Hard und Soft DigitalRadio

Hallo Werner,

bei unseren Bandbreiten sind 120dB Dynamik in Misch- und Verstärkerstufen schon erreichbar, aber es kostet tatsächlich viel Strom und geschicktes Design. Das begrenzende Element bei kritischen Situationen in der Praxis ist meist der LO, dessen Phasenrauschen trägernah (wenige kHz um das Nutzsignal) diese 120dB in 2.4kHz Bandbreite (entspr. ca. 120dB+10*log10(2400)=154dBc/Hz) nicht erreicht.

Wie Du bereits schreibst, wird selbst im Profibereich in der Praxis eine AGC vor dem AD-Wandler eingesetzt. Es gibt auch digital ansteuerbare, die mehrere Verstärkungsstufen von 6.02dB haben, so daß sie per Bitschiebeoperation im Digitalen wieder ausgeglichen werden können. Da der DSP genauso schnell Multiplizieren wie Bitschieben kann, hat diese Lösung für uns aber keinen großen Vorteil.

Nur als Randbemerkung...

vy 73 de Gerrit, DL9GFA

Hallo Werner,

auf Deiner Homepage hast Du ja zum 1. LO etwas geschrieben. Eine Sache ist dabei etwas untergegangen: Wenn der DDS extern getaktet wird, verbessert sich in erster Linie das Phasenrauschen. Das kann man auch im Datenblatt nachlesen. Die Spuriussignale die durch die Art der Frequenzerzeugung entstehen, werden noch da sein, lediglich die Signale, die durch die interne PLL hervorgerufen werden, müssten weniger vorhanden sein.
Auszug aus dem Datenblatt des AD9951:

Residual Phase Noise @ 1 kHz Offset, 40 MHz Aout
REFCLK Multiplier Enabled @ 20× +25°C V -89 dBc/Hz
REFCLK Multiplier Enabled @ 4× +25°C V -105 dBc/Hz
REFCLK Multiplier Disabled +25°C V -116 dBc/Hz

Gerrit hat es ja auch noch mal beleuchtet, das Phasenrauschen wird die Empfindlichkeit des Empfängers maßgeblich begrenzen.

Die Spuriussignale sollte man dennoch bestmöglich erst gar nicht entstehen lassen, denn auch wenn sie nicht unmittelbar den Schaltmischer durchsteuern (Du schriebst ja unter 1%), so geistern sie doch in dem Gerät umher und "mischen" sich Mischvorgang mit ein.
Selbst wenn sie um die Portdämpfung des Mischers dezimiert werden, so sind sie in irgend welchen Mischprodukten doch noch am Ausgang vorhanden. Oft ist das die Ursache für die sogenannten Pfeifstellen, die man zumindest bei abgezogener Antenne hören kann.

Nun hat man auf die Entstehung der Spuriussignale in der DDS kaum einen Einfluss. Was man aber auf jeden Fall tun sollte: Der DDS hat einen symetrischen Ausgang. Wird dieser, wie im HFM9 wegen der Einfachheit, unsymetrisch beschalten, verliert man neben 3 dB Pegel auch die Change, dass sich einige unerwünschte Signale weitestgehend auslöschen können. Ganz berüchtigt ist bei den DDS-Bausteinen ¼ der Taktfrequenz, die dann am deutlichsten zu sehen sind, zusätzlich mit immer noch beachtlicher Amplitude die Mischsignale ¼ Takt +/- der eingestellten Ausgangsfrequenz.
Ein einfacher Übertrager mit Mittelanzapfung ist alles was gebraucht wird. Siehe dazu die Schaltung von I0CG.

Seine sehr schöne Seite zu dem Thema findest Du hier:

http://www.radioamatore.it/i0cg/add9951.html

Ganz wichtig: die am Ende des Artikels aufgeführten PDF-Dateien ansehen! Dann brauchst Du das Rad nicht erneut zu erfinden.:]

Die Helixfilter und gleich noch den erforderlichen Oszillator dazu kannst Du hier bestellen:

https://ssl.webpack.de/box73.d…91b394f5185d7691567a44a9b

Helixfilter sind recht einfach in der Handhabung: Eingang - Masse - Ausgang (meist gleich in 50 Ohm) und die Abschirmung auf der Platine Layouten - das wars.

Und nochmals der Tipp zur Baumappe des FA-NWT:

https://ssl.webpack.de/box73.d…91b394f5185d7691567a44a9b

So Werner, genug Stoff zum Planen des DDS-Teils - hoffe ich!

73 de Dietmar, DL2BZE

Hallo Dietmar,

nur um Mißverständnisse zu vermeiden:

Zitat

Original von DL2BZE
Gerrit hat es ja auch noch mal beleuchtet, das Phasenrauschen wird die Empfindlichkeit des Empfängers maßgeblich begrenzen.

