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:
Antwort:
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)
A/D-Umsetzer (ADC)
Analog → Digital
- Tastet das analoge Signal in zeitlichen Abständen ab
- Erzeugt Zahlenwerte
- Am
D/A-Umsetzer (DAC)
Digital → Analog
- Erzeugt Spannung aus Zahlen
- Rekonstruiert das Signal
- Am
Voraussetzung für digitale Filterung
Frage EF602 fragt, was die Voraussetzung ist, um ein analoges Signal digital zu filtern:
Antwort: Das Eingangssignal muss zunächst digitalisiert werden.
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 verringern - 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:
Antwort: Bei einem SDR ist zumindest ein Teil der Signalaufbereitung in Software realisiert.
Was macht SDR so besonders?
Klassischer Transceiver
- Filter aus Quarzen/LC-Kreisen
- Feste Bandbreiten (z.B. 2,4 kHz)
- Demodulation in Hardware
- Änderungen = Umbau
SDR-Transceiver
- 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?