Hallo! Tja, ich schon wieder ;) Ich möchte einen schmalbandigen Filter (optimalerweise Bandbreite etwa 1% -> 4MHz) bei etwa 400MHz bauen und frage mich, wie ich das am besten anstelle. Wie realistisch ist ein Aufbau mit "lumped components" (aus Spulen und Kondensatoren)? Selbst wenn man hier einen Filter einer höheren Ordnung bräuchte, wäre das natürlich am bequemsten, einfach ein paar 0402-Bauteile auf eine Platine zu löten. Funktioniert das noch vernünftig in dem Band oder sind bei jedem nicht mit jahrelanger Erfahrung erstellten Design die parasitären Kapazitäten und das Übersprechen etc. zu schlimm? Die nächste Möglichkeit wäre ein Aufbau mit Microstrips. Der grundlegende Nachteil daran scheint mir zu sein, dass das für 73cm Wellenlänge relativ groß wird, und man entsprechend gutes Substrat braucht (um den Verlust gering zu halten) und außerdem viel Platz. Außerdem finde ich es relativ schwierig, die Design-Gleichungen für die verschiedenen Typen von Filtern zu finden, und nur mit rumprobieren im EM-Simulator kommt man irgendwie auch nirgends hin. Gibt es da eine gute Ressource dafür? Dann kann man wohl noch beides kombinieren, also die Microstrips durch entsprechend dimensionierte Kondensatoren/Spulen verkürzen. Taugt das was? Und -- wie entwirft man sowas? Das kann nun weder der EM-Simulator (oder kann z.B. Sonnet sowas?) noch das klassische Komponenten-Simulationstool ;) Die letzte Möglichkeit die ich gefunden habe sind Cavity-Filter, aber ich habe den Eindruck, dass das für die Wellenlänge ziemlich klobig und aufwendig zu bauen wird (ich brauche etliche dieser Filter). Ich fürchte, das scheidet aus. Welche Möglichkeit haltet ihr für am realistischsten? Sonstige Anforderungen: halbwegs günstig und mit annehmbarem Aufwand herzustellen, moderater Platzbedarf (< 20cm in die längste Richtung wäre praktisch), kein allzugroßer Verlust in der Passfrequenz, möglichst keine anderen Passfrequenzen unter ~ 3GHz (wobei ich schätze dass man letzteres durch einen nachgeschalteten Tiefpass ausgleichen könnte). Dass sich das nicht unbedingt alles gleichzeitig erfüllen lässt ist mir klar, aber ich schreib's einfach mal auf ;) Ich bin auch für andere Ideen gerne offen. Viele Grüße, Sven
Es gäbe noch Helix-Filter, also einbeinige Spulen im Metallgehäuse. Die sind in dem Frequenzbereich gar nicht gross (1-2cm^3). Kann man selber machen oder auch fertig kaufen: http://www.amidon.de/contents/de/d233.html
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Ach ja, das waren die, wo man immer auf Regentonnen stößt wenn man googelt ;) Schaue ich mir auch nochmal an, danke. Auch sehr preisgünstig laut der verlinkten Seite (Anhang)!
Für 433 MHz gibt es jede Menge, aber ich bin mir nicht sicher, ob die ganz kleinen Filter die Bandbreiten-Bedingung erfüllen. Zum Runterladen: http://tonnesoftware.com/helical.html Dann haben Cavity-Filter oder Interdigitalfilter noch höhere Güten, jedoch gibt es weitere Resonanzen, die beim Helixfilter in dem Ausmaß nicht auftauchen.
Mit "ganz kleine Filter" meinst du die LC-Filter? Das Programm schaue ich mir an, danke!
Hi, Sven, > Ich möchte einen schmalbandigen Filter (optimalerweise Bandbreite etwa > 1% -> 4MHz) bei etwa 400MHz bauen Ginge auch 433,92 MHz? Da gibt es nämlich superbillige Oberflächenwellenfilter. Nicht abstimmbar, aber sogar als SMD! Erstens von Epcos, zweitens von allen großen Konkurrenten. Preis nach Umfang der Massenfertigung. Restposten auch hier http://www.oppermann-electronic.de/html/body_ker__filter.html und auf ebay. Eine zweite Möglichkeit: Koaxialresonatoren. Wenn Du genügend Platz hast, nimm eine Semirigid-Leitung und kürze sie entsprechend. Schaltungen unter derselben Bezeichnung, auch "unter coaxial resonator". Fehlt der Platz, nimm einen keramischen Koaxialresonator. Den kannst Du Dir mit dem Messer sogar zurecht schnitzen, indem Du den äußeren Leiter passend entfernst. Von denselben Quellen. Aber kaum ohne Netzwerktester! Ciao Wolfgang Horn
Hi! > Ginge auch 433,92 MHz? Da gibt es nämlich superbillige > Oberflächenwellenfilter. Nicht abstimmbar, aber sogar als SMD! Nein, leider nicht, ich will das Band von 406 bis 410 MHz. Auf 432 sind denke ich viel zu viele Störungen (eben von den Funkamateuren). > Erstens von Epcos, zweitens von allen großen Konkurrenten. Preis nach > Umfang der Massenfertigung. > Restposten auch hier > http://www.oppermann-electronic.de/html/body_ker__filter.html und auf > ebay. Diese Keramikfilter sehen sehr interessant aus, aber die Bandbreite ist immer höchstens ein hundert paar kHz, oder? Gibt's die auch breiter? > Eine zweite Möglichkeit: Koaxialresonatoren. Wenn Du genügend Platz > hast, nimm eine Semirigid-Leitung und kürze sie entsprechend. > Schaltungen unter derselben Bezeichnung, auch "unter coaxial resonator". Solche Koaxkabel-Filter habe ich mir schon einige zusammengesteckt -- aber die Bandbreite sind hier wieder ziemlich groß, oder? Außerdem gäbe es doch hier dann ziemlich viele Obertöne, die auch durchgelassen werden... Insbesondere sind die Antworten so spitz /\ statt abgeflacht /^^^\ falls man an diesen tollen Kunstwerken sieht, was ich meine ;) > Fehlt der Platz, nimm einen keramischen Koaxialresonator. Den kannst Du > Dir mit dem Messer sogar zurecht schnitzen, indem Du den äußeren Leiter > passend entfernst. Von denselben Quellen. Klingt interessant laut Google, dazu lese ich auch mal was. Danke! > Aber kaum ohne Netzwerktester! Ich habe einen Spectrum Analyzer mit Tracking Generator, den für's Filter bauen nötigen Teil vom Netzwerkanalysator kann man dadurch gut ersetzen. Grüße, Sven
warum nicht einfach was fertiges nehmen wenn 250 kHz passen -->>>> http://www.digikey.de/scripts/dksearch/dksus.dll?k=saw+filter+400+mhz&vendor=0&mnonly=0&newproducts=0&ptm=0&fid=0&quantity=0&PV139=512
Puh, im Prinzip gern (vor allem wenn die so günstig sind wie die verlinkten!) aber müsste dann halt genau das Band von 406-410 MHz abdecken, oder zumindest einen wesentlichen Teil davon (sowas wie 406-409 wäre auch okay). Ich denke 250kHz sind zu schmal; könnte man mal probieren, aber breiter wäre besser. Filter in der Nähe von 408 gibt es auf der Seite zum Beispiel nicht... ich schätze, die müsste man extra anfertigen lassen (weil das Band normalerweise eben niemand braucht). Die Frage ist, wie teuer das wäre? Wenn man 100 Stück mindestens kaufen müsste für 50 Cent pro Stück, das könnte ich mir schon vorstellen, ich brauche durchaus einige. Wenn die allderings dann jeweils zwanzig Euro kosten... naja, dann eher nicht. ;) Hat das jemand schonmal gemacht, sowas anfertigen lassen? In dem 406-410-Band sollte es aber auf jeden Fall liegen, weil das reserviert ist und da hoffentlich weniger Störungen rumfliegen als nebendran. Grüße, Sven
Ich hab mir mal sowas gekauft: Bucht 230681245803. Mit welchem Aufwand sich das soweit runterdrehen läßt kann ich Dir nicht sagen. Meins war fürs Oberband und ich habs auf 492 MHz raufgedreht. Dazu musste ich die Kunststoff-Abgleichstöpsel öffnen und ca. 5mm vom Draht abzwicken. Dabei handelt es sich im Prinzip um Helixfilter. Dann noch ein anderes SAW: http://www.taisaw.com/upload/product/TA1188A%20_Rev.1.0_.pdf
Dieser Chip sieht ziemlich gut aus! Die Frage ist nur, wo kann man den kaufen? Farnell hat ihn jedenfalls nicht ;) Aber insgesamt sehen diese SAW-Filterchips nach einer idealen Lösung aus, ich werd mal das Internet fragen gehen wo man sowas generell bestellen oder anfertigen lassen kann.
Ich würd versuchen, Muster zu bekommen. http://www.taisaw.com/en/product.php Unten rechts steht: Support for small payments, Paypal, Visa...
Guter Tipp, hab' mal 'ne Mail geschrieben. Ich sage Bescheid, wenn sich was ergibt.
Hi, Sven, > Diese Keramikfilter sehen sehr interessant aus, aber die Bandbreite ist > immer höchstens ein hundert paar kHz, oder? Gibt's die auch breiter? Schau in die Datenblätter und Applikationen. > Solche Koaxkabel-Filter habe ich mir schon einige zusammengesteckt -- > aber die Bandbreite sind hier wieder ziemlich groß, oder? Fang nicht an, etwas härteres suchen zu wollen als Diamant - die Suche könnte sich hinaus zögern. Die Güte des Filters hängt direkt ab von der Güte des Materials. Wenn Du wesentlich besser sein willst als Semirigid, dann landest Du bald bei Supraleitung, da sind viel höhere Güten erreichbar. > Außerdem gäbe > es doch hier dann ziemlich viele Obertöne, die auch durchgelassen > werden... > Insbesondere sind die Antworten so spitz /\ Mit Koaxkabeln, Semirigid und Koaxialresonatoren lassen sich auch Bandfilter bauen. Die Miktrowellentechnik kennt auch Interdigitalfilter, aber die brauchen eine Menge Handarbeit und viel Lernzeit. Sven, Wernher von Braun baute seine Saturn V nicht gleich zu Anfang, sondern begann wohl mit Feuerwerksraketen. Zu viel Ehrgeiz am Anfang endet eher schrecklich. Ciao Wolfgang Horn
Bei schmalbandigen Filtern sollte man erst die Leistung anschauen. Man hat Spannungsueberhoehung, und dann reichen 0603 oder so plotzlich nicht mehr. Ein Helixfilter wird vielleicht etwas klotzig, kann mit der freien Software von tonnesoftware.com gerechnet werden. Striplinefilter werden vielleicht auch etwas gross.
Leistung wird hier keine übertragen, es handelt sich um ein reines Empfangssystem. Am Schluss soll das Signal so um die -30dBm haben. 0603 wäre also sicherlich ausreichend. ;)
Bei näherem Nachdenken ist die Bandbreite vielleicht doch etwas zu groß, eine kleinere wäre auch nicht so schlecht. Ich hab' für diesen hier [1] auch mal angefragt (kann man irgendwie auch nirgends kaufen). Bin mal gespannt! ;) ____ http://www.vectron.com/products/saw/pdf_saw/TFS408.pdf
Hallo Sven Gerade hab ich Deinen anderen Tread gesehen. Microstrip-Antenne für 73cm? Beitrag "Microstrip-Antenne für 73cm?" Dieser Artikel ist Dir wahrscheinlich schon bekannt: http://www.technewsdaily.com/6023-nasa-pumps-space-signals.html Anscheinend sind schon welche am Nachbauen der Spirale. 408 MHz ist also die Empfangsfrequenz. Gibt es einen Verstärker vor dem Filter? Falls nein, sollte die Einfügedämpfung so gering als möglich sein. Die Einfügedämpfung und die Dämpfung bei einer eventuellen Spiegelfrequenz sind bestimmt wichtiger, als eine schmale 6dB Bandbreite, falls planst, das runterzumischen und nochmal "richtig" zu Filtern. Kann es Probleme mit Spiegelfrequenzen geben? Reichen 50 dB Weitabselektion aus? Eine Antenne mit 20dB Richtwirkung erhöht die Filterwirkung schon auf 70dB. Allerdings kommen Störsignale von der Seite, da nützt ein gutes Vor/Rückverhältnis nichts. Die Antenne müßte bei 90° ein Minimum haben. Gruß, Bernd
Hallo! B e r n d W. schrieb: > Dieser Artikel ist Dir wahrscheinlich schon bekannt: > http://www.technewsdaily.com/6023-nasa-pumps-space-signals.html > Anscheinend sind schon welche am Nachbauen der Spirale. Nein, kannte ich noch nicht! Klingt cool, wenn auch für den Amateuer schwer zu realisieren ;) > 408 MHz ist also die Empfangsfrequenz. > Gibt es einen Verstärker vor dem Filter? > Falls nein, sollte die Einfügedämpfung so gering als möglich sein. Ich hatte vor, den Vorverstärker vor den Filter zu bauen, ja, eben um zu vermeiden, dass das eh schon sehr schwache Signal durch den Filter weiter künstlich reduziert wird. Solange der Verstärker durch das Signal nicht überlastet wird, sollte das ja okay sein... > Die Einfügedämpfung und die Dämpfung bei einer eventuellen > Spiegelfrequenz sind bestimmt wichtiger, als eine schmale 6dB > Bandbreite, falls planst, das runterzumischen und nochmal "richtig" zu > Filtern. Einen Mischer hatte ich eigentlich nicht vorgesehen. Als Detektor will ich den AD8302 verwenden, der die Phase (die mich eigentlich interessiert) und Amplitude von dem Signal auch ohne Verringerung der Frequenz problemlos auswerten können sollte. Vor den Detektor würde ich dann noch so einen SAW-Filter und einen LC-Filter hoher Ordnung bauen; letzteren dazu, um sicherzustellen, dass Störungen, die weit vom 408MHz-Band wegliegen, zuverlässig rausgefiltert werden (denn der AD8302 arbeitet bis 2.7GHz). > Kann es Probleme mit Spiegelfrequenzen geben? Ich denke Spiegelfrequenzen wären schon schlecht, aber ich hatte gehofft, die mit einem zusätzlichen LC-Filter wegselektieren zu können. > Reichen 50 dB Weitabselektion aus? Ich denke ja. Falls nicht, dann könnte ich ja einfach zwei der Filter hintereinander schalten und den doppelten Insertion Loss in Kauf nehmen, oder? > Eine Antenne mit 20dB Richtwirkung erhöht die Filterwirkung schon auf > 70dB. Allerdings kommen Störsignale von der Seite, da nützt ein gutes > Vor/Rückverhältnis nichts. Die Antenne müßte bei 90° ein Minimum haben. Hmm, tut mir Leid, ich verstehe nicht ganz, was Du damit sagen willst. Du meinst, wenn die Antenne weniger Gain nahe beim Horizont hat, kommen überhaupt erst weniger Störungen rein? Danke und Gruß, Sven
Wenn es groß sein darf und mechanische Arbeiten kein Problem sind, ist ein Interdigitalfilter am einfachsten zu bauen. Hier sehr ausführlich eines für 426 MHz mit etwa 6 MHz 3dB-Bandbreite http://www.ussc.com/~uarc/utah_atv/interdigital1.html
Sehr schöne Seite, aber ich fürchte das ist für meine Anwendung zu aufwendig. Ich bräuchte schon einige dieser Filter, und für jeden so einen großen Kasten zusammenschrauben... das ist schon recht viel Zeit- und Kostenaufwand.
