Balun 1:2 pro QUAD KV anténu

 Asi po 2 letech jsem se dostal k Pavlovi OK1PVT. Chtěl změřit anténu - delta loop co má na KV.  Návštěvu jsem spojil s kolaudací kuchyně.  Mimochodem perfektní! Teda kuchyně, anténa ne... Anténa vlastně je taky skoro perfektní. Na 7,14,21 a i na desetimetru je swr přímo parádní:

7,146MHz  - SWR 1,3

10,3MHz    - SWR 2,0

14,18MHz  - SWR 1,4

18,0MHz    - SWR 2,0

21,3MHz    - SWR 1,1

28,36MHz  - SWR 1,2

Bohužel asi nejvíc používaná 80m je špatná - nejlepší SWR je na 3,64MHz a to SWR 4,7 :-(

Anténa tam rezonuje, je tam vidět "korýtko" , ale impedančně to je špatné a tuner v TRXu už na to nestačí. I kdyby stačil, bude to k ničemu, neboť mezi tunerem a delta loopem je několik metrů koaxu 50ohmů a vznikají tam už veliké ztráty. 

Samozřejmě by bylo nejlepší, kdyby byl tuner přímo u antény a doladění impedance probíhalo u napájení smyčky. Ale to je moc komplikovaný setup. Ideální by tedy bylo, aby ta smyčka měla i s přizpůsovovacím obvodem v celém KV pásmu ideálních 50Ohmů. Ale to je problém, zejména na zmíněných 80m.  Antény bývají nízko nad zemí a impedance je pak mnohem menší , než ideálních 200 Ohmů.  A při 1:4 balunu transformovaných 50Ohmů je pak přizpůsobení špatné. . Na webu  popisuje podobné zkušenosti např. DK5EC  Ve svých měřeních uvádí, že na 80m bandu dosáhnul nejlepšího přizpůsobení připojením smyčky přímo k 50Ohm napaječi. 

Pavel OK1PVT ještě zkusil pro jistotu vyměnit balun, který jsem měl z doby, kdy jsem jej měřil a tvořil  pro OK1MJG.

 Bohužel anténa se chovala stejně. Až pokus připojit smyčku "na hulváta" rovnou ke koaxu ukázal v podstatě to, co popisuje DK5EC. Anténa již šla vyladit interním tunerem.  Ovšem připojení antény rovnou ke koaxu je úplně špatně, přechod ze symetrického na nesymetrický systém způsobuje problémy. Může vyzařovat napaječ a byť je SWR OK, může se to chovat špatně. Ideální by bylo tedy pro 80m band nahradit balun 1:4 balunem 1:2.  A zkusit anténu změřit.  Může nastat situace, kdy se SWR na 80m zlepší, ale na vyšších pásmech, kde impedance smyčky je již vyšší bude SWR horší.   Nebo bude impedance smyčky na 80m blíže k 50Ohmům a pak transformace 1:2 nebude dávat žádný smysl a bude potřeba jen převod 50/nesymetrických na 50/symetrických.

Jinak, než že se to vyzkouší to nepůje. Už tak je jasné, že když nebude tuner u napájení smyčky, bude se muset balun nejspíš přepínat. Původní pro pásmo 40 - 10m a jiný pro 80metrů band. Tahat další anténu jen kvůli 80m je také možnost, ale přepínání balunů by bylo snažší. 

Takže to bude chtít balun 1:2 pro 80m band. Minimálně otestovat, co to udělá. Jenomže 1:2 není až tak jednoduchá věc, jako 1:4. 

Na webu lze nalézt inspiraci , např od OE7OPJ:

 Jenomže problém u tohoto zapojení je ten, že střední vodič koaxu je přímo spojen s jednou stranou smyčky. Je třeba předřadit před transformátor ještě "VF tlumivku" - balun 1:1.  

Nakonec jsem našel pěknou inspiraci zde:  https://www.hfkits.com/manual-12-balun-600-watts-for-delta-loop-quad-loop-antennas/    Popis používá jádra FT240-43.  Bohuže jsem takové jádro neměl, ale našel jsem ve svých zásobách menší FT140-43 čínského původu. 

