Elektor DRM Empfänger

[andimik]

In der Zeitschrift Elektor wird in der Mai-Ausgabe ein Software Defined Radio vorgestellt.

Software Defined Radio

Mit USB-Interface

Der PC-gestützte Rundfunkempfang liegt im Trend. Denn für SDR braucht man nur wenig Hardware, dafür aber eine ausgefeilte Software. Unser SDR-Projekt zeigt, was heute machbar ist. Das Ergebnis ist ein universeller Empfänger von 150 kHz bis 30 MHz, der für DRM und AM-Rundfunk optimiert ist, aber auch Einblicke in die Welt des Amateurfunks ermöglicht.

Die fertig bestückte Platine ist ab Mitte Mai bei Elektor für 105 EUR erhältlich.

[dadalbinder]

Elektor_USB_Empfänger

Hallo,

ja heute ist der fertige Empfänger gekommen und hat seine ersten Schritte gemacht.

Das Downloaden eines Files und das Installieren braucht eine kleine Weile, dann läuft er eigentlich wunderbar. Er ist wohl wesentlich stärker als der Elektor_DRM_Empfänger und kommt teilweise an sehr starke Empfänger heran.

Es braucht eine Zeit, bis der Offset je nach Dekodierungsprogramm richtig eingestellt ist. Bei mir ist der Wert: -10.

DRM muß bei DREAM auf: Flip Input Spectrum eingestellt sein.

Die USB-Steuerung ermöglicht nicht nur die Frequenzeinstellung sondern auch Wahl der zwei Eingangsfilter neben Direkteingang. Dazu kommt die Einstellbarkeit von 3 NF-Pegeln für die Soundkarte.

Da man in den Dekodierungsprogrammen wie SDRadio oder DREAM die Auswirkung der Filtereinstellung sehen kann, wird möglicherweise der Wunsch nach härteren oder mehrpoligen Eingangsfiltern laut werden. Im Prinzip sind hier noch Schaltplätze frei, wo man solche Extensions bei Geschick einfügen kann.

Die Einstellung der Frequenzen ist je nach gewähltem Band in unterschiedlichen Abständen möglich. Falls es im Einzelfall nicht passt, sollte man in den Dekodierungsprogrammen bei AM etwa auf die Mitte des Trägers klicken. Für SSB werde ich den SDR von P. Carnegie einsetzen. Hier sind die Einstellmöglichkeiten einfacher zu realisieren.

Da es schon ein Abstimmungsprogramm von P. Carnegie für den benutzten DDS-Generator gibt, ist meine Hoffnung, daß Peter sich auch an die Aufgabe macht, Feinabstimmung zu implementieren.

Alles in allem ein wunderschöner Empfänger für Leute, die in Europa und über seine Grenzen hinaus Kurzwelle hören möchten. Mit der zweiten Filtereinstellung lässt er sich auch für MW optimiert einstellen.

Die Dekodierung von Signalen nicht nur bei DRM sondern auch bei AM zusammen mit der Einstellung der Filterbreite ergibt teilweise ein für KW-Hardware-Empfänger ganz neue Signalqualitäten, die bisher so in der Breite nicht zu hören waren.

Wolfgang Hartmann, 49N28, 11E00

PS: Ich werde damit beginnen, Angaben ins Logbuch zu machen. Aber morgen ist auch noch ein Tag.

[dadalbinder]

Soundkartentester für Elektor_USB_Empfänger

Hallo,

vor den Erfolg haben die Götter den Schweiß gesetzt.

Vor dem Einsatz sollte man seine Soundkarte mit einer einfachen Schaltung mit dem Timmer 555 testen. Ein Beitrag dazu steht auf:

http://www.b-kainka.de/iqrx3.htm

Für DRM muß DREAM mit der Option: c 4 gestartet werden. Entsprechend muß der Offset des Steuerprogramms angepasst werden.

Die Leistungsfähigkeit des Empfängers überrascht.

Wolfgang Hartmann, 49N28, 11E00

[dadalbinder]

Elektor_USB Empfänger Soundkartenanschluß

Hallo,

im Umgang mit dem Empfänger und der Software ergeben sich nun auf 2 Rechnern einige Erfahrungen:

USB-Hub: Es scheint teilweise nicht gut, die Steuerung und eine USB-Soundkarte über einen Hub zu führen. Teilweise funktioniert das bei mir bei einem Rechner am anderen Rechner fuhrt es zum Chaos. Also: Im Zweifelsfall keinen USB-Hub nutzen bzw. erst mal testen, ob es ohne geht.

Die Qualität und Eigenschaften einer Soundkarte ist für I/Q wohl mit entscheidend. Hier kann nur probiert und verglichen werden.