Das Phasenrauschen begrenzt nicht die Empfindlichkeit, sondern man kann diese nicht nutzen, wenn der Empfänger durch starke Signale im (Frequenz-)Nahbereich geblockt wird (reziprokes Mischen). Es wird also genau genommen die Slektivität verschlechtert, nicht die Empfindlichkeit.

Damit wir niemanden verwirren... ;o)

vy 73 de Gerrit, DL9GFA

Hallo Werner,

die Signalverarbeitungsaufgaben bei den üblichen Amateurfunkbetriebsarten mit sehr geringer Bandbreite sind schnell erledigt, daher können die Steuerungsaufgaben sicher mit übernommen werden. Natürlich muß man die Software entsprechend den Echtzeitanforderungen strukturieren. Die Signalverarbeitung sollte also gleich in den Interrupts, die die Abtastwerte "bringen", vorgenommen werden, so daß in der normalen Main-Schleife die Steuerungsaufgaben erledigt werden können und wir kein kompliziertes "Scheduling" benötigen.

Die Lösung mit extra Steuerungs-Controller hat natürlich die Vorteile, daß die Steuerungs-SW bereits in weiten Teilen fertig ist und Du Dich fast nur noch um die Signalverarbeitung kümmern mußt. Dadurch kommst Du schneller zum Ziel (motivierende Erfolgserlebnisse ;o), der Ablauf im DSP wird einfacher und vor allem besser zu debuggen, und Du hast sehr viel Rechenkapazität zur Verfügung auch für breitbandigere Aufgaben, wie z.B. ein breiteres Spectrumscope (große FFT mit Logarithmierung). Bei dieser Option solltest Du natürlich eine recht schnelle Schnittstelle zwischen den Prozessoren vorsehen, um das Spectrumscope flüssig auf dem Dsiplay darstellen zu können. Du könntest z.B. auch in Quasi-Echtzeit die sich anpassende Übertragungsfunktion eines adaptiven Multi-Notches auf dem Display verfolgen (FFT und Logarithmierung der sich adaptierenden Koeffizienten).

Für den Einstieg ist der zweite Ansatz mit dediziertem Prozessor für beide Aufgaben also besser, allein weil das Debugging der DSP-SW viel einfacher ist und Du auch für komplexe Aufgaben noch nicht mit Optimierungen anfangen mußt.

vy 73 Gerrit, DL9GFA

P.S.
Die Signalverarbeitungsroutinen z.B. für SSB-Demodulation nach der Phasenmethode mit UniDSP56 liegen bereits vor. Eine Umstellung auf Weaver ist mit wenigen Handgriffen (5 Min inkl. Test ;o) ebenfalls möglich.
Du kannst das UniDSP56 für erste diesbezügliche Tests ja auch an den 12kHz-Ausgang Deines LIF5000 "klemmen".

Hallo,

nachdem mein Schreibversuch wieder einmal im Nirvana verschwunden ist, versuche ich es nochmals. Ich habe das "Gesamtwerk" durchgelesen und werde zu einigen Stichpunkten einige Anmerkungen mache, auch wenn das eine oder andere bereits gesagt wurde.

DDS:
Der AD9912 ist in der Tat ein brandneues IC, welches es nach meinen Recherchen derzeit nur als Sample bei ADI zu haben ist. Dies dürfte sich aber in den nächsten Monaten ändern. Da das IC keine Anschlußbeine hat, ist die Verwendung einer steckbaren Subleiterplatte unabdingbar, auf die das IC industriell aufgelötet wird. Ich denke bei einem Preis von ca. 50,- (1000-Preis 37,-$) wird niemand mit Grillofen oder Heißluftlötkolben das 64 polige IC selber löten wollen.

Das IC erfordert einen Takt von 1 GHz. DDS können technisch sinnvoll bis etwa 1/3 ihres Taktes verwendet werden, also in diesem Fall bis etwa 300 MHz. Die Takterzeugung kann durch Nutzung der internen oder externen PLL oder bessere durch Frequenzvervielfachung erzeugt werden,deren Selektion dann durch Helixfilter oder Stripline erfolgt. Wichtig ist ein Träger mit möglichst geringem Phasenrauschen, da dieses zu Mischmehrdeutigkeiten führt.

