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Vorstellung von Einstell- und Anzeigemöglichkeiten |
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Hier zunächst noch einmal die Ansicht der Anschlussmöglichkeiten.Der Eingang IN1 ist ein
Breitbandeingang, der direkt an den Vorverstärker der ADC-ICs führt. Hier angelegte Signale werden sehr rausch- und verzerrungsarm verarbeitet, es muss jedoch mit Aliasingeffekten gerechnet werden. Ant1
ist für den Anschluss von Signalen bis 30 MHz vorgesehen. In den Signalweg sind verschiedene Filter, Verstärker und Dämpfungsglieder schaltbar. Ein Aliasingfilter ist immer eingeschaltet, die Unterdrückung
von Aliasfrequenzen (entspricht etwa der Spiegelfrequenz- / Nebenwellenunterdrückung analoger Geräte) ist größer 100 dB. Ant2 führt über ein festes Filter für das 6 m Band auf den ADC. Auch in diesem
Bereich ist die Dämpfung von Aliasfrequenzen größer 100 dB. |
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An der CLK-Buchse ist das Signal des internen Haupttaktgenerators zu Kontrollzwecken verfügbar. Weiterhin kann
hier ein Referenzsignal eingespeist werden, welches bei Pegeln größer 0 dBm den internen Generator synchronisieren kann.Für die Beispielmessungen wurde der Doppeltongenerator RDG10B1 eingebaut. Er liefert
2 unabhängig einstellbare Signale hoher Qualität und mit gutem Intermodulationsabstand (siehe Bilder weiter unten zur Darstellung der IM-Eigenschaften). |
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Neben der Auflösung und Rechengeschwindigkeit der digitalen Signalverarbeitung ist die Qualität eines direkt
abtastenden Empfängers (ohne vorherige Frequenzumsetzung) entscheidend vom AD-Umsetzer und eventuell vorgeschalteten Analogsignal-Verarbeitungen abhängig. Deshalb sollen beide Baugruppen hier noch kurz
vorgestellt werden. |
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Die ADC-Baugruppe RAD17C arbeitet mit 2 ADC-Schaltkreisen von je 16 Bit Auflösung (etwa in der Mitte der
Platine zu erkennen). Beide werden von einem speziell konstruierten Taktoszillator angesteuert (oben rechts neben der CLK-Buchse). Die Qualität des Oszillatorsignals hat einen großen Einfluss auf die
erreichbaren Parameter hinsichtlich unterer Messgrenze (Grenzempfindlichkeit eines Empfängers). Nur mit diesem speziellen Aufbau konnten die dokumentierten Parameter erreicht werden.Die untere Buchse ist
der Breitbandeingang IN1, links oberhalb davon der Vorverstärker zur Ansteuerung der ADC-Chips. Die senkrecht angeordnete Buchse in der Mitte, mit einem Teil des Aliasingfilters links daneben, stellt die
Verbindung zur Analogsignal-Verarbeitungsbaugruppe APA54C her. Beide Baugruppen besitzen Abschirmgehäuse und sind miteinander verschraubt. |
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Rechts unten ist die Anschlussbuchse Ant1 zu sehen, oben Ant2. Der Signalweg von Ant1 kann mit Relais über
einen Vorverstärker (unten in der Mitte zwischen den Relais zu erkennen), ein 20 dB-Dämpfungsglied und den Filterblock in der Mitte der Platine geführt werden. Der Vorverstärker weist dabei eine Besonderheit
auf. Er besitzt einen sehr niederohmigen (Strom-) Eingang und ist speziell für den Anschluss kurzer, unabgestimmter Drahtantennen vorgesehen (zum Beispiel Teleskopantennen). In Verbindung mit so einer
