DRM-Empfänger im Selbstbau

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1 DRM-Empfänger im Selbstbau Digitalradio für 00 khz bis 22 MHz Von Burkhard Kainka Mit diesem Projekt stellt Elektor als wahrscheinlich erste Elektronik- Zeitschrift einen preiswerten DRM-Empfänger für den Selbstbau vor, der den Empfang des neuen digitalen Rundfunks in MP4-Qualität mit geringem Aufwand ermöglicht. Die Abstimmung erfolgt digital über eine RS232-Schnittstelle vom PC aus, der über die Soundkarte das 2- khz-ausgangssignal des Empfängers erhält und auch die Demodulation und MPEG-Dekodierung übernimmt. 4 Elektor 3/2004

2 Seit dem ist der als Digital Radio Mondial (DRM) bezeichnete digitale Rundfunk auf Mittelwelle und Kurzwelle in eine neue Phase getreten. Die Codierung wurde auf MP4 umgestellt und bietet damit einen noch besseren Klang. Für alle Leser, die nun mit wenig Aufwand DRM hören wollen, wurde dieser einzigartige Empfänger entwickelt. Ziel der Entwicklung war ein Empfänger mit guter Empfangsleistung, der aber trotzdem ganz ohne Abgleichpunkte auskommt. Es werden keine speziellen Spulen oder Drehkondensatoren benötigt, sondern nur gut erhältliche Festinduktivitäten. Dies kommt all jenen entgegen, die mehr in der digitalen Elektronik zu Hause sind und weniger in der HF-Technik. Kein Abgleich, keine speziellen Messgeräte - ein sehr einfacher Software-Abgleich reicht aus, um Toleranzen in den Oszillatorfrequenzen auszugleichen. Wie DRM selbst funktioniert, insbesondere die Signalkodierung und Übertragung, wurde in Elektor 2/02 beschrieben []. Genau ein Jahr später konnten Sie in Elektor 2/03 [2] bereits lesen, wie Sie DRM (Digital Radio Mondiale) mit Hilfe des Elektor-DDS-Generators selbst empfangen und über Ihren PC/Notebook dekodieren können. Auch für den hier vorgestellten Selbstbau-DRM- Empfänger wird eine DDS verwendet. Als Hintergrund- beziehungsweise Grundlagen-Information sind beide Artikel sehr zu empfehlen. DRM-Interface Eigentlich kann man den Empfänger auch als DRM-Interface für den PC betrachten. Wie Bild a zeigt, hat der DRM-Empfänger zwei Verbindungen mit dem Computer: Über die RS232-Schnittstelle erhält der Empfänger die digitale Steuerinformation für die Abstimmung des Empfängers auf die Frequenz des gewünschten DRM-Senders. Am Ausgang des DRM-Empfängers liegt im Gegensatz zu einem normalen Radio kein Tonsignal, das man über Verstärker und Lautsprecher oder Kopfhörer hören kann. Der DRM-Empfänger mischt das Signal des DRM-Senders quasi auf eine Zwischenfrequenz von 2 khz herunter. An seinem Ausgang liegt daher ein DRM-typisches Gemisch von modulierten Trägerfrequenzen, die zusammen das Audiosignal als digitalen Datenstrom übertragen. Dieses DRM-Spektrum, ein Frequenzgemisch mit einer Bandbreite von 0 khz, wird an die Soundkarte des PCs angeschlossen (Line-Eingang, bei schwachem Signal auch Mikrofoneingang). Die Soundkarte digitalisiert das Signal, und ein DRM-Empfangsprogramm, das als Herzstück einen DRM-Software- Demodulator/Dekoder enthält, sorgt sowohl für die Demodulation des DRM-Signals als auch für die MPEG4-Dekodierung des empfangenen Datenstroms. Das Audiosignal steht dann in