[Messtechnik]

Die Sache ist noch unklar. Nach eineinhalb Tagen driften beide Kanäle immer noch gleichermaßen, aber ich hatte keinerlei Störungen mehr. So lange war das noch nie der Fall. Zur Funktionskontrolle hielt ich die Hand vor den LNB und sah dann vertikal minimal mehr Signal, horizontal nicht. Das sieht immerhin so aus, als ob das Teil noch funktionieren würde.

Ich habe den 1,42 GHz Filter nun entfernt und lasse das jetzt wieder einen Tag laufen. Dannach baue ich dann auch den RTL-SDR ab, um das ursprüngliche Setup zu erhalten.

Michael
 
Zwei Erkenntnisse: Die Störungen sind immer noch weg und ich begreife es nicht. Ich lasse den Aufbau nächste Woche weiter laufen; das will ich sehen.

Der logarithmische Abstand zwischen dem Kanal mit Antenne und dem ohne ist bei Verwendung des 1,42 GHz Filters viel höher als ohne:

1,42 GHz Filter: -39.6 zu -35.9 dBm
Kein Filter: -23.1 zu -21.9 dBm

Gäbe es da ein festes Verhältnis, dann müsste dieses Verhältnis in einer logarithmischen Skala unabhängig von der Bandbreite und damit der Leistung in einem festen Abstand resultieren, oder nicht? Das lässt mich glauben, dass NF außerhalb des Sat-TV-Bereichs vielleicht höher ist und dass das der Grund beim RALKIT ist, so einen Filter zu verwenden, der nebenbei für die Wasserstofflinie mit verwendet werden kann. Leider frisst die geringe Bandbreite viel Signal, d.h. ein Filter für den gesamten Bereich wäre hilfreich. Ich habe im Web aber nichts gefunden, wie man breitbandige Filter bauen kann.

Rein visuell scheint die Korrelation zwischen den Kanälen bei der Verwendung mit Filter besser zu sein.

Michael
 
Was für ein Filter hast Du denn? Wenn du das mit was dielektrischem belegst besteht ne gute Chance das die Filterkurve Richtung niedrigere Frequenzen wandert und breiter wird (aber evtl. steigt auch die Dämpfung, aber jetzt gehts ja wohl erst ums Konzept.) Fingerfilter, Topf oder gedrucktes Interdigitalfilter? Oberflächen mal mit Isoband/Kreppband abkleben?
 
Ich habe keine Ahnung, wie der Filter aufgebaut ist. Er sieht so aus:


Ich bestellte bei reichelt einen Hochpassfilter, der leider nur bis 258 MHz blockt, aber es ist den Versuch wert. Bis 400 MHz wäre mir lieber gewesen, aber ich kann's nicht selbst bauen.

Seit gestern nacht um vier Uhr sind die Störungen wieder da und zwar auf beiden Kanälen gleichermaßen, d.h. sie werden nicht empfangen, sondern etwas Anderes ärgert den LNB. Ich weiß nicht, was das sein könnte, zumal es mit zwei verschiedenen Netzteilen auftritt. Vorher war ein paar Tage totale Ruhe. Mysteriös!

Michael
 
Very informativ die Angebotsseite.. nicht. Bei der Baugröße ist es ziemlich sicher ein SAW (Surface acoustic wave, da wird das elektromagnetische durch den Piezoeffekt in eine akustische Sache überführt und läuft durch einen dielektrischen Körper mit bestimmten Laufzeiten und Abständen was zu Auslöschungen führt, some black magic, und aus der zurechtgestutzten akustischen Welle wieder piezoelektrisch ein elektrisches Signal) Filter.
Wenn Du das Gehäuse aufschraubst ist in dem Fall nur ein Klotz auf eine Platine aufgelötet.

Für den Filtertyp fallen mir leider keine Möglichkeiten ein da mal eben was zu tricksen.

Um externe Einflüsse, die in dein Horn strahlen, unwahrscheinlich zu machen könntest Du es mal in eine Blechbox packen. In deren Innenseite klemmst/klebst Du leitfähigen Schaumstoff, um vom LNB abgestrahltes zu absorbieren und Resonanz der Kiste zu unterdrücken. Guten schwarzen Schaum hoher Leitfähigkeit, nicht den hochohmigen oder gar den rosanen. Ich kann dir mal einen raussuchen. Und zieh mal in Betracht die Kabel mit Ferrit-Klappkernen auszustatten - eventuell kommt da was als Gleichtaktstörung rein und wird irgendwo gleichgerichtet (Hätte ich auch was vorzuschlagen.)