Antenne erfüllt er das Funktionsprinzip einer aktiven Breitbandantenne. Durch Vorschalten eines externen (gegebenenfalls einstellbaren) Widerstandes in die Antennenleitung ist eine weitgehende Anpassung an
verschiedene Drahtantennen und Standortbedingungen möglich.Die Bauteile ganz oben über der Buchse Ant2 bilden das 6 m Filter, der ähnliche Bereich darunter den 2. Teil des Aliasingfilters für den Bereich
bis 30 MHz. Der Filterblock in der Mitte besteht aus je 5 unabhängig voneinander schaltbaren Hoch- und Tiefpassfiltern 5. Grades. Sie werden durch hochwertige Photomos-Relais eingeschaltet, der komplette
Block kann durch mechanische Relais überbrückt werden. In den Filtern wurden ebenfalls hochwertige Bauteile verwendet, die trotz der kleinen Bauform und des engen Aufbaus dämpfungs- und intermodulationsarme
Filter ermöglichen. Die Weitab-Sperrdämpfung liegt bei ca. 70 - 80 dB abhängig vom Frequenzbereich, die Einfügedämpfung bei ca. 1 - 2 dB. Folgende Eckfrequenzen (Achtung, Angabe der -1 dB Frequenzgrenzen,
da die Messgenauigkeit des RDR54 entsprechend spezifiziert ist) sind realisiert. Hochpässe: 75 kHz, 1,8 MHz, 3,6 MHz, 7,0 MHz, 10,0 MHz, 14,0 MHz
Tiefpässe: 170 kHz, 2,0 MHz, 3,8 MHz, 7,2 MHz, 11,0 MHz, 31,0 MHz Beim Hochpass 75 kHz handelt es sich nur um einen zusätzlich vorschaltbaren Kondensator zur Dämpfung starker Niederfrequenzsignale
(“Netzbrummen”), die aufgrund der prinzipiell bis Gleichspannung reichenden vollen Empfindlichkeit des ADC zu Störungen führen können. Der 31,0 MHz Tiefpass ist das nie abschaltbare Aliasingfilter. Es ist
deshalb aus speziellen kernlosen Induktivitäten und Mikrowellen-Leistungskondensatoren aufgebaut. Die Frequenzen wurden so gewählt, dass beim Empfang von Amateurfunkbändern jeweils eine scharfe Filterung
unterhalb- und oberhalb liegender Frequenzbereiche möglich ist. Alle Filter können automatisch beim Abstimmen der Hauptfrequenz des Gerätes geschaltet, oder jede beliebige Kombination kann manuell gewählt
werden. Damit kann unter schwierigen Empfangsbedingungen ein Signal auch auf eine Filterflanke “gelegt” werden. Das folgende Bild zeigt beispielhaft die realisierten Frequenzgänge der Filter (Programm
“RFSim99”). Hier sind der 10 MHz-Hochpass und der 11 MHz-Tiefpass gleichzeitig eingeschaltet. Die tatsächlichen Werte entsprechen gut der Simulation, die Filter beeinflussen sich untereinander praktisch
nicht. |
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Wesentlich für die Mess- und Empfangsergebnisse ist allerdings die Filterkurve bzw.
Flankensteilheit der einzelnen Bins des Spektrums. Sie bestimmt letztendlich die maximal erreichbaren Selektionswerte. Das folgende Bild zeigt die Lage der Filterflanke eines Bins in höchster Auflösung (2,5
Hz) relativ zur Bin-Mitte, sowie die Lage der benachbarten Bins.Die Bins überlappen soweit, dass kein Signal mehr als 0,1 dB gedämpft wird. Die Auflösung der dargestellten Simulation endet leider bei 130
dB, real werden fast immer über 140 dB erreicht, 136 dB sind garantiert. |
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Für höhere Auflösung gibt es hier ein PDF. Zur Kalkulation der Filterflanke bei größeren Binbreiten können die Frequenzwerte einfach mit dem entsprechenden Faktor multipliziert werden.Bei z. B. 10 Hz Bins
(minimal für Sprachwiedergabe notwendig) also mit dem Faktor 4. In diesem Fall beträgt die Breite der Filterflanke von 0,1 dB bis 136 dB rund 25 Hz. Natürlich “klingeln” auch diese “Bin-Filter”. Die
