Einfacher Mittelwellenkonverter für einen DVB-T-USB-Stick
DVB-T-Sticks, die es für wenige Euro gibt, können mit geeigneter Software als Empfänger von etwa 25 MHz bis je nach Typ weit über ein GHz genutzt werden. Mit einem Up-Konverter kann auch der Frequenzbereich ab Längstwelle empfangen werden. Nachfolgend eine einfache Schaltung, die für den Mittelwellenrundfunkempfang ausgelegt ist.
Wer mit DVB-T-Sticks noch nicht vertraut ist, möge unbedingt zur Einführung "DVB-T-USB-Sticks als Scanner von 9 kHz bis über 1 GHz" lesen.
Beschreibung des Up-Converters: Der Up-Converter besteht aus einem SA612 als Mischer, dem ein 125-MHz-Oszillatorsignal eingespeist wird, so dass alle empfangen Frequenzen um 125 MHz nach oben verschoben werden. welche vom DVB-T-USB-Stick empfangen werden können. Eine Oszillatorfrequenz von 100 MHz wäre ungeeignet, da dann die Ausgangsfrequenzen bei beim Empfang von 0 bis 8 MHz auf das UKW-Rundfunkband fallen, was Störungen verursachen kann. Empfangsversuche sind auch mit einer Oszillatorfrequenz von 33 MHz gelungen. Allerdings war in diesem Frequenzbereich der DVB-T-Stick nicht sehr empfindlich.
Ein Eingangsfilter als Tiefpass mit einer Grenzfrequenz von etwa 1,8 MHz verringert die Gefahr von unerwünschten Mischprodukten. Selbstverständlich kann das Eingangsfilter weggelassen werden, um auch in den Genuss eines Kurzwellenempfangs zu kommen. Tauglich ist dieses Schaltungskonzept für den Empfang von Rundfunksendern, wobei schwache Amateurfunkstationen im Rauschen untergehen. Wer Amateurfunk damit empfangen möchte, sollte eher zu einem Konzept mit einem Diodenringmischer greifen. Experimente in dieser Richtung stehen noch aus. Die hier vorgeschlagene Schaltung ist also nur Anregung für eigene Versuche zu verstehen.
Schaltbild des Up-Converters für Mittelwelle.
Der Up-Converter wurde in der Manhattan-Style-Technik aufgebaut. Diese Technik stellt mit seiner großen Massefläche ein ein einwandfreies Massepotenzial zur Verfügung. Im Schaltbild nicht eingezeichnet ist der 78L05, welcher die 5 Volt als Betriebsspannung liefert. Die Stromaufnahme beträgt etwa 20 mA und kann über den USB-Anschluss bezogen werden. In dem DiL-16-Gehäuse sind die HF-Übertrager enthalten, welche aus einer alten LAN-Karte ausgeschlachtet wurden.
Quarz-Oszillator-Baustein für 125 MHz. Anschlussbelegung: Oben links: Betriebsspannung (meist 5 Volt oder 3,3 Volt). Oben rechts: Ausgangsspannung. Unten links, durch eine spitze Ecke gekennzeichnet: kein Anschluss. Unten rechts: Masse.
Der Antenneneingangspegel ist bei langen Antennen mit dem Poti unbedingt abzuschwächen, da sonst der SA612 übersteuert, was sich vor allen Dingen durch Rauschen bemerkbar macht. Der optimale Pegel lässt sich dann unter "Configure" des Programms SDRSharp finden. Der Pegel ist dort von Hand mit dem Schieber "RF Gain" auf minimales Rauschen einzustellen. Ist die Verstärkung zu hoch, steigt das Rauschen durch Übersteuerung. Ist die Verstärkung zu niedrig, nimmt das Rauschen ebenfalls zu. Bei einer 30 Meter langen Antenne musste am Abend der Antennenabschwächer fast auf Null heruntergedreht werden. Trotzdem konnte der Deutschlandfunk durch Kreuzmodulation des Mischers SA612 auf einigen Frequenzen empfangen werden, auf welchen er überhaupt nicht sendet.
Im länglichen DiL-16-Gehäuse befinden sich die HF-Übertrager, welche ich einer alten LAN-Karte entnommen habe. Die Übertrager können aber auf kleinen Ferritringkernen selbst gewickelt werden. Dann kann für eine bessere Anpassung auch ein besseres Windungsverhältnis gewählt werden. Der SA612 hat bei symmetrischer Ankopplung eine Impedanz von 3 kOhm. Der Antenneneingang des USB-Sticks hat 75 Ohm.
Ich würde nicht versuchen die Schaltung auf einem Steckbrett nachzubauen. Bei einer Oszillatorfrequenz von 125 MHz ist eine große und damit eindeutige Massefläche notwendig, wie sie auf dem obigen Foto zu sehen ist. Die gleichen Überlegungen gelten auch für das Vorhaben, die Schaltung "ordentlich" auf einer geätzten Leiterplatte aufzubauen. Oft funktionieren die ersten Leiterplatten-Entwürfe nicht oder nicht zufriedenstellend, weil die Masseführung ungünstig gewählt wurde.
Der Widerstand R5 setzt die 5 Volt Betriebsspannung auf etwa 3,3 Volt herab. Ich habe nicht herausgefunden, ob der verwendete Oszillatorbaustein bei 3,3 Volt oder 5 Volt betrieben werden soll. Er funktioniert aber auch bei 3,3 Volt und zur Sicherheit habe ich mich für die niedrigere der beiden Spannungen entschieden.
Teil des Mittelwellenbands in der Wasserfall- und Spektrumdarstellung des Programm SDRSharp. Alle Stationen, welche besser als -30 dB sind, lassen sich gut empfangen.
Hörproben: Empfangsort: Schweden, Antenne: 30 langer Draht ins Freie. Empfänger: verbesserter Up-Converter mit DVB-T-Stick und der Software SDRSharp. Rauschunterdrückung war eingeschaltet. AM-Filterbandbreite etwa 6 bis 7 kHz. Für die Jagd nach Rundfunkstationen ist http://www.mwlist.org/mwlist_quick_and_easy.php empfehlenswert.
Hörprobe des ägyptischen 1000 kW starken Rundfunksenders ERTU Al-Barnameg al-Aam auf 819 kHz aus Alexandria am Abend des 30. 11. 2013 (Lage in Google Maps).
Deutschlandfunk auf 1422 kHz, aufgenommen am Abend des 29. 11.
France Bleu aus Straßburg, 1278 kHz, am Abend des 30. 11. gegen 22:00 MEZ.
Voice of Russia, Kaliningrad, 1215 kHz.
BBC Wales, 100 kW, 882 kHz.
BBC Radio Ulster, Nordirland, 1341 kHz.
Genaue Frequenzanzeige in SDRSharp erreichen: 1. Ohne Konverter arbeiten und einen UKW-Sender bekannter Frequenz empfangen 2. Unter Configure die Frequency Correction durch Probieren eingeben, bis in den Sprechpausen der Träger des UKW-Senders in der Spektrumanzeige exakt die richtige Frequenz trifft. Dazu die höchstmögliche Auflösung der Spektrumsanzeige (Resolution) wählen. 3. Mit dem Up-Converter eine Rundfunktstation bekannter Frequenz empfangen und durch Subtraktion die Frequenz des Oszillators im Up-Converter ermitteln und unter Shift als negative Zahl eintragen.