Zweitonmessung Hobo

Jetz habe ich ein par weitere IM Messungen an der Sender gemacht.
Bitte pdf anhang sehen (Sorry in English)

vy 73 Hans , OZ4HZ

PS . Wen ich Zeit habe kommt noch mehere Messungen an der HOBO

Hallo Hans,

sehr interessant! Vielen Dank fuer die Messungen. Solltest Du Zeit haben, koenntest Du bitte mal pruefen, ob noch mehr Intermodulationsprodukte messbar sind (z. B. SPAN = 2 MHz)?

73 Daniel M0ERA

Quote

Original von dl5sdc
Ich glaube Filterkurven gibts ja schon genug.

Wo denn? So weit ich weiss, gibt es keine Filterkurven vom fertigen Hobo. Wuerde mich sehr interessieren. Wer also einen Hobo und einen (Leistungs-) Rauschgenerator hat: bitte mal messen.

73 Daniel M0ERA

Hallo Hans , Günter , Daniel und alle die sie für Hobo’s interessieren,

@Hans
Deine Zweitonmessungen sind sehr interessant, vielen Dank für die geleistete Arbeit!

Günter
die Filtermessungen von mir würde ich nicht unbedingt als das Maß aller Dinge ansehen, auch ich wäre daran interessiert, wie die Filterkurven anderer Hoboexemplare aussehen. Peter hatte zwar auch die Entwicklung seiner Ladderfilter dokumentiert, aber eben als externen Aufbau und nicht im fertigen Hobo gemessen.

Daniel
da gebe ich mir so viel Mühe, und Du ignorierst meine Beiträge :;(
Baufortschritte und Fehlerteufelchen

Aber eine Messung mit Rauschgenerator ist für viele sicher machbar und würde mich auch brennen interessieren!

@Alle
wie der Zufall es so will, ich hatte gestern Besuch von Guido, DL3BZN. Er hatte sich mal den Zweitongenerator von DK4SX (Funkamateur Heft 11/2003, oder: http://www.mydarc.de/dk4sx/immess.htm )
aufgebaut und mit Quarzen von 7,068 und 7,028 MHz bestückt. Wir wollten ja auch gerne wissen, was mein Hoboexemplar für einen IP3 hat. Nun ist der Frequenzabstand der Signale mit 40 kHz wirklich schon ein harter Job für einen Empfänger, aber wir hatten auch Vergleichwerte zu anderen Gräten und wissen nun, wo der Hobo einzuordnen ist! Üblicherweise werden IP3 Messungen bei einem Frequenzabstand von 100, 200 oder 400 kHz durchgeführt.
Vorweg: Von den Messwerten her sieht es für den Hobo nicht sooo toll aus, aber wohlgemerkt, bei einem recht kleinen Frequenzabstand der Störsignale!

Grenzempfindlichkeit: -126 dBm (nach der 3 dB Methode bei CW, die Empfindlichkeit ist bei mir absichtlich nicht auf das Maximum getrimmt!)
Signalbedarf, um ein Phantomsignal (auf 7,109 MHz) auch mit 3 dB Rauschabstand zu hören: -42 dBm
Daraus folgt als IMD3 (blockingfreier Dynamikbereich) 84 dB woraus sich ein IP3 zu 0 dBm errechnen lässt.
Zum Vergleich: Mein FT847 bringt es auf +10dBm, ein EKD300 hat +16,5 dBm und ein betagter TS120 nur -8 dBm.

Im praktischen Betrieb macht der Hobo aber dennoch eine gute Figur! Selbst nachts kann man problemlos auf 40m QSO’s verfolgen!
Ich persönlich vermute, dass hier weniger der Mischen als mehr die endliche Weitabselektion der ZF das Nadelöhr darstellt.

Nochmals die Bitte an alle, die gute Messmöglichkeiten haben: Scheut Euch nicht, Eure Messergebnisse zu veröffentlichen, woher will man sonst wissen, ob der eigene Aufbau noch fehlerhaft ist oder was wir von dem Gerätchen eigentlich erwarten dürfen.

