BRUS och BRUS samt Brus

SM4FPD

SM4FPD

Well-Known Member
Ang brusdiskusionen som startade på annan tråd, med SM5JAB och den brusande TS-930.
Tre brus i rubriken. jag menar att många sitter och plågas av åtminstone tre olika sorters brus, det är kanske inte nödvändigt, en del av brusen kan man kanske göra något åt. "Blandbrus" är mycet jobbigt att höra länge på.
Jag tänkte börja med bruset närmast örat, och så går vi bakåt via MF och mot antennjacken i våra mottagare.

LF förstärkaren, under 80 talet hade ICOM LF slutsteg som pyste lite, det hördes om man hade volymen på noll och lade örat på högtalaren, samt hördes om man hade lurar med god verkningsgrad. Man kallade detta för "hiss". Eller hissing noise. Att då försöka med en bättre LF förstärkare eller hi fi anläggningen har provats, och jag tror SM5JAB nämnde något om sin MC ingång som är så otroligt lågbrusig...
Sanningen är att alla LF slutsteg har så lågt brus att de är användbara om man bara ser till att anpassa dem mot örat.
Jag nämnde "stoppa bomull i örat", ja det sänker verkningsraden och vi hör inte hisset, och det är bara att dra upp lite mer på volymen när vi lyssnar. Vi kan öka avståndet från högtalaren, vem har sagt att man msåte lägga örat på högtalaren? Det enklaste är att sätta 47 Ohm i serie med högtalaren, så hörs inte hisset, och dra upp volymratten lite mer när vi lyssnar. Hörlurarna kan vara goda saker med hög verkningsgrad, och man kan få sätta in 470 Ohm i serie med dem för att slippa höra Hisset, har du riktigt dyra lurar har de låg verkningsrad och vi hör inte hisset. Dvs anpassning LF förstärkare till öra är en anpassningsfråga, med rätt anpassning kan du slippa ett av brusen.
Man kan även lösa saken genom att sänka förstärkningen i själva LF förstärkaren, det gör man genom att ändra i motkopplingen, fördelen med det kan vara att man får en linjärare volymkontroll på köpet, och kan uppnå full LF effekt utan att bränna det i motsånden.

Förr kunde fok sätta lurar direkt på högtalarutgången och satt med volymen nära noll för att inte bli hörselskadad, och brum och brus var hemskt. Något ljushuvud kom på att sätta ett motsånd i lurarna. Idag sitter alltid 100 Ohm på alla hörlursjackar, och det löser problemet oftast bra. Men med lite tänk kan vi göra det bättre, inga lurar har någon form av standardiserad känslighet, lurar kan skilja 30 - 40dB eller mer mellan typer.

Generallt skall volymkntrollen stå lite högre när man lysnar i lurar, ljudstyrkan skall vara så låg man kan ha för att skydda hörseln. Då har vi skaplig anpassning rig till öron.

Låt oss diskutera detta så fortsätter vi med den breda MF:en och dess brus som KA beskrev bra förut.
 
Ingen som hade sånt brus? Eller har lyckats får bort det med dessa enkla medel?

Låt oss då gå ett steg bakåt i mottagaren då, mellan volymkontroll och detektorerna, finns ofta ett LF filter. I en FM mottagare skall detta filter sänka diskanten med 6 dB per oktav, eftersom sändningen vid FM har höjd diskant. det kallas för deemphasis.
En en SSB mottagare, (AM och CW oxo) bör detta filter skära av frekvenser över 3000 Hz, eller möjligen 2500 Hz, och det brant, man brukar oxo skära under 300 Hz. LP filtret är viktigt då ju LF delen bör ha samma frekvenskurva som hela mottagaren. 3 kHz. I många stationer sitter ett sådant filter, men inte särskilt brant. Kanske bara 6 - 12 dB per oktav, och för att få upp verkan på LP filtret kan man fuska och välja brytfrekvensen till 2 kHz, elelr lägre. resultatet blir en mottagre som låter mörkt diffust och ändå släpper igenom bredbandigt brus. Skall det här filtret vara effektivt bör det vara brant 36 - 48 dB per oktav, det kan gå åt två transistoer, 10 komponenter eller två OP.
Att bygga ett sådant LP filter borde vara ett perfekt byggprojekt som kan förbättra nästan alla apparater. Man brukar oxo skära under 300 Hz, men där behvös inte samma branthet.

