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Ein experimenteller Längstwellenempfänger
#1
Für den 5/7/2020 ist die erste diesjährige Aussendung des schwedischen Längstwellensenders SAQ aus Grimeton angekündigt. Da ich diesmal die Aussendung nicht aus "zweiter Hand", dh. übers Internet oder entsprechende Programme aufbereitet,  hören wollte, habe ich mit Teilen aus der Bastelkiste einen entsprechenden analogen Empfänger gebaut, den ich kurz vorstellen möchte.
SAQ und Zeitzeichensender strahlen einen unmodulierten getasteten Träger aus, der mit einem einfachen Demodulator nicht zu hören ist. Der Empfänger ist daher als Direktmischer ausgeführt, der das HF-Signal in eine niederfrequente Spannung umwandelt und nach Aufbereitung und Verstärkung im Lautsprecher wiedergibt.

   
Blockschaltbild

Von der abgestimmten Ferritantenne gelangt das Hf-Signal über einen Verstärker zum Mischer, der es in die Nf-Lage umsetzt. Der Mischer ist als Gegentaktmischer ausgeführt, seine Überlagerungsspannung erhält er von einem Flipflop, das von einem externen Generator mit einem Signal doppelter Frequenz gespeist wird. Der Mischer erzeugt zwei Nf-Frequenzen, die gegeneinander um 180 Grad phasenverschoben sind. Diese werden zwei identischen Niederfrequenzbandpässen, Mittenfrequenz 800Hz, zugeleitet, dort gefiltert und verstärkt. Ein Differenzverstärker fasst die beiden Nf-Signale zusammen und stellt sie der Endstufe zur Verfügung. Eine frequenzselektive Schaltung, die auf 800Hz plus/minus 10Hz anspricht, dient als Abstimmhilfe.

   
Der Empfänger (ohne externen Oszillator und ohne Spannungsversorgung)

Das Radio ist, wie üblich, auf einer Hf-tauglichen, erneut verwendeten Lochrasterplatte aufgebaut. Die Anordnung der Funktionsgruppen folgt dem Blockschaltbild und es ist nur eine Betriebsspannung erforderlich, die allerdings heftig verblockt werden muß, da es sonst zu Selbsterregung über die Spannungszuführung kommt. Zu Testzwecken kann die Resonanzfrequenz der Antenne (und natürlich auch die Überlagerungsfrequenz) verändert werden, so dass die Funktion des Radios mit Hilfe einiger stets empfangbarer Zeitzeichensender überprüft werden kann.

   
Detailierte Radioansicht

Die spannenste Komponente des Radios ist sicherlich die Antenne. Wegen der Baugrösse habe ich mich für eine Ferritantenne entschieden, obwohl die (öffentlich) zugänglichen Informationen zum Aufbau spärlich und zT widersprüchlich sind. Der einzig gehaltvolle Artikel über Ferritantennen, den ich kenne, ist in den 80ziger Jahren in den UKW-Berichten erschienen.  Allerdings gibt es auch hier einen Wermutstropfen: in diesem Artikel wird davon ausgegangen, dass die magnetischen Eigenschaften der eingesetzten Ferritmaterialen bekannt sind, was wohl in den allerwenigsten Fällen zutrifft.
Wegen der vielen Unbekannten habe ich daher einfach drei vorhandene Ferritstäbe genommen und mechanisch zusammengefasst. Der so entstandene Spulenkern hat eine Querschnittsfläche von 220mm^2 und ist mit einer Lage CuL-Draht D=0,25, 330Wdg,  bewickelt. Die Induktivität der Spule beträgt 11,9mH. Die Abstimmung der Antenne auf die jeweilige Empfangsfrequenz erfolgt durch passend gewählte Kondensatorkombinationen.

   
Die Ferritstäbe in ihrem "Gehäuse"

Um eine Vorstellung von der zu erwartenden Empfangsleistung der Antenne zu bekommen habe ich ihre Güte in der Schaltung mit dem Impulsverfahren vermessen, dh. ich habe eigentlich die Betriebsgüte der Antenne ermittelt.


.png   SCR01.PNG (Größe: 15,95 KB / Downloads: 526)
Frequenz 77,5kHz, Betriebsgüte ca 35. Sie bewegt sich Rahmen der für diesen Frequenzbereich im oben erwähnten Artikel vorgeschlagenen Werte. Die gleiche Güte habe ich für 60kHz gefunden.