> Klingt cool, wenn auch für den Amateuer schwer zu realisieren ;) Die Spirale lässt sich realisieren, die Supraleitung stellt ein Problem dar. Beim Verstärker weiß ich nicht, ob und um wieviel besser ein ungekühlter parametrischer Verstärker gegenüber einem aktuellen LNA abschneidet, er würde sich aber verwirklichen lassen. >> Bandbreite, falls planst, das runterzumischen > Als Detektor will ich den AD8302 verwenden, der die Phase > (die mich eigentlich interessiert) und Amplitude Für den Phasenvergleich benötigt es eine Referenz, die Phase zur nächsten Antenne? Du willst also alle gleichzeitig auswerten in Echtzeit. Dann zeichnen 20 Raspberries gleichzeitig die Signale (Phase/Amplitude) auf und senden sie anschließend an den zentralen PC. Und dies wiederholt sich dann in regelmäßigen Intervallen. >> Die Antenne müßte bei 90° ein Minimum haben. > Hmm, tut mir Leid, ich verstehe nicht ganz Ganz unten gibt es ein Diagramm mit einer typischen Richtcharakteristik: http://ivvgeo.uni-muenster.de/Vorlesung/GPS_Script/wellen_frequenzen.html Die Anzahl der Nebenkeulen hängt von der Anzahl der Elemente einer Antenne und vom Aufbau ab. Ein Minimum bei 90° wäre gut, um Störungen von der Seite fernzuhalten. Ein einfacher Dipol hat eine Keule nach vorne, eine nach hinten und ein Minimum bei 90°
B e r n d W. schrieb: > Die Spirale lässt sich realisieren, die Supraleitung stellt ein Problem > dar. Klar, die Supraleitung meinte ich auch mit "schwer realisierbar". >>> Bandbreite, falls planst, das runterzumischen >> Als Detektor will ich den AD8302 verwenden, der die Phase >> (die mich eigentlich interessiert) und Amplitude > Für den Phasenvergleich benötigt es eine Referenz, die Phase zur > nächsten Antenne? Du willst also alle gleichzeitig auswerten in > Echtzeit. Da die beobachteten Signale sich relativ langsam ändern (für thermische Strahler lediglich in Minuten, weil die Objekte wandern; für veränderliche Strahler wie Pulsare ein paar mal pro Sekunde), hoffe ich, dass das nicht nötig ist. Ich will eine der Antennen als Referenzantenne benutzen, und dann nacheinander das Signal aller anderen mit dieser vergleichen. Genauso gut könnte man wohl auch einen Frequenzsynthesizer mit hinreichend geringem Phasenrauschen als Referenz nehmen. Insofern keine 20 RPis und AD8302s, sondern nur jeweils eines und ein schaltbarer RF-Input-Multiplexer (notfalls eine Kaskade aus RF-Switches). Das ist erstmal nur durch die Geschwindigkeit von den Pi-GPIOs und den ADC beschränkt, die Schalter sind sehr schnell (40ns). Eine "dedizierter" Controller mit einem flotten uC, der einen schnellen ADC ausliest und die Schalter im 1/10ms-Takt umschaltet, wäre als zweiter Schritt sicherlich cool, erstmal geht es jedenfalls auch ohne, vor allem für die einfachen Objekte wie Sonne und Mond. Eins nach dem anderen ;) > Ganz unten gibt es ein Diagramm mit einer typischen Richtcharakteristik: > http://ivvgeo.uni-muenster.de/Vorlesung/GPS_Script/wellen_frequenzen.html > > Die Anzahl der Nebenkeulen hängt von der Anzahl der Elemente einer > Antenne und vom Aufbau ab. Ein Minimum bei 90° wäre gut, um Störungen > von der Seite fernzuhalten. Ein einfacher Dipol hat eine Keule nach > vorne, eine nach hinten und ein Minimum bei 90°. Ah. Ja. Das hat ja aber mit dem Filter erstmal nichts zu tun, oder? Störungen auf anderen Frequenzen kommen schließlich von oben genauso (die Objekte am Himmel strahlen ja durchaus auch auf anderen Bändern). Aber Du hast auf jeden Fall Recht, dass das gut wäre. Im Netz findet man für den Strahlungspattern von Patchantennen (die ich verwenden will) immer sowas [1] was für mich ziemlich optimal aussieht: vom Horizont kommt kaum was rein, von unten (300K-Rauschen des Erdbodens!) auch nicht, und oben herum ist es schön gleichmäßig. Grüße, Sven _____ [1] http://www.l-com.com/copyrighted_images/pattern_hg53-58-4911p.gif
Hallo Sven, ich gebe nochmal mein Semon dazu. > Einen Mischer hatte ich eigentlich nicht vorgesehen. Als Detektor will > ich den AD8302 verwenden, der die Phase (die mich eigentlich > interessiert) und Amplitude von dem Signal auch ohne Verringerung der > Frequenz problemlos auswerten können sollte. Vor den Detektor würde ich > dann noch so einen SAW-Filter und einen LC-Filter hoher Ordnung bauen; > letzteren dazu, um sicherzustellen, dass Störungen, die weit vom > 408MHz-Band wegliegen, zuverlässig rausgefiltert werden (denn der AD8302 > arbeitet bis 2.7GHz). LC Filter wirken nicht mehr bei > 1GHz, da selbst SMD Bauteile dann nicht mehr dem idealen L oder C entsprechen. In dem Bereich macht man eigentlich nur noch Microstripfilter oder Klempnertechnik, weil das alles andere nur noch mäßig funktioniert. Und verbaue in der zweiten Stufe nach dem Filter irgend ein MMIC das nicht viel mehr als 1GHz Bandbreite hat, damit handelst du dir deutlich weniger Ärger ein, teilweise haben die ein ziemliches Eigenleben, wenn man nicht achtpasst. >> Kann es Probleme mit Spiegelfrequenzen geben? > Ich denke Spiegelfrequenzen wären schon schlecht, aber ich hatte > gehofft, die mit einem zusätzlichen LC-Filter wegselektieren zu können. Bei deinem Konzept gibt es keine Spiegelfrequenz, das gibt es nur bei Überlagerungsempfänger. >> Reichen 50 dB Weitabselektion aus? > Ich denke ja. Falls nicht, dann könnte ich ja einfach zwei der Filter > hintereinander schalten und den doppelten Insertion Loss in Kauf nehmen, > oder? Schirm den Aufbau richtig ordentlich ab, das ist wichtig. Und nimm zur Verbindung zwischen Patch/LNA und dem Rest anständiges Koaxkabel, am besten mit Folie und Schirm, bitte kein Noname RG-58. >> Eine Antenne mit 20dB Richtwirkung erhöht die Filterwirkung schon auf >> 70dB. Allerdings kommen Störsignale von der Seite, da nützt ein gutes >> Vor/Rückverhältnis nichts. Die Antenne müßte bei 90° ein Minimum haben. > Hmm, tut mir Leid, ich verstehe nicht ganz, was Du damit sagen willst. > Du meinst, wenn die Antenne weniger Gain nahe beim Horizont hat, kommen > überhaupt erst weniger Störungen rein? Das Problem ist, das der Pegel der terrestrischen Sender bei Elevation 0°~5° sehr hoch ist (z.B. GSM-Zellen, Rundfunk/Fernsehen/Bündelfunk), das wird zwar durch die verminderte "Gewinn" in der Richtung etwas gemindert, aber der absolute Pegel ist immer noch höher als gegen den kalten Himmel, wo Satelliten und ab und zu ein Flugzeug senden, erster auf Grund der Entfernung schon mal viel weniger Empfangspegel erzeugt als die terretrischen Sender.
Hi! Andreas F. schrieb: > LC Filter wirken nicht mehr bei > 1GHz, da selbst SMD Bauteile dann > nicht mehr dem idealen L oder C entsprechen. In dem Bereich macht man > eigentlich nur noch Microstripfilter oder Klempnertechnik, weil das > alles andere nur noch mäßig funktioniert. Und verbaue in der zweiten > Stufe nach dem Filter irgend ein MMIC das nicht viel mehr als 1GHz > Bandbreite hat, damit handelst du dir deutlich weniger Ärger ein, > teilweise haben die ein ziemliches Eigenleben, wenn man nicht achtpasst. Okay. Aber mit 400MHz bin ich ja schon noch ein Stück unter 1GHz ;) > Bei deinem Konzept gibt es keine Spiegelfrequenz, das gibt es nur bei > Überlagerungsempfänger. Ah -- ich dachte bei "Spiegelfrequenz" in dem Kontext an eine Frequenz, die von dem Filter eben auch durchgelassen wird. Einige Filterkonzepte haben das Problem ja. > Schirm den Aufbau richtig ordentlich ab, das ist wichtig. Und nimm zur > Verbindung zwischen Patch/LNA und dem Rest anständiges Koaxkabel, am > besten mit Folie und Schirm, bitte kein Noname RG-58. Ja, ich werde alles in so tolle Blechboxen bauen ;) Ich habe solches Kabel hier: http://de.farnell.com/jsp/search/productdetail.jsp?SKU=1202736 Ist das OK? Kann ich irgendwie schlecht beurteilen, auf welche Werte muss man da achten? Dämpfung pro Längeneinheit? > Das Problem ist, das der Pegel der terrestrischen Sender bei Elevation > 0°~5° sehr hoch ist (z.B. GSM-Zellen, Rundfunk/Fernsehen/Bündelfunk), > das wird zwar durch die verminderte "Gewinn" in der Richtung etwas > gemindert, aber der absolute Pegel ist immer noch höher als gegen den > kalten Himmel, wo Satelliten und ab und zu ein Flugzeug senden, erster > auf Grund der Entfernung schon mal viel weniger Empfangspegel erzeugt > als die terretrischen Sender. Theoretisch dürfte ja auf dem Band gar nix senden. Klar, breitbandige Störungen hat man immer noch. Ansonsten -- "auf einen Berg gehen" ist wohl eine gute Idee? ;) Außerdem denke ich, wenn man die Ground Plane etwas größer macht, reduziert man die Störungen aus den kleinen Winkeln auch nochmal deutlich, weil der Gain in der Richtungn dann deutlich kleiner wird... wenn ich mich recht erinnere. Grüße, Sven P.S. zum Thema: ich hab mal an einigen Stellen angefragt ob ich Samples haben kann, ich melde mich, sobald ich was zum durchmessen bekommen habe. ;)
Wir sind wieder mal soweit. Ich denke Sven ist fachlich weit ueberfordert, baut an einem Hirngespinst rum. Worum's geht wissen wir immernoch nicht. 400MHz vom Himmel direkt, ohne Mischen zu Empfangen kann 's ja nicht sein.
Hallo Sven, > Andreas F. schrieb: >> LC Filter wirken nicht mehr bei > 1GHz, da selbst SMD Bauteile dann >> nicht mehr dem idealen L oder C entsprechen. In dem Bereich macht man >> eigentlich nur noch Microstripfilter oder Klempnertechnik, weil das >> alles andere nur noch mäßig funktioniert. Und verbaue in der zweiten >> Stufe nach dem Filter irgend ein MMIC das nicht viel mehr als 1GHz >> Bandbreite hat, damit handelst du dir deutlich weniger Ärger ein, >> teilweise haben die ein ziemliches Eigenleben, wenn man nicht achtpasst. > Okay. Aber mit 400MHz bin ich ja schon noch ein Stück unter 1GHz ;) Bei 4MHZ Bandbreite ist dein Rauschpegel für 0dB NF irgendwo bei etwas unter -110dBm, angestrebt hast du wenn ich das richtig in Erinnerung habe einen Pegel von -30dBm. Macht dann ein Gain über alles von 80dB, wobei ich den Rauschpegel auf -50dB setzen würde (was dann 60dB Gain sind wegen der besseren Dynaik (Der AD kann -60-0dBm als Eingangssignal) Der LNA http://www.zalio.id.au/LNA432.html macht knapp 20dB, ein Filter schluckt zwischen 3-6dB, wenn du wirklich RG174 nimmst und jedes Antenne 10m Kabel hat, brauchst du nach dem LNA 70dB Verstärkung. Jetzt mal einige Fußangeln die ich bei dem Konzepte sehe. Mehr als 40dB Verstärkung würde ich nicht in ein Gehäuse packen, weil das dann alles andere als banal ist, so eine Verstärker ohne entsprechende Erfahrung stabil zu bekommen. Die zweite Verstärkerstufe hat noch einen Einfluß auf die Gesamtrauschzahl. Siehe http://217.34.103.131/applications/mcl_nf_calc.html Nur erhöht der Filterverlust nach dem LNA deine Rauschzahl der zweiten Stufe um den entsprechenden Betrag. Ab der 3. Stufen kann man das vernachlässigen, weil der Anteil dann sehr klein ist. Jetzt gibt es mehrere Möglichkeiten um auf den gewünschten Pegel zu kommen : Nach dem Filter verbaust du nur noch MMICs, die haben den Vorteil, das die an 50Ohm angepasst sind, aber dafür wird halt alles breitbandig verstärken, was hinter dem Filter noch rauskommt oder eingestrahlt wird. Das geht dann auf dein AD mit drauf und verfälscht dir die Messung. Die Alternative ist, zwei Filter einzusetzen, aber bitte nicht direkt hintereinander, weil dann die Gesamtrauschzahl deines System noch schlecht wird. Wenn zwischen den beiden Filter ein MMIC. Das ist mit Stripline auf FR4 ziemlich gut beherrschbar, solange man das ordentlich schirmt und vor allem die Versorgungsspannung zwischen den Stufen breitbandig entkoppelt. Außerdem versauen dir entsprechende Einstrahlungen über das Gehäuse, Koaxkabel und Spannungszuführung die Selektion. Die andere Methode: Nach dem Filter nimmst du diskrete BJT oder FET und baust damit die Stufen aus. Die werden dann automatisch durch die Leistungsanpassung frequenzselektiv, das ist aber mehr Arbeit als einfach 50Ohm Gain-Block zu kaskadieren. >> Bei deinem Konzept gibt es keine Spiegelfrequenz, das gibt es nur bei >> Überlagerungsempfänger. > Ah -- ich dachte bei "Spiegelfrequenz" in dem Kontext an eine Frequenz, > die von dem Filter eben auch durchgelassen wird. Einige Filterkonzepte > haben das Problem ja. Spiegelfrequenz gibt es eigentlich nur bei Überlagerungsempfänger, weil die unterwünschte Frequenz spiegelsymetrisch auf der anderen Seite der LO liegt. Siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Spiegelfrequenz Das du nur eine endliche stopband rejection hast, ist grundsätzlich so, Da hilft nur Schirmen und kaskadieren. >> Schirm den Aufbau richtig ordentlich ab, das ist wichtig. Und nimm zur >> Verbindung zwischen Patch/LNA und dem Rest anständiges Koaxkabel, am >> besten mit Folie und Schirm, bitte kein Noname RG-58. > Ja, ich werde alles in so tolle Blechboxen bauen ;) Das ist auch nötig, siehe oben. > Ich habe solches Kabel hier: > http://de.farnell.com/jsp/search/productdetail.jsp?SKU=1202736 > Ist das OK? Kann ich irgendwie schlecht beurteilen, auf welche Werte > muss man da achten? Dämpfung pro Längeneinheit? Dämpfung pro Längeneinheit und das Schirmmaß, wobei RG-174 da nicht erste Wahl ist, wenn Aircell 5 oder 7, weniger Verluste, besseres Schirmung. >> Das Problem ist, das der Pegel der terrestrischen Sender bei Elevation >> 0°~5° sehr hoch ist (z.B. GSM-Zellen, Rundfunk/Fernsehen/Bündelfunk), >> das wird zwar durch die verminderte "Gewinn" in der Richtung etwas >> gemindert, aber der absolute Pegel ist immer noch höher als gegen den >> kalten Himmel, wo Satelliten und ab und zu ein Flugzeug senden, erster >> auf Grund der Entfernung schon mal viel weniger Empfangspegel erzeugt >> als die terretrischen Sender. > Theoretisch dürfte ja auf dem Band gar nix senden. Klar, breitbandige > Störungen hat man immer noch. > Ansonsten -- "auf einen Berg gehen" ist wohl eine gute Idee? ;) Nein, komplett falsch, wenn sich eine Kuhle irgendwo in der Landschaft suchen, damit alles was terrestrisch ist, möglichst abgeschattet ist. Auf dem Berg "sieht" deine Antenne alle Ausserbandsignale im Umkreis von 50-150km (je nach Höhe). Die werden zwar durch die Antenne und das Filter gedämpft, aber man wenn vom Pegel her in die Nähe deines Nutzsignals kommen, hast du ein Problem.