Mein Fazit ist nach wie vor: Ein toller Bausatz der gemessen am Aufwand uns ein leistungsfähigen QRP Transceiver beschert!!!:]

73 de Dietmar, DL2BZE

Hallo Dietmar,

was wuerde passieren, wenn Du Deinen Hobo fuer Messzwecke mal auf hoechste Empfindlichkeit einstellen wuerdest? Wuerdest Du vorhersagen, dass das Phantomsignal auch bei -42 dBm kommen wuerde, oder wuerde der Wert dann niedriger ausfallen? Die Frage zielt dahin, ob sich durch Justieren ein hoeherer IP3 erreichen lassen wuerde.

Bitte nicht missverstehen. Ich will nicht, dass der Hobo noch besser sei. Ich versuche nur zu verstehen, wie solche Kenngroessen wie IP3 und IMD3 zustande kommen.

73 Daniel M0ERA

Edit: Verkorksten Satz geaendert

Hallo Daniel,

der IP3 wird schlechter, wenn der Empfänger empfindlicher wird.

Auf meiner Homepage oder hier im Forum findest du einen Bericht über das BCR, in dem eine Grafik die Messkurven darstellt.
Um IP3-Werte vergleichen zu können, muss der Frequenzabstand berücksichtigt werden.

Hallo Daniel,

habe ich doch glatt gemacht, da es mich auch mal interessierte.=)

Also Grenzempfindlichkeit nun -130 dBm, nötiges Signal um ein NF Ton 3 dB über Grundrauschen zu hören: -43 dBm -> Blockingfreier Bereich 87 dB -> IP3 0,5 dBm

Die Messungen sind immer etwas kitzlig, da die super kleinen Pegel sehr HF-dichte Signalquellen benötigen! Ein Meßfehler von +/- 1 dB ist schnell mal erreicht!

Aber man sieht, so gewaltig ändert sich das Ergebnis bei mir nicht, was meine Vermutung bekräftigt, die gemessene IP3 wird weniger vom Mischer, als doch eher (zumindest in diesem Fall bei kleinem Frequenzabstand) von der Weitabselektion des ZF Filters begrenzt.
Aber darüber mag es unterschiedliche Auffassungen geben

73 de Dietmar, DL2BZE

Edit, Tipfehler einer Zahl

Hallo Günter und Hobojaner,

mich hat meine Messung auch etwas überrascht. Ich möchte aber betonen, daß die Messungen auch exemplarabhängig sein können! Auch ich bin vor (Mess- und Aufbau-) Fehlern nicht gefeit

Peter schrieb ja in der Baumappe, daß mit der Ausführung des Mischeraufbaus die Eigenschaften des Mischers entscheidend bestimmt werden. Rein statisch sieht alles super aus, die Schalter arbeiten, zumindest auf dem Oszi betrachtet, sehr sauber.

Wo die IM3 Signale entstehen, ob im Mischer, in der HF Vorstufe, im ZF Verstärker oder einer der Dioden im HF Modul (D9 beispielsweise oder die Kapazitätsdioden) kann ich im Moment auch nicht beurteilen.
Von daher würde ich mich wirklich sehr freuen, wenn jemand zur Verifizierung seine Messergebnisse hier ebenfalls zur Diskussion stellen würde!

Die Regelung hatte ich zur Messung nicht ausgeschaltet! Bei der Messung der Grenzempfindlichkeit setzt sie auch noch nicht ein.
Warten wir also ab, bis jemand seine Messergebnisse präsentiert. Ich bin da auch schon sehr gespannt!

73 de Dietmar, DL2BZE

Hallo "Hobo Bauer"

Ich habe einige neue Messungen an der TX durchgefuert mit die gleiche inputsignale aber
mit 2MHz span. Ein 1 Ton habe ich auch und Output Power ist:

Mit -20 dBm gibt es 30.72 dBm = 1.18W Hobo zeigt 1.5W

-18 dBm gibt es 33.5 dBm = 2.24W Hobo zeigt 2.7W

-16 dBm gibt es 35.9 dBm = 3.89W Hobo zeigt 4.7W

-14 dBm gibt es 37.3 dBm = 5.37W Hobo zeigt 6.3W

-12 dBm gibt es 38.97 dBm = 6.41W Hobo zeigt 7.4W

Ich habe auch ein kurzes Check an der RX gemacht (14.100 MHz)