IC-725 är en populär rigg från 80 talet, den var avsedd som billig instegsradio, man hade sparat på finesser. En bra mottgare, bre selektivitet och en ren PLL, men den låter lite murrigt. Just av skälet att LF filtreringen börjar lågt och inte är brant. Några kondingar i utbyte och den låter grymt bättre. Jag har ett blad med tillämpliga sådana modifieringar, som även passar 726, 728 och 729.

Varför fuskar man med sådana här saker då? Kostnad, kunden, radioamatören förstår inte att uppskatta bättre. Samt ingen som testar riggar testar just sådant här och vilka blandbrus man tvingas lyssna på.

Hur hör man då om detta filter är boven i dramat?
Ja det blir blandbrus och trots dålig diskant ett pysnade väsande brus. Man måste lära sig att uppfatta de olika sorters brus som hörs i mottagaren. Det kan gå att indentifiera åtminstone tre sorters brus.

De amerikanska apparater i ATLAS serien, ASTRO och vad de hette, i mitten av 80 talet var riktiga bovar. Där fanns SSB eller CW filtret direkt efter blandaren och hela MF:en var bred, inget som helst LF filter och man hörde ett brett vitt vasst brus oavsett vald bandbredd, och detta oavsett mottagarens förstärkning.

Ser vi på en gammal mottagare, BC-348 så är ju hela MF:en ett filter, varje steg är avstämt och bruset blir mjukt och med den bandbredd som filtren har. När dyra kristallfilter kom fanns bandbreddsbegränsningen på endast ett ställe. Njaee hela MF:en I BC-348 var nog dyrare än ett kristallfilter är idag.
 
Det där med bomull i örat har jag förstått nu. Det man undviker är LF.stegets egenbrus vilket antas vara mindre än nyttosignalen varför man kan döva örat utan att mottagarekvaliteten försämras.

Jag har lekt mer med min 930:a. Lyssna på BC-stationer och aktivt använt RF-gain-ratten. Det var intressant! Riggen blir tystare när det inte är något precis som du beskrev Roy och med rätt inställning blir lyssningsupplevelsen mycket njutbarare än förut. Man ska inte lämna allt till AGC:n.

När jag vet vad jag letar efter så hör jag faktiskt (tror jag:) inverkan av näraliggande stationer och signaler. Jag har exvis fått AGC:n att pumpa vid mottagning utan inbydda dämparen på 10/20/30 db. Pumpningen måste berott på en signal strax bredvid rx-bandbredden men fortfarande inom det mottagaren tar emot i sin frontend.

När jag drar ner RF-gain och upp AF-gain så mycket som möjligt, borde det vara rx:en egenbrus som hörs? Och i det här fallet är det inte ett fins susande jämnt vitt brus utan det finns mörkare basbuller i den också. Dessa är tröttande för örat i längden och jag tror att det är dessa bullranden jag störs mest av.

Något som som man också ofta hör om är fasbrus. Hur stor roll spelar det egentligen? Om detta brus modulerar sändaresignalen hur mycket smetas min cw-signal ut då? Jag förstår att många mellanfrekvenser ger många fasbrustillskott i mottagaren.

/Micke
 
Last edited:
Fint någon som har komentarar om brus, eller stöj som norrsken säger. Brus är läsk där i väster.
Fasbrus, är ett bra sätt att fortsätta. men just nu har jag inte tid. Fasbrus brukar jag kalla oönskat bredbandigt brus som en oscillator alstrar. Blås i en viselpipa skall du se, vi komemr att höra en ton, övertoner på den tonen och brus, blåsljudet som är bredabandigt.
Även en osc i radiomottagre eller sädnare är bredbandigt.
Du hör inte detta om det inte finns någon stark signal som kan blanda sig med din oscillatoras breda oönskade brus.
Låt oss återkomma, någon annan kanske kan ta upp något om detta.
 
Här finns exempel och scheman på LP filter lämpligt att sätta före LF steget i en mottagare.
Ritningsamling
Se LP filter en bit ner på listan. Hemsidan har en del andra kul scheman oxo.
LP filtret i fråga är 5:e ordningen och ger då c:a 36 dB per oktav, dvs inte lika brant som filtren i mottagaren, men full tillräckligt för att få bort det bredbandiga brus som finns i resten av MF i många mottagare. Nackdelen är att det här filtret behöver både + och - spänning. Men filterkomponenterna finns där och man skalar till c:a 2500 - 3000 Hz brytfrekvens. Ibland finns dock en negativ spänning i riggarna, men kanske "bara" -5 eller -8 Volt. Detta duger säkert bra.
 