 Jádro mělo 2x větší permabilitu než udává tabulka na webu: https://toroids.info/FT140-43.php

 Po chvíli laborací jsem dospěl k "ideálnímu" počtu závitů, s optimalizací pro 80m band.  Nejprve jsem  namotal na jedno jádro balun - impedanční transformátor 50/50ohmů:

 Opět jsem jako v případě, když jsem tvořil balun 4:1 vyrobil dva identické transformátory. Je to kvůli měření - pokud se zapojí oba za sebou , lze velmi dobře zjistit měřením průchozí útlum a udělat si obrázek o tom, na jakém kmitočtu jsou optimální ( nejlepší) parametry a hlavně, jestli se nám nebude někde ztrácet výkon.

 

 

 Změřený útlum na 3,6MHz je 0,3dB, což je vynikající hodnota. Musíme ji ještě dělit dvěmi - máme za sebou zapojena dvě trafa. 

Následně jsem namotal vlastní impedanční transformátor 1:2  a připojil za 1:1 transformátor:

 Na konci je připojen 100Ohmů smd rezistor:

 Celá setava se pak chová takto:

 SWR na 3,6MHz je 1,05, ještě na 10m je použitelné. Nicméně nejdůležitější je právě 80m band,

Opět jsem zhotovil další kompletní balun s tím rozdílem, že převodní transformátor 2:1 je namotaný jen 0,8mm drátem.narozdíl od původního s průměrem drátu 1,3mm:

Chtěl jsem vědět rozdíl v provedení s různými průměry drátu:

 

 A opět měření SWR druhého balunu se zátěží 100Ohmů:

 Výsledky jsou téměř identické, průměr drátu na trafu 1:2 nemá na parametry  téměř žádný vliv.  Možná by se naopak lépe  projevil vliv silnějšího drátu s tenší izolací. 

Samozřejmě jsem ještě oba kompletní baluny zapojil za sebe a změřil průchozí útlum celku:

 

    

Nejlepší útlum 0,5dB se kreje s nejlepším SWR. Je opět třeba dělit dvěmi, tedy vychází útlum na cca 0,25dB pro 80m. pásmo. Na 10 m bandu je pak průchozí útlum cca 1,1dB. 1,1 dB útlum se zdá poměrně malý, dalo by se říci zanedbatelný, nicméně při  100W výkonu je to ztráta 22,4W. Tento tepelný výkon by se ztrácel na jádrech a může způsobit jejich neznanedbatelné oteplení.  Oněch 0,25dB na 80m bandu pak činí přibližně 5,5W  při 100W výkonu z vysílače.

Při 1kW je to ale celých 55W a takový výkon je  již pro balun na  jádrech FT140-43 nepoužitelný. Maximum bych viděl někde okolo 200W trvalé nosné, případně 300W SSB.

Výše popsaný článek není přímo návodem, jak zhotovit balun podle počtu závitu a daného jádra. Je to spíše návod jak postupovat při použití jader, která nemají stejné parametry jako deklaruje výrobce. Ale hlavně je to popis postupu, jak se přesvědčit, že zhotovený balun bude funkční. Měření lze provádět i na jednoduchých VNA, které se dají pořídit na Aliexpressu už za cenu menší než 1000kč. V daném případě řešení špatného SWR by bylo ideální postupovat tak, že by se analyzátorem změřila přímo impedance smyčky na 80m pásmu a podle toho navrhlo další řešení přizpůsobení. Téměř jistě ovšem bude balun 1:2, nebo samotný transformátor 50/50ohmů na pásmu 80m funkční.