Grenzempfindlichkeit: -130 dBm (nach der 3 dB Methode bei CW und SSB Signal 14.100MHz
Signalbedarf, um ein Phantomsignal (auf 14,100 MHz) auch mit 3 dB Rauschabstand zu hören: -58 dBm(SSB) -56dBm (CW)
Messungen mit 2 HP8640B ( 14.110MHz und 14.120MHz) also +10KHz/+20KHz
Daraus folgt als IMD3 (blockingfreier Dynamikbereich) 72 / 74dB woraus sich ein IP3 zu -22 / -19 dBm errechnen lässt.

Ich werde spaeter noch mehere und Bessere Messungen an RX durchfuehren

Vy 73 Hans , OZ4HZ

Hallo Günter und Hoboliebhaber,

ich bekomme vom Peter auch nichts

Es geht ja nicht darum ein kleines Selbstbaugerät mit deutlich teureren Geräten zu vergleichen oder gar das Hobolein mies zu machen. Ich kann immer nur bekräftigen: Der Hobo ist meiner Meinung nach ein sehr guter Bausatz und das Gerät funktioniert wirklich sehr gut.

Dennoch möchte man als "Messknecht" es immer gerne ganz genau wissen, was kann das Gerätchen und kann man irgendwo noch ein Quäntchen herauskitzeln?

Nun wollte ich die IM3 Messung gerne mit der vorgeschlagenen -100 dBm Methode wiederholen. Für jene, die sich damit noch nicht beschäftigt haben, es wird die Regelspannung (S-Meter Anzeige) für einen definierten Pegel (nämlich -100 dBm) ermittelt und dann die Amplitude des Störsignals so lange verändert, bis die gleiche Regelspannung erzeugt wird, wie sie zuvor vom -100 dBm Signal erreicht wurde. DC4KU hat das in seinem Artikel sehr gut beschrieben.

Leider zeigt sich beim Hobo ein neues Problem: Das S-Meter digitalisiert viel zu grob, um damit eine exakte Messung anstellen zu können. Also habe ich versucht die Regelspannung extern anzuzeigen. Am Stift 9 Bu3 der Frontplatte (und Masse) ist sie sehr gut zugänglich. Bei meinem Hobo wird bei -100 dBm Eingangspegel die Regelspannung kaum verändert. Damit möchte ich keine Vergleichsmessung anstellen, das wäre mir zu ungenau. Hat noch jemand eine praktikablere Idee? Die HF Spannung mit einem Oszi auszuwerten funktionierte bei mir auch nicht zufrieden stellend, die Pegel sind noch zu klein.

Wie man sieht, der Teufel steckt wieder einmal im Detail!

73 de Dietmar, DL2BZE

Hallo HOBOjaner und dessen Sympathisanten,

nachdem die Welt für einige von uns etwas aus den Angeln geraten ist, warte ich heute mit einer kleinen Überraschung auf:
Da ich die 40 m Variante aufgebaut habe wollte ich wissen, wie wirksam ist den der Preselektor auf diesem Band und könnte man bei einem Monobandgerät nicht darauf verzichten und zu einer klassischen Bandfilterlösung zurückfinden.
Beim BCR, der ja auch Rundfunkbänder mit abdeckt, ist das Preselektorprinzip hingegen wirklich gut angebracht. Daher wollte ich mal untersuchen, inwieweit die C-Dioden zum eher mittelmäßigen IP3 beigetragen haben. Bei meinem Hobo war die Kopplung der Eingangsbandfilter viel zu stark. Ich hatte mit der Originalbestückung von C14 und C21 (je 4,7 pF in der 40m Version) eine Bandbreite von etwa 150 kHz ermittelt, wobei eine deutliche Einsattlung von über 2 dB gemessen werden konnte. Nachdem ich die C’s auf je 2,2 pF verkleinert hatte ergab sich eine Bandbreite von etwa 80 kHz, leicht kritisch gekoppelt, also mit einem „Berg“ im Maximum. Damit hatte ich auch die Messungen gemacht, die den IP3 von 0 dBm ergaben.
So richtig gefiel mir das jedoch nicht. Ich benutze das 40 m Band meistens nur bis 7,1 MHz, und wenn dann der Preselektor kaum nachgestimmt werden muss, dann könnte man ja darauf eigentlich auch verzichten. Außerdem haben ja C-Dioden einige kleine Nachteile: Einmal ist deren Güte nicht besonders groß und zum anderen haben sie eine gekrümmte Kennlinie, welche unseren IP3 verschlechtert können. Durch die Verwendung antiparallel geschalteter Dioden hat der Entwickler diese Nachteile bereits gelindert. Der Variationsbereich der Filter Fi3 und Fi4 war groß genug, um die fehlende Kapazität durch etwas mehr Induktivität auszugleichen. Einen der Koppelkondensatoren habe ich wieder auf 4,7 pF vergrößert, der andere ist mit 2,2 pF so geblieben. Damit ergab sich eine sehr schöne symmetrische Durchlasskurve (wie aus dem Lehrbuch) mit einer 3 dB Bandbreite von etwa 115 kHz und einer kleinen Einsattlung von 1 dB. Bilder von den Messungen werde ich nachreichen.

