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Wumpus-Gollum-Forum von "Welt der Radios".
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Software Defined Radio
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05.11.17 21:27
joeberesf 

WGF-Premiumnutzer

05.11.17 21:27
joeberesf 

WGF-Premiumnutzer

Re: Software Defined Radio

Hallo HB9,

ich brauche unbedingt die Koordinaten- Querausrichtung des Displays für den Buttoncode. Ich habe im www nichts dazu gefunden....das hatte mich schon verwundert. Leider habe ich nur diese Demo-CD- des TFT. Da ist ne` Menge Zeug drin, die ich zwar mit kopiere aber oftmals gar nicht benötige. (graphische Spielereien). Solange diese Funktionalitäten nicht benötigt werden, frisst das ja kein Brot. Aber die Touch- Koordinaten zu finden, bzw. zu verändern ist mir noch nicht gelungen. Ich versuch die Lybrary zu durchforsten.

Werde berichten....

Joerg

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12.11.17 20:30
HB9 

WGF-Premiumnutzer

12.11.17 20:30
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: Software Defined Radio

Hallo zusammen,

ich habe nun einige Erfahrungen mit dem SDR am Paillard gesammelt (Anzapfung am ZF-Pfad). Die Trennschärfe ist spitzenmässig, so wie es die Berechnungstools vorhersagen. Bei gutem Empfang ist Hüllkurven- und Synchrondemodulation identisch, da es keine Widerwärtigkeiten wie Dioden-Fluss-Spannungen oder Gitteranlaufspannung gibt. Bei Selektivschwund (Gleichwellensender oder Mehrwegempfang) merkt man bei Synchrondemodulation fast nichts davon, während es bei Hüllkurvendemodulation zu den bekannten Verzerrungen führt, wenn der Träger dran glauben muss. Dabei ist noch anzumerken, dass ich die Schwundregelung des Paillard stillgelegt habe, indem ich die Demodulator-Röhre gezogen habe, da diese sonst bei Träger-Schwund die Verstärkung hochregelt, was zu einem Lautstärkeanstieg führt, der stört.

Der SSB-Demodulator ist ebenfalls verblüffend. Das 'falsche' Seitenband wird vollständig unterdrückt, einfach verblüffend. Durch die geringe Welligkeit des ZF-Filters von 1dB werden die Amateurfunksender fast mit HiFi-Qualität hörbar.

Heute habe ich dem Prozessor eine Abschirmung verpasst, da er nicht unerhebliche Störungen produziert (insbesondere das Display). So bekomme ich einen nutzbaren Dynamikbereich (verständliche Sprache bis Übersteuerung des A/D-Wandlers) von etwa 50dB, was nicht schlecht ist. Da ich vom Geschäft noch ein paar serielle A/D-Wandler mit 12 Bit herumliegen habe, habe ich mal so einen angebaut. Der Störpegel wird sehr viel niedriger, wegen eines Software-Fehlers kann ich noch keine verlässlichen Messungen machen. Aber so wie es scheint, bringt der noch einige zusätzliche dB. Nach Rechnung müsste man auf eine nutzbare Dynamik von 70dB kommen. Der A/D-Wandler im Prozessor ist natürlich auch eine Herausforderung, direkt im EMV-Störnebel... aber er funktioniert erstaunlich gut. Weiter sollte man generell bei A/D-Wandlern darauf achten, dass man sie so niederohmig wie mäglich ansteuert, zudem schadet ein Kondensator vom Eingang auf Masse (ca. 1nF) nicht.

Gruss HB9

Zuletzt bearbeitet am 12.11.17 20:35

12.11.17 21:51
joeberesf 

WGF-Premiumnutzer

12.11.17 21:51
joeberesf 

WGF-Premiumnutzer

Re: Software Defined Radio

Hallo HB9,

HB9:
Dabei ist noch anzumerken, dass ich die Schwundregelung des Paillard stillgelegt habe, indem ich die Demodulator-Röhre gezogen habe, da diese sonst bei Träger-Schwund die Verstärkung hochregelt, was zu einem Lautstärkeanstieg führt, der stört.

Hier gibt es eine Überschneidung unserer Projekte. Martin hat mir auf die Sprünge geholfen und einen Regler mit OP- vorgeschlagen. Im Netz fand ich bei weiteren Recherchen diese einfache Schaltung mit Transistoren und werde diese als Limitter einsetzen. Vielleicht auch interessant für Dich um das Hochregeln zu begrenzen. Wenn nicht hier, vielleicht für andere Projekte ? Der linke Transistor arbeitet als variabler Belastungswiderstand und hält den Pegel linear. Rechts die Ansteuerung dazu.

Gruß

Joerg

Datei-Anhänge
NF- Gain - Limitter.png NF- Gain - Limitter.png (2x)

Mime-Type: image/png, 9 kB

13.11.17 08:57
HB9 

WGF-Premiumnutzer

13.11.17 08:57
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: Software Defined Radio

Hallo Jörg,

danke für den Schaltungstip. So was kann ich für den 'Upgrade' meines Amateurfunksenders brauchen (Modulationsbegrenzung), wenn der dran ist.

Beim SDR ist die Problematik aber eine andere. Die Schwundregelung wird vom SDR (als Vorwärtskorrektur) gemacht, somit soll das ZF-Eingangssignal nicht geregelt sein, da sonst die beiden Regler gegeneinander arbeiten, was nicht gut ist. Die Pegelanzeige wird so natürlich auch verfälscht.

Zum Schluss noch ein weiteres Ergebnis der SDR-Messungen:
Der Empfang ist wirklich bis 0Hz möglich, da es in der digitalen Welt kein Übersprechen gibt und daher weder das Eingangs- noch das Oszillatorsignal auf die digitale ZF durchschlägt. So kann man ganz lustige Sachen machen, z.B. kann man ein Audiosignal einspeisen und das in Betriebsart USB oder LSB bei der Empfangsfrequenz 0Hz hören, die ZF-Bandbreite begrenzt die NF-Bandbreite. Durch Verstellen der Empfangsfrequenz verschiebt sich das NF-Spektrum, wie man es sich gewohnt ist, nur braucht man dazu keinen Sender.
Ein AM-Signal auf 1kHz Trägerfrequenz kann ebenfalls einwandfrei empfangen werden, ohne dass man den Träger hört.

Gruss HB9

15.11.17 09:34
HB9 

WGF-Premiumnutzer

15.11.17 09:34
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: Software Defined Radio

Hallo zusammen,

der Softwarefehler ist gefunden und beseitigt, dabei habe ich auch noch die Numerik vebessert, indem alle 32 Bit vom Mischer in das CIC-Filter eingespeist werden (da war noch eine Altlast vom Anfang, als das CIC-Filter nur 12 Bits verarbeiten konnte).
Mit dem externen A/D-Wandler liegt das Eigenrauschen jetzt etwa 100dB unterhalb der Übersteuerungsgrenze, alos etwa 16 effektive Bits Auflösung. Allerdings wird so auch die Herausforderung im Analogteil grösser, damit keine Störungen zum A/D-Wandler gelangen. Jedenfalls ist die Messlatte für das analoge Frontend hoch gesetzt. Beim Aufbau sind auch die Störungen des Displays zu beachten, am besten ist es, wenn man den Prozessor mit Display von der analogen Seite durch eine grosszügig dimensionierte Aluplatte trennt und natürlich den Digitalteil gut einpackt. Hier ist nur das Problem, dass das Display sichtbar bleiben soll...

Da der SW-Fehler auch die Variante mit dem internen A/D-Wandler betrifft, korrigiere ich diese auch noch, um so die beiden Wandler korrekt miteinander vergleichen zu können. Danach folgt das Update.

Gruss HB9

19.11.17 13:43
HB9 

WGF-Premiumnutzer

19.11.17 13:43
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: Software Defined Radio

Hallo zusammen,

im Anhang ist der korrigierte Assemblerteil vom Interrupt, so ergibt sich ein etwas besserer Empfang. Einfach die Endung 'txt' entfernen und das alte File damit ersetzen.

In der Abschirmbox und mit externem A/D-Wandler und passendem Pufferverstärker erreicht er jetzt eine Dynamik von über 90dB, was für AM einen brauchbaren Bereich von etwa 70dB ergibt, was wesentlich mehr ist als die meisten AM-Empfänger schaffen. Intermodulation gibt es so gut wie keine, wenn man den ADC nicht übersteuert. Hier noch ein Bild:



Auf der rechten Seite befindet sich auf einem SMD-Veroboard der externe ADC und ein AD8021 als Pufferverstärker. Zum Prozessor braucht es dank serieller Übertragung nur 3 Leitungen. Die dicken Elkos sind übrigens nicht zur Zierde, die Siebung der Spannung für den ADC ist absolut matchentscheidend, da der Prozessor die Speisung ordentlich verseucht und es hier um analoge Pegel unter 100uV geht.