Ja det är ju en tanke. Det tar inte mycket plats och kan säkert passa in i ett befintligt kort nånstans om man klämmer lite.

/Micke
PS Har du nåt att utveckla om fasbrus? Jag är idel öra!
 
Det här med "fasbrus" är värt en egen mässa.

Väldigt få amatörer med normalstora antenner och som saknar sändarstationer som grannar har upplevt rent fasbrus, vilket är det brus som omger en oscillatorsignal.

Moderna sändare och mottagare har fasbrusprestanda som kräver signaler på kanske 90 - 100 dB över det omgivande atmosfäriska och man-made bruset för att fasbruset ska börja märkas. Med så starka signaler brukar andra olinjäriteter i mottagarna ge inverkan som börjar maskera fasbruset.

En annan form av brus, som ofta tar överhanden över fasbrus, är det bredbandiga brus som genereras i en sändares förstärkarkedja. De förhärskande konstruktionsprinciperna i sändare är sådana att signal/brus-förhållandet i den genererade signalen kommer att försämras genom kedjan.
Detta beroende på att nivåreglerings- och blandarsteg har ganska dåliga brusegenskaper.

På s.k. "composite noise plots" ser man inverkan av detta genom att bruset runt mittfrekvensen inte faller av snabbt vid ökade frekvensavstånd, utan planar av mot ett konstant värde. Detta "brusgolv" är förstärkt bredbandbrus från sändarens tidiga steg, och detta överröstar oscillatorernas fasbrus.

Det är ganska ovanligt att hitta amatörmateriel som är mycket bättre än - 140 dBc/Hz på 100 kHz avstånd, medan kraven för "proffsmateriel" kan ligga på - 160 dBc/Hz och i några fall ännu mer.
För att klara av sådana krav måste stora ansträngningar göras så att alla delar av signalgenereringskedjan är ungefär lika bra.

Lågnivåstegen i sändarna behöver göras som "bakvända mottagare", och lågbrusteknik (MOSFET:ar) samt nivåreglering med användning av motkoppling, vilket inte ger något brustillskott, måste användas i driv- och slutsteg. Det blir även nödvändigt att använda selektivitet på signalfrekvensen, "postselectors". När man gör sådant med "state-of-the-art" metoder så ligger -170 dBc/Hz inom räckhåll för systemkonstruktören. Detta är bättre än nästan alla mottagare som är realiserbara.

Nästa steg blir sedan att undertrycka distorsionsprodukterna från sändarna så att man har full nytta av det låga sändarbruset...

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Jag vill bara understyka det som KA menade, och det är att även sändare har fasbrus, och andra sorters brus, helt enkelt brus som generaras pga att det flyter ström genom komponenter. Ch att oönskade saker sker i PLL.
En oscillator brusar, likt visselpipan jag använder som osc ovan.
Oschilatorns förstärkarsteg och dess buffertsteg alstrar brus, bredbandigt.
Fasbrus alstras när den faslåsta looppen helt enkelt modulerar oscilllatorn.
Som bekant är en PLL en form av frekvensyntes som används flitigt för att åsstadkomma en variabel lokaloschilator. Den använder en kristall som referens, (börvärde) och ett nerdelat värde av nyttofrekvensen som aktuellt "ärvärde". Bör och ärvärde jämförs i fasedetektorn och när frekvensen är ungefär lika kommer faskillanden att alstra en likspänning som ställer in oschillatorn till rätt frekvens. detta går fort, vi talar om ett relativt snabbt reglersystem. Förr kunde detta ske med 25 kHz i de första FM stationerna. Ett LP fitler skall filtrera bort rester av 25 kHz från frekvens och fasjämförelsen, för att en ren och fin likspännings skall nå ochillatorn, som ju nu är en VCO. en spännings styrd oschillator. Rester av 25 kHz eller den frekvens vid vilken PLL arbetar kan ändå nå VCO:n. den moduleras, och i värsta fall alstras sidband, med 25 kHz lucka kan vi höra denna oschillator. Men det blir oxo brus, LP filtret generarar brus, likspänningen som matar LP fitlret har brus. Som tur är är dessa problem ganska små numera.
Ett sätt att få färre sådana problem är att göra fas och frekvensjämförelseran på högre frekvenser.
I en IC-211 för 30 år sedan faslåstes det på 10 kHz, svaga spurrar på 10 kHz fanns att mäta upp, liksom fasbrus. I slutet på 80 talet kom IC-781 där faslåsningen sker på 500 kHz. Den var sällsynt ren. Systemet kom i enklare radio och idag har man gått sett steg längre med faslåsning på 1000 kHz.

