DG5MK - SSB Demodulation mit Quadraturmischer

SSB Demodulation mit Quadraturmischer

Die Demodulation im Zeitbereich wurde bereits im Abschnitt SDR Systemtheorie im Überblick aufgezeigt. Die Phasenlage des Q-Zweiges ist mit einem Hilbertfilter zu verändern, die Addition bzw. Subtraktion ergibt das SSB Signal mit gleichzeitiger Unterdrückung der überlagerten Spiegelfrequenzen.

Anhand von Bild 26 kann man sich die veränderte Situation graphisch verdeutlichen.

Die Frequenzbereiche des unteren Zweiges werden nun nicht komplett mit j multipliziert, sondern mit –j bei positiven Frequenzen und mit j bei negativen Frequenzen. Der Teil im negativen Frequenzbereich wird wie gehabt auf die Reale Achse abgebildet. Der Teil im positiven Frequenzbereich wird zusätzlich an der x-Achse gespiegelt.

Eine Addition des oberen und unteren Zweiges verdoppelt damit auf beiden Seiten der y-Achse das ehemals unterhalb der Oszillatorfrequenz liegende Frequenzband und neutralisiert das ehemals oberhalb der Oszillatorfrequenz liegende Band (dieses Band entspricht den überlagerten Spiegelfrequenzen).

Justiert man daher die Oszillatorfrequenz auf den rechten Rand eines LSB Spektrums (niedrige Frequenzen, Kehrlage), so wird ein demoduliertes, Reales LSB Signal im Basisband erzeugt, bzw. demoduliert.

Subtrahiert man die Zweige erhält man ein USB Signal unter gleichzeitiger Neutralisierung des überlagerten Spiegelfrequenzbandes.

Die Inversion der Überlagerung der Bandbereiche und die Demodulation, bzw. Erzeugung eines Realen Signals findet somit in einem Gang statt.

Mathematisch lässt sich die Demodulation des Antennensignals wie folgt beschreiben.

Oberer Zweig:

Unterer Zweig:

 

Die Subtraktion des Imaginärteils vom Realteil (USB) ergibt schließlich die ursprüngliche Information:

 

 

Eine LSB Demodulation ergibt sich entsprechend bei Addition der Teile unter gleichzeitigem Ansatz eines LSB Eingangssignals.

Neben dieser Demodulationsmethode im Zeitbereich lassen sich aber auch Methoden im Frequenzbereich abbilden. Wie aufgezeigt wurde, liegt hier nach der FFT-Transformation bereits ein um die Spiegelfrequenzen bereinigtes Signal vor.

In der Implementierung in Labview soll im übernächsten Abschnitt eine Methode implementiert werden, die sowohl Selektion als auch Demodulation im Frequenzbereich durchführt.

Vereinfacht gesagt sollte es ausreichen die Hilberttransformation im Frequenzbereich durchzuführen und dann ein USB Signal aus dem Frequenzspektrum auszufiltern. Nach Addition/Subtraktion des Real- und Imaginärteiles liegt das Signal nun achsensymetrisch vor und muss lediglich noch ins Basisband verschoben werden. Dadurch würde bei der Inversen-FFT Transformation ein Reales Nutzsignal entstehen. Bei LSB ist der Vorgang im Basisband spiegelverkehrt.

 

 

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