Grüße
Hendrik
 
Wie Du vielleicht gelesen hast, habe ich im horizontalen Kanal die Antenne entfernt, d.h. da sehe ich nur das Rauschen vom LNB, und dieses Rauschen enthält die gleiche Störung wie der Kanal mit Antenne. Ich hatte den LNB schon in einer Tüte in dicken nassen Handtüchern. Das hat nichts gebracht, was aber klar ist, wenn es nicht über die Antenne kommt. Inzwischen ist auch klar, dass das Störsignal wirklich vom LNB kommt, weil sowohl ein RTL-SDR als auch mein Radiometer es genau gleich sehen.

Welches Kabel sollte einen Ferrit bekommen?

Ich fragte mich auch schon, ob ich mir evtl. irgendwas über die Netzstromversorgung einfange, was vielleicht beide Netzteile passiert. Der nächste Schritt ist ein Filter gegen Gleichtakt- und Gegentaktstörungen, der in die Niederspannungsseite des zentralen Netzteils kommt, wobei ich mangels Messequipment leider raten muss, ob es sinnvoll ist (siehe http://www.dg0sa.de/snt.pdf ). Aber ich habe zwei große Ringkerne hier liegen, also kann man es mal probieren.

Michael
 
Aber ich habe zwei große Ringkerne hier liegen, also kann man es mal probieren.

Hallo Michael,

das würde ich dann auch als nächstes machen. Geht so in die Richtung wie bei mir die Ferrit-Perlen auf der Masse-Seite der Spannungsversorgung bei meinen LNAs.
Ansonsten fällt mir auch nicht mehr viel ein, vor allem weil der Fehler offensichtlich bei unterschiedlichen LNBs auftritt.
Jedenfalls ist das hoch interessant was Du hier berichtest und Du hast ja auch schon eine ganze Menge an Erkenntnissen gewonnen.
Ich drücke Dir die Daumen, dass Du den Fehler findest. Dann gibt es nämlich hoffentlich bald Ergebnisse von Messungen am Himmel ;).

Viele Grüße & viel Erfolg,
Reinhard
 
Hallo Michael,

Klappferrite fallen genau in die Kategorie Gleichtaktunterdrückung. Ich wäre nicht überrascht wenn "irgendwas" in deinen LNB gerät und dort gleichgerichtet, d.h. AM-demoduliert wird. Das mit den nassen Handtüchern finde ich clever! Die entfernte Antenne auch, aber es könnte ja mit Pech auch was sein, was nicht drauf angewiesen ist.

Klappferrite sind eine praktische Ausführung der Gleichtaktdrossel, gut für Dauereinsatz und zum experimentieren. Die kannst Du auf beliebige Kabel aufschnappen und verschieben, ob sie irgendwo besonders gut wirken. Wenn man eine Leitung hat bei der die Einzeladern zugänglich sind kann man damit natürlich auch Gegentaktstörungen bekämpfen, und es ist auch leichter mehrere Schlaufen eines Einzelleiter einzulegen als durch einen Toroid zu fädeln - wozu man sich nach dem durchprobieren vielleicht doch entscheidet fixe Ringkerne zu bewickeln. Eine Koppelschleife in den Klappferrit mit eingelegt, parallel dazu ein Widerstand, ist ein guter Meßpunkt um Oszilloskop (oder SA wenn vorhanden) anzukoppeln um die Störung anzusehen. Durch einen zusätzlichen Ferritkern vor oder hinter dem mit Koppelschleife kann man mit Glück bestimmen auf welcher Seite die Störquelle liegt.

Ich frag aber auch mal in meiner Amateurfunkblase ob jemand das Verhalten kennt.

Gruß
Hendrik
 
@Reinhard_Lauterbach Die Fehlersuche ist zwar nicht direkt befriedigend, aber ich lernte bisher schon eine Menge und bin inzwischen sicher, dass sich maximal eine Handvoll Leute so intensiv mit der Sache befasst hat. Das hat auch was.

@Hendi* Ich weiß schon, was ein Klappferrit ist, aber ich frage mich, wo ich ihn verwenden sollte. Ein Problem ist auch, dass ich keine befriedigende Masseführung habe, weil die SMA-Stecker natürlich mit der Gehäuseerde und miteinander verbunden sind und es damit reichlich Masseschleifen gibt, weil ich ja auch noch die Masse der Spannungsversorgung habe. Ich habe als Module das 5 V netzteil, das LNB-Netzteil (5V -> 13 V oder 17 V, optional mit 22 kHz Träger), das Bias Tee, das Radiometer und ein Arduino zum Auslesen des Radiometers, am Arduino hängt mit USB ein PC, und dann gibt es natürlich den LNB, also schon Einiges. Die Idee mit den Handtüchern ist von Joachim Köppen, aber ich finde es nicht mehr. Die Entfernung einer Antenne machten soweit ich weiss drei Leute:

https://www.britastro.org/radio/downloads/Circular v1 n2s.pdf

Ich versuchte zu allen drei Kontakt zu bekommen, vergeblich. Auf der ersten Seite wird viel von Joachim Köppen zitiert, aber er weiß davon nichts. Im BAA Artikel stand nur, dass es nicht so gut funktioniert wie erhofft. Etwas Abweichung ist wegen des teilweise getrennten Signalwegs zu vermuten. Ansonsten kann ich bestätigen, dass es nicht perfekt ist, und hatte wie gesagt den Eindruck, dass die Korrelation mit dem 1,42 GHz Filter besser ist. Wenn die Fehlersuche zu Ende ist, egal wie sie ausgeht, wandele ich mal die Messdaten eines Laufs in lineare Leistung um und dann kann man die Korrelation bestimmen und ob ein Filter wirklich hilft. Ich hoffe, damit die Zeit der minimalen Allan-Varianz zu erhöhen und die bestimmt dann, was geht.

So, es sind nun zwei Ringkerne zwischen dem zentralen 5 V Netzteil und dem Rest. Einer ist als Gleichtakt- und einer als Gegentaktdrossel mit jeweils 10 Windungen gewickelt. Schaden kann es nicht, aber ob es was bringt?

Der Aufbau kann nun ein paar Tage laufen und dann ist hoffentlich der bestellte Hochpassfilter da. Die letzten paar Stunden gab es keine Störungen, d.h. es ist Geduld gefragt.

Michael
 
Ich würde als erstes die Zuleitung vom LNB abzublocken versuchen, und zwar beide Enden abwechselnd, beginnend beim LNB-Anschluß.

Im LNB sind ja jede Menge p-n-Übergänge und die könnten sich für AM-Demodulatoren halten wenn da was reinkommt (z.B. ESD/Überspannungsschutzdioden gleich im ersten aktiven Bauteil aus Kabelsicht. Ohne vorzublättern (kranke Kinders zu pflegen grade) ist das wohl ein Verstärker als Leitungstreiber oder ein Umschalt-IC). Und es ist die vorderste Front die bei allem gemeinsam war.

Die übrigen Bausteine tun ja "weitgehend immer"(tm) das gleiche, da sind abgesehen von Temperaturdrift der Spannungsregler kaum Sachen bei denen man Änderungen erwarten würde. Einkoppeln von Störungen aus dem Netz hast Du zurecht ja auch schon angesprochen, wobei die auch hinterm Netzteil hängen bleiben können, aber jedes dB zählt, nichwa?

Viel Erfolg,
HD
 
Hier ist der Schaltplan vom Goobay LNB:


Vom Telestar LNB weiss ich gar nichts. Ich kaufte ihn, weil ich einen billigen single LNB als Vergleich wollte, der wenigstens mechanisch soweit verschieden ist, dass er verspricht ein anderes Innenleben zu haben. Beim Goobay wusste ich schon, was drin ist und dachte, das kann nicht schaden. Es half in der Tat schon sehr.

Ich muss mal schauen, ob ich einen Ferrit habe, der dick genug für Sat-Kabel ist. Ansonsten besorge ich mir einen. Die Ringkernfilter sind auf der Gleichspannungsseite des Netzteils. Ich habe keinen speziellen Filter auf der Primärseite und keine Ahnung, welcher was taugt. Hast Du eine Empfehlung?

Ja, jedes dB hilft. Im Grunde ist es völlig bekloppt, wie kleine Signale man mit billiger Consumerelektronik glaubt finden zu können, aber noch nicht völlig ausgeschlossen, dass es dennoch geht. Es ist auch nicht ideal, dass Analogelektronik nicht meine Welt ist. :)

Michael
 
Inzwischen bin ich etwas weiter gekommen, allerdings sind die Ferrite noch nicht da. Neue Erkenntnisse:

Die F-Buchse am LNB hat keinen idealen Kontakt: Bewegt man das mit dem Stecker angeschraubte Kabel, springen die Messwerte. Auf der anderen Seite passiert das nicht. Neu absisoliert und ein neuer Stecker verändern nichts.

Berührt man die Masse, egal wo, springen die Werte ein wenig. Interessanterweise passiert das erheblich weniger, wenn ich den Hochpassfilter in der Leitung vom LNB habe. Ideen? Ja, ich habe Masseschleifen, weil die sternförmige Masse der Versorgungsspannung durch die Schirme der SMA-Kabel in viele Schleifen verwandelt wird.