Stereo-HiFi-Qualität am Ausgang der Soundkarte zur Wiedergabe über die (PC-)Lautsprecher zur Verfügung. Doppelsuper Wie das Bockschaltbild (Bild b) zeigt, wird das Signals eines DRM- Senders zwei mal gemischt: Das erste Mal mit einer variablen Oszillatorfrequenz (Abstimmung) auf eine feste Zwischenfrequenz (ZF) von 4 khz, und das zweite Mal mit einer festen Oszullatorfrequenz von 467 khz, um das 4-kHz-ZF-Signal auf Antenne 440 khz RS232 Synthesizer 89 khz COM COM2 RS232 PC DRM- Empfänger Eingang Soundkarte a Bild a. Der DRM-Empfänger hat zwei Verbindungen mit dem Computer: Eine zur seriellen Schnittstelle für die Abstimmung und eine zum Eingang der Soundkarte für die Decodierung des DRM-Signals. 2 khz herunter zu mischen. Diese Anordnung nennt man bei Empfängern Doppelsuper im Gegensatz zum Einfachsuper, bei dem der zweite Mischer fehlt. Der erste Mischeroszillator ist ein so genannter Synthesizer, das ist ein Oszillator, dessen Frequenz digital eingestellt wird. In unserem Fall ist es ein DDS-Oszillator (DDS = Direkte Digitale Synthese) mit einer Frequenzeinstellung über eine RS232-Schnittstelle, die mit der COM-Schnittstelle des PCs verbunden ist. 4 khz 2 khz PC 4 khz 4 khz 467 khz 467 khz Eingang Soundkarte b 2 khz Bild b. Blockschaltbild des DRM-Empfängers, der das Signal eines DRM-Senders als Doppelsuper zuerst auf eine Zwischenfrequenz von 4 khz und dann auf 2 khz heruntermischt. 3/2004 Elektor

3 Die Schaltung Das Blockschaltbild lässt sich im Schaltplan (Bild 2) gut wiederfinden. Der DDS-Oszillator mit IC2 liefert sein Signal über T an den ersten Mischer (MIX), einen Dioden-Ringmischer. Die Zwischenfrequenz von 4 khz durchläuft ein steilflankiges Keramikfilter (Fl) mit 2 khz Bandbreite. Ein ZF-Verstärkerstufe mit einem BF494 (T2) hebt den Pegel um ca. 20 db an, bevor das Signal dem zweiten Mischer zugeführt wird, einem passiven FET- Mischer mit einem BF24 (T4). Der zweite Oszillator wird durch einen Keramikresonator CSB470 stabilisiert, der um drei khz auf 467 khz gezogen wird. Das resultierende 2- khz-zf-signal durchläuft ein einfaches Bandpassfilter und wird noch einmal mit zwei Opamps (IC3) um 20 db verstärkt und gepuffert, bevor es am Ausgang für den Anschluss an die PC-Soundkarte bereitsteht. Am wichtigsten für guten DRM- Empfang ist die Phasenreinheit des Mischeroszillators. Hier erfüllt unser L2 +V K RTS 3 TXD 8 4 DTR 9 SUB D9 IC.A 3 IC.B IC IC.C +V 8 3k9 R C C 4 DVDD AVDD SDATA COMP SCLK FSYNC IOUT IC2 AD983 MCLK FS ADJ FSELECT REFIN REFOUT DGND PSEL PSEL0 AGND C4 680Ω C3 0V AC V2 DC R2 V L 3µH3 C p C6 p 3V T C7 BF494 0V4 R3 R 330Ω 36Ω 0µH R4 80Ω C8 C2 4 XTAL 0MHz 4V8 C2 R7 00Ω R8 +V 4µ7 6V 2k2 2V3 ANT R6 K2 MIX TUF- 2 4 C9 n8 CFW4F C Fl L k T2 0V7 BF494 C0 3 3n3 00µH X CSB470 4µ7 C 220k C3 6V R 470p C6 470p T3 2k2 k R0 R2 C4 BC 48C R9 00Ω 00k R3 C7 R4 3k3 T4 BF24C C8 n 60k 60k R C9 n R7 R6 27k 2V4 R8 220k 3 IC3.A 2 2V4 C20 4n7 2V4 C2 4µ7 6V IC3.B 6 8 IC V 2V4 C22 470n ZF 2kHz K4 9V K3 IC4 D 780 N400 C23 C24 4 IC 7 +V IC.D IC = MC489 IC3 = LM Bild 2. Die Schaltung des DRM-Empfängers zeichnet sich durch die PC-gesteuerte Abstimmung eines DDS-Oszillators und durch zwei pegelfeste Mischer aus. 6 Elektor 3/2004

