Universell verwendbarer Empfänger für SSB, CW, WSPR, Digitale Betriebsarten (PSK31) usw...
Dieser Empfänger arbeitet in der Grundausstattung ohne Preselector, die Antenne geht also (über Anpassung und Schutzschaltung) direkt an den Mischereingang. Dieser Betrieb funktioniert für digitale Betriebsarten sehr gut. Wie es bei SSB geht muss sich zeigen. Daher habe ich verschiedene Messungen bezüglich der Empfindlichkeit gemacht. Als Generator kommt ein R&S SMG Signalgenerator zum Einsatz, der Signale von -140dBm bis +15dBm abgeben kann.
Was ist "Empfindlichkeit", eine gute Frage. Es hängt viel von der Interpretation und auch von der Betriebsart und natürlich Bandbreite ab. Der Einsatzbereich dieses RX sind vor allem digitale Betriebsarten wie WSPR, PSK31 usw. und SSB eher ein Nebenschauplatz. Daher müsste die Empfindlichkeit bei einer bestimmten Bitfehlerrate bestimmt werden. Das ist aber wegen der vielen Betriebsarten kaum möglich.
Um vergleichbare Ergebnisse zu erhalten, habe ich zwei Messungen gemacht:
1. SSB Empfindlichkeit für 10dB S/N. Diesen Wert kann man mit handelsüblichen KW Transceivern ganz gut vergleichen.
2. Erkennungsschwelle eines Signals im Wasserfalldiagramm. Das ist natürlich subjektiv auf meinen Einsatzfall bezogen, jedoch kann man davon ausgehen, dass bei diesen Werten von eine Dekodierung mit WSPR oder WSJT möglich ist.
Die Empfindlichkeit für PSK31 dürfte in der Mitte liegen, vielleicht eher zu den SSB Werten hin.
SSB Vergleichsmessung an einem Icom IC9100 (ohne VV jedoch mit Preselector):
diese Werte habe ich gemessen um einen Anhaltspunkt zu haben und zwar im 10m Band, die Messwerte in den anderen Bändern sind praktisch identisch.
Icom gibt im Manual an: SSB/CW Empfindlichkeit 0,16uV (-123 dBm) bei eingeschaltetem Vorverstärker 1. Dieser Vorverstärker hebt das Signal um 9 dB (gemessen) an. Da unser RX keinen Vorverstärker hat, nehmen wir die Werte von Icom ebenfalls ohne Vorverstärker zum Vergleich her. Das wären dann -114dBm (0,45 uV) für 10 dB S/N. Das stimmt nicht ganz genau, da der Vorverstärker auch das Rauschen anhebt, aber für unsere Vergleiche ist es genau genug.
die gleiche SSB Messung am U02-RX (ohne VV und ohne Preselector):
40m Band: 10 dB S/N erreicht der U02-RX bei einem Eingangspegel von -113 dBm ist also praktisch identisch mit dem Icom.
10m Band: 10 dB S/N erreicht der U02-RX bei einem Eingangspegel von -104 dBm
Diese Messwerte gelten wie gesagt für SSB oder CW Betrieb. Anders sieht es bei digitalen Betriebsarten aus, da hier per Software DSP des entsprechenden Programms (FLdigi, WSPR usw.) die Bandbreiten deutlich enger gehalten werden. Daher folgt hier noch eine entsprechende Messung:
Erkennungsschwelle Wasserfall beim U02 RX (ohne VV und ohne Preselector):
40m Band: Im Wasserfall zeigen sich deutliche Signale bei ca. -140 dBm (0,02 uV). Diese Signale werden in WSPR mit ca. -15dB dekodiert. Tatsächlich kann man also noch Signale bis ca. -155 dBm dekodieren.
10m Band: Im Wasserfall zeigen sich erste Signale bei ca. -137 dBm (0,03 uV). Diese Signale werden in WSPR mit ca. -25dB dekodiert. Tatsächlich kann man also noch Signale bis ca. -140 dBm dekodieren.
Empfindlichkeit über die Bänder:
aus obigen ersten Messungen zeigt sich, dass die Empfindlichkeit bei den niedrigeren Bändern etwas höher ist. Daher wurden zum Vergleich alle Bändern gemessen. Hier die Werte für 10 dB S/N. Die Dekodierschwelle für WSPR liegt ca. 35 dB darunter.
| Band | SSB 10dB S/N |
Dekodierschwelle WSPR |
Anmerkung |
| LW 2200m | -105 dBm | -135 dBm | schlechte Messung wegen Störsignalen vom Generator |
| MW 630m | -101 dBm | -135 dBm | schlechte Messung wegen Störsignalen vom Generator |
| 160m | -108 dBm | -140 dBm | |
| 80m | -112 dBm | < -140dBm | Dekodierschwelle nicht mehr messbar |
| 40m | -113 dBm | < -140dBm | Dekodierschwelle nicht mehr messbar |
| 30m | -112 dBm | < -140dBm | Dekodierschwelle nicht mehr messbar |
| 20m | -110 dBm | < -140dBm | Dekodierschwelle nicht mehr messbar |
| 15m | -106 dBm | -140 dBm | |
| 10m | -104 dBm | -135 dBm | |
| 6m | -97 dBm | -132dBm | |
| 4m | -92 dBm | -130 dBm | |
| 2m | -90 dBm | -125 dBm |
Unter 1 MHz erzeugte mein Messsender Prasselsignale, Ursache unbekannt. Die Messwerte für 630m und 2200m sind daher sicher falsch und tatsächlich deutlich besser.
Bis hinauf zu 20m ist die Empfindlichkeit auch für SSB mehr als ausreichend und wird mit einem guten IP3 auch ohne Preselector belohnt. Über 20 MHz könnte bei schlechten Bedingungen etwas mehr Empfindlichkeit gewünscht sein, hier kann man den U02-Preselector mit Vorverstärker vorschalten. Jede Art der Vorverstärkung erfordert dann natürlich einen Preselector. Beim U02-Preselector aus dem SDR Projekt ist das alles enthalten.
Will man 6m, 4m oder 2m machen, so ist ein externer Vorverstärker erforderlich. In diesen Bändern enthalten solche VV sowieso immer eine Selektion.
Praxiseinsatz:
der U02 RX kann täglich auf den WSPR Bändern beobachtet werden. Auf wsprnet.org nach Spots von DJ0ABR oder DH5RAE suchen. Beide Stationen arbeiten mit dieser Platine im Superhet-Modus. Ich (DJ0ABR) verwende ein Quarzfilter von box73. DH5RAE verwendet ein Quarzfilter das aus einem alten SSB Transceiver ausgeschlachtet wurde.