Der Hochpassfilter hat wenig Dämpfung, bringt aber auch eigentlich nichts. Das wunderte mich, also sah ich mir die Diagramme nochmal genauer an:


Auf Seite 8 sieht es auf den ersten Blick so aus, als ob es einen riesigen Bereich mit gutem NF gäbe, aber die Skala rechts ist sehr grob. Man muss schon halbwegs in der Mitte bleiben oder man hat schnell 1 dB oder mehr NF. Das legt nahe, mal die Y-Methode mit dem RTL-SDR zu machen und frequenzabhängig auszuwerten. Damit ist auch klar, dass das Radiometer von Primalucelab mit dem Vorfilter von 1,42 GHz in der IF bei 11,17 GHz RF ziemlich am optimalen Punkt des LNAs im LNB arbeitet, was die Systemtemperatur deutlich senken müsste. Neben dem Hersteller fiel das auch schon jemand anders auf:


Ok, das ist ein Octagon mit anderen ICs und kein Goobay, aber grundsätzlich sieht man auch bei diesem LNB eine deutliche Abhängigkeit von Frequenz und NF.

Ich weiß also nun, wie ich den noise floor senke, und beim Blick in die Daten zu dem Test scheint sich das zu bestätigen. Bei meinem eigentlichen Problem bin ich aber kein bisschen weiter gekommen.

Michael
 
Nach 4 Tagen mit jeweils einem Ferrit an den Enden des LNB-Kabels sind immer noch keine Störungen aufgetreten. Ich lasse den Test weiter laufen - sollte das die Lösung sein?

Der Test mit der Gleich- und Gegentaktdrossel auf der Gleichspannungsseite des Netzteils zeigte keine Verbesserung. Schade, denn die bewickelten Kerne sehen eindrucksvoll aus. :)

Hendi wies mich darauf hin, dass die Wirkung des Hochpassfilters zur Verringerung der Störungen beim Berühren der Masse aussagt, dass diese Störungen primär im geblockten Bereich liegen. Eigentlich klar, wenn man darüber nachdenkt. Das spricht damit auch für den Einsatz des 1,42 GHz Filters auf der IF.

Ohne die Störungen kann ich ein kleines Signal sehen, wenn ich den Raum mit dem LNB betrete. Dieses Signal tritt nur auf dem Kanal mit der Antenne auf und war vorher kaum zu erkennen. Ich hoffe mal, dass das so bleibt, aber ich lasse den Aufbau noch ein paar Tage weiter laufen, um Sicherheit zu gewinnen.

Michael
 
Nach gut 5 Tagen ohne Störungen nehme ich damit bis auf Weiteres an, dass die zwei Klappferrite, einer an jedem Ende des LNB-Kabels, die Lösung sind. Ich habe den Aufbau eben modifiziert: Statt des Highpass-Filters ab 258 MHz habe ich nun einen 1,42 GHz Filter (+- 100 MHz) zwischen bias tee und Radiometer. Der Highpass-Filter reduzierte die Störungen beim Berühren der Masse schon erheblich. Mit dem 1,42 GHz Filter sehe ich keinerlei Störungen beim Berühren der Masse mehr. Damit empfange ich nur noch 11,07-11,27 GHz RF. Diese Konfiguration wird auch von Primalucelab verwendet, die argumentieren, dass der Bereich von 1,42 GHz besonders geschützt sei und dieser IF-Bereich darum vorteilhaft sei. Ich glaube jedoch, dass der Vorteil eher darin liegt, den RF-Bereich des LNBs mit dem geringsten Noise Floor zu benutzen. Wer 1,42 GHz als Wasserstofflinie sieht und verwirrt ist: Der Wert ist hier reiner Zufall, aber es passt halt gut und wegen der Wasserstofflinie sind die Filter preiswert zu haben.

Ich dachte früher immer, 1 GHz Bandbreite zu haben. Wie wir inzwischen lernten, sind LNBs viel breitbandiger und das erklärt, warum ich dachte, dass der LNB viel mehr verstärkt als angegeben. Nun habe ich nur noch 200 MHz Bandbreite und damit weniger Signal, liege aber noch gut im Arbeitsbereich des Radiometers.

Ich bekomme nun auf dem Kanal ohne Antenne mehr Signal als auf dem Kanal mit Antenne, vorher war es genau anders herum. Grundsätzlich kann man die Signalstärke der Kanäle sicher nicht direkt vergleichen, weil es zwei verschiedene Preamp-MMICs gibt, die einen leicht verschiedenen gain haben dürfen. Es verwundert mich dennoch. Der Abstand beider Signale ist erheblich größer als vorher!