Jag tycker idag att vi kan kalla problemet oönskat bredbandigt brus från oschillatorer, så innefattar det alla former av brus från oschillatoer.

Att som jag har sett skruva upp volymen i bott och kalla det brus som hörs i en mottgare för fasbrus, är fel, en myt och har inget med de saker vi håller på med här att göra. Återkommer till denna myt.
 
Precis som Roy säger så blandar väldigt många (de flesta?) amatörer ihop de olika formerna av brus.

I PLL-frekvenssyntesernas "barndom" förekom det konstruktioner som hade extremt dåliga fasbrusegenskaper.

Detta berodde främst på oscillatorkretsar med lågt Q, stort avstämningsområde samt feldimensionerade fasdetektor- och loopfilterkretsar. De som visste vad de gjorde åstadkom redan på 60-talet synteser med även i dagsläget goda egenskaper, men denna kunskap var ojämnt fördelad.

Nyckeln till att göra en "bra syntesoscillator" ligger i att välja avstämningsområde i VCO:n, att välja ett korrekt förhållande mellan fasjämföringsfrekvens och loop-filtrets bandbredd, och att åstadkomma det minsta frekvenssteget ("sista siffran") på ett intelligent sätt.

Detta har blivit oerhört mycket enklare genom att använda "fractional-N" frekvensdelare och på senare tid "hybrid-synteser" där man använder både DDS- och PLL-teknik. Innan sådant fanns fick man tillgripa synteser som innehöll en eller flera interpolationsloopar med åtföljande blandningar och risk för "spuriouser". En tidig sådan som var riktigt bra med tidigt 80-tals mått mätt fanns i IC-R71 och IC-751.

En riktigt dimensionerad PLL är sådan att den förbättrar VCO:ns fasbrusgenskaper inom loop-filtrets bandbredd, vilken bestäms av fasjämföringsfrekvensen och av fasdetektorns egenskaper.
Om loop-filtret har olämpliga egenskaper kommer brustillskott från detta istället att försämra fasbruset utanför loop-filtrets bandbredd, och det var precis vad som hände i en del apparater. Skräckexemplet var "Multi-2000" som var en tidig 144 MHz FM/SSB transceiver där ingen som helst hänsyn hade tagits när det gällde frekvensgenereringens brusegenskaper. SM5BSZ mätte på en sådan apparat och fann att dess bredbandsbrus (alltså summan av alla brustillskott i utsignalen) bara var c:a 60 dB ner från full uteffekt. Något sådant har lyckligtvis varken förr eller senare skådats.

Moderna apparatkonstruktörer har det lättare, medvetenheten om hur man konstruerar lågbrusiga oscillatorer har spritts och det finns bra simuleringsprogram för att kunna "torrsimma". Dock kräver ändå sådant här riktigt bra grundkunskaper i HF-konstruktion och även ett rejält mått av helhetssyn.

Jag tror emellertid att PLL- eller DDS-syntesernas tid snart är ute. Det händer mycket med den "direktsamplande" tekniken, där fasbrusproblemet inte finns på samma sätt.

Snart kommer det transceivrar där både mottagare och sändare realiserats med "direktsampling". Om man har koll på resten av systemet kommer sådana att ha överlägsna egenskaper jämfört med dagens konventionella materiel.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
omsatt i praktiken, vad är slutsatsen ?

att köpa nya VHF/UHF all-mode amatörradiotranscievers, av valfritt märke, inom den närmaste framtiden (2-4år) innebär inget nytt för fasbrusprestanda ?

att köpa motsvarande för HF, innehållande nya byggstenar och prestanda, kanske kommer inom närmaste framtiden ?
 
Detta är en fråga för leverantörerna...

