Intermodulation- Intercept- Point IP3
Intermodulation- "Intercept- Point" IP3
Eine Kenngröße, die ab den Jahren der Transistortechnik in die Bewertung von Empfängern einfloß, ist das Großsignalverhalten.
Bisher hat sich wohl nur sehr selten die Mühe gemacht, alte Empfänger,durch die die Messung solcher Werte zu bewerten und zu vergleichen- etwa auch mit moderneren Geräten. Für normale Rundfunkempfänger sind mir solche Messungen bzw. Werte nicht bekannt.
Dies möchte ich hier nachholen.
Aufgrund der verschiedenen technischen Gegebenheiten alter und modernerer Rundfunkgeräte, sowie erst recht moderner Amateur- und kommerzieller Funktechnik, ist dies Neuland.
Ziel ist, eine Möglichkeit zu finden, aussagekräftige Meßwerte ohne teuerstes Equipment erstellen zu können, um normale Radiogeräte der Jahrzehnte der Rundfunktechnik bewerten und vergleichen zu können, unter Beachtung der realen Anwendung der Geräte.
Bei dieser Ausarbeitung steht mir der Funkamateur Jochen, DL6FAZ, zur Seite, und ich verwende relevante Literaturquellen.
Um dieses Thema fachlich für die Verwendung zum Bewerten von normalen Rundfunkempfängern aufzubereiten, habe ich etliche Quellen -nahezu alle aus dem Bereich kommerzieller/ Amateurfunk- gesichtet, und hier einen Text aus Auszügen von Ausarbeitungen der Autoren (Quellengaben unten) zusammengestellt.
Grüne Textteile sind von mir.
Die Grundlagenbetrachtung ist also sehr lang- die Auswertung und Anwendungsvorschläge für die Messungen an Rundfunkempfängern folgen danach.
Ich bitte um Verständnis für dieses sehr lange Thema.
Großsignalverhalten:
Unter dem Großsignalverhalten eines Empfängers versteht man die störende Beeinflussung eines relativ kleinen Nutzsignals am Empfängereingang durch frequenzbenachbarte Signale sehr hoher Feldstärke. Störungen dieser Art entstehen durch Nichtlinearitäten höherer Ordnung von Bauelementen im Empfängereingang, an denen es zu Verzerrungen der Empfangssignale großer Amplituden kommt.
Großsignalverhalten: Kreuzmodulation, Intermodulation
Mit dem Großsignalverhalten sind die Begriffe Kreuzmodulation und Intermodulation eng verbunden, die sich zwar eindeutig definieren und mathematisch beschreiben lassen, aber oft verwechselt und in ihrer Erscheinung falsch gedeutet werden.'
Kreuzmodulation
Unter Kreuzmodulation versteht man die Amplitudenmodulation des Nutzsendersignals mit dem Modulationsinhalt eines amplitudenmodulierten Nachbarsenders an der nichtlinearen Kennlinie eines Bauelements im Empfängereingang (Vorstufe, Mischer).
Sie äußert sich in der Weise, daß man beim Durchstimmen des Empfängers in AM-Stellung auf CWTrägern die Modulation von starken AM-Sendern der Frequenznachbarschaft hört oder aber auf AM-Sendern ein Gemisch von Modulation verschiedener Sender erscheint
Während sich die Kreuzmodulation bei CW- und SSB-Empfang nicht so störend bemerkbar macht, tritt sie besonders auf AM-Sendungen auf (z. B. im CB-Funk), da diese einen konstanten Träger besitzen, der moduliert werden kann. Zur Kreuzmodulation muß also immer auf der eingestellten Empfangsfrequenz ein Nutzsignal vorhanden sein, damit die Störung auftreten kann. Wird das Nutzsignal abgeschaltet, verschwindet auch die Kreuzmodulationserscheinung.
Intermodulation
Bei der sogenannten Intermodulation mischen sich die Signale zweier starker Nachbarsender an nichtlinearen Elementen des Empfängereingangs.
Ihr Mischprodukt fällt auf die Empfangsfrequenz, so daß diese gestört wird, egal ob dort ein Nutzsignal empfangen wird oder die Frequenz frei ist.