Nun wurde es spannend: wie hat sich das auf den IP3 ausgewirkt?
Die Grenzempfindlichkeit ist in etwa geblieben (kann auch sein, ich habe den Regler der ZF Verstärkung etwas verstellt) -129 dBm wurden für 3 dB Signalanstieg über dem Rauschen gebraucht. Um das Störsignal genauso laut zu empfangen werden nun -45 dBm benötigt, daraus wird der blockingfreie Bereich zu 84 dB ermittelt was einen IP3 von -3 dBm errechnen lässt!
Wie lässt sich die „Verschlechterung“ erklären, obwohl die C-Dioden, welche ich eher einer Verschlechterung des IM3 Wertes bezichtigt hätte, entfernt habe.

Meine Erklärung:
Die Filterwirkung des Preselektors ist nun etwas geringer, dadurch wird, je nach Abstimmung, eins der Störsignale nicht mehr bedämpft. Weiterhin hat sich das L/C Verhältnis etwas verändert, wodurch sich die Selektionseigenschaften mit verändern. Allerdings bin ich mir nicht sicher, ob ich bei der vielen Abgleicherei nicht auch die ZF Verstärkung verstellt hatte. Daher sind die unterschiedlichen Werte für die Grenzempfindlichkeit mit Vorsicht zu bewerten. Es lassen sich aber dennoch die Tendenzen und die Größenordnungen der Messungen erkennen!
Die oben beschriebenen Messungen wurden noch nach der 3 dB Methode durchgeführt.

Günter hat uns auf den schönen Beitrag von DC4KU und die Argumentation der AARL hingewiesen. Die Messung bei S5 (oder besser genau bei -100 dBm) „hat etwas“. Für mich klingt die Begründung einleuchtend, daher habe ich die folgenden Messungen nach dieser Empfehlung gemacht. Ein kleiner Nachteil ist, dass die Regelung ausgeschaltet werden muss. Dazu habe ich die AVR Diode D1 im ZF Verstärker ausgelötet. Auf Günters Vorschlag hin habe ich einfach die NF am Kopfhörerausgang gemessen. Das Signal ist groß genug, um es mit einem RMS-Voltmeter oder auf dem Oszi gut auswerten zu können. Bei Änderung des HF Einganspegels im dB Bereich ist eine deutliche Amplitudenänderung der NF zu erkennen. Ein RMS Voltmeter mit einem möglichst hohen Crest Factor (ich habe einen betagten HP400E mit CF 1:8 benutzt) ist dann eine gute Hilfe!