4 H4 H2 H3 H HOCHFREQUENZ K K D IC C2 IC IC2 C24 C23 L2 X C4 C3 C C2 R9 C R IC4 C6 C7 L R2 R R0 C R2 R3 C6 T R R7 C2 R8 C3 C4 C7 R3 R4 C8 R6 C8 K2 MIX FL C T2 C20 R7 R8 C9 R6 R4 Bild 3. Die Platine ist doppelseitig beschichtet und durchkontaktiert. Beim Bestücken muss man die Anschlüsse der Bauteile im HF-Schaltungsteil unbedingt möglichst kurz halten. Stückliste Widerstände: R = 3k9 R2 = 680 Ω R3 = 330 Ω R4 = 80 Ω R = 39 Ω R6,R3 = 00 k R7,R9 = 00 Ω R8,R0 = 2k2 R = 220 k R2 = k R4 = 3k3 R,R6 = 60 k R7 = 27 k R8 = 220 k Kondensatoren: C...C4 = 00 n SMD 208 C,C6 = p C7,C8,C,C4,C7,C23,C24,C2 = 00 n, mm Rastermaß C9 = n8, mm Rastermaß C0 = 3n3, mm Rastermaß C2,C3,C2 = 4µ7/6 V stehend C,C6 = 470 p C8,C9 = n, mm Rastermaß C20 = 4n7, mm Rastermaß C22 = 470 n Induktivitäten: L = 3µH3 L2 = 0 µh L3 = 00 µh Halbleiter: D = N400 T,T2 = BF494 T3 = BC48C, BC49C, BC0C T4 = BF24C IC = MC489 N IC2 = AD983 BRU (Analog Devices) T3 T4 IC3 = LM38 N IC4 = 780 T C9 C2 C0 IC3 R L3 C22 IC = 0-MHz-Quarzoszillator, 8 oder 4 DIP K4 Außerdem: K = 9-polige Sub-D-Buchse, gewinkelt, für Platinenmontage K2 = 2 Lötnägel K3 = Netzgerätebuchse für Platinenmontage K4 = Kabel mit 3,-mm- Mono- oder Stereo-Klinkenstecker MIX = TUF- (Mini-Circuits) FL = CFW4F (4-kHz- Keramikfilter, Bandbreite 2 khz) X = CSB470 (470-kHz- Keramikresonator) Serielles Kabel (für RS232), :- Verbindung mit Stecker und Buchse (kein Null-Modem-Kabel, keine gekreuzten Adern!) Platine** EPS * Diskette mit PC-Software** EPS * * siehe Service-Seiten in der Heftmitte und ** Software und Platinen-Layout auch als Download unter Bezugsquellenhinweis: Wie bei den meisten Elektor-Projekten sind die Bauteile und ein kompletter Bauteilsatz bei der Geist Electronic Versand GmbH erhältlich ( Einzelne Bauteile und Spezial-ICs wie den AD983 BRU liefert auch Segor electronics ( Als fertig aufgebaute und getestete Platine ist der DRM-Empfänger bei der AK-Modul-Bus GmbH zu bekommen ( T DRM-Empfänger höchste Ansprüche: Der DDS-VFO bringt ein extrem phasenreines Oszillatorsignal. Die ebenfalls sehr wichtige Großsignalfestigkeit des Signalwegs wird durch die verwendeten Mischer garantiert. Entsprechend sind die Ergebnisse: An einer Langdrahtantenne werden Störabstände bis über 30 db in der DRM-Software erzielt, was sonst nur sehr teure Empfänger schaffen. Diese guten Resultate lassen sich trotz der vereinfachten und abgleichfreien Auslegung der Schaltung erzielen, weil einige Eigenschaften, die beim konventionellen AM-Empfang wichtig sind, bei DRM keine so große Rolle spielen. Der Dynamikbereich der PC-Soundkarte ist zusammen mit der DRM-Software groß genug, um die üblicherweise vorkommenden Pegelunterschiede von bis zu 30 db problemlos zu verarbeiten. Das erspart uns eine ALC (automatische Verstärkungsregelung). Eine hohe Empfindlichkeit ist für DRM ebenfalls nicht erforderlich. Sehr schwache DRM-Signale (unter etwa 0 µv) lassen sich auch bei höherer Gesamtverstärkung nicht besser empfangen, weil der tatsächliche Störabstand bei der großen Bandbreite von 0 khz nicht ausreicht. Mehr Verstärkung würde nur das Rauschen anheben. Im Versuchsbetrieb hat sich auch gezeigt, dass der