In der Realität: Bei mehreren starken Sendern in der Nähe einer Frequenz, auf der man empfangen möchte, können also Intermodulationsprodukte entstehen, die diese Frequenz stören- selbst wenn diese Frequenz nicht genutzt wird, ist scheinbar ein Störsignal vorhanden.
Dieses Störsignal ist jedoch ein Mischprodukt, welches im Empfänger entsteht !
Damit ist die Großsignalfestigkeit eine Beurteilungsgröße fürEmpfänger.
IP3 ?
Ist nur die Bezeichung (der am stärksten störenden) Intermodulationsstörung in Englisch: "Third-Order Intercept Point":
Das am meisten auffallende -und störende- Mischprodukt ist das Mischprudukt 3. Ordnung = "IP3".
IM-Produkte 2. Ordnung: 2 * f1, 2 * f2, f1 + f2 sowie f2 - f1
Intermodulationsprodukte zweiter Ordnung sind die Summe oder die Differenz
von Signal 1 und 2, (f1 + f2 oder f1 - f2).
Diese Mischprodukte sind frequenzmäßig weit von den Stör- und Empfangsfrequenzen entfernt, werden von den dem Empfängereingang folgenden Stufen gut ausgesiebt, und sind daher weniger störend.
IM-Produkte 3. Ordnung: 2 * f1 - f2 sowie 2 * f2 - f1
Diese Intermodulationsprodukte dritter Ordnung liegen in der Nähe der Empfangsfrequenz, und können dadurch den Empfang schwacher Sender stören.
Genauer:
Intermodulationsstörungen entstehen aus Mischprodukten ungerader Ordnung (3., 5., 7., 9. Ordnung, usw.), bei denen die Differenz aus p und q (siehe 5) 1 ergeben muß:
2 f1 - f2 und 2 f2 - f, (3. Ordnung)
3 f, - 2f2 und 3f2 - 2 f, (5. Ordnung)
4 f, - 3 f2 und 4 f2 - 3 f, (7. Ordnung) usw.
Nur dann fällt das Mischprodukt in die Nähe der ursprünglichen Frequenzen f1 und f2, die dicht neben der Empfangsfrequenz liegen.
Ein Zahlenbeispiel macht es deutlich: Im 40-m-Band befinden sich zwei starke Signale auf den Frequenzen f1 = 7,020 MHz und f2 = 7,000 MHz, die am nichtlinearen Eingang eines Empfängers Intermodulationsstörungen erzeugen.
Für a) ergeben sich die Produkte 3. Ordnung:
2 × 7,020 MHz - 7,000 MHz = 7,040 MHz
2 × 7,000 MHz - 7,020 MHz = 6,980 MHz
Für b) die Produkte 5. Ordnung:
3 × 7,020 MHz - 2 × 7,000 MHz = 7,060 MHz
3 × 7,000 MHz - 2 × 7,020 MHz = 6,960 MHz
Für c) die Produkte 7. Ordnung:
4 × 7,020 MHz - 3 × 7,000 MHz = 7,080 MHz
4 × 7,000 MHz - 3 × 7,020 MHz = 6,940 MHz
Intermodulationsspektrum am Ausgang eines Verstärkers im Frequenzbereich von 7 MHz; Intermodulationsabstand IMA3 = 50 dB; Sollsignalausgangsleistung PS. = 0 dBm; Intermodulationsleistung IM3 = -50 dBm
Die Intermodulationsprodukte treten somit nach Abb. 6 um Vielfache des Abstands Δf = f1 - f2 (f1 > f2) beiderseits neben den erzeugenden Signalfrequenzen auf, wobei sich das Spektrum mit der Ordnung der Mischprodukte ausweitet. Der Energiegehalt der Spektralanteile ist abhängig von der Nichtlinearität des erzeugenden Bauteils.
Interzeptpunkt ???
Ist der ermittelte Wert, mit dem sich ein Empfänger vergleichen läßt, je größer der Wert, um so besser die Großsignalfestigkeit.
Warum ist Intermodulation interessant ???
