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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik DPSK mit -3,65dBm über Telefonleitung (ADSL)?


Autor: Günter -.. (guenter)
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Hallo,

ich hab mal eine Verständnisfrage zu ADSL. Der erste Verbindungsaufbau 
von Modem mit DSLAM findet mit DPSK statt. Dabei werden drei Träger für 
den Upstream und drei für den Downstream verwendet.

Für den Downstream darf die maximale Sendeleistung z.B. -3,65 dBm 
betragen. Wenn ich das umrechne dann sind das 432µW, bei 100 Ohm 
Telefonleitung eine effektive Spannung von 294mV. Das ist ganz schön 
wenig bei so einer langen Telefonleitung. Was ich meine ist, dass der 
Wert ja am Anfang der Leitung steht. Wenn jetzt noch die 
Leitungsdämpfung dazu kommt kann ich ja nicht mehr viel erwarten.

Hab ich da was falsch gerechnet?

Meine Fritz Box sagt mir z.B. das ich in der Empfangsrichtung eine 
Leitungsdämpfung von 18dB habe. Damit würden nur noch -21,65dBm bei mir 
ankommen. Wenn ich das umrechne sind das 6.8µW oder 26mV.

Naja, so schlecht sieht das dann doch wiederum nicht aus. Mit einem 
14-Bit A/D-Wandler bei 3.3V maximaler Eingangsspannung entspricht 1-Bit 
201µV. Das ist dann doch noch eine Stufe kleiner.

Ansonsten stimmt dann aber meine Rechnung?

Gruß,

Günter

Autor: aha (Gast)
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Ohne nachgerechnet zu haben, wird das schon etwa hinkommen. Mir 
erscheinen die -3.6dBm zu Beginn etwas wenig. Weshalb sollte man mit dem 
Signal direkt auf einen ADC? Ich betrachte einen gesteuerten 
Verstaerker, der mal 20..30dB bringt, als das absolute Minimum.

Autor: Günter -.. (guenter)
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aha wrote:
> Ohne nachgerechnet zu haben, wird das schon etwa hinkommen. Mir
> erscheinen die -3.6dBm zu Beginn etwas wenig.

Ich hab gerade noch mal nachgeschaut und in der ITU Empfehlung G.994.1 
steht der Wert als "maximum power level per carrier" für den Downstream.

> Weshalb sollte man mit dem Signal direkt auf einen ADC?

Der ADC ist der Endpunkt und ich versuche herauszufinden was ich 
dazwischen schalten muss um das Signal richtig abtasten zu können. So 
bin ich erst mal vom maximal Wert ausgegangen der überhaupt gesendet 
wird. D.h. ADSL Modem mit kurzer Leitung direkt an meine Schaltung mit 
ADC.

Dazwischen muss ja auch noch der Hybrid um die Sende- und 
Empfangsrichtung zu trennen. Dazu hab ich mir das THS6002 EVM Kit von TI 
ausgeschaut:

http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/ths6...

Im Handbuch steht das mit einem 1:2 Übertrager am Empfängerausgang die 
Spannung 1/8 der Leitungsspannung ist.

Das ganze soll erst mal nur im Labor funktionieren, also nicht mit viel 
Leitung dazwischen.


> Ich betrachte einen gesteuerten Verstaerker, der mal 20..30dB bringt, als
> das absolute Minimum.

Für den ADC hab ich den THS14F03 von TI ausgesucht.

http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/ths14f03.html

Der hat schon eine 0..7dB Verstärker eingebaut. Das entspricht nicht dem 
Bereich den du erwähnst, jetzt frage ich mich aber ob der wenigstens für 
die Laborumgebung ausreicht?

Eigentlich bin ich auf der falschen Richtung. Was ich abtasten will ist 
der Upstream. Hier darf die Sendeleistung -1.65dBm betragen. Nach meiner 
Rechnung sind das 370mV.

Nach dem Hybrid (1/8) werden das dann 46mV. Mit 7dB Gewinn komme ich 
dann auf 103mV was doch nicht sehr viel ist. Für eine Laboraufbau aber 
vielleicht ausreichend?

Autor: aha (Gast)
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Mich erstaunen die kleinen Amplituden. Wenn ich einen normalen DSL 
Driver betrachte, zB AD 8393, dann sind das schnelle Teile, die sich 
bruesten im Brueckenmode bis 36Vpp und bis zu 500mA zu bringen. Wie auch 
immer.

Auf der Empfaengerseite moechte man moeglicherweise konstante Amplitude 
haben. Das erreicht man mit einem VGA, zb einem AD603. Nebendran ein 
Pegelmesser als Amplitudencontroller geschaltet. Den kann man dann auf 
ADC Max-Amplitude stellen. Und das Signal ist immer so gross wie's sein 
soll.

Autor: Günter -.. (guenter)
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aha wrote:
> Mich erstaunen die kleinen Amplituden. Wenn ich einen normalen DSL
> Driver betrachte, zB AD 8393, dann sind das schnelle Teile, die sich
> bruesten im Brueckenmode bis 36Vpp und bis zu 500mA zu bringen. Wie auch
> immer.