Im Ausgangssignal des DDS sind neben dem 1/4 Takt auch Neben- und Oberwellen sowie Spurius enthalten. Durch einen symmetrischen Ausgangsübertrager am Ausgang oder durch einen entsprechenden OPV lassen sich alle Gleichtaktsignale (z.B. der 1/4 Takt) im Pegel absenken, die Nebenwellen, Mischprodukte zwischen 1/4 Takt und Ausgangssignal werden dadurch ebenfalls verringert, gleichzeitig verdoppelt sich der Pegel des Ausgangssignals des DDS. Die Oberwellen und alle Aliasprodukte werden durch durch den eingesetzten Tiefpass beseitigt. Die Größe der Pegelabsenkung ist eine Frage des Aufwandes für den TP.
Die Spurius entstehen durch Rundungsfehler bei der Frequenzerzeugung durch den Teilungsfaktor zwischen Takt und Ausgangsfrequenz, d.h. sie steigen mit Sinken des Teilungsfaktors, steigen also mit der Ausgangsfrequenz und begrenzen dadurch den nutzbaren Ausgangsfrequenzbereich. Mit Verbesserung der Auflösung des DAC von derzeit 14 bit auf z.B. 16 bit nimmt der Spiriusanteil weiter ab, wie die bisherige Entwicklung der DDS zeigt.

Optimal wäre also eine Steckkartenlösung, die zunächst mit dem AD9951 bestückt wird und nach Verfügbarkeit des AD9912 gegen diesen ausgetauscht werden kann.
Als Abschirmung sind die Weißblechgehäuse der Fa Schubert geeignet, die preiswert verfügbar sind. Denke aber auch an die Abführung der entstehenden Verlustleistung.

Steuerung DDS:
Die Steuerung des DDS sollte mit dem Mega-ARV erfolgen. denn es sollte ja auch umfangreiches Zubehör wie LCD 20*4, div Tasten, Drehgeber, Betriebsartenwahl, automatische Bandwahl des Preselectors usw. möglich sein. Der DSP hat nicht 48 sondern ein 24 bit- Festkommaformat.

AGC:
Da Du ein 10kHz breites ZF-Filter einsetzen willst, hast Du bei CW und Nutzung des 12 kHz-Ausganges nach dem 2.Mischer immer noch 9,7 kHz im Nutzsignal, welches Dir den RX zuregeln kann, nach dem 12 kHz IQ-Mischer noch 5,7 kHz und erst nach dem DSP CW-Filter nur noch das Nutzsignal. Du solltest deshalb mehrere in der Bandbreite umschaltbare ZF-Filter verwenden.

Helixfilter:
Im Anhang findest Du die Datenblätter einiger Helixfilter der Fa. Neosid.

Gehäuse:
Das Du zuerst das Gehäuse entworfen hast, finde ich gut. Du hast also den Stier an den Hörnern gepackt.

73 Gerd DM2CDB

Hallo Werner,

es freut mich, das wir auch mal einer Meinung sind, aber das geht vorüber, hi. Hier der Link zu Neosid: http://www.neosid.de/D_Site/Kontakt.htm

Du findest auf der Homepage die Ansprechpartner, die Dir dann Details zum Bezug sagen können. Wir sollten aber doch durch Sammelbezug einige Stückzahlen zusammen bekommen.

Der Funkamateur liefert den 80 MHz Oszillator und das 3polige Helixfilter, ein PIC ist nicht dabei, da ja nur neue SW geladen werden muss. Die Schaltung hat keinen Vervielfacher, sondern filtert die 5.Oberwelle des Rechteckausgangssignals des Quarzoszillators aus.

Ich habe mir Deine Frontplatte angesehen, es fehlt meiner Meinung der wichtigste Knopf der Digitaltechnik, der Resetknopf. Die Lautstärke lässt sich auch noch klsssisch mit einem Poti regeln.

Die Firma Schubert findest Du unter folgendem Link: http://www.schubert-gehaeuse.de/

Sie machen sicher auch Sonderaufträge, aber ob Du das bezahlen kannst? Ich würde eher die Leiterplatte an das Gehäuse anpassen, dass ist auf jeden Fall billiger.

73 Gerd DM2CDB

Hallo Werner,

ich füge meine Antworten ein.

Zitat

Original von DL7MWN
1. Gerrit
Eigentlich bin ich eher davon ausgegangen, dass Du schreibst: "das schafft der DSP ganz leicht".

Das habe ich doch geschrieben ;o). Die Argumente für eine Aufteilung der Aufgaben auf zwei Prozessoren waren im wesentlichen andere als die Rechenkapazität.

Zitat

Das mit dem Spektrumscope und der FFT wäre ganz nach meinem Geschmack. Aber da brauche ich wohl ein Grafikdisplay.

Du hast auf Deinem 4-zeiligen Display midestens 8 (möglicher Weise 16) frei definierbare Zeichen. Zähle das resultierende Pixelfeld mal zusammen. Damit kann man schon ein kleines Spektrum darstellen, zumindestens als Abstimmhilfe z.B. bei PSK31 oder RTTY.