praktische Einschwingzeit (ca. 10 % des Endwertes) entspricht in etwa dem Kehrwert der Binbreite (Beispiel 10 Hz -> 0,1 s). |
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Beispiele für Geräteeinstellungen |
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Nachfolgend einige Beispiele der Einsatzmöglichkeiten und Messergebnisse. |
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Durch den Empfang eines genauen Trägersignals von Rundfunk- oder Bakensendern kann der interne Taktoszillator
auf Abweichungen kleiner 1 Hz kalibriert werden. Dazu ist die höchstmögliche Auflösung einzustellen (hier mit Receiver-Karte RDR25C1 gleich 2,5 Hz / Pixel). Der Oszillator ist exakt kalibriert, wenn der
Träger wie dargestellt auf der Grenze zwischen Spalte 255 und 256 liegt (gleichmäßig “verteilt” auf beide Spalten). Mindestens die mittlere Gitternetzlinie (Spalte 256) sollte als Markierung eingeschaltet
sein.Die Kalibrierung ist jederzeit bei weiterlaufender Spektrumanzeige im Dialog für die Speicher erreichbar (Taste F1, wenn nicht grade zur Schrittweiteneinstellung aktiv). Der Kalibrierwert wird sofort
nichtflüchtig gespeichert. |
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Ein weiterer Dialog (“Set Up”, immer über Taste F3 erreichbar) ermöglicht die Einstellung verschiedener
Optionen für die grundlegenden Gerätefunktionen (z. B. Auswahl der Vorfilter, hier beide auf Automatik gestellt) und der Darstellung (z. B. Zahl der horizontalen und vertikalen Gitternetzlinien). Die
anzeigespezifischen Einstellungen gelten unabhängig voneinander für den gerade angezeigten Kanal. Bei Darstellung des Videokanals sind die Audio-typischen Einstellungen nicht sichtbar. |
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Neben der Darstellung des Spektrums als Messkurve (auch als “Vollspektrum”, bei dem der gesamte Bereich
unterhalb der Kurve gelb gefüllt wird) kann der Videokanal auf die Darstellung eines Wasserfalldiagramms umgeschaltet werden. Im Beispiel einige CW- und SSB-Signale sowie Störungen (benachbartes DSL-Modem)
im 40 m Amateurfunkband. Die Laufgeschwindigkeit des Wasserfalls (von oben nach unten) kann in 3 Stufen auf 0,35 s, 0,7 s und 1,4 s pro Teil eingestellt werden. Maximal sind also 11,2 Sekunden des Geschehens
sichtbar. Die Darstellung kann jederzeit gestoppt und wieder aktiviert werden.Die Einstellwerte für Pegelobergrenze und Pegelauflösung werden bei Darstellung des Wasserfalldiagramms an die Farbtabelle
verschoben, welche die den jeweiligen Pegelwerten zugehörigen Farben darstellt. Für jedes vertikale Skalenteil der normalen Messkurvenanzeige sind 2 Farbstufen vorgesehen. Die Pegelauflösung kann auch bei
der Wasserfalldarstellung bis herab zu 2 dB / Teil, also 1 dB / Farbstufe eingestellt werden. |
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2 Beispiele zur unterschiedlichen Analyse der Qualität eines Signals abhängig von der gewählten Auflösung. Der
enorme Dynamikbereich (das Eigenrauschen liegt bei Darstellung mit 2,5 Hz / Pixel unter -130 dBm) erlaubt ein direktes Ablesen des Seitenbandrauschens und der Nebenwellen von diskreten Signalen. Die oberen 2
Bilder für einen HF-Generator Marconi 2019A, unten das Signal des RDG10B. |
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Die Kurven verdeutlichen auch die sehr steilflankige Arbeitsweise der Zeit- Frequenztransformation im RDR54.
Die vertikale Skalierung beträgt 20 dB / Teil! |
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Für einen Empfänger ist die Unempfindlichkeit gegenüber Intermodulationsstörungen ein wesentlicher
Qualitätsparameter. Im Bild das Signal des RDG10B mit 2 Signalen im Abstand von 32 kHz bei ca. 9 MHz. Die Signale liegen dicht unter der Aussteuerungsgrenze (0 dBm ohne Abschwächer), wobei hier das
Summensignal beachtet werden muss (+6 dB gegenüber einem einzelnen Träger). Trotz eingeschalteten Vorfiltern (rechts oben) liegt der IM-Abstand bei -92 dB.Dies ist der IM-Abstand des Generators, nicht der
des RDR54! Für einen einzelnen IC der verwendeten ADC gibt der Hersteller einen IM-Abstand größer -100 dB an. Die Gegentaktschaltung zweier ADC erhöht ihn noch weiter. Daraus ergibt sich ein “fiktiver” IP3
von > 44 dBm bei Vollaussteuerung (zwei -6 dBm Signale). Die Problematik “Intermodulation” ist allerdings bei Digitalempfängern eine wesentlich andere, als die der herkömmlichen Analoggeräte und damit
beispielsweise nicht durch die übliche Angabe des IM-Schnittpunktes (IP) beschreibbar. Vielmehr spielt der IM-Abstand eine wesentliche Rolle, da er einerseits durch Pegeländerungen kaum beeinflusst wird (im
Gegensatz zu Analoggeräten), andererseits aber stark durch das augenblicklich verarbeitete Signalgemisch (Spektrum am Eingang des ADC) durch den sogenannten Dither-Effekt (Linearisierung der IM
verursachenden Nichtlinearitäten des ADC bei gleichzeitiger Digitalisierung vieler verschiedener Signale). Da dieser Effekt bei einem Empfänger praktisch immer wirksam ist, liegt der IM-Abstand noch um
weitere ca. 10 - 20 dB höher, je nach Aussteuerung. Ein weiterer wichtiger Parameter ist die Empfindlichkeit des Empfängers. Beispielhaft wurde der Zeitzeichensender DCF77 empfangen, um besonders die auch
im unteren Frequenzbereich hohe Empfindlichkeit zu zeigen. Dazu ist an Ant1 (Vorverstärker mit 0 Ohm Eingangsimpedanz eingeschaltet) lediglich eine kurze Messleitung angeschlossen, deren Ummantelung berührt
wurde (nicht die blanke Anschlussklemme). Trotz des direkt daneben stehenden Notebooks (links im Wasserfall sind Störungen zu erkennen) gelingt der Empfang einwandfrei. |
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ADC-Modul RAD17D |
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Das ADC-Modul RAD17 Version C
(siehe oben) zeichnet sich durch extrem hohe Intermodulationsfestigkeit und sehr gute Messgenauigkeit aus. Die Empfindlichkeit ist gut, besonders aber über ca. 10 MHz liegt das Eigenrauschen im Bereich des Antennenrauschens bei guten Empfangsbedingungen. Kleine Signale können deshalb verdeckt werden oder sind nicht gut verständlich.
Das Modul in der Version D
besitzt einen speziellen Vorverstärker in diskreter Schaltungstechnik. Dazu werden im unteren Frequenzbereich bis 1,8 MHz (Klein-) Leistungs-MOSFET in Komplementär-Gegentaktschaltung (“CMOS”) eingesetzt. Der Signalweg ist komplett symmetrisch aufgebaut, wodurch sich Rauschen und Verzerrungen weiter verringern.
Das folgende Bild zeigt das Eigenrauschen des RDR54 beim Einschalten dieses Verstärkers. |
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Freunde des Funkempfangs auf sehr niedrigen Frequenzen werden sich über das kaum
ansteigende Rauschen bis herab zu wenigen kHz freuen. Selbst bei 1 kHz liegt das Grundrauschen noch unter -120 dBm, oberhalb ca. 70 kHz dann unter -130 dBm. Diese Werte sind breitbandig ermittelt, so wie man
hört, ohne die in der “SDR-Szene” übliche starke Dämpfung der sichtbaren Rauschspitzen mittels PC-Software.Bei hoher Auflösung, z. B. für Messzwecke oder schmalbandigen CW-Betrieb, erreicht der RDR54D
noch höhere Empfindlichkeit, wie das nächste Bild zeigt. |
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Hier ist die Auflösung auf 2,5 Hz / Spektrallinie gestellt. Es erfolgt keine Glättung oder
Interpolation des Spektrums! Bei einer Demodulatorbandbreite von 20 Hz liegt das Eigenrauschen bereits unter -140 dBm (Messgrenze des S-Meters). Auf einer Empfangsfrequenz von 51,2 kHz! Dieser
hervorragende “NF-Verstärker” hat eine obere Grenzfrequenz von ca. 2 MHz, je nach Verstärkung. Deshalb wird für den Bereich ab 1,8 MHz bis zur oberen Frequenzgrenze (je nach Gerät bis zu 154 MHz) ein anderer
Verstärker eingesetzt. Er besteht aus Gallium-Arsenid Transistoren, wie sie üblicherweise im GHz-Bereich verwendet werden. Durch eine spezielle Schaltungstechnik (und wiederum symmetrische
Gegentaktschaltung) arbeiten sie im RAD17D-Modul aber schon ab ca. 1 MHz mit sehr guten Werten. Ab 1,8 MHz kann der GaAs-Verstärker eingeschaltet werden. Bereits hier erreicht er noch bessere Rauschwerte
als der CMOS-Verstärker. Seine volle Leistungsfähigkeit zeigt sich im höheren Frequenzbereich, in dem übliche Kurzwellenempfänger bereits wieder unempfindlicher werden. Im folgenden Bild deshalb die Werte
bei 30 MHz. |
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Die Auflösung ist wiederum auf 2,5 Hz / Spektrallinie eingestellt. Bei diesem
schmalbandigen Betrieb ist das S-Meter längst nicht mehr in der Lage, den Pegel zu messen. Trotzdem wird ein Signal von -146 dBm (kleinstes noch genau reproduzierbares Signal in unserem Messlabor) deutlich
über dem Rauschen angezeigt.Das MDS (Minimum Discernable Signal, kleinstes erkennbares Signal) liegt bei ca. -150 dBm. Mit einer Glättung der Rauschspitzen sogar noch deutlich darunter. Ab CW-Bandbreiten
von kleiner 200 Hz liegt es auch im Hörbereich (Definition als Pegel gleich dem Rauschpegel) unter -140 dBm. Damit muss die Bandbreite nicht einmal extrem minimiert werden, um noch sehr kleine Signale
aufnehmen zu können. Solche extrem guten Rauschkennwerte sind leider häufig mit schlechten Verzerrungswerten verbunden. Nicht so beim RAD17D: Durch die aufwendige Schaltungstechnik (im gesamten
Verstärker arbeiten 10 Transistoren) sind auch sehr gute Großsignaleigenschaften vorhanden. Diese werden üblicherweise durch IM-Messungen spezifiziert, wobei besonders die entstehenden Mischprodukte 3.
Ordnung betrachtet werden. Sie liegen meistens nah am Träger (gleicher Abstand wie die Differenz zweier intermodulierender Träger) und stören deshalb besonders. |
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Dieses Bild zeigt so eine Situation. 2 starke Signale intermodulieren und die erzeugten
Störsignale können kleine Empfangssignale verdecken. Dies wäre im gezeigten Beispiel der Fall, wenn auf 9,93 MHz (Mittellinie) empfangen wird. Das IM-Signal der beiden starken Signale (je -10 dBm)
erreicht -94 dBm. Der IM-Abstand beträgt damit 84 dB.Ein sehr guter Wert für einen so rauscharmen Empfänger (in diesem Fall aber nicht auf volle Verstärkung geschaltet). Mit 2 Signalen von je -10
dBm (Summe = -4dBm) sind die allermeisten Empfänger bereits total übersteuert. Der errechnete IM-Schnittpunkt (IP3), ein fiktives Maß zum Vergleich verschiedener Geräte, beträgt im Beispiel +32 dBm.
Weitere Besonderheiten des RAD17D Moduls Im obigen Bild ist zu sehen, dass das “HF-Filter” (im grauen Panel unter dem Spektrum) keinen breitbandigen Bereich zeigt (wie sonst in allen anderen
RDRxx Empfängern), sondern nur eine Frequenz. Im RAD17D sind (fast) keine schaltbaren Filter vorhanden, sondern die Vorselektion für die ADC wird durch einen echten Preselektor realisiert.