> Spiegelfrequenz Die Spiegelfrequenz hatte ich nur erwähnt, weil mir das Konzept noch nicht klar war. > SAW-Filter Das Filter hat bei 433 MHz eine Dämpfung von ~50 dB. Falls das Störsignal 50 dB stärker ist als das Nutzsignal und dauerhaft ansteht, gibt es ein Problem. Ein sporadisch auftretendes Signal wird sich durch die Auswertung rauskompensieren. Sich bewegende Signalquellen treten als Linie unterschiedlicher Richtung auf dem Bild auf und eines davon ist das Gewünschte. Zuerst sollte bekannt sein: Wie groß ist das Nutzsignal und wie stark können die Störsignale werden. Ist die Signalquelle sehr schmalbandig oder wird eher ein breitbandiges Rauschen abgestrahlt? In beiden Fällen ist wahrscheinlich ein schmales Filter von Vorteil. Ein schmales Filter reduziert das Rauschen allgemein und mittelt auch das Phasenrauschen der Quelle.
B e r n d W. schrieb: >> SAW-Filter > > Das Filter hat bei 433 MHz eine Dämpfung von ~50 dB. Falls das > Störsignal 50 dB stärker ist als das Nutzsignal und dauerhaft ansteht, Bündelfunk arbeitet zwischen 410MHz-430MHz, das ist dann deutlich näher dran. > gibt es ein Problem. Ein sporadisch auftretendes Signal wird sich durch > die Auswertung rauskompensieren. Sich bewegende Signalquellen treten als > Linie unterschiedlicher Richtung auf dem Bild auf und eines davon ist > das Gewünschte. Auch bei dem AD8302? Der Phasenkomperator arbeitet mit dem begrenzten Signalen aus der letzten Logarithmierstufe.
Hi bazo, danke für diese sehr ausführliche Antwort! ;) > Bei 4MHZ Bandbreite ist dein Rauschpegel für 0dB NF irgendwo bei etwas > unter -110dBm Könntest Du erklären, wie Du auf diesen Wert kommst? Ich habe den Eindruck, dass mir irgendwo in dieser Ecke wichtiges Wissen fehlt. ;) > angestrebt hast du wenn ich das richtig in Erinnerung > habe einen Pegel von -30dBm. Macht dann ein Gain über alles von 80dB, > wobei ich den Rauschpegel auf -50dB setzen würde (was dann 60dB Gain > sind wegen der besseren Dynaik (Der AD kann -60-0dBm als Eingangssignal) Diese 60dB sind also quasi das Maximum, was Sinn macht, weil ich ab da nur noch Rauschen und Signal gleichermaßen in dem Bereich verstärke, den ich sowieso detektieren kann? > Der LNA http://www.zalio.id.au/LNA432.html macht knapp 20dB, ein Filter > schluckt zwischen 3-6dB, wenn du wirklich RG174 nimmst und jedes Antenne > 10m Kabel hat, brauchst du nach dem LNA 70dB Verstärkung. Ja, mit sowas hatte ich auch etwa kalkuliert. Wobei ich das Kabel natürlich durch etwas verlustärmeres ersetzen kann (so arg viel habe ich noch nicht gekauft). > Mehr als 40dB Verstärkung würde ich nicht in ein Gehäuse packen, weil > das dann alles andere als banal ist, so eine Verstärker ohne > entsprechende Erfahrung stabil zu bekommen. Ja, normalerweise hat man doch eher so maximal +25dB pro Stufe, oder? Oder meinst Du, maximal +40dB mit z.B. gemeinsamer Spannungsversorgung und gemeinsamem Shielding? > Die zweite Verstärkerstufe hat noch einen Einfluß auf die > Gesamtrauschzahl. > > Siehe > http://217.34.103.131/applications/mcl_nf_calc.html Ja, damit (nicht mit dem Rechner, nur mit der Formel) habe ich vor längerem etwas rumexperimentiert. Ich bin auch zu dem Ergebnis gekommen, dass erste und zweite Stufe die Rauschzahl bestimmen und der Rest ziemlich egal ist. Dabei ist mir auch aufgefallen, dass es auch keinen großen Unterschied macht, ob der LNA jetzt 15 oder 20 dB Gain hat (was ja effektiv dasselbe wie ein Verlust von 5dB nach dem LNA ist). Mein geschätztes Ergebnis war dabei folgendes: 1) LNA (0.20dB NF, 15 dB Gain) -> 3 mal MMIC mit 1.1dB nF, 24dB Gain) -> NF 0.237dB, Gain +88.5dB 2) LNA (0.20dB NF, 20dB Gain) -> 3 mal MMIC mit 1.1dB nF, 24dB Gain) -> NF 0.212dB, Gain +93.5dB Dass das Optimalwerte sind, die man in der Realität nie erreichen wird ist mir klar, aber im Prinzip scheint der Filter nicht viel zu verhauen. Und notfalls kann ich ihn auch hinter den ersten MMIC stecken. > Nach dem Filter verbaust du nur noch MMICs, die haben den Vorteil, das > die an 50Ohm angepasst sind, aber dafür wird halt alles breitbandig > verstärken, was hinter dem Filter noch rauskommt oder eingestrahlt wird. > Das geht dann auf dein AD mit drauf und verfälscht dir die Messung. Die > Alternative ist, zwei Filter einzusetzen, aber bitte nicht direkt > hintereinander, weil dann die Gesamtrauschzahl deines System noch > schlecht wird. Ich hatte vor, einen Filter hinter den LNA zu setzen, dann ca. 3 bis 4 MMICs, und nochmal einen direkt vor den AD8302. Meinst Du das geht? > Wenn zwischen den beiden Filter ein MMIC. Das ist mit Stripline auf FR4 > ziemlich gut beherrschbar, solange man das ordentlich schirmt und vor > allem die Versorgungsspannung zwischen den Stufen breitbandig > entkoppelt. Außerdem versauen dir entsprechende Einstrahlungen über das > Gehäuse, Koaxkabel und Spannungszuführung die Selektion. Okay, danke für die Tipps. Koaxkabel sind aber nach meiner Erfahrung schon ziemlich einstrahlresistent... da dürften Gehäuse und Spannungsversorgung die schlimmeren Störquellen sein. > Die andere Methode: > Nach dem Filter nimmst du diskrete BJT oder FET und baust damit die > Stufen aus. Die werden dann automatisch durch die Leistungsanpassung > frequenzselektiv, das ist aber mehr Arbeit als einfach 50Ohm Gain-Block > zu kaskadieren. Ja, da habe ich irgendwie ein bisschen Angst davor. ;) Ich habe hier auch testweise mal diesen LNA aufgebaut, den ich verlinkt hatte, soo frequenzselektiv ist der tatsächlich nicht. Sicher hat er einen Peak bei der Optimalfrequenz, der 5 oder 6dB höher ist als bei den anderen Frequenzen, aber insgesamt ist er relativ breitbandig (nicht was die -3dB-Bandbreite angeht, aber wenn man die -9dB-Bandbreite nimmt oder so... dann ist er relativ breit). Ich kann mir nicht vorstellen, dass das ein besonders toller Filter ist... > Das du nur eine endliche stopband rejection hast, ist grundsätzlich so, > Da hilft nur Schirmen und kaskadieren. Okay. >> Ich habe solches Kabel hier: >> http://de.farnell.com/jsp/search/productdetail.jsp?SKU=1202736 >> Ist das OK? Kann ich irgendwie schlecht beurteilen, auf welche Werte >> muss man da achten? Dämpfung pro Längeneinheit? > > Dämpfung pro Längeneinheit und das Schirmmaß, wobei RG-174 da nicht > erste Wahl ist, wenn Aircell 5 oder 7, weniger Verluste, besseres > Schirmung. Ok, dann werde ich das auf jeden Fall mindestens für die Verbindung Patch -> LNA nehmen. > Nein, komplett falsch, wenn sich eine Kuhle irgendwo in der Landschaft > suchen, damit alles was terrestrisch ist, möglichst abgeschattet ist. > Auf dem Berg "sieht" deine Antenne alle Ausserbandsignale im Umkreis von > 50-150km (je nach Höhe). Die werden zwar durch die Antenne und das > Filter gedämpft, aber man wenn vom Pegel her in die Nähe deines > Nutzsignals kommen, hast du ein Problem. Hm, stimmt auch wieder. Hier [1] übrigens ein Dokument von SARA, in dem sowas ähnliches gebaut wird. Auf Seite 44 ist ein Schaltplan für dem Empfänger. Ich glaube nicht, dass es viel Sinn macht, das so zu verwenden, weil die Bauteile leider alle veraltet sind und es einfach bessere gibt. Vor allem der AD8302 sollte eigentlich den kompletten zweiten Teil von der Schaltung einsparen. Vom Prinzip her ist der Aufbau aber ähnlich. Grüße, Sven ______ http://www.phasorlabs.com/SARA408Receiver.pdf
Der AD8302 ist fuer Netzwerkanalyzer fuer Arme. Wenn man nicht einfach Sinnlos Rauschen aufzeichnen will, sollte man in Quadratur runtermischen und die Quadratur digitalisieren. Und das dann pro Antenne, und nachher die Signale der Antennen korrelieren. ZB in einem FPGA in Echtzeit.
Bonz schrieb: > Und das dann pro Antenne, und nachher > die Signale der Antennen korrelieren. ZB in einem FPGA in Echtzeit. Ich wüsste nicht, wie das gehen soll. Die Phase der Signale muss erhalten bleiben. Das heißt, der Fehler auf der Zeitskala sollte weniger als ein Prozent der Periodendauer betragen, das wären 25ps. Ohne Atomuhr ist das nicht machbar (die Profis machen das mit Atomuhren, aber ich habe leider keine). ;) Der Abstand der Antennen soll später in der Größenordnung "einige zehn Meter" liegen. Für den Anfang sicher weniger ("wenige Meter").
> Die Phase der Signale muss erhalten bleiben. Beim Runtermischen bleibt die Phase erhalten! > die Profis machen das mit Atomuhren Je niedriger die Frequenz, desto mehr Zeit hat man, bis die Phase um 1 Grad wegläuft. Da reicht eventuell schon ein Quarz.
B e r n d W. schrieb: >> Die Phase der Signale muss erhalten bleiben. > > Beim Runtermischen bleibt die Phase erhalten! Aber nur wenn alle Signale mit dem gleichen LO gemischt werden. Und das erfordert einen ziemlichen Kabelsalat, wenn die Antennen etliche Meter auseinanderstehen. Außerdem habe ich noch nicht ganz verstanden, warum eigentlich: seid ihr wirklich der Meinung, dass der AD8302 einfach nicht funktioniert für so einen Fall? Die Profis machen das schon bei 100MHz nur mit Atomuhren, nach grobem Überschlagen reicht ein Quartz bei 400MHz um etliche Größenordnungen (so 4) nicht.
