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Prof. Dr. Harald Gerlach, DL2SAX: Vorverzerrung zur Linearisierung in einem SDR Sender

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Published on Mar 1, 2016

Da analogen Transceiver in den letzten Jahren durch immer leistungsfähigere digitale Signalprozessoren erweitert wurden, konnte es nicht verwundern, dass mehr und mehr TRX-Funktionen mit Hilfe der digitalen Signalverarbeitung vorteilhaft realisiert werden. Während in der ersten Generation von SDR-Systemen noch die A/D-Umsetzung in der NF-Ebene vorgenommen wurde, können heute mit leistungsfähigen, sehr schnell rechnenden „Free Programmable Gate-Arrays“ bereits unmittelbar an der Antenne oder vor der Linear-PA die A/D-Umsetzung vorgenommen werden. Daher soll in diesem Beitrag am Beispiel des Transceivers ZS-1 ein Blick auf die Möglichkeiten einer Sende-Vorverzerrung geworfen werden. Während in analogen Sendern üblicherweise lediglich die ALC (automatic level control) den Ansteuerungspegel der Sendeendstufe unterhalb der Übersteuerung zu halten versuchte, war es nicht mit vertretbarem Aufwand möglich die Verzerrungen des gesamten Signalweges von der Sendesignalaufbereitung bis zur Sendeantenne zu korrigieren. Das Ergebnis ist Kurzwellenamateuren gut bekannt: Splatter und störende Nebenaussendungen. Die vollständig digitale Sendeaufbereitung von Geräten wie dem ZS-1 erlaubt es nun mit geringem Mehraufwand die ausgesendeten Nachbarkanalstörungen durch eine digitale Vorverzerrung nach Amplitude und Phase so zu korrigieren, dass das Sendesignal um mehrere 10 dB geringe Nachbarkanalaussendungen aufweist als konventionelle SSB-Sender – ein starkes Argument für den Übergang zum SDR-TRX. Der Beitrag erklärt das Prinzip und zeigt Ergebnisse am Beispiel des ZS-1

Predistortion for linearization in a Software Defined Radio Transmitters - A practical example with TRX ZS-1

Since analog transceivers have been enhanced in recent years by increasingly powerful digital signal processors, it was no surprise that more and more TRX functions are advantageously realized by means of digital signal processing. While in the first generation of SDR systems A / D conversion has been made at Audio frequency level, with more powerful, very fast computing "Free Programmable Gate Arrays" FPGA already directly at the antenna or in front of the Linear-PA the A / D conversion can be made. Therefore, in this paper on the example of the transceiver ZS-1 the focus is layed on the possibilities of transmitter predistortion. While in analog transmitters usually only the ALC (Automatic Level Control) tried to keep the medium driver level of the transmitter power amplifier below clipping, it was not possible to correct at reasonable cost, the distortion of the entire signal path beginning from the transmission signal generation to the transmitter antenna. The results are well known to shortwave hams: splatters and disturbing spurious emissions. The full digital transmitter processing devices, such as the ZS-1, now allows with a very little internal extra work to correct the emitted adjacent channel interference by a digital predistortion in amplitude and phase so that the transmitted signal shows low adjacent channel transmissions several 10 dB less than conventional SSB transmitters – a strong argument for SDR-TRX. This article explains how it works and displays results on the example of ZS-1

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