Mittlerweile habe ich diverse Empfangserfahrungen gesammelt. Schon mit einem einfachen Schwingkreis als Vorselektion gegen Aliasing gibt es erstaunlich gute Empfangsresultate bis in den KW-Bereich, natürlich mit Einschränkungen wegen der Aliasing-Problematik. Durch die Vorwärts-Schwundregelung hat man eine perfekt konstante Lautstärke, ausser natürlich bei Selektivschwund, aber mit Synchron-AM ist auch in diesem Fall ein guter Empfang möglich. Ebenfalls dank der reinen Vorwärtsregelung stimmt auch die Pegelanzeige immer (der absolute Pegel muss natürlich kalibriert werden, aber eine Änderung der Anzeige von 10dB entspricht wirklich 10dB Änderung am Analogeingang). Die variable Bandbreite ist manchmal sehr hilfreich, und die Selektivität entspricht der eines besseren Quarzfilters.

Als digitalen ZF-Verstärker verwendet verbessert er ein durchschnittliches Röhrenradio zu einem absoluten Spitzengerät, sofern der Oszillator und Mischer ausreichend gut sind, was meistens der Fall ist. Dabei sollte man die ZF nicht direkt nach dem Mischer anzapfen, sondern erst nach dem ersten ZF-Filter, damit dieses als Anti-Aliasingfilter wirkt. Bessere Transistorradios sollten auch gehen, bei einfachen dagegen ist der Mischer meistens relativ schlecht bezüglich Rauschen und Intermodulation. Unmittelbar vor dem A/D-Wandler braucht es einen niederohmigen Puffer, sehr gut geeignet ist z.B. der AD8021. Der hat auch bei einer Verstärkung von 10 noch ausreichend Grosssignal-Bandbreite und praktisch keine Intermodulation. Wenn man ihn entsprechend dem Datenblatt beschaltet, ist er trotz der enormen Bandbreite leicht zu beherrschen, und im SO8-Gehäuse noch handhabbar.

Wenn ich einen passenden DDS-Oszillator gefunden habe, gibt es dann ein passendes HF-Frontend für Lang- bis Kurzwellen. Leider sind diese Chips in sehr mühsamen Gehäusen untergebracht und ein passendes Modul habe ich noch nicht gefunden.

Der externe A/D-Wandler ist nicht zwingend, auch mit dem internen Wandler gibt es sehr guten Empfang, einfach die Dynamik ist auf etwa 60dB eingeschränkt, da er mehr Störungen sieht.

Somit kann man die Vor- und Nachteile etwa so zusammenfassen:

Vorteile:
- sehr gute Selektivität und quasi-stufenlose Bandbreiteneinstellung
- sehr geringe Welligkeit im Durchlassbereich, kann auch im Betrieb geändert werden durch andere Filterparameter
- quarzstabile Empfangsfrequenz
- perfekte Schwundregelung
- exakter Hüllkurvendemodulator ohne Dioden-Flussspannung und Nichtlinearität, dadurch auch bei 100% Modulation keine Verzerrung
- perfekte Unterdrückung des falschen Seitenbandes bei SSB-Empfang

Nachteile:
- hoher Stromverbrauch für Portabelgeräte (ca. 150mA bei 3.3V (ohne Display) gegenüber 1..10mA für analoge Lösungen)
- niedrige Maximalfrequenz von 500kHz, dadurch nur im ZF-Bereich oder VLF einsetzbar
- EMV-Emissionen erfordern relativ viel Entstöraufwand, damit man sich nicht selber stört

Gruss HB9

Zuletzt bearbeitet am 19.11.17 13:46

Datei-Anhänge
P1020065.jpg P1020065.jpg (3x)

Mime-Type: image/jpeg, 94 kB

ADC_Interrupt_asm.s.txt ADC_Interrupt_asm.s.txt (3x)

Mime-Type: text/plain, 13 kB

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