IQ-LO: SDR Empfänger U02-SDR Version 2

 

Zur Erzeugung der I und Q Signale benötigt man zwei Local-Oszillatorfrequenzen die um genau 90 Grad phasenverschoben sind. Man kann das mit zwei synchronen DDS Synhesizern machen, oder man wandelt eine 4-fach höhere Frequenz in die beiden phasenverschobenen Grundfrequenzen um. Letztere Lösung ist deutlich einfacher und flexibler, hat jedoch den Nachteil dass man von einer 4-fach höheren Frequenz ausgehen muss was den maximalen Frequenzbereich unter Umständen etwas einschränkt. Für die 0 - 30 MHz unseres KW Empfängers ist das aber alles kein Problem.

Die Vorgehensweise zur Erzeugung des phasenverschobenen LO Signals ist üblicherweise wie folgt:

Man nimmt eine um den Faktor 4 zu hohe Frequenz und teilt diese mit zwei Flip-Flops um 4 herunter. Dabei entstehen ganz automatisch die zwei Frequenzen, die um 90 Grad phasenverschoben sind und zur Ansteuerung der Mischer benutzt werden.

Den genialen Trick mit dem DS90C401 habe ich in einer Applikationsschrift von Analog Devices gefunden. Dieser Chip ist ein Empfänger eines Leitungstreibers und wird üblicherweise zur Datenübertragung auf sehr langen Leitungen benutzt. Er eignet sich sehr gut um kleine Pegel in saubere Digitalsignale umzuwandeln. Damit ist der LO-Eingang (Local Oszillator, Referenzfrequenz der Mischer) des Empfängers sehr empfindlich und mit vielen Generatoren ansteuerbar.

Beispiel: wir möchten im 40m Band auf genau 7 MHz empfangen.

Damit die Soundkarte die ZF verarbeiten kann muss diese im Bereich bis maximal 20 kHz liegen (für 48000 samples/s Abtastrate). Wir brauchen also eine LO von 7 MHz +(oder -) 20kHz, also 7.020.000 Hz

Um die phasenverschobenen LOs erzeugen zu können, nehmen wir einen Generator der auf der 4-fachen Frequenz arbeitet, also 4 x 7,02MHz = 28,08 MHz.

Der DS90C401 erzeugt ein sauberes Rechtecksignal welches in die Teilerschaltung aus 2 FlipFlops gespeist wird.

An den Q Ausgängen stehen dann die durch 4 geteilten und phasenverschobenen LO Frequenzen mit 7,02 MHz zur Verfügung. Spannungsteiler mit je zwei Widerständen reduzieren das Ausgangssignal auf einen Pegel der zum LO Eingang der AD831 passt.