DRM Frontend

DRMTUC1 – Ein RF-Frontend für den DRM Empfang


Im Rahmen einer Studienarbeit zum Thema Digital Radio Mondiale entstand ein Frontend für die Umsetzung von Mittel- und Kurzwellen Signalen auf eine Zwischenfrequenz von 12kHz. Diese Zwischenfrequenz (IF) kann von DRM-Decoder Programmen wie DREAM oder DIORAMA decodiert und das Programm des jeweiligen Rundfunksenders wiedergegeben werden.
Da lediglich ein Bausatz für diesen Zweck verfügbar war und es dafür eine Reihe von Modifikationshinweisen gab, fiel die Entscheidung auf ein verbessertes Re-Design. Hierfür wurden soweit wie möglich SMT Bauteile verwendet um einen geringen Formfaktor zu erreichen. Das Gerät ist in weiten Teilen an die in der Zeitschrift Elektor (Heft 04/04) vorgestellte Schaltung angelehnt, wurde jedoch in seiner Empfangsleistung um einiges verbessert. So konnte ein automatischer Preselektor, eine bessere Pegelanpassung zwischen DDS und Diodenringmischer, sowie ein verbesserter ZF Verstärker implementiert werden.

Die Daten des Empfängers in aller Kürze:
Empfangsbereich: 100 kHz – 24 MHz
Prinzip Doppelsuperhet
ungeregelt
Ausgabesignal 12kHz Zwischenfrequenz
lokaler Oszillator DDS (direct digital synthesis)
Funktionsbereich
Preselektor
ca. 4-13MHz
ZF-Frequenzen 455kHz (BW 16kHz), 12kHz
Spannungsversorgung 6,5V bis 18V

Schaltungsbeschreibung:

Die komplette Schaltung findet auf einer halben Euro-Platine (80x100mm) Platz.
Zur Steuerung des Empfängers wird eine serielle Verbindung zum PC verwendet. Die Software DREAM bietet hier gute Unterstützung. Als Versorgungsspannung können 6,5 bis 18V Gleichspannung aus einem Steckernetzteil verwendet werden. Diese wird über einen Linearregler auf 5V reduziert und für die meisten Teile der Schaltung verwendet. Für die Versorgung des Preselektors wird mittels DC-DC-Konverter eine 12V Spannung erzeugt. Alle Versorgungszweige sind aufwendig mittels Drosseln und Glättungskondensatoren voneinander getrennt.
Das Ausgangssignal des lokalen Oszillators (DDS mit AD9835) wird mittels Breitband-Video-OPV angehoben und dem +7dBm Diodenringmischer zugeführt. Die Programmierung der Empfangsfrequenz erfolgt via serieller Verbindung vom decodierenden PC. Das Empfangssignal gelangt von der Antennenbuchse über abschaltbaren Preselektor und Vorverstärker (BF861) ebenfalls an den Mischer und wird auf die 1.ZF von 455kHz umgesetzt. Dort durchläuft es ein 16kHz breites Filter und wird anschliessend in zwei JFET-Stufen angehoben. Diese ZF wird nun in einem passiven FET-Mischer (BFR30) auf die Ausgabefrequenz von ca. 12kHz umgesetzt. Als Oszillator hierfür findet ein Keramikschwinger Verwendung, der in seiner Frequenz leicht gezogen wurde. Zuletzt wird das Signal noch mittels OPV auf einen Pegel angehoben, der von Soundkarten verarbeitet werden kann.

Empfangspraxis:

Bereits mit Drahtantennen von wenigen Metern Länge lassen sich einige Sender empfangen. Für erste Versuche bietet sich eine der Frequenzen der deutschen Welle an. Sendezeiten lassen sich hier am besten aktuellen Sendeplänen entnehmen. DREAM bietet hier eine automatische Update-Möglichkeit. Die Frequenz kann dann durch anklicken automatisch am Empfänger eingestellt werden. Die deutsche Welle auf 15440kHz erreichte Spitzenwerte von 32dB SNR. Auch an einer kurzen abgestimmten Stabantenne konnten gute Ergebnisse erreicht werden. Die Sender die im allgemeinen die besten Feldstärken lieferten sind:

Sender kHz Standort SNR[dB]
DW 3995 Wertachtal 25
RTL France 5990 Luxemburg 20
BR3 6085 ?? 20
RTL 6095 Luxemburg 25
DW 15440 Portugal 32

Schaltplan und Layout:

Der Entwurf des Empfängers und das Layout erfolgten mit ORCAD. Der Schaltplan kann auf dieser Seite als PDF-Datei heruntergeladen werden. Das Layout und Bestückungsplan für die zweiseitige Platine sind ebenfalls erhältlich. Um sie zu erhalten schreiben Sie bitte eine eMail an: Mario Rößler (mario.roessler@s2001.tu-chemnitz.de)
Die Durchkontaktierungen sind zum selbstbestücken mit kurzen Drahtstücken vorgesehen. Ein Hinweis an dieser Stelle: Einige verwendete Bauteile sind nur mit Mühe beschaffbar. Das gilt zum Beispiel für die verwendeten ZF-Filter. Die Typen können der hier erhältlichen Bauteileliste entnommen werden. Wir können leider keinen Bausatz bereitstellen…

Hier noch zwei Bilder der ersten Platinenversion:

Die Beschreibung der Arbeit finden Sie hier… (9.5MByte !!!)

Rechtliche Hinweise:

Wir übernehmen keinerlei Garantie für die Funktion der Schaltung, sowie Korrektheit der hier zur Verügung gestellten Daten. Weiterhin schliessen wir jegliche Haftung für eventuelle Schäden an Hardware und Software aus. Jede kommerzielle Verwendung der hier bereitgestellten Daten erfordert die schriftliche Zustimmung des Rechteinhabers !
Bitte haben Sie dafür Verständniss.


Chemnitz, 30.12.2005

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