Zitat

Sind da alle erforderlichen Bedienelemente drauf, welche ich für die Software im DSP brauche? ... Vielleicht kann man ja einzelne Funktionen auch noch auf dem Display in einer Menue-Steuerung anbieten, um zusätzliche Tasten auf der Frontplatte zu vermeiden.

Letzteres wollte ich vorschlagen. Warum ordnest Du nicht neben oder/und unter dem Display Funktionstasten an, deren aktuelle Funktion durch das Display ausgewiesen wird? Ich würde neben dem Hauptabstimmknopf noch ein digitales Poti (optischer Drehencoder) vorsehen, mit dem man je nach Einstellung einen DSP-Parameter verstellen kann (z.B. Bandbreite Filter, oder Mittenfrequenz eines manuellen Notch-Filters, oder Level eines adaptiven Störausbenders usw.).

Zitat

Können die beiden Prozessoren (ATMEGA128 und der DSP) über die serielle Schnittstelle (RS232) miteinander kommunizieren? Oder geht das nur über eine schnelle synchrone Verbindung?

Ein "normale" (asynchrone) serielle Schnittstelle genügt, gerade angesichts der Darstellungsmöglichkeiten auf dem Display. Der DSP56309 kann bis zu 500kBit/s auf seiner. Wie hoch kommt der ATMEGA128?

Zitat

Ich denke, eine gute Vorregelung mit der AGC bei 10kHz Bandbreite sollte genügen und den Rest soll der DSP übernehmen.

Wenn der DSP die externe=analoge AGC steuert, kann man sie auch jederzeit abschalten (feste Verstärkung) oder auf manuellen Betrieb umschalten. Dank SW kann man die beste Kombination von numerischer und analoger AGC an der lebenden HW einstellen.

Zitat

Bei 45MHz gibt es keine große Auswahl an Bandfiltern mit unterschiedlichen Bandbreiten. Wahrscheinlich muss ich nun doch ein ZF-Filter mit 12kHz hernehmen. Den Filter mit den 10kHz bekomme ich nicht mehr.

Wir können doch 2 oder mehr dieser 12kHz-Filter kaskadieren. Neben erhöhter Selektion (aber natürlich auch Einfügedämpfung) wird dann auch die Bandbreite geringer. Im DRT1 von Sat-Schneider sind vier monolitische zweipolige 45MHz-Quarzfilter zu einem 8-poligen zusammengeschaltet. Selbst für DRM funktioniert das noch prima.

Ich betreibe hier bereits ein DRT1 mit dem UniDSP56. Das Konzept ist identisch zum bisher diskutierten (1. ZF 45MHz, 2.ZF 12kHz). Als AGC-Baustein kommt darauf ein AD605 zum Einsatz. Angesteuert wird dieser durch den rechten DA-Wandler-Kanal meines UniDSP56, das natürlich auch den DDS (AD9951) programmiert. Als VFO-Knopf habe ich einen optischen Dreh-Encoder ohne Rastung eingesetzt. Zwei weitere digitale Potis mit Rastung (gray kodiert) erlauben das Verändern von z.B. Filterparametern.

Ich hatte nämlich das gleiche Konzept vor umzusetzen, aber da ich immer wenig Zeit habe, habe ich mir das DRT1 von Sat-Schneider zum "Spielen" mit dem UniDSP56 bestellt. Das ist kompakter als meine anderen HF-Frontends aus mehreren kleinen Platinchen. Vorteil ist, daß die DSP-Software für Deine Pläne sozusagen fertig vorliegt.

vy 73 de Gerrit, DL9GFA

Hallo Werner

Du hast - ich glaub in einem Mail an mich - nach unkonventionellen Ideen gefragt. Nun ich schicke mal zwei davon (dazwischen gibts noch eine kleine Geschichte der Mischer

ad) Vorselektion:
Dazu habe ich Dir ja schon gemailt, aber vielleicht kann es jemand simulieren.
Eine Art QDS/QSE Kombination als HF Bandpassfilter. Mittenfrequenz per LO steuerbar. Bandbreite je nach Kapazitäten im QSD. Also ein Quadraturschaltmischer mit sofortiger Wiederaufwärtsmischung mit ebensolchen Schaltmischer.

