Digitale Signalverarbeitung
Digitale Signalverarbeitung (DSP)
Die digitale Signalverarbeitung (DSP) hat den Amateurfunk revolutioniert. Statt analoger Schaltungen mit Spulen, Kondensatoren und Transistoren übernimmt heute oft ein Prozessor die Signalaufbereitung - mit Filtern, die per Software eingestellt werden können.
Prinzip der digitalen Signalverarbeitung
Frage EF601 zeigt das Grundprinzip der DSP als Blockschaltbild:
Block 1: A/D-Umsetzer (Analog-Digital-Wandler)
Block 2: D/A-Umsetzer (Digital-Analog-Wandler)
Der Signalfluss:
- Analoges Eingangssignal (z.B. vom Empfänger)
- A/D-Umsetzer wandelt das analoge Signal in digitale Zahlen
- Digitale Signalverarbeitung (Filterung, Demodulation, Rauschunterdrückung)
- D/A-Umsetzer wandelt die digitalen Zahlen zurück in ein analoges Signal
- Analoges Ausgangssignal (z.B. zum Lautsprecher)
Analog → Digital
• Misst die Spannung
• Erzeugt Zahlenwerte
• Am Eingang der DSP
Digital → Analog
• Erzeugt Spannung aus Zahlen
• Rekonstruiert das Signal
• Am Ausgang der DSP
Voraussetzung für digitale Filterung
Frage EF602 fragt, was die Voraussetzung ist, um ein analoges Signal digital zu filtern:
Warum? Ein digitaler Signalprozessor kann nur mit Zahlen rechnen. Ein analoges Signal (kontinuierliche Spannung) muss daher erst in eine Folge von Zahlenwerten umgewandelt werden.
Was passiert bei der Digitalisierung?
- Abtastung: Das Signal wird in regelmäßigen Abständen gemessen
- Quantisierung: Jeder Messwert wird als Zahl dargestellt
- Ergebnis: Eine Folge von Zahlen, die das Signal repräsentiert
Warum nicht die anderen Antworten?
- Demodulation - kann auch digital erfolgen, ist keine Voraussetzung
- Rauschen entfernen - genau das soll ja die DSP machen!
- Oberschwingungen entfernen - auch das ist Aufgabe der digitalen Filter
SDR - Software Defined Radio
Frage EF603 fragt, was die Bezeichnung SDR bedeutet:
Was macht SDR so besonders?
• Filter aus Quarzen/LC-Kreisen
• Feste Bandbreiten (z.B. 2,4 kHz)
• Demodulation in Hardware
• Änderungen = Umbau
• Filter in Software berechnet
• Variable Bandbreiten (10 Hz - 20 kHz)
• Demodulation in Software
• Änderungen = Software-Update
Vorteile von SDR:
- Flexibilität: Filterbandbreite stufenlos einstellbar
- Neue Betriebsarten: Per Software-Update nachrüstbar
- Spektrumdarstellung: Wasserfalldiagramm in Echtzeit
- Noise Blanker, DNR: Digitale Rauschunterdrückung
Warum nicht die anderen Antworten?
- Spezielle Antennenanschlüsse - SDR nutzt normale HF-Anschlüsse
- Analogtechnik im NF-Bereich - das wäre das Gegenteil von SDR!
- Internet statt Funk - das wäre WebSDR, nicht SDR allgemein
Zusammenfassung für die Prüfung
| Frage | Thema | Richtige Antwort |
|---|---|---|
| EF601 | DSP-Blockschaltbild | 1: A/D-Umsetzer, 2: D/A-Umsetzer |
| EF602 | Voraussetzung digitale Filterung | Signal muss digitalisiert werden |
| EF603 | SDR-Bedeutung | Signalaufbereitung in Software realisiert |
Wissenskontrolle
0 / 3 Fragen richtigFolgendes Blockschaltbild stellt das Prinzip einer digitalen Signalverarbeitung dar. Welche Aufgaben haben die beiden Blöcke 1 und 2?