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SDRSoftware Defined Radio

Themen:

• Methoden zur Erzeugung eines Einseitenbandsignals( Filter-, Phasenmethode, SDR )

• Definition des SDR • Grundbausteine im SDR ( SDR-1000, SR100 )

(IQ-Modulator, IQ-Demodulator, Mischer )• Funktionsprinzip des SDR• Schaltungstechnik des SDR• Messergebnisse und Daten• Praktische Erfahrungen u. Demonstration

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SDR

Prinzip SSB-Sender nach der Filtermethode

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SDR

SSB-Sender nach der Phasenmethode

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SDR

Softwaredefinierter SSB-Sender ( SDR )

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SDR

Software definierter SSB-Empfänger ( SDR )

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SDR

Definition SDR

Software Defined Radios ( SDRs) sind wesentlich Digital-Computer, die mit einer Antenne und einem Mikrofon verbunden werden. Nahezu alle signalverarbeitenden Prozesse werden durch Software erzeugt und gesteuert.

Zur Zeit wird in einem „Frontend“ auf eine Zwischenfrequenz von ca. 11 KHz heruntergemischt, damit die Signale von der Audiokarte des Computers verarbeitet werden können.Vergleichbares gilt für den Sender, PA!

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SDR

Quadraturmodulator

tLOeABQI cos

tABtABI LOeLOe cos21180cos

21 tABtABQ LOeLOe cos

21cos

21

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SDR

Quadraturmodulator

Am Ausgang nur noch die Differenzfrequenz e - LO

o d e r nach Umschaltung LO von 0°/90° auf 90°/0°

Die Summenfrequenz e + LO

Beispiel: fe = 28 MHZ, fLO = 19 MHZ

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SDR

Quadraturdemodulator

Q = 90cos2190cos

21

tABtAB LOeLOe I = 00cos2100cos

21

tABtAB LOeLOe

90cos21' tABQ LOe

tABI LOe cos21'

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SDR

Quadraturdemodulator

Am Ausgang I‘ die Differenzfrequenz e - LO mit = 0°

Am Ausgang Q‘ die Differenzfrequenz e - LO mit = -90°

Beispiel: fe = 28 MHZ, fLO = 19 MHZ

0°

-90°90°

180°

0°

-90°90°

180°

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SDR

Quadraturmodulator, Quadraturdemodulator

Was kann ein Quadraturmodulator?Er liefert die Summen- oder Differenzfrequenz von 2 Signalen ( Spiegelunterdrückung, PC oder 90° )

Was kann ein Quadraturdemodulator?

Er liefert die Summen- und/oder Differenz-frequenz ( Filter! ) von 2 Signalen mit 90°Phasenverschiebung, also ein I- und ein Q-Signal

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SDR

Prinzip desTayloe-Mischers

0 Deg

180 Deg

90 Deg

270 Deg

I

Q

50 Ohm Antenna

+

+

-

-

Schalter rotiert mit fcl = fLO*4

Sampling-Kondensatoren

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SDR

Prinzip desTayloe-Mischers

4-Kanal-Mux-DemuxPI5V331 von Pericom

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SDR

Funktion desTayloe-Mischers

Abtastung ( hier ) zwischen 0°, 90° der Oszillatorschwingung und Spannungsverlauf am Sampling-Kondensators C1

HF: 9 MHz LO: 10 MHz

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SDR

Tayloe-Mischers

Was kann ein Tayloe-Mischer?

1. Liefert ein I- und ein Q-Signal2. Unterdrückt Spiegelfrequenz (mit PC)3. Geringe Mischverluste ( < 2dB )4. Geringes Rauschen5. Linearität ( IP3 ~ +30 dBm )

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SDR

Prinzip eines SDR-Empfängers

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SDR

Blockschaltbild des SDR-Transceivers SDR-1000

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SDR

Demodulation im Rechner ( PC ) mit IQ-Signalen

Die momentanen Amplitudenwertedes empfangenen Signals It und Qtwerden geometrisch addiert.

Der Betrag des Zeigers Zt wird aus

gewonnen. Und der momentanePhasenwinkel des empfangenenSignals aus:φ

22ttt QIZ

t

tt I

Qarctan

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SDR

Blockschaltbild des Transceivers SR-100

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SDR

Tayloe-Mischer, ZF-Verstärker

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SDRDDS-Synthesizer und

Tiefpassfilter im

SDR-1000

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SDR

Bildschirmfoto der FLEXRADIO-Software beim Empfang

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SDR

Bildschirmfoto der FLEXRADIO-Software beim Senden

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SDR

Platinen des SDR-1000 von Flexradio ohne Vorverstärker

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SDR

Blick in den SR-100 von Kneisner & Döring

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SDR

Vergleich einiger Kennwerte des SDR-RX

Herstellerangaben SDR-1000 SR-100 Gemessen

Frequenbereich Rx 0,015 - 60 MHz 0,015 - 60 MHzGrenzempfindlich-keit, S/N = 1, B = 500 Hz

-135 dBm -109 dBm ! -110 dBm

IP3, 20 kHz +26 dBm +9 dBmSpiegelfrequenz-unterdrückung

k.A. k.A. 60 dB

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Flexradio:http://www.flex-radio.com

Kneisner & Döring:http://www.kd-elektronik.com

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