Skulle tro att "direktsamplande" materiel kommer först på HF.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Någon slutsats är vår att dra redan. Oönskat brus från oscillatorer är ett stort ämne.
KA:s ord: "fractional-N" frekvensdelare har jag ett bra exemple på.
IC-2E känner många en klassisk handapparat för VHF FM. denna radio har 10 kHz kanaler, med dekadomkopplare kunde man välja 10 KHz siffran, en liten knapp för 5 kHz "drar" en kristall. Radion låser egentligen på 5 kHz men PLL utsignalen dubblas innnan bruk. det här ssytemet kräver mycekt av Loopfiltret, ne konstruktuionen var lyckad, och IC-2E renhet gör att den lämpar sig till och med som repeater sädnare och mottagare.
Men man har ju där inga krav på att den skall kunna byta frekvens snabbt, på en HF rigg vill man att den skall följa i frkvens lika fort som man rattar VFO:n. Så en långsam PLL kan bli ren, att byta kanal på en FM station ställer inga krav på snabbhet. På en HF rigg där 10 Hz steg skall gå med ljusets hastighet, ställs andra krav.
Efter hand kom IC-02E den hade möjlighet att dela med udda tal, en sk swallow counter stog för frekvensdelningen. Med en enda kristall kunde man faslåsa alla kanalavstånd. 5, 10, 12,5 20 och 25 kHz. PLL blev med ens enkalre, inte minst att trimma in. Nu hade integrerade logickretsar och minnen kommit och med en sådan CPU kunde man snabbt ställa om kanaler. Man fick på köpet möjlighet att skanna, långsamt dock, men det hänger ju på loopfitret och önskad kvalitet på utsignalen och det bredbandiga bruset.
Det förekom att man hade två tidskonstanter på Loppfiltret, exvis de första TenTec riggarna när man hade tvingats överge PTO:erna och försökte bygga PLL. Det gav resultatet att när man rattade var ett snabbt loopfitler inkopplat och riggen var oren. Man kunde höra signaler, (spurrar) som förvsannn när man stannde VFO ratten, då kopplades ett långsamt filter in och PLL blev ren, och när man sakta förslökte gå tillbaka och leta upp den "svaga stationen", så fanns den inte mer. Mycket irriterande.

IC-7200 är ett exempel på en rigg där man frångått helt PLL frekvensyntesen. Jag kommer att studera den och beskriva hur det funkar framöver.
Detta betyder att man slipper trimma vid produktionen, mindre analoga kretsar, inga kritiska oschillatorkopplingar, billigare produktion och bra prestanda är fördelarna, som ju direkt påverkar ägaren positivt.

Jag skulle nog vilja säga att fasbrus är ett minne blott efter mitten av 80 talet, och påverkar knappast vad vi väljer idag.

De andra oönskade bredbandiga brusen dock har viss inverkan.
 
ang. DDS i IC-7200

hittade inga tidiga jämförelser på nätet, men visst blir det intressant att mha. mätdata se om icom har gjort ett tekniklyft - eller ett teknikbyte på samma spec.
 
Ja det blir spännnande.

Ett intressant experiment, eller praktiskt exemple på de brus vi talar om här, som säger en del om oönskat bredbandigt brus från sändare och mottagarens oschillator:

Jag har just nu Sunne repeatern på verkstad, en repeater består ju av en sändare och en mottagare. På nästan samma frekvens, mottagaren skall "höra" -120dBm och sändaren "vräker" ur sig 40 dBm (10Watt). Då behövs speciella filter för att det skall, gå. eller att man separear antennerna låmgt isär.

Jag använder för provdrift två antenner som sitter i varsin mast, men bara 20 meter isär, och då påverkar det bredbandiga oönskade bruset. Sändarens breda brus dränker mottagaren och mottagarens bredbandiga brus från dess osc blandar sig med sändarens bärvåg.
Vi märker det genom att repeatern går att starta, mottgaren har full känslighet innan TX går, men när rep. TX startat blir mottgaren stendöv.

OK då drar vi ner sändareffekten då, till 30dBm, (1 Watt), många har provat men det hjälper nästan ingenting.
Saken är den att sändarens bredbandiga oönskade brus, finns där ändå oavsett hur hög bärvågseffekt som går ut. Detta hänger dock en del på hur sändaren är byggd, men ofta blir det så här.
Jag satt därför en attenuator på 10 dB mellan sädnaren och sädnarantennen, och si då blev det bra, ingen påverkan av mottgaren när sädnaren staertar.
Detta visar en del av det vi talar om när det gäller sådant här brus.
Oavsett om sändarens eller mottagarens oönskade bredbandiga brus alstras av en PLL och kan kallas fasbrus eller om det är brus från alla förstärkarstegen i sändaren.

