Raspberry Pi Pico SDR

[Wulf D. (holler)]

Sandra schrieb:
> Respekt, dass du das geklärt hast.
>
> Es ist doch eine ganz simple Schaltung, bei der man mit der Simulation
> nicht viel falsch machen kann.

So ganz zufrieden bin ich damit noch nicht. Mit der Simulation an sich 
schon, aber die Randbedingung könnte noch nicht passen.
Meine Vermutung ist, dass Sample-Frequenz und Empfangsfrequenz doch 
nicht exakt gleich sind. Wenn ich die gleich einstelle, so dass die Vout 
I/Q gleich- bzw gegenphasig wie in deinen Plots werden, wird nichts mehr 
demoduliert und im FFT-View liegt das Signal weit außermittig. Gibt es 
doch eine "ZF"?


Sandra schrieb:
> Wenn die unterschiedlichen Picos nicht wesentliche Empfangs-Unterschiede machen,
> was ich nicht annehme, dann empfängt man mit der selben Antenne mit der
> INA-Schaltung Sender, die man mit dem Original nichtmal ansatzweise
> erahnen könnte.

Interessante Aussage. Versuche mal einen Testaufbau, dauert aber länger.

[Lutz S. (lutzs)]

Ja, aber neben einem höheren Signalpegel ist gerade dann auch etwas 
Vorselektion wichtig, sonst hauen alle möglichen starken Signale auf 
verschiedenen Frequenzen in das zu hörende Endprodukt hinein.

Nachtrag: das bezog sich auf Bjoern.

[Wulf D. (holler)]

Bjoern E. schrieb:
> Sandra schrieb:
>> Wenn die
>> unterschiedlichen Picos nicht wesentliche Empfangs-Unterschiede machen
>
> Angeblich ist der Empfang beim Pico2 unerwarteterweise besser als beim
> Pico, wenn ich das Gesagte in diesem Video richtig deute:
> https://youtu.be/QfNhv-COuvU?t=79
>
>
> Mein RTL-SDR-Stick hat einen HF-Vorverstärker eingebaut, den man
> zwischen 0 dB und 52 dB Verstärkung softwareseitig einstellen kann.
> Wäre so etwas auch für einen Pico SDR denkbar?

Nutze einen Pico2 auf einem Solder-Party RP2350 Stamp. Die haben auch 
einen RP2040 Stamp, leider gerade vergriffen. Sonst könnte ich das 
leicht testen.

Einen automatisch zu/abschaltbaren 20dB Preamp habe ich auf meinem 
Aufbau realisiert. Die Frage ist eher, ob der Preamp wirklich nützlich 
ist. Kann ich noch nicht beantworten. Von einem nicht abschaltbaren rate 
ich ab. Zumindest wenn der um 20dB bringt.

[Herbert Z. (herbertz)]

INA-Schaltung ...gibt es da einen Plan, einen Link,  oder habe ich was 
übersehen?
Es ist ja so, dass ich hier einen Stationstransceiver stehen habe der 
bei mir die Referenz ist.  Ich schaue schon ,ob das was ich mit dem 
Kenwood hören kann
auch im Pico Rx zu hören ist. Der Kenwood ist mit seinen Bandfiltern und 
dem Preamp mit 20db schon im Vorteil. Manchmal ist nicht jeder Sender 
den man hört
ein realer, sondern ein Mischprodukt. Da muss man Obacht geben.
MfG

[Wulf D. (holler)]

Herbert Z. schrieb:
> INA-Schaltung ...gibt es da einen Plan, einen Link,  oder habe ich was
> übersehen?

Die Sparversion mit nur einem 4-fach-OP hat Sandra in den Simulationen 
dokumentiert. Die würde ich auch testen.

Vielleicht noch eine Anmerkung zum Preamp: sowohl Dawson als auch "Joe 
G." hier im Thread verweisen darauf, dass dessen Einsatz an der Antenne 
hängt. Sehe das mittlerweile auch so. Bei einer kleinen Loop (YouLoop) 
im Zimmer sinnvoll, da kommt auch nur wenig Störgeräusch rein.
Bei einem hoch aufgehängten Lambda /2 Strahler eher kontraproduktiv. Das 
Pico SDR verträgt nur rund -40dBm am Eingang bis es übersteuert. -60dBm 
mit Preamp werden an so einer Antenne schnell überschritten.

[Herbert Z. (herbertz)]

Wulf D. schrieb:
> Das
> Pico SDR verträgt nur rund -40dBm am Eingang bis es übersteuert

Das wären nach meiner Umrechnung S9+50db. Hat man nicht alle Tage ohne 
Fullsize Antenne. Oft ist auch ein ATT nützlich zusätzlich zum Preamp.
MfG

[Wulf D. (holler)]

Herbert Z. schrieb:
> Das wären nach meiner Umrechnung S9+50db. Hat man nicht alle Tage ohne
> Fullsize Antenne.
Schon, aber mit dem preamp sind es 20dB weniger und die sehe ich oft. 
Sowohl als Geräusch als auch als Nutzsignal.