Sind eine ganze Reihe benachbarter starker Sender vorhanden (f1 bis fn), wie es in der Nähe von oder in einem Rundfunkband zu erwarten ist (z. B. 40-m-Band), wird der Empfangsbereich bei schlechtem Großsignalverhalten des Empfangsgeräts völlig unbrauchbar, da er durch das vielfältige Intcrmodulationsspektrum völlig überdeckt wird.
Kann man alle Geräte auf Intermodulation/ Kreuzmodulation testen ?
Kreuzmodulation und Intermodulation sind nach den bisherigen Betrachtungen keine Spezialerscheinungen bei Superhetempfängern (die allerdings durchweg verwendet werden), sondern können genauso bei Geradeausempfängern entstehen. Allerdings ist der Mischer eines Superhetempfängers besonders gefährdet, da er eine Aufgabe besitzt, die der Erzeugung der unerwünschten Störungen entgegenkommt.
Wie testen ? Der Meßaufbau
Das ist hier natürlich die Generalfrage.
Meßaufbau zur Bestimmung des Intermodulationsabstands.
Diese Messung benötigt einen Spektrum- Analysator, sie ist geeignet zur Messung von HF-Vierpolen (Mischer bis Ausgang ZF- Verstärker, HF- Verstärkerzug)
Dies ist eine empfohlene Meßschaltung für Empfänger.
Anstelle eines Voltmeters kann man auch eine geeichte (oder gut ablesbare- Edi) Abstimmanzeige des Empfängers selbst zur Bewertung heranziehen.
Echt-Effektivwertmessung am NF-Ausgang
Ersetzen wir unser Messobjekt durch einen Empfänger, dann ersetzt dieser den selektiven Spektrum Analyzer. Die Messgröße wird am NF-Ausgang des Empfängers oder einfach parallel zum Lautsprecher abgegriffen. Damit wird der gesamte Empfangspfad in unsere Messung mit einbegriffen. Unser IM-Produkt wird in Relation zum Grundrauschen des Empfängers erfasst. Da Rauschen ein stochastischer, also völlig unregelmäßiger Vorgang ist, mit Pegeln der einzelnen spektralen Rauschanteile, die um Zehnerpotenzen differieren, ist zur richtigen Bewertung ein Echt-Effektiv-NF-Voltmeter mit sehr hohem Crestfaktor einzusetzen. NF-Voltmeter, die nur den Mittelwert erfassen, aber in Veff geeicht sind, liegen in ihrer Rauschbewertung durchschnittlich um etwa 1 dB daneben.
Intermodulation verringern: Der Abschwächer zwischen Antenne und Empfänger
Intermodulation entsteht durch starke Sendereingangssignale an den aktiven Bauelementen der HF- Eingangs- oder Mischstufe.
Wenn man, aus welchen gründen auch immer, auf echte, durchstimmbare Selektionsmittel verzichtet, muß man für eine Dämpfung der generellen Eingangsspannung sorgen- die Regelung der Empfänger- HF- Stufen kann sonst die negativen Effekte verstärken, wenn die Regelspannung die verstärkenden Bauelemente in einen unlinearen Kennlinienbereich zwingt.
Eine Lösung wäre das Abschalten der Regelspannung und eine Dämpfung der Gesamt- Eingangssignale an der Antenne, eine andere, nur mit einer vorschalbaren Dämpfung den Pegel des Eingangsgemischs herunterzusetzen.
Liegt man in einem Frequenzbereich sehr starker Sender, die zu störenden Intermodulationsprodukten (und auch Kreuzmodulationsprodukten) führen, kann man IMA3 (und auch den Kreuzmodulationsabstand) durch die Dämpfung des Abschwächers nach (25) jeweils um den doppelten Abschwächungsbetrag verbessern.
Arbeitet man z. B. in einem Bereich von PSe, dem ein Intermodulationsabstand von 30 dB entspricht, dann erreicht man bei einer Dämpfung von 20 dB einen verbesserten Intermodulationsabstand von 30 dB + 2 x 20 dB = 70 dB!
Abschwächer sind somit ein nützlicher Zusatz für den Empfängereingang, wobei natürlich zu beachten ist, daß man nur soweit abschwächen darf, wie das Nutzsignal nach der Dämpfung noch einwandfrei über der neuen Empfängerempfindlichkeitsgrenze liegt.