Förr menade man att en kristallstyrd sändare var "renare" än en med PLL, och det kommer väl från tiden med de första PLL:erna och Multi 2000 som KA nämnde.
Idag är en PLL styrd FM radio avsevärt renare.
En kristallstyrd sädnare har en massa dubblar steg, dessa jobbar med hög förstärning för att "ta reda på" övertonen från föregående steg, många steg med hög förstärkning blir brett brus.

Sändaren i Sunne rep. är fortfarande original en Amerikansk VHF Engeenering. Mottagaren gicvk inte att använda och är ersatt för några år sedan med en modern PLL transiver där RX brukas, den tål att köras med en extra GAS fet preamp till och med.
Med en sådan som TX skulle man faktiskt kunna köra 40 dBm på TX och med 20 meter mellan antennerna.
För 30 år sedan när jag började med repeaters var minst 100 meter aktuellt....
 
Om man vet vad man gör så blir alltid kristallstyrda sändare "renare" än sådana med PLL-syntes.

Detta beror på att Q-värdet är så mycket högre i kristalloscillatorn, och därmed brussidbanden vid sidan av utfrekvensen så mycket lägre. Detta är fundamentalt, och tittar man på "fasbrusplottar" från kristalloscillatorer så finner man att bruset faller ner till nästan omätbara nivåer på bara något 10-tal kHz frekvensavstånd.

Anledningen till att man ändå råkar på "brusiga" kristallstyda sändare är att man alltför ofta använder frekvensmultipliceringssteg vilka har olämpliga arbetspunkter och som är utförda med bredbandig koppling mellan stegen.

Om man låter en frekvensmultiplikator, som inte är något annat än en förstärkare + en olinjäritet, arbeta med arbetspunkter som gör att utsignalen summeras med en bredbandig bruskomponent har man snabbt åstadkommit en förhöjd brusnivå som sedan följer signalen genom hela kedjan.

Många tror att det lönar sig att låta frekvensmultiplikatorsteg gå i "hård klass C" genom att låta bas-emitterdioden likrikta drivsignalen. Det som då man lätt kan åstadkomma är en brusgenerator som parallellkopplas med förstärkaren, och då blir brusegenskaperna hos hela sändarkedjan "bedrövliga".

Den som utformar en frekvensmultiplikatorkedja vinner på att välja arbetspunkterna för alla transistorer till klass B eller klass AB, och istället välja drivnivå och stegförstärkning med omsorg.
Problematiken utreddes med "tysk grundlighet" i UKW-Berichte på 70-talet.

Ett annat vanligt sätt när man behöver lågbrusig frekvensmultiplicering i t.ex. oscillatorkedjor är att använda Schottky-dioder som helvågslikriktare (= frekvensdubblare) och sätta lågbrusiga förstärkarsteg mellan för att hålla nivån uppe. Rätt gjort så får man en utfrekvens vars bredbandsbrus överstiger det teoretiskt möjliga med endast ett par - tre dB.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Så fasbruset som mottagaroscillatorn har, medför att inte bara signalen blandas med en ren oscillatorfrekvens utan också med oscillatorsignalens "sidband". Och dessa ger motsvarande sidband efter blandning och är därmed inne i mottagaren för att det åker tjuvskjuts på nyttosignalen.

Med väl undertryckta sidband hos oscillatorsignalen är detta bara ett fenomen som kommer spela roll när insignalen är väsentlig. I övriga fall blir blandningsprodukterna så oerhört små att de inte märks.

Om fasbruset varierar väldigt snabbt borde man också få en utbredning i frekvens av insignalen. Av samma typ som när man skapar spread spectrum-sändare. Detta yttrar sig isåfall som ett bredbandigt brus i hela mottagarens bandbredd.

Är det rätt tänkt så långt?

/M
 
Det är helt rätt tänkt.

Möjligen kan man tillägga att när oscillatorbruset (eller "brustrumpeten", efter formen på kurvan) fallit så långt att det sammanfaller med det bredbandiga brusgolvet går det inte längre att skilja dessa åt.

För att få en påtaglig energispridning i frekvensdomänen av en signal som blandats med en brusig oscillator måste brusnivån vara bara något 10-tal dB under signalens nivå.
Sådant går att se på en frekvensräknare, och syns även väldigt bra på vilken spektrumanalysator som helst. Med "mer normala" oscillatorbrusnivåer så finns påverkan där, men är svårare att observera.