[Herbert Z. (herbertz)]

Herbert Z. schrieb:
>> Das
>> Pico SDR verträgt nur rund -40dBm am Eingang bis es übersteuert

Mein Umrechnung via Online Rechner ist offensichtlich Fehlerhaft. Wo 
anders werden -40dbm als 67dbµV beschrieben. Der Online Rechner gab viel 
mehr aus, hat wahrscheinlich das minus Vorzeichen nicht berücksichtigt. 
Es ist ein Graus!

[Wulf D. (holler)]

-40dBm entspricht 2,2mV.
https://www.mariohellmich.de/lostfound/files/dbm-table.pdf

Übrigens hat das PicoSDR eine ZF implementiert. Default ist 4,5kHz. Kann 
man im Menü unter Hardware/IF anpassen. Dawson schreibt dazu in seiner 
Doku:
"The receiver uses a low IF so the wanted signal is always offset from 
DC by a few kHz."

[Wulf D. (holler)]

Die neue Firmware des PicoSDR unterstützt einen RAW I/Q Stream via USB.
Im ebenfalls überarbeiteten User Manual findet man praktisch nichts 
darüber.
Hätte mir Infos über Bandbreite, Abtastrate und Datenformat erhofft, 
Fehlanzeige.
Also selbst ein wenig gemessen und im Sourcecode gewühlt.

Die Abtastrate ist 15kHz, ziemlich ungewöhnlich. Es werden zwei Kanäle 
ausgegeben.
Kanal 1 (L) beinhaltet I, Kanal 2 (R) ist Q. Die Bandbreite verändert 
sich mit der
Einstellung im Menü. Kann sein, dass die der aktuell eingestellten 
Demodulation entspricht.
Tabelle vom Manual:

              AM(kHz)   AMS(kHz)   LSB(kHz)   USB(kHz)   FM(kHz)   CW(Hz)
Very Narrow      4.6       4.6        1.6       1.6       7.4      100
Narrow           5.3       5.3        2         2         8.1      400
Normal           6         6          2.3       2.3       8.8      600
Wide             7.4       7.4        2.7       2.7       9.5      800
Very Wide       14.9      14.9        3         3        10.2     1100

Default ist in der FW "Normal". Im testhalber zum Meßsender 
eingespeisten Multiton, AM-Modulation,
mit 25Hz, 250Hz, 1kHz, 2kHz, 4kHz fehlte der 4kHz in der FFT. Erst bei 
"very wide" kam
der unbeschadet durch. Außerdem gibt es einen ganz leichten 
Frequenzversatz von ca 20Hz (Bild).
So richtig eben scheint der Frequenzgang auch nicht.

Härtetest wäre ein DRM-Signal. Zwei passen zu meiner aktuellen Antenne, 
9570kHz und 13750kHz.
Als Decoder wollte ich eine Headless-Version der Dream-SW auf dem PC 
bauen, um das später auch mal embbeded verwenden zu können. Hat aber auf 
Anhieb nicht geklappt, immer irgend was mit Audio-Treibern. Mit GUI und 
einer neueren Version ging das Compilieren sofort, erstmal die genommen.

Aus dem Pico kommt ein etwas seltsames Signal  (Bild).
Ziemlich breit, ca 10kHz. Ein sichtbarer Abfall zu niedrigeren 
Frequenzen: könnte auch am PicoSDR liegen. Am interessantesten ist der 
deutliche Frequenzversatz. Original nach Spec wären die drei Pilottöne 
auf 750Hz, 2250Hz und 3000Hz.

So kann der Dream-Decoder damit nichts anfangen. Also Resample auf 
fs=48kHz, auf +/-10kHz TP gefiltert und Shift um +12,2kHz (Bild).
Und schon gibt der Decoder einen rauschfreien Audiostream (aac 11,64kps) 
aus. Empfangspfad SNR um 17dB. Kleiner Audioschnipsel von 13750kHz im 
Anhang. Eine Stunde später gabs auf 9570 Nachrichten in deutscher 
Sprache. Müsste Radio Romania International sein.

Der DRM-Decoder frisst dabei 5% der Rechenleistung eines Kerns. Ist ein 
10 Jahre alter Core i5-4460.
Der Pico2 RP2350 hat angeblich einen CoreMark von 666. Wahrscheinlich 
liegt eine Desktop-CPU mit SSE-Einheiten um Zenerpotenzen drüber. Aber 
ein neuerer Raspberry als CoPro-Compute-Modul dürfte das schaffen: auch 
wenn da der Schwanz mit dem Hund wedeln würde.

[Herbert Z. (herbertz)]

Bei einem Umbau eines analogen Rx mit ZF 455kHz wird diese auf 12kHz 
gemischt damit das für DREAM passt. Wenn die eingestellte ZF des Pico RX 
bei 4,5kHz liegt kann das nicht gehen.
MfG

[Herbert Z. (herbertz)]

Nachtrag: Schaltungsauszug...

[Wulf D. (holler)]

In dem Bild sehe ich lediglich einen Hochpass und einen Buffer, sonst 
nichts.

Dachte, mein Text und die Spektren wären halbwegs verständlich.
Die ZF des Pico hat wenig mit der DRM-Fähigkeit zu tun. Mehr die 
Bandbreite und Qualität der Signalverarbeitung.

Dawson trickst ganz schön um Rechenzeit zu sparen. Das Spektrum wird 
hin- und hergeschoben, Abtastraten konvertiert und Gleichspannung 
abgetrennt (der eigentliche Grund für die ZF) und mehrere Filter 
hintereinander geschaltet: ein CIC- (Cascaded-Integrator-Comb) und zwei 
Halbband-Filter. Für die AM-Demodulation nutzt er z.B. 
Vollweg-Gleichrichtung und geht über die Magnitude. Wurzel ziehen ist 
aber für so einen kleinen Controller zu aufwändig und so nimmt er eine 
Näherungsformel:

Mag ~=Alpha * max(|I|, |Q|) + Beta * min(|I|, |Q|)

Alles ziemlich trickreich, aber in meinem DRM-Beispiel hab ich die Daten 
vor dem Demodulator abgenommen. DRM nutzt OFDM und das kann der Pico 
nicht. Demodulieren würde er noch schaffen, aber mit der ganzen Kanal- 
und Quellendekodierung wäre der überfordert.

Wie auch immer, mein PoC hat funktioniert, der Dream-Dekoder konnte mit 
meinem aufbereiteten Signal was anfangen.
Der Pico liefert das IQ-Signal mit leichten Frequenzversatz im 
Basisband. Kann man doch im letzten Post sehen. Im Gegensatz zu einer 
AM- oder FM-Modulation ist das Spektrum nicht symetrisch zu Null.
Den 12kHz-Versatz für den Dekoder hab ich hinzugerechnet. Keiner macht 
so was heute analog, schon gar nicht in einem SDR.
Mathematisch ist das eine Multiplikation mit exp(j*2*pi*f*n/fs).
Der 12kHz-Versatz dient sicher nur dazu, damit das Signal durch eine 
PC-Soundkarte verlustfrei übertragbar wird. Sonst würde eine Lücke um 
0Hz entstehen.

Da kann man bestimmt noch optimieren. Das Signal vom PicoSDR lieferte 
ein SNR von 17dB. Im Netz fand ich eine Minute lange WAV-Dateien der 
Deutschen Welle und RTL, aufgesetzt auf einen 12kHz-Träger. Die haben 
ein SNR von über 20dB.
Das Spektrum dieser Signale ist symetrisch zu Null (Bild). Vielleicht 
verdaut das der Dream-Decoder besser. Oder das Empfangssignal war 
besser, da direkt vor der Haustür empfangen. Meines kam aus Rumänien. 
Oder man muss die komplexen I/Q-Signale vor dem Abspeichern geeignet auf 
reale Signale umrechnen. Oder ... wie auch immer, wer Ideen und etwas 
Interesse an digitaler Signalverarbeitung hat, kriegt das bestimmt noch 
besser hin.

[Herbert Z. (herbertz)]

Alle analogen Umbaumaßnahmen aus der Vergangenheit die ich kenne, um DRM 
nachzurüsten, benutzten Mischer die von der letzten ZF, meist 455kHz ein 
Signal auf 12kHz für die Dream Software bereitgestellt haben. Der 
Schaltplanauszug von eines autarken DRM Empfänger zeigt nur den Ausgang, 
da steht auch klar 12kHz. Der Rest der Schaltung hilft dir nicht weiter 
in Verbindung mit dem Pico RX. Wenn du einen analogen RX umbauen willst, 
habe ich geeignete Mischer-Schaltungen irgendwo auf der Festplatte die 
ich nur suchen muss.
Hinweis: Höhere DREAM Versionen als 2.1.1 32bit bescherten den Nutzern 
Probleme.
MfG

[Wulf D. (holler)]

Herbert Z. schrieb:
> Hinweis: Höhere DREAM Versionen als 2.1.1 32bit bescherten den Nutzern
> Probleme

Habe Dream aus den Quellen selbst zusammengesetzt und funktioniert so 
weit.
Ansonsten think digital. Es geht um ein SDR. Will kein analoges Gerät 
umbauen, wozu?

[Sandra (sdr_f169)]

Wulf D. schrieb:
>
> Ich sehe aus meiner Sicht drei Optimierungen, die es wert wären in der
> Praxis zu testen: Diff nach Original vs. INA nach Sandras Vorschlag vs.
> "Doppelt Balanced" mit Übertragern nach dem Optimierungs-Paper.
>
> Da eh ein Muxer brach liegt und es 4-fach OPs gibt ist der Mehraufwand
> gering.
> Müsste sich ggf. kleine Test-Subboards bauen.

Nachdem die Verwirrung durch meine Wahl Empfangsfrequenz gleich der 
Samplefrequenz bei der Simulation geklärt ist, nochmal Simulationen mit 
einem 4,5kHz (ZF-)Frequenzversatz. Die ursprüngliche Schaltung mit nur 
einem OPV als „Differenz-“Verstärker für jeweils I- und Q-Signal. Dann 
die Schaltung mit zwei OPVs als INA und das dann auch noch mit zwei 1:2 
Mux (z.B. 74HCT4053) statt dem 3253 1:4 Mux. Zum Schluss dann die 
Simulation der Double-Balanced Schaltung mit beiden 1:4 Mux des 3253.