Sven B. schrieb: >> Bei 4MHZ Bandbreite ist dein Rauschpegel für 0dB NF irgendwo bei etwas >> unter -110dBm > Könntest Du erklären, wie Du auf diesen Wert kommst? Ich habe den > Eindruck, dass mir irgendwo in dieser Ecke wichtiges Wissen fehlt. ;) Die Leistung bei thermischen Rauschen und 300K sind -174dBm/Hz Bandbreite. 4MHz Bandbreite erhöht das Rauschen um 66dB, macht dann einen Rauschflur von -108dBm (Wenn ich mich nicht im Kopf verrechnet habe) >> angestrebt hast du wenn ich das richtig in Erinnerung >> habe einen Pegel von -30dBm. Macht dann ein Gain über alles von 80dB, >> wobei ich den Rauschpegel auf -50dB setzen würde (was dann 60dB Gain >> sind wegen der besseren Dynaik (Der AD kann -60-0dBm als Eingangssignal) > Diese 60dB sind also quasi das Maximum, was Sinn macht, weil ich ab da > nur noch Rauschen und Signal gleichermaßen in dem Bereich verstärke, den > ich sowieso detektieren kann? Dein Eingangssignal muss über -108dBm an der Antenne sein, und an dem AD8302 dann irgendwo zwischen -50dBm und 0dBm sein (bei -60dBm ist der Signal/Signal+Rausch nicht so berauschend). Daraus kann man halt einfach berechnen, was man so an Verstärkung braucht. >> Mehr als 40dB Verstärkung würde ich nicht in ein Gehäuse packen, weil >> das dann alles andere als banal ist, so eine Verstärker ohne >> entsprechende Erfahrung stabil zu bekommen. > Ja, normalerweise hat man doch eher so maximal +25dB pro Stufe, oder? > Oder meinst Du, maximal +40dB mit z.B. gemeinsamer Spannungsversorgung > und gemeinsamem Shielding? Innerhalb einer Einheit, weil du sonst mit Übersprechen zwischen den Stufen ein Problem bekommst. Und irgendwann schwingt der Verstärker. >> Nach dem Filter verbaust du nur noch MMICs, die haben den Vorteil, das >> die an 50Ohm angepasst sind, aber dafür wird halt alles breitbandig >> verstärken, was hinter dem Filter noch rauskommt oder eingestrahlt wird. >> Das geht dann auf dein AD mit drauf und verfälscht dir die Messung. Die >> Alternative ist, zwei Filter einzusetzen, aber bitte nicht direkt >> hintereinander, weil dann die Gesamtrauschzahl deines System noch >> schlecht wird. > Ich hatte vor, einen Filter hinter den LNA zu setzen, dann ca. 3 bis 4 > MMICs, und nochmal einen direkt vor den AD8302. Meinst Du das geht? Weniger Verstärkung, du brauchst keine 5 *25db Gain hinter dem LNA, selbst mit Kabelverlusten. >> Wenn zwischen den beiden Filter ein MMIC. Das ist mit Stripline auf FR4 >> ziemlich gut beherrschbar, solange man das ordentlich schirmt und vor >> allem die Versorgungsspannung zwischen den Stufen breitbandig >> entkoppelt. Außerdem versauen dir entsprechende Einstrahlungen über das >> Gehäuse, Koaxkabel und Spannungszuführung die Selektion. > Okay, danke für die Tipps. Koaxkabel sind aber nach meiner Erfahrung > schon ziemlich einstrahlresistent... da dürften Gehäuse und > Spannungsversorgung die schlimmeren Störquellen sein. Einfach geschirmtes Kabel irgendwo um die 40dB, je nach Qualität auch mehr. >> Die andere Methode: >> Nach dem Filter nimmst du diskrete BJT oder FET und baust damit die >> Stufen aus. Die werden dann automatisch durch die Leistungsanpassung >> frequenzselektiv, das ist aber mehr Arbeit als einfach 50Ohm Gain-Block >> zu kaskadieren. > Ja, da habe ich irgendwie ein bisschen Angst davor. ;) Meine ersten Exeplemplare waren auch für den Rundableger;-) > Ich habe hier auch testweise mal diesen LNA aufgebaut, den ich verlinkt > hatte, soo frequenzselektiv ist der tatsächlich nicht. Sicher hat er > einen Peak bei der Optimalfrequenz, der 5 oder 6dB höher ist als bei den > anderen Frequenzen, aber insgesamt ist er relativ breitbandig (nicht was > die -3dB-Bandbreite angeht, aber wenn man die -9dB-Bandbreite nimmt oder > so... dann ist er relativ breit). Ich kann mir nicht vorstellen, dass > das ein besonders toller Filter ist... Naja, das LC-Anpassnetzwerk am Eingang hat halt keine sonderliche hohe Güte. >>> Ich habe solches Kabel hier: >>> http://de.farnell.com/jsp/search/productdetail.jsp?SKU=1202736 >>> Ist das OK? Kann ich irgendwie schlecht beurteilen, auf welche Werte >>> muss man da achten? Dämpfung pro Längeneinheit? >> >> Dämpfung pro Längeneinheit und das Schirmmaß, wobei RG-174 da nicht >> erste Wahl ist, wenn Aircell 5 oder 7, weniger Verluste, besseres >> Schirmung. > Ok, dann werde ich das auf jeden Fall mindestens für die Verbindung > Patch -> LNA nehmen. Den LNA würde ich direkt an den Patch dranschrauben, N-Buchse auf N-Stecker und gar kein Kabel. > Hier [1] übrigens ein Dokument von SARA, in dem sowas ähnliches gebaut > wird. Auf Seite 44 ist ein Schaltplan für dem Empfänger. Ich glaube > nicht, dass es viel Sinn macht, das so zu verwenden, weil die Bauteile > leider alle veraltet sind und es einfach bessere gibt. Vor allem der > AD8302 sollte eigentlich den kompletten zweiten Teil von der Schaltung > einsparen. Vom Prinzip her ist der Aufbau aber ähnlich. Ein Superhet mit freilaufendem VCO:-( > http://www.phasorlabs.com/SARA408Receiver.pdf
Sven B. schrieb: > Bonz schrieb: >> Und das dann pro Antenne, und nachher >> die Signale der Antennen korrelieren. ZB in einem FPGA in Echtzeit. > Ich wüsste nicht, wie das gehen soll. Die Phase der Signale muss > erhalten bleiben. Das heißt, der Fehler auf der Zeitskala sollte weniger > als ein Prozent der Periodendauer betragen, das wären 25ps. Ohne Atomuhr > ist das nicht machbar (die Profis machen das mit Atomuhren, aber ich > habe leider keine). ;) Bei IQ mischst du ins Basisband (also hast NF), begrenzt die Bandbreite mit einem Antialingsfilter und digitalisierst dann, dann bist du im µs Bereich für 1%.
Imho funktioniert der AD8302, wenn der Pegel vorher genügen angehoben wird. Die anderen Probleme bekommt man mit jedem Phasenvergleich. Nur gleichzeitiges Aufzeichnen und Auswerten durch ein Korrelationsverfahren hätte deutliche Vorteile. Aber das Nutzsignal hat runtergemischt nur noch 0-10 MHz, je nach verwendetem Prinzip. Es kann viel einfacher und ohne Verluste übertragen, gefiltert, umgeschaltet und vermessen werden. Zumindest kann man mal darüber nachdenken > Und das erfordert einen ziemlichen Kabelsalat Möglicherweise geht das mit CAT7-Kabel, 8 Adern paarweise verdrillt und abgeschirmt. Dazu gibt es auch schöne Steckverbinder. Am Besten die Kabel alle gleich lang machen, wegen der Laufzeit. > Die Profis machen das schon bei 100MHz nur mit Atomuhren Ein OCXO im stationären Zustand hat 0,1 ppm Abweichung, ein zweistufiger ist noch eine Größenordnung besser. Gebrauchte Rubidium-Normale werden manchmal in der Bucht angeboten (~70€ aus China).
bazo schrieb: > Die Leistung bei thermischen Rauschen und 300K sind -174dBm/Hz > Bandbreite. 4MHz Bandbreite erhöht das Rauschen um 66dB, macht dann > einen Rauschflur von -108dBm (Wenn ich mich nicht im Kopf verrechnet > habe) Das ist also das theoretisch beste Ergebnis, was ich mit einem Verstärker bei Zimmertemperatur erreichen kann, bei der Bandbreite. Okay. Wenn es besser sein soll, muss ich also den Verstärker kühlen. Interessant. > Dein Eingangssignal muss über -108dBm an der Antenne sein, und an dem > AD8302 dann irgendwo zwischen -50dBm und 0dBm sein (bei -60dBm ist der > Signal/Signal+Rausch nicht so berauschend). Daraus kann man halt einfach > berechnen, was man so an Verstärkung braucht. Ja, das war mir klar, ich hab' mich nur gewundert, wo das Rauschmaß herkam, was du angenommen hast. > Innerhalb einer Einheit, weil du sonst mit Übersprechen zwischen den > Stufen ein Problem bekommst. Und irgendwann schwingt der Verstärker. Und wie definiert sich eine "Einheit"? > Weniger Verstärkung, du brauchst keine 5 *25db Gain hinter dem LNA, > selbst mit Kabelverlusten. Ok... da ist aber ziemlich viel Kabel! ;) > Den LNA würde ich direkt an den Patch dranschrauben, N-Buchse auf > N-Stecker und gar kein Kabel. Aber wo passt der da dran? Der müsste ja dann quasi unter dem Patch hängen -- oder man baut einen Microstrip-Feed. Über das Mischen kann man durchaus nachdenken, hab ich natürlich auch getan, aber ich glaube einfach, dass der Nutzen (leichtere Übetragung + Filtern) von den Kosten, nämlich der Aufwand (und die Komplexität!) die dadurch entsteht, dass bei jeder Antenne das Signal desselben LO ankommen muss, deutlich überwogen wird... Ich lasse mich im Prinzip auch gern von was anderem überzeugen, aber die Empfangsmethode mit dem AD8302 finde ich irgendwie nicht kompliziert oder schlecht genug, um da verzweifelt auf der Suche nach etwas besserem zu sein. Das mit dem Korrelationsverfahren habe ich immer noch nicht so recht verstanden. Wie soll das funktionieren? Grüße, Sven
Hallo Sven Gibt es eine Vorstellung, mit welcher Feldstärke das Signal ankommt? Natürlich gibt es weit entfernte, extrem schwache Objekte. Du hast Dir bestimmt vorgenommen, etwas mehr als die Sonne zu sehen. Ein Anhaltspunkt wäre schon nützlich, eine Mindestanforderung. > Und wie definiert sich eine "Einheit"? Das Innere eines abgeschirmten Gehäuses/Moduls ohne weitere Trennwand dazwischen. Innerhalb dieses Moduls sollte die Verstärkung nicht größer als 40dB werden. > Das mit dem Korrelationsverfahren habe ich immer noch nicht > so recht verstanden. Wie soll das funktionieren? Damit wird berechnet, wie weit ein Signal gegenüber einem Anderen verschoben werden muss, damit sich zwei Kurven optimal decken. Damit hat man die mittlere Zeit- bzw. Phasenverschiebung über dem verwendeten Intervall.
Was soll das Problem an einem identischen LO sein ? Ein Generator mit 400Mhz, ein Splitter zB div 4, div 8, une ebenso viele gleichlange Kabel dran. Eins zu jedem Receiver. Korrelation bedeutet mathematisch eines ueber das andere Drueberziehen, multiplizieren, integrieren. Die Funktionalitaet davon : Vergleichen wie stark zwei Signale miteinander zu tun haben. Angewendet auf Antennen, die weiter als einige Wellenlaengen auseinanderstehen, korreliert man die verzoegerten Signal miteinander, und bekommt dann raus aus welcher Richtung welche Signale kommen, Schrott und Rauschen faellt raus.
Hi! B e r n d W. schrieb: > Gibt es eine Vorstellung, mit welcher Feldstärke das Signal ankommt? > Natürlich gibt es weit entfernte, extrem schwache Objekte. Du hast Dir > bestimmt vorgenommen, etwas mehr als die Sonne zu sehen. Ein > Anhaltspunkt wäre schon nützlich, eine Mindestanforderung. Ja, und die ist leider ziemlich pessimistisch: Die Sonne hat ganz grob 10^5 Jy, und ein Jy sind 10^-26 W / (m² Hz). Interessante Signalquellen haben zwei, drei Größenordnungen weniger. Mit einem handelsüblichen Fernseh-LNB und Satellite Finder (im Wesentlichen ein LNA mit Intensitätsanzeige) lässt sich die Sonne (bei 10GHz allerdings) gut detektieren [1] (die Aufnahme ist von mir). Wenn man das als Referenz nimmt ist zu beachten, dass die Bandbreite von dem Aufbau glaube ich ziemlich groß ist (genau weiß ich es nicht, weil ich weder Messtechnik in dem Frequenzbereich habe, noch das Ding selbst gebaut habe -- ich hab's bloß gehackt), ich denke so Größenordnung 1GHz. >> Und wie definiert sich eine "Einheit"? > > Das Innere eines abgeschirmten Gehäuses/Moduls ohne weitere Trennwand > dazwischen. Innerhalb dieses Moduls sollte die Verstärkung nicht größer > als 40dB werden. Gut, danke, nützlich zu wissen. Ich hatte eh vor, zwischen jedes Modul (Verstärker, Filter, ...) zumindest eine Blechabschirmung zu bauen, so wie man das in den professionellen Designs auch sieht. > Damit wird berechnet, wie weit ein Signal gegenüber einem Anderen > verschoben werden muss, damit sich zwei Kurven optimal decken. Damit hat > man die mittlere Zeit- bzw. Phasenverschiebung über dem verwendeten > Intervall. Ok. Das würde aber runtermischen und dann AD-Wandeln erfordern, nehme ich an. Zottel schrieb: > Was soll das Problem an einem identischen LO sein ? Ein Generator mit > 400Mhz, ein Splitter zB div 4, div 8, une ebenso viele gleichlange Kabel > dran. Eins zu jedem Receiver. Zum Beispiel, dass man nochmal ein Kabel mehr pro Antenne braucht, was gemessen daran, dass die Kabel eh schon ein größeres Ärgernis (Aufwand zum Aufbauen, Kosten, Sperrigkeit) sind, meiner Meinung nach durchaus ein Problem ist. Außerdem müsste man nochmal prüfen, ob der Oszillator phasenstabil genug ist. Ich habe grad nicht im Kopf, ob z.B. der ADF4350 dafür reichen würde. > Vergleichen wie stark zwei Signale miteinander zu tun haben. Angewendet > auf Antennen, die weiter als einige Wellenlaengen auseinanderstehen, > korreliert man die verzoegerten Signal miteinander, und bekommt dann > raus aus welcher Richtung welche Signale kommen, Schrott und Rauschen > faellt raus. Hm, die Messung der Phase mit dem AD8302 müsste dazu eigentlich äquivalent sein. Die Information, die man rausbekommt, ist jedenfalls denke ich dieselbe. Grüße, Sven _____ [1] http://www.vega-astro.de/userfiles/sonne.png
> die Messung der Phase mit dem AD8302 Da fällt mir gerade noch ein anderes Problem ein, wie gross soll das Array denn werden? Falls die Phase mehr als +/- 90 Grad abweicht, wird das Ausgangssignal des AD8302 mehrdeutig. Das entspricht bei 408MHz +/- 18 cm. Kann das die Software abfangen?
