Forum: HF, Funk und Felder SDR-Messung - Wie sind die Rohdaten zu deuten?


von Celeste (Gast)


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Hallo,

wenn ich eine Antenne an ein SDR anschließe und dann mit dem SDR die 
Signale aufzeichne, dann erhalte ich eine Reihe von Rohdaten. Ich habe 
mir einige Grafiken im Internet angesehen, bei der Signale mit einem SDR 
aufgezeichnet wurden, jedoch wird die Amplitude in fast allen Fällen in 
dB angegeben.

Enthalten die Rohdaten Spannungen, Ströme oder Leistungen...?
Wie lautet die Referenzspannung, der Referenzstrom oder die 
Referenzleistung, wenn die Amplitude in dB angegeben wird?
Muss das SDR vorher kalibriert werden?

Vielleicht hat jemand eine Idee und kann es mir kurz erklären. Ich bin 
leider nirgends fündig geworden.

Vielen Dank.

Gruß,

Celeste

von Harvey (Gast)


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> Enthalten die Rohdaten Spannungen, Ströme oder Leistungen...?
> Wie lautet die Referenzspannung, der Referenzstrom oder die
> Referenzleistung, wenn die Amplitude in dB angegeben wird

Als Referenz dient die Eingangsimpedanz des Empfaengers. Üblicherweise 
50 Ohm.


> Muss das SDR vorher kalibriert werden?
Ja klar. Der A/D Wandler hat ja keinen absoluten Bezug zur Spannung an 
den 50 Ohm am Empfaengereingang.

Gruss

von Celeste (Gast)


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Harvey schrieb:
> Als Referenz dient die Eingangsimpedanz des Empfaengers. Üblicherweise
> 50 Ohm.

Um einen dB-Wert darstellen zu können braucht man einen Referenzwert, 
z.B. eine Spannung oder eine Leistung. In Abhängigkeit vom Referenzwert 
kann man dann die Verstärkung/Dämpfung (dB-Wert) angeben.
In diesem Video (https://www.youtube.com/watch?v=KWeY2yqwVA0) an 
Position 07:30 min zum Beispiel wird das modulierte Radiosignal über 
Antenne und SDR zum PC übertragen. Die Grafik zeigt die Amplitude in dB 
über der Frequenz an, jedoch verstehe ich nicht wie man auf den 
absoluten Wert kommt.

Harvey schrieb:
> Ja klar. Der A/D Wandler hat ja keinen absoluten Bezug zur Spannung an
> den 50 Ohm am Empfaengereingang.

Wie kalibriert man ein SDR am Besten?

Leider finde ich keine Informationen zu diesen Fragen.

von sven (Gast)


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Celeste schrieb:
> Wie kalibriert man ein SDR am Besten?

Mit einem kalibrierten  Signalgenerator.

von Harvey (Gast)


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Celeste schrieb:
> Harvey schrieb:
> Als Referenz dient die Eingangsimpedanz des Empfaengers. Üblicherweise
> 50 Ohm.
>
> Um einen dB-Wert darstellen zu können braucht man einen Referenzwert,
> z.B. eine Spannung oder eine Leistung. In Abhängigkeit vom Referenzwert
> kann man dann die Verstärkung/Dämpfung (dB-Wert) angeben.
> In diesem Video (Youtube-Video "How To Build an FM Receiver with the
> USRP in Less Than 10 Minutes") an Position 07:30 min zum Beispiel wird
> das modulierte Radiosignal über Antenne und SDR zum PC übertragen. Die
> Grafik zeigt die Amplitude in dB über der Frequenz an, jedoch verstehe
> ich nicht wie man auf den absoluten Wert kommt.
>


Nochmal:
Der Referenzwert ist die Empfaenger Eingangsimpedanz von 50 Ohm.

Die Anzeige wird kalibriert in Spannung an 50 Ohm. Meist logarithmisch 
als dBuV.
Die Empfangsleistung, angezeigt in dBm errechnet die Software aus 
Spannung am Widerstand 50 Ohm nach dem Zusammenhang P=U*U/R.

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo Celeste.

Celeste schrieb:

>> Ja klar. Der A/D Wandler hat ja keinen absoluten Bezug zur Spannung an
>> den 50 Ohm am Empfaengereingang.
>
> Wie kalibriert man ein SDR am Besten?

Indem man "willkürlich" irgendeinen Wert als Referenz nimmt. Tatsächlich 
haben sich dabei aber sowas wie Konventionen gebildet.

Seite 4 bei 
https://www.darc.de/uploads/media/Rechnen_mit_dB_von_DL9NAM.pdf

oder

http://www.mods-ham.com/11_Grundlagen/DJ8EI/Decibel,%20wozu,%20weshalb,%20%20warum.pdf

oder

http://p02.de/wp-content/uploads/2008/01/manuskriptfeldstaerke_version3.pdf

Leider habe ich die Referenzwerte auch nicht so im Kopf, dazu brauche 
ich das zu selten. Ausserdem waren es unterschiedliche Referenzwerte für 
Kurzwelle und UKW.

