[A-DX] Reuter RSR200 SDR

Christoph Ratzer
Mittwoch, 05. März 2025, 16:56 Uhr

Eine kleine, aber aufschlussreiche Info von Burkhard Reuter zu Thema „Aliasing“ bei SDRs, wie auch dem Reuter RSR200, aber auch anderen SDRs, erhielt unser A-DX Facebookmitglied Marco Steiner:


Hallo Herr Steiner,
Danke für den Hinweis zum RSR200! Dieser "Bug" ist ein grundlegendes "Problem" der digitalen Signalverarbeitung und betrifft alle digitalisierenden Geräte. Es nennt sich "Aliasing", die Theorie dazu "Nyquist-Theorem". Dazu muss ich auf weiterführende Grundlagenliteratur verweisen. Ich werde auch noch die wichtigsten Hinweise ins Handbuch aufnehmen (auch z. B. zur USB-Verbindung / DLL-Installation kommen noch häufig Fragen).

Zur ersten Erklärung kurz: "Digitalisierung" ist im Grunde Mischung mit einer Rechteckfrequenz. Alle Mischprodukte werden dadurch um die Vielfachen der Hälfte der Abtastfrequenz gespiegelt. Also um 0,5 ADC CLK; 1 ADC CLK; 1,5 ADC CLK ... usw. Im gezeigten Fall ist ADC CLK 125 MHz, die Hälfte ist 62,5 MHz. Ein Signal bei z. B. 63 MHz wird also um 0,5 MHz unter diese Grenze gespiegelt (erscheint bei 62 MHz), ein Signal bei 62 MHz darüber (erscheint bei 63 MHz). Sie sind damit digital absolut gleichwertig und untrennbar. Man kann sie nur analog vor dem ADC durch Filter trennen. Diese Filter sind die "berühmten" Aliasing-Filter. Im vorliegenden Fall bräuchte man also ein sehr gutes (trennscharfes) Filter, dass entweder alles über 62,5 MHz abtrennt (Tiefpass), oder alles darunter (Hochpass).

Zum Handling der immer vorhandenen Aliasing-Probleme (sobald man sich so einer Taktfrequenz-Grenze nähert) gibt es im RSR200 die verstellbare Taktfrequenz. (Schon deshalb hat der RSR200 übrigens nur 2 Aliasing-Filter, Hochpass (VHF) und Tiefpass (HF1/2) bei ca. 66 MHz, denn sie können nur zu einer Taktfrequenz passen, oder müssten Frequenz-variabel sein.) Damit kann man den ADC Clock so wählen, dass die jeweilige Aliasing-Grenze (0,5 CLK, 1 CLK, 1,5 CLK, ...) weit genug von der gewünschten Empfangsfrequenz weg ist, bzw. die gespiegelten Aliasing-Signale nicht genau darauf fallen.

Weiterhin gibt es die Betriebsarten "SerL" und "SerU" (ein Novum bei Amateur-SDR, deshalb weitgehend unbekannt, dazu kommen auch noch mehr Hinweise ins Handbuch). Sie bringen eine gewisse Dämpfung der unerwünschten (zur Empfangsfrequenz gespiegelten) Aliasing-Signale, je nach dem, ob man oberhalb oder unterhalb der Aliasing-Grenze empfängt. Bitte die Wirkung bei verschiedenen Frequenzen einfach mal ausprobieren.

Noch kurz zum Problem der "rückwärts" laufenden Frequenzen oberhalb der Spiegelgrenze. Genau wie bei einem Spiegel für Licht, wird hier tatsächlich rechts mit links vertauscht. Arbeitet man also in einer sogenannten "geradzahligen Nyquist-Zone" (0 ... 0,5 CLK = 1. Zone = "Basisband"; 0,5 ... 1 CLK = 2. Zone, ...), in diesem Fall also in der 2. Zone oberhalb 0,5 CLK, so werden die Signale verkehrt herum ins Basisband (1. Zone) gespiegelt. Möchte man diese empfangen, so muss die Inversion rückgängig gemacht werden. Beim RSR200 (und allen echten direkt Digitalisierern) erfolgt dass über eine "Rückmischung" der ADC-Signale. Dazu gibt es im SDR-Kästchen einen digitalen Oszillator, der passend zur Nyquist-Zone ober- oder unterhalb der Empfangsfrequenz schwingt. Damit wird entweder normal, oder Frequenz-invers gemischt. Dieser Oszillator wird vom SDR-Programm gesteuert (in HDSDR "LO") und das Programm weiß dadurch auch, wie herum die Frequenzlage ist. Man muss also "LO" passend zur Lage des Empfangssignals in den Nyquist-Bändern wählen.

Oder, wie in allen einfachen Geräten üblich, man bleibt einfach immer innerhalb der 1. Zone (oft wird ja sogar direkt beschrieben, man könne niemals über 0,5 CLK empfangen). Beim RSR200 würden sich dann rund 140 MHz als CLK anbieten, weil alles über 70 MHz durch die eingebauten Filter mehr oder weniger gut gedämpft wird (die Filter sind mittelmäßig steil). Aber dadurch verschenkt man viel Potential (VHF...), dass der RSR200 als Breitband-Digitalisierer (Nutzung bis 3. Zone gut möglich) ja gerade bietet.

Ich hoffe, ich konnte zunächst ausreichend erläutern! Zur Nutzung aller Möglichkeiten kommt man aber um tiefgründigere Literatur (oder viel Probieren!) nicht herum.
Beste Grüße,

Burkhard Reuter




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