Die Abwärtsregelung des Empfänger HF-Eingangs (HF-Gain) ist in keinem Falle ein Ersatz für den linear arbeitenden Abschwächer, da hierbei der Arbeitspunkt der Verstärkerelemente weiter in den nichtlinearen Bereich geschoben wird, so daß der Intermodulationsabstand sogar noch schlechter werden kann.
Schaltbarer Empfänger - Eingangssignal - Abschwächer zur Verbesserung des Großsignalverhaltens für 50-Ohm-Anpassung. Alle Widerstände in Ohm. Schalterstellungen: A = 0 dB; B = 6 dB; C = 12 dB; D = 20 dB; E = 40 dB.
Gedanken zur Intermodulation (aus den Quellen)
Gedanken zur Intermodulation : Definition:
Schon der Begriff „Intermodulation“ ist irreführend.
Während es sich bei der wenig bedeutsamen Kreuzmodulation tatsächlich um eine Modulationsübernahme handelt, geht es bei Intermodulation darum nicht.
Hier handelt es sich vielmehr um eine unerwünschte Mischung, so dass Begriffe wie „Störmischung“ oder „Fehlmischung“ treffender wären.
Modulation ist hingegen ein Spezialfall von Mischung, der sich dadurch auszeichnet, dass der Frequenzabstand der beiden Signale fast so groß ist wie die große Frequenz (der Träger). Bei Intermodulation dritter Ordnung aber mischen sich zwei fast frequenzgleiche Signale.
Europäische Funkamateure interessieren sich besonders für ihr Großsignalverhalten, welches erheblich – aber längst nicht vollständig – durch den Intercept-Punkt dritter Ordnung (IP3) beschrieben wird.
Dabei übersehen sie leider allzu oft, dass diese Angabe – vergleichbar mit einem Transistorparameter – stark von den Messbedingungen abhängt. Hinzu kommen weitere Unsicherheiten. So wird z. B. der Zusammenhang zwischen Intermodulation und Empfindlichkeit oft übersehen.
Gedanken zur Intermodulation (aus den Quellen):
Der Frequenzabstand hat große Bedeutung:
Intermodulation dritten Grades ist In-Band-Intermodulation. Zwei Signale in einem Band verursachen dort ein drittes Signal, ein Intermodulationsprodukt, beispielsweise nach dem Schema
2x7,04 MHz – 7,02 MHz = 14,08 MHz – 7,02 MHz = 7,06 MHz.
Dies lässt die Ansicht aufkommen, dass der Frequenzabstand zwischen den Eingangssignalen unerheblich sei, wenn diese nur im Band liegen. Jedoch ist die Vorselektion (zum Glück) oft erheblich schmäler als ein KW-Amateurband. Somit dämpft sie bei entsprechend großem Abstand der Eingangssignale diese auch oft erheblich.
Das bedeutet: Zur vollständigen Beschreibung des IM-Verhaltens gehört die Abhängigkeit des Intercept-Punkts vom Frequenzabstand der beiden Signale.
Wir wollen ...als vernünftige Messbedingung formulieren: Der IP3 sollte für f2 – f1 = 2, 20 und 200 kHz angegeben werden. Der Kennwert bei 200 kHz lässt den Einfluss der HF-Vorselektion abschätzen.
Und die Praxis? Oft wird eine IP3-Angabe nicht mal von einer Frequenzangabe begleitet! Dann stehen der Manipulation Tür und Tor offen.
Übrigens: Außer dem Grundprinzip der Entstehung haben Intermodulation gerader und ungerader Ordnung nichts gemeinsam! Man kann absolut nicht vom IP3 auf den IP2 schließen oder umgekehrt. Denn die Neigung zu Krümmungen gerader bzw. ungerader Ordnung kann bei verschiedenen Bauelementen verschieden ausgeprägt sein.
Gedanken zur Intermodulation (aus den Quellen):
Die Zusammenschaltung der Generatoren ist kritisch:
„Ein großes praktisches Problem ist die gegenseitige Beeinflussung der Signalgeneratoren über ihre jeweiligen Ausgänge. Manche Hersteller empfehlen deshalb Leistungsgeneratoren und schalten passive Trennglieder als Entkopplungselement nach.
