Title: TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: DD4WH on 10. August 2016, 08:32:06
Hier sollen die Optimierungsvorschläge, Messergebnisse und Arbeitsstände für die Optimierung des TX-Signals zusammen geführt werden.
73 de Frank |
Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: DD4WH on 10. August 2016, 08:35:10
Nur zur Dokumentation hier eine alte Nachricht (war im thread "Software Update") vom 7. August zur
TX-SOFTWARE
Hallo Uli und andere mcHF-Fans,
so, nun ist es implementiert (wieder eine echte Teamarbeit, danke Danilo, Michael & Andreas ;-)):
Der TX-Pfad hat einige Änderungen erfahren. Danke, Uli, für die Anregung, das war eine ziemliche Arbeit, weil wir dabei noch andere Dinge bemerkt und ausprobiert haben und -denke ich- dadurch eine ziemlich starke Verbesserung der Qualität des Sendesignals erreicht haben zusammen mit mehr Flexibilität für den Nutzer!
Hier nun die Änderungen, die der Nutzer bemerkt:
Drei TX-Filter zur Auswahl (MENU Filter Selection --> SSB TX Audio Filter):
TX-narrow: linear 300-2700Hz
TX-wide BASS: linear 50-2750Hz
TX-wide TREBLE: linear 150-2850Hz
Damit kann man schon sehr deutlich hörbar den Frequenzgang bei TX verändern.
Zusätzlich besteht noch die Möglichkeit, die Bässe (shelf-Frequenz 300Hz) und die Höhen (shelf-Frequenz 1700Hz) anzuheben (bis +6dB) oder zu dämpfen (bis -20dB). Dazu muss man -genauso wie in RX- mit dem button M2 klickern, bis man auf BAS oder TRB kommt und kann dann die Bässe/Höhen für TX verändern.
Das Ganze kann man hörbar machen und so je nach benutzem Mikrofon und Stimmlage und Geschmack justieren, indem man Folgendes tut:
Das eigene TX-Audiosignal in HDSDR am Rechner demodulieren!
[Anleitung, wie man über USB den mcHF nutzt: https://github.com/df8oe/mchf-github/wiki/USB-CAT-and-AUDIO-Mode]
(MENU Debug/Exper. Settings --> TX Audio via USB ON). Bei Drücken von TUNE oder PTT kann man nun in HDSDR das eigene Signal demodulieren und hören, wie sich die Stimme mit dem jeweiligen Mikro und dem gewählten TX-Filter anhört ! Bei TUNE hört man natürlich nur den TUNE-Ton ;-) --> da hört und sieht man aber auch, wie sauber das TUNE-Signal ist
Hier die Änderungen, die der Nutzer nicht bemerkt:
- der DDS, der das TUNE-Signal erzeugt, funktioniert nun besser
- das Hilbert-FIR-Filter, das die IQ-Signale für den Sendepfad erzeugt, ist nun deutlich komplexer und rechenintensiver (201 statt 89 taps) und erzeugt dadurch ein viel saubereres Signal mit besserer Unterdrückung von spurious signals, v.a. sichtbar bei TUNE mit two tone! Nun kann TUNE wirklich sinnvoll zum Testen des Sendesignals eingesetzt werden.
- das TX-IIR-Filter kann nun nicht mehr deaktiviert werden, da ohne dieses Filter mehr spurious signals entstehen
- übersichtlichere Filterverwaltung und weniger Redundanzen im code
Hier einige Messergebnisse (des Audio-Signals, nicht der HF):
SSB TUNE spurious signals: < -70dBc [vorher -46dBc]
SSB Einzelton 750Hz über Mikro, spurious signals: < -70dBc [vorher -47dBc]
SSB Einzelton 300Hz über Mikro, spurious signals: < -38dBc [vorher -30dBc]
Viel Spaß beim Ausprobieren und Testen!
73 de Frank DD4WH |
Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: Laddieter on 10. August 2016, 09:03:44
Hallo Frank,
ich habe gestern die neue SW vom 9.8. auf meinem mcHF installiert.