Ich möchte mit diesem Aufbau erneut die Stabilität und Störempfindlichkeit testen und werde danach schauen, wie gut die zwei Kanäle korrelieren und welche Zeit die minimale Allan-Varianz zeigt.

Michael
 
Hallo Michael,
dann hoffen wir mal, dass Deine Stabilitätsprobleme nun im Griff sind. Ob Du als IF den Bereich von 1,42 GHz nimmst oder einen anderen wird ziemlich egal sein. Wie Du sagst, ist es eher ein Thema was auf der HF-Ebene los ist. Primalucelabs neigt zu (gelinde gesagt) merkwürdigen Aussagen.
Gruß und viel Erfolg,
Wolfgang
 
Hallo Wolfgang,

richtig, man muss nur halbwegs das RF-Band zwischen 11 und 12 GHz treffen. Unter 11 GHz steigt NF schon merklich an. Das entspricht IF 1,25 bis 2,25 GHz. Hier trifft es sich gut, dass man für 7 Euro einen Filter mit 200 MHz Bandbreite und der Zentralfrequenz von 1,42 GHz bekommt. So ziemlich alle anderen Filter kosten gleich richtig was. Vielleicht kann man einen breiteren Microstripfilter bauen, aber den zu entwerfen geht erheblich über mein Können hinaus.

Michael
 
Hallo in die Runde,

na das hört sich doch schon mal sehr vielversprechend an :)
Was auch mich wundert, ist das höhere Signal auf dem Kanal ohne Antenne. Hast Du die Möglichkeit zu testen was passiert wenn Du ein reales Signal empfängst, z. B. von der Rauschquelle?
Jedenfalls hoch interessant was Du da treibst.
Frage zu dem Filter für 7 Euro: Hast Du mal einen Link?

Viele Grüße und viel Erfolg,
Reinhard
 
Wenn ich die Hand vor den LNB halte, steigt das Signal auf dem Kanal mit der Antenne und der andere Kanal bleibt unverändert.

Es scheint aktuell so gut wie keine 1,42 GHz Filter mehr zu geben. Das einzige Angebot dieses Modells ist bei banggood für 49 Euro: Bandpass HF-Filter Bandpass 1420 MHz BPF SMA-K

Nirgendwo sonst gibt es mehr welche. Der Markt ist wirklich verrückt.

Die Daten von letzter Nacht sind gut. Hier ist ein Diagramm, wo ich die Differenz beider Kanäle zeige:

dicke.png


Da die Spannung die logarithmische Leistung angibt, ist das in Wahrheit eine Division der Leistungen beider Kanäle, d.h. ich habe einen Unterschied im Gain zwischen beiden Kanälen. Wie man sieht, schwankt da was. Im eigentlichen Signal ist das stärker und eher rythmisch, vielleicht die Raumtemperatur oder irgendsowas, und peak to peak sind es > 5 mV, die nach der Korrektur zu 0.5 mV werden. Ich schalte die Kanäle mit 2 Hz um und das gibt etwas Phasenversatz in der Korrektur. Hier wäre mit einer höheren Dicke-Frequenz vielleicht noch etwas zu verbessern. Es gibt auch sonst noch diverse Ideen zur Verbesserung, aber als nächsten Schritt will ich einen langen Datensatz aus dem Keller haben, die Allan-Varianz bestimmen, eine neue Charakterisierung machen, einen langen Datensatz vom leeren Himmel und vielleicht nochmal einen Driftscan der Sonne.

1 mV sind -.02 dB, aber der Himmel ist kein temperierter Keller.

Michael
 
Hallo Michael,

auch dieses Diagramm zeigt ja schon einen deutlichen Rhythmus von geschätzten 40 Minuten Periodendauer. Das würde schon zu einem Heiz- / Abkühl-Zyklus einer Heizung passen. Hättest Du die Möglichkeit die Raumtemperatur parallel mit aufzuzeichnen?

Zu den Filtern:
Ja die Type hatte ich auch gefunden, die sehen ja ganz brauchbar aus den Daten nach. Ich habe mal eines zum Spielen bestellt, direkt aus China für 22 Euronen, wobei da mittlerweile ja noch was drauf kommt.

Viele Grüße & ruhige Signale,
Reinhard
 
@Reinhard_Lauterbach Du darfst nur nicht die Aufschrift glauben von wegen +- 50 MHz. Das sind eher +- 100 MHz, was mir entgegenkommt.