Empfänger ohne abgestimmten Vorkreis auskommt. Zum einen liegt die Spiegelfrequenz im Abstand von 90 khz (2 x 4 khz) nämlich fast immer außerhalb benachbarter Rundfunkbänder, und zum anderen werden Störsignale vom DRM-Decoder erstaunlich gut toleriert. Falls erwünscht, kann natürlich eine Antenne mit Preselector verwendet werden. Über den Bau solcher Antennen informiert ein getrennter Artikel. Normalerweise reicht aber eine einfache Langdrahtantenne mit einer Länge zwischen 3 m und 0 m, die möglichst frei aufgehängt und direkt mit dem Mischereingang verbunden wird. Details Der Antenneneingang mit einer Impedanz von ca. 0 Ω ist breitbandig direkt mit dem Dioden-Ringmischer TUF- verbunden. Der Mischer setzt das Signal niederohmig auf 4 khz um. Der TUF- ist für einen Frequenzbereich von 2 MHz bis 600 MHz ausgelegt. Tatsächlich kann man jedoch auch unter 2 MHz arbeiten, wobei die Eingangsimpedanz sinkt und einen stark induktiven Anteil bekommt. In der Praxis arbeitet der Empfänger jedoch auch noch im Mittelwellenbereich bis herab zu 00 khz zufrieden stellend. Am Ausgang des Ringmischers liegt ein breitbandiges Anpassglied für 4 khz. Die Impedanz wird über einen Resonanzkreis mit 3/2004 Elektor 7

5 kapazitiver Anzapfung etwa im Verhältnis zu 0 hochgesetzt und passt dann zum Eingangswiderstand des Keramikfilters CFW4F mit ca. kω. Hier ist keine große Genauigkeit nötig, da auch die tatsächliche Antennenimpedanz meist höher als 0 Ω liegt. Der Schwingkreis mit einer Festinduktivität 00 µh wird bei geringer Güte (Q < 0) betrieben, so dass die Bandbreite über ca. 0 khz liegt und die Toleranz der Bauteile unkritisch ist. Man braucht daher keinen Abgleich der Spule. Trotzdem trägt der Anpasskreis zur Weitabselektion des ZF-Filters bei. Das Filter CFW4F hat eine Bandbreite von 2 khz, wobei 0 khz für DRM gefordert werden und etwas mehr nicht schadet. Tatsächlich ist etwas mehr Bandbreite sogar wichtig, um etwas Spielraum bei Frequenzabweichungen des zweiten Oszillators zu haben. Wenn der zweite Oszillator nicht genau auf 467 khz, sondern zum Beispiel auf 467, khz schwingt, verschiebt sich die erste ZF auf 4, khz. Die Software muss dann den ersten Oszillator um 00 Hz höher abstimmen. Am Ende erscheint aber wie gefordert ein Signal von 2 khz. Die leicht verschobene erste ZF passt immer noch durch das ZF-Filter. So konnte ein teurer Spezialquarz im zweiten Oszillator vermieden werden. Der zweite Oszillator auf 467 khz verwendet stattdessen einen preiswerten Keramikresonator CSB470. Die Frequenz wird durch die große Kapazität des Oszillators (C und C6) um 3 khz nach unten gezogen und erreicht eine maximale Abweichung von etwa khz. Auf das ZF-Filter folgt eine einzelne ungeregelte 20-dB-Verstärkerstufe (T2). Da keine Vorverstärkung oder Mischverstärkung vorliegt und das ZF-Filter eine zusätzliche Signaldämpfung bewirkt, sind die Signalpegel so klein, dass eine Übersteuerung ausgeschlossen ist. Der JFET BF24 (T4) arbeitet als passiver FET- Mischer wie ein HF-Schalter, der das Signal im Takt des Oszillators kurzschließt. Der Vorteil ist neben der Einfachheit ein großer Dynamikbereich. Der Mischer verarbeitet Signale bis über 00 mv ohne erkennbare Verzerrungen. DDS-Abstimmung Der DDS-VFO mit einem AD983 von Analog Devices wird ohne Mikrocontroller direkt über die RS232-Schnittstelle angesteuert. Ein Leitungsempfänger MC489 ist für die Pegelanpassung zuständig. Das Taktsignal von 0 MHz erlaubt einen theoretischen Abstimmbereich bis 2 MHz. Praktisch werden jedoch die Ausgangssignale nahe dieser Grenze zu schwach, so dass nicht viel mehr als 24 MHz eingestellt werden sollte. Ein einfaches Tiefpassfilter (C, L, C6) mit einer Grenzfre (C) ELEKTOR Bild 4. Die Bestückungsseite der im Elektor-Labor getesteten Musterplatine. Die durchgehende Kupfer-Massefläche ermöglicht kurze Masseverbindungen. 8 Elektor 3/2004

6 fängers erlaubt. Die Inbetriebnahme des Empfängers ist im Textkasten Schritt für Schritt beschrieben. Beim ersten Start von DRM.exe muss die verwendete serielle Schnittstelle angegeben werden. Die vorgegebene Einstellung ist COM und kann zum Beispiel in COM2 verändert werden. Diese Einstellung wird mit der Schaltfläche Save Setup zusammen mit anderen Parametern in der Datei Init.txt gespeichert und beim nächsten Start des Programms automatisch geladen. Sobald die (serielle) Verbindung korrekt erzeugt wurde, kann über den Schieberegler (oben im Fenster, siehe Bild 6) die Empfangsfrequenz mit einer Auflösung von khz eingestellt werden. Mit den Pfeilen am Rand erreicht man Schritte von khz, ein Klick in die Fläche neben dem Schieber bewirkt Schritte von 0 khz. Bild. Das nur im SMD-Gehäuse erhältliche DDS-IC wird zusammen mit vier SMD-Kondensatoren auf der Platinenunterseite bestückt. quenz von ca. 24 MHz sorgt für eine ausreichende Oberwellendämpfung. Eine zusätzliche Verstärkerstufe garantiert eine genügend starke Ansteuerung des Mischers. Analog Devices bietet eine große Zahl unterschiedlicher DDS-Schaltkreise, darunter auch einige mit höherer Taktfrequenz. Der AD983 wurde jedoch gewählt, weil er relativ preiswert und leicht erhältlich ist (zum Beispiel als Lagertyp bei Segor electronics oder bei Geist-Electronic). Die niedrige Zwischenfrequenz von nur 4 khz führt dazu, dass die VFO-Frequenz nur wenig über der Empfangsfrequenz liegt. Die obere Grenze der VFO-Frequenz ist nicht scharf definiert, sondern die VFO- Amplitude nimmt oberhalb 20 MHz einfach kontinuierlich ab. Daher konnte zum Beispiel auch die DW- Station auf 2780 khz in Trincomalee (Sri-Lanka) noch empfangen werden. Zur Einstellung der Empfangsfrequenz wurde ein PC-Programm DRM.exe entwickelt, das auch die notwendige Kalibrierung des Emp- Kalibrierung Eine Frequenzkalibrierung ist erforderlich, weil beide Oszillatoren des Empfängers gewisse Toleranzen besitzen und nicht hardwaremäßig abgeglichen werden. Als Erstes soll die genaue Frequenz des zweiten Oszillators (nominell 467 khz) ermittelt werden. Dazu stellt man zuerst die Empfangsfrequenz Null ein (Schieber oben im Fenster ganz nach links) und startet die DRM-Software (Anmerkung: im Folgenden wird das Programm DRM Software Radio des Fraunhofer IIS verwendet, man kann aber ebenso Dream einsetzen siehe Textkasten Decoder-Software ). Am Empfänger ist noch keine Antenne angeschlossen. Im Spektrum (Bild 7) erscheint nun eine einzelne Linie, die dadurch entsteht, Schritt für Schritt Beim Anschluss des DRM-Empfängers an den PC geht man wie folgt vor:. RS232-Verbindung über :-Kabel herstellen 2. Ausgang des Empfängers über abgeschirmtes NF-Kabel mit dem Line-Eingang der PC-Soundkarte verbinden 3. Stromversorgung des Empfängers einschalten 4. DRM-Software starten und Soundkarte als Quelle und Ziel wählen. Volume-Control-Fenster (das mit den Schiebereglern) auf dem Bildschirm öffnen (durch Doppelklick auf das Lautsprechersymbol unten rechts auf dem Windows-Desktop - oder über Programme/Zubehör/Unterhaltungsmedien/Lautstärkeregelung) 6. Unter Optionen Eigenschaften bei Lautstärke regeln für Aufnahme auswählen 7. Für den verwendeten Eingang ( Line-In oder Microphone ) Häkchen setzen und OK anklicken 8. Im jetzt erscheinenden Fenster beim gewählten Eingang Lautstärke einstellen 9. Wieder zurück zu Optionen Eigenschaften gehen und jetzt Wiedergabe auswählen. Alle Eingänge ausschalten (Häkchen entfernen) bis auf den verwendeten Eingang (normalerweise Wave). Die beiden linken Regler verwenden um die Lautstärke der PC-Lautsprecher einzustellen. 0. Für die Abstimmung auf einen Sender Programm DRM.exe starten. Bild 6. Das Windows-Programm DRM.exe für die Abstimmung des Empfängers. 3/2004 Elektor 9

7 dass der erste Oszillator genau auf die Zwischenfrequenz abgestimmt ist. (Anmerkung: Wenn der Empfänger erst nach dem Starten der Software eingeschaltet wurde, ist die Linie erst zu sehen, nachdem der Schieber ein klein wenig bewegt wurde. Ist die Linie trotzdem nicht zu sehen, ist das Eingangssignal möglicherweise zu klein, dann den Mikrofoneingang der Soundkarte verwenden. Das Rauschen des Empfängers muss eigentlich unten im Bild gerade zu sehen sein. Es kann auch sein, dass die Linie außerhalb des Bildes liegt. Listing Auszüge aus dem VB-Programm Const XTAL = Const IF = 44.3 Private Sub output(data) TXD 0 Delay 0. DTR CE Delay 0. BitValue = &H8000& For n = 0 To If (Data And BitValue) > 0 Then RTS 0 Else RTS Delay 0. TXD clock Delay 0. TXD 0 Delay 0. Delay 0. BitValue = BitValue \ 2 Next n Delay 0. DTR 0 Delay 0. End Sub Private Sub LO(freq) HScroll.Value = freq Label.Caption = Str$(freq) + khz Dim frg As Long Dim freqlo As Long Dim freqhi As Long Dim Daten As Long freq=freq+if add IF frg=int(freq/xtal* #) freqhi=frg\&h0000 freqlo=frg-freqhi*&h0000 freqlol=freqlo And &HFF freqloh freqlo\&h00 freqhil=freqhi And &HFF freqhih=freqhi \ &H00 output &HF800& Reset 4 Bytes to FREQ0 output(&h3000& + freqlol) output(&h200& + freqloh) output(&h3200& + freqhil) output(&h2300& + freqhih) output &H8000& Sync output &HC000& Reset end End Sub Bild 7. Kalibrierung der Zwischenfrequenz, hier mit dem Programm DRM Software Radio (Version 2.034). Dann den Schieber so weit verstellen, bis die Linie sichtbar wird). Der obere Schieber im Bereich Setup muss nun so eingestellt werden, dass die Linie genau im Zentrum des Spektrums steht. Das Ausgangssignal des Empfängers beträgt dann exakt 2 khz. Beim Musteraufbau ergab sich die korrekte Einstellung bei 466,4 khz, das heißt, der zweite Oszillator hatte eine Abweichung von 600 Hz nach unten, die von nun an