Kurz zusammen gefasst, die „Differenz-“Verstärker ergeben ca. 6dB mehr 
Signaldämpfung als die INA-Schaltung. Die Verwendung von 1:2 
Multiplexern hat den Vorteil, dass die On-Zeiten der Schalter eine halbe 
Periode betragen, so dass ein langsamer schaltender 74HCT4053 dann auch 
bis 30MHz Empfangsfrequenz nutzbar ist, aber andererseits zusätzliche 
ca. 6dB Signaldämpfung gegenüber einem 1:4 Mux mit einer Viertelperiode 
On-Zeiten hat. Das gleicht sich dann soweit aus, wenn man die 
INA-Verstärker nimmt und man somit in etwa die selben Ergebnisse wie die 
Original-Schaltung hat. Double-Balanced ergibt für die 
Empfangseigenschaften praktisch keine Vorteile, außer dass die 
Abstrahlung der Samplefrequenz über die Antenne deutlich verringert wird 
(ist in der Simulation so nicht einfach darstellbar und auch nicht 
dargestellt).

[Wulf D. (holler)]

Klasse Simulationen! Jetzt sehen die Vout auch exakt so aus wie auf dem 
Oszilloskop :-)
Ok, auch ohne Frequenzversatz funktioniert der Empfänger in der Theorie: 
praktisch bekommt man wohl den Gleichspannungsoffset im Signalprocessing 
schlecht in den Griff.
Interessant auch der 1:2-Mux, wäre nicht drauf gekommen. Aber da der 
außer eine Eignung für langsamere Schalter nichts bringt, lassen wir den 
mal außen vor.

Wie angekündigt, ein Testboard für drei der Tayloe-Varianten. Ist noch 
nicht gerouted. Beabsichtige einen Vergleichstest am Meßsender und an 
einer realen Antenne.
Bei Interesse verschicke ich eine PCB, werde vier über haben. Ggf auch 
weitere Bauteile.

[Sandra (sdr_f169)]

Wulf D. schrieb:
>
> Interessant auch der 1:2-Mux, wäre nicht drauf gekommen. Aber da der
> außer eine Eignung für langsamere Schalter nichts bringt, lassen wir den
> mal außen vor.
>

Statt die Verwendung eines 3253 einen 74HCT4053 einzusetzen hat noch den 
Vorteil, dass es diese noch im DIL-Gehäuse gibt, wie auch den vierfach 
OPV TS974. Man könnte auch den 1:4 Mux des 3253 durch die vier 
Analogschalter eines 74HCT4066 ersetzen, den es auch noch im DIL-Gehäuse 
gibt, wenn man die PIO-Programmierung der RP2040/RP2350 entsprechend 
ändert, so dass die vier notwendigen Schaltsignale erzeugt werden. Der 
74HCT4066 sollte so auch noch für 30MHz schnell genug schalten, aber das 
hab ich nie selber probiert.

[Wulf D. (holler)]

Sandra schrieb:
> Der 74HCT4066 sollte so auch noch für 30MHz schnell genug schalten, aber das
> hab ich nie selber probiert.

Das wird eng, die schnellste 4066-Variante ist die genannte 74HC(T)4066.

  
                   tpd     ten     tdis       Ron
74CBTLV3253     0,25ns     4ns    5,5ns     5 Ohm
74HC4066           4ns    21ns     25ns    50 Ohm

tpd:  Propagation delay time
ten:  enable time
tdis: disable time

Da liegen Generationen zwischen. Zudem braucht der 74HC4066 mindestens 
4,5V Betriebsspannung um diese Werte zu erreichen.

[Wulf D. (holler)]

Beim Durchmessen der TP-Filterbank (habe drei TP-Filter, das erste ist 
bei 2 MHz) hat sich noch ein interessantes Phänomen gezeigt: außerhalb 
der Empfangsfrequenz sorgen die sample- / hold Kondensatoren von 56nF 
für eine nennenswerte Dämpfung des Signals vor den Eingängen der 
Operationsverstärker. Die bilden einen Spannungsteiler mit dem 
Ausgangswiderstand der Filterbank (z.B. 50 Ohm).

Das erhöht ein Stück weit die Robustheit gegenüber starken Signalen 
außerhalb der Empfangsfrequenz.

Dafür kann man Sandras Simulation auch gut nutzen: habe die 
Empfangsfrequenz fe=1MHz vom HF-Signal fx getrennt und dies von 0,5MHz 
bis 1,5MHz in 50kHz-Schritten durchgefahren. Den HF-Pegel deutlich 
erhöht und die Differenzspannung V(I0-I180), also vorm OP, ausgewertet 
(rote Marker im Bild).

Im zweiten Bild eine Vergrößerung vom Plot: 50kHz neben der 
Empfangsfrequenz beträgt die Signaldämpfung knapp 10dB. Bei 500kHz sind 
es bereits 30dB Dämpfung. Auch eine Art Vorselektion.

[Karl B. (gustav)]

Wulf D. schrieb:
> Müsste Radio Romania International sein.