...Der Koppler ist kritisch. Keinesfalls darf es etwa hier schon zu nennenswerter Intermodulation kommen!
Informieren uns die Prüfer über die Qualität des eingesetzten Kopplers? In aller Regel nicht.
Andere Quelle:
Aufbau mit einem resistiven Combiner:
(das meint Summierer/ Entkopplung nur mittels passiven Bauelementen: Widerständen. Edi)
Die Trafo-Combiner-Brücke ist nur dann notwendig, wenn man mit relativ kleinen Ausgangsleistungen (+30dbm) der Generatoren ausgeht. Wir haben uns früher das Leben leicht gemacht, indem beide Generatoren... ca. fast 10W lieferten.
Gedanken zur Intermodulation (aus den Quellen):
Intercept-Punkte sind frequenzabhängig:
In D. Lechners Buch „Kurzwellenempfänger“ wird die Schaltung eines Präzisions-Diodenringmischers für einen HF-Messempfänger gezeigt und dazu bemerkt, dass der Ausgangs-Intermodulationspegel dritter Ordnung dieser Schaltung bei jeder Verdopplung der Oszillatorfrequenz um 12 dB zunimmt.
Gedanken zur Intermodulation (aus den Quellen):
Der Einfluss der automatischen Empfägerregelung (AGC):
Problematisch kann u.U. der Einfluss der AGC werden, da die AGC-Spannung normalerweise vor dem Produktdetektor - also breitbandig - durch Diodengleichrichtung erzeugt wird. Damit werden auch die unerwünschten Störsignale erfasst.
Solange die eingespeisten Signale so klein sind, dass die AGC noch nicht aktiviert wird, liefern die Messungen korrekte Ergebnisse. Ein Beispiel: die Amplitude aller Signale sei -lOldbm (~2p,V an 50 Ohm), der Empfanger habe 90db Gesamtverstärkung. Die erzeugte Spitzenspannung von rund 100mV am ZF-Ausgang reicht daher noch nicht aus, um die Schwellenspannung selbst einer Schottky-Diode zu überschreiten. Bei Empfangern mit einer AGC-Schwelle ("Verzögerung") bei z.B. lOjaV haben eben alle Signale unterhalb dieser Schwelle noch keine Auswirkung.
Völlig anders sieht es aber aus, wenn die AGC schon bei niedrigeren Eingangs Spannungen (-> höhere Verstärkung) oder durch stärkere Eingangsspannungen (Stör- plus Nutzsignal) aktiviert wird und damit die Gesamtverstärkung reduziert. Das kann aber leicht passieren, wenn man den Empfänger "überfährt" oder die
Sperrdämpfung des Quarzfilters schlecht ist.
Da bei dem Referenzsignal von -lOOdbm die Regelung sicher noch nicht anspricht, aber bei den höheren Zweitonsignalen schon herunterregeln kann, wird dann der Wert für IP3 immer zu hoch ausfallen.
...
Man muss also sicherstellen, dass bei der Messung die AGC entweder noch nicht aktiv ist, oder sie abschalten. Noch besser ist es, sie durch eine fest einstellbare Spannung zu ersetzen, die zwischen Referenz-und Zweitonmessung nicht verändert wird. DJ6EV
Gedanken zur Intermodulation: Hinweise zur Genauigkeit:
...Nur weil einige Messgeräte Pegel in 0,01dB Schritten anzeigen, entspricht dies natürlich nicht einer absoluten Gauigkeit...
Viele Spektrum- Analysatoren messen über den gesamten Frequenz- und Pegelbereich auch nur mit +/-2dB Genauigkeit!
Gedanken zur Intermodulation: Wie hoch können IP3- Werte sein ?
Hier können vorerst nur Werte bekannter Geräte genannt werden, und das sind industriell hergestellte Kurzwellenempfänger fur Amateure und Funkdienste.
Hier eine Beispieltabelle mit IP3- Meßwerten bekannter Industrie- Kurzwellen- Amateurempfänger, gemessen bei 14 MHz, Vorverstärker ausgeschaltet (Angabe des Erstellers).