So, inzwischen habe ich genug Daten zusammen, die Allan Varianz von der Differenz beider Kanäle bestimmt und bekomme vernünftige Werte. Inzwischen sind mir auch die Errorbars in den Diagrammen anderer Leute klar: Je länger das Intervall, um so weniger Daten hat man und darum steigt die Unsicherheit der Werte nach rechts hin an, wie einem der zunehmend zackige Verlauf auch zeigt. Ich habe hier keine Errorbars drin.

allan.png


Natürlich ist der Keller nicht der freie Himmel, der für weitaus mehr Temperaturschwankungen im LNB sorgt, aber ein Minimum bei 100 statt bei 2 sieht schon mal nach was aus, und es gibt ja noch Ideen zur weiteren Optimierung. Wenn das in der Realität auch so wäre, könnte man ein paar Stunden lang messen und bekäme vergleichbare Daten. Wenn mal gutes Wetter ist, bestimme ich die neue Systemtemperatur, denn letztes Mal hatte ich dazu auch blauen Himmel. Bis dahin sollte ich den immer noch teilweise fliegenden Aufbau etwas fixieren.

Michael
 
Es ist immer ziemlich viel Arbeit alles aus dem Keller nach draußen zu schleppen, aber bei dem Wetter konnte ich mir die Chance nicht entgehen lassen. Mit den Klappferriten und dem 1,42 Ghz Filter hat sich die Systemtemperatur von zuvor 123,97 K auf 106,23 K gesenkt. Bedeutsam oder nicht? Mir fehlt da jegliches Gefühl. Anders als beim letzten Mal kenne ich nun den Drift und während der Messung gab es keinen. Jetzt läuft noch eine Dauermessung am Himmel, um den Drift unter realistischen Bedingungen zu sehen.

Michael
 
Hier ist die Auswertung von ein paar Stunden unter freiem Himmel als Differenz beider Kanäle:

dicke.png


Ich weiss nicht, was da in der Mitte los war. Ich kenne ein ähnliches Verhalten vom Radiometer immer ca. 200 s nach Einschalten, aber das geht schneller vorbei. Möglicherweise ist der starke Temperaturabfall schuld? Das Radiometer unter freiem Himmel zu haben ist jedenfalls nicht ideal, soll aber auch nicht so bleiben.

Die kurzen Peaks nach unten sind Störungen, keine Ahnung von was, aber die werden real empfangen und dauern jeweils ein paar Sekunden.

Das leicht abfallende Signal wundert mich etwas, denn tatsächlich fielen beide Kanäle um jeweils 10 mV, aber es verblieb eine Differenz von 1 mV. Möglicherweise hat das mit der Atmosphäre zu tun? Ich nahm Richtung Zenit auf, bis es dunkel wurde.

Wolfgang rechnete mal aus, das CAS A etwa 57 mK ausmacht, was bezogen auf 106 K Systemtemperatur 0,002 dB sind und damit bei mir 0,1 mV ausmachen. Das Diagramm wurde mit 0,5 s Integrationszeit gemacht. Wenn man alles noch ein wenig verbessert und CAS A wiederholt scannt, sieht es nicht unmöglich aus. :)

Ich werde weiter an einem besseren Aufbau arbeiten. Es wäre wohl auch langsam angebracht, Code zur Steuerung der Montierung und gleichzeitigem Auslesen des Radiometers zu schreiben.

Michael
 
Hallo Michael,


Dein Diagramm ist mir nicht aus dem Kopf gegangen und ich habe immer wieder mal drüber nachgedacht.

Zuerst hätte ich eine Frage:
Du schreibst "... Differenz beider Kanäle ...". Anscheinend hast Du vom Kanal ohne Antenne den Kanal mit Antenne subtrahiert, sonst könnten "empfangene (Stör-)Signale" ja keinen Ausschlag nach unten erzeugen, habe ich das so richtig verstanden?

Dann zu dem "Gezappel" in der Mitte:
Das sieht für mich als "alter Hardwarer" so aus, als ob da irgendetwas in Deiner Hardware ins Schwingen gerät.
Was auch auffällt ist, dass während dieses potentiellen "Schwingens" sich auch am Temperatursignal etwas tut.
Außerdem würde das zu "... Ich kenne ein ähnliches Verhalten vom Radiometer immer ca. 200 s nach Einschalten ..." passen.