BTW:
Frequenzwechsel auf Sendeperiode B25 erfolgt am Sonntag, den 26. Oktober 
2025. DRM Sendungen von Tiganesti:
17:00-18:00 UTC (=MEZ-1) 9720 kHz fra  Beam Europa
18:00-19:00 UTC         9570 kHz engl  "     "
19:00-20:00 UTC         7235 kHz deutsch  "   "
Weitere Sendungen in DRM von RRI:
04:00-05:00 UTC         15250 kHz engl   Beam Indien
06:30-07:00 UTC         21470 kHz engl    "     "
13:30-14:00 UTC          9580 kHz chinesisch  Beam Asien
22:00-23:00 UTC         17570 kHz spanisch   Beam S-Amerika
dann noch Beam Italien:
19:00-19:30 UTC          5955 kHz von Saftica

Und BBC WS auf 3955 kHz
06:00-07:00 UTC

Viel Spaß
73 und good DX

ciao
gustav

P.S.: Der Audioausschnitt handelte vom Hörertag am 2. November, wo das 
diesjährige Thema "Cyberkriminalität" lautet.
Näheres hier:
https://www.rri.ro/en/useful-information-en/useful-information/2025-listeners-day-on-rri-id935924.html

Natürlich auch in der deutschen Sendung:
https://www.rri.ro/de/hoererecke/hoereraktionen/rri-hoerertag-2025-id939877.html

[Wulf D. (holler)]

Karl B. schrieb:
> BTW:
> Frequenzwechsel auf Sendeperiode B25 erfolgt am Sonntag, den 26. Oktober
> 2025.

Danke für die Infos. Mit Verschiebungen in der Uhrzeit hätte ich 
gerechnet, aber nicht in der Frequenz.

> P.S.: Der Audioausschnitt handelte vom Hörertag am 2. November, wo das
> diesjährige Thema "Cyberkriminalität" lautet.

Auch interessant, incl websites. Hatte das in englischer Sprache schon 
Mitte Oktober auf 13750kHz gehört. Das war das stärkste DRM-Signal was 
reinkam. Nachdem ich mir einen Nano-VNA gegönnt hab, weiß ich auch 
warum. Und dass BBC-Empfang aussichtslos war.

Da wäre noch etwas Antennenbastelei angesagt, auch mit den verschobenen 
Frequenzen.

[Sandra (sdr_f169)]

Wulf D. schrieb:
> …
> … ein interessantes Phänomen gezeigt: außerhalb
> der Empfangsfrequenz sorgen die sample- / hold Kondensatoren von 56nF
> für eine nennenswerte Dämpfung des Signals vor den Eingängen der
> Operationsverstärker. Die bilden einen Spannungsteiler mit dem
> Ausgangswiderstand der Filterbank (z.B. 50 Ohm).
>
> …
>
> Dafür kann man Sandras Simulation auch gut nutzen: habe die
> Empfangsfrequenz fe=1MHz vom HF-Signal fx getrennt und dies von 0,5MHz
> bis 1,5MHz in 50kHz-Schritten durchgefahren. Den HF-Pegel deutlich
> erhöht und die Differenzspannung V(I0-I180), also vorm OP, ausgewertet
> (rote Marker im Bild).
>
> Im zweiten Bild eine Vergrößerung vom Plot: 50kHz neben der
> Empfangsfrequenz beträgt die Signaldämpfung knapp 10dB. Bei 500kHz sind
> es bereits 30dB Dämpfung. Auch eine Art Vorselektion.

Wunderbar, dass du so die Wirkungsweise der Sample-Kondensatoren in 
Verbindung mit den im Signalweg davor liegenden Widerständen (Ron der 
Analogschalter und Impedanz der Signalquelle) als RC-Tiefpass, wie ihn 
Tayloe beschrieben hat, nachgewiesen hast. Kennzeichen eines 
RC-Tiefpasses 1. Ordnung ist ja die oberhalb der Grenzfrequenz mit 20dB 
je Frequenzdekade zunehmende Signaldämpfung.

Wie lange hat denn die komplette Simulation gedauert? Die sonst übliche 
AC-Analyse kann man ja bei den geschalteten Sample-Signalen nicht 
verwenden, um so den Frequenzgang einfach ermitteln zu können.

[Wulf D. (holler)]

Sandra schrieb:
> Wie lange hat denn die komplette Simulation gedauert? Die sonst übliche
> AC-Analyse kann man ja bei den geschalteten Sample-Signalen nicht
> verwenden, um so den Frequenzgang einfach ermitteln zu können.

Der schon betagte Core i5-4460 hat auf allen Kernen rund 10h über Nacht 
dran gerechnet. Waren 21 Durchläufe einer Transientenanalyse. Hatte die 
Einschwingzeit von original 150ms auf 100ms verkürzt.

Wäre ich mit mit der .meas - Direktive besser klar gekommen, gäbe es 
eine schönere Darstellung der Ergebnisse.