Die Samplerate einer Soundkarte sollte anfangs eher auf 48 kHz eingestellt werden. Danach kann man 96 kHz testen. Im Anwendungsfall von SDRadio und DREAM zusammen sollte man ebenfalls mit 48 kHz Samplerate beginnen, um erst im nächsten Schritt die 96 kHz zu probieren.

Die bei mir eingesetzten und probierten Soundkarten sind bisher:

o SoundMax Onboard-Karte

o Soundblaster Live 5.1. Digital

o Soundblaster Surround 5.1. USB

Die besten Ergebnisse habe ich bisher mit Position 1 und Position 3 erreicht.

Wolfgang Hartmann, 49N28 11E00

[andimik]

Ich habe ihn mir auch bestellt und werde nach meinen Tests auch hier was reinschreiben.

Ansonsten: ukwtv.de (nach DRM suchen), da steht noch mehr drinnen bzw. http://forum.mysnip.de/read.php?8773,458306 für dieses Teil.

[dadalbinder]

Hallo,

die Frage, ob der neue Elektor ein neuer Empfänger ist, ist klar mit JA zu beantworten. Trotzdem ist es interessant, daß der Dezember-Empfänger von Herrn Baars erwähnt wird.

Ich charakterisiere den Unterschied so, daß der Dez.Empfänger ein gewachsenes klassisches Konzept zeigt, dem es auch erfolgreich gelungen ist, einen DDS-Generator mit zu integrieren und diese über eine Tastatur auch zu steuern. Der Großteil des Empfängers ist klassische Technik, in der Herr Baars so etwas wie ein sehr guter Designer ist.

Der USB-Empfänger scheint mir die modernere Konzeption zu sein. Er verzichtet auf praktisch alle Verfahren der Signalbehandlung und läßt diese durch die Software, die praktisch kostenfrei ist, behandeln. Hier gibt es eine ganze Menge von Vorteilen, die schon bei der Filterung digitaler Art in der Software beginnen, ein Verzicht auf signalverformende AGC, Zwischenoszillatoren, die ebenfalls für Störsignale verantwortlich sind.

Also eine Art Gegenüberstellung zweier Prinzipien. Ist der Computer vorhanden, kann es auch eine Preisfrage sein. Dazu kommt der minimale Platzbedarf. Allerdings muß man mit der Computertechnik vertraut sein.

Die jetzt einsetzbaren Programme sind etwa SDRadio von Alberto, DREAM und wohl in Zukunft auch der SDR von Peter Carnegie. In dieser Reihenfolge entsteht auch in der Software ein Instrument der Empfangstechnik, die mehr Möglichkeiten und Transparenz in Signalformen/Störfaktoren enthält als mancher vielleicht sich nicht hat träumen lassen.

Beide Konzepte machen eines auch deutlich. Der klassische Empfänger, der keinen Computer braucht, ist in seiner Entwicklung noch nicht so weit, daß er mit allen benötigten Bauteilen auch schon auf der Rampe für die Öffentlichkeit steht.

Einen kleinen Schnupperkurs kann man mit dem Morphy Richards machen, weil hier Kurzwelle schon digital dekodiert hören (und wenn man will, auch demonstrieren) kann.


Wolfgang Hartmann, 49N28 11E00

[dadalbinder]

Elektor_USB_Empfänger Zum Umgang

Hallo,

der Empfänger zeigt in der Praxis, daß bestimmte Eigenschaften besondere Vorbereitung und Einstellung erwarten lassen.

Soundkarte, Phasenverschiebung, Amplituden

In der Software SDRadio kann eine Option: "Soundcard Chanel Skew Calibration" angewählt werden, in der Phasenlage und Amplitudenlage eingestellt werden können. Dabei wählt man die breiteste Frequenzeinstellung und man sieht dann das komplette Eingangsspektrum von linken und rechtem Kanal der Soundkarte. Hier kann nun optisch mit der Darstellung des Signals optimiert werden. Und zwar so, daß das empfangene Signal und sein Spiegel so eingestellt werden, daß das Spiegelsignal miminmiert ist. Dann ergibt sich je nach Soundkarte ein nützlicher Pegelunterschied von 30 - 40 dB, die an der Skalierung ablesbar sind. Testweise kann man auch die beiden Kanäle wechseln, um die Gegenposition zu wählen bzw. zu testen.

Das Programm DREAM hat eine solche Einstellmöglichkeit im Modus I/Q mit Parameter " c 3" invers oder " c 4" nicht. Aus Erprobungen der Software kann man vermuten, daß dieses Programm sozusagen automatisch eine Optimierung vornimmt. Interessant wäre dazu ein Aussage der Programmersteller. Es scheint auch so, als ob das Programm automatisch die Samplerate 48 kHz exclusiv nutzt.

Samplerate

Nützlich sind 48 kHz und auch 96 kHz. Man sollte damit beginnen, daß man basismäßig mit 48 kHz beginnt und dann testweise auf 96 kHz erhöht. 192 kHz-Soundkarten sind wohl noch nicht in der Breite erhältlich, lassen aber auf Dauer noch bessere Ergebnisse erwarten. Bislang kann nur in der Software SDRadio die Samplerate frei eingestellt werden. Die Signale müssen bei I/Q immer an einen Stereo-Eingang meist die Line-In Buchse eingeführt werden.

Empfangsergebnisse und Empfängereignung

Hat man zwei Empfänger parallell laufen und vergleicht sie, kann man leicht feststelllen, daß bei Austausch der Soundkarten in der Regel andere SNR-Werte bei der Protokollierung auftreten. Das protokollierte Ergebnis erfolgt also immer aus einer Multiplikation von Empfängereigenschaft und Soundkarteneigenschaft. Protokollwerte können also nach Empfängereignung bzw. Soundkarteneignung durchaus unterschiedlich ausfallen. Leider gibt es noch keine Protokollierungssoftware für AM oder SSB. Damit muß bislang mit DRM die Empfangseigenschaft gemessen werden.

Es wäre damit leichter möglich, bestimmte Empfängerergebnisse als Optimum darzustellen, die mehr Folge von Soundkartenqualität sind und umgekehrt. Für einen harten Vergleichsalltag muß dieser Fakt beachtet werden. "Ein Ergebnis ist kein Ergebnis."

CPU-Belastung.

Offensichtlich ist die Belastung der Rechnerleistung durch I/Q höher als normal. Im Hinblick auf die Eignung sollte man eher einen Rechner mit einer höheren Arbeitsgescheschwindigkeit benutzen.

Neben der Softare DREAM und SDRadio wird sich wahrscheinlich auch der SDR von Peter Carnegie für den Elektor_USB_Empfänger weiterentwickeln. Der besondere Vorteil läge voraussichtlich dazu führen, daß die Abstimmung des DDS-Generators in kleineren Schritten und Abständen möglich ist.

Auf der englischsprachigen Elektor-Seite sind weiterführende Informationen abrufbar. Der offizielle Liefertermin ist jetzt wohl auf 7. Mai gelegt worden.


Wolfgang Hartmann, 49N28 11E00

[Funkerberg]

Hallo an alle,

nachdem nun gestern meine IQ USb Elektor Platine eingetroffen ist habe ich mich dann hingesetzt und sie bestückt.
Das war ingesamt doch aufwendiger als ich dachte, insbesondere die SMD Bauteile erwiesen sich doch als recht kompliziert.
Aber auch die "normalen" Bauteile sind nicht ohne, sind die Lötaugen doch wirklich klein geraten.

Hier ein Bild der Platine:



Das gute war, die Platine funktionierte sofort ganz hervorragend. Hier mal ein Snapshot eines ersten Empfangsversuches.



Vom Gefühl her hat der Empfänger eine Menge Potential. Weitere Vergleichsmessungen folgen.

Update vom 14.05.07:

Hier ist die SDRelektor Seite mit aktuellen Infos

http://www.knallfunke.de/drm

Viele Grüße Rainer

[dadalbinder]

SDR-software für den Elektor_USB Empfänger

Hallo an alle interessierten.

Auf der Seite: http://www.g8jcf.dyndns.org/

kann jetzt die Version 198 des SDR downgeladen werden. Siehe Anweisungen auf dieser Seite. Sollte bisher kein SDR eingesetzt worden sein, so muß nach den Anweisungen erst die Version 147 installiert werden und danach die Version 198.

Die Abstimmung kann jetzt in kleineren Schritten erfolgen. Durch den Charakter des DDS-Generators geht das nicht bis zu wenigen Hz aber diese Software ermöglicht nun, bis auf 1 kHz-Schritte und darunter abzustimmen. Grund ist die Arbeitsweise des Chips, der auf unterschiedlichen Wegen die angeforderte Frequenz erstellt.

Die Software ist eigentlich sehr komplex, weil die Anzahl der einstellbaren Parametern sehr groß ist und "Spieler" leicht etwas verstellen. Allerdings dürfte es sich hier um die weitest ausgearbeitete Software für SDRs halten, die ein Riesenbündel von Signalbearbeitungsfeatures, Filtereinstellungen, Notch, Audiospeicherungsfähigkeit und anderes enthält.

Wichtig ist die Auswahl der Parameter in den diversen Config-Menüs. Allerdings wird vieles leicht gemacht, weil nach Auswahl des Empfängers, hier also Elektor_USB, viele Parameter automatisch umgestellt werden.