 

 

Předzesilovače z CDMA duplexeru

 O tom, jak přeladit duplexer z CDMA jsem psal tady. Vada na kráse byla, že uvnitř jsou dva pěkné předzesilovače, které ale bohužel nebylo možno použít. Důvod byl jednoduchý - z desky předzesilovačů vedlo na sytémový konektor celkem 12 drátů. Bohužel se mi nepodařilo sehnat jakoukoliv dokumentaci k tomu, poslal jsem několik e-mailů , zkoušel otravovat nějaké lidi, neúspěšně. Samozřejmě, dá se to namalovat, odměřit, ale to jsem nechal až jako poslední možnost. Dlouho jsem okolo toho chodil až špatné počasí venku mě donutilo se tomu věnovat a předzesilovaže zkusit reinkarnovat.Další z důvodů byl ten, že došly předzesilovače RAA-31 z NMT , které se často používají na převaděčích  i jako "bleskojistka" především ale pak kvůli tupějším vstupům používaných profi TRXu... 

Zprovoznil jsem kvůli tomu celý CDMA TRX, připojil na 48V, napájecí propojku k duplexeru a začal měřit.

Pokud byste to někdo chtěl také udělat podobně, ušetřete si nervy a rovnou zapojte na přívodní MODRÝ drát k napájecímu konektoru + 48V a na červený -48V. Nevím proč, ale nějaký umělec nejspíš někde v USA rozhodl, že proti zavedeným konvencím to udělají obráceně. Být to anglický výrobek, moc bych se nedivil. Jezdí tam po druhé straně a všechno dělají obráceně. Takže mě to stálo nějaký čas navíc, protože jsem celý TRX rozebral a usoudil, že ve vstupním EMI filtru bude zkrat. Nebyl. Byla tam krásná ochrana proti přepólování, ve formě 3 brutálních diod paralelně. Až popisky uvnitř na drátech za filtrem ukázaly , že prostě červený je mínus, modrý plus.

Po správném připojení naskočilo i napájení pro předzesilovače. Na konektoru desky lze pak pohodlně změřit všechna potřebná napětí. Když konektor na desce předzesilovače orientujeme tak, jak je na obrázku, tak při číslování z leva  ( od 1 do 14 ) je popis napětí na jednotlivých PINech. Dále pak barva drátu odpovídající číslu pinu v kabelu od systémového konektoru.

1)   15,13V    černá 

2) 15,13V   hnědá

3)  0V        modrá

4)   0V        fialová

5)   4,95V   rudá

6)  0V        šedá

7)  0,201V  bílo-černá

8)  2,82V  žlutá

9)  nezapojeno

10)  0,203V bílo-hnědá

11)  2,82V zelená

12) nezapojeno

13) 0,333 V   bílá

14)  3,23V oranžová

 

Zdá se to docela složité a náročné napájení a zprvu mě to docela znechutilo. Alespoň tam nejsou žádná záporná napětí. Po podrobnějším zkoumání jsem ale zjistil, že celá logika je vlastně úplně oddělená a slouží nejspíš jen k identifikaci  ( sernum. ) zařízení po nějaké sběrnici. Pro vlastní činnost obou předzesilovačů stačí napájení 15V na pinu 1,2, piny 3,4 jsou propojeny se zemí. druhý konektor nemusí být zapojen  Logika nejspíš obsahuje i nějaký obvod hlídání předpětí pro aktivní prvky, protože z obou modulů  předzesilovačů je kromě napájení 8V  vyvedený do logiky ještě jeden drát, ale není nutné cokoliv dalšího zapojovat. Pro napájení samozřejmě stačí  jen 12V , jako stabilizátor jsou použit 7808 obvod, kterým 12V naprosto stačí. 

Pro činnost preampů ted stačí  rozebrat kablík od sytémového konektoru a na vodiče černý+hnědý ( oba spojené na desce) přivést 12V. Zem pak na kostru duplexeru, nebo na vodiče  modrý+fialový ve svazku. Ostatní vodiče se nemusí zapojovat. Bohužel napájení obou předzesilovačů je propojené, nelze tedy zapojit napájení jen pro jeden předzesilovač bez toho, abychom museli zasahovat do zapojení. V tomto případě je třeba odpojit napájení od příslušného předzesilovače odškrábnutím propoje z výstupu stabilizátoru.Nebo odletovat, odštípnout výstupní nožičku stabilizátoru.

