Трансивер uSDR. Влияние усиления микрофона на модуляцию. [TX Drive and SSB modulation uSDX]

  В данном материале рассмотрим влияние параметра TX Drive на модуляцию SSB в трансивере uSDR (uSDX). Согласно руководству по эксплуатации usdx_manual_author.pdf,  название "Всеволновый uSDX трансивер",  автор Guido PE1NNZ, раздел меню 3.3 TX Drive "Коэффициент усиления звука при передаче (0-8) с шагом 6 дБ, 8=постоянная амплитуда для SSB". Иными словами - это усиление микрофона. Подключить внешний компьютерный микрофон не получилось, т.к. трансивер сразу же переходил в режим передачи, поэтому рассмотрим все на примере встроенного микрофона uSDR. Звук будет подаваться с компьютера через наушник. В качестве тестового сигнала 2 частоты 500 + 2000 Гц. Значение по умолчанию TX Drive =5, но только при TX Drive = 6 я вижу спектр с хорошо различимыми модулирующими составляющими.

Итак, Fн=7.1 МГц, PA Bias min = 0, USB, FM1 = 500 Гц, FM2 = 2000 Гц  начинаем с минимального значения TX Drive.  Спектрограммы снимаются на анализатор R&S FSW через аттенюаторы 40 дБ. Параметр 8.1 PA Bias min = 0

TX Drive = 0

TX Drive = 1

TX Drive = 2

TX Drive = 3

TX Drive = 4

TX Drive = 5

TX Drive = 6

TX Drive = 7

TX Drive = 8

Сведем значения амплитуд несущей и двух модулирующих частот в таблицу. 

TX Drive	7.1 МГц, дБм	7.1 МГц - 500 Гц, дБм	7.1 МГц - 2000 Гц, дБм
0	-24.3	-18	-27
1	-21.7	-20	-14.7
2	-22.5	-20	-16
3	-24.7	-18	-18
4	-25.7	-17.9	-15.4
5	-9.86	-8.1	-18
6	14.5	14.5	35.3
7	25	27.2	17.7
8	13.1	18	16.06

До значения TX Drive = 5 некоторые ячейки заполнены примерно, т.к. пики составляющих явно не отслеживаются. Здесь видно, что более-менее серьезные мощности (порядка 1 Вт) регистрируются только начиная с TX Drive =6. 

Оставим только 1 модулирующую частот 500 Гц и сравним вид спектрограмм для двух значений PA Bias min (минимальный уровень раскачки усилителя мощности), TX Drive = 6.

PA Bias min = 0

Fн = 7.1 дБм, Fн-500 = 8 дБм, Fн-2000 = -11.3 дБм (пики 14,13,9)

PA Bias min = 70

Fн = 21.87 дБм, Fн-500 = 25.915 дБм, Fн-2000 = 22.042 дБм (пики 14,13,9)

Наблюдается общее приподнятие спектра выходного сигнала. 

Теперь проверим, есть ли какое-то влияние смены диапазона (несущей частоты) на характер выходного спектра.

Fн=7.1 МГц, TX Drive = 6, PA Bias min = 0, LSB, FM1 = 500 Гц, FM2 = 2000 Гц

Fн = 14.6 дБм, Fн-500 = 16 дБм, Fн-2000 = 15 дБм (пики  23,20,15)

Fн=14.1 МГц, TX Drive = 6, PA Bias min = 0, LSB, FM1 = 500 Гц, FM2 = 2000 Гц

Fн = 7.6 дБм, Fн-500 = 8.9 дБм, Fн-2000 = 4.34 дБм (пики 9,8,5)

В целом картинка сопоставимая, наблюдается общее снижение выходного уровня сигнала на частоте 14.1 МГц, относительно частоты 7.1 МГц. Это также наблюдалось при измерении выходной мощности uSDR под диапазонам.

Теперь проверим вариант с верхней боковой полосой.

Fн=7.1 МГц, PA Bias min = 0, USB, FM1 = 500 Гц, FM2 = 2000 Гц

TX Drive = 0

TX Drive = 1

TX Drive = 5

TX Drive = 6

TX Drive = 8

Не принципиальные спектрограммы промежуточных значений TX Drive пропускаю. Обобщение результатов измерений спектрограмм в таблице:

TX Drive	7.1 МГц, дБм	7.1 МГц + 500 Гц, дБм	7.1 МГц + 2000 Гц, дБм
0	-24.7	-18	-25.2
1	-24	-17.9	-27.8
5	-11.5	-11.86	-21.3
6	4.34	6.546	16.5
8	26.2	30.9	26.244

Принципиальные выходные мощности достигаются начиная с TX Drive = 6.  

Ещё одна картинка для

Fн=14.1 МГц, PA Bias min = 0, USB, FM1 = 500 Гц, FM2 = 2000 Гц, TX Drive = 8 (поменяли несущую частоту)

Уровни составляющих Fн=22.7 дБм, Fн+500 Гц = 28.5 дБм, Fн+2000 = 26 дБм.

(чуть ниже, чем на частоте 7.1 МГц).

Все измеренные спектрограммы можно скачать по ссылке: https://drive.google.com/file/d/1BiTaV_BWlJaAprlH-mme227a8lHFAc3U/view?usp=sharing

0.6 Мб

Выводы:

1. При работе со встроенным микрофоном следует установить значение TX Drive не менее 6.

2. Следует повторить эксперименты с передачей сигналов телефонией реальной речью и уточнить значение TX Drive.

3. Следует повторить эксперименты с передачей сигналов телефонией реальной речью и уточнить значение PA Bias min.

  

Дополнительная информация:

[1] Трансивер uSDR. Калибровка опорного генератора. https://lavrinenkov.blogspot.com/2024/04/usdr-usdr-25-mhz-calibration.html

[2] Трансивер uSDR. Излучаемые спектры и гармонические составляющие CW сигналов https://lavrinenkov.blogspot.com/2024/04/usdr-cw-usdr-cw-spectrograms.html

[3] Трансивер uSDR. Измерение выходной мощности [uSDR Output Power Measurements] https://lavrinenkov.blogspot.com/2024/04/usdr-usdr-output-power-measurements.html

[4] Трансивер uSDR. Зависимость выходной мощности от напряжения питания [Output Power and Voltage supplement of uSDR TRX]  https://lavrinenkov.blogspot.com/2024/04/usdr-output-power-and-voltage.html

[5] Трансивер uSDR. Работа цифрового фильтра при передаче SSB [uSDR Tranceiver. DSP Filter SSB TX] https://lavrinenkov.blogspot.com/2024/04/usdr-ssb-usdr-tranceiver-dsp-filter-ssb.html

Материал подготовил: Лавриненков Игорь / R2AJA

Для связи с автором есть почта: R2AJA at MAIL RU