Power SDR Seitenbandunterdrückung

  • Hallo an die SDR-Freunde,

    insbesonder jene, die noch mit der veralteten Technik IQ-Signale arbeiten. Ich bekomme die Seitenbandunterdrückung nicht dauerhaft hin.

    TRX: ein Frontend aus USA - RS-HFIQ und zur Steuerung/Verknüpfung mit dem Windows-PC ein griechisches Teil, den Pi-SDR-Plus. Der basiert auf Raspberry 4 und hat die Soundkarte an Bord. Das Drumherum ist Bastelarbeit einschließlich einer PA von 40 Watt.

    Software: ich nutze Power-SDR in den Versionen, die für die beiden Komponenten vorgesehen sind.

    Eigentlich läuft alles prima - in CW. Aber ich möchte doch gelegentlich auch SSB machen. Das klappt im Prinzip ebenfalls, bis ich auf einen Partner stoße, der mit moderner Technik und Wasserfall arbeitet.

    Dann erfahre ich, dass mein ungewolltes Seitenband noch sichtbar ist auf dem Wasserfall - und schon bin ich als OM-Waldheini abgestempelt, der sich keine ordentliche SSB-Maschine leisten kann. Ich sage

    dann nicht, dass ein K 3 daneben steht.

    Also, bei Power-SDR stellt man über das Menü mit zwei Reglern Phase und Gain der IQ-Signale ein. Dazu kann ein Pilotton zugeschaltet werden. Gut wenn man einen Spektrumanalyzer hat, mit dem man die beiden Seitenbänder sichtbar machen kann. Damit soll das ufb gehen. Mangels Analyzer nutze ich das S-Meter meines TRX. Dann finde ich auch durch vorsichtiges, gegensetiges Verschieben der Regler einen Punkt, bei dem das falsche Seitenband gebenüber dem richtigen Band um bis knapp 60 dbm abgeschwächt ist (Spreizung von S9+40 zu S6). Wenn ich auf ein anderes Band gehe, ist es deutlich schlechter und wenn ich nach einigen Tagen wieder das gleiche Band nutze mit den gelungenen guten Werten, ist die Einstellung mit den Werten der Schieberegler noch vorhanden, aber die Seitenbanddämpfung plötzlich deutlich schlechter. Bei einem neuen Versuch finde ich wieder ein Minimum, aber mit ganz anderen Werten bei Phase und Gain als bei der vorherigen Einstellung. Power-SDR kann über den Hauptbildschirm die Phase sichtbar machen. Da sehe ich auch beim guten Wert eine Elypse statt eines Kreises. Wenn ich das Mikrofon anschließe und hineinpfeife ist die Grafik aber rund.

    Sicher gibt es OM's die tiefer in der Materie sind und mir einen Ansatzpunkt für mein Problem aufzeigen können. Ich freue mich auf den Gedankenaustausch. Mir ist klar, dass die Direktabtastung die neuere Technik darstellt. Aber Bastler sind gelegentlich noch "wie gestern" unterwegs.

    73 de Franz, DL2UR, Donaueschingen, A14

  • erster Verdacht aus eigener Erfahrung: die Flanken der Clocksource sind nicht steil genug.

    üblicherweise wird ja die Clock für die Schaltelemente mit zwei D-Flipflops generiert, also VFO divide-by-4 mit 4 jeweils um 90° verschobenen Takten. Wenn dort geschlampt wird und z.B. ein 74HC74 statt dem schnelleren 74AC74 verwendet wird, geht die Seitenbandunterdrückung ziemlich flöten.

    Das hab ich bei meinem ersten derartigen Selbstbau erleben müssen, wo ich auch endlos gesucht hab, warum die Seitenbandunterdrückung so mies ist, bis ich dann ein schnelleres Flipflop eingebaut hab

  • Meine Vermutung wäre eher ein "Wackelkontakt" im NF-Teil, Soundkarte/Leitungsverbindung. Interessant wäre auch die Angabe, ob dieser Fehler schon immer oder erst kürzlich auftrat, (Ellipse statt Kreis im Phasen- Fenster).

  • Hallo,

    soweit ich in der Schnelle herausfinden konnte:

    Tayloe Mixer

    Die HF wird damit in IQ-Signale im NF-Bereich umgesetzt.
    Die Modulation / Demodulation findet in der Soundkarte statt.

    Das Problem liegt darin, daß schon kleine Unsymmetrien von I und Q in Amplitude oder Phase vom Mischen bis hin zur Soundkarte sehr starken Einfluß auf Seitenbandunterdrückung und Spiegelfrequenzunterdrückung haben.