Das ist mir klar, ich kann die Phase durch ein programmatisch schaltbares Koaxkabel um einen kleinen Betrag verschieben. Dann wird es eindeutig. So ein Schalter ist eh wünschenswert, weil die Phasenmessung an den "Knickpunkten" ja sehr ungenau ist. Die 180° Abweichung kriegt man ja schon bei Antenneabständen von weniger als einem Meter, insofern wird das Array sicherlich deutlich größer. Die Software wird das dann schon schaffen, die muss schließlich noch geschrieben werden ;) Im Gegensatz zu dem Elektronik-Kram hab ich darin aber genug Übung. :] Grüße, Sven
Hallo Sven, >> Die Leistung bei thermischen Rauschen und 300K sind -174dBm/Hz >> Bandbreite. 4MHz Bandbreite erhöht das Rauschen um 66dB, macht dann >> einen Rauschflur von -108dBm (Wenn ich mich nicht im Kopf verrechnet >> habe) > Das ist also das theoretisch beste Ergebnis, was ich mit einem > Verstärker bei Zimmertemperatur erreichen kann, bei der Bandbreite. > Okay. Wenn es besser sein soll, muss ich also den Verstärker kühlen. > Interessant. Wobei richtiges Kühlen dann den Arbeitspunkt verschiebt und du dann dir über die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten Gedanken machen darfst. >> Innerhalb einer Einheit, weil du sonst mit Übersprechen zwischen den >> Stufen ein Problem bekommst. Und irgendwann schwingt der Verstärker. > Und wie definiert sich eine "Einheit"? > >> Weniger Verstärkung, du brauchst keine 5 *25db Gain hinter dem LNA, >> selbst mit Kabelverlusten. > Ok... da ist aber ziemlich viel Kabel! ;) Aircell 7 hat 15db/100m, alles drunter würde ich nicht anfassen, das ist allein schon mechanischer fragil. RG174 kann man zur Geräteinnenverkabelung nehmen. >> Den LNA würde ich direkt an den Patch dranschrauben, N-Buchse auf >> N-Stecker und gar kein Kabel. > Aber wo passt der da dran? Der müsste ja dann quasi unter dem Patch > hängen -- oder man baut einen Microstrip-Feed. N-Buchse auf die Rückseite des Patches-Reflektors, den Innenleiter direkt an das Patch-Element anlöten. Dann den LNA direkt anflanschen, neben bei die meisten der AFU-LNAs sind völlig fehlangepasst, weil die Transistoren eigentlich nicht für den Bereich sind, jedes Stück Kabel zwischen Antenne und LNA verschlechter auf Grund der Fehlanpassung massiv das Rauschverhalten (und zwar mehr als die reine Kabeldämpfung) > Über das Mischen kann man durchaus nachdenken, hab ich natürlich auch > getan, aber ich glaube einfach, dass der Nutzen (leichtere Übetragung + > Filtern) von den Kosten, nämlich der Aufwand (und die Komplexität!) die > dadurch entsteht, dass bei jeder Antenne das Signal desselben LO > ankommen muss, deutlich überwogen wird... Nö, du kannst doch an jede Einheit LNA/Filter/MMIC als Kabeltreiber machen. In deiner Zentraleinheit dann für n-1 Antennen den Switch, und dann diesen Ausgang und die Referenz auf jeweils auf eine I-Q Mixer, das ist dann vom Aufwand nicht so schlimm.
Hallo Sven, >> Damit wird berechnet, wie weit ein Signal gegenüber einem Anderen >> verschoben werden muss, damit sich zwei Kurven optimal decken. Damit hat >> man die mittlere Zeit- bzw. Phasenverschiebung über dem verwendeten >> Intervall. > Ok. Das würde aber runtermischen und dann AD-Wandeln erfordern, nehme > ich an. Ja, das setzt besagten IQ-Mixer vorraus. > Zottel schrieb: >> Was soll das Problem an einem identischen LO sein ? Ein Generator mit >> 400Mhz, ein Splitter zB div 4, div 8, une ebenso viele gleichlange Kabel >> dran. Eins zu jedem Receiver. > Zum Beispiel, dass man nochmal ein Kabel mehr pro Antenne braucht, was > gemessen daran, dass die Kabel eh schon ein größeres Ärgernis (Aufwand > zum Aufbauen, Kosten, Sperrigkeit) sind, meiner Meinung nach durchaus > ein Problem ist. > Außerdem müsste man nochmal prüfen, ob der Oszillator phasenstabil genug > ist. Ich habe grad nicht im Kopf, ob z.B. der ADF4350 dafür reichen > würde. Viel zu kompliziert gedacht, wenn du einen 408Mz LO brauchst, es gibt soviel erprobte Bauvorschläge für 404MHz XCO für Transverter 432/28MHZ aus dem AFU Bereich, deren Phasenrauschen und Stabilität ist besser als alle PLL.
Hi! bazo schrieb: > Wobei richtiges Kühlen dann den Arbeitspunkt verschiebt und du dann dir > über die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten Gedanken machen > darfst. Ja, hab ich auch nicht vor, ist mir zu aufwendig. > Aircell 7 hat 15db/100m, alles drunter würde ich nicht anfassen, das ist > allein schon mechanischer fragil. RG174 kann man zur > Geräteinnenverkabelung nehmen. "darunter" im Sinne von "teurer" oder "billiger"? ;) > N-Buchse auf die Rückseite des Patches-Reflektors, den Innenleiter > direkt an das Patch-Element anlöten. Dann den LNA direkt anflanschen Ok. Sieht dann wohl ein bisschen albern aus, weil der Stecker dreimal so groß ist wieder eigentliche Verstärker... ;) Was ist z.B. mit SMA? Oder hast du N wegen der Stabilität vorgeschlagen? > neben bei die meisten der AFU-LNAs sind völlig fehlangepasst, weil die > Transistoren eigentlich nicht für den Bereich sind, jedes Stück Kabel > zwischen Antenne und LNA verschlechter auf Grund der Fehlanpassung > massiv das Rauschverhalten (und zwar mehr als die reine Kabeldämpfung) Der den ich hier habe benutzt den ATF54143, der ist durchaus für den Bereich gedacht... > Nö, du kannst doch an jede Einheit LNA/Filter/MMIC als Kabeltreiber > machen. > In deiner Zentraleinheit dann für n-1 Antennen den Switch, und dann > diesen Ausgang und die Referenz auf jeweils auf eine I-Q Mixer, das ist > dann vom Aufwand nicht so schlimm. Das kann ich natürlich tun, aber dann sind ja z.B. alle Transportverluste eh schon drin. Was gewinne ich denn dann konkret überhaupt noch durch das Mischen? Gruß, Sven
Hallo Swen, Sven B. schrieb: >> Aircell 7 hat 15db/100m, alles drunter würde ich nicht anfassen, das ist >> allein schon mechanischer fragil. RG174 kann man zur >> Geräteinnenverkabelung nehmen. > "darunter" im Sinne von "teurer" oder "billiger"? ;) Im Sinne von technisch besser: Viel weniger Verluste, besseres Schirmung und mechanisch viel stabiler, inklusive der Stecker, die ja an das Kabel angeschlossen werden. Nachteil teurer und störiger in der Aufbewahrung. >> N-Buchse auf die Rückseite des Patches-Reflektors, den Innenleiter >> direkt an das Patch-Element anlöten. Dann den LNA direkt anflanschen > Ok. Sieht dann wohl ein bisschen albern aus, weil der Stecker dreimal so > groß ist wieder eigentliche Verstärker... ;) > Was ist z.B. mit SMA? Oder hast du N wegen der Stabilität vorgeschlagen? SMA ist mechanisch fragiler und nicht wasserdicht. Wenn man Patch LNA Kabel nur mit N-Stecker/Buchse verbindest, kannst du nicht kaputt machen. Wenn du das mit SMA und RG174 verbindest und irgendwann jemand über das Kabel fällt, ist das im Eimer und die SMA-Verbindung leitet auch darunter. >> neben bei die meisten der AFU-LNAs sind völlig fehlangepasst, weil die >> Transistoren eigentlich nicht für den Bereich sind, jedes Stück Kabel >> zwischen Antenne und LNA verschlechter auf Grund der Fehlanpassung >> massiv das Rauschverhalten (und zwar mehr als die reine Kabeldämpfung) > Der den ich hier habe benutzt den ATF54143, der ist durchaus für den > Bereich gedacht... Wichtig ist hier der Returnloss des Eingangs, die Schaltung müsst man mal analysieren und schauen, wie hoch der Returnloss ist. >> Nö, du kannst doch an jede Einheit LNA/Filter/MMIC als Kabeltreiber >> machen. >> In deiner Zentraleinheit dann für n-1 Antennen den Switch, und dann >> diesen Ausgang und die Referenz auf jeweils auf eine I-Q Mixer, das ist >> dann vom Aufwand nicht so schlimm. > Das kann ich natürlich tun, aber dann sind ja z.B. alle > Transportverluste eh schon drin. Was gewinne ich denn dann konkret > überhaupt noch durch das Mischen? Du kannst auf jeden Fall mitteln und damit periodische Signale unterhalb des Grundrauschen der Anlage erfassen, was dir mit der jetzigen Mimik nicht gelingen dürfte. Außerdem ist die Phasenauswertung eindeutig und nicht wie beim AD8302 mehrdeutig.
Hi! > Im Sinne von technisch besser: Viel weniger Verluste, besseres Schirmung > und mechanisch viel stabiler, inklusive der Stecker, die ja an das Kabel > angeschlossen werden. Nachteil teurer und störiger in der Aufbewahrung. Ok. > SMA ist mechanisch fragiler und nicht wasserdicht. Wenn man Patch LNA > Kabel nur mit N-Stecker/Buchse verbindest, kannst du nicht kaputt > machen. Wenn du das mit SMA und RG174 verbindest und irgendwann jemand > über das Kabel fällt, ist das im Eimer und die SMA-Verbindung leitet > auch darunter. Ja, stimmt schon. Ich probier' das einfach mal aus mit N, und wenn es sich (beim Prototyp) als unpraktisch erweist, kann man es immer noch ändern. > Wichtig ist hier der Returnloss des Eingangs, die Schaltung müsst man > mal analysieren und schauen, wie hoch der Returnloss ist. Richtkoppler wollte ich mir eh einen kaufen... das könnte ich als Anlass nehmen, dann kann ich das nachmessen ;) Richtkoppler bauen lohnt sich ja wohl nicht, nach dem was man so hört (evtl. schlechtes Ergebnis, plus die sind nicht soo teuer). > Du kannst auf jeden Fall mitteln und damit periodische Signale unterhalb > des Grundrauschen der Anlage erfassen, was dir mit der jetzigen Mimik > nicht gelingen dürfte. Du meinst, weil der Phasenvergleich andernfalls analog stattfindet und deshalb durch das Rauschen gestört wird? Hm, nicht sicher. Eine 408MHz-Schwingung wird auf jeden Fall immer da sein, denn es kommt genug Strahlung von... überall (sodass der Phasenkomparator jedenfalls nicht nur Rauschen vergleicht), und das eigentliche Signal sind kleine Schwankungen in der Phasendifferenz. Die müsste ich mit der jetzigen Methode auch detektieren können... > Außerdem ist die Phasenauswertung eindeutig und > nicht wie beim AD8302 mehrdeutig. Dafür muss ich mit > 8MHz sampeln, was ohne FPGA wohl nicht machbar ist. Dagegen ist ein RF-Schalter und 30cm Koaxkabel vernachlässigbar einfach, um dieses Mehrdeutigkeits-Problem zu lösen ;) Grüße, Sven
Wie wärs mit Runtermischen auf 10 kHz, mit beiden Signalen auf den Line-Eingang der Soundkarte und beide Signale gleichzeitig 1 Sekunde lang aufzeichnen. Dann per Korrelationsverfahren die Phasenverschiebung berechnen. Umschalten zum nächsten Kanal. Der Referenzkanal bleibt immer LINKS, der zu Messende RECHTS. Nachtrag: Zwei dieser USB-Soundadapter verwenden, um 4 Eingänge zu bekommen. Dann per I/Q auf Null mischen und auf die beiden Soundkarten führen.
Die Bandbreite ist 4MHz. Egal wie ich mische, muss ich mindestens mit 8MS/s sampeln. Einen ADC, der besser ist als die Soundkarte, kann man für 3 Euro kaufen. Warum also die Soundkarte nehmen? ;)
> Die Bandbreite ist 4MHz Warum? 4 MHz Bandbreite ergibt ein Frequenzgemisch mit keiner definierten Phase. Nur die Hüllkurve über die 4MHz ist nahezu identisch. Die kann aber nicht ausgewertet werden. Würden möglicherweise auch 4 Antennen reichen? Dann könnte man sich das Umschalten sparen. Für das Rauschen ist weniger die reine Anzahl der vorhandenen Antennen entscheitend, sondern die Datenmenge, über die gemittelt wird. Die Anzahl der Antennen nützt nur was, wenn auch alle Signalle gleichzeitig aufgezeichnet werden. > Einen ADC, der besser ist als die Soundkarte, kann man für 3 Euro Der kann aber nur mit erheblichem Aufwand ohne Unterbrechung aufgezeichnet werden. Einige Soundkarten sind für SDR-Verwendung schon getestet. Manche sind gut, andere nicht. Soundkarten enthalten in der Regel einen Sigma-Delta-Wandler mit einer guten Auflösung. Nur DC kann nicht gemessen werden. Noch zum Thema Kühlen: Ein Peltierkühler bringt ca. 40K. Selbst mit einem dreistufigen Kühler kommt man kaum tiefer als -100°C, um damit das Rauschen noch nicht mal zu halbieren. Dafür handelt man sich ohne gute Abdichtung Probleme mit Kondensation von Feuchtigkeit ein. Ob da alle Bauteile noch funktionieren, ist fraglich, denn selten ist was für tiefer als -40°C spezifiziert. Den Aufwand kann man für eine einzelne Antenne treiben, aber für ein privates Array ist der Aufwand entschieden zu hoch. >> Anhaltspunkt wäre schon nützlich, eine Mindestanforderung. > Die Sonne hat ganz grob 10^5 Jy, und ein Jy sind 10^-26 W / (m² Hz). > Interessante Signalquellen haben zwei, drei Größenordnungen weniger. Alle Angaben für 408 MHz: Cygnus-A, 4700 Jy Cassiopeia A, 5500 Jy Centaurus A, 2700 Jy Virgo A, 520 Jy Annahme: Eine Mindestempfindlichkeit von 5000 Jy, 20kHz Bandbreite und 1m² Fläche wird von der Antenne erfasst. Signal: P = 5 * 10^3 Jy * 10^-26 W / (m² Hz) * 1m² * 20*10^3 Hz P = 1 * 10^-18 W U = sqr(P * R) = sqr( 10^-18 W * 50 Ohm) U = 7nV Thermisches Rauschen: P = 4 * 10^-21 W/Hz * 20*10^3 Hz P = 8 * 10-17 W U = 63nV Fazit: Die stärkste Quelle liegt also 20dB (eher 30dB) unterm thermischen Rauschen. Mit der entsprechenden Auswertung bzw. Mittelung über einen langen Zeitraum scheint das machbar zu sein.