Zunächst habe ich die Messung mit meinem fest abgestimmten Preselektor durchgeführt. Meine Störsignale (7,028 und 7,068 MHz) befinden sich voll im Durchlassbereich meines Preselektors, ich mache also eine richtige (und hoffentlich unverfälschte) Inbandmessung. Um den gleichen NF Pegel wie für ein – 100 dBm Signal zu bekommen muss mein Zweitonstörsignal (welches sich bei 7,109 MHz ergibt) mit -32 dBm anliegen. Nach Werners (DC4KU) Formel erhalte ich:

Als nächstes habe ich mein Zweitonsignal direkt dem Mischer zugeführt. Pin 11 und 17 sowie Pin 13 und 20 am Steckplatz der BG 10 habe ich gebrückt. Somit kann ich die HF über die BNC Buchse einspeisen und es wirkt der Antennentiefpass. Das HF Modul habe ich dazu über nur einen Adapter so angeschlossen, dass das DDS Filter aktiv ist.

Um die gleiche NF Amplitude wie ich sie mit HF Modul erhalte zu bekommen, mussten zwischen 9 und 10 dB mehr Pegel angelegt werden. Das ist also vermutlich die Verstärkung des HF Moduls, die durch Spannungstransformation gewonnen wird.
Nochmals wurden -100 dBm eingespeist und die resultierende NF Spannung als Referenzpunkt benutzt. Das Signal war nun doch bereits mit einem größeren Rauschanteil behaftet (aber noch nicht dramatisch). Um wieder den gleichen NF Pegel zu erhalten, wurden nun auf der IM3 Frequenz -24 dBm benötigt. Somit errechnet sich der IP3 zu +14 dBm.

Das hört sich doch schon mal gut an.

Inwieweit meine Einspeisung mit 50 Ohm direkt in den Mischer zulässig ist, kann ja noch diskutiert werden. Die Eingangsimpedanz des Mischers kenne ich leider nicht. Ich glaube über das Thema Schaltmischer wurde im Forum bereits debattiert.

Hier zeigt sich eine gewaltiger Vorteil den uns der Hobo bietet: Durch die modulare Bauweise kann man schnell mal kleine Schaltungsänderungen ausprobieren!

Aber noch mal der Hinweis: das ist eine Modifikation die ich an meinem Hobo für mich gemacht habe und soll keine Kritik an dem Bausatz sein! Das Gerät funktioniert auch wenn man es so nachbaut, wie es vorgesehen ist. Um solche Modifikationen anzugehen sollten einige HF-Messgeräte zur Verfügung stehen. Mit einem NWT lässt sich da schon sehr viel machen, wie uns Andreas eindrucksvoll zeigt!

Im Bilderanhang einige Impressionen von meinem Messplatz und dem Zweitongenerator von DL3BZN. (Danke Guido für die Leihgabe!)
Um einen Eindruck von den Innereien des Generators zu bekommen, habe ich das geöffnete Gerätchen einmal abgelichtet. Besonderen Aufwand hat Guido bei der Filterung der Betriebsspannung getrieben. Wenn man bedenkt, dass wir hier mit Signalen von unter -130 dBm hantieren, dann darf wirklich nichts strahlen (außer das Herz des Operators ). Ziehe ich die Zuleitung zur Antennenbuchse des Hobos, dann höre ich tatsächlich kein Signal mehr, obwohl der Hobo offen betrieben wird. Sehr gute (möglichst doppelt geschirmte) Koaxkabel sind zusätzlich zwangsläufig ein Muss!

Sinkende Temperaturen verhelfen immer mehr Hobo's zur Geburt - also dran bleiben!

Edit: Tipfehler

73 de Dietmar, DL2BZE

Hallo Hobobauer!
Jetz habe ich einige neue IM Messungen an der Hobo RX durchgefuert.

Input am Bu1 (ANT) 2 Signale 14.120 MHz und 14.1400 MHz Pegel Beide -20 dBm.

Signalgenerator 2x HP8640B mit power splitter ZFSC-2-4 (Mini Circuits)

Raus mit dem Filterbaugruppe und Spectrumanalyzer am IF Ausgang von der
RX/TX MixerModul.(siehe Bild)

Mit die zwei Signale (14.120 MHz und 14.140 MHz) ist der IM Abstand 33dB
Und IP3 wird dann = -3 dBm

Warum gibt es mit andere Messungen nur etwa -20 dBm ??

Das X-tal filter hat nur ein Weitab Selektion auf etwa 70 dB !!

Vy 73 Hans , OZ4HZ