Man brukar använda en "tumregel" ur modulationsteorin att FM-sidbandens nivå gentemot mittfrekvensen för "små deviationer" är c:a 20*log*(momentana frekvensdeviationen/mittfrekvensen), så om bruset vid en givet frekvensavstånd är -20 dB relativt mittfrekvensen så är frekvensspridningen c:a +/- 10%. Detta kan även betraktas som sannolikheten att finna oscillatorsignalen på ett givet frekvensavstånd från den nominella mittfrekvensen.


73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Att mäta sidbandsbrus, gör man med en sk brustrumpet som KA skriver, kurvan på spektrumanalysatorn kommer att likna exponetialkurvan från tratten hos en trumpet.
Man kan i ARRL testerna se den sk "worst case spectral display" där har man lagt själva bärvågen utanför bilden, om bärvågen skulle vara med kommer inte dynamiken hos spektrumanalysatorn att räcka till, även om den kostar en halv mille.
Bilden visar sändarens oönskade bredbandiga brus, vilket avspeglar dess oscillatorer och förstärkarstegsteg.
Just nu läser jag testen på IC-7800 och där ser vi att diagrammet visar brusnivån 100 Hz från den bärvåg som finns utanför diagremmet, då ligger bruset - 85 dB, går vi 1 kHz från bärvågen ligger vi -105 dB och vid 20 kHz planar kurvan ut på - 140 dB under bärvågen. Man kan ibland se riggar som testas där bruset aldrig kommer under -110 eller -120. Då kommer förståss den sändaren att störa brett omkring sig. Och mottagaren kommer att låta sitt eget brus blanda sig med andra starka signaler.
Men var försiktig när ni tolkar detta, då man byter skalor på de här diagrammen ibland. Så det går inte att direkt jämföra grafiskt.

Något som därför förundrar mig är att i annonser kan vi ibland se hur man visar ett spektrogram som sägs visa vilken ren och fin PLL riggen har. Bilden är en skärmdump, eller liknar en sådan, från en spektrumanalyysator. en brustrumpet, men bärvågen på mitten och bruset planar ut vid -90 till -85 dB, vilket då är ett extremt dåligt värde. Men vad en spektrumanalysator klarar. Bilden visar därför speckens egen egenskap. Vad man vill med bilden i annonserna vet jag inte, men skulle det vara så här kommer en sådan rigg att låta rå i tonen och störa 20 - 40 dB mer än ndra riggar i sin omgivning. Den som inte förstår vad han ser kanske blir impad. Men det är mer kompicerat än så.
Att mäta det bedbandiga bruset är komplicerat, man kan dels låta bärvågen vara utanför mätområdet på specken, och, eller använda särksilda för ändamålet konstruerade kristall-notchfilter före intrumentet.

I ARRL teterna visar man även ett sprktra från en sändare som nycklas, med 60 WPM dvs 300 takt. Vi får ett spektra som visas som en brustrumet här oxo men inom +-5 kHz och med betydligt sämre dämpning av oönskat bredbandigt "brus", det är förstår det som bör inträffa vid en sådan modulering.
300 takt Morse prickar kallar jag därmed en modulering. En dålig avrundning av teckenen ger ett fulare spektra. Men blanda inte ihop den här bilden med sidbandsbruset. Hur det ser ut vid vettiga Morsehastigheter får vi inte se i testen.
 
Anledningen till att bärvågen eller mittfrekvensen ligger utanför skalan vid ARRL:s brusplottar är att deras mätsystem blandar ner bärvågen till 0 Hz eller "likström", och för att inte resten av systemet ska påverkas av denna så sitter det ett ganska brant högpassfilter efter blandaren. Då undertrycks bruskomponenter som har en frekvens som är mindre än filtrets brytfrekvens.

Dessutom brukar det ligga brumsidband och annat väldigt nära mittfrekvensen, som man då slipper påverkan på "brusplotten" av.

Inga "vanliga" spektrumanalysatorer har sådana egenskaper att de klarar att visa bruset från
en någorlunda bra sändare, utan man får använda speciella mätuppkopplingar där man blandar med mycket rena yttre oscillatorer och/eller använder bandpass- och notchfilter.

När man använder ett "riktigt" fasbrusmätsystem (t.ex. Agilent E5501A, c:a 1 Mkr) så finns inte detta problem på samma sätt, och då kan man ange brussidbanden ner till c:a 0,01 Hz avstånd från centerfrekvensen.

Ett "knep" som jag själv använder när jag felsöker synteser i professionell materiel är att ställa in utfrekvensen från en styrsändare till samma som den interna frekvensreferensen (för SRT-materiel 5 MHz) och sedan blanda utsignalen med referensfrekvensen.

Det spektrum som kommer ur blandaren är då summan av de båda brusspektra på ömse sidor av mittfrekvensen. Genom att studera detta med en spektrumanalysator så går det att se direkt ifall det är problem med t.ex. fasdetektor eller loopfilter.

Plotten för CW-signalens spektrum ger en uppfattning av hur nycklingsvågformen ser ut spektralt.
Det är viktigt att förstå att det som visas är diskreta sidband, separerade med nycklingsfrekvensen, vilka inte har något att göra med brusegenskaperna hos sändaren.
Man ser direkt att IC-7800 har på tok för korta stig- och falltider och dessutom dåligt avrundade övergångar så att det uppstår "nyckelknäppar" i angränsande kanaler. Detta är ganska typiskt för japansk amatörmateriel, och gör den praktiska verkan av riktigt bra mottagare med smala CW-filter till något av en illusion.

Nycklingsfrekvensen vid 300-takt (60 WPM eller 50 Baud) är c:a 25 Hz, så en sändare med korrekt avrundade tecken skulle ta upp en bandbredd av c:a +/- 125 Hz vid -20 dB punkterna (ITU-R Rec. SM.328) och +/- 200 Hz därifrån skulle signalen fallit med mer än 70 dB. Vid lägre takter skulle den behövliga bandbredden sjunka proportionellt. Hela denna intressanta frågeställning finns utredd av W9CF på Spectral Analysis of a CW keying pulse

Vid +/- 250 Hz så är medeleffekten hos IC-7800 bara c:a 35 dB ner, och vid +/- 1 kHz 70 dB. Detta, vilket utgör ett större problem än "fasbrus", borde apparattillverkarna snarast ta tag i.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Tänk på att nycklingspektrat över IC-7800 i ARRL testen är sk "Worst case", dvs de har ställt in radion på sämsta tänkbara vis.
Teckenavrundingen på den radion går att ställa in som stigtid, 2 till 8 ms, och sänder man med 300 tecken per minut, klart att det blir relativt brett då.
Men samtidigt tycks ARRL vilja utnyttja sådana intällningar som kan verka extrema bara för att de finns. Men varför får man inte veta samma spektra med normala inställningar?

En sak är dock att morsetecknens avrundning, eller stigtid är en fråga som liknar speechprocessing, med kortare stigtid får vi "hårdare" nyckling vilket "slår" igenom bättre. Liksom telefonisten drar på mer kilippning för att slå igenom bättre. Dock kan det vara tvärs om, men vid Morse är det sällan tvärs om, ju hårdare tecken ju bättre hörs man..... rejäla nyckelknäppar, eller till och med chirp hörs igenom pile-uppen. Dessutom dränker men kompisarna som försöker nå fram.

Lyssna på en särskilt väl avrundad Morse nyckling, fyren DRA5 på 5195 kHz CW, har lång stigtid, låter mjukt och vid svag signaal i bruset flyter den ihop. Men låter fint. Fyren hörs fint för det mesta.

det kan tyckas så att ARRL menar att man testar det den totalt okunnige radioamatöen kan tänkas göra för fel, och ställa in bort i tok. En komplicerad radio är ofta möjlig att ställa in extremt.

Jag kommer ihåg när de, (ARRL) testade IC-775. Den hade då ett mycket stort område för att ställa in AGC:ns tidskonstant. Med snabbaste AGC tiden inställd konstaterade de att det blev LF distorsion, inte så konstigt kanske. Men varför då ställa in så snabb AGC? För att det går? Folk förstod inte, och en modifiering måste göras på alla IC-775:or. Man fick därmed inte fördelen att själv kunna välja extrema inställningar i radiotekniskt intresse. De flesta SM amatörer som äger en sådan radio inser dock fördelen med stora inställnigsområden, och att man inser vad man kan göra och åstadkomma.
Det är ju ingen proffsradio...... Där inställningar skall vara få, eller inga.

Angående stigtid, så är det förstås så att det är ett vitt begrepp, hur stigtiden som kurva ser ut. Så oavsett stigtid kan det ändå bli oönskat bandbredd. Däför kan vi höra mjuka Morsestationer som ändå splattrar... inga namn nämnda...
 
You must log in or register to reply here.
Back
Top