 

 

Na systémovém konektoru pak PINy 1+2 na desce odpovídají pinům  1+2  na konektoru, Piny 3+4 na desce pak jsou propojené na PINy  6+7  na systémovém konektoru: 

 Takže napájení máme hotové - co to tedy umí?  Oba dva předzesilovače jsou identické. Jak už to v profesionální praxi bývá, je  každý jeden předzesilovač řešený jako dvojitý - smetrický. V tomto případě ještě dvoustupňový. Profesionálové ví, proč se takové řešení používá, dvojité, symetrické vyvážené předzesilovače najdeme i ve vstupních dílech GSM technologií. Kromě větší  přebuditelnosti je tam  i vyšší intermodulační odolnost. Každý zesilovač totiž zesiluje jen  "polovinu"  ( rozuměj úroveň ) signálu a na výstupu se opět sloučí. Po pravdě netuším, proč se dodnes takové řešení nepoužívá u radiopamatérů a závodních setupů, kde právě přebuditelnost a intermodulační odolnost je jedna z klíčových vlastností preampu. Možná, že o tom jenom nevím, nebo to prostě není třeba....?

Stejně - symetricky  byl v dávné milulosti řešen výše zmíněný RAA-31 z NMT, nebo preamp, který je opět z dob NMT a byl montován s odlaďovačem pro TX ve vodotěsné krabici přímo pod NMT anténou:

 Tento měl navíc možnost řídit po napájení zisk pomocí polovodičových útlumáků AD220. Jako aktivní prvek byl použit GasFET CLY5. Tento preamp dodnes používám pro měřicí účely na 70cm bandu, na desce jsou osazená VF relé, která mohou celý preamp jednoduše  odstavit.

Ale zpět k předzesilovači v CDMA duplexeru. Zisk je cca 30dB. Je to rovné cca od 360 do 460MHz. Vstup je zatlumen 54dB útlumákem, a nastaven offset tak, aby byl na obrazovce SA přímo vidět zisk:

 

  Ještě dole na 2m bandu to má 12 dB zisk, zajímavější je, že  na 700MHz je zisk cca 22,6 dB. Čistě teoreticky by to mělo jít použít  i jako zesilovač pro TV signál.  Na měření šumového čísla nejsem vybaven, můj odhad je, že to bude určitě lepší než 1,5-2 dB. Co jsem ale chtěl zkusit a zkusil, protože na to je jednoduché je  zesilovač přebudit a změřit ho podobně, jako se měří PA.  Protože mi z SA leze jen -20dBm, použil jsem jeden předzesilovač jako zesílení na cca +10dBm. Nejprve jsem ověřil, že v této výstupní úrovni ještě zesilovač nelimituje. A zatlumeným výstupem budil druhý preamp.  K limitaci ( kompresi  1dB na výstupu ) druhého předzesilovače došlo při vstupní úrovni cca -7dBm. Výstupní úroveň ještě bez limitace je cca +22dBm ( cca 160mW !!!! )   a odpovídá max. vstupní úrovni -8 dBm. Z toho si jde udělat jakýž takýž obrázek, co předzesilovač umí a  hlavně jak se bude chovat. Berte prosím tento počin s rezervou, je to měření, které šlo udělat, ale samozřejmě by to chtělo nějaké kalibrované měření např šumového čísla.  Bohužel se mi nepodařilo dohledat datasheety použitých zesilovacích prvků. Pokud někdo má lepší internet než já, prosím dejte vědět, co tam je použito.  Na vstupu je obvod v mě neznámém čtvercovém pouzdře  o rozměru 1,85x1,85 mm a s označením 3PG (zmeřeno Uin= 0,56V, Uout=4V). Na výstupu  je pak použit  obvod v pouzdře SOT-223 a označením v prvním řádku 3301 a v druhém 9384AA  ( změřeno Uc 6,5V 150mA ). Detailnější obrázky předzesilovače  jsou na stránce o přeladění duplexeru do HAM pásma.

U jednoho z duplexerů co mám k dispozici je jeden z předzesilovačů nefunkční, má zisk "jen" cca 6dB. Stejnosměrným měřením jsem zjistil, že napětí na vstupu prvního prvku je stejné jako na výstupu 0V , polovodič tedy bude zničený.

