Wie kriegt man eigentlich in Software mit der doch recht beschränkten Auflösung ausreichend schneller A/D-Wandler (12 bit, 14 bit...) eine gute Trennschärfe hin?
Also angenommen, ich bin zum Beispiel im Flugfunkbereich unterwegs mit einer Bandbreite von 6-7 kHz und einem Kanalabstand von 8.33 kHz. Jetzt will ich einen Sender empfangen, der weit weg ist, während auf dem Nachbarkanal ein starker Sender in der Nähe sendet.
So wie ich SDR kenne, wird doch quasi das gesamte Band auf eine Zwischenfrequenz oder Zero IF runtergemischt, digitalisiert und dann der Rest in Software gemacht? Da müsste mein ADC ja quasi den kompletten Dynamikbereich des Empfängers abdecken können.
Oder wird das von der Architektur her anders umgesetzt?
In Software ist dann ein oder mehrere ideale Superhets. Wie es das klassische Radio oder andere Empfänger in Hardware machen. Die riesige Bandbreite wird Schritt für Schritt verkleinert.
Mischen, filtern, mischen, filter, .. demodulieren.
Äh, nein. Eher billiges digitales CIC-Filter, Dezimieren,
CIC-Filter, Dezimieren....
Du tauscht Deine hohe Abtastrate (im Vergleich zur Nutzband-
breite) gegen Dynamikbereich ein. Dezimieren ist einfach das
Wegwerfen aller bis auf 2., 3., n-ten Samples je nach der
Ausgestaltung des vorherigen Filters. Das ist SEHR billig.
Auch brauchen die CIC-Filter keine Multiplizier. (Hogenauer-Filter)
Der Nachteil ist, dass das Passband zu hohen Frequenzen hin
etwas abschlafft. Das kann man ganz am Ende mit einem
Halfband-FIR korrigieren. Das kann mittlerweile vermutlich
schon die CPU, die man sowieso hat.
Flugfunkempfänger sind auch im Analogen nix besonders tolles.
Ich kann mich erinnern, dass ich in der Nähe des DeutscheWelle-
Senders (Werlachtal?) in der Luft vor lauter Gebrabbel den
nächsten Flugplatz nicht mehr hören konnte, schon 10 Km weit
weg vom Sender. Peinlich.
Wer sonst macht hierzulande noch AM? Nicht mal auf 11m.
Die Lösung für gute Trennschärfe können am Ende (der Decimation mit CIC, Halbbandfiltern) FFT-Convolution Filter sein.
Im Bild 2 Sender, 3 kHZ Abstand. Die 2 Einzel-Kanalfilter mit unterschiedlicher Einstellung der Bandbreite. So sind beliebig breite, auch z.b. 100 Hz breite Filter möglich mit sehr hoher Flankensteilheit.
Wenn doch gerechnete ZF-Filter bessere Eigenschaften haben und nahezu
nichts zusätzlich kosten.
Filter ist nicht gleich Filter, SDR erfolgt nach Abtastung/Digitalisierung also muss man zur Vermeidung von Fehlern wg, Verletzung Abtasttheorem das analoge Eingangssignal vor der Digitalisierung 'bandbegrenzen'.
Beim Mischen entstehen nun mal Signalanteile mit hohen Frequenzen, Intermodulationsprodukte. Die verfälschen die Abtastung/Digitalisierung wenn sie oberhalb der halben Abtastfrequenz liegen. https://de.wikipedia.org/wiki/Intermodulation
Die CIC-Filter muss ich mir wirklich einmal anschauen. Danke Gerhard.
Der Vorteil beim SDR ist ja eben, dass gerade die Signalverarbeitung in Software stattfindet, deshalb heißt es ja so. D.h. Man kann alle Wege nach Rom testen und Vor- und Nachteile ermitteln.
Aber warum sollte man?
Wenn doch gerechnete ZF-Filter bessere Eigenschaften haben und nahezu
nichts zusätzlich kosten.
Weil das der "beste" Ansatz ist.
Die meisten professionellen SDR Konzepte sind Hybride.
Zitat:
"ein SDR Empfänger ist immer schlechter als die
traditionelle Lösung mit dem analogen Eingangsteil. Die Lösung ist
ein Hybrid wie z.B. der XK 4100 von Rohde und Schwarz "
Aber warum sollte man?
Wenn doch gerechnete ZF-Filter bessere Eigenschaften haben und nahezu
nichts zusätzlich kosten.
Weil das der "beste" Ansatz ist.
Die meisten professionellen SDR Konzepte sind Hybride.