Frage:
Wie sieht die Spannungsversorgung des LNBs, Temperatursensors und des Radiometers aus und wie ist diese verdrahtet?
Über die Problematik der Masseschleifen haben wir ja schon geschrieben. Bei mir habe ich da ja deshalb auch über die Masse-Zufuhr jedes Moduls eine Ferrit-Perle geschoben. Was mir sonst noch aus der Erfahrung her einfällt ist, dass integrierte Spannungsregler (z. B. 7805 u. s. w.) keramische Kondensatoren am Ein- und Ausgang nach Masse benötigen, bei mir kamen da standardmäßig 0,1µF ker. rein, direkt am Beinchen nach Masse, nicht über lange Leiterbahnen oder Drähte. Wickelkondensatoren sind da ungeeignet, da sie zu hohe Induktivitäten haben und somit bei hohen Frequenzen nicht wirken.
Und da wäre noch die Problematik, dass bei HF bzw. kleinen Spannungen Masse nicht immer gleich Masse ist, soll heißen: Große Masseflächen und kurze Leitungen anstreben.

Das wär's was mir auf die Schnelle so einfällt und ich hoffe, dass ich damit zum Erfolg etwas beitragen kann.
Ich bin gespannt wie es weiter geht, halte uns bitte auf dem Laufenden.


Viele Grüße, viel Erfolg und saubere Signale,
Reinhard
 
Ich hatte länger keine Zeit, aber das Projekt ist nicht vergessen. Zu Deinen Fragen:

Die Spannungsversorgung vom LNB hat als letzte Stufe einen LM317. Da die Spannung evtl. mit 22 kHz moduliert wird, ist das mit Kondensatoren so eine Sache. Das Datenblatt verlangt keinen Kondensator am Ausgang für die Stabilität, schlägt aber 1 uF wegen verstärkter Unterdrückung von Transienten vor, wenn man das möchte.

Der Temperatursensor ist im Radiometer eingebaut: Das IC liefert zwei Spannungen, eine zeigt die gemessene Leistung und die andere Spannung die Temperatur an. Die Spannungsversorgung ist ein privater LDO (ich glaube AMS1117 oder so) direkt auf dem Modul vom Radiometer, der von einer privaten externen Ladungspumpe gespeist wird (die hat 100 nF am Ausgang). Dazwischen könnte man noch etwas mehr Ferrit verwenden, stimmt.

Ich denke aber, dass ich jetzt erstmal schaue, aus allen Komponenten ein Radioteleskop zu machen: Ich kann OnStep nun per ser2net über Netzwerk erreichen. Dann habe ich alle Bugs aus onstep-python, einem Python-Interface für das LX200 Protokoll von OnStep, entfernt, die die Steuerung der Montierung verboten. Ich kann jetzt per Code viele Punkte nacheinander anfahren. OnStep ist neu parametrisiert, damit Goto etwas fixer geht: Bewegungen von 0,5 Grad dauern unter 2 Sekunden. Die Software vom Radiometer erlaubt nun per Befehl über USB Messungen spezifizierbarer Anzahl und Dauer zu machen. Ich spielte noch etwas mit Dicke-Switching herum und benutze 4 Hz statt vorher 2 Hz. Noch schneller geht, aber nicht beliebig, weil die Umschaltung ein paar ms dauert und damit zunehmend Samplezeit kostet. Das Protokoll ist erstmal adhoc definiert, aber evtl. könnte man SCPI verwenden, den einzigen wenigstens etwas verbreiteten Standard für Messgeräte. Falls der Parser für Arduino funktioniert, wäre das vermutlich nicht viel Arbeit.

Wie sich zeigte, ist der Arduino leider nicht ausreichend, wenn man noch etwas mehr will, weil das RAM einfach zu klein ist. Evtl. steige ich da auf einen ESP32 um: Auch klein und billig, aber viel mehr RAM.

Ansonsten ist der nächste Schritt, Code zu schreiben, der onstep-python benutzt und seriell mit dem Radiometer spricht, um z.B. mal einen Scan vom Horizont zum Zenit zu machen. Dabei sollte die Horizontlinie und die Luftmasse zu sehen sein. Die Verkabelung ist auch zu klären, weil das Radiometer nicht unter freiem Himmel stehen sollte, wie man letztes Mal sah.

