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Lock-in Amp verstehenHallo liebe HAMer Ich habe neulich eine diskussion gehört, dass jemand über den Mond funkt (Streckendämpfung 180dB ?!?). Dies sei aber problemlos möglich dank dem Lock-in amp, welcher das Signal aus dem rauschen raushole(?). Kann mir wer das bitte genauer erklären was mit den Lock-in Amps Sache ist? 73 Ich kenne LIAs aus dem Laborbetrieb. Dort steht aber das Referenz-Signal immer zur Verfügung. Bei Funk-Übertragungen i.d.R. nicht. Benutzen die ultrastabile Oszillatoren dafür oder übertragen sie die Referenz terestrisch? (Das Prinzip der Multiplikation zweier Signale nutzt ja jeder Funk-Empfänger irgendwie)
https://en.m.wikipedia.org/wiki/GPS_disciplined_oscillator GPS als Frequenz-Synchronisation und nen OCOXO.
OCOXO ???
Da steckt im Prinzip einer Korrelationsverfahren dahinter. Wenn Du zum Beispiel ein Bit auf tausend verschiedene Zeit & Frequenzschlitze aufteilst und dann dieses "Lochstreifenmuster" anlegst um das Bit zu dekodieren, kann das Nutzsignal detektiert werden, obwohl die Signalstärke nur einige hundertstel kleiner als das Rauschsignal ist.
Wie wärs mit Oven Controlled Crystal (Xtal) Oscillator? https://blog.bliley.com/what-the-heck-is-an-ocxo-crystal-oscillator-facts-functionality Naja hat er verständlich geschrieben GPS oder DCF77 oder sowas zur synchronisation und der OCOXO damits bis zur nächsten Synchronisation synchron bleibt. Nix von what for a scheiss!
Also bringt der Lock in Amp gar nicht viel? Also wieviele dB kann mann durch dessen Nutzung Gewinnen? 73
Falsch. Bei richtiger Anwendung kann man unglaublich schwache Signale aus dem Rauschen herausfischen. Shariar von TSP hat vor einigen Jahren mal ein Video über Lock-In-Verstärker gemacht, in dem er u.a. mit einer modulierten, recht schwach leuchtenden LED einen ansonsten sehr hellen Raum zusätzlich diffus "beleuchtete". Mit einem Lock-In-Verstärker hinter einer Fotodiode konnte er tatsächlich dieses Signal herausfiltern. Das war schon fast so, als würde man direkt in die Sonne schauen und trotzdem feststellen, dass hinter dem eigenen Rücken ein Gerät steht und dessen kleine Standby-LED blinkt.
Wenn Du eine Million solcher "Lochrastermuster" zusammenfaßt rund 80dB.
Zu dem Thema wird viel Unsinn geschrieben. Wenn man halt die Bezugsbandbreite für das Rauschen nicht nennt, kann man viel erzählen. Zum Beispiel GPS, eine Ultrawideband (UWB) Übertragung auch Spread-Spectrum-Verfahren genannt. https://www.everythingrf.com/community/gps-frequency-bands "GPS L1 Band: 1575.42 MHz with a bandwidth of 15.345 MHz" Wenn man das weiße Rauschen in einer Bandbreite von 15,345 MHz nimmt, aber das gefilterte Nutzsignal von wenigen Hertz Bandbreite (nach der digitalen Signalverarbeitung) damit vergleicht, liegt das "unter dem Rauschen". Ähnliches gilt für den geheimnisvollen "Modulationsgewinn" von Breitband-FM im UKW-Rundfunk. Das ZF-Filter hat >300 kHz, aber die NF-Bandbreite liegt für Mono bei 15 kHz, Stereo das dreifache (deshalb rauscht das Radio auf, wenn es auf Stereo umschaltet).
Mit wenigen Hertz Bandbreite bekommst du den Dateninhalt des L1-Signals nicht übertragen. Da musst du schon einen Faktor 10 drauf legen. Der NAV Code wird mit 50 Bd übertragen. Auf der UKW-Tagung Weinheim 2012 hat Paul Boven PE1NUT einen Vortrag zu GPS gehalten. Er konnte das Signal eines einzelnen GPS-Satelliten mit einem 25m-Radioteleskop (Dwingeloo Baujahr 1956) verfolgen und das breite Spektrum "aus dem Rauschen" hervorheben. Mit Gewalt geht das schon. Er schreibt, die Bandbreite auf der Zwischenfrequenzebene sei dabei 2 MHz und sein ausgewertetes NF-Signal 100 Hz breit, was 43 dB Verbesserung entspricht. Der Spektrumanalyzer dazu ist auch recht aufwendig.
Angehängte Dateien:
Dass das Signal auf der Zwischenfrequenzebene eine Breite von 2 MHz besitzt, liegt an der Taktfrequenz für den Spreading Code, die Bandbreite des "NF-Signals" an der Mittelungsdauer der Korrelatoren mit den Gold-Code. Die Mittelungsdauer muss darf halt nicht länger sein, als es zur Modulation mit den 50 Bd Daten erforderlich ist. Ich habe einen Teil des Texts durch OCR geschickt, hier als PDF gedruckt. Die Datenaufbereitung ist schon etwas kompliziert. Um auf einen anderen Satelliten zu wechseln sind mehrere Minuten nötig, der Antennenrotor braucht so lange. Zum Lock-in gibt's ein gutes pdf bei Stanford Research : https://thinksrs.com/downloads/pdfs/applicationnotes/AboutLIAs.pdf Ein Lock-in und GPS sind recht verwandt. GPS macht halt noch Clock recovery. Aber im Wesentlichen hat man eine Modulationsfrequenz, auf welcher die Daten drauf moduliert sind. Wenn man phasen-synchron zur Modulationsfrequenz empfaengt kann man das Verhaeltnis von Modulationsfrequenz zu Datenfrequenz an S/N herausholen. Bei GPS ist die Modulationsfrequenz 1.5MHz, die Datenfrequenz bei 50Hz, macht also ein Faktor von 30000. Die Zufallsfolgengeschichte brauchts um verschiedene Quellen unterscheiden zu koennen, sonst waere CW auch gut. Mit den zufallsfolgen senkt man feststehende Stoerpegel um die Spreizung gegenueber CW ab . Bei uns im Labor werden viele Lock In Amps verwendet um "kleine" Signale überhaupt noch messen zu können. Zum Einsatz kommen SR830 von Stanford Research Systems... als Ergänzung zum guten PDF kann ich das Manuel vom 830 empfehlen, ab Seite 29., auf Seite 33 gibt es zur Übersicht ein Blockdiagramm. Manuel SR830 https://www.thinksrs.com/downloads/pdfs/catalog/SR830c.pdf Das war die Broschuere, hier das Manual https://thinksrs.com/downloads/pdfs/manuals/SR830m.pdf Antwort schreiben |
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