ad) Mixer:
Wenn man die Entwicklung seit etwa 1987 betrachtet, dann steht am Anfang Ed Oxner's (KB6QJ) MOSFET DBM Mixer mit dem Si8901. Da gabs u.a. Probleme weil das RF Signal die notwendige GS Spannung beeinflusst. Der nächste Schritt war dann wohl Colin Horrabin (G3SBI) der das Source jedes FET auf GND legte und damit den so genannten H-Mode Mixer entwickelte. Eingesetzt wurde damals der Quad DMOS Switsch SD5000. So um 1998 hat dann m.W. Roger Rehr (W3SZ) vorgeschlagen den Bus Schalter FST3125 zu verwenden. Bill Carver (W7AAZ) hat dies dann praktisch umgesetzt. 2000 wurde dann von Dave Roberts (G8KBB), George Fare (G3OGQ) and Colin Horrabin (G3SBI) der bekannte CDQ2000 Transceiver mit H-Mode Mixer gebaut (http://www.warc.org.uk/cdg2000/The CDG2000 Transceiver.htm). Verschiedene Variationen (insbesondere der 2-Transformer Mixer) des H-Mode Mixers und dessen LO Ansteuerung hat Giancarlo Moda (I7SWX) vorgenommen. Mehrere Variantionen gibt es auch von Gennady Bragin (RZ4HK). Von allen genannten Personen und deren Arbeit finden sich viele Infos im Web. Enorm viele Messungen und Versuche hat Martein Bakker (PA3AKE) gemacht. Seine Publikationen sind unter http://www.xs4all.nl/~martein/pa3ake/hmode/index.html erreichbar.

Auf einen sehr interessanten Ansatz hat mich Reinhold aufmerksam gemacht. Publiziert von Eric Kushnik in "An ultra low distortion HF switched FET mixer" im RFDesign 9 von 1992. Hier wird per SD5000 die Verstärkung eines RF OpAmp geschalten. Eventuell wäre dieser Ansatz mal zu überprüfen und mit FSAV332 o.ä. zu testen.
Sobald ich dazukomme möchte ich mal meine Vision eines "trafolosen Mischer" ausprobieren (siehe Anhang).

Welchen 1. Mischer wirst Du verwenden ? Hast Du da schon fixer Vorstellungen?

Beste Grüsse
Christian

Hallo Christian und Werner,

Christian:
Du hast einen falschen Titel für Deinen Mischer gewählt, dies ist keine geschaltete Verstärkung, sondern ein geschalteter Verstärker, die Verstärkung ändert sich ja nicht. Positiv sehe ich die Linearisierung des Schalters durch die Gegenkopplung des OPV, der leider nur mäßige Daten für ID2 hat. Problematisch wird die Ansteuerung des OPV durch das Ausgangsspektrum des Schalters. Der OPV kann daher leicht klippen, eine Bandbegrenzung durch einen TP wäre sinnvoll.

Werner:
Wie Du schon richtig gemerkt hast, wird das Ausgangssignal des DDS nach unten durch den Trafo begrenzt. Für Deine Anwendung spielt das aber keine Rolle, da Du ja nicht unter 45 MHz kommst und das kann der Trafo locker. Man kann den Trafo aber auch durch einen OPV a la FA-NWT ersetzen. Die Schaltung finde ich zwar etwas von hinten durch die Brust, es sollte aber auch der von Christian verwendete AD8139 gehen. Ansonsten kann ich Dir nur die Applikationsschaltungen des AD9951 empfehlen, der ja auch noch einen eingebauten Schmitttrigger hat.

Beste 73 Gerd DM2CDB

Hallo Werner und alle Ideengeber,

zunächst Danke an Gerrit für die ergänzende Bemerkung zur Empfängerempfindlichkeit. Komplexe Zusammenhänge sind manchmal doch nicht mit wenigen Worten abgehandelt. Wie gut man beispielsweise leise Stationen sauber lesen kann, vielleicht noch während eines Contestes, hängt natürlich nicht nur von der Verstärkung, sondern eben von vielen Faktoren ab. Rauschen ist dabei nur einer der die Performance bestimmenden Parameter.

Werner, Du hast inzwischen auf Deiner HP einige Details zu dem Empfänger „festgelegt“ ?!
Nach meinem Empfinden machst Du damit allerdings schon den 2. und 3. Schritt in der Geräteentwicklung, wie zum Beispiel die Frontplattengestaltung, ohne dass genau bekannt ist, welche Funktionen beispielsweise der DSP erfüllen soll und was er eventuell für Bedienelemente einmal benötigt. Gerrit hat es bereits angeschnitten.

Auch wenn es ein Amateurprojekt wird, ich glaube man kommt nicht umhin so etwas wie ein „Pflichtenheft“ zu erstellen.
Klar, da es hauptsächlich um den experimentellen und lernerischen Aspekt hierbei geht, und nicht um ein kommerzielles Produkt was einmal in die Serienfertigung überführt wird, muss man sich nicht unbedingt in das Korsett der Pfichtenheftvorgaben pressen. Somit ist das Pflichtenheft als etwas in gewissen Grenzen dynamisches zu betrachten, sollte aber dennoch als erstes erstellt werden!

Einige für Dich offenbar wichtige Eckpunkte habe ich Deinen Beiträgen und der HP bereits entnommen.
Wenn ich das richtig erkannt habe sind Deine wichtigsten Aspekte, speziell zur Sammlung von Erfahrungen und dem Kennen lernen neuerer Technologien:

- Einsatz eines DSP
- Verwendung eines DDS
- Maximale Größe des Gehäuses
- Verwendung eines Preselektors (Oktavfilter?)
- Verwendung eines AVR
- 4 zeiliges Display

Gegenwärtig gehen die Beiträge bereits sehr in Detailvorschläge. Nicht dass die Ideen und Hinweise verkehrt sind, ganz im Gegenteil, sie sind alle sehr interessante und wichtige Mosaiksteinchen für das Projekt!
Am Anfang würde ich versuchen, Ideen für das Plichtenheft zu sammeln. Dabei sollte zunächst keine Rücksicht auf eine etwaige Schaltungsauslegung oder den Aufwand genommen werden. Diese Ideensammlung braucht nicht starr zu sein, es ergeben sich ja manchmal Features, welche sich im Nachhinein, beispielsweise durch zusätzliche Software, einfach nachrüsten lassen. Auch wäre es wichtig, einzelne Vorschläge nicht zu „zerreden“. Es geht zuerst um das Zusammentragen von Vorgaben an den Empfänger, egal ob sie auch realisierbar erscheinen oder nicht. Eine Bewertung oder Priorisierung darf unbedingt erst hinterher durchgeführt werden. Es bestünde sonst die Gefahr, dass man sich an einzelnen (unausgegorenen) Ideen zu sehr festbeißt oder zu sehr ins Detail oder gar Streiten gerät und den Blick für andere Lösungsansätze verliert!
Hinterher kann man eine zusätzlich Einstufung und eine Wichtung vornehmen, wie beispielsweise:
- Grundfunktionen (Gehäuse, Stromversorgung, NF-Verstärker)
- Nice to have Funktionen (CW- , PSK31- oder RTTY-Decoder im Display)
- Must have Funktionen (Bestimmte Bedienelemente, Betriebs-(Demodulations-) arten)
- „Schmuck am Nachthemd“ (Farbgebung, (Farb-) Grafikdisplay, Speicher)

Je nach persönlichem Geschmack kann eine eindeutige Zuordnung in bestimmte Kategorien auch mehrdeutig sein. Auch die Priorität oder Wichtung wird unterschiedlich betrachtet werden. Das letzte Wort hat dann immer der Chef (Moderator).
Abhängig von den verwendeten Technologien (das DSP-Modul spielt hierbei eine Schlüsselrolle!) könnten bestimmte Funktionen, die sich softwaremäßig implementieren lassen, im Nachhinein entwickeln lassen.
So etwas sollte jedoch im Grundkonzept der Software berücksichtigt werden, quasi auch hier ein modulares System.

Selbstverständlich sind alle bereits eingebrachten Ideen und die aufgeworfenen Fragen nicht umsonst. Diese Beiträge können ja den Schwerpunkten des Pflichtenheftes als Lösungsansätze zugeordnet werden.

Damit etwas Struktur in das Projekt kommt, wäre mein Vorschlag, die Ideensammlung (Pflichtenheft und Lösungsansätze) in einer Matrix z. Bsp. unter EXCEL oder ACCESS zu sammeln. Eine aktuelle Kopie wird immer für Ergänzungen in das Forum gestellt. Dabei könnte jeder, der sich öfter einbringt, eine separate Bearbeiterspalte bekommen. Die Vorschläge können dann kurz diskutiert werden und werden dann vom Moderator in die „Worklist“ eingearbeitet.
Auch lassen sich in die Tabelle Spalten für Verlinkungen oder Literaturhinweise aufnehmen.

Das klingt nun sicher etwas „gewaltig“, wenn aber das Gerippe der Datenbank steht, kann man sich viel besser auf einzelne Teilprobleme konzentrieren oder eine Arbeitsteilung organisieren. Die Liste eignet sich auch gut für die Fortschrittsanzeige.

Einen unausgegorenen Vorschlag mit ersten Eintragungen habe ich im Anhang beigefügt. Diese kleine Tabelle hebt keinen Anspruch darauf, in der Form und Gestaltung optimal zu sein, hier ist noch etwas Kreativität gefragt. Sie ist nur als erste Anregung von mir gedacht.