Michael
 
Es ist geschafft - fast. Der Aufbau ist immer noch fliegend, aber das Radiometer steht dabei drinnen und ist nach etwas Vorwärmzeit stabil. Etwas Code spricht mit der Montierung und dem Radiometer, so dass programmierte Scans möglich sind. Ich habe hier ein paar Scans nach Süden gerichtet gemacht, die in Schritten von 0,5 Grad jeweils 1 s integrierten, davon jeweils 0,5 s pro Antennenkanal und taubem Kanal, die mit 4 Hz umgeschaltet werden.

scan-south.png


Die unvermeidlichen Störungen sind sichtbar, aber dafür dass sich die Sache über die Dämmerung hinzog und der LNB deutlich abkühlte, bin ich sehr zufrieden mit der Reproduzierbarkeit. Ich sehe im tauben Kanal einen Drift, aber wenn man den tauben Kanal vom Kanal mit Antenne abzieht, wird der kompensiert, wie man sieht. Power hat ziemlich sicher noch einen Offset, weil der taube Kanal aus irgendeinem Grund etwas mehr rauscht als der andere Kanal und ich das mit einer Konstante anglich. Die Winkelausrichtung ist auch mit Sicherheit nicht genau, sondern könnte um ein paar Grad abweichen. Ich hätte gerne bis 90 Grad gescannt, aber da stösst das Gegengewicht gegen die Montierung.

Zu meinen Erstaunen scheint da im Süden bei gut 30 Grad ein Satellit zu stehen, der bei 11,17 GHz sendet. Man sieht schön die side lobes und so ein Satellit wäre eigentlich noch besser als die Sonne, um den Spiegel zu charakterisieren. Was könnte das sein?

Bei 0 Grad bis ein klein wenig höher habe ich mit Sicherheit Bodensignal dabei.

Eigentlich wollte ich die Winkelabhängigkeit des Hintergrundsignals messen und werde schauen, ob das mit den Daten trotz Satellit geht.

Michael
 
Power hat ziemlich sicher noch einen Offset, weil der taube Kanal aus irgendeinem Grund etwas mehr rauscht als der andere Kanal und ich das mit einer Konstante anglich. Die Winkelausrichtung ist auch mit Sicherheit nicht genau, sondern könnte um ein paar Grad abweichen.
Taub durch entfernte Antenne - du könntest versuchen den Eingang mal abzuschließen. Anfangen würde ich mit einem 50 Ohm Bauform <0602 wenn da kein DC anliegt.

Gruß
Hendrik
 
Meiner Meinung nach liegt da DC, siehe http://www.ok1in.cz/downloads/Universal LNB.pdf Seite 7. Ich verstehe das so, dass das Steuer-IC den Arbeitspunkt vom MMIC steuert (FET bias). C17 verstehe ich als Layout-Kapazität. Ohne Antenne habe ich also nur noch FET bias. Was sollte ich da machen?

Besagter Drift kann auch ein Gain-Drift sein, was bedeuten würde, dass ich nicht ein Grundrauschen abziehen sollte, sondern die Veränderung im tauben Kanal als Faktor messe und als Faktor korrigiere. Ich wollte mal Langzeittests machen und schauen, wie die linearen Leistungen beider Kanäle korrelieren. Da müsste sich das eigentlich zeigen. Erstmal bin ich aber zufrieden, dass ich überhaupt reproduzierbare Messungen machen kann, nur wundert mich eben, dass der taube Kanal mehr Signal liefert.

Michael
 
Meiner Meinung nach liegt da DC, siehe http://www.ok1in.cz/downloads/Universal LNB.pdf Seite 7. Ich verstehe das so, dass das Steuer-IC den Arbeitspunkt vom MMIC steuert (FET bias). C17 verstehe ich als Layout-Kapazität. Ohne Antenne habe ich also nur noch FET bias. Was sollte ich da machen?

Michael
Stimmt, das ist direkt am Gate (Shame on me, Du hast mir das DB mal verlinkt oder geschickt.) So auf Anhieb fällt mir auch nix ein.

Gruß
HD
 
Zum Satelliten: Möglicherweise ist das Eutelsat-7B. Bei 180 Grad verläuft die geostationäre Bahn bei 31 Grad und Eutelsat sendet u.a. im Ku Band. In Stellarium kann man mit Control-Z die Anzeige von Satelliten einblenden. Leider steht in der Information nicht direkt das Frequenzband drin. Es ist beeindruckend, wie viele es gibt!

Bzgl. der Winkelabhängigkeit muss ich nochmal in Ruhe das Material von Joachim Köppen durchlesen. So richtig klar ist mir noch nicht, wie man das rechnet, aber es geht wohl darum, durch einen Fit die Winkelabhängigkeit der Messung des Himmelshintergrunds zu eliminieren, die deutlicher ist, als man meinen sollte. An sich würde es sich anbieten, für die Y-Methode den Zenit anzupeilen, aber da kann es zu erhöhtem spillover kommen. So richtig toll ist mein Fit nicht:

scan-south.png


Dafür sieht es immerhin nicht nach mehr spillover im Zenit aus.

Michael
 
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