durch eine gleich große Abweichung des ersten Oszillators ausgeglichen wird. Der Einstellbereich der Kalibrierung beträgt +/- 2 khz Im zweiten Schritt muss die Abweichung des Mutteroszillators ausgeglichen werden. Der Quarzoszillator mit 0,000 MHz hat eine Grundtoleranz von +/- 00 ppm, also 00 Hz pro MHz, so dass die tatsächliche Abweichung bis zu khz bei 0 MHz betragen könnte. Bei einer Empfangsfrequenz um 0 MHz würde sich die Abweichung mit khz auswirken. Für den Abgleich Bild 8. Ein AM-Sender als Frequenznormal. schließt man eine Antenne an und sucht sich einen starken AM-Sender im Kurzwellenbereich (Abstimmen mit dem oberen Schieberegler in DRM.exe). Alle Rundfunksender liegen in einem hochgenauen khz- Raster und können als Frequenznormal verwendet werden. Bild 8 zeigt das Spektrum eines AM-Senders bei 608 khz. Der untere Schieberegler muss nun so eingestellt werden, dass der Träger des Senders genau im Zentrum steht. Theoretisch müsste nun der erste Kalibrierschritt wiederholt werden, dann der zweite und so weiter. In der Praxis ist dies jedoch nicht nötig, weil sich die geringe Abweichung des Mutteroszillators im Bereich der Zwischenfrequenz nur zu etwa % auswirkt. Bei einer festgestellten Abweichung von khz bei 0 MHz beträgt der Fehler bei 4 khz nur etwa 0 Hz. Die DRM-Software verlangt aber lediglich eine absolute Genauigkeit von +/- 00 Hz. Nach der Kalibrierung der Oszillato- 20 Elektor 3/2004

8 Decoder-Software Zum Betrieb des DRM-Empfängers ist neben der Abstimmsoftware DRM.EXE (Download von der Elektor-Site auch ein Softwaredecoder erforderlich. Der Anwender hat die Wahl zwischen zwei Produkten. Das DRM Software Radio des Fraunhofer IIS in der Version kann zu einem Preis von ca. 60 Euro online über bezogen werden. Die Bezahlung erfolgt über Kreditkarte. Die Download-Information und ein Softwareschlüssel kommen per . Die neue Programmversion unterstützt den neuen DRM- Standard auf der Basis von MP4, der am eingeführt wurde. Fast alle Kurzwellen-DRM-Stationen senden inzwischen in Stereo und erreichen mit dem Programm eine hervorragende Klangqualität. Das Open Source Projekt DREAM von Volker Fischer und Alexander Kurpiers vom Institut für Kommunikationstechnologie der Universität Darmstadt liegt inzwischen in der Version.0 vor. Das Programm wird nur als C++ Quelltext ( angeboten, weil die Autoren fremde Komponenten verwendet haben, die man sich bei den jeweiligen Herstellern laden soll. Das Projekt kann für Windows oder für Linux kompiliert werden. Wer nicht mit einem C++ Compiler vertraut ist, ist auf die Hilfe eines freundlichen Mitmenschen angewiesen, der ihm die Dateien kompiliert. DREAM_V.0 ist mittlerweile eine ernst zu nehmende Alternative zum DRM Software Radio geworden. Das Programm läuft absolut stabil und benötigt weniger Rechenleistung als die ersten Versionen. Inzwischen ist auch der Empfang von Bildern möglich, und das Programm kann ein Log-File mit Empfangsergebnissen schreiben. DREAM ist sehr tolerant in Bezug auf die Frequenzlage des DRM-Basisbands und scannt den gesamten Bereich zwischen 0 und 24 khz. Als zusätzliche Betriebsart ist der analoge AM-Empfangsmodus wählbar. Der