Hier wird der Frequenzabstand der Generatoren angegeben- rechts der 5KHz- Kurzwellen- Kanalabstand- sehr gut für Vergleiche. Sehr deutlich: Höherer Abnstand- viel besserer IP3-wie zu erwarten. Der Icom- Receiver 9500 erreicht hier den "Sehr gut"- Traumwert: Werte ab 30 dB werden als "Sehr gut"- Wert beschrieben.
Anmerkung: Für einen anderen Icom, den 7800, werden in einem Werbeheft noch höhere Werte erreicht- absolute Traumwerte: "41 dBm IP3"Wenn man dann genauer liest: bei umschaltbaren Filtern mit 3, 6 und 15 KHz Bandbreite, wenn man davon ausgeht, daß die Tester dann die Frequenzabstände dem angepaßt haben (keine genaue Angabe !), ist ein solcher Superwert natürlich nicht verwunderlich.
Gedanken zur Intermodulation: Meßequipment anschaffen: Summierer
Beispiel: ZFSC-8-1: Dieser Combiner von Mini-Circuits wird an allen nicht benutzten Ports mit 30dB oder 50 Ohm abgeschlossen.
Wenn auch der Ausgang reell mit 50 Ohm abgeschlossen wird, weist er ein S21=55-60dB von Port l zu Port 7 auf.
Diese Traumwerte sind mit Selbstbauten nur sehr schwer zu erreichen.
Die Durchgangsdämpfung beträgt 9,2 dB.
Die Anschaffung ist zu überlegen- wenn die Durchlaßdämpfung über den Betriebsbereich des Summierers konstant ist (ist sie), kann man den Pegel am Eingang der Kunstantenne errechnen, und benötigt kein weiteres Meßgerät.
Gedanken zur Intermodulation: Meßequipment- Eigenbau
U. Graf - DK4SX, stellt einen Meßplatz vor, dessen Generatoren und Summierer Eigenbau sind, er läßt dann einen gekauften Abschwächer von Rohde und Schwarz folgen.
Unter Beachtung sher sorgfältigen Aufbaus, Einstellung und Kontrolle auf beste Vorgabewerte ist es auch Möglich- Meßequipment selbst zu bauen.
Der Meßaufbau von DK4SX erreicht in der Kontrolle mit einem Spektralanalysator immerhin absolute Traumwerte:
Da die IM-Produkte nicht im Rauschen zu erkennen sind, sind sie schlechtestenfalls 3 dB schwächer als das Rauschen, liegen also unter oder bei -92 dBc. Mit Generatorpegeln von 0 dBm entspricht dies einem Eigen-IP von > +46 dBm! Damit lassen sich Eingangsinterzeptpunkte von +40 dBm mit einem Fehler von maximal 1 dB ermitteln - für ein Amateurprodukt mit gerade mal vier aktiven Bauelementen ein respektables Ergebnis!
Eigenbau- Meßaufbau von DK4SX- Schaltung (Vergrößern: Auf das Bild klicken).
Auszüge aus Angaben des Erbauers:
Farbig unterlegte Schaltungsteile sind separat geschirmt.
Der Leistungssummierer ist eine ohmsche Brückenschaltung, wobei der vierte 50 Ω Widerstand durch das Messobjekt gebildet wird. Zur optimalen Entkopplung der Oszillatorsignale wird jenes über einen Symmetriertransforrn ator in den Brückenzweig eingeschleift. Dieser Transformator ist auf einen N30 Doppellochkern 7 mm x 6 mm x 4 mm von Siemens gewickelt. Die Wicklung besteht aus drei trifilar verdrillten CuL-Drähten mit je 0,2 mm Durchmesser. Es werden drei Windungen aufgebracht. Nach dem Wickeln sind die verdrillten Enden sorgfältig aufzudrehen, zu verzinnen und mit dem Ohmmeter zu separieren.
Eigenbau- Meßaufbau von DK4SX beim Testen: Oben die beiden Generatoren + Summierer in dem kleinen Gehäuse, darunter ein schaltbarer Abschwächer.