Zitat:
"ein SDR Empfänger ist immer schlechter als die
traditionelle Lösung mit dem analogen Eingangsteil. Die Lösung ist
ein Hybrid wie z.B. der XK 4100 von Rohde und Schwarz "
Da sind 2 ADCs drinnen mit 9 GHz Analogbandbreite, 2 48 bit NCOs,
2 digitale Mischer, erste FIR-Filter, alles doppelt für Diversity.
Man braucht gerade noch ein Preselector-Filter und einen Vor-
verstärker. UR war mal mein Held, aber das DARC-Interview macht
schon einen ziemlichen Retro-Eindruck. Die Sender-Linearisierung
geht heute closed loop über die Luftschnittstelle.
Oh, ah, 48 KHz Bandbreite? Was braucht man so auf einem 5G-Tower?
MAXINT user, je mit Megabit-Transferraten?
Gerhard ( H, dk4xp, wir sind viele Gerhards hier :-)
Filter ist nicht gleich Filter, SDR erfolgt nach
Abtastung/Digitalisierung also muss man zur Vermeidung von Fehlern wg,
Verletzung Abtasttheorem das analoge Eingangssignal vor der
Digitalisierung 'bandbegrenzen'.
Darum schrieb ich ausdrücklich von "ZF-Filtern", also den Filtern die die Bandbreite vor der Demodulation bestimmen. Von Eingangsbandpässen oder Tiefpässen im Frontend war nie die Rede.
Naja, den Handy-Machern sind 2k€ allein fürs Evalboard auch nicht zuviel,
während dir ein Hobbyist schon ne Unmenge Filter für so ein Geld wickeln kann.
Leute, der TO fragt nach der SDR Trennschärfe. Wer ansatzweise Ahnung von Empfängern hat, weiß dass es sich dabei nicht um Preselektor-Bandpässe oder Anti-Aliasingfilter dreht.
In Mobilfunk Basestations (von 2G bis 5G) ist im Empfänger üblicherweise ein hochwertiger Cavity Filter verbaut der genau das Zielband duchlässt. Da in den Mobilfunkbändern normalerweise relativ wenig Störungen sind ist SDR in dem gefilterten Bereich gut machbar.
Und auch bei Mobilfunktelefonen sind Filter verbaut, auch da kommt nicht alles beim SDR Empfänger an.
Für einen Universalempfänger ist die Situation eine andere, ohne Filter kann es je nach Empfangssituation zu schlechten Ergebnissen kommen.
Leute, der TO fragt nach der SDR Trennschärfe. Wer ansatzweise Ahnung
von Empfängern hat, weiß dass es sich dabei nicht um
Preselektor-Bandpässe oder Anti-Aliasingfilter dreht.
Wer diesen Ahnungsansatz hätte, fabuliert nicht wie der TO von einem Zusammenhang zwischen Trennschärfe und Selektivität. Oder tut 12 bit als "beschränkte Auflösung" ab.
Zitat: "Wie kriegt man eigentlich in Software mit der doch recht beschränkten
Auflösung ausreichend schneller A/D-Wandler (12 bit, 14 bit...) eine
gute Trennschärfe hin?"
Aber vielleicht ist ja dem TO nicht bewusst das man mit 12bit eine verdammt hohe Auflösung von 4096 werten hat sowie ihm offensichtlich weiteres Grundlagenwissen der Mixed-Signal-Technik fehlt oder abhanden gekommen ist.
Also angenommen, ich bin zum Beispiel im Flugfunkbereich unterwegs mit
einer Bandbreite von 6-7 kHz und einem Kanalabstand von 8.33 kHz. Jetzt
will ich einen Sender empfangen, der weit weg ist, während auf dem
Nachbarkanal ein starker Sender in der Nähe sendet.
sehe ich da schon die Problematik. Unabhaengig davon ob's ein Nachbarkanal oder weiter weg ist.
Wenn ich einen starken (Stoer)Traeger hab, der den (z.b. 12bit) ADC im Frontend ziemlich voll aussteuert und irgendwo in meinem Empfangsbereich ist ein z.b. 60dB schwaecherer Sender, der mich eigentlich interessiert, bleiben fuer dessen Quantisierung halt nur noch 12 dB "uebrig" - was so ungefaehr einem 2-bit ADC entspricht. Und sollte der dann z.b. Sprache/Musik via AM uebertragen, dann klingt das halt nich mehr so pralle - egal ob CIC-Filter oder 1x4 Kaffeefilter.
Heute keine Hobbyanwälte hier, die die Berechtigung des TOs Flugfunk
abhören zu dürfen anzweifeln?
Dazu muss man kein Anwalt sein, das gehört zur Allgemeinbildung.
Allerdings darf man bezweifel das es sich hierbei um "Abhören" handelt, als das es eher um Funk im Sinne von technischen Experiement geht.
Auch wenn es einem verboten ist, einen lästigen Kiebitz auf einen elektrischen Stuhl zu schnallen, so darf man sich doch mit dem Thema Elektrizität aus Neugier am Technischen und aus Wissensdrang befassen ...
Eingangsfilter?
Man kann nicht alles wegrechnen.
Du brauchst auch Hardwarefilter beim Senden.
Zum dritten Mal:
Der Thread fragt nach der Trennschärfe im SDR Empfang. Die wird nicht durch Senderfilter bestimmt.
Das ganze Salbadern um Anti Aliasing Filter und Eingangsbandpässe und Sendefilter und ADC Wandler und Samplingbits geht vollkomen an der Eingangsfrage des TO vorbei. Es gibt anscheinend ein Drang, Scheinantworten auf Fragen zu geben, die niemand gestellt hat.
Das ganze Salbadern um Anti Aliasing Filter und Eingangsbandpässe und
Sendefilter und ADC Wandler und Samplingbits geht vollkomen an der
Eingangsfrage des TO vorbei.
Nein, geht es nicht, OK vielleicht das mit den sendefiltern, wobei man doch aber auch bei einen Empfänger darauf achtet das unerwünschte frequenzen herausgefiltert werde, das sie nicht unerwünscht abgestrahlt werden und intern Kanäle auf diesem breiten Band stören.
Ein Ansatz ist es, eine FT über das gesamten Band laufen zu lassen, die Trennschärfe ergibt sich dann um die Frequenzauflösung der FT. Die Spektralanteile im interessierenden band schickt man dann zum Demodulator.
Hat man wenig Rechenpower für den Panorama-Empfänger Ansatz, kann man sich per Goertzel einzelne Bander für die Transformation in den Frequenzbereich herausgreifen.
Das Ganze nennt sich dann wohl Frequency domain channelization.
Da ein paar Hinweise wie man bei SDR die center-frequency etc für die airband Kanäle setzt:
Ich denke du unterschätzt vor allem wie viel Dynamikumfang 14 bit sind und wie wenig Dynamikumfang man braucht um z.B. Sprache zu übertragen. Die Informationen sind sozusagen vor allem in den Frequenzen enthalten. Mit 2-3 bits kann man sehr viele Signale noch akzeptabel digitalisieren. Dann bleiben immer noch 11-12 bits Abstand zum Störsignal.
Ich würde mal sagen, dass es beim SDR ähnlich dem rein analogen Empfänger gemacht wird/werden kann. Soll heißen: mitels Vorelektion. Es sei denn es ist eines mit Wasserfalldiagramm, da wär Vorselektion eher hinderlich. Theoretisch, denn in der Praxis kann das SDR einfach ein kleinen Schritten über den gesamten Empfangsbereich "wandern", kurz lauschen was da ist, Wasserfall aktialisieren, ggf. demodulieren und dann weiter ziehen.
Zum Demodulieren: Es wird dann bei solch einem Verfahren nur das (hörbar) demoduliert was der Nutzer auch gerade hören will. Z.B. vom ganzen Flugfunkbereich (um beim Beispiel zu bleiben) nur 133,450MHz (bei mir hier das ATIS aus Erfurt) mit jeweiliger Bandbreite.
Ich würde mal sagen, dass es beim SDR ähnlich dem rein analogen
Empfänger gemacht wird/werden kann. Soll heißen: mitels Vorelektion. Es
Hm, das ist ein Erklärungsansatz, aber nicht jeder SDR ist gleich. Da gibt es welche mit wenig und welche mit mehr Rechenpower (FPGA,ASIC) und SDR stammt eher aus dem Bereich breitbandige Digitalmodulation (man erinnere sich, viele SDR waren zu beginn zweckentfremdete DVB-T Empfänger).
Und SDR (bspw. aus der breitbandigen Digitalmodulation für Mehrkanaltechnik) wird nun auch benutzt um schmalbandige Sprechfunkverbindungen zu empfangen. Das kann man machen indem man die analogen Schaltungen digital nachbildet, oder eben digitale Algoritmen anwendet, die so nicht/schwer in analoger Schaltungstechnik nachbildbar sind, wie beispielsweise Fouriertransformation, Verarbeitung im Frequenzbereich, Inverse Fouriertransformation. Die Demodulation des AM-Signals wäre dann lediglich eine Transformation/Ausschneiden(Fensterung) der Frequenzachse des Spektrums und somit Selektion und Demodulation innerhalb einer "Baugruppe".
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Am_spek1.png