Hier ist ein Link zu einer alten Draftversion der Empfehlung. Auf Seite 
6 (PDF-Seite 14) zeigt Tabelle 1 die Träger und deren Sendeleistung.

www.csd.uoc.gr/~hy530/docs/ghsdraft1.pdf

Die 36Vpp werden dann für die eigentliche Übertragung verwendet. Im 
Downstream darf für die eigentliche Datenübertragung die Sendeleistung 
20dBm betragen. Umgerechnet an 100 Ohm ergibt das eine effektive 
Spannung von 3,1 V. Bei einem PAR von 5,3 sind das Up = 5,3 * 3,1 = 
16,4Vp, bzw. 32Vpp.

>
> Auf der Empfaengerseite moechte man moeglicherweise konstante Amplitude
> haben. Das erreicht man mit einem VGA, zb einem AD603. Nebendran ein
> Pegelmesser als Amplitudencontroller geschaltet. Den kann man dann auf
> ADC Max-Amplitude stellen. Und das Signal ist immer so gross wie's sein
> soll.

Danke für den Tipp mit dem AD603. Ich hatte mir jetzt mal den AD8260 
angeschaut, aber der ist für Empfang und Senden geeignet und hat einen 
viel größeren Frequenzbereich, den ich überhaupt nicht benötige. Was mir 
an dem 8260 gefallen hat ist das er nur 3,3V Spannungsversorgung 
benötigt und einen digitalen Eingang für die Verstärkungseinstellung 
hat. Mein A/D- und D/A-Wandler haben beide 3,3V Spannungsversorgung und 
dann benötige ich keine weitere Spannung. Eine weitere Möglichkeit 
scheint der AD8324. Hat auch 3,3V und eine digitale Schnittstelle um die 
Verstärkung einzustellen. Leider ist bei dem der Spectral Noise value 
mit 157nV/rtHz wesentlich höher als bei dem AD603 und dem AD8260.

Am besten ist das ich die gleiche Berechnung erst mal für den Downstream 
mache. Wahrscheinlich stellt sich heraus das ich zwischen DAC und 
THS6002 auch noch einen VGA schalten muss und dann ist vielleicht der 
AD8260 gerade richtig dafür.

Autor: Günter -.. (guenter)
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Jetzt hab ich mal versucht eine Messung des DPSK-Signals zu machen, 
werde aber noch nicht schlau aus den Werten. Als Anhang die Messung mit 
dem Oszilloskop. Den ADSL-Anschluss des ADSL-Modems habe ich über ein 1m 
langes Ethernetkabel an den 1:2 Übertrager (Chip side:Line side) 
angeschlossen. An der Chip side des Übertragers habe ich dann mit dem 
Oszilloskop gemessen. Masse an die Mittelanzapfung und den Tastkopf an 
einen Anschluss an der Chip side. Der andere Anschluss ist offen 
geblieben.

Was man jetzt sieht ist die Schwebung der drei Trägerfrequenzen. Besser 
sieht man die drei noch in der Frequenzmessung, die ich im nächsten Post 
noch einfügen werden.

Autor: Günter -.. (guenter)
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Hier nun die Frequenzmessung. Die Darstellung ist linear, was zwar etwas 
unüblich ist, aber in der Darstellung zeigt das Oszilloskop direkt die 
Werte in V an.

Auf jeden Fall sieht man sehr schön die drei Träger bei

- 159,6kHz mit 75mV
- 194,1kHz mit 131mV
- 228,3kHz mit 207mV

Wenn ich mir jetzt die Amplitude des Zeitsignals vom vorherigen Post 
ansehen, dann hätte ich erwartet, dass wenn ich die Amplituden der drei 
Träger hier vom Frequenzspektrum addiere, dann auf die Up=643mV zu 
kommen. Wenn ich jetzt davon ausgehe das es sich beim Frequenzspektrum 
um Effektivwert handelt, dann kommt bei der Summe (207+131+75)*1.414 = 
584mV.

Irgendwie mach ich da was falsch mit der Interpretierung der Daten?

Die nächste Frage die sich mir stellt ist über die Genauigkeit der 
Werte. Durch den 1:2 Übertrager würde die gemessene Spannung nur 1/2 des 
gesendeten Signals entsprechen.

Bei den Träger handelt es sich um den Upstream und da dürfen die Träger 
mit -1.65dBm senden. Das ergibt an 100 Ohm

Ueff = 262mV
Up = 370mV

Durch den 1:2 Übertrager hätte ich jetzt nur die Hälfte der Spannung 
erwartet, bin mir aber nicht im Klaren ob ich durch meine Messaufbau was 
beeinflusse?

Wie kommen denn die 100 Ohm überhaupt zu Stande, nur durch die Leitung 
oder muss ich die entsprechend auf der anderen Seite des Übertragers 
abschließen?

Autor: aha (Gast)
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Die 100 Ohm sind die Leitungsimpedanz, dh auf den anderen Seite muss mit 
100 ohm abgeschlossen werden. Wenn man den Abschluss weglaesst misst man 
Mist. Wenn nach der Leitung ein 2:1 runter-transformator kommt muss mit 
25 Ohm abgeschlossen werden, da der Trafo quadratisch transformiert.

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