I/Q-DDS-Modul

Hallo, Günter!

Das Problem ist hier weniger die Grenzfrequenz der Schalter im "Mischer". Zumindest in den "konventionellen" Bändern (wie's bei 50 MHz aussieht, wäre zu erproben) könnte so etwas wie der 4066 in der schnellen Version durchaus gehen - mal abgesehen von seinem größeren ON-Widerstand, der sich letztlich als zusätzliche Rauschquelle betätigen wird.

Wirklich übel ist die unterschiedliche Laufzeit im Decoder einiger der FST-Multiplexer, die die Phasenlage der Ansteuerung vermurkst. Mit Software wahrscheinlich auszugleichen, aber übles Gewürge.

Der IQ-Detektor nach Tayloe wird immer wieder fälschlicherweise als "Mischer" bezeichnet. Meiner Ansicht nach ist die Betrachtung als "4fach-Sample&Hold" den wahren Verhältnissen eher angemessen. Dass dabei so etwas wie eine Mischung runter ins Basisband (NF) geschieht, ist eigentlich nur ein Schmutzeffekt, den sich Dan Tayloe allerdings zunutze gemacht hat. Und es funktioniert ja auch (über die Alias-Funktion des Multiplexers+Speicher) eine Aufwärts-"Mischung".

Ein interessanter Nebeneffekt beim Tayloe (bitte jetzt keine neue Diskussion darüber, dass der eigentliche Erfinder gar nicht Dan Tayloe heißt, sondern wahrscheinlich ein JA war) ist der mitlaufende Preselector (Kammfilter). Man braucht eigentlich dann nur noch einen LC-Tiefpass davor als "Anti-Alias"-Filter, um eine "Oberwellenmischung" zu vermeiden.

OK?

Beste 73
Hans/DJ4AZ

Zitat

Original von DL7LA
Hallo, Hans,

Deine Worte in Marconis Ohr, das versuche ich auch schon seit längerer Zeit zu vermitteln. Im 20-m-Band geht es gerade noch so, wenn Du irgendnein SDR-Programm hast, was in Bezug auf Amplituden- und Phasenkorrektur was wegstecken kann (siehe mein www). Wie manche Leute behaupten, dass sie mit einem ordinären 4066 auf 50 MHz 'gute' Ergebnisse bekommen haben, ist mir schleierhaft, lässt sich aber dadurch erklären, dass bei genügender Übersteuerung schon irgedneine Nichtlinearität groß genug wird, um ein Mischprodukt zu erzeugen. Bei Empfang geht das ja noch, aber wehe, man will jetzt das auf Senden erweitern...

73
Günter

hallo Gerd;

wenn es noch nicht zu spät sein sollte, würde ich auch 6 stück74CBT3125 bestellen.
73 Ali

Hallo,

Bestellwünsche können noch bis zum 30.01.07 abgegeben werden. Die Lieferung erfolgt dann spätestens bis Ende Februar. Alle bereits vorliegenden Bestellungen werden realisiert.

72/73 Gerd DM2CDB

Hallo

falls es noch jemand gibt der keine FSTxxxx mehr bekommt, bei
Farnell sind sie ohne Problem zu erhalten.
FST3125 BestNr 1013766 1,56 EUR
FST3253 1013769 1,82 EUR
usw.

73
Christian
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http://home.pages.at/chirt/HDR2005.htm

Hallo Christian,

leider liefert Farnell nur an Betriebe, die meisten OMs haben aber keinen eigenen, außerdem ist meine Quelle billiger. Besten Dank trotzdem für den Hinweis.

72/73 de Gerd, DM2CDB

Hallo Horst,

um die Dekoderschaltung für die enzelnen Schalter einzusehen mußt Du das Datenblatt vom 74CBT3253 (Philips) googeln. Die Schaltung enthält zwar viele Gatter doch der max. Fehler der bei I/Q Anwendung enstehen dürfte entspricht der Laufzeit eines einzelnen Gatters (Inverters) ... die sollte hier unter 1nS liegen. Das ließe sich dann wahrscheinlich gut in der Software kompensieren, speziell wenn man es für jedes Band einzeln macht.

