Funkamateure vergleichen gerne Zahlen aus Datenblättern. MDS, IP3, Blocking, DR3 und in den letzten Jahren immer häufiger RMDR – Reciprocal Mixing Dynamic Range. Während früher beim Receiver-Vergleich vor allem IP3 thematisiert wurde, dreht sich heute ein großer Teil der Diskussion um RMDR.
Warum? Denn dieser Parameter entscheidet über die Situation, den jeder kennt Kandidat. Sie hören einen schwachen Multiplikator, daneben startet ein starker Sender mit 500 Hz. Ein schwaches Signal verschwindet im Rauschen. Ein Kilowatt oder ein großer Blinker helfen Ihnen nicht weiter. Wenn Sie die Gegenstelle nicht hören können, erfolgt keine Verbindung.
Hier beginnt der Unterschied zwischen einem empfindlichen Empfänger und einem Empfänger, der mit einem überfüllten Band umgehen kann.
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RMDR versus Realität: Was geht im Empfänger vor?
Beginnen wir mit einem konkreten Beispiel von DC4KU. Der Empfänger hat Eigenrauschen in der Bandbreite von 500 Hz:
- MDS = −130 dBm/500 Hz
Wir speisen am Eingang ein sehr sauberes Testsignal im Abstand von 1 bis 2 kHz zur Empfangsfrequenz ein und erhöhen dessen Pegel. Das Ausgangsgeräusch erhöht sich um 3 dB bei folgendem Pegel:
- Pi = −20 dBm
Der Unterschied beträgt: RMDR = 110 dB
Dies bedeutet, dass ein starkes Signal in einer bestimmten Entfernung 110 dB über dem MDS-Pegel liegen kann, während der Rauschuntergrund des Empfängers um 3 dB ansteigt. Ist er noch stärker, nimmt der Lärm weiter zu und der schwache Sender geht darin unter.
Attention to one detail. Der Testgenerator muss ein um mindestens 10 dB geringeres Phasenrauschen aufweisen als der gemessene Empfänger. Die gegenseitige Vermischung funktioniert in beide Richtungen. Bei einem schlechteren Generator würden Sie dessen Rauschen messen, nicht das Empfängerrauschen.
Was genau ist Phasenrauschen?
Jeder Empfänger, der das Signal auf eine andere Frequenz umsetzt, benötigt einen lokalen oscilátor (LO). V priamo vzorkujúcom SDR Diese Aufgabe übernimmt das Taktsignal des A/D-Wandlers. Aber žiadny oscilátor nie je dokonalý.
Anstelle einer reinen Sinuswelle mit einer Frequenz enthält sein Signal kleine zufällige Phasenschwankungen. Sie werden es auf einem Spektrumanalysator als Rauschröcke um den Träger herum sehen. Das ist Phasenrauschen.
Sie wird in dBc/Hz angegeben, also um wie viele Dezibel ist das Rauschen in einer Bandbreite von 1 Hz schwächer als der Träger, in einem bestimmten Abstand von ihm. Die Zahl −139 dBc/Hz bei 1 kHz bedeutet, dass 1 kHz vom Träger entfernt das Rauschen im 1-Hz-Band 139 dB schwächer ist als der Träger.
Wenn ein starkes Signal außerhalb des Empfangskanals in den Empfänger gelangt, vermischt es sich mit diesem Oszillatorrauschen. Das erzeugte Rauschen fällt direkt in den Durchlassbereich. Und das ist der Schlüssel.
Durchmischungsrauschen liegt im gleichen Band wie das Nutzsignal. Kein enger Filter kann ihn davon trennen.
RMDR, BDR, DR3: drei verschiedene Dynamikbereiche
Das Wort „Dynamikumfang“ kommt in den Tests in mehreren Abkürzungen vor. DC4KU weist dringend darauf hin, dass RMDR, BDR und DR3 auf keinen Fall verwechselt werden dürfen. Jeder von ihnen beschreibt einen anderen Mechanismus:
- MDS – Eigenrauschen des Empfängers, immer mit der angegebenen Bandbreite. Eine Verengung des Bandes von 500 Hz auf 50 Hz führt zu einer Reduzierung der Rauschleistung um 10 dB.
- RMDR – ein starkes Signal in einiger Entfernung und Oszillatorphasenrauschen.
- BDR (Blocking Dynamic Range) – ein starkes Signal, das dazu führt, dass ein schwaches Nutzsignal 1 dB verliert.
- DR3 – zwei starke Signale und ihr Intermodulationsprodukt dritter Ordnung direkt auf der empfangenen Frequenz.
Welche Werte sind gut? ZL3DW besagt:
- RMDR: 100 dB gut, 140 dB ausgezeichnet,
- BDR mit ausgeschaltetem Vorverstärker: 100 dB gut, über 120 dB ausgezeichnet,
- DR3 mit ausgeschaltetem Vorverstärker: über 90 dB sehr gut.
ZL3DW weist außerdem darauf hin, dass ein starkes benachbartes Signal bei einem IMD-Test häufig größere Auswirkungen hat als zwei starke Signale. Daher ist RMDR in vielen Fällen das, was in der Praxis zunächst die Leistung des Empfängers einschränkt.
DC4KU bietet eine zweite Perspektive. Bei modernen Empfängern ist das Phasenrauschen so stark zurückgegangen, dass der Dynamikbereich heute größtenteils durch Intermodulation dritter Ordnung bestimmt wird. Wenn das Oszillatorrauschen jedoch hoch ist, überdeckt es das IMD-Produkt, bevor Sie es messen können. Das Ergebnis ist „lärmbegrenzt“ und RMDR ist wieder das Hauptwort.
Superheterodyn- oder Direktabtast-SDR?
In einem älteren Text von ZL3DW wird behauptet, dass direkt abtastende SDRs ohne lokalen Oszillator immun gegen Übersprechen seien. Neuere Quellen geben dies an. Sowohl RF.Guru als auch DC4KU sagen, dass in einem solchen Empfänger das Taktsignal des A/D-Wandlers die Rolle des Oszillators übernimmt.
Analoger Empfänger
Es verfügt über einen festen Dynamikbereich, sowohl IP3 als auch BDR. Der beste RMDR wird durch einen Oszillator mit geringem Phasenrauschen erreicht. Yaesu bei FTDX10, der mit einem analogen Mixer und gesampelten Mitteltönern arbeitet, meldet alle drei Zahlen: RMDR 116 dB, BDR 141 dB und DR3 109 dB.
Direktabtastempfänger
Hier gelten andere Regeln. Laut DC4KU verfügt das IP3 nicht einmal über einen BDR, da der A/D-Wandler überlastet ist, bevor es zur Blockierung kommt. Darüber hinaus hängt sein Dynamikbereich vom Pegel des Eingangssignals ab. IC-7300 zeigte in der DC4KU-Messung:
- 74 dB für das erste IMD-Produkt über Lärm,
- 94 dB kurz vor Überlastung des A/D-Wandlers,
- 103 dB bei aktivierter Dither-Funktion (IP+).
Daher finden Sie BDR oder DR3 nicht in den Katalogen IC-7300, IC-705 oder IC-7610. Icom meldet nur RMDR. Der beste RMDR wird hier durch eine Taktquelle mit geringem Jitter erreicht.
PLL, DDS und Uhren: Wo reines Spektrum entsteht
Die Qualität des Oszillators ist der Schlüssel zu einem hohen RMDR. ZL3DW erinnert sich, dass PLL-Syntheseempfänger aus den 1970er und 1980er Jahren oft sehr verrauschte Oszillatoren hatten, schlimmer als sowohl die älteren VFOs als auch die neuen DDS-Synthesizer. Ein typisches Zeichen? Die Blockierungsmessung wird bei einem Abstand von 2 kHz stärker durch Rauschen eingeschränkt als bei 20 kHz. Phasenrauschen ist direkt neben einem starken Signal am schädlichsten.
Yaesu verwendet in den FTDX101-Modellen einen 400-MHz-HRDDS (High Resolution Direct Digital Synthesizer). Das Oszillatorsignal entsteht durch direkte Teilung der 400-MHz-Frequenz, ohne klassische PLL-Schleife. Der Hersteller gibt an:
Phasenrauschen −150 dBc/Hz bei 2 kHz Abstand
Beim IC-7300 und IC-7610 hat sich Icom für einen Haupttaktoszillator mit extrem geringem Phasenrauschen und einer rauscharmen Schaltung in der Stromversorgung entschieden. Zwei unterschiedliche Architekturen, dasselbe Ziel: ein möglichst sauberes Referenzsignal.
Was die Labortests sagen
Die am häufigsten zitierten Messungen finden Sie in den Rezensionen ARRL v QST, v tabuľke Sherwood Engineering und in DC4KU-Messungen. Die ARRL-Methodik erhöht typischerweise das Störsignal in einiger Entfernung 2 kHz alebo 20 kHz, kým šumové pozadie nestúpne o 3 dB.
Yaesu bezieht sich auf die Sherwood-Tabelle und listet den FTDX101MP als „#1 Highest Performing Receiver“ auf. Der Hersteller gibt RMDR 123 dB und mehr, BDR 150 dB und mehr und DR3 110 dB und mehr bei einem Abstand von 2 kHz an. Icom gibt für den IC-7610 einen RMDR von 110 dB bei 2 kHz an, der laut Tabelle nahe am Flaggschiff IC-7851 liegt. Der IC-7300 hat laut derselben Quelle knapp über 100 dB. Hierbei handelt es sich um die Angaben des Herstellers.
Die Einheit ist nicht das ganze Ergebnis. Ein brauchbares Ergebnis besteht aus einer Zahl, einem Prüfverfahren, einem Kriterium und einer konkreten Betriebssituation. – ON6URE, RF.Guru
ON6URE empfiehlt, bei jedem Vergleich die Bandbreite, den Störsignalabstand, die Vorverstärker-, Dämpfungs-, AGC- und Dither-Einstellungen sowie das Messkriterium zu überwachen. Wenn sich etwas davon ändert, ändert sich auch die Nummer. Das Radio blieb gleich.
DC4KU geht noch weiter. Seiner Meinung nach gibt die Sherwood-Tabelle selbst für direkt abtastende Empfänger unhaltbar einen festen Wert des Dynamikbereichs an. Für sie empfiehlt er, die von Adam Farson, AB4OJ, veröffentlichten IFSS-Kurven (Interference-Free Signal Strength) zu befolgen.
RMDR im Pile-up: Test bei 14.200 MHz
Die Theorie ist schön, aber wie klingt es im Kopfhörer? Die Antwort gibt der von PF9Z veröffentlichte Vergleichstest von Icom.
Na 14,200 MHz CW Es wurde ein schwaches DX-Signal eingestellt S-Meter es war nicht zu sehen, aber es war hörbar. Eine starke Station mit Niveau S9 + 40 dB sa potom posúvala nad DX stanicu po krokoch 100 Hz.
- IC-7600: Bei einer Entfernung von 200 Hz ist DX kaum hörbar, nicht ausreichend für eine Verbindung.
- IC-7300: Zuverlässiger Empfang bei 200 Hz, klares Signal bei 300 Hz.
Der IC-7610 empfing einen schwachen Sender deutlich bereits ab 200 Hz, ebenso der IC-7300.
Im zweiten Test war das Störsignal sogar 10 dB stärker. Der IC-7600 konnte selbst bei einem Abstand von 1 kHz kein DX empfangen. IC-7610 empfing es bereits mit 200 Hz.
Das ist ein riesiger Unterschied. Und genau das erleben Sie im Split-Betrieb, wenn der lokale Sender 1 bis 2 kHz darüber DX ruft. Ein Empfänger mit einem höheren RMDR gibt Ihnen die Möglichkeit, auch die Antwort auf Ihren Anruf zu hören.
ATT ist kein Dekorationsknopf
Der Dynamikbereich wird auch davon beeinflusst, wie Sie den Empfänger einrichten. FlexRadio erklärt es einfach: Der Vorverstärker verschiebt das Dynamikbereichsfenster nach unten. Der Empfänger hört schwächere Signale, ist aber eher überlastet. In ihrem Beispiel reduzierte eine 30-dB-Verschiebung die Überlastschwelle von +12 dBm auf –18 dBm.
Das Gegenteil ist in den unteren Bändern der Fall. Bei Stadtlärm bei 2 MHz ist der Empfänger unnötig empfindlich und verschwendet Dynamikbereich. Die Lösung ist die Dämpfung, die das Fenster nach oben verschiebt.
ZL3DW hat es mit Humor auf den Punkt gebracht: Wenn die gegnerische Station nicht extrem schwach ist, schalten Sie den Vorverstärker aus und schalten Sie den Abschwächer ein. Die Desensibilisierung kann verschwinden. Dafür gibt es die ATT-Taste, die viele Leute nie benutzen.
Starke Out-of-Band-Signale werden auch durch Vorselektoren und Roofing-Filter gedämpft. Der FTDX101 verfügt über einen VC-Tune Preselector mit einer maximalen Dämpfung von −70 dB und optionale 300-Hz- und 1,2-kHz-Roofing-Filter, die den A/D-Wandler entlasten. DSP-Filter können viele benachbarte Signale entfernen, haben aber ihre Grenzen. Rauschen durch gegenseitiges Mischen liegt bereits im Durchlassbereich.
Wie wählt man also einen Transceiver aus?
ON6URE empfiehlt, mit einem Satz über Ihr eigenes Betriebsproblem zu beginnen. Lesen Sie erst dann die Tests, die es reproduzieren. Wenn Sie es mit einer überfüllten Zone und starken Nachbarn zu tun haben, haben folgende Prioritäten:
- RMDR bei geringem Abstand, idealerweise 2 kHz,
- DR3 bei enger Tonhöhe,
- Blockierung und Eingabefilterung,
- Vergleich der Ergebnisse nur unter identischen Messbedingungen.
Laut SZ1A sollte ein Empfänger für Wettbewerbe oder in einer Umgebung mit starkem QRM einen Dynamikbereich über 100 dB haben. ZL3DW weist darauf hin, dass der Preis nicht unbedingt von der Qualität des Receivers abhängig sein muss. Einige günstigere Modelle schlagen in Tests deutlich teurere Flaggschiffe.
Also entscheidet nur RMDR?
Nein. Aber in einer überfüllten Zone gehört es zu den Parametern, die am meisten entscheiden. FlexRadio trifft es genau: Solange nur ein schwaches Signal im Band vorhanden ist, verhält sich der Empfänger so, als ob das RMDR-Problem nicht bestünde. Wenn jedoch ein starkes Signal eintritt, gilt die Empfindlichkeit nicht mehr und der Grenzwert wird zum RMDR.
Besseres Einkommen ≠ niedrigerer MDS.
Besserer Empfang = schwaches Signal auch neben einem starken hörbar.
Abschluss
RMDR hängt direkt davon ab, ob Sie einen schwachen Sender neben einem starken Nachbarn hören können oder nicht. Es kommt auf das Phasenrauschen des Oszillators bzw. des Taktsignals an und moderne Transceiver erzielen darin deutlich bessere Ergebnisse als ältere Generationen. Allerdings sind Labortests ein Mikroskop, keine Kristallkugel. Lesen Sie sie zusammen mit den Testbedingungen und fragen Sie, ob Ihre Antenne und Ihr QTH den Empfänger jemals an die im Test beschriebene Grenze bringen.