[Herbert Z. (herbertz)]

Hallo zusammen!
Ich habe im Internet eine Schaltung für eine Vorselektion gefunden 
welche drei Bandpässe ( 3-6/ 6-12/12-30MHz) besitzt die man mit 8 
Variocap-Dioden auf Resonanz ziehen kann. Das war mal ein Bausatz der 
nicht mehr vertrieben wird und der Eigentümer der Rechte hat alles für 
Nachbauer freigegeben. Sogar eine Platine im Sprint Format ist dabei 
welche ich gestern nach meinem Geschmack frisiert habe. Zusätzlich habe 
ich 2 SMA Buchsen eingefügt, statt der Pfostenleiste für ein und 
Ausgang.
Bei Interesse würde ich das hier reinstellen.
MfG

[Joe G. (feinmechaniker)]

Klingt gut, ein Link zu den Unterlagen wäre nett :-)

[Wulf D. (holler)]

Herbert Z. schrieb:
> Ich habe im Internet eine Schaltung für eine Vorselektion gefunden
> welche drei Bandpässe ( 3-6/ 6-12/12-30MHz) besitzt die man mit 8
> Variocap-Dioden auf Resonanz ziehen kann.

Interessant!
Hatte mich schon öfters gefragt, warum der Original-Entwurf nur 
Tiefpässe und keine Bandpässe vorsieht.
Das Gerücht mit der Empfindlichkeit auf dreifacher Empfangsfrequenz 
hielt ja keiner Nachprüfung stand. Und Weitab-Selektion gegen extreme 
Pegel wäre ja in beiden Richtungen wünschenswert.

Wozu muss man die BP ziehen?

[Herbert Z. (herbertz)]

Wulf D. schrieb:
> Wozu muss man die BP ziehen?

Damit sie auf jeder Empfangsfrequenz exakt schmal und spitz im 
Durchlassbereich sind....und das auf jeder Frequenz. Das macht schon 
einen Unterschied zu den breiteren Fenstern.
MfG

[Herbert Z. (herbertz)]

Bitte!
https://www.qrphamradiokits.com/miscellaneous/bp-1a-3-30mhz-filter/#cc-m-product-12129163149

Für die Kapazitätsdioden habe ich eine Einkaufsquelle.
Drehkos sind auch teuer und selten zu bekommen.
MfG

[Wulf D. (holler)]

Danke. Verstehe, ist ein in Abschnitten durchstimmbares Resonanzfilter.
Bin nicht sicher, ob das einen merklichen Performancegewinn bringt, aber 
ein Versuch ist es wert. Benötigt leider eine separate Abstimmung.

Berichte mal, falls du es testen wirst.

Bei meinem geplanten Tayloe-Mischer-Vergleichstest ist mir leider ein 
kleines Malheur passiert: habe einen OP falsch rum auf die Testplatine 
gelötet. Das nahm zwar nicht der OP, aber das Picoboard krumm. Dauert 
bis Ersatz kommt.
Man sollte auch im Layout alle IC in gleicher Richtung platzieren…

[Herbert Z. (herbertz)]

Wulf D. schrieb:
> Bin nicht sicher, ob das einen merklichen Performancegewinn bringt, aber
> ein Versuch ist es wert.

Ich denke, alles was der Mischer nicht aufgebürdet bekommt kann nur ein 
Vorteil sein.
Es gibt da so ein Dreierbündnis ( Filter , Verstärker Dämpfungsglied) 
welche richtig benutzt ein besseres Hörerlebnis bringen indem sie S/N 
verbessern helfen.

[Herbert Z. (herbertz)]

Wulf D. schrieb:
> Das nahm zwar nicht der OP, aber das Picoboard krumm

Kostet Gottseidank nicht die Welt...nur etwas Zeit.
Kann immer mal passieren...

[Joe G. (feinmechaniker)]

Vielen Dank für den Link! Es finden sich noch weitere interessante 
Sachen dort .-)

[Wulf D. (holler)]

Habe endlich die Messungen an verschiedenen Tayloe-Mischer durchgezogen. 
Bin dabei aber auf unerwartete Schwierigkeiten bezüglich 
Geräuschspannungen gestoßen.

Als Messaufbau dient ein kompaktes 2-Layer Prototypenboard mit einer 
Steckfassung für einen Solder-Party RP2350-Stamp. Dazu das schon oben 
gezeigte Babyboard mit den drei Tayloe-Mischern
- DIFF (Doppel-OP),
- INA (Vierfach-OP) und
- Balanced (Übertrager 50:200:200 + Doppel-Mux).
Im Thread gibts Bilder von Schaltplan und fast fertiger Bestückung.
https://www.mikrocontroller.net/attachment/682007/IMG_2806.jpeg
https://www.mikrocontroller.net/attachment/681034/TayloeTestPlan.png

Das Baby-Board hing über ca 6cm Flachbandkabel am Proto-Board, davon 
sind zwei Leitungen GND. Den Mischer auf dem Protoboard dabei 
deaktiviert.

Kein Preamp, außer bei der allerletzten Vergleichsmessung bei -90dBm auf 
dem Protoboard.

Meß- / Empfangsfrequenz 7 MHz AM, bei -60dBm und -90dBm.
Die Empfangspegel vor den AD-Wandlern sind bei DIFF und Balanced 
vergleichbar, beim INA 10dB höher. Hatte nur 6 dB mehr erwartet. Alle OP 
mit 56k/220p im Gegenkopplungspfad.
Verschaltung und Übertrageraufbau beim Balanced habe ich beim "Joe G." 
abgeschaut. Amidon FT37-43 mit 50uH : 200uH : 200uH.