DRM-Empfänger ist damit auch für den klassischen Rundfunk auf Lang-, Mittel- und Kurzwelle verwendbar. In einer der nächsten Ausgaben werden wir noch einmal auf die Software-Decoder zurückkommen. Die DRM-Programme eignen sich für alle Windows-Versionen ab Windows 98 (also 98, 2000, NT und XP). ren sollte man nicht vergessen, die Setup-Daten zu speichern, damit sie beim nächsten Start wieder zur Verfügung stehen. Übrigens werden auch noch andere Daten gespeichert. Dazu gehört die aktuell eingestellte Frequenz. Das Programm beginnt also beim nächsten Start genau dort. Auch alle Stationstasten können mit eigenen Frequenzen belegt und in der Setup-Datei gespeichert werden. Übrigens kann die Datei auch mit einem Texteditor bearbeitet werden. Wer also gegen alle gut gemeinten Ratschläge seine DDS übertakten will und einen Quarzoszillator mit 60 MHz einbaut, der kann hier die neue Frequenz eintragen. Ansteuerung mit VB Die Ansteuerung der Abstimmung durch den PC eröffnet zahlreiche Möglichkeiten, wie zum Beispiel mit Stationsnamen beschriftete Speichertasten oder eine timergesteuerte Anwahl bestimmter Wunschprogramme. Außerdem lässt sich die DDS auch für Messzwecke einsetzen. Um den Tatendrang der Leser nicht zu behindern, wird die Ansteuerung der DDS hier an einem einfachen Visual-Basic-Beispiel erläutert. Bild 9 zeigt die Oberfläche des Beispielprogramms. Es verwendet einen Schieberegler, Stationstasten und zwei editierbare Wunschfrequenzen. Eine für den Benutzer ausführbare Kalibrierung wurde nicht vorgesehen und die Kalibrierung stattdessen über Konstanten im Programm durchgeführt. Listing zeigt die beiden entscheidenden Prozeduren des Programms. Mit output (Data) werden jeweils 6 Bits in ein Register des AD983 geschrieben. Die Prozedur LO berechnet die Frequenz und die erforderlichen Registerinhalte des DDS-Bausteins. Die Ausgangsfrequenz wird durch einen 32-Bit- Wert eingestellt, wobei ein Schritt 0 MHz/2 32 = 0,064 Hz beträgt. Die Zuordnung der Register und ihre Adressierung im oberen Teil des 6-bit-Steuerworts wird im Datenblatt des Bausteins genau erläutert. Das Programmbeispiel zeigt die entscheidenden sieben Registerinhalte zur Einstellung einer Frequenz. Ein Frequenzwert wird auf vier Bytes aufgeteilt, die in vier Teilregister übertragen werden. Oben im Quelltext des Programms findet man zwei Konstanten, die angepasst werden müssen, um die Frequenz zu kalibrieren. Die notwendigen Daten erhält man aus dem fertigen Anwenderprogramm zum Empfänger. XTAL = 0000 steht für die genaue Frequenz des Quarzoszillators. IF=4 legt die Zwischenfrequenz fest. Bei einer festgestellten Frequenz von zum Beispiel 466,3 khz beträgt die Zwischenfrequenz 466,3 khz 2 khz = 44,3 khz. Die Ansteuerung der RS232 verwendet ein BAS-Modul, das bereits in [3] vorgestellt wurde. Bild 9. Die Oberfläche des Visual-Basic-Beispielprogramms zur Steuerung der Abstimmung. (03036-)e Literatur: [] H. Weber, Digital Radio Mondiale, Elektor 2/2002, S. 62 [2] B. Kainka, DRM im Selbstversuch, Elektor 2/2003, S. 66 [3] B. Kainka, Elektronik am PC, Visual Basic in der Praxis, Elektor 2002 [4] Kainka/Schneider, DRM-Empfangspraxis, Franzis /2004 Elektor 2