 Předzesilovač jde využít i samostatně, po zakrytování a okonektorování např i jako odolný TV zesilovač. Ve spojení s duplexerem lze tedy použít předzesilovače přímo pomocí originálních N-N  propojek. Stačí zajistit jen 12V napájení.   Samostatně lze zapojit jen větev za duplexerem, nebo použít druhý např. pro příjem meteosond, nebo tak jak byl zamýšlený původně - pro diverzitní příjem samostatnou anténou.

 

 

Konektory - redukce

 Potřeboval jsem nutně kvůli měření na jednom zařízení a anténách nějaké redukce. Bohužel  taková redukce z 7/16 na N ve značkovém provedení není nijak levná. Neznačkové redukce jsou sice levnější, ale i tak trvá objednávka z Číny dlouho. A já to potřeboval nejlépe včera. Původně jsem chtěl vyrobit kabelové redukce, ale když jsem vyhrabal všemožné konektory ze zásob, zjistil jsem, že se dají k sobě napasovat rovnou bez kabelu. To se týká i spojky SMA-SMA, kterou jsem sice jednu z Aliexpressu vlastnil, ale je z ní již úplně ošoupané pozlacení, jak na tom šetřili. 

Nedělám si iluze o tom, že taková podomácku vyrobená redukce bude mít dobré parametry na GHz kmitočtech, ale dovolím si tvrdit, že na 23pásmo to ještě použít půjde. Pro 70cm, kde jsem potřeboval měřit bez problému. Nejvíc asi napoví obrázky. Asi by se to dalo vyrobit i lépe, minimálně v délce toho středního propoje nějakou vnější trubičkou okolo zajistit 50 Ohm impedanci, ale je to jenom "kousek" :-)

Podobně lze vyrobit velmi jednoduše i SMA-SMA spojku a spousty dalších "provizorních" ale funkčních redukcí:

              Lze využít různé podložky, kroužky a do těla většího konektoru například "utěsnit" panel SMA.

 

Příjem zkušebního vysílání DRM na 954kHz

    DRM – Digital Radio Mondiale je standard pro digitalizaci klasického AM vysílání. Digitálním zpracováním signálu pomocí modulace a komprese lze údajně dosáhnout srovnatelné nebo lepší kvality zvuku než u FM vysílání a zároveň lze snížit až pětkrát požadavky na výkon vysílače v porovnání s klasickým AM vysíláním. Dnes po celém světě vysílá s technologií DRM asi 75 radií. Nejvíce stanic vysílá z Evropy a z Asie. Seznam stanic si můžete prohlédnout zde.

  Historicky byly první testy technologie u nás provedeny v roce 2003 Českými Radiokomunikacemi ve spolupráci s Českým rozhlasem. vysílalo se na 774kHz z Hradce králové program stanice     ČRO 6.  První stále vysílání české stanice bylo spuštěno v roce 2006, a to mezinárodní vysílání ČRO 7 Praha z britského Rampishanu. Rádio vysílalo až do roku 2010, pak to vypli díky snížení rozpočtu od ministerstva zahraničí. V roce 2009 například začalo na technologii DRM vysílat All India Radio, které pokrylo až 600 milionů lidí.

Pilotní vysílání zahájily České radiokomunikace letos  v červenci a  spuštěné bylo kvůli ověřování a nastavení různých modulačních parametrů, pokrytí a dosah ve dne i v noci, využitelná kapacita sítě a odolnost proti rušení.

Signál DRM je šířen výkonem 3,1 kW z Českých Budějovic na kmitočtu 954 kHz z vertikálního příhradového anténního systému o výšce 107 m. Je  vysílána rozhlasová stanice ČRo Radiožurnál. ČRA pro příjem a vyhodnocení využijí specializované měřicí přístroje a také speciální přijímače SDR.

Nějaké podrobnosti lze nalézt např. zde. Podrobnosti o DRM standardu, typu modulace atd. jsou pak tady.

     Byť je vysílání jen dočasné a dle informací bude po nějaké době ukončeno, je mezi radioamatéry velký zájem si vyzkoušet toto vysílání zachytit/dekódovat. Možná to znáte