Sven B. schrieb: >> Wichtig ist hier der Returnloss des Eingangs, die Schaltung müsst man >> mal analysieren und schauen, wie hoch der Returnloss ist. > Richtkoppler wollte ich mir eh einen kaufen... das könnte ich als Anlass > nehmen, dann kann ich das nachmessen ;) > Richtkoppler bauen lohnt sich ja wohl nicht, nach dem was man so hört > (evtl. schlechtes Ergebnis, plus die sind nicht soo teuer). Naja, anständige Richtkoppler kosten anständig Geld, es sei den man bekommt die auf einem Flohmarkt sehr günstig >> Du kannst auf jeden Fall mitteln und damit periodische Signale unterhalb >> des Grundrauschen der Anlage erfassen, was dir mit der jetzigen Mimik >> nicht gelingen dürfte. > Du meinst, weil der Phasenvergleich andernfalls analog stattfindet und > deshalb durch das Rauschen gestört wird? Ja, der AD8302 begrenzt halt, und wenn du da thermisches Rauschen mit drin hast, gibt das nix mehr auswertbares, weil das breitbandig ist und dann immer einen Nulldurchgang produziert. > Hm, nicht sicher. Eine 408MHz-Schwingung wird auf jeden Fall immer da > sein, denn es kommt genug Strahlung von... überall (sodass der > Phasenkomparator jedenfalls nicht nur Rauschen vergleicht), und das > eigentliche Signal sind kleine Schwankungen in der Phasendifferenz. Die > müsste ich mit der jetzigen Methode auch detektieren können... Da habe ich meine Zweifel, wenn du unter dem Rauschpegel bist, hast du nicht nur 408MHz, sonder alles +-n MHz ebenfalls dabei. >> Außerdem ist die Phasenauswertung eindeutig und >> nicht wie beim AD8302 mehrdeutig. > Dafür muss ich mit > 8MHz sampeln, was ohne FPGA wohl nicht machbar ist. > Dagegen ist ein RF-Schalter und 30cm Koaxkabel vernachlässigbar einfach, > um dieses Mehrdeutigkeits-Problem zu lösen ;) Siehe die anderen Mails, mit dem Antialising-Filter begrenzt du eh die Bandbreite. Nebenbei (weil es mich auch für eine andere Baustelle interressiert), hat der Rashberry PI eigentlich einen Stereo Line-In oder braucht man da eine USB-Soundkarte zum Samplen?
Hi, B e r n d W. schrieb: >> Die Bandbreite ist 4MHz > Warum? 4 MHz Bandbreite ergibt ein Frequenzgemisch mit keiner > definierten Phase. Nur die Hüllkurve über die 4MHz ist nahezu identisch. > Die kann aber nicht ausgewertet werden. Aber je kleiner die Bandbreite, desto geringer die Empfindlichkeit. 4MHz erscheinen mir schon sinnvoll... > Würden möglicherweise auch 4 Antennen reichen? Dann könnte man sich das > Umschalten sparen. Für das Rauschen ist weniger die reine Anzahl der > vorhandenen Antennen entscheitend, sondern die Datenmenge, über die > gemittelt wird. Die Anzahl der Antennen nützt nur was, wenn auch alle > Signalle gleichzeitig aufgezeichnet werden. Mit 4 Punkten ist die räumliche Auflösung halt ziemlich mäßig, selbst bei langer Integrationszeit. Das ist halt so, wie wenn man versucht, ein komplettes Bild aus 4 Punkten zu rekonstruieren... >> Einen ADC, der besser ist als die Soundkarte, kann man für 3 Euro > Der kann aber nur mit erheblichem Aufwand ohne Unterbrechung > aufgezeichnet werden. Einige Soundkarten sind für SDR-Verwendung schon > getestet. Manche sind gut, andere nicht. Soundkarten enthalten in der > Regel einen Sigma-Delta-Wandler mit einer guten Auflösung. Nur DC kann > nicht gemessen werden. Um mit der Soundkarte zu messen, müsste man die Bandbreite auf < 20 kHz reduzieren. Das halte ich nicht für sinnvoll. Mit 4 MHz Bandbreite hat man gute 2 Größenordnungen mehr Energie zum Detektieren... > Noch zum Thema Kühlen: > Ein Peltierkühler bringt ca. 40K. Selbst mit einem dreistufigen Kühler > kommt man kaum tiefer als -100°C, um damit das Rauschen noch nicht mal > zu halbieren. Dafür handelt man sich ohne gute Abdichtung Probleme mit > Kondensation von Feuchtigkeit ein. Ob da alle Bauteile noch > funktionieren, ist fraglich, denn selten ist was für tiefer als -40°C > spezifiziert. Den Aufwand kann man für eine einzelne Antenne treiben, > aber für ein privates Array ist der Aufwand entschieden zu hoch. Ja, mache ich nicht. Ist klar, dass das sehr aufwendig ist. > Alle Angaben für 408 MHz: > Cygnus-A, 4700 Jy > Cassiopeia A, 5500 Jy > Centaurus A, 2700 Jy > Virgo A, 520 Jy Ja, das ist so die gewünschte Empfindlichkeit. > Annahme: > Eine Mindestempfindlichkeit von 5000 Jy, 20kHz Bandbreite und 1m² Fläche > wird von der Antenne erfasst. Wie kommst du auf diesen Zahlenwert? Nur so geschätzt, oder hast du eine magische Formel? ;) > Signal: > P = 5 * 10^3 Jy * 10^-26 W / (m² Hz) * 1m² * 20*10^3 Hz > P = 1 * 10^-18 W > U = sqr(P * R) = sqr( 10^-18 W * 50 Ohm) > U = 7nV > > Thermisches Rauschen: > P = 4 * 10^-21 W/Hz * 20*10^3 Hz > P = 8 * 10-17 W > U = 63nV > > Fazit: > Die stärkste Quelle liegt also 20dB (eher 30dB) unterm thermischen > Rauschen. Mit der entsprechenden Auswertung bzw. Mittelung über einen > langen Zeitraum scheint das machbar zu sein. Hm, 30dB? Nach der Rechnung wären es doch < 20dB, oder? Hier [1] wird auch die Empfindlichkeit eines Interferometers in dem Frequenzbereich ausgerechnet, wenn man da entsprechende Werte einsetzt, kommt man mit 300s Integrationszeit auf ~100Jy Empfindlichkeit -- wenn man als Systemtemperatur 300K annimmt (die wird in der Realität wohl höher liegen, wegen Rauschen vom Verstärker und so). Das passt ja so ganz grob zu deiner Rechnung. Von dem seinen uJy kann man natürlich als Amateur nur träumen ;) Aber das passt ja auch so grob in's Weltbild, dass die großen Anlagen 6 Größenordnungen besser sind. Grüße, Sven ___ [1] http://www.jb.man.ac.uk/~njj/int.pdf Seite 15
> Rashberry PI eigentlich einen Stereo Line-In Das Raspberry hat Sound drauf. Dann geh ich davon aus, dass es auch einen Eingang gibt. > Hm, 30dB? Nach der Rechnung wären es doch < 20dB Die Antenne mit 1m² aktiver Fläche liefert aber ohne weitere Verluste bei Leistungsanpassung nur die Hälfte. Die aktive Fläche zumindest pro Antenne ist auch deutlich geringer. Außerdem handelt es sich um eine grobe Schätzung. >> Eine Mindestempfindlichkeit von 5000 Jy, 20kHz Bandbreite und 1m² Fläche >> wird von der Antenne erfasst. > Wie kommst du auf diesen Zahlenwert? Die 5000 Jy entsprechen ungefähr den beiden stärksten Signalen, der Rest ist Annahme. Mir ging es einfach darum, die Größenordnung abzuschätzen. Die Bandbreite hat ja auf das S/N Verhältnis keinen großen Einfluss. In dem Fall wäre IMHO schmaler=besser, weil die Phase eindeutiger wird. Ich lass mich da aber gern vom Gegenteil überzeugen.
Sven B. schrieb: > Hi, > > B e r n d W. schrieb: >>> Die Bandbreite ist 4MHz >> Warum? 4 MHz Bandbreite ergibt ein Frequenzgemisch mit keiner >> definierten Phase. Nur die Hüllkurve über die 4MHz ist nahezu identisch. >> Die kann aber nicht ausgewertet werden. > Aber je kleiner die Bandbreite, desto geringer die Empfindlichkeit. 4MHz > erscheinen mir schon sinnvoll... Der Signal/Rauschabstand bleibt gleich, das hat erst mal nichts mit der Bandbreite zu tun. Es sein den, dein zu empfangenes Signal ist schmaler als 4MHz, dann wird der Signal/Rauschabstand schlechter, wenn man die Bandbreite hochsetzt. Gruß Andreas
Ich muss zugeben, dass ich diese Signal-Noise-Geschichten immer sehr knifflig finde. Trotzdem habe ich den Eindruck, dass eine größere Bandbreite bessere Empfindlichkeit bedeutet. In der Formel für die Empfindlichkeit in dem Paper kommt die Bandbreite übrigens auch vor. Andere Quellen nennen (leider ohne Herleitung) dieselbe Formel [1]. Extrembeispiel: Man setzt die Bandbreite auf 0, detektiert also nur noch Photonen einer ganz bestimmten Energie. Dazu setzt man noch die Energie (Frequenz) sehr hoch an, z.B. im Röntgenbereich, wo es nicht unüblich ist, dass nur wenige (50) Photonen pro, sagen wir, Stunde, von einer Quelle überhaupt am Teleskop ankommen. Mit der 0-Bandbreite hieße eine Rate von 50 Photonen pro Stunde, die auf eine gewisse Bandbreite verstreut von der Quelle kommen, dass die Chance, dass überhaupt ein Photon durch den Bandpass kommt, verschwindend gering ist. Die Empfindlichkeit ist somit quasi 0, weil überhaupt nichts mehr durch den Filter kommt. Ob die Argumentation sich so auf den Radiobereich übertragen lässt, kann ich jetzt nicht sagen. Ich wollte nur plausibel machen, warum ich denke, dass die Bandbreite durchaus einen Einfluss auf die Empfindlichkeit haben könnte. Sicher ist jedenfalls, dass das Argument "mit größerer Bandbreite bekommt man in gleichem Maße mehr Signal wie auch Rauschen" alles außer Acht lässt, was an Rauschen nach dem Filter eingeführt wird: das ist immer gleich viel, unabhängig von der Bandbreite, und fällt jedenfalls weniger ins Gewicht, wenn die zu detektierende Energie insgesamt höher ist. Ob das relevant ist, weiß ich wiederum nicht, aber es ist ein Punkt, den man evtl. beachten muss. Grüße, Sven _____ [1] Ctrl+F "Sensitivity" http://www.cv.nrao.edu/course/astr534/Interferometers2.html
> Sicher ist jedenfalls, dass das Argument "mit größerer Bandbreite > bekommt man in gleichem Maße mehr Signal wie auch Rauschen" alles außer > Acht lässt, was an Rauschen nach dem Filter eingeführt wird: das ist > immer gleich viel, unabhängig von der Bandbreite Alles was nach dem Filter kommt, hängt nicht von der Bandbreite ab. Das Filter kommt in diesem Fall aber ganz hinten.
Naja, der Filter kommt zum Beispiel vor dem Detektor (ADC, Phasenkomparator, was auch immer). Und der rauscht auch... Ach so, zu den 4MHz: das ist gerade 1% Bandbreite, und genauer als 1% ist der AD8302 auch nicht, deshalb dachte ich, das sei ein guter Wert. Außerdem ist 406-410MHz gerade 4MHz breit, sodass man das ganze reservierte Band belegt hat.
> Naja, der Filter kommt zum Beispiel vor dem Detektor. > Und der rauscht auch... Bei der Version mit der Soundkarte gibt es zwei Mischer, dann das Filter, dann den AD-Wandler auf der Soundkarte. Es gibt keinen Detektor, nur das Quantisierungsrauschen des AD-Wandlers. Das Rauschen ist so gering, dass man ein Mikrofon anschliessen kann. Der Dynamikbereich liegt irgendwo zwischen 60-80dB. Das Rauschen wird zu 90% durch die 1.Stufe nach der Antenne bestimmt.