Letztens habe ich in einem ARRL Testbericht etwas von 67dB Seitenbandunterdrückung für den SDR1000 gelesen, scheint da hat sich vieles verbessert. Hast Du zufällig einen Link/Datei für die neuen 80dB Messwerte der ARRL ??

Was ich noch nie gesehen habe sind Messergebnisse zu der Trägerunterdrückung sowie Seitenbandunterdrückung im TX Fall, insbesondere bei hohen Frequenzen wie auf 10m & 6m. Sind diese so schlecht, dass man diese einfach verschweigen muß oder aber so gut, dass es einfach nicht nötig ist ?

Hallo Günter,

zwischen Deinem SDR und den klassischen US-Aufbauten ist ein entscheidender Unterschied. Du verwendest zwei unabhängige ADU, der PC verwendet einen ADU der nacheinander beide Känale scannt, bei vielen IC ist ein Zeitversatz von 1 Bit vorhanden. ADU machen keine phasenstarre Abtastung, nach dem DAU ist kein Phasenzusammenhang zum Eingangssignal mehr vorhanden. Wenn man das berücksichtigt, ist eine Forderung der Seitenbandunterdrückung von 80 dB und mehr völlig illusorisch, beim kleinsten Luftzug wars das schon.

Wer hindert einen daran, im DSP eine Waever-Schaltung als SSB-Demodulator zu programmieren, denn für den TX reichen 40 dB oder? Viel wichtiger für den TX ist, dass das Ausgangssignal des DAU im Freqenzgang sauber begrenzt wird, da die PC-DAU hier alles andere als ideal sind.

72/73 de Gerd DM2CDB

Hallo Günter,

das ist eben das Problem mit den gebildeten Technikern, der Praktiker schraubt es zusammen und wenn es halbwegs funktioniert, ist alles ok und keiner fragt warum. Wenn ich mir die Messwerte ansehe, die so veröffentlicht werden, dreht sich mir der Magen um. Da kann man nur von Digitalgläubigkeit sprechen.

Die existierende SDR-SW kommt aus sehr wenigen Quellen und deshalb sind die verwendeten Algorithmen sehr ähnlich. So weit ich das Korrekturverfahren verstanden habe, wird die Abweichung der Phase über einen längeren Zeitraum erfasst und vorsichtig nachgeführt.

Die Rechenpower wird vor allem benötigt, weil es unbedingt eine grafische Oberfläche mit allem Schnickschnack sein muss. Wozu brauche ich eine Bandbreite von 90 kHz, um doch nur das Spektrum der Bandbelegung anzuzeigen. Für das QSO ist es nur ein Nachteil, weil ja das Rauschen und die IM-Produkte mit der Bandbreite zunehmen. Von Zim gibt es einige neue Ansätze, die sehr interessant aussehen, aber die kennst Du sicher von Detlef.

Die US-Boys messen IP3 neuerdings im Kanal mit 2 kHz Abstand, passende 7 MHz-Quarze liegen schon bereit. Schicke mal die Schaltung von Deinen Oszillatoren, damit wir vergleichbare Werte erhalten. hi

Beste Grüße
Gerd DM2CDB

Zitat

Original von DL7LA
Hallo, Gerd,

habe mir heute mal die Sammlung der Artikel zu Gemüte geführt und gemerkt, dass mir da noch einiges an Theorieverständnis fehlt. Ich habe den Eindruck, dass die PC-Lösungen auf Grund ihrer höheren Abtastrate und der viel größeren Programm- und Datenspeicher mit den Phasenfehlern anders umgehen können als die DSP-Lösung. Bei meinem SDR-Versuch konnte ich Amplitudenfehler bis 50% ohne weiteres wegstecken. Natürlich ist der Aufwand erheblich, wenn da ein schneller PC oder Laptop stehen muss, weil es mit meiner 400-MHz-Kiste überhaupt nicht ging.