Siehe: http://www.dk0tu.de/download/Kurs-Material/e10.pdf Seite 8.
Dieser Pegel wird dann als "S9" bezeichnet, für die bewertung von 
Radiosignalen nach RST. Vermutlich existiert auch eine ITU Norm dazu.


War es das, was Du Wissen woltest?

> Leider finde ich keine Informationen zu diesen Fragen.

Das Problem ist halt beim Suchen, dass man schon die richtigen Begriffe 
kennen muss, um erfolgreich danach zu suchen.
Hilfreich ist es, bei Google die erweiterte Suche zu verwenden 
(http://www.google.de/advanced_search?hl=de) und explizit nach PS oder 
PDF Dokumenten zu suchen. Das gibt mehr Info und weniger Werbung. ;O)

Dort nach der Kombination z.B. der Begriffe Dezibel, Leistung, Referenz 
und S9 suchen.

Wenn man die Begriffe nicht kennt, muss man Begriffe "raten", und sich 
die Dokumente durchlesen, um bei beinahe Treffern die suchkriterien 
schärfen zu können.

Weil man sich beim Begriffe raten aber auch schnell ganz weit 
wegschiessen kann, ist eine breite Allgemeinbildung auch im 
Google-Zeitalter oft hilfreich.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.l02.de

: Bearbeitet durch User
von Harvey (Gast)


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Bernd Wiebus schrieb:
> Hallo Celeste.
>
> Celeste schrieb:
>
> Ja klar. Der A/D Wandler hat ja keinen absoluten Bezug zur Spannung an
> den 50 Ohm am Empfaengereingang.
>
> Wie kalibriert man ein SDR am Besten?
>
> Indem man "willkürlich" irgendeinen Wert als Referenz nimmt. Tatsächlich
> haben sich dabei aber sowas wie Konventionen gebildet.
>

Unsinn!
Das mag vielleuch fuer die willkürlichen S-Stufen zutreffen.


Empfangsspannung und Leistung in Volt oder Watt bzw. In dBuV odet dBmW 
sind physikalische Grundgrössen.

Und bei Empfaengern misst man die an det Referenz zur Eingangsimpedanz 
von 50 Ohm.

von Celeste (Gast)


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Harvey schrieb:
> Nochmal:
> Der Referenzwert ist die Empfaenger Eingangsimpedanz von 50 Ohm.
>
> Die Anzeige wird kalibriert in Spannung an 50 Ohm. Meist logarithmisch
> als dBuV.
> Die Empfangsleistung, angezeigt in dBm errechnet die Software aus
> Spannung am Widerstand 50 Ohm nach dem Zusammenhang P=U*U/R.

In dem Diagramm aus dem oben verlinkten Video ist eine Verstärkung (in 
dB) angegeben. Um aus dieser Verstärkung auf einen Absolutwert schließen 
zu können, brauche ich eine Referenzspannung; dabei spielt die Impedanz 
von (z.B.) 50 Ohm keine Rolle, da sie sich kürzen lässt.
Meine Frage war eigentlich: Wie groß ist die Referenzspannung U_2? Diese 
muss ja irgendwie/irgendwo definiert sein, wenn eine Verstärkung 
angegeben ist. Wenn ich das habe, dann wäre es nicht schwierig den 
Absolutwert zu errechnen. Sollte das SDR nicht kalibriert sein, dann 
ergibt sich ein konstanter Fehler im Absolutwert, richtig?

Bernd Wiebus schrieb:
> War es das, was Du Wissen woltest?

Mich hätte eigentlich interessiert wie ich einen Absolutwert mit einem 
SDR messen kann. Trotzdem danke für die ausführliche Antwort. Die 
erweiterte Suche mit Google war ein guter Tipp.

von Heinz Wäscher (Gast)


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Celeste schrieb:

> In dem Diagramm aus dem oben verlinkten Video ist eine Verstärkung (in
> dB) angegeben. Um aus dieser Verstärkung auf einen Absolutwert schließen
> zu können, brauche ich eine Referenzspannung; dabei spielt die Impedanz
> von (z.B.) 50 Ohm keine Rolle, da sie sich kürzen lässt.Meine Frage war
> eigentlich: Wie groß ist die Referenzspannung U_2? Diese
> muss ja irgendwie/irgendwo definiert sein, wenn eine Verstärkung
> angegeben ist. Wenn ich das habe, dann wäre es nicht schwierig den
> Absolutwert zu errechnen. Sollte das SDR nicht kalibriert sein, dann
> ergibt sich ein konstanter Fehler im Absolutwert, richtig?


Du drehst dich im Kreis

Die von dir angeführte Verstärkungsformel g ist doch nichts anderes als 
der relative Faktor zwischen der Spannung am Empfängereingang und der 
Spannung wie sie nach dem Durchlaufen des Frontends und des Misschers 
vom A/D Wandler gemessen wird. Uaus/Uein! Die Logarithmierung ist nur 
für die Angabe in dB erforderlich.

G ist quasi der Kalibrierfaktor zwischen dem Wert der 
Empfänger-Eingangsspannung  an 50 Ohm (deinem Absolutwert)und dem Wert 
der im A/D Wandler des SDR digitalisierten Spannung.

Ua/d = Uempfangen * g

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