Das Gerät darunter ist der zu testende Empfänger (Rohde & Schwarz "EK070")
Jetzt für das Thema HIER:
Überlegungen zum Testen von Rundfunkempfängern
Rundfunkempfänger haben andere Anforderungen und Eigenschaften als Spezialempfänger der kommerziellen Funktechnik oder Amateurfunktechnik, für die es -etwa seit den 80er Jahren- ausgefeilte, und einigermaßen standadisierte Meßtechniken gibt.
So werden wir versuchen, eine Möglichkeit zu finden, aussagekräftige Meßwerte zu gewinnen, möglichst mit erreichbaren Meßmitteln.
Ein Spektrum- Analysator ist extrem teures Meßequipment, und für wenige Messungen keine lohnenswerte Anschaffung.
Mein Vorschlag ist die Verwendung der im Empfänger vorhandenen Abstimm- Anzeige, alternativ die Richtspannung am Demodulator, oder die Regelspannung.
Meßschaltung
(Zur Vergrößerung auf das Bild klicken)
Je nach Summierer kann ein Abschwächer mit definierten, schaltbaren Abstufungen dazwischengeschaltet werden, evtl. kann zur Kontrolle die Eingangsspannung noch einmal gegengeprüft werden.
Frequenzen
Es können zwei Mischvorgänge eine Intermodulationsstörung auf der Nutzfrequenz erzeugen, wie oben beschrieben.
Für eine exakte Messung können -geeignete, durchstimmbare Generatoren vorausgesetzt,
beide "Störmischungen" erzeugt werden.
Natürlich erzeugen beide Stör- Mischvorgänge jeweils noch eine Störung, die im Diagramm eben noch links und rechts daneben abzubilden wäre- nur interessiert für den Empfang nur die Störung auf der beabsichtigten Nutzfrequenz.
Auswertung der Meßschaltung
Zweckmäßig wird, wie von DL6FAZ vorgeschlagen, der Pegel der Störfrequenzen erhöht, bis die Abstimmanzeige oder der Meßwert der Richtspannung den Wert ergibt, der vom Nutzsender, z. B. bei der Messung der Empfindlichkeit erreicht wurde.
Hier kann die Ausgangsleistung der NF nicht herangezogen werden, da die Generatoren unmoduliert arbeiten.
Mit dem dann bekannten Ausgangspegel der Generatoren kann dann der IP3- Punkt angegeben werden.
Macht manMessungen mit beiden "Störmischungen", ist dann natürlich der Mittelwert beider Ergebnisse zu nehmen.
Bei Delte F = Kanalabstand ist ein nur geringer Unterschied zu erwarten.
Bei Delta F > Kanalabstand könnte sind die Unterschiede sicher größer, wie oben in der Beispieltabelle erkennbar.
Im Abschnitt "Der Frequenzabstand hat große Bedeutung"stand:
"Wir wollen ...als vernünftige Messbedingung formulieren: Der IP3 sollte für f2 – f1 = 2, 20 und 200 kHz angegeben werden. Der Kennwert bei 200 kHz lässt den Einfluss der HF-Vorselektion abschätzen."
2 KHz ist für Rundfunkempfänger auf AM unreal, hier ist schon der Kanalabstand zu wählen: LW und MW 9 KHz, KW 5 KHz.
Bei UKW ist der Kanalabstand 300 KHz.
Ob eine IP3- Messung von Rundfunkgeräten bei höheren Abständen als dem Nachbarkanalabstand sinnvoll ist, werden Versuche erweisen.
Und auch hier nochmal der Hinweis:
Rundfunkempfänger können ihre Regelung nicht abschalten- wenn das Störgemisch die Regelung dermaßen beeinflußt, daß die Stufen so nichtlinear arbeiten, daß es den IP3 stark verschlechtert... dann ist es eben so- da ja alle Probanden unter gleichen Bedingen getestet werden, ist ja trotzdem eine Aussage möglich.
Hier ist auch das Thema Abschwächer nochmal zu nennen.
Auch zu nennen: Gerade alte Rundfunkgeräte haben eine sehr gute Selektion vor der Mischstufe- so daß die benachbarte Störfrequenzen stark gedämpft werden, daß gute Werte möglich sind.