Insofern wäre es theoretisch natürlich auch denkbar, Intermodulationsprodukte vorauszusehen und wegzurechnen. Ob diese Software das genialerweise kann und macht? Inzwischen ist aber mein Intermodulationsgenerator mit 10 kHz Abstand im 40-m-Band fertig geworden, vielleicht versuche ich mal eine Messung; klar wie beim normalen Empfänger ist mir aber noch garnichts so richtig. So nach dem Motto: Ist der IP3 auch vom Prozessortakt abhängig...

73
Günter

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Hallo Günter,

wie hier schon häufiger erwähnt, favorisiere ich für unsere Schmalbandsignale die Quadraturdemodulation in Software (auf DSP oder PC), da dort keine Probleme mit Amplituden- oder Phasenfehlern auftreten. Die Seitenbandunterdrückung ist leicht auf 60dB und nach Wunsch noch viel mehr einstellbar (Rechenaufwand) und dann absolut reproduzierbar.

Weil es ein schönes Projekt ist, habe ich mir den SoftRock auch mal kommen lassen und ihn an mein UniDSP56 geklemmt. Ohne Abgleich waren 30dB Seitenbandunterdrückung zu messen. Durch sogenannte Fractional Delay Filters (Allpässe mit einstellbaren Gruppenlaufzeiten) kann man den Phasenfehler zwischen I und Q gut auf perfekte Orthogonalität abgleichen. (Diesen Effekt kann man auch erzielen, wenn man die sowieso nötigen Tiefpaßfilter nach der Mischung je nach gewünschter Verzögerung leicht unsymmetrisch auslegt - nur Bruchteile eines Samples.) Amplitudenfehler sind natürlich durch einfache Multiplikation korrigierbar. Hat man nun für eine gegebene Offsetfrequenz (z.B. relativ zu 7.055MHz) die optimale Einstellung ermittelt, stimmt diese leider 20kHz weiter nicht mehr so perfekt, so daß über die gesamte (eigentlich sehr geringe) Bandbreite unterschiedliche Abgleichwerte berücksichtigt werden müssen. Ich mag das gar nicht über Temperatur untersuchen ;o).

Der Rechenaufwand für die verschiedenen Korrekturmaßnahmen stellt sehr schnell den für eine nahezu perfekte digitale Quadraturdemodulation in den Schatten.
Wenn ich also sowieso einen Rechner einsetze, kann ich die Quadraturdemodulation wirklich besser im Digitalen realisieren. Bei rein analoger Umsetzung muß man natürlich mit der begrenzten Performance leben, sowie viel und häufig abgleichen.

Einziger Nachteil der digitalen Lösung ist bei konstanter AD-Abtastrate die halbe zur Verfügung stehende Bandbreite, was bei heutigen AD-Wandlern bzw.
unseren sehr schmalen Betriebsarten nicht wirklich dramatisch ist. Bei der Simpel-Kombination PC-Sound-Karte und SoftRock büßt man natürlich einige wertvolle Kilohertz "tuning range" ein ;o).

vy 73 der Gerrit, DL9GFA

Hallo Günter,

da habe ich meine Bemerkung zum Wegrechnen der Intermodulationsprodukte noch
vergessen:

> Insofern wäre es theoretisch natürlich auch denkbar,
> Intermodulationsprodukte vorauszusehen und wegzurechnen. Ob diese
> Software das genialerweise kann und macht?

Ich bin mir sehr sicher, daß die Software das nicht vermag. Selbst bei genauer Kenntnis der beteiligten Empfangssignale (was während des KW-Empfangs nicht gegeben ist) entscheiden kleinste Amplituden- und Phasennichtlinearitäten, die zudem noch einer geringen Hysterese unterlegen sind. Diese genau genug zu messen, um eine Kompensation vorzunehmen, ist mit sündhaft teuren Meßaufbauten kaum reproduzierbar möglich.

