Die Automatic Frequency Control (AFC) ist das “Grobvisier” deines SDR-Empfängers. Während eine PLL (Phase Locked Loop) versucht, die Phase exakt zu treffen, sorgt die AFC dafür, dass das Signal überhaupt erst einmal im Zentrum deines Filters landet. Ohne eine funktionierende AFC würde ein Signal durch Temperaturdrift oder den Doppler-Effekt langsam aus dem Empfangsbereich “wandern”.
Der mathematische Regelkreis
Das Prinzip der AFC lässt sich mathematisch einfach beschreiben. Wir messen die Frequenz des empfangenen Signals \(f_{rx}\) und vergleichen sie mit unserer gewünschten Referenzfrequenz \(f_{ref}\). Die Differenz ist unser Fehlerwert:
$$\Delta f = f_{rx} – f_{ref}$$
Dieser Fehlerwert \( \Delta f \)wird in einen Regler eingespeist. Der Regler berechnet daraus einen Korrekturwert \( u \), um die Empfängerfrequenz anzupassen:
$$f_{rx\_neu} = f_{rx} + u$$
Gängige Algorithmen zur Frequenzschätzung
Je nach Rechenleistung und Signalart kommen unterschiedliche Verfahren zum Einsatz:
| Verfahren | Kurzbeschreibung | Vorteil |
| Zähler | Zählt Schwingungen pro Zeitintervall. | Sehr einfach umzusetzen. |
| Frequenzdiskriminator | Wandelt Frequenzabweichung direkt in Spannung um. | Schnell und analog-ähnlich. |
| FFT (Fourier) | Sucht den Peak mit der höchsten Amplitude im Spektrum. | Ideal für SDR-Visualisierungen. |
| PLL | Rastet auf die Phase ein und zieht die Frequenz mit. | Höchste Präzision (Phase-Lock). |
| Kalman-Filter | Statistischer Schätzer für verrauschte Signale. | Extrem robust bei schlechtem SNR. |