Möglicherweise haben die Oldtimer da manchmal die Nase vorn- abgestimmte Vorstufen sind in der Transistorzeit selten angewandt worden, es gibt Geräte, die besitzen gar keine, die Großsignalfestigkeit ist da eine Frage der Fähigkeiten der Eingangstransistoren und der nachfolgenden HF- Stufen und Filter.
Meßequipment zur Messung des IP3 an Rundfunkempfängern
Hier stelle ich einiges Meßequipment vor, welches mir zur Verfügung steht.
Andere Funktechnik- Interessierte mögen andere geräte haben, auch modernere.
Einige der gezeigten Geräte sind betagt, aber oft günstig zu haben, sie sind genau genug, und damit geeignet.
So man die Pegel einigermaßen genau messen kann, kann jedes andere, geeignete Equipment verwendet werden- nötigenfalls kann man an verschiedenen Punkten im Meßaufbau Kontrollmessungen vornehmen- wichtig ist der Wert des Eingangspegel vor der Kunstantenne.
2 x Leistungsmeßsender "SMLR" von Rohde & Schwarz,
der runde Becher ist die "Kunstantenne", mein Eigenbau.
Die AM- Kunstantenne, eingebaut in ein altes Philips-ZF-Filter.
Das Filter hatte innen einen Spulenkörper, genau der wurde gebraucht,
und es hat oben eine Öffnung für den Abgleich, da paßte eine BNC- Buchse
perfekt.
Die Innenschaltung, die ich eingebaut habe.
Diese Ersatzschaltung wurde 1948 von der IRE standardisiert und gilt für Außenantennen zwischen 150kHz und 30MHz
Diese Schaltung könnte für die 2- Sender- Messung geeignet sein- ich habe sie noch nicht realisiert.
Auf dieser Seite finden Sie Ausführungen zur "Kunstantenne"
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Quellen:
Robs web: "Empfänger-intermodulation"
http://www.robkalmeijer.nl/techniek/electronica/radiotechniek/hambladen/cq-dl/2002/page504/index.html
http://www.robkalmeijer.nl/techniek/electronica/radiotechniek/hambladen/cq-dl/2002/page504/
Schnorrenberg: "Messung kritischer Spezifikationen eines HF- Empfängers":
http://www.dc4ku.darc.de/Messung_kritischer_Spezifikationen.pdf
"Der IP3 und die Wirklichkeit":
http://www.qrpforum.de/index.php?page=Thread&threadID=3972
Rob's web : Theoretische Betrachtung von Empfängerdaten und -größen
http://www.robkalmeijer.nl/techniek/electronica/radiotechniek/hambladen/cq-dl/1993/page747/index.html
DK7JB: IP3- Messungen:
http://www.bartelsos.de/dk7jb.php/ip3-messungen
Intermodulation and the 3rd Order Intercept Point - W4uoa.net
www.w4uoa.net/TARCPresentationv14.ppt
Rob's web- Intermodulationsmessplatz für hohe Interzeptpunkte
http://www.robkalmeijer.nl/techniek/electronica/radiotechniek/hambladen/fa/2003/page1141/index.html
Neue Seiten- Geänderte Seiten
28.2.2024: In "Grundlagen" die Seite "Artikelserie zu Warum Superhet ?" hinzugefügt.
23.02.2024 Seite "Specials- 2024- Und wieder ein Jubiläum- 100 Jahre Kaskodeschaltung" erstellt
07.02.2024 In "Oktober 2023-Der erste Sender von 1923 sendet wieder !" / die Seite "Rechercheergebnisse NACH dem Projekt und Korrektur historischer Darstellungen" erstellt.
26.12.2023 Seite "Weihnachten 2023- Bauanleitung für ein von einem Funkpionier vor 100 Jahren entwickeltes Längst- und Langwellen- Radio" erstellt
10.10.2023 Hauptseite "Oktober 2023-Der erste Sender von 1923 sendet wieder !" erstellt
26.11.2022 In "Edi's Specials"/ die Seite "Edi EM11 UG- Magisches Auge mit Uranglas" erstellt.