Er besteht aus einem zweikreisigen, abstimmbaren Bandfilter. Genauer gesagt aus 3 Stück davon:
- 0,5 - 1,8 MHz
- 1,8 - 8 MHz
- 8 - 18 MHz
Die Bandfilter sind elektronisch abgestimmt und damit vollautomatisch (mitlaufend zur Frequenzeinstellung) verwendbar. Sie beeinträchtigen trotzdem nicht die hohe Verzerrungsfreiheit des Vorverstärkers
(das Bild oben ist mit eingeschaltetem Preselektor aufgenommen). Der Preselektor hat eine relativ große Bandbreite und geringe Flankensteilheit. Er muss immer die Verarbeitungsbandbreite des RDR54 von 164
kHz voll durchlassen können. Das klappt am unteren Frequenzende nur knapp, dort beträgt die Bandbreite ca. 150 kHz. Am oberen Ende steigt sie bis auf über 1 MHz. Unter 500 kHz und über 18 MHz
Empfangsfrequenz sind feste Tief- bzw. Hochpässe geschaltet. Im Set Up Dialog kann der Preselektor auch auf Handbedienung gestellt werden. Dann ist die Frequenzanzeige des Filters anwählbar, so wie jeder
andere Einstellwert der Oberfläche auch, und kann per Drehgeber variiert werden. Die Schrittweite ist minimal 10 kHz, sonst wie die Schrittweite für die Frequenzeinstellung. Das Modul Version D
ist mechanisch exakt gleich aufgebaut wie Version C und damit beliebig austauschbar. Beide Module können nicht parallel betrieben werden! Der Breitbandeingang IN1 kann beim RAD17D
nur noch von 0,1 - 150 MHz eingesetzt werden, er hat keine Messgenauigkeit mehr. Primär ist er nur noch für die Verbindung zum UKW-Modul RFM32 vorhanden. In den Geräten RDR54D
ist das ADC-Modul Version D standardmäßig eingebaut. Auf Anfrage kann auch Version C verwendet werden (höhere Messgenauigkeit, höhere IM-Festigkeit). Zum Austausch des Moduls in Geräten RDR54
C sind einzelne RAD17D Module verfügbar. |
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ADC-Modul RAD17DF |
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Eine Weiterentwicklung des ADC-Moduls RAD17D ist die Version 17DF. Dieses Modul enthält
zusätzlich Vorverstärker und Filter für das 3 m FM-Rundfunkband und für das 2 m Amateurfunkband (144 - 154 MHz, ab 148 MHz ansteigende Dämpfung). Es kann damit das separate Modul RFM32 für UKW-Empfang
ersetzen. |
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RAD17DF
Hier in einem Transceiver RDR54D1 eingebaut.Das UKW-Teil im RAD17DF kann den Vorverstärker des ADC-Moduls nutzen und erreicht damit um ca. 4 dB niedrigere Rauschwerte gegenüber
dem Modul RFM32B. Es eignet sich deshalb hervorragend für UKW-DX im Rundfunkband oder auf 2 m. Die IM-Festigkeit ist aufgrund der Verwendung von GaAs-Transistoren und hochselektiven Filtern (im 2 m
Band fest, im 3 m Band automatisch mitlaufend abgestimmt) sehr gut. Bei Bestellung eines RDR54D mit UKW wird das Modul RAD17DF ab sofort standardmäßig eingebaut. Damit ergibt sich sogar ein günstigerer
Preis gegenüber dem getrennten UKW-Modul RFM32B. Dieses ist nur noch auf Anfrage lieferbar. |
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Muting-Modul RAS12A |
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Dieses Modul kann vor ein ADC-Modul geschaltet werden, um das Eingangssignal abzutrennen.
Dadurch ist eine Unterdrückung starker Signale von bis zu 70 Veff möglich. Hauptanwendungsgebiet ist die Abschaltung der Antenne beim Anschluss von Sendern.Die Abschaltung des Eingangs erfolgt über den
Anschluss “PTT” durch Auftrennung des Signalpfades mittels eines unhörbaren und schnellen Reed-Relais. Dieses Relais schaltet im Normalfall (Empfang) den Eingang “INPUT” über eine Frequenzweiche auf die
Ausgänge “ANT1” und “ANT2”, die direkt mit den entsprechenden Eingängen des ADC-Moduls verbunden werden können. “INPUT” wird dann vom Sende-/ Empfangsumschalter des Senders gespeist. Bei Aktivierung des
PTT-Signals wird der Eingang sofort getrennt. Außerdem erfolgt im Gerät eine Deaktivierung der Regelung und eine drastische Verminderung der Verstärkung. Nach Deaktivierung des PTT-Signals wird der Eingang
sofort wieder angeschaltet, aber die Regelung / Verstärkungseinstellung wird erst nach einer einstellbaren Zeit wieder zugeschaltet. Die Regelung wird dann exakt wieder auf den Wert vor der Abschaltung
gesetzt (Verhinderung von Desensibilisierung). Das Muting-Modul enthält Schutzvorrichtungen zur Begrenzung kurzzeitiger Überspannungen:
- Grobschutz 90 V Gasentladungsableiter mit 10 kA Belastbarkeit und Lösch-Varistor.
