigste FM Frequenz zurückgesetzt. Da das Radio über keine Frequenzanzeige verfügt, erleichtert die Reset Taste die Orientierung bei der Suche eines bestimmten Radiosenders."
[Zitat aus Anleitung zum Stofftier von McDonald's]
Es gibt zwei Lautstärken Laut und Leise
"Mit 'SCAN' wird der FM Frequenzbereich (86 bis 108 MHz) aufwärts nach Radiosendern durchsucht. Den Knopf 'SCAN' so oft drücken bis der gewünschte Radiosender gefunden ist."
[Zitat aus Anleitung zum Stofftier von McDonald's]

Ziel des Projekts

Verstehen wie der Hase funktioniert, Blockschaltbilder lesen lernen..

Ich wollte den Hasen dazu nicht "schlachten".

Zum Glück fand sich ein ähnliches Gerät das sich leichter zerlegen ließ:

Das iEar-Radio

Der entscheidende Chip trägt die Bezeichnung "LS7088".

Mit Google kam ich dann auf diese Seite: www.hkinventory.com Eine Seite von IC-Dealern, leider kann ich nicht so gut Chinesisch. Es taucht zum Glück mal wieder Philips auf.
Eine Suche bei Philips brachte dann auch schnell den Durchbruch:

TDA7088T; FM receiver circuit for battery supply	Wer noch ein "fetteres" IC will...
http://www.semiconductors.philips.com/pip/TDA7088T_V1.html	http://www.semiconductors.philips.com/pip/TEA5767HL.html

Blockschaltbild des TDA7088T

Prinzip-Schaltbild des Bausteins 7088	Erklärung
	Ein Empfänger filtert aus einem Frequenzgemisch eine spezielle Frequenz, die Empfangsfrequenz heraus. Einen sehr guten (engen, mit hoher Güte) veränderbaren Filter zu bauen ist relativ aufwändig. Einfacher ist es, einen Filter für eine bestimmte feste Frequenz zu konstuieren z.B. 455 kHz oder 70 kHz. Wie kann man aber damit einen Frequenzbereich (88 - 108 MHz) durchlaufen? Der Trick besteht im Mischen (Überlagern) von Frequenzen (Signalen). Beim Mischen von zwei Frequenzen f1 und f2 entstehen im Mixer die Summe und die Differenz der Beiden: f1+f2 und f1-f2. Der IF (Intermediate Frequency) Limiter begrenzt die Spannung des Mischprodukts, damit nahe Sender mit starkem Antennensignal nicht den Demodulator übersteuern. Der Demodulator kümmert sich nur um die Differenz, die sogenannte Zwischenfrequenz, hier sind das ca. 70kHz. Beispiel: Es soll 103.9 MHz empfangen werden. Dazu muss der VCO mit 103.9 MHz - 70 kHz schwingen, also mit 103.83 kHz. Denn 103.9 - 103.83 = 0.07. Am Ausgang des Demodulator steht das Audio-Signal an. Leichte Frequenzschwankungen kann das System durch eine Rückkopplung -das AFC (Automatic Frequency Controll) ausgleichen. Die Mischfrequenz wird in einem spannungsgesteuerten Oszillator erzeugt (VCO). D.h. durch eine Spannung kann die Empfangsfrequenz gesteuert werden.

Prinzip-Schaltbild des Bausteins 7088

Erklärung

Ein Empfänger filtert aus einem Frequenzgemisch eine spezielle Frequenz, die Empfangsfrequenz heraus. Einen sehr guten (engen, mit hoher Güte) veränderbaren Filter zu bauen ist relativ aufwändig. Einfacher ist es, einen Filter für eine bestimmte feste Frequenz zu konstuieren z.B. 455 kHz oder 70 kHz.

Wie kann man aber damit einen Frequenzbereich (88 - 108 MHz) durchlaufen?

Der Trick besteht im Mischen (Überlagern) von Frequenzen (Signalen).

Beim Mischen von zwei Frequenzen f1 und f2 entstehen im Mixer die Summe und die Differenz der Beiden: f1+f2 und f1-f2. Der IF (Intermediate Frequency) Limiter begrenzt die Spannung des Mischprodukts, damit nahe Sender mit starkem Antennensignal nicht den Demodulator übersteuern. Der Demodulator kümmert sich nur um die Differenz, die sogenannte Zwischenfrequenz, hier sind das ca. 70kHz. Beispiel:

Es soll 103.9 MHz empfangen werden. Dazu muss der VCO mit 103.9 MHz - 70 kHz schwingen, also mit 103.83 kHz. Denn 103.9 - 103.83 = 0.07.

Am Ausgang des Demodulator steht das Audio-Signal an.

Leichte Frequenzschwankungen kann das System durch eine Rückkopplung -das AFC (Automatic Frequency Controll) ausgleichen.

Die Mischfrequenz wird in einem spannungsgesteuerten Oszillator erzeugt (VCO). D.h. durch eine Spannung kann die Empfangsfrequenz gesteuert werden.

Funktionsweise des Search Tuning

In dieser Baugruppe wird die Spannung für den VCO erzeugt. Ducht das "RESET" soll die Spannun ganz niedrig werden.
Durch "SCAN" (RUN) soll die Spannung solange hochlaufen bis ein Sender gefunden (Tuning) wird.

Ich weis nicht genau, wie diese Baugruppe realisiert wurde, eine Möglichkeit ist ein Zähler mit D/A-Wandler.

Wie viele Zustände muss der Zähler besitzen (88 - 108 MHz mit 0.1MHz Auflösung in Deutschland).

Entwickeln Sie ein Blockschaltbild für das Search Tuning Modul. Sie können mit dem Digital-Simulator testen..

Entwickeln sie ein Blockschaltbild für den Hasen unter Verwendung der nun bekannten Baugruppen, betrachten Sie den Tuner als ganzen Block, es fehlt noch der Verstärker und die Steuerung.