Zu den Schwierigkeiten:
Das Prototypenboard zeigt ohne Preamp und Default-Gain=62dB im HW-Menü 
bei 7 MHz eine Geräuschspannung von ca -100dBm an.
Das war für mich plausibel. Rückgerechnet entspricht das in etwa dem 
Quantisierungsgeräusch eines 12Bit-Wandlers (genauer wären es -103dBm).

Hier wären mal Vergleichswerte von euren Aufbauten interessant!

Beim Anschluß des Babyboards tritt eine deutliche Verschlechterung ein, 
verliere bei DIFF und INA rund 7 dB, der Balanced-Mischer noch deutlich 
mehr und ist für kleine Pegel praktisch kaum nutzbar.

Versuchte die Geräuschquelle zu finden: auf den Versorgungsleitungen 
sieht es gut aus. Auch die Pegel der Muxer-Steuerung sind sauber, 
dennoch vermute ich hier das Problem. Kleine Längswiderstände (33 Ohm) 
zeigen minimal Wirkung, Messungen auf den Leitungen beeinflussen das 
Geräusch.
Die Muxer-Takte zeigen starken Jitter. Vermute, dass der Störpegel ins 
Basisband faltet. Insbesondere der Balanced-Mischer fängt sich 
ordentlich was ein.

Mit dem Störpegel macht ein Performance-Test an der Antenne kaum Sinn. 
Vielleicht wäre ein besser aufgebautes 4-Layer Board notwendig, wo per 
Digital-Muxer die gerade nicht benötigten Taktleitungen abschaltbar 
sind. Oder einen jitterfreien Generator (Si5351?) verwenden.

Dennoch am Meßsender zwei Reihen mit -60dBm und -90dBm gefahren. Die 
Spektren im Bild sind vom Audio-Output und dienen der SNR-Abschätzung. 
Habe den 1kHz-Pegel vom Audio-Modulationssignal in Beziehung zum 
höchsten Störpegel gesetzt. Gab es zwei gleich hohe Störer, beide 
addiert. Weiß nicht, ob das eine korrekte Messung ist, aber auf jeden 
Fall vergleichbar.

Die zweite Messreihe nur noch auf dem Proto-Board mit DIFF-Mischer wie 
im Original-Entwurf. Einmal mit dem RP2350-Stamp mit Pico 2 und einem 
Micro RP2040-Board mit Pico 1 und LDO: fast gleicher Formfaktor wie der 
Stamp, aber andere Anschlußbelegung und Raster: mit ca 3cm langen 
Leitungen einen Adapter gebaut.

Hier lieferte das Pico1-Board auch 7 dB mehr Geräuschspannung. Keine 
Ahnung warum. Einiges mit Cs und Längs-Rs probiert, ohne Wirkung. 
Entweder ist der ADC im Pico 1 schlechter oder der Adapter verdirbt 
etwas. Leider ist der Pico 1-Stamp noch immer nicht lieferbar, so dass 
ein exakter 1:1-Vergleich warten muss.

Am Ende läßt sich leider kein eindeutiges Fazit ziehen, zu uneindeutig 
die Ergebnisse.
Interessant noch, dass der Preamp auch bei -90 dBm noch ein super SNR 
ermöglicht, aber die Übersteuerungsgefahr ab -60dBm erfordert eine 
Abschaltung / Dämpfung.

[Joe G. (feinmechaniker)]

Interessanter Vergleich. Vielen Dank für die Versuche!
Bei der Schaltung zum Balanced-Board bin ich jedoch etwas verwirrt. Mit 
welcher Verstärkung laufen denn die beiden OPV’s? Fehlt hier nicht 
jeweils ein Widerstand bei den Eingängen? Ohne die zusätzlichen 
Widerstände existieren ja nur die Schalterwiderstände bzw. die minimalen 
Leitungswiderstände im Trafo.

[Wulf D. (holler)]

Den Balanced-Mischer hatte ich mir hier abgeschaut, letzte Ausbaustufe:
https://www.norcalqrp.org/files/Tayloe_mixer_x3a.pdf

Wurde im Thread am Anfang schon diskutiert. Die OPs sehen als 
Eingangswiderstand den Übertrager von ca 200 Ohm. Ich denke das passt in 
etwa, da sich die Verstärkung praktisch kaum vom reinen DIFF-Design mit 
zwei OPs ohne Übertrager unterscheidet.

Der Übertrager ist mit 5 leicht verdrillten Drähten parallel 12 Wdg. 
gewickelt. Einer bildet die Primärseite. Jeweils zwei sind in Serie 
verdrahtet und bilden die beiden Sekundärspulen. Also ein 1:2:2.
Dennoch merkwürdig, warum ausgerechnet dieser Ansatz das meiste 
Störgeräusch liefert. Vielleicht ist mir ein Bug in der Beschaltung 
Muxer/OP unterlaufen.

Bitte gern gegenprüfen!

Habt ihr Werte zur Ruhe-Geräuschspannung? Also bei abgezogener Antenne, 
was zeigt euch das Display in AM für einen Pegel an?