- Feinschutz 5 V Transzorb-Diode mit 16 A Belastbarkeit.
Weiterhin ist das Modul mit einem permanent eingeschalteten Vorverstärker ausgerüstet (Version A, Version B ist ohne VV). Der Vorverstärker hat ca. 14 dB Verstärkung bei einem Rauschfaktor von ca. 3 dB
und einem Input-IP3 von ca. +20 dBm. Aufgrund des sehr geringen Rauschfaktors sinkt der Rauschpegel des RDR54 nahezu um den Wert der Vorverstärkung. Damit kann speziell beim RDR54C ohne integrierten
Verstärker eine erhebliche Verbesserung der Empfindlichkeit erreicht werden (in etwa auf das Niveau des RDR54D mit eingeschaltetem VV). Die IM-Festigkeit ist dabei höher als die des RDR54D. Der
Vorverstärker hat einen 1 dB Eingangs-Kompressionspegel von ca. 0 dBm. Da er nicht abschaltbar ist, muss zur Ausnutzung dieser hohen Aussteuerbarkeit der Abschwächer des ADC-Moduls ab ca. -13 dBm
Eingangspegel eingeschaltet werden. |
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DAC-Modul RDA3x |
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Für den RDR54 / 160 wurde ein Analog-Digital-Converter-Modul entwickelt. In diesem Modul
sind die besten Audio-DAC mit 24 Bit Auflösung und bis zu 200 kHz Samplerate enthalten (derzeit PCM1794A oder AD1955), sowie ein Dual 16 Bit High-Speed DAC mit sehr hoher Nebenwellendämpfung. Es kann
verschiedene Signale mit sehr hoher Präzision und Rauschfreiheit ausgeben:
- Die beiden Stereokanäle bei UKW-Rundfunkempfang.
- Zwei unabhängig voneinander generierbare Signale im Bereich von 0 - 80 kHz.
- Zwei gemeinsam generierbare Signale (“Zweiton”) im Bereich von 80 kHz - 150 MHz.
- Ein beliebig modulierbares Signal im Bereich von 80 kHz bis 150 MHz.
Zusätzlich kann das RDA3x-Modul einen High-Power Kopfhörerverstärker mit heraus ragenden Eigenschaften enthalten. Dieser Verstärker wird direkt vom Audio-DAC getrieben und erzeugt mittels hochlinearer und
sehr rauscharmer Operationsverstärker plus nachgeschalteter diskreter CMOS-Leistungsendstufe genug Pegel für niederohmige Kopfhörer oder kleine Lautsprecher. Er ist vollständig gleichspannungsgekoppelt und
enthält keine Kondensatoren oder Spulen im Signalweg. Das DAC-Modul RDA3x gibt es in verschiedenen Ausführungen. |
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RDA30A
Hier in einem Spezialaufbau für Audio- und HF-Messungen.Die Ausführung RDA30A enthält einen Stereo Audio-DAC und einen Dual HF-DAC. Dieses Modul kann gleichermaßen für
Messaufgaben, zur HiFi-Ausgabe von Stereo-Rundfunksendern und als frei abstimmbarer, beliebig modulierbarer Exciter (Funksignalgenerator) genutzt werden. Es gibt im Audiobereich bis zu 2 Veff niederohmig und
im HF-Bereich bis zu +6 dBm an 50 Ohm ab. |
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RDA31A Hier im High-End FM-Tuner RDR160.
Die Ausführung RDA31A enthält einen Stereo Audio-DAC und einen Kopfhörer-Verstärker. Dieses Modul ist für die Ausgabe hochwertiger Audio- oder Mess-Signale bis 80 kHz verwendbar. Der Kopfhörer-Verstärker
liefert bis zu 3 Veff mit 100 mA Belastbarkeit über interne Verbindungen an jede Baugruppe. Die untere Grenzfrequenz ist 0 Hz, d. h. es können auch präzise Gleichspannungssignale erzeugt werden. Im RDR160
speist das RDA31A-Modul den frontseitigen Kopfhöreranschluss und kann die Audiosignale einstellbar an den Cinch-Buchsen ausgeben (“geregelte Line-Ausgänge”). Eine Variante 31B mit Klinkenbuchse direkt am
Modul ist in Kürze verfügbar. Damit können Kopfhörer oder Lautsprecher bzw. Verstärker direkt an der Rückseite angeschlossen werden. Es ist dann keine Verkabelung an der Frontseite erforderlich.