In umgekehrter Richtung, bei Sendern, ist dies Dank genau bekannter Signale schon eher möglich. Hier wird in den besten Implementierungen das gesendete Signal wieder empfangen (Koppler am Senderausgang) und quadraturdemoduliert, um die AM/AM- sowie AM/PM-Übertragungsfunktion der Sendekette zu ermitteln.
Aus diesen Daten wird die Inverse für eine adaptive Vorverzerrung der zu sendenden Signale ermittelt. Mit statischen (meist kubischen = dritter
Ordnung) Vorverzerrungen erreicht man typisch 6dB Intermodulationsunterdrückung, während gute adaptive (bis 7./9. Ordnung) schon 15dB bringen können. Besser kann man nur werden, wenn man die minimale aber vorhandene Hysterese, sowie die Halbleiter-Memoryeffekte berücksichtigt (z.B. durch Volteraserien). Ich kenne aber keine produktfähige Lösung dieser Art. Adaptive Vorverzerrung mit Intermodulationsunterdrückung von 15dB habe ich selbst schon in 50W-EDGE-Endstufen für 900MHz/1800MHz/1900MHz implementiert - das funktioniert.

vy 73 de Gerrit, DL9GFA

Hallo Günter und Gerrit,

nach ein paar Tagen durch T-Com verordnete Zwangspause durch Lernphase DSL und WLAN hier nun mein Kommentar:

Die IP3-Werte kann man rechnerisch oder zeichnerisch ermitteln. Ich habe bisher nur praktische Erfahrung mit der 3 Sendermethode, wo ein S/N (Geräuschspannungsabstand)vorgegeben wird, wobei die Störsender soweit aufgedreht werden, bis das S/N unterschritten wird.

Ich würde die Sache mit Messung und Rechnung lösen, also mindestens 3 Pegelwerte im Speky auswerten und die Klippgrenze feststellen. Dabei die IP2 und IP3 Werte feststellen und die Anstiegsgeraden zeichnen, deren Schnittpunkt ist dann der IP3 Wert, aber da sage ich Dir sicher nichts Neues. Interessant ist, dass Du diese Werte auf der NF-Seite messen musst. Dabei spielt aber auch der vorhandene IQ-Vorverstärker eine nicht unwesentliche Rolle.

Die Umsetzung auf 12 kHz (Beispiel, bis ca 40 kHz mit fast allen 24 Bit ADU möglich)
bedingt eine Mehrfachumsetzung, z.B. erste hohe ZF (z.B. 45 MHz), nachfolgende Umsetzung auf 12 kHz und erst dann kommt der ADU zum Einsatz. Der SoftRock und Konsorten sind ja gerade deshalb so erfolgreich, weil der HF-Teil minimiert wurde. Wenn man hier die Messwerte ermittelt, sollte man auch die originale SW verwenden. Der Vergleich mit dem externen DSP ist aber eine gute Hilfe. Hier solltest Du mal die Abweichungen ermitteln, wenn der QDS in Bandmitte auf bestes Phasen- und Amplitudenverhalten abgeglichen wird und anschließend die Frequenz verändert wird, einen höheren Aufwand halte ich für sinnlos. Hier sollte dann aber auch der Einsatz der Gilbertzelle (z.B. AD831) untersucht werden. Zu den genannten Ansätzen fehlen leider noch jegliche Aussagen in der Literatur. Ich kann Günter nur beipflichten, wenn wir das nicht selber messen, macht uns das keiner, denn wir zerstören unter Umständen einen Mythos.

Digitale Entzerrer und sogar aktive Entzerrer sind bei allen OFDM-Verstärkern(DVB-T, DAB) im Einsatz, analoge TV-Sender mit 40 kW Leistung wären anders überhaupt nicht möglich(hier wird zusätzlich entsprechend dem Bildinhalt der Arbeitspunkt der PA-FETs verschoben). Normale HF-Verstärker schaffen max. 35 dB Intermodulationsabstand. Bei OFDM werden deshalb Bandpassfilter verwendet, um den Nebenwellenabstand einzuhalten (40 bzw. 50 dB).

72/73 de Gerd DM2CDB