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SoftRock
Tipps zur Inbetriebnahme und zur Fehlersuche
letzte Änderung / Ergänzung: 14. Januar 2007
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Inzwischen sind mehrfach an mich Fragen zu Problemen gerichtet worden, die bei der Inbetriebnahme von SoftRock Empfängern aufgetreten sind. Speziell möchte ich hier auf das Problem der Seitenbandunterdrückung eingehen. Wird ein SoftRock Empfänger ohne Eingangssignal betrieben, so sieht man in der Spektraldarstellung z.B. mit dem Programm ROCKY (gilt auch für alle anderen Programme) in der Mitte des Bereichs eine leicht verbreiterte Spitze. Dies ist der Bereich erhöhten Rauschen und u.a. Netzbrumm aufgrund von Schleifen um 0 Hz des heruntergemischten Frequenzbereichs. Wird nun eine Antenne angeschlossen, so sollte das Spektrum ober- und unterhalb dieser '0Hz Spitze' jeweils nicht ein Spiegelbild der anderen Seite darstellen, wie es in folgenden Beispielen gezeigt wird. 
Falls die Symmetrie in der Spektraldarstellung aufgrund eines sehr belebten Bandes nicht gleich ins Auge fällt, ist gleichbedeutend die folgende Beobachtung zu machen, SSB-Stationen sind in der einen Hälfte im unteren und in der anderen im oberen Seitenband zu demodulieren. Der Grund liegt nun darin, dass der Eingang der Soundkarte nicht wirklich die I/Q-Signale angeboten bekommt. Ein erster einfacher Test kann mit einem 'Soundkarten Oszillographen' gemacht werden. Von C. Zeitnitz wird hier http://www.zeitnitz.de/Christian/Scope/Scope_ger.html ein ausgezeichneter Oszillograph zur Verfügung gestellt, der für den privaten Gebrauch uneingeschränkt genutzt werden darf. Für den Test wird kein weiteres externes Messgerät benötigt. Der SoftRock-Empfänger wird zusammen mit der eingesetzten Soundkarte betrieben. Anstelle eines SDR-Programms wird der 'Soundkarten Oszillograph' gestartet. Unter dem Menüpunkt 'Extras' ist die Soundkartenkonfiguration einzustellen. Zu beachten ist, dass die Abtastrate mit 44100 Hz festliegt, d.h. für den Test ist die Soundkarte ggf. entsprechend getrennt einzustellen. 
Im hier gezeigten Beispiel [1] wird ein HF-Signal aus einem Generator in die Antennenbuchse eingespeist. Die Frequenz liegt einige kHz neben der Mittenfrequenz des SoftRock Frequenzbereichs. Die 90° Phasenverschiebung zwischen den beiden I/Q-Signalen ist sofort zu erkennen. 
In diesem Beispiel [2] liegt die Antenne am Eingang des SoftRock Empfängers. Auch hier ist ein zeitlicher Versatz der Signale zu sehen, aber aufgrund des Frequenzgemischs ist eine 90° Phasenverschiebung nicht mehr eindeutig zu erkennen. 
Das Oszillographen-Programm bietet die Möglichkeit der XY-Darstellung. In dem Beispiel oben links [3] liegt wieder die Antenne am Eingang des SoftRock. Bei Amplitudengleichheit und 90° Phasenverschiebung zeichnet sich wie hier eine kreisförmige Abbildung auf dem Schirm ab. Besitzt einer der I/Q-Kanäle eine geringere Amplitude, so wird aus dem Kreis eine Ellipse, die aber weiterhin ihre Achsen in x- und y-Richtung besitzt. Die Bildschirmkopie [5] oben rechts zeigt diesen Fall mit einer doppelten Amplitudengröße in Richtung der x-Achse. Eine Phasenverschiebung ungleich 90° zwischen den I/Q-Kanälen führt ebenfalls zu einer ellipsenförmigen Abbildung, aber nun mit geneigten Lagen der Achsen. Links [4] wird der Extremfall für 0° Phasenverschiebung und gleiche Amplituden gezeigt, die Ellipse entartet zu einem Strich mit 45° Neigung auf dem Oszillographenschirm. Werden bei den hier beschriebenen Tests Ergebnisse ähnlich den obigen Beispielen [3] und [4] erzielt, so werden alle SDR-Programme einwandfrei funktionieren. 
Als Beispiel sei hier die folgende Bildschirmkopie des Programms ROCKY betrachtet. Die Quarzfrequenz beträgt hier etwa 3685 kHz. Der kräftige Träger bei 3668 kHz würde bei nicht sauberen I/Q-Signalen ein Spiegelbild bei etwa 3702 kHz besitzen. Dieses unerwünschte Seitenband wird mit mehr als 70 dB unterdrückt, im Rauschen ist kein Signal bei 3702 kHz zu erkennen. 
Bei den SoftRock Empfängern ist nicht vom Idealfall auszugehen, dass die Phasenverschiebung zwischen den Kanälen bei exakt 90° liegt und beide Kanäle identische Verstärkung besitzen. Die Programme ROCKY und KGKSDR beinhalten einen Algorithmus, der die restlichen Abweichungen aus starken Signalen mittels Optimierung der Seitenbandunterdrückung bestimmt. Anschließend wird diese Korrektur in der Signalverarbeitung berücksichtigt. Links sind solche automatisch bestimmten Korrekturdaten für das Programm ROCKY dargestellt. Die entsprechenden Daten für das Programm KGKSDR sind darunter zu sehen. 
Falls nun diese Ergebnisse nicht erzielt werden, beginnt die Fehlersuche. - Fehler auf der Platine? . kommen 2 Signale aus der Platine? . liegt eine Phasenverschiebung zwischen den Kanälen vor? - Problem mit der Soundkarte? . besitzt die Soundkarte einen Stereo-Eingang? . die Mikrofoneingänge der Soundkarten sind fast alle nur Mono-Eingänge . es gibt Soundkarten mit einem Sampleversatz. . bekannt ist, dass das Programm Rocky nicht mit allen Soundkarten zusammenarbeitet ... wird fortgesetzt. |