Im Betrieb ist mir aufgefallen, dass sich durch die neue SW eine drastische
Reduzierung der Sendausgangsleistung ergibt.
z.Bsp. am 20 mtr im PSK Betrieb hatte ich zuvor (einschließlich der SW vom 4.8. )
ein PA Output von 8 Watt, während mit der neuen SW der Output auf 3 Watt
zurückgegangen ist. Um einen Gerätefehler auszuschließen, habe ich noch einmal
die SW vom 4.8. aufgespielt, mit der ich wieder meine gewohnte PA-Leistung habe.
Ist diese Leistungsreduzierung auf die Veränderungen bei der SW vom 9.4
zurückzuführen?
Schöne Grüße
Dieter, DL1LAD |
Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: DF8OE on 10. August 2016, 09:23:05
In was für einem Audio-Mode betreibst Du deinen mcHF?
Ich wipere mit meinem via USB-Audio - bei mir sind alle Regler sowohl am mcHF als auch an WSJT-X in gleicher Stellung geblieben und auch die Sendeleistung ist unverändert.
73
Andreas |
Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: DB4PLE on 10. August 2016, 10:00:41
Hallo Dieter,
Hallo Frank,
ich habe gestern die neue SW vom 9.8. auf meinem mcHF installiert.
Im Betrieb ist mir aufgefallen, dass sich durch die neue SW eine drastische
Reduzierung der Sendausgangsleistung ergibt.
z.Bsp. am 20 mtr im PSK Betrieb hatte ich zuvor (einschließlich der SW vom 4.8. )
ein PA Output von 8 Watt, während mit der neuen SW der Output auf 3 Watt
zurückgegangen ist. Um einen Gerätefehler auszuschließen, habe ich noch einmal
die SW vom 4.8. aufgespielt, mit der ich wieder meine gewohnte PA-Leistung habe.
Ist diese Leistungsreduzierung auf die Veränderungen bei der SW vom 9.4
zurückzuführen?
Schöne Grüße
Dieter, DL1LAD
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ist bei mir auch so. Da ich vermutlich der "Autor" der verantwortlichen Änderungen bin, muss ich mich weiter auf die Suche begeben. Habe ich gestern abend schon gestartet, und nichts gefunden. Wollte dann noch fragen, ob das auch jemand anderes beobachtet hat. Die Frage ist nun beantwortet. :(
Konkrekt wurde 3x ähnliche Behandlung (jeweils bei SSB, AM, und FM TX) des Eingangs-Signals zu einer einheitlichen Behandlung zusammengefasst.
73
Danilo
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Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: DB4PLE on 10. August 2016, 10:05:36
In was für einem Audio-Mode betreibst Du deinen mcHF?
Ich wipere mit meinem via USB-Audio - bei mir sind alle Regler sowohl am mcHF als auch an WSJT-X in gleicher Stellung geblieben und auch die Sendeleistung ist unverändert.
73
Andreas
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Es reicht den ALC TX Compressor auf 1 oder 2 zu stellen, schon hat man "immer" volle Leistung bei WSPR und Co. Deswegen habe ich es erst auch nicht bemerkt.
73
Danilo |
Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: DD4WH on 10. August 2016, 10:24:29
Wir haben ja in TX SSB nun die BASS & TREBLE-Regelung mit drin. Dadurch kann es natürlich je nach Einstellung zum Absenken oder Erhöhen des Pegels kommen und dementsprechend auch zur Absenkung/Erhöhung der Ausgangsleistung.
Daher ist es auch in SSB eine gute Idee, den Kompressor immer auf 1 oder 2 zu stellen (oder je nach Geschmack höher).
Ich müsste nochmal nachschauen, ob auch in Digimodes das BASS/TREBLE-Filter im Pfad ist, ich glaube aber eher nicht, daher kann das in Digimodes nicht die Ursache einer Leistungsabsenkung sein.