.png   SCR02.PNG (Größe: 25,77 KB / Downloads: 526)
Frequenz 17,2kHz, Betriebsgüte ca 115!!! Es ist kaum zu glauben, aber ich denke, ein Messfehler liegt nicht vor. Diese hohe Güte könnte die Abstimmung auf SAQ erschweren, was sich aber erst am kommenden Sonntag zeigen wird. Dämpfungswiderstände liegen jedenfalls bereit

Wie schon erwähnt, kann der Empfänger auch auf andere Sender als SAQ abgestimmt werden. Da ist zum einen DCF77 und zum anderen MSF, beides europäische Zeitzeichensender, die sich neben der Frequenz auch durch die Art der Kodierung der Zeitaussendung akustisch unterscheiden lassen. Ich habe ein paar Hörproben dieser Sender aufgenommen:
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#2
Hallo 

Im letzten Video ist am Ende SAQ zu hören , evtl. ein Testlauf für den 5.7 ?
mit freundlichen Gruss

Uli



Wo alle dasselbe denken , wird nicht viel gedacht .

( Walter Lippmann ) 
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#3
Hallo, drittes Video
vvv vvv vvv de SAQ SAQ, das ist die Abstimmkennung von SAQ, ist auch hinter der Sprachansage deutlich aufzunehmen.

Dann spitzt mal die Ohren. In 30 Minuten sollte der Abstimmvorgang anlaufen.
55 73 Manfred
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#4
Hallo,

Deine Ferritantenne gefällt mir sehr gut.
Ich will auch schon lange eine für SAQ bauen, aber naja, die liebe Zeitz und andere Projekte.
Und solang es es mit der MiniWhip Zuhause gut klappt und noch eine Rahmenantenne für Outdoor zur Verfügung steht, ist es mit der Lust momentan nicht weit her... Blush Kommt aber bestimmt noch.


Viele Grüße,

Axel Smile
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#5
Hallo zusammen,

ich melde mich erst jetzt, da ich im Moment damit beschäftigt bin, ein Video von der heutigen SAQ-Sendung vorzubereiten. Im zweiten Anlauf hat es sehr gut geklappt, ich habe die gesamte Aussendung im "Kasten".
Wie es sich schon angedeutet hat, die Antenne, obwohl sie nur "Westentaschenformat" hat und wunderbar portabel ist, funktioniert sehr gut. Im Video kann man sich davon überzeugen.
mfg
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#6
..obwohl das nicht so "mein" Frequenzbereich ist, verfolge ich diesen Strang sehr gern !

Gruß Ingo
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#7
Wie bereits angekündigt, hier ist das Video zur gestrigen zweiten SAQ-Aussendung:
https://www.youtube.com/watch?v=Aykap2di4oA
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#8
Hallo, alle Achtung, sehr sauberes Signal, sauber aufgenommen.
Da macht das Hören Spaß.
Kannst Du mal einige Infos beisteuern zum QTH (Standort) während der Aufnahme?
Keinerlei QRM, QRN usw. Und Fading fehlt auch. Da kann man neidisch werden.
Ich hatte nicht solch Glück. Mein Standort ist ja auch rund 2000 km südlich Grimeton.
Gruß Manfred
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#9
(06.07.2020, 20:15)Grießgram schrieb: Hallo, alle Achtung, sehr sauberes Signal, sauber aufgenommen.
Da macht das Hören Spaß.

Natürlich soll das Zuhören Spaß machen, danke für die Anerkennung.

Was die erwähnten Störungen angeht - auch ich hatte während der Enwicklung des Empfängers mit HF-Störungen, die sich in erster Linie durch starken Anstieg des Rauschens bemerkbar gemacht haben, aus den verschiedensten Quellen zu kämpfen: Schaltnetzteile (die verdächtig man als erste), der Flachbildschirm am Computer, das !Oszilloskop!. LED-Leuchtmittel, die am Stromnetz betrieben werden kann ich ausschließen, denn ich habe keine. (Allerdings hatte ich mal den kuriosen Fall, dass eine gewöhnliche Glühbirne HF-Störungen verursacht hat). Ebenso gibt es bei mir kein WLAN oder Powerline-Modem. 
Als ich die Aufnahme von SAQ  (mit dem Rechner) vorbereitet habe, trat Brummschleifen auf, denn die Spannungsversorgung erfolgt extern und auch das Überlagerungssignal kommt von aussen, zusätzlich bestand noch die Verbindung zum Rechner.  Ich habe also die (Masse)Verbindungen solange variiert, bis diese Störung nicht mehr aufgetreten ist.
Der Entwurf des Radios ist nach dem Motto erfolgt: Gib dem Brumm keine Chance. Die Antenne ist hochpassgekoppelt und die Selektion erfolgt durch NF-Bandfilter, obwohl es Tiefpässe auch getan hätten. Die Speisespannung ist stark verblockt.
Dennoch. Das, was für den menschlichen Zuhörer wie ein sauberes Signal klingt und dessen Dekodierung dem geübten CWler wohl keine Probleme bereitet, ist für Computer wohl eine nur schwer zu lösende Aufgabe. Keines der Programme, die angeblich Morsezeichen in Klartext umsetzen können und die ich ausprobiert habe, war in der Lage eine halbwegs sinnvolle Textausgabe der SAQ-Sendung bereitzustellen. Also habe ich die Sendung letztendlich, ich konnte sie grafisch darstellen, händisch übersetzt und als Lauftext ins Video eingefügt.

Übrigens können registrierte Benutzer meinen QTH, der auch der Aufzeichnungsort besagter Sendung ist, aus meinem Profil erfahren.
mfg
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#10
Hallo, zum Thema Aufnahme und Dekodieren per Programm und Maschine habe ich auch meine eigene Auffassung.
Morsezeichen folgen ja normalerweise dem definierten Bildungsgesetz.
Kurze Zeichen, lange Zeichen, Pause zwischen den Zeichen, Pause zwischen den Zahlen oder Buchstaben usw.
Das sollte ein maschineller Zeichengenerator exakt ausgeben können.
Und somit auch eine Software exakt dekodieren können. Macht die auch solange die Gebegeschwindigkeit gleich bleibt.
Nun hat jeder Funker seine eigene "Handschrift".
Und wenn nun per Handtaste gegeben wird, dann erkennt man nach einiger Zeit welcher OP da am anderen Ende arbeitet.
Womit hast du die Zeichen dekodiert? Mit einem Programm? Oder: Ohr, Arm, Schreibstift?
Gleich zu Anfang nach dem allgemeinen Anruf und dem eigentlichen Spruch kommt das Ankündigungszeichen.
Das ist das Gleichheitszeichen (=) oder zusammen gegeben Da dit dit dit da (BT)
Steht in deinem Laufband DT, fehlt also bei der Dekodierung ein kurzes Zeichen in der Kette.
Nur ein Schreibfehler?
In der Aussendung 09.00 UTC habe ich in meiner Aufzeichnung einige Sekunden, da hat der OM da in Schweden
die Taste "eingeritten", da kamen mit erhöhter Geschwindigkeit eine Kette Viktors und dann "didadidadit" ( AR).
Und dann kam der allgemeine Anruf und der Spruch.
Hat das auch jemand beobachtet?
Na und wenn solche Verfahrensweise auf ein Programm aufläuft, dann ist dies dann hoffnungslos überfordert beim Dekodieren.
Gruß Manfred
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#11
Die im o.a. Video zu hörenden CW-Zeichen konnte mein smartphone an den PC-Lautsprecher gehalten einwandfrei decodieren . 

Die Einstellungen im Programm sollten schon stimmen , ebenso der NF-Pegel der zugeführt wird , hierbei muss man ein wenig ausprobieren bis es passt . 

Wechselt ein Gebender die Pausen zwischen den Zeichen oder sogar evtl. im Zeichen zwischen den Punkten und Strichen kommt ein PC schonmal ins straucheln . 

Wobei derjenige der am Wochenende gegeben hat meiner Meinung nach gut gegeben hat ( angenehme Geschwindigkeit ) auch für Leute die ein wenig eingerostet sind .  Wink
mit freundlichen Gruss

Uli



Wo alle dasselbe denken , wird nicht viel gedacht .

( Walter Lippmann ) 
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#12
Hallo aminox, oder wie auch immer...

Also eins ist schon mal klar. Computerprogramme kommen mit handgetasteten Signalen nicht unbedingt gut klar.
Aber die relativ langsame Gebeweise von SAQ liefert durchaus brauchbare Ergebnisse. Und wenn Lars gegeben hat, war es umso besser...
Die Abstimmung (VVV SAQ DE) schüttelt sich natürlich jedes Programm aus dem Ärmel...
Ich habe seit Jahren keine Probleme die Nachrichten mit meinem Programm zu entschlüsseln. Natürlich nicht immer jeder Buchstabe, aber wenn man der englischen Sprache bissel mächtig ist, kann man so einige kleine Decodierfehler ganz gut ausgleichen. Leider hast du ja nicht geschrieben, welche Programme du probiert hast...

Viele deiner Probleme (Betriebsspannung stark verblockt, Brumm im Empfänger, Brummschleifen bei der Aufzeichnung) kann ich nicht nachvollziehen.
Oberste und ganz einfache Devise bei VLF: Alle Geräte werden Batteriebetrieben: Empfänger, Audio-Aufzeichnungsgerät, Computer, evtl. vorhandene Aktivantenne oder Konverter. Wozu für die paar Minuten SAQ an Netzbetrieb denken?
Somit hat man schon ein sehr sauberes Audio, mit dem die Computerprogramme auch besser klar kommen. Wenn dann die Programme auch noch sauber eingestellt sind (Bandbreite etc.), dann klappt das auch relativ problemlos.

SAQ Empfang im Haus? Da gibt es nur eins: Hauptschalter bzw. alle Sicherungen aus.
SAQ Empfang in der Mietwohnung? Erstmal dasselbe, Aber ein da der Nachbar seine was -weis ich wieviel Zoll- hypermoderenen Fernseher, Induktivlader fürs Handy, D-Lan, oder was auch immer favorisiert, dann sind die schönsten Empfänger und Antennen vorn Ar...!

PS: Bei Bei SAQ führt oft der einfachste Weg zum sicheren Erfolg. Selbstgebauter UP-Konverter an einem guten KW-Empfänger und fertig.
Auch fertige SDR-Empfänger oder Soundkartenempfänger ala "SAQrx" laufen ganz gut.
Wozu wochenlang basteln? Naja, wenn man nix anderes zu tun hat...
Aber dann bitte nicht Decodierprogramme schlecht machen, wenn du in deinem Video selbst Fragezeichen in deine Decodierung einfügen musst.
Und falls du mal geneigt wärst hier zu schauen, würdest du auch sehen wie es mit einfachen Mitteln mit dem Empfang und der Dekodierung klappt.
Im Nachbarforum wird z.B. auch vom Empfang mit Selbstbau-Empfänger berichtet und das die Dokodierung mit dem Programm "cwget" nur 5% Fehler lieferte.
Und das in München...


PPS: Ich kann Manfred und Uli nur bepflichten...


Viele Grüße,

Axel  Smile
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#13
"Allerdings hatte ich mal den kuriosen Fall, dass eine gewöhnliche Glühbirne HF-Störungen verursacht hat"

Siehe hierzu den Thread "Glühlampe als UKW-Störsender".

MfG DR
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#14
Siehe: "Glühlampen als UKW-Störsender"

Das es derartige Effekte gab oder gibt, ist mir neu, jedoch lernt man nicht aus.

Von den Machern der Quelle, wo man ja ua auch erfährt, das Gehäuse mehr breit als hoch oder auch quadratisch sein können, diverse andere tollen Infos (im anderen Tread schon erwähnt) einem nahegebracht werden, kann man schon unterhaltsame Onlinelektüre erwarten. Diesbezüglich absolut empfehlenswert als tollen literarischen Schmunzelbeitrag. Man fühlt sich wie im Jahrmarkt, welcher mit Pfahlzäunen abgeschirmt, sich auf einen Campus einer Universität befindet. Jetzt wissen wir auch, dass sich Glaskolben mit NICHTS (Vakuum) befüllen lassen kann. Vielleicht liest der Zirkusdirektor ja mit.

War jetzt Offtopic, jedoch lese ich diesen Tread, obwohl auch dieser Frequenzbereich nicht meiner ist, aufmerksam mit. VG Micha
... bei AM-Empfang ist die KW das Salz in der Suppe
... vernünftige Allstromgeräte haben eine Grätzbrücke im NT



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