PSK31 – Tipps und Tricks für Einsteiger

PSK31 ist eine digitale Betriebsart im Amateurfunk für die Textübertragung. Der Einsatz findet vorwiegend auf den Kurzwellenbändern statt. PSK31 ist in etwa so empfindlich wie Telegrafie und kommt mit Übertragungsbandbreiten von unter 50 Hz aus. Zudem gibt es kostenlose Programme für die Soundkarte, welche relativ einfach mit dem SSB-Transceiver verbunden werden können. Dies alles hat zu der großen Beliebtheit von PSK31 im Amateurfunkbereich beigetragen.

Seit wann gibt es PSK31? Es begann im Jahre 1998 mit dem Aufkommen von DSP-Boards, für die neue digitale Betriebsarten wie PSK31 und MT63 entwickelt wurden, die wesentlich empfindlicher als RTTY und Amtor waren.  Folgende Seiten geben einen Eindruck von der damaligen Zeit:


Screenschot des ersten Soundkartenprogramms für PSK31 und Windows von G3PLX, welches ab Dezember 1998 kostenlos im Internet verbreitet wurde. Es hatte noch keine Funktion für Textbausteine und löste dennoch weltweit eine explosionsartige Verbreitung von PSK31 aus.

Was brauche ich für PSK31? Einen SSB-fähigen Kurzwellentransceiver, einen Rechner mit Soundkarte, ein einfaches Soundkarten-Interface für die Potenzialtrennung und PTT-Steuerung und ein Soundkartenprogramm, das meistens kostenlos ist.


PSK31-Station mit einem alten Notebook IBM Thinkbad 390e, Linux Wary Puppy als Betriebssystem und Fldigi als Soundkartenprogramm. Im Hintergrund das selbst gebaute Interface, mein Yaesu FT-747GX und ganz rechts ein umgebautes ATX-Schaltnetzteil.

Das Soundkarteninterface: Über ein Soundkarteninterface wird der Mikrofoneingang des Transceivers mit dem Line-Out-Anschluss der Soundkarte verbunden, um senden zu können. Für den Empfang muss der NF-Ausgang des Transceivers mit dem Line-IN-Anschluss der Soundkarte verbunden werden. Das Soundkarteninterface sorgt für eine Pegelanpassung und Potenzialtrennung. Die PTT-Steuerung ist für eine serielle Schnittstelle sehr einfach aufgebaut. Viele moderne Rechner besitzen jedoch keine serielle Schnittstelle mehr. Dann reicht ein einfacher Adapter von USB nach RS232 aus, um die PTT zu steuern. Es reicht ein einfacher Adapter, da nur RTS und DTS für die PTT angesteuert werden.


Selbst gebautes Interface für digitale Betriebsarten und einer PTT-Steuerung.

Die Soundkartenprogramme für PSK31: Es gibt eine Vielzahl von PSK31-Programmen für die Soundkarte. Meine Favoriten sind die kostenlosen Programme Fldigi und Digipan. Fldigi kann für Windows, den Mac und Linux eingesetzt werden. Digipan und Flgidi laufen auch auf sehr alten und langsamen Notebooks, für die es sonst keine Verwendung mehr gäbe.

Fldigi kann neben PSK31 noch sehr viele andere digitale Betriebsarten. Fldigi läuft bei mir unter Windows und Linux. Viele Transceiver lassen sich mit Fldigi über die CAT-Schnittstelle steuern. Außerdem kommuniziert auf Wunsch das Programm mit folgenden Webseiten:

Eine deutschsprachige Anleitung von DM3ML zu Flidigi bietet die PDF-Datei unter https://web.archive.org/ … www.mydarc.de/df5jl/resources/fldigi_dm3ml.pdf.


Screenshot von Fldigi. In der Wasserfallanzeige sind PSK31-Stationen zu sehen. Das breite Signal stammt von einer BPSK63-Station. Bei Fldigi lassen sich die Textbausteine ganz einfach programmieren, in dem Sie mit der rechten Maustaste die Knöpfe oberhalb der Wasserfallanzeige anklicken.

Wie wird auf eine PSK31-Station abgestimmt? Auf dem 20m-Band zum Beispiel stellen Sie Ihren Transceiver fest auf 14,07 MHz USB (oberes Seitenband) ein. Dann beobachten Sie im Wasserfall die gelben Linien auf blauem Grund (siehe Bild oben). Jede Linie entspricht einer Station. Mit der linken, gedrückten Maustaste ziehen Sie die rote Markierung (rote Doppellinie) auf die gewünschte Station, die Sie dekodieren möchten. Wenn Sie die AFC eingeschaltet haben, rastet das Programm genau auf die Frequenz der Station ein. Wenn Sie die Option Monitor wählen, können Sie alle Stationen gleichzeitig mitlesen, die innerhalb ihrer SSB-Filter-Bandbreite zu empfangen sind. Stationen, die gerade CQ rufen, werden zudem farblich hervorgehoben.

Wenn Sie selbst CQ rufen wollen,  wählen Sie sich wieder auf der Wasserfallanzeige mit der Maus ein Frequenz aus, auf der eine gewisse Zeit keine Station zu sehen war. Halten Sie zu den Nachbarstationen einen Sicherheitsabstand von etwa 100 Hz. Problematisch ist es, wenn Stationen, welche sich in der toten Zone befinden, nicht bemerkt werden. Deshalb kommt es ohne böse Absicht oft zu Doppelbelegungen der Frequenz. Wenn Sie den Transceiver 1 kHz höher stellen und am oberen Rand des PSK31-Gewimmels CQ rufen, haben Sie oft mehr Chancen gehört zu werden und weniger Stress.

Welche Varianten von PSK31 gibt es? Es wird zwischen BPSK31 und QPSK31 unterschieden. Bei BPSK31 ist es egal, ob im untereren oder oberen Seitenband gesendet wird. Bei QSPK31 müssen sich Sender und Empfänger auf das gleiche Seitenband einigen. Mehr zu diesen Modulationsarten ist unter http://de.wikipedia.org/wiki/PSK31 zu finden. Durchgesetzt hat sich BPSK31, obwohl QPSK31 eine robustere Übertragng ermöglicht. Es gibt noch Varianten mit höheren Übertragungsgeschwindigkeiten wie zum Beispiel BPSK63, welche auch eine größere Bandbreite benötigen. BPSK63 ist bei Contesten beliebt.

Wie klingt PSK31: Eine einzige PSK31-Station klingt wie ein leicht trillerndes Pfeifen. Meistens hört man aber aus dem Lautsprecher viele Stationen gleichzeitig. Das nachfolgende Video gibt einen Eindruck davon:


So klingen viele PSK31-Stationen, welche gleichzeitig innerhalb der Bandbreite eines SSB-Fonie-Kanals zu empfangen sind.

 

So klingt eine einzelne BPSK31-Station (Für die Wiedergabe muss Ihr Browser HTML5 können).

Auf welchen Frequenzen wird PSK31 gesendet? Die angegebenen Frequenzen beziehen sich auf die Anzeige im Display des Transceivers, der immer – auch unterhalb von 10 MHz – auf USB (oberes Seitenband) steht. Da das SSB-Filter für Phonie eine Bandbreite von etwa 2,4 kHz liefert, können auf einer Wasserfallanzeige eine Vielzahl von PSK31-Anzeigen gleichzeitig gesehen und empfangen werden. Die Frequenzen finden Sie unter http://de.wikipedia.org/wiki/PSK31#Frequenzen.

Braucht mein Empfänger ein besonders schmalbandiges Filter? Die Soundkartenprogramme arbeiten bereits mit schmalbandigen DSP-Filtern, so dass in der Regel kein zusätzliches Filter notwendig ist. Allerdings hat jede Soundkarte einen begrenzten Dynamikumfang, so dass besonders starke Stationen in unmittelbarer Nachbarschaft den Empfänger so weit herunterregeln können, dass ein Empfang nicht mehr möglich ist. Dann wäre zur Ausblendung solcher starken Stationen ein schmalbandiges Filter im Empfänger hilfreich.

Muss mein Transceiver besonders frequenzstabil sein? Auch ältere SSB-Transceiver erfüllen problemlos die Anforderungen an die Frequenzstabilität, denn die Soundkartenprogramme haben eine zuschaltbare AFC-Funktionen, so dass die Frequenz auf dem Wasserfall immer nachgeführt wird. Verwenden Sie aber nie die Funktion „Clarifier“, da sonst die Empfangsfrequenz nicht mehr genau auf der Sendefrequenz liegt.

Was mache ich, wenn meine Modulation bei PSK31 eine zu hohes IMD hat? PSK arbeitet mit Phasenmodulation. Eine schlechte Modulation durch Verzerrungen führt zu einer Erhöhung der Bandbreite des ausgesendeten Signals. Dadurch wird Sendeenergie verschwendet und andere Stationen werden zudem gestört. Das IMD sollte kleiner als -20 dB sein. In der Regel werden IMD von -30 dB erzielt. Soundkartenprogramme für PSK31 können meistens das IMD der Gegenstation anzeigen. Allerdings entstehen ab und zu Fehlmessungen durch den Übertragungsweg. Folgende Ursachen können für ein hohes IMD verantwortlich sein:

1. Nichtlinearitäten des Senders, besonders bei zu hoher Aussteuerung. Mehr als 50 Watt sollte man einer 100-Watt-Endstufe nicht zumuten. 30 Watt sind üblich und reichen meistens für PSK31-Verbindungen.

2. Die Soundkarte selbst. Insbesondere billige Soundkarten für ein paar Euro im USB-Stecker-Gehäuse sind oft völlig ungeeignet, da die notwendige Filterung des Klasse-D-Endverstärkers aus Kostengründen unterlassen wurde. Zudem können diese billigen USB-Soundkarten Empfangsstörungen verursachen.

3. Falscher Soundkartentreiber. Obwohl die Soundkarte aus dem Lautsprecher gut klingt, kann der Treiber für Digi-Modes ungeeignet sein. Geeignete Treiber findet man direkt auf den Seiten des Herstellers der Soundkarte, des Chipsatzes oder des Mainboards.

4. Zu hohe Aussteuerung des Line-Ausgangs. Eine Mittelstellung scheint in den meisten Fällen optimal zu sein.

5. HF-Einstrahlung in den Mikrophon-Eingang des Senders. Abhilfe schaffen neben abgeschirmten Leitungen Ringkerne, um die ein paar Windungen der abgeschirmten NF-Leitung gewickelt werden.

6. Sie erhalten auch ein schlechtes IMD, wenn Sie einen Dynamikkompressor eingeschaltet haben. Ein Dynamikkompressor darf nicht eingeschaltet sein.


Sehr breitbandiges PSK31-Signal auf der Wasserfallanzeige, das durch eine ungeeignete Soundkarte zudem noch mehrfach ausgestrahlt wurde.


Links: Einwandfreies BPSK31-Signal. Rechts: Übersteuertes BPSK31-Signal.

Das IMD der empfangenen Station kann von den meisten Soundkarten angezeigt werden. Für ein schlechtes IMD kann auch der Übertragungsweg selbst sorgen. Dies passiert insbesondere durch Mehrfachempfang auf dem 80m- und 160m-Band. Für EME (Erde-Mond-Erde-Verbindungen) hat sich PSK auch als ungeeignet erwiesen. Ein schlechtes IMD kann auch durch ein verrauschtes Signal fälschlicherweise angezeigt werden.

Einsatz einer zweiten Soundkarte: Soundkarten gibt es günstig für den USB-Anschluss in einem kleinen Gehäuse. Diese können Sie zusätzlich zu der im Rechner eingebauten Soundkarte verwenden. Mit der USB-Soundkarte können Sie Musik hören oder Skype betreiben, während Sie mit der internen Soundkarte gleichzeitig in digitalen Betriebsarten unterwegs sind. Eine zweite Soundkarte erspart Ihnen das Umstecken an der Soundkarte.


Eine USB-Soundkarte im Steckergehäuse. Nicht alle Modelle sind für digitale Betriebsarten geeignet.

Soundcard-USB-Interface: Auf dem Markt existieren Soundkarten-Modems wie zum Beispiel SignaLink, welche mit einem einzigen Kabel an die USB-Schnittstelle des Rechners angeschlossen werden. Sie enthalten eine hochwertige USB-Soundkarte, einen USB-Hub und einen Wandler von USB auf RS232 (serielle Schnittstelle), wodurch die CAT und PTT gesteuert werden können. Für die NF ist noch eine Potenzialtrennung vorhanden. Dadurch kann der Transceiver über ein einziges USB-Kabel betrieben werden und die normale Soundkarte des Rechners wird nicht belegt.

Wer Lust hat, kann sich so ein Interface selbst bauen, in dem er eine geeignete USB-Soundkarte, ein USB-Hub und ein Interface von USB auf RS232 ausschlachtet und dies alles und mit weiterer Elektronik für die Potenzialtrennung selbst verdrahtet und nach Möglichkeit gleich in den Transceiver integriert. Das Ergebnis wäre ein Transceiver, der sich über ein einziges USB-Kabel direkt an den Rechner anschließen lässt.

Nachteile von PSK31: Da es sehr schmalbandig ist, kann es leicht gestört werden und es können Übertragungsfehler auftreten, die aber in einem normalen QSO kaum stören. Auf den unteren Bändern können Besonderheiten der Ausbreitungsbedingungen manchmal die Phasenmodulation so stark verzerren, dass trotz hoher Feldstärken eine lesbare Demodulation stark erschwert wird. Dann sind Modulationsarten wie Olivia, Contestia oder MFSK16 die bessere Wahl.

Betriebstechnik: Mit dem Aufkommen von Soundkartenprogrammen, welche die Möglichkeit bieten Textbausteine zu versenden, hat sich eine standardisierte Abwicklung des Funkverkehrs durchgesetzt. Mit Textbausteinen werden Sprachgrenzen überwunden und Menschen, die sich mit dem Eintippen der Buchstaben schwer tun, können auch am schriftlichen Funkverkehr teilnehmen. Das persönliche QSO bleibt dann allerdings auf der Strecke. Es wäre kein Problem ein Programm zu entwickeln, dass die entscheidenden Stichwörter erkennt und dann die entsprechenden Textbausteine modifiziert und vollautomatisch abschickt. PSK31-QSOs könnten dann ohne Eingriffe des Funkamateurs über Monate vollautomatisch ablaufen. Möglich wäre das schon jetzt. Doch niemand will das wirklich.

Wie die Textbausteine gestaltet sein sollen, ist jedem selbst überlassen. Lassen Sie sich von den anderen QSOs inspirieren und übernehmen Sie das, was Ihnen gefällt. Vermeiden Sie Großbuchstaben, da diese für die Übertragung mehr Zeit brauchen. Wenden Sie die CW-Abkürzungen und Q-Gruppen großzügig ein. Sie sparen ebenfalls Zeit und sollten von allen Funkamateuren verstanden werden. Überlegen Sie sich, welchen Sinn langatmige und überschwängliche Verabschiedungsfloskeln machen, da sie zudem unglaubwürdig sind. Ist es wirklich wichtig zu wissen, wie groß Ihre Festplatte ist und ob dies Ihr PSK-QSO Nr. 3528 ist? Viel interessanter ist es Ihre Spezialinteressen innerhalb des Amateurfunks zu erfahren, mit welcher Antenne Sie gerade arbeiten und ob Sie gerade etwas verwenden, was Sie selbst gebaut haben. Interessant sind auch die aktuellen Wetterdaten. Vielleicht finden Sie Gemeinsamkeiten, wenn Sie ein paar persönliche Dinge oder interessante Details Ihrer Station verraten?

PSK31 mit dem Smartphone empfangen und senden: Dies ermöglicht das kostenlose Programm PocketDigi, mit dem Sie PSK31-QSOs auf Smarthphones fahren können, ohne einen PC einsetzen zu müssen.


PSK31 auf einem Smartphone mit PocketDigi.

PSK31 und Selbstbau: Da es reicht den Transceiver auf eine fest eingestellte Frequenz einzustellen, um eine Vielzahl von PSK31-Stationen zu empfangen, konnte der Selbstbau relativ einfach gestaltet werden. Dieser Gedanke wurde zum Beispiel mit dem Warbler umgesetzt, welcher einen TRX ausschließlich für PSK31 auf dem 80m-Band darstellt.


DC-Empfänger für PSK31 für 80m oder 40m nach DM2CQL als Bausatz für den Anschluss an die Soundkarte.