Es kann aber sein (und ist sogar wahrscheinlich), dass durch die neuen (201 taps)-Hilbert-TX-Filter (die bei JEDEM TX-mode aktiv sind) sich der Pegel leicht verschoben hat (das sind ja offensichtlich "nur" 3-4dB), so dass eine Neujustage der PA-PWR-Einstellungen notwendig wird, wenn man auf genau definierten PWR-Level Wert legt.
Welche Audio-Frequenz nutzt Du denn für das PSK-TX-Signal?
73 de Frank |
Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: DB4PLE on 10. August 2016, 11:06:33
Hallo Frank,
Wir haben ja in TX SSB nun die BASS & TREBLE-Regelung mit drin. Dadurch kann es natürlich je nach Einstellung zum Absenken oder Erhöhen des Pegels kommen und dementsprechend auch zur Absenkung/Erhöhung der Ausgangsleistung.
Daher ist es auch in SSB eine gute Idee, den Kompressor immer auf 1 oder 2 zu stellen (oder je nach Geschmack höher).
Ich müsste nochmal nachschauen, ob auch in Digimodes das BASS/TREBLE-Filter im Pfad ist, ich glaube aber eher nicht, daher kann das in Digimodes nicht die Ursache einer Leistungsabsenkung sein.
Es kann aber sein (und ist sogar wahrscheinlich), dass durch die neuen (201 taps)-Hilbert-TX-Filter (die bei JEDEM TX-mode aktiv sind) sich der Pegel leicht verschoben hat (das sind ja offensichtlich "nur" 3-4dB), so dass eine Neujustage der PA-PWR-Einstellungen notwendig wird, wenn man auf genau definierten PWR-Level Wert legt.
73 de Frank
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Die TX Filter können es auch sein. Dann müssen wir aber auch die TUNE-Pegel anpassen, denn die erzeugen bei mir immer noch die selben Pegel wie vor den Änderungen. Oder an einer anderen Stelle den Gain korrigieren. Da gibt es ein paar Stellen wo eine Verstärkung/Abschwächung erfolgt.
Was für die Filter-Theorie spricht, im Audio Input und Gain Pfad habe ich nämlich keine Änderungen gefunden, die eine Absenkung erzeugen.
BTW, spricht etwas dagegen, wenn
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Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: DD4WH on 10. August 2016, 11:50:19
ich habe nochmal in den code geguckt: wenn ich mich nicht irre, ist sowohl das IIR-Filter als auch die BASS/TREBLE-Regelung auch bei Digimodes mit im TX-Pfad, wenn die Digimodes in LSB oder USB gesendet werden. Sendet man Digimodes in SSB? Tschuldigung für die blöde Frage, ich bin noch nicht so lange dabei . . .
Wenn das so ist, kann man ganz einfach das Problem beheben, indem man den gain des arm_biquad_cascade_df1_f32 ändert [Zeile 723 audio_driver.c].
Das würde ich heute abend mal probieren und dann rückmelden.
73 de Frank |
Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: DF8OE on 10. August 2016, 12:22:56
Hmmmmmm....
Ja, die Digimodes werden in SSB gesendet.
Aber die Frequenzen liegen doch voll im Durchlassbereich !!??
Bei Wisper z.B. sind es ca. 1400 Hz, ei freedv ebenso, bei RTTY mindestens 500 Hz und höchstens 2400 Hz, bei SSTV liegt es auch in dem Bereich. Da gibt es bei mir NULL Unterschied zu vorher.
73
Andreas |
Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: DD4WH on 10. August 2016, 12:38:16
Hallo Andreas,
Ja, Du hast recht, das Signal ist voll im Durchlassbereich, aber der Durchlassbereich [genauer: die Dämpfung/Betonung einzelner Frequenzbereich innerhalb des Durchlassbereichs] ist ja von den Nutzereinstellungen abhängig.
Der TX-Pfad sieht ja so aus:
. . .