Um nun selber etwas inkonsequent zu sein :] möchte ich gleich auf drei Details Deines Blockschaltbildes eingehen:

Den TP für den DDS hat Du auf 150 MHz festgelegt, warum? Gerd hat es bereits vorgeschlagen: 80 MHz bei max 75 MHz Nutzfrequenz wäre eine wirkungsvollere Grenzfrequenz. Als Nebeneffekt sind dann die Bauteile gegenüber 150 MHz in handhabbareren Größen!
Und warum willst Du ein extra versteilertes Filter als HP verwenden? Eine extreme Flankensteilheit ist doch nicht unbedingt nötig und die Parrallel-Kondensatoren zu den Spulen würden die Weitabselektion im oberen Sperrbereich nur wieder verschlechtern. Eventuell wäre ein Sperrpol auf 100 MHz gelegt nicht verkehrt.

Aus der Vorstufe leitest Du ein Regelsignal ab. Das würde jedoch gerade in den Preselectorbereichen, die auch Rundfunkbänder durchlassen, zu einer Begrenzung der Empfindlichkeit führen.
Wolltest Du nicht ursprünglich eine Regelung auf der ZF-Ebene durchführen? Ich fände das günstiger.
Wenn die DSP in der Praxis tatsächlich einen Dynamikumfang von über 110 dB erreicht, könntes sich vieles erübrigen, wie beispielsweise der nach meinem Geschmack zu feingliedrige Dämpfungssteller im Eingang.

In dem Zusammenhang vermisse ich etwas ganz etscheidendes: Einen Signalfahrplan oder Pegelplan für den Empfänger.
Solange das Konzept noch in der Diskussion ist, lässt sich so ein Pegelplan noch nicht bis aufs Detail erstellen, aber vergessen darf man ihn nicht!

Werner, Du bist der Projektmanager - mach was draus
-wir helfen Dir!

73 de Dietmar, DL2BZE

Hallo Werner,
ich finde es gut, dass du bei deiner Vorgehensweise bleibst. Sicher hat der Dietmar das nicht ganz so gemeint, wie du es aufgefasst hast. Schade für alle hier im Forum wäre es aber, wenn du Werner alles im stillen Kämmerlein machen würdest. Sicher können nicht alle mitdiskutieren oder alles umsetzen was entworfen und entwickelt wird. Aber lernen können wir davon. Ich finde es schön, dass wir die Entwicklung der beiden Geräte verfolgen können, welche Gedanken euch bewegen und wie ihr das umsetzt. Also macht weiter so. Ich freue mich schon auf die nächsten Veröffentlichungen von euch.

Hallo Werner,

nun bin ich offenbar über das Ziel hinausgeschossen, also es liegt mir absolut fern Dir Vorschriften zu mache. Wenn der Eindruck entstanden ist, möchte ich um Entschuldigung bitten. Mein Posting war nur als Vorschlag gedacht, nicht als Vorschrift!
Und schon gar nicht möchte ich jemanden zu etwas zwingen, was er in seiner Freizeit nicht machen mag. Da gebe ich Dir Recht, es ist ein Hobby und kein QRL! Und so soll es auch bleiben!

Ein Pflichtenheft, so wie ich es angedacht hatte, sprengt wohl doch den Rahmen eines Hobbyprojektes, also ignoriere den Vorschlag einfach. Wenn man es gründlich machen wollte, wäre es tatsächlich ein enormer Aufwand, alle Ideen zu sammeln und festzuhalten, und da ich selber noch viele angefangene „Baustellen“ habe, würde ich den Part nicht komplett übernehmen können, bestenfalls Teilbereiche davon.

Was mir auch sehr am Herzen liegt, bitte stelle Deine Ideen weiterhin vor. Da steckt viel Arbeit drin und es profitieren mehr Bastelfreunde davon, als sich hier beteiligen! So habe ich mir beispielsweise Deine gute Beschreibung der DDS-Programmierung auf meinem Rechner bereits abgespeichert. Das erspart mir demnächst viel Arbeit, wenn ich selber einmal eine Routine für einen DDS benötige.

Bitte versuche auch nicht, es allen recht machen zu wollen. Solange noch alles offen ist, geht es mir darum, Argumente und Ideen beizusteuern – dazu hattest Du ja ganz am Anfang alle eingeladen.
Welcher Vorschlag dann tatsächlich umgesetzt wird, das entscheidet doch jeder für sich selbst. Solange eine Idee auch nachvollziehbar erläutert wird, wird sich doch niemand den Argumenten widersetzen oder hat Gründe, es in seinem Projekt zu modifizieren.