Sorry, also das mit der Soundkarte halt ich für Unsinn. Der Aufwand für den Betrieb eines 50kS/s ADC ist nicht wesentlich, verglichen mit dem sonstigen Aufwand, den ich für das Projekt betreibe. Und dann hat man ein System, was für den entsprechenden Zweck entworfen ist, für das man sich die Parameter genau so aussuchen kann wie man sie braucht, und was sich nicht zuletzt sehr gut reproduzieren lässt (von anderen Leuten oder auch nur von mir selbst fünf Jahre später). Als Nebeneffekt zerstört man durch Überspannung nur ein 3-Euro-Bauteil und kein 1000-Euro-Notebook. Wenn ich die Mischer-Version aufbauen würde, dann könnte ich die 20 Euro und drei Tage Arbeit für dieses ADC-Board auch noch investieren. Der Vorschlag ist nett, danke, aber ich denke wirklich nicht, dass das in dem Fall Sinn macht. Trotzdem nochmal zu der Mischer-Methode: Was wäre der konkrete Vorteil dieses Aufbaus, mal abgesehen von eventuell reduzierter Komplexität? Grüße, Sven
Hallo Sven > Als Nebeneffekt zerstört man durch Überspannung nur > ein 3-Euro-Bauteil und kein 1000-Euro-Notebook. Irgendeine Schnittstelle ist für die Daten notwendig. Dann haut der Blitz halt dort rein. Wenn es in 5 Jahren noch PCs und Notebooks gibt dann haben die wahrscheinlich auch noch einen Line-In. Die Daten wären bei der Soundkarte bereits dort, wo sie hinsollen: Im PC. > Der Aufwand für den Betrieb eines 50kS/s ADC ist nicht wesentlich Volle Zustimmung, ich hab auch schon viele verschiedene ADCs verbaut. So schwierig ist das nicht. > nochmal zu der Mischer-Methode: Was wäre der konkrete Vorteil Durch die niedrige Frequenz und eine parallele Aufzeichnung bekommt man eine eindeutige Phasenerkennung und bereits eine Mittelung über das Intervall. Falls alle Antennensignale gleichzeitig ohne Lücke aufgezeichnet werden können, würde das möglicherweise den Vorteil von fast einer Zehnerpotenz verschaffen. Bei einer niedrigen Frequenz ist eine niedrigere Sample-Rate ausreichend und es fallen weniger Daten an ohne Verlust der Auflösung. Wenn trotz der Schmalbandigkeit mehrere Signale vorhanden sind, korrelieren die Kanäle bei unterschiedlichen Phasen und es gibt wie bei einer Fourier-Transformation mehrere Peaks. Diese können möglicherweise bereits nach wenigen Intervallen unterschieden werden. Mit einem einfachen Phasenkomparator geht das nicht. Der wird die Phase des stärksten Signals anzeigen und ansonsten ein wenig hin und her zappeln. Mein Vorschlag wäre, zwei oder drei Versionen zu testen mit je einem Kanal und die Qualität mit einer Referenz-Signalquelle zu vergleichen. Und erst dann mit der besten Variante das Array aufzubauen. Gruß, Bernd
Hallo! B e r n d W. schrieb: > Irgendeine Schnittstelle ist für die Daten notwendig. Dann haut der > Blitz halt dort rein. Ja, aber die lässt sich vom teuren Rechner leicht galvanisch entkoppeln (Optokoppler). Das würde ich dann wohl machen. > Die Daten wären > bei der Soundkarte bereits dort, wo sie hinsollen: Im PC. Das stimmt natürlich, das ist ja wohl auch der Hauptgrund, warum diese Soundkarten-Methode oft benutzt wird. > Durch die niedrige Frequenz und eine parallele Aufzeichnung bekommt man > eine eindeutige Phasenerkennung und bereits eine Mittelung über das > Intervall. Hmm, die Mittelung kriege ich aber auch über einen Tiefpass am Ausgang des AD8302, nicht? > Falls alle Antennensignale gleichzeitig ohne Lücke > aufgezeichnet werden können, würde das möglicherweise den Vorteil von > fast einer Zehnerpotenz verschaffen. Das ist richtig. Aber dafür müsste ich ja auch alle Signale gleichzeitig mischen... was wiederum einen großen Aufwand bedeutet. Wenn ich 10 Phasenkomparatoren aufbaue, habe ich diesen Vorteil ja auch, ist halt nur mehr Aufwand. Allerdings hast Du Recht: Die Mischer-Methode skaliert vom Aufwand her linear mit der Anzahl der Antennen, bei der Phasenvergleich-Methode braucht man für jedes Antennenpaar eine Schaltung, was natürlich für n >= 4 sehr viel aufwendiger ist. > Bei einer niedrigen Frequenz ist > eine niedrigere Sample-Rate ausreichend und es fallen weniger Daten an > ohne Verlust der Auflösung. Wenn ich die Phasen analog vergleiche und dann über einen Tiefpass analog mittle, fallen ja auch relativ wenig Daten an. Wahrscheinlich sogar weniger als mit dieser Methode. > Wenn trotz der Schmalbandigkeit mehrere > Signale vorhanden sind, korrelieren die Kanäle bei unterschiedlichen > Phasen und es gibt wie bei einer Fourier-Transformation mehrere Peaks. > Diese können möglicherweise bereits nach wenigen Intervallen > unterschieden werden. Mit einem einfachen Phasenkomparator geht das > nicht. Der wird die Phase des stärksten Signals anzeigen und ansonsten > ein wenig hin und her zappeln. Hmm. Darüber muss ich erstmal nachdenken. Die FFT führt aber natürlich ihrerseits wieder Artefakte in die Messung ein... Ich sehe absolut, was das Mischen für Vorteile bringt gegenüber dem, direkt das Signal zu sampeln und zu verarbeiten. Verglichen mit der AD8302-Methode allerdings... bin ich mir immer noch nicht sicher. Als großen Vorteil würde ich wirklich sehen, wenn man alle Signale durchgehend auswerten könnte: aber dafür braucht man bei der Mixer-Methode auch pro Antenne eine potentiell aufwendige Mixer-Schaltung. > Mein Vorschlag wäre, zwei oder drei Versionen zu testen mit je einem > Kanal und die Qualität mit einer Referenz-Signalquelle zu vergleichen. > Und erst dann mit der besten Variante das Array aufzubauen. Das ist eine sehr gute Idee, aber glücklicherweise wird das gar nicht so nötig sein: der Aufbau ist ja relativ modular. Funktionsweise der Antennen und Vorverstärker hängt zum Beispiel nicht davon ab, wie das Signal später detektiert wird, und viele andere Bauteile sind von der Detektormethode ebenfalls unabhängig. Ich kann das also einfach mit irgendeiner Methode aufbauen und später den Detektor-Teil austauschen, falls dieser nicht hinreichend gut funktioniert. Grüße, Sven
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So, heute sind endlich die Samples für die SAW-Filter angekommen, die ich beantragt hatte! Es handelt sich um die TA1542A-Filter von Tai-Saw. [1] War ein bisschen eine Weltreise die zu bekommen, zuerst hab ich bei Tai-Saw in China angefragt, die mich dann darauf verwiesen haben, dass es auch eine deutsche Zweigstelle gibt (die heißen Municom)... und dann musste ich das noch so arrangieren, dass es an meine Uni verschickt werden konnte, weil irgendwie an Privatpersonen keine Samples verschickt werden können... und dann hat das Paket noch eine kleine Runde über den Campus gedreht, weil die falsche Adresse draufstand ;) aber schlussendlich hat dann alles geklappt. Obwohl es einige Mails gebraucht hat, waren die Ansprechpartner aber alle sehr freundlich und haben auch immer flott geantwortet. Jetzt habe ich drei dieser Filter, die anscheinend je Stück ungefähr 30 Euro kosten -- also ein echter Wert! :) Nette kleine Bauteile, muss man sagen -- 3.8 mal 3.8 Millimeter, SMD, mit 8 Pins (von denen 6 Ground sind) und trivial zu verkabeln. Ich hab' sie natürlich auch gleich mal ausprobiert, Test-Aufbau und Messungen siehe Anhang: 1. Bild: Vorderseite vom Board, das Bauteil ist offensichtlich in der Mitte, rechts und links zwei DC-Block-Kondensatoren, falls ich das Ding versehentlich mal an einen Schaltkreis mit DC-Offset hänge (verträgt nicht viel DC laut Datenblatt) 2. Bild: Rückseite vom Board mit 2 SMA-Steckern 3. Bild: Übersichtsbild von der Frequenzantwort; Eingangsleistung sind -50 (!) dBm, erstmal vorsichtshalber. Das Bild ist mit Sicherheit keine Messung der Stopband-Antwort des Filters, das rechts und links vom Peak ist Rauschen (wegen der kleinen Eingangsamplitude). Wenn's jemanden interessiert, messe ich das gern nochmal vernünftig. 4. Bild: "Nahaufnahme" des Peaks mit nun größerer Eingangsleistung (-20 dBm, scheint aber keinen Unterschied zu machen) und -20 dB Bandbreite. 5. Bild: 3 dB Bandbreite. Das ist nun interessant, denn die ist mit > 8 MHz deutlich größer als die im Datenblatt angegebenen 5 MHz! 6. Bild: Zum Vergleich mit dem Diagramm im Datenblatt. Die Marker sind bei 405.5 und 410.5 MHz, da wo sie im Datenblatt auch sind. Man sieht deutlich, dass der Graph im Datenblatt nach dem 3. Marker deutlich schneller abfällt als dieser hier. Vielleicht Serienstreuung? Obwohl die Bandbreite deutlich größer ist, als ich mir vorgestellt habe, denke ich doch, dass das ein guter Kandidat ist, um mein Projekt (den Phasendetektor vom Radiointerferometer) damit testweise mal aufzubauen, einfach weil's so unglaublich simpel ist, die Filter zu verbauen. Die dafür nötigen 2 Stück habe ich ja noch übrig. Wenn das funktioniert, kann man ja weitersehen. Nur mal so spaßeshalber, angenommen, man würde 20 Stück (Mindestbestellmenge) von den Dingern bestellen, für je 30 Euro -- wie seht ihr die Chancen, die dann (minus den Eigenbedarf, der halt weniger ist als 20 Stück) weiterzuverkaufen? Ich werde das wahrscheinlich nicht machen, aber interessieren würde es mich ja schon, ob man da Abnehmer finden würde. Grüße, Sven ______ [1] http://www.taisaw.com/upload/product/TA1542A%20_Rev.1.0_.pdf P.S. Sorry für die mäßige Qualität der Fotos, die gute Kamera ist grad nicht auffindbar. ;)
Der AD8302 liefert keine vollständige Korrelation zwischen den Signalen. Nur wenn das Signal ganz schwach ist, so dass der Verstärker noch näherungsweise Linear ist, bleibt noch die Amplitudeninformation, sonst wird das ganze schon fast Digital und wertet nur die Nulldurchgänge aus. Da wird dann also schon viel Information verschenkt. Für ein ungestörtes Signal ist das ggf. nach Akzeptabel, aber mit rauschen sind die Nulldurchgänge von den beiden Antennen nicht mehr so korreliert. Mehr Bandbreite macht hier auch Sinn - wobei eine Voraussetzung aber ist, das in der Bandbreite keine starken Störquellen sind. An sich hat jedes Frequenzband die selbe Information, und mitteln über mehr Bandbreite gibt auch mehr Information. Die Lösung mit Mischer hat schon einige Vorteile: der Filter wird deutlich einfacher bei einer niedrigeren Frequenz. Die Verstärkung kann auf die Frequenzen geteilt werden, damit wird die Schirmung/Entkopplung weniger kritisch. Allerdings macht der AD8302 bei einer niedrigeren ZF noch weniger Sinn, weil die Zahl der Nulldurchgänge noch kleiner wird. Für ein Interferrometer wäre dann eine Anpassung der Amplituden (ggf. auch von Hand) und 2 analoge Multiplizierer die bessere Alternative zum AD8302. Mit der digitalen Lösung, also AD und dann ein DSP oder FPGA zur Auswertung gibt etwas andere Informationen: In der einfachen Umsetzung wird man keine so große Bandbreite erreichen - dabei ist vermutlich eher der DSP oder FPGA als der AD begrenzend. Damit lassen sich ggf. Störsignale vermeiden, aber man verschenkt natürlich auch einiges an Bandbreite. Andererseits kann man aber die selben Daten bei verschiedener Verzögerung auswerten, und damit gleichzeitig in mehrere Richtungen schauen. Auch die Auswertung von mehr als 2 Antennen wird Analog nur schwer möglich sein. Bei der Umsetzung ist der LO nicht so kritisch, so lange einer für alle Antennen genutzt wird - Phasenrauschen fällt fast vollständig raus. Es ginge ggf. selbst der freilaufende VCO. Das Problem sind ggf. die Verzögerungen bei der Verteilung des Signals, also die Laufzeiten in den Leitungen. Das ist aber unabhängig davon wie man es auswertet. So sehr sollten sich die Laufzeiten in den Leitungen auch nicht ändern, solange die Leitungen fest auf dem Boden liegen und nicht bewegt werden - ich hatte jedenfalls mit etwa 5 m Leitung eher weniger als 10 ps Variation drin (allerdings auch nicht im Freien). Zum aufzeichnen macht die Soundkarte auch eher wenig Sinn, das passt von der Bandbreite und S/N nicht so richtig. Da sind eher 8 MHz und 8 Bit gefragt, also mehr Ähnlichkeit mit Video in.
Hi! Ulrich schrieb: > Der AD8302 liefert keine vollständige Korrelation zwischen den Signalen. > Nur wenn das Signal ganz schwach ist, so dass der Verstärker noch > näherungsweise Linear ist, bleibt noch die Amplitudeninformation, sonst > wird das ganze schon fast Digital und wertet nur die Nulldurchgänge aus. > Da wird dann also schon viel Information verschenkt. Für ein ungestörtes > Signal ist das ggf. nach Akzeptabel, aber mit rauschen sind die > Nulldurchgänge von den beiden Antennen nicht mehr so korreliert. Hm, das verstehe ich nicht. Was genau ist jetzt der Grund, dass die Amplitudendetektion in diesem Fall nicht funktioniert? Und wenn ich das mit den Nulldurchgängen richtig verstehe -- meinst du damit, dass es besser wäre, die komplette Kurvenform auszuwerten, anstatt nur die Nulldurchgänge, wie das beim AD8302 der Fall wäre? > Mehr Bandbreite macht hier auch Sinn - wobei eine Voraussetzung aber > ist, das in der Bandbreite keine starken Störquellen sind. An sich hat > jedes Frequenzband die selbe Information, und mitteln über mehr > Bandbreite gibt auch mehr Information. Ja, das mit den Störungen ist so das Problem, wenn man das Band zu breit macht, kommt da eher irgendwelcher Kram rein... > Die Lösung mit Mischer hat schon einige Vorteile: der Filter wird > deutlich einfacher bei einer niedrigeren Frequenz. Die Verstärkung kann > auf die Frequenzen geteilt werden, damit wird die Schirmung/Entkopplung > weniger kritisch. Allerdings macht der AD8302 bei einer niedrigeren ZF > noch weniger Sinn, weil die Zahl der Nulldurchgänge noch kleiner wird. > Für ein Interferrometer wäre dann eine Anpassung der Amplituden (ggf. > auch von Hand) und 2 analoge Multiplizierer die bessere Alternative zum > AD8302. Das ist klar: Wenn man die Mischer-Methode aufbaut, sollte man den AD8302 natürlich weglassen. Beides zusammen macht wenig Sinn. Also wenn ich so einen Mischer baue, dann möchte ich das schon schön AD-wandeln danach und komplett digital auswerten. ;) > Mit der digitalen Lösung, also AD und dann ein DSP oder FPGA zur > Auswertung gibt etwas andere Informationen: In der einfachen Umsetzung > wird man keine so große Bandbreite erreichen - dabei ist vermutlich eher > der DSP oder FPGA als der AD begrenzend. Damit lassen sich ggf. > Störsignale vermeiden, aber man verschenkt natürlich auch einiges an > Bandbreite. Andererseits kann man aber die selben Daten bei > verschiedener Verzögerung auswerten, und damit gleichzeitig in mehrere > Richtungen schauen. Auch die Auswertung von mehr als 2 Antennen wird > Analog nur schwer möglich sein. Die Auswertung mehrerer Antennen ist analog durchaus möglich, wenn man halt das Delay zwischen den Antennen umschaltet. > Bei der Umsetzung ist der LO nicht so kritisch, so lange einer für alle > Antennen genutzt wird - Phasenrauschen fällt fast vollständig raus. Es > ginge ggf. selbst der freilaufende VCO. Das Problem sind ggf. die > Verzögerungen bei der Verteilung des Signals, also die Laufzeiten in den > Leitungen. Das ist aber unabhängig davon wie man es auswertet. So sehr > sollten sich die Laufzeiten in den Leitungen auch nicht ändern, solange > die Leitungen fest auf dem Boden liegen und nicht bewegt werden - ich > hatte jedenfalls mit etwa 5 m Leitung eher weniger als 10 ps Variation > drin (allerdings auch nicht im Freien). Zum aufzeichnen macht die > Soundkarte auch eher wenig Sinn, das passt von der Bandbreite und S/N > nicht so richtig. Da sind eher 8 MHz und 8 Bit gefragt, also mehr > Ähnlichkeit mit Video in. Ja, oder einfach mit einem ordentlichen ADC. ;) Das erste, was ich mal probiere, ist einfach bloß zwei Antennen + Filter + Oszi. Wenn das funktioniert, überlege ich mal weiter... Ich muss bloß mal diesen Verstärker zusammenbauen... und dann muss er noch funktionieren *g Grüße, Sven
Hallo Sven, Sven B. schrieb: > Hi! > > Ulrich schrieb: >> Der AD8302 liefert keine vollständige Korrelation zwischen den Signalen. >> Nur wenn das Signal ganz schwach ist, so dass der Verstärker noch >> näherungsweise Linear ist, bleibt noch die Amplitudeninformation, sonst >> wird das ganze schon fast Digital und wertet nur die Nulldurchgänge aus. >> Da wird dann also schon viel Information verschenkt. Für ein ungestörtes >> Signal ist das ggf. nach Akzeptabel, aber mit rauschen sind die >> Nulldurchgänge von den beiden Antennen nicht mehr so korreliert. > Hm, das verstehe ich nicht. Was genau ist jetzt der Grund, dass die > Amplitudendetektion in diesem Fall nicht funktioniert? Der AD8302 funktioniert nur richtig, wenn du auf beiden Eingängen ein Signal hast, das nur aus einer Frequenz besteht. Beide Signal werden hinter der letzten Stufe begrenzt und dann wird die zeitliche Differenz zwischen den beiden Nulldurchgänge zur Berechnung des Phasenunterschiedes genommen. Nur hast du einen Signalmix aus 408MHz+- ?MHz am Eingang (*). Der Signalmix hat aber nur noch Nulldurchgänge, weil sich ja in der Zeitebene die einzelnen Sinuswellen überlagern. * Die Signal der Quellen besteht ja aus i. d. R. aus einem breitbandig Signal. > Und wenn ich das mit den Nulldurchgängen richtig verstehe -- meinst du > damit, dass es besser wäre, die komplette Kurvenform auszuwerten, > anstatt nur die Nulldurchgänge, wie das beim AD8302 der Fall wäre? Ja, den Nulldurchgang kann man technisch nur ausnützen, wenn das Signal halt nur aus einer Frequenz besteht und nicht aus einem breitbandigen Signalgemisch.