    Man kann diesen Fehler in der Software kompensieren. Aber sie sind frequenzabhängig, müssten also je Band gespeichert werden. Aber wenn die Bauteile mit der Zeit driften oder durch Erwärmung im Betrieb?

    Das geschilderte Problem haftet allen soundkartenbasierten SDRs an.


    73

    Hans-Jürgen

  • Hallo Franz,


    so veraltet ist die IQ-Technik noch nicht, siehe z.B. µSDX bei DL2MAN. Vor knapp 10 Jahren habe ich mich ausführlich mit dieser Technik auseinander gesetzt. Daraus entstanden ist ein 10-Band TRX auf Basis des damals erhältlichen FA-SDR. Im zweiten Schritt habe ich den PC dann durch einen (damals) leistungsstarken Mikroprozessor ersetzt.

    Hier aus der Erinnerung meine Erfahrungen:

    Man kann mathematisch berechnen, dass die maximal erreichbare Seitenbandunterdrückung bei ca. 62 dB liegt, siehe u.a. hier auf Seite 9
    Beide Zweige I und Q sollten absolut symmetrisch sein. Dies wird man aber nie erreichen. Die Phasendifferenz ist sehr stark abhängig von den Bauteiltoleranzen und der Frequenz. Letzteres liegt an der Innenbeschaltung/Toleranzen des Schalt-Mischers und dessen Ansteuerung (s.o.). Die Einstellung der Korrekturwerte war wie bei dir auch tagesabhängig. Ursache habe ich keine gefunden. Durch Versuch und Irrtum habe ich Einstellungen gefunden, welche eine Seitenbandunterdrückung von dauerhaft besser 45 dB ergab. Dabei habe ich es dann belassen, denn

    bei 10W (=40dBm) Ausgangsleistung und 45dB Seitenbandunterdrückung liegt das Seitenband bei unter 1mW. Deine gemessenen 60dB würde ich als sehr gut(!) bezeichnen.


    Ist der RS-HFIQ noch erhältlich? Hab im Internet nichts gefunden.


    Viel Spass mit dem Gerät.

  • Hallo SDR-Freunde und Selbstbauer,

    danke, dass Ihr Euch über mein Problem Gedanken gemacht habt.

    Die Sache mit den schnelleren Schaltern - Pascal - hatte ich kennengelernt mit Bau des Lima-SDR. Da war dann das Seitenband OK mit 74HC74, aber ich habe bei Empfang die

    Spiegelfrequenzen nicht wegbekommen.

    Unsymmetrien sind bandabhängig: dann müsste es eine Möglichkeit in der Software geben, dass für jedes Band die Werte gespeichert werden können. Finde ich aber nicht in PowerSDR.

    Der Fehler war schon immer vorhanden - DH1KAF - aber eben nicht konstant und nicht über alle Bänder gleich. Power SDR hat ja ein Skope für die Phase - und die Grafik war nicht rund.

    Sie hatte links und rechts eine Delle, auch wenn mal auf einem Band die Einstellung ordentlich war für den Moment.

    Nachdem alles auf die NF hinweist, hatte ich heute eine Idee mit der Masseleitung. Das fiel mir nachts ein. An dem Raspberry 4 basierten Teil Pi-SDR-plus (dort ist auch die Soundkarte) sind unbenutzte USB-Buchsen. An einen USB-Stecker habe ich ein kräftiges Kabel angelötet und mit der Masse des Gehäuses/Hauptmasse verbunden. Dann habe ich heute nochmals eine Messreihe veranstaltet und war erstaunt. Als ich beide Regler - Phase und Gain - auf Null hatte, war die Grafik am skope rund. Das war dann OK von 80 bis 10 Meter. Auf dem S-Meter

    des RX zeigten sich über die Bänder nur leicht unterschiedliche Werte und ergaben dann etwa 50 dBm Seitenbandunterdrückung. Die Differenzen kommen von meinem Meßaufbau

    und auch den Ungenauigkeiten im K3 mit seinem Balken-S-meter. Wenn sich diese Ergebnisse in einigen Tagen immer noch zeigen, bin ich zufrieden. Ein wenig Selbstbau

    ist dann doch noch gelungen und die Seele des Bastlers ist wieder glücklich.

    Uli, den RS-HFIQ gibt es noch. Du findest ihn unter http://www.hobbypcb.com

    Nochmals danke für den anregenden Austausch

    73 de Franz, DL2UR