Das Gesamtverhalten von I/Q-Empfängern hängt ganz entscheidend davon ab, wie bestimmte Faktoren wie geeignete Soundkarte, Samplerates 48 oder 96 kHz und Einstellung von Quarzfrequenz (im Configmenü DDS) und Amplitude und Phase des I/Q-Signals eingestellt sind.

Im Spectrum Analyzer kann man in den Kategorien: IF in das ankommende Signal beider Kanäle sehen, unter Pre-Demod die Situation nach geeigneter Einstellung von Phase und Amplitude unter Soundkarte sich anschauen.

Das Programm ist sehr umfangreich. Zu beachten ist auch, daß die Software nur über Stop und dann Beenden verlassen wird. Ein Schnellstop ermöglicht nicht, die gerade benutzten Paramter zu speichern. Insofern empfiehlt sich immer der oben geschilderte langsame Weg des Beenden des Programms.

MfG Wolfgang Hartmann, 49N28, 11E00

[FritzWue]

Hallo Wolfgang,

Danke für die Infos, aber die kommen wohl etwas früh (für mich).
Ich habe hier eine Auftragsbestätigung vom 10.5.2007 mit angegebener Lieferzeit von 2 bis 6 Wochen.
Hat den überhaupt schon jemand?

[Funkerberg]

Hallo Wolfgang,
Danke für die Infos, aber die kommen wohl etwas früh (für mich).
Ich habe hier eine Auftragsbestätigung vom 10.5.2007 mit angegebener Lieferzeit von 2 bis 6 Wochen.
Hat den überhaupt schon jemand?

Ja, Platine bestellt und selbst gelötet, und hier http://knallfunke.de/drm/empfaenger/...ktor/index.htm
anzuschauen.

Es gibt einen zweiten Thread dazu hier. Vielleicht kann man die mal zusammen legen?

edit: threads merged, danke für den Hinweis, Simone

[FritzWue]

Platine bestellt und selbst gelötet

Danke, habe übersehen, dass man die Platine einzeln kaufen kann.
Naja, moderne Zeiten, nun lass ich auch schon löten...

[dadalbinder]

Elektor_USB USB-HUBS

Hallo,

weitere Versuche haben bei mir ergeben, daß eine USB-Soundkarte wohl immer an eine USB-Buchse des Rechner angeschlossen werden muß nicht aber die USB-Leitung der Empfängersteuerung; sie kann offensichtlich über USB-HUB betrieben werden.

Wolfgang Hartmann, 49N28, 11E00

[dadalbinder]

Elektor_USB IF_IN und PRE_DEMOD im SDR

Hallo

ein kleiner Ausschnitt von der Arbeit am SDR, der vielleicht schneller Übersicht verschafft im Anhang mit zwei Screens.

Wolfgang Hartmann, 49N28, 11E00


Die Unterschiede in IF_IN und PRE_DEMOD im SDR von Peter Carnegie

Dieses Programm ermöglicht, den Elektor_USB Empfänger in relativ kleinen Schritten abzustimmen und zu betreiben.

Bei der Einstellung von Parametern wie Quarzfrequenz, Amplitude und Phase der Soundkarte im Config-Menü dienen die zwei Screens: IF_IN und PRE_DEMOD, die durch Aktivierung der entsprechenden Schaltflächen eingeschaltet werden.

Der Screen IF_IN zeigt praktisch den linken und rechten Kanal des Audioeingangs. Jeder Frequenz im rechten Kanal entspricht hier eine gespiegelte Frequenz im linken Kanal. Sollte ein Kanal keine Verbindung haben, würde sich dort nur das untergründige Rauschen zeigen.

Der Sreen: PRE_DEMOD zeigt nun das empfangbare Spektrum bei der vorgenommenen Abstimmung. Mit Aktivierung dieses Kanals müssen Amplitude und Phase im CONFIG-MENÜ eingestellt werden. Dieses wird dann erfolgreich sein, wenn die Spiegelfrequenz des Signals minimal ist. Dann muß etwa der Träger einer AM-Aussendung im Vergleich zu dem Nutzsignal deutlich kleiner ausfallen.

Einen Hörvergleich kann man durch Wechseln zu der „L < - > R“ Taste erreichen. Das Optimum ist mit Geduld zu erreichen.

Die beiden Screens zeigen die Verhältnisse typisch.

Geht man davon aus, daß Soundkarten-Qualität und Sender-Qualität zusammen einen SNR-Wert in DRM generieren, ist klar, daß auch die oben geschilderten Optimierungen ihren Anteil bei der Empfangsqualität haben.

Wolfgang Hartmann, 49N28, 11E00

[dadalbinder]

Korrektur: IF_IN, PRE_DEMOD SDR

Hallo,

in meinem Text taucht Sender-Qualität auf. Bitte das Wort mit Empfänger-Qualität tauschen.

Wolfgang Hartmann, 49N28, 11E00