TX-Filter IIR [das wählt man im Menü aus]
biquad-IIR [BASS & TREBLE]
Hilbert-FIR [fest eingestellt]
Compressor [durch Nutzer einstellbar]
. . .
nun haben ja alle Nutzer etwas anderes eingestellt an TX-Filter IIR, andere BASS & TREBLE-Einstellungen und andere Compressor-Einstellungen.
Ich hoffe, die drei wählbaren IIR-Filter haben ähnlichen gain, die sollten sich nur im durchgelassenen Frequenzbereich unterscheiden.
BASS & TREBLE ist ja genau dafür da, unterschiedlichen gain in unterschiedlichen Freqeunzbändern zu erreichen . . . Vielleicht sollten wir einfach das BASS & TREBLE - Filter ausschalten, wenn Audio-Input-Quelle USB oder Line-In ist?
Wie Danilo schon feststellte: immer den compressor mindestens auf 1 stellen. Denn dann ist kein Unterschied zu erwarten, weil der Kompressor den Pegel angleicht. Vielleicht, Andreas, ist das der Grund dafür, dass Du keinen Unterschied feststellst in Digimodes (Kompressor ON) und Dieter einen Unterschied feststellt (Kompressor OFF)!?
73 de Frank
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Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: DF8OE on 10. August 2016, 13:09:49
Möglich. Mein Kompressor steht immer auf "5"...
73
Andreas |
Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: Laddieter on 10. August 2016, 18:58:52
Hallo,
also bei mir ist der PA - Abfall im Digi-Mode, auch mit einem Kompressor-Pegel von 6,
deutlich >50%.
Aber auch wenn im SSB Mode nur die Tune Taste drücke habe ich schon einen Leistungsabfall
von ca 30% - bis 40 % und das auf allen AFU-Bändern.
Dieter, DL1LAD |
Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: DF8OE on 10. August 2016, 19:06:30
Es muss (mal wieder) an irgendwelchen anderen Einstellungen zwischen uns liegen.
Meine Filtereinstellungen:
SSB TX Audio Filter NARROW, AM TX Audio Filter ON, BASS und TREBLE bei TX auf NULL.
73
Andreas |
Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: DB4PLE on 10. August 2016, 19:11:08
Hallo Dieter,
das auch das Tune "leiser" ist, ist allerdings merkwürdig. Wir haben nämlich einen der neuen Filter (wer wollte noch gleich beim Senden Höhen und Tiefen ändern ;D ) als Schuldigen entdeckt.
Der ist beim Tune aber nicht im Pfad. Beim Tunen habe ich genau die alten Werte, d.h. bei 5W Einstellung kommen auch etwa 5W raus. So war das meiner Meinung nach die ganze Zeit.
Das wäre auch logisch, weil eigentlich bei SSB und TUNE keine Veränderungen erfolgt sind in den letzten Tagen, jedenfalls keine für mich direkt erkenntlichen. Das soll nicht heißen, das Du nicht recht hast, aber ich habe zwar bei normalem Input den Leistungsverlust deutlich bemerkt, bei Tune aber eben nicht.
Müssen wir noch genauer schauen.
73
Danilo |
Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: DD4WH on 11. August 2016, 10:09:58
Mit der allerneuesten daily von heute morgen sollte es nun mit dem gain beim TX wieder besser gehen (hoffe ich ;-)).
Es gab zwei bis drei Ursachen für die gain-Unterschiede, die jetzt fast alle gefixt sind:
- gain des BASS&TREBLE-Filters ist jetzt bei 1 eingestellt, vorher war der gain niedriger
- die TX-Filter hatten unterschiedliche Durchlasskurven mit einer erheblichen Anhebung der unteren Frequenzen (bis 1100Hz) beim "NARROW"-Filter
- das FIR-Hilbert-Filter ist komplett neu mit 201 taps statt 89 taps
NEU ist seit heute morgen:
TX-Filter-Auswahl:
SOPRANO - ca. 250-2950Hz (das Filter wird noch optimiert von Michael)
TENOR - 150-2850Hz
BASS - 50-2750Hz
Bitte ausprobieren (erstmal BASS & TREBLE in TX auf 0 stellen für den Test) und rückmelden, ob der gain stimmt!
Bitte bei Rückmeldungen angeben, welches TX-Filter eingestellt ist!
Viel Spaß dabei!
73 de Frank
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Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: Laddieter on 11. August 2016, 10:44:52
Hallo Frank,
ich habe soeben die neue SW von heute aufgespielt.
Nun ist die PA Leistung wieder wie gewohnt.
Sowohl in SBB, im DIG Mode und bei Tunen habe ich wieder die
volle Ausgangsleistung.
Super für den schnellen Support und vielen Dank.
Schöne Grüße
Dieter, DL1LAD |
Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: Laddieter on 11. August 2016, 10:49:41
Hallo Frank,
Nachtrag.
TX Filter auf Narro und TX Bass und Treble auf Null.
Die anderen Kombinationen teste ich heute Abend mal aus.
Schöne Grüße
Dieter, DL1LAD |
Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: DF8OE on 11. August 2016, 11:51:51
Bei mir läuft auch alles - mit allen Filtern. Volle Ausgangsleistung - das war allerdings auch vorher schon so. Getestet mit den beiden meiner mcHFs, die mit TX-Bauteilen bestückt sind.
73
Andreas |
Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: DD4WH on 11. August 2016, 12:23:45
Wunderbar, da freue ich mich!
Vielen Dank für die Rückmeldungen!
73 de Frank |
Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: hb9ewy on 14. August 2016, 09:17:28
Hallo Frank,
ich habe nochmal ganz von vorne angefangen und als erstes das TX Signal im Originalzustand gemessen und dokumentiert um einen Bezugspunkt zu haben.
Die Messungen im Originalzustand sind im angehängten PDF dokumentiert.
FW ist daily build 12.08.2016
Weitere Messungen folgen in den nächsten Tagen.
Als Ausgangsleistung wurde 0dBm am BPF Ausgang verwendet weil meine Transverter auf diesen Pegel ausgelegt sind.
Frage: welche Pegel treten am BPF Ausgang (T5 Eingang) in der Praxis auf bei Ausgangsleistungen von 5 bis 10 Watt PEP? |
Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: DD4WH on 14. August 2016, 14:26:08
Hallo Yves,
vielen Dank für Deine Messungen. Die Messungen ohne Mod kann ich (auf die Schnelle hier mit meinem mcHF getestet) hier nachvollziehen:
Es sind spurs im Spektrum, die ca. -40dBc bis -45dBc unter dem modulierten TUNE-Ton liegen [gemessen mit meinem Perseus SDR am dummy load, also mit PA]. Deine Messungen sind ja komplett ohne PA, d.h. die PA produziert diese spurs nicht. Das ist schon mal eine sehr gute Erkenntnis.
Wenn ich allerdings mit meinem mcHF über USB den Audio-TX-output anschaue, dann sind diese spurs ALLE kleiner als -70dBc. D.h. zwischen Ausgang des codec und Eingang der PA ist die Produktion dieser spurs anzusiedeln.
Ich poste später (vielleicht schon heute) mal ein paar screenshots, um das zu verdeutlichen.
Gut wäre, wenn wir den Bösewicht ermitteln könnten, der in der hardware (das kann eigentlich nur der QSE und/oder die LM386 etc. sein) diese spurs erzeugt, aber Deine Ergebnisse im letzen post deuteten ja schon in eine Richtung.
Soviel erstmal auf die Schnelle.
73 de Frank
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Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: DB4PLE on 14. August 2016, 18:27:27
Hallo Yves,
bei allen Messungen ist es extrem wichtig, auch den genutzten Firmwarestand zu vermerken, denn Änderungen in der FW haben bei einem SDR ja (wie wir wiedermal in den letzten Tagen rausgefunden haben) massive Auswirkung aufs Signal. Mit genau benanntem Firmwarestand kann man selbst die gleiche Firmware flashen und schauen.
Sonst vergleicht man Äpfel und Birnen.
Im übrigen finde ich es prima, wenn man systemtatisch Daten erfasst, das vereinfacht viele Diskussionen und wie Frank schon feststellt, erlaubt auch neue Erkenntnisse wo Probleme entstehen.
73
Danilo
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Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: hb9ewy on 14. August 2016, 19:11:38
Hallo Danilo,
Firmware ist 1.1.4 daily build vom 12.08.2016, wie geschrieben.
Ist in Zukunft immer im Bericht erwähnt
vy 73 de Yves |
Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: DB4PLE on 15. August 2016, 05:39:55
Hallo Yves,
danke! Meine Anmerkung bezog sich natürlich aufs PDF Dokument, denn diese Dinger entwickeln gern ein Eigenleben dank Google und Co.
73
Danilo |
Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: hb9ewy on 15. August 2016, 20:29:10
Hallo,
hier nun ein Paar Messungen zur Trägerunterdrückung.
Gemessen wurde mit +/- 12 kHz IF.
Firmware 1.1.4 daily build vom 12.08.2016
Beim IQ Modulator wird die Träger Unterdrückung u.a. durch die DC Balance der I/Q Signal bestimmt, die wir bei mcHF nicht direkt beeinflussen können.
Schaltungsbeispiele siehe z.B. bei http://yu1lm.qrpradio.com/
Ich habe versuchsweise ein C Trimmer von Pin 7 oder 9 U17 gegen Masse versucht um die Trägerunterdrückung zu verbessern. Mit 11..17 pF liess sich die Trägerunterdrückung auf besser 60dB einstellen. Die Einstellung war nicht kritisch und breitbandig von 14..28 MHz - mehr habe ich bisher noch nicht gemessen.
Allerdings hat es noch andere Nebenwellen (für KW QRP nicht störend), die ich mir z.Z. noch nicht erklären kann.
Wichtig noch: die Aufnahmen mit dem zusätzliche C erfolgten ohne I/Q Neuabgleich, daher ist die Unterdrückung der Spiegelfrequenz nur mässig
Und hier nun die Screenshots vom SA
1.: Spectrum ohne Abgleich
vy 73 de Yves |
Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: hb9ewy on 15. August 2016, 20:30:51
| Und hier mit ca. 11 pF von U17, pin 7 / R68 an Masse, -12 kHz translation |
Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: hb9ewy on 15. August 2016, 20:31:28
| ... und mit +12 kHz frequency translation |
Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: hb9ewy on 16. August 2016, 20:26:12
Hallo,
heute Abend war noch etwas Zeit für Messungen. Diesmal habe ich 2 Messungen gemacht um den Nebenwellen auf die Spur zu kommen.
1. I/Q audio Signal an der Stiftleiste P1
2. I/Q Signale vor dem TX Audo Switch U3a
Jeweils gemessen mit einem Torwiderstand von 500Ohm an 50Ohm (HP 10020A)
*17.8.: neue, korrigierte Messung*
TX Pegel: 60
Schwarze Kurve:
Die erste Messung an P1/Pin3 - schwache, aber deutliche Verzerrungen.
Grüne Kurve: gemessen vor U3a and C7a
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Title: Re:TX - Optimierung in Software und Hardware
Post by: hb9ewy on 16. August 2016, 20:33:21
und die 2te Messung dann am Eingang von U3a, C7a.
Ich war ziemlich erstaunt - keine Verzerrungen sichtbar am SA!
Was sich mit den Daten des WM8731 deckt.
Was aber bedeutet, dass die Verzerrungen in U3a oder danach entstehen.
Könnte das etwa an der fehlenden Vorspannung an den Schaltern von U3a liegen? Oder liegt es am verwendeten Typ?
Es wäre prima wenn andere OM diese Messungen wiederholen könnten um das Phänomen einkreisen zu können.
vy 73 de Yves |
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