Den Jitter auf dem Muxer-Steuersignal hab ich mir mit meinem antiken, 
analogen Analyzer in höchster Auflösung (30Hz) angesehen: sieht im 
Nahbereich +/-12,5kHz gar nicht so schlimm aus, oder?
Weiter weg +/-1MHz natürlich eine Katastrophe, aber da stört es 
vermutlich nicht.
Mich würde interessieren, ob die -70dB Geräusch auf der Schaltspannung 
einen Einfluss haben.

[Sandra (sdr_f169)]

Wulf D. schrieb:
> Habe endlich die Messungen an verschiedenen Tayloe-Mischer durchgezogen.
>
> …
>
> Die Empfangspegel vor den AD-Wandlern sind bei DIFF und Balanced
> vergleichbar, beim INA 10dB höher. Hatte nur 6 dB mehr erwartet. …
>

Schöne Messungen und bestätigen meine Beobachtungen, dass man mit der 
INA-Schaltung noch Signale hören kann, die man sonst nicht mehr hören 
würde. Da ja alle Messungen mit dem Pico2 gemacht wurden, entfällt auch 
ein möglicher Unterschied zwischen Pico und Pico2.

Dass die aus der Simulation zu erwartenden 6dB mehr beim INA und dass es 
praktisch deutlich mehr sind, bedeutet dann, dass die Simulation mit 
idealisierten Werten bei den DIFF Varianten zu ideale Ergebnisse liefert 
und in der Praxis nur deutlich schlechtere Werte erreicht werden. Der 
größere Unterschied kann ja kaum vom in der Praxis besseren INA als der 
idealisierten Simulation des INA stammen.

[Al (almond)]

Sandra schrieb:
> Dass die aus der Simulation zu erwartenden 6dB mehr beim INA und dass es
> praktisch deutlich mehr sind, bedeutet dann, dass die Simulation mit
> idealisierten Werten bei den DIFF Varianten zu ideale Ergebnisse liefert
> und in der Praxis nur deutlich schlechtere Werte erreicht werden. Der
> größere Unterschied kann ja kaum vom in der Praxis besseren INA als der
> idealisierten Simulation des INA stammen.

Was ist mit diesen Worten gemeint?

[Sandra (sdr_f169)]

Ausgangspunkt zur Problematik waren meine Simulationen

Sandra schrieb:
> Bradward B. schrieb:
>>> Noch eine Frage zum Tayloe-Mischer.
>>> Welche Varianten benutzt ihr da?
>>
>> …
>>
>> Messergebnisse aus unterschiedlichen Aufbauten kenn ich jetzt nicht, mit
>> Spice habe ich jetzt auch nicht unterschiedliche Varianten
>> durchprobiert.
>> …
>
> Spice ist da das Stichwort gewesen, dass ich mal etwas mit LTspice
> simuliert habe, die originale Schaltung vom Pico SDR und dann eine
> erweiterte Schaltung mit Instrumenten-Verstärkern als Kombination von
> nur zwei OPVs im Gegensatz zur verbreiteten Schaltung mit drei OPVs. Die
> ZIP-Datei enthält die zur Simulation mit LTspice verwendeten Dateien.
> Die Simulationen sind zwar sehr idealisiert, aber trotzdem sehr
> aufschlussreich.

und

Sandra schrieb:
> …
>
> Außerdem hab ich noch ein paar Simulationen mit den Differenzverstärkern
> gemacht. …
>
> Eine andere Simulation zeigt, dass die 82 Ohm Widerstände vor dem
> positiven Eingang der OPVs praktisch keinen Sinn machen und einfach
> entfallen können.
>
> Außerdem hab ich auch mal die Prinzipschaltung von Tayloe ohne
> Koppelkondensatoren und ohne die niederohmigen Widerstände vor beiden
> OPV Eingängen …
>
> Abschließend dann den 1kOhm Widerstand vom Multiplexer-Eingang zur
> Referenzspannung durch eine Induktivität ersetzt, …

Wo dann Wulf D. die 6dB mehr Signal erkannt hat, wenn auch nicht ganz 
richtig gedeutet

Sandra schrieb:
> …
>
> Wulf D. schrieb:
>> …
>>
>> Ansonsten frage ich mich auch, was Optimierungen bringen.
>>
>> - 6 dB mehr Verstärkung Diff zu INA? Mit Sicherheit, aber für sich
>> allein wertlos.
>>
>> - Weniger (Empfangs-) Rauschen? Keine Ahnung, wäre wertvoll.
>>
>> - Besseres S/N im Nutzsignal? Wäre schön, aber ist das so?
>>
>
> Überlege nochmal genauer. Die Schaltung mit dem INA hat nicht 6dB mehr
> Verstärkung, sondern die einfache DIFF-Schaltung hat 6dB mehr
> Signaldämpfung, bevor das Signal verstärkt wird. Die Verstärkung beider
> Schaltungen ist mit ca. 400 in etwa gleich.
>
> …

und dann bei seinen Messungen mit 10dB deutlich mehr festgestellt hat

Wulf D. schrieb:
> Habe endlich die Messungen an verschiedenen Tayloe-Mischer durchgezogen.
> …
>
> Die Empfangspegel vor den AD-Wandlern sind bei DIFF und Balanced
> vergleichbar, beim INA 10dB höher. Hatte nur 6 dB mehr erwartet. …
>