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RDR 160A |
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Der RDR 160 ist ein digitaler Empfänger, der speziell für den Empfang hochfrequenter Signale im Bereich von 87,5 MHz -
108 MHz (UKW Rundfunk) und 130 - 160 MHz (2 m Amateurfunk und Spezialanwendungen) ausgelegt ist. Entsprechend der Hauptanwendung “FM-Tuner” ist er mechanisch an die Größe üblicher HiFi-Heimgeräte angepasst
(43 cm Breite). Die Ausführung des Gerätes ist mit dicken, gefrästen Seitenteilen und Aluminiumprofilen für Boden und Deckel, sowie einer 8 mm starken Frontplatte äußerst robust und qualitativ sehr
hochwertig.Die Signalverarbeitung ist volldigital mit direkter Abtastung des Antennensignals. Zum Einsatz kommen 4 Stück sehr rauscharme Analog- / Digitalumsetzer mit je 16 Bit Auflösung in
Doppel-Gegentaktschaltung. Das ergibt 18 Bit Hochfrequenzauflösung mit exeptioneller Qualität der digitalisierten Signale. Vor den 4 ADC wird das Empfangssignal mit sehr rauscharmen und
intermodulationsfesten GaAs-Verstärkern auf den erforderlichen Pegel verstärkt. Die analoge Vorfilterung erfolgt breitbandig durch SAW-Filter und 6-polige LC-Filterstrukturen in differentieller
Gegentaktschaltung. Das sichert zum einen hohe Unterdrückung von Außerbandsignalen und zum anderen die direkte Darstellmöglichkeit der kompletten Bandbelegung als Spektrum sowie den gleichzeitigen Empfang
mehrerer Sender. Innerhalb der digitalen Signalverarbeitung kommen die bewährten Algorithmen des RDR54 zur Anwendung. Das heißt:
- Durchgängig 36 Bit Auflösung bis zum Demodulatorausgang.
- 18 - 24 Bit Auflösung im Audiobereich.
- Kombinierte Signalverarbeitung in Zeit- und Frequenzebene für Summen-, Differenz-, Pilotton-, Hilfsträger- und RDS-Signal.
- Verschiedene Filter optimiert für hohe Trennschärfe und / oder maximale Audioqualität.
- Darstellung des Empfangssignals im Frequenzbereich (Spektrum), Zeitbereich (Oszillogramm), Phasenraum (Goniogramm) und als Histogramm zur Beurteilung des Dynamikbereichs.
- Genaue Messung von Pegel, Hub, SNR und anderen Parametern.
Neben dem 4fach 16 Bit ADC und der 36 Bit Signalverarbeitung enthält der RDR 160 einen hochwertigen Stereo Audio-DAC mit folgenden Parametern:
- 24 Bit / 81,92 kHz Sampling.
- 126 dB SNR.
- > 90 dB Oberwellenabstand (0,003 % Klirrfaktor), regelbarer Line-Ausgang.
- Kopfhörerverstärker mit 0,25 W Leistung an 16 Ohm bei vollem SNR und 0,01% Klirrfaktor (diskreter CMOS Class-A Verstärker).
Im RDR 160 ist ein 5” (12,7 cm) Vollfarb-WVGA (800 x 480 Punkte) Display eingebaut. Es ermöglicht neben der normalen (einfachen) Bedienoberfläche die Darstellung vieler Parameter wie z. B. Spektrogramme,
Oszillogramme, Goniogramme, Histogramme, weitläufiger Speicherfunktionen, und vieler anderer Anzeigen. Das Display besitzt einen kapazitiven Touchscreen mit extrem hochwertiger Oberfläche (schlagfestes
Glas). Viele Bedienfunktionen werden duch Berühren dieser Oberfläche ausgelöst. Alle Einstellfunktionen sind möglich, bis hin zu Frequenzabstimmung und Speicherverwaltung. Zusätzlich gibt es einen robusten
Drehknopf, der eine feinfühlige Abstimmung und Lautstärkeeinstellung ermöglicht. |
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