So waren meine Anmerkungen zu dem DDS-TP nur gut gemeinte Vorschläge aus der eigenen Erfahrung heraus entstanden. Für diesen Part übernehme ich auch gerne die Berechnung und Simulation. Es macht mir auch nicht viel aus, es sowohl für 150 MHz als auch für 80 MHz zu berechnen und auf Normbauteile zu trimmen.
Wer es ganz besonders gut machen möchte, könnte hinter den DDS auch noch ein HP mit etwa 40 MHz schalten. Ob das wirklich nachweisbar etwas bringt kann ich nicht genau sagen.

Zum Pegelplan: In der gegenwärtigen Phase haben wir ja erst wenige Eckpunkte, irgendwo sollte man jedoch anfangen. Nehmen wir als Grundlage Deinen Blockschaltplan. Für Veränderungen sind wir ja offen!
Mein Vorschlag dazu: die Pegelangaben in dBm zu machen, das bringt viele Vereinfachungen und ist in der HF-Technik üblich. Der Bezugswiderstand ist 50 Ohm, ist wenn nicht anders angegeben.
Eine sinnvolle Eingangsempfindlichkeit wäre für die unteren KW-Bänder etwa 1 µV, also -107 dBm. Bei einer Empfängerdynamik von 120 dB wäre der maximale Eingangspegel - 107dBm + 120 dB = +13 dBm (immerhin 1 V an der Antenne).
Die Daten der bisher bekannten Stufen (Verstärkung oder Dämpfung) können ja bereits eingesetzt werden. Meiner Meinung nach ist es in der Praxis ausreichend, in vollen dB zu kalkulieren. Die Dämpfung von Relaiskontakten oder internen Verbindungskabeln kann man bis 50 MHz getrost vernachlässigen, dürfte jeweils in der < 0,1 dB Region liegen.
Der Einfachheit halber lasse ich das Dämpfungsglied außer acht.
Die Dämpfung Deines Eingangsfilters hattest Du sicher bereits ausgemessen. Die Verstärkung des Selektivverstärkers nehme ich einmal mit +20 dB an. Für die erste Kalkulation reichen grobe Daten oder Erfahrungswerte. Wir wollen ja am Anfang nur wissen, ob die Signale irgendwo zu stark sind und eine Stufe übersteuern können, oder so schwach, dass sie im Eigenrauschen einer Stufe verschwinden.
Wir werden dann sofort erkennen, ob an einer Stelle des Signalweges noch Vertstärkung oder Dämpfung nötig ist.
Nun könnte man bereits den Eingangspegelbereich des Mischers abschätzen:
Angenommen, das Eingangsfilter hat eine Einfügedämpfung von 3 dB, dann stehen am Mischer:

Minimal: -107 dBm + (-3dB) + 20 dB = -90 dBm
Maximal: +13 dBm + (-3 dB) + 20 dB = + 30 dBm!

Aber wohlgemerkt, das Dämpfungsglied im Eingang ist nicht berücksichtigt und müsste unbedingt aktiv werden, um den HF-Vorverstärker und den Mischer nicht zu überfahren.
Da der Mischertyp noch offen ist, höre ich an dieser Stelle erst einmal auf. Seine Eckdaten bestimmen maßgeblich die Empfängereigenschaften und den weiteren Pegelplan.
Der einfachste Part wird der Pegelplan in Richtung LO-Port des Mischers. Nach dem TP (mit max. 1 dB Durchlassdämpfung) ist ja ein MMIC zur Pegelanhebung vorgesehen. Eventuell wird sogar noch ein (resistives) Dämpfungsglied von Nöten sein.
Man könnte zusätzlich von „Hinten“ mit dem Pegelplan weitermachen. Angenommen wir legen den Pegel für den NF-Verstärker auf „genormte“ 0 dBm (diesmal an 600 Ohm beispielsweise) fest, und wir kennen die Daten des DSP, dann könnte man sich in Richtung ZF-Stufen und 2. Mischer vorarbeiten.
Spätestens an dieser Stelle „verschmelzen“ Pegelplan, Pflichtenheft und Bauteiledaten. Man kommt nicht umhin, sich für bestimmte Bauteile oder Schaltungen zu entscheiden!

So Werner, das ist nur ein Vorschlag! Viele Wege führen nach Rom und ich verdiene mein Geld (leider) auch nicht auf dem HF-Sektor.
Das was ich hier geschrieben habe sind halt nur meine Überlegungen dazu, größtenteils angelesen, teils aus eigenen Erfahrungen und Experimenten gewonnen.

Ich würde mich freuen, wenn sich jemand zu den Vorschlägen äußert, gerne auch kritisch, denn wir können nur dann voneinander profitieren, wenn wir uns gegenseitig helfen!

In dem Sinne bitte weitermachen und lasse Dir bitte die Freude an unseren gemeinsamen Hobby durch mich nicht vermiesen!

Vy 73 de Dietmar, DL2BZE