Intermodulatie elimineren in Eindhoven

intermod math

Intermodulatie…

Afgelopen vrijdag is de defecte PI2NOS ontvanger in Eindhoven vervangen voor een nieuw exemplaar zodat het defect thuis op de werkbank in detail onderzocht kan worden. Gelukkig hebben we tot op heden nauwelijks defecten ondervonden in het systeem, immers, het is telkens een aardig stuk rijden naar alle uithoeken van Nederland. Feitelijk is er geen sprake van vervangen want tegelijk is ook besloten om om de ontvangerlokatie te verhuizen naar de westzijde van Eindhoven. Enerzijds is die lokatie gunstiger gelegen en tegelijk hoopten we daarmee de intermodulatieproblemen te ondervangen die van tijd tot tijd optraden. Niets bleek helaas minder waar, want bij de ingebruikname van de lokatie in Eindhoven West bleek dat ook op die lokatie veel problemen ontstonden door gebruikers van de Eindhovense repeater PI2EHV, die slechts 25kHz lager in frequentie actief is dan PI2NOS. Tijd voor onderzoek dus…

intermodulatie

Intermodulatie: interferentiesignalen die ontstaan door het mengen van twee (dicht bij elkaar gelegen) carriers.

Het probleem
Anders dan in Eindhoven Tongelre viel vrij snel op dat de intermodulatie gepaard ging met een vreemdsoortige echo. Dit betekent dat op één of andere manier het vertraagde audio uit één van de repeaters teruggekoppeld werd naar de ingang. Dat geeft gelukkig houvast om verder te zoeken. De delay bleek omstreeks 200 milliseconden te bedragen wat er sterk op wijst dat het audio van de PI2NOS zender terug te horen was. Dit is héél bijzonder, want die bevind zich ruimschoots 70 kilometer verderop in IJsselstein ?! Tijd voor wat rekensommetjes…

Er waren enkele bekende faktoren:

  • Een nabije zender op 430.100MHz (PI2EHV)
  • Een verderweg gelegen zender op 430.125MHz (PI2NOS)
  • Ingangssignalen van gebruikers op PI2EHV die soms sterk aanwezig waren op 430.100MHz.
  • Een vijftal zeer sterke signalen van Digitenne.
20160214_150534

EHV en NOS, omstreeks 10dB verschil in RF level…

Herleiden van de oorzaak
De belangrijkste vraag die we ons stelden was: hoe kan het in hemelsnaam dat intermodulatie lijkt te bestaan met een zender (PI2NOS) die zó ver weg staat?! Het antwoord kwam na enkele metingen: De ontvangstantenne in Eindhoven staat op een hoogte van bijna 100m. PI2NOS straalt in IJsselstein op zo’n 350m hoogte wat betekent dat er een directe line of sight bestaat tussen beide antennes. Ook was bekend dat ons banddoorlaatfilter (een zes-krings cavity filter) nog nét beide repeaterzenders in de passband (430.000 432.000MHz) doorlieten. Meten dus! Dat leverde een onverwacht plaatje (rechts). PI2EHV is natuurlijk loeisterk (zo’n 600uV) en PI2NOS bleek “slechts” omstreeks 12dB minder sterk op een hoogte van omstreeks 100m. Normaal gesproken zijn dit signalen om je geen zorgen over te maken, echter, bij een kanaalafstand van 25kHz kunnen in een ontvanger vreemde zaken gebeuren. Het verklaarde echter niet waarom we dit signaal ook weer terug ontvingen op de PI2NOS ingangsfrequentie 431.725MHz…

20160213_011455

De “Eindhoven simulator”.