Sven B. schrieb: > Nur mal so spaßeshalber, angenommen, man würde 20 Stück > (Mindestbestellmenge) von den Dingern bestellen, für je 30 Euro -- wie > seht ihr die Chancen, die dann (minus den Eigenbedarf, der halt weniger > ist als 20 Stück) weiterzuverkaufen? Mal ehrlich, wer braucht schon schmalbandige Filter für 400 Mhz? Die Frequenz ist für die meisten von uns schlicht unbrauchbar. Ich seh da keine grossen Chancen. Municom ist übrigens seit Jahrzehnten ein guter Lieferant für HF Bauteile. Ich hab da früher Mikrowellenoszillatoren, MMICs und was der schönen Dinge mehr sind, gekauft.
Sven B. schrieb: > So, heute sind endlich die Samples für die SAW-Filter angekommen, die > ich beantragt hatte! Es handelt sich um die TA1542A-Filter von Tai-Saw. > [1] .... > Nur mal so spaßeshalber, angenommen, man würde 20 Stück > (Mindestbestellmenge) von den Dingern bestellen, für je 30 Euro -- wie > seht ihr die Chancen, die dann (minus den Eigenbedarf, der halt weniger > ist als 20 Stück) weiterzuverkaufen? Ich werde das wahrscheinlich nicht > machen, aber interessieren würde es mich ja schon, ob man da Abnehmer > finden würde. 30 Euro ist ein Mondpreis! Bei benötigten 20 Stück würde ich auf Toko 5HW-39545A-405 umsteigen, Stückpreis 9,90 bei rf-microwave.it oder nachverhandeln. Gruß Andreas
Hi! bazo schrieb: > Der AD8302 funktioniert nur richtig, wenn du auf beiden Eingängen ein > Signal hast, das nur aus einer Frequenz besteht. Beide Signal werden > hinter der letzten Stufe begrenzt und dann wird die zeitliche Differenz > zwischen den beiden Nulldurchgänge zur Berechnung des > Phasenunterschiedes genommen. > > Nur hast du einen Signalmix aus 408MHz+- ?MHz am Eingang (*). Der > Signalmix hat aber nur noch Nulldurchgänge, weil sich ja in der > Zeitebene die einzelnen Sinuswellen überlagern. Plusminus 4MHz, ja. Macht eine Unsicherheit in den Nulldurchgängen von 2 %. Das wäre doch okay? Hier ist auch wieder der Punkt, der mich seit... immer stört: Ich meine, im Endeffekt ist die Situation bei einer Quelle wie zum Beispiel der Sonne etwa diese hier: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9d/Wellenpakete_Summe.svg Es werden kleine Wellenpakete (soweit ich weiß, sind die etwa 10 lambda lang) emittiert, die dann in der Summe einen Wellenzug mit variabler Phase ergeben. Diese Phase ändert sich also mit einer relativ hohen Frequenz, sagen wir 40 MHz, wenn jeder Wellenzug zehn Periodendauern der Grundfrequenz lang ist (denn die Wellenzüge stehen zueinander in keiner festen Phasenbeziehung). Man nehme mal den Extremfall an, dass der Filter des Interferometers bloß wenige kHz Bandbreite hat. Was passiert dann? Das System kann ja gar nicht auf die schnellen Änderungen der Phase reagieren, oder doch? Kann man das dann noch sinnvoll auswerten? >> Und wenn ich das mit den Nulldurchgängen richtig verstehe -- meinst du >> damit, dass es besser wäre, die komplette Kurvenform auszuwerten, >> anstatt nur die Nulldurchgänge, wie das beim AD8302 der Fall wäre? > Ja, den Nulldurchgang kann man technisch nur ausnützen, wenn das Signal > halt nur aus einer Frequenz besteht und nicht aus einem breitbandigen > Signalgemisch. Ok. > Mal ehrlich, wer braucht schon schmalbandige Filter für 400 Mhz? Die > Frequenz ist für die meisten von uns schlicht unbrauchbar. Ich seh da > keine grossen Chancen. Genau das dachte ich mir auch. Hätte ja aber sein können, dass sofort fünf Leute "hier" schreien. ;) > 30 Euro ist ein Mondpreis! > > Bei benötigten 20 Stück würde ich auf Toko 5HW-39545A-405 umsteigen, > Stückpreis 9,90 bei rf-microwave.it oder nachverhandeln. Finde ich auch. Ich werde auch keine 20 Stück für 30 Euro verbauen. Das ist einfach zu unelegant. ;) Danke für den Tipp mit dem Helixfilter, den schau' ich mir mal an.
Hallo Sven Erst mal Gratulation zu den Filtern. Hoffentlich können die dann auch verwendet werden. Bandbreite und Einschwingzeit stehen im direkten Zusammenhang. Für einen Informationsgehalt von 50 MHz sollte eine Bandbreite in dieser Größenordnung vorhanden sein. Die Einschwingzeit hängt auch noch von der Polzahl des Filters, Durchlass-Welligkeit usw. ab. Jetzt wäre interessant, wie diese 50 MHz Phasensprünge statistich verteilt sind. und ob dessen Phase ausgewertet werden kann. Auf jeden Fall ist so ein Empfänger mit dieser Bandbreite offen wie ein Scheunentor. Nehmen wir mal an, die Phasensprünge haben eine Gaussverteilung. Wenn zufällig 10 Pakete hintereinander eine ähnliche Phase aufweisen, gibt es eine Wahrscheinlichkeit, dass schon mit einer Bandbreite von 5MHz die Phase zwischen den Antennen korreliert.
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Hallo! Im Anhang mal ein kleiner Test, was passiert, wenn man weniger als 1% Bandbreite baut für so ein Signal, überraschenderweise bleibt das ziemlich gut intakt! Erst bei weniger als einem Promille geht das Signal wirklich kaputt. Sieht jemand einen offensichtlichen Fehler in dieser Simulation? Ich mach' das nacher noch einmal ordentlicher (mit korrekten x-Werten). B e r n d W. schrieb: > Bandbreite und Einschwingzeit stehen im direkten Zusammenhang. Für einen > Informationsgehalt von 50 MHz sollte eine Bandbreite in dieser > Größenordnung vorhanden sein. Die Einschwingzeit hängt auch noch von der > Polzahl des Filters, Durchlass-Welligkeit usw. ab. Ok. Das klingt auf jeden Fall logisch. > Jetzt wäre interessant, wie diese 50 MHz Phasensprünge statistich > verteilt sind. und ob dessen Phase ausgewertet werden kann. Auf jeden > Fall ist so ein Empfänger mit dieser Bandbreite offen wie ein > Scheunentor. Ich glaube nicht, dass die Phase im Endeffekt springt, dazu sind das einfach zu viele Photonen. Ich denke eher, dass sie sich langsam ändert. > Nehmen wir mal an, die Phasensprünge haben eine Gaussverteilung. Wenn > zufällig 10 Pakete hintereinander eine ähnliche Phase aufweisen, gibt es > eine Wahrscheinlichkeit, dass schon mit einer Bandbreite von 5MHz die > Phase zwischen den Antennen korreliert. Ja, aber das wird nicht passieren. Die Kohärenzlänge von dem Signal ist etwa 10 Periodendauern, mehr nicht... Viele Grüße, Sven
Ohne stärkeres Rauschen könnte man wegen der relativ schmalen Bandbreite von etwa 1% noch von einer Phase Sprechen. Bei der reinen Auswertung der Phase - und das macht der AD8302 näherungsweise - verschenkt man aber grob gesagt die Amplitudeninformation (zumindest die Korrelation in der Amplitude), grob gesagt etwa die Hälfte. Dazu kommt noch das die Phase nicht richtig gewichtet wird, weil es dem IC egal ist ob die Amplitude gerade groß oder klein ist. Man könnte den AD8302 trotzdem noch nutzen, aber halt gerade nicht den Mixerausgang für die Phase, sondern nur als 2 Kanal Amplitudendetektor. Als Interferrometer könnte man dazu die Signale erst Addieren und dann z.B. auf den einen Kanal U1+U2 geben, und auf den anderen U1-U2. Die Log Funktion stört dabei zwar etwas, aber nicht so sehr wie eine Begrenzung am Ausgang für die Phase. Der Phasengang der Filter könnte ein Problem werden. Ein so steiler Filter mit vielen inneren Freiheitsgraden kann ggf. Verzögerungen erzeugen, die bei der Korrelation von verschiedenen Signalen stört. Es besteht zumindest die Gefahr das so ein Filter mehr Störungen bei der Laufzeit verursacht als die Kabel zwischen den Antennen. Auf die absoluten Verzögerungen kommt es da gar nicht so an, nur die Unterschiede zwischen 2 der Filter würden wirklich stören. Der teil ließe sich auch unabhängig mit einem Sinus am Eingang testen - und dafür wäre der AD8302 auch geeignet.
Ulrich schrieb: > Man könnte den AD8302 trotzdem noch nutzen, aber halt gerade nicht den > Mixerausgang für die Phase, sondern nur als 2 Kanal Amplitudendetektor. > Als Interferrometer könnte man dazu die Signale erst Addieren und dann > z.B. auf den einen Kanal U1+U2 geben, und auf den anderen U1-U2. Die Log > Funktion stört dabei zwar etwas, aber nicht so sehr wie eine Begrenzung > am Ausgang für die Phase. Okay. Ich will ja nicht auf Teufel komm raus den AD8302 nutzen, ich dachte halt nur dass der geeignet wäre ;) Wenn sich eine bessere Möglichkeit findet, nehme ich natürlich ein anderes Bauteil. > Der Phasengang der Filter könnte ein Problem werden. Ein so steiler > Filter mit vielen inneren Freiheitsgraden kann ggf. Verzögerungen > erzeugen, die bei der Korrelation von verschiedenen Signalen stört. Es > besteht zumindest die Gefahr das so ein Filter mehr Störungen bei der > Laufzeit verursacht als die Kabel zwischen den Antennen. Auf die > absoluten Verzögerungen kommt es da gar nicht so an, nur die > Unterschiede zwischen 2 der Filter würden wirklich stören. Der teil > ließe sich auch unabhängig mit einem Sinus am Eingang testen - und dafür > wäre der AD8302 auch geeignet. Das wäre aber kein Problem, oder? Diese Verzögerungen kann man ja rauskalibrieren. Solange die Verzögerungen (zeitlich) konstant sind, ist alles in Ordnung. Sobald ich endlich mein Paket mit Steckern bekommen habe, schau' ich mir mal am Oszi an, wie so ein "reales" Signal überhaupt aussieht nach dem Filter. Vielleicht hilft das beim Überlegen. Grüße, Sven
Ich hab mal noch weiter rumgespielt mit der Welle bauen -> FFT -> filtern -> IFFT-Methode, und das Ergebnis bleibt das gleiche: ca. 0.3% fractional bandwidth reichen aus, um das Signal (bzw. dessen Phase -- nicht die Amplitude, aber die interessiert ja auch nicht so) sehr gut zu rekonstruieren. Weniger ist ein bisschen doof. Das wären in dem Fall 1.2MHz. Komisch, intuitiv würde ich was anderes erwarten. Aber die Simulation scheint mir realistischer zu sein...
Konstante Verzögerungen durch den Filter könnte man durch ausmessen ggf. noch korrigieren. Es stört dabei auch nur der Unterschied zwischen den Filtern. Die Verzögerung muss allerdings nicht für alle Frequenzen gleich sein, besonders zu den Grenzen des Durchlass-bereichs hin. Entsprechend ginge die Korrektur praktisch wohl nur bei der digitalen Lösung mit Zwischenfrequenz, wo man den guten Filter gar nicht braucht. Wie sehr die Parameter der Filter von der Temperatur und ggf. auch der mechanischen Belastung (Biegung der Platine) abhängen weiß ich nicht, aber damit muss man rechnen, denn die Laufzeit insgesamt ist länger als man es sonst von rein elektronischen Filtern kennt.
Ok. Ich behalte das Problem mal im Hinterkopf. Insgesamt denke ich aber, dass das eher ein bisschen zu den Feinheiten gehört ;) Was ich über die Bandbreite geschrieben habe war natürlich Quatsch, weil ich zu blöd bin, das Ergebnis der FFT richtig zu interpretieren. Es ist schon so, wie man es sich intuitiv vorstellt: man braucht eine relativ große Bandbreite, um den Änderungen der Phase vernünftig folgen zu können. Hm. Mir ist nicht klar, wie das andere Leute mit Interferometern lösen...
Hallo Sven Schau Dir mal den Empfänger hier an: http://websdr.ewi.utwente.nl:8901/ Der Empfangsbereich geht von Null bis fast 30 MHz!
Hmm, interessant, aber... was lernen wir daraus? ;) Sorry, mir ist gar nicht klar, wie das mit dem Rest der Diskussion zusmmenhängt.
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