Simulatie van de effecten
Daarom zijn we overgegaan tot simulatie op de werktafel thuis. Met behulp van een drietal signaalbronnen, een multicoupler en een reeks verzwakkers en een exact gelijke ontvanger als in Eindhoven is de situatie nagebootst. Dat leverde éxact hetzelfde resultaat op als in de werkelijkheid. Zodra één van de drie signalen verdween was ook het intermodulatieproduct verdwenen. Conclusie hieruit is dat de verschilfrequentie die ontstaat uit het derde-orde intermodulatieproduct van beide zenders klaarblijkelijk in de ontvanger in voldoende mate aanwezig is om voorts weer te mengen met de sterke ingangssignalen op PI2EHV. Anders gezegd:

(f-pi2nos – f-pi2ehv) + f-pi2ehv in = f-interference

(430.125 – 430.100) + 431.700 = 431.725MHz

De oplossing
Eureka, een bijzondere combinatie van faktoren die gelukkig goed te elimineren is. Hoofdzaak was om één van de interfererende componenten in voldoende mate (>30dB) te onderdrukken zodat geen ongewenste mengprocessen meer plaatsvonden in de ontvanger. Hiertoe is in allerijl overgegaan tot het inzetten van een ander type bandpass filter met een smallere doorlaatkarakteristiek dan het oorspronkelijk gebruikte exemplaar. Het nieuwe filter is van Airtech en is zodanig afgeregeld dat PI2EHV en PI2NOS met omstreeks 50dB onderdrukt zijn terwijl in de passband het ingangssignaal op 431.725MHz ongehinderd kan passeren.

En zo gebeurde het dat één dag na de installatie weer terug gereisd is naar Eindhoven om het nieuwe filter te installeren. Het resultaat is ernaar, want zelfs met een uitermate sterk ingangssignaal op 431.700MHz (input EHV) is niet langer iets waarneembaar, problem solved! Bijzonder genoeg ‘leken’ er ook in enige mate onbedoelde verschijnselen te ontstaan in Breda. Genoeg reden om niet af te wachten, ook in Breda is eenzelfde type filter geinstalleerd…

 

 

10 thoughts on “Intermodulatie elimineren in Eindhoven

  1. Johan - PE9DX schreef:

    Niet alleen zijn jullie een superteam in het plaatsen van ontvangers en oplossen van problemen. Ook wordt het voor de gebruiker in heldere taal op “papier” gezet. Zelfs voor een leek in heldere, duidelijke taal en met plaatjes. Mijn dank hiervoor!

  2. Rick Wesselink schreef:

    Goed te horen dat er een oorzaak is gevonden van het probleem!
    En dat het opgelost is uiteraard 😉

  3. pd8eer schreef:

    Bedankt voor de info, was er erg benieuwd naar! Goed gewerkt!
    73

  4. Jan Lisman schreef:

    Daar was ik met m’n multimeter en toongenerator niet zo snel achtergekomen vrees ik…

    Mooi werk!

  5. pd1nk schreef:

    Zeer goede en duidelijke uitleg, heel mooi dat je thuis dit weer kan simuleren. Dan is de bron sneller tot in detail te vinden en ook lekker leerzaam en mooi experiment, ik waardeer het delen van deze info ten zeerste het kan anderen ook misschien eens helpen een storing te vinden, die een hoog HUH? gehalte heeft.

  6. Ruud schreef:

    De “Breinbazen” weer hartelijk bedankt voor deze in mijn ogen bovenmenselijke prestatie(s)….!
    Ook ik waardeer de uitgebreide uitleg….of ik het allemaal snap…?? Maar dit gelikte systeem met zijn enorme bereik is echt te gek.
    73 Ruud PD2MUL

  7. Marcel schreef:

    Mooi detective werk! Altijd lastig om intermods te zoeken, gezien de vele mogelijke combi’s. Helpt, denk, ik ook wel om met wat “eenvoudige spulletjes” e.e.a. te kunnen simuleren :-). Bedankt voor het delen van dit interessante verhaal.
    Marcel (PA3AUV)

  8. Rob schreef:

    Inderdaad heel mooi gedaan! Ik zou bijna zeggen: “Stof voor een examen-vraag”. 🙂
    Dit soort uitdagingen maken de hobby toch feitelijk alleen maar leuker zou ik zeggen.
    Groeten van PA3RVL

  9. PA5ROB schreef:

    Ik sluit me aan bij de vorige reakties in 1 woord:

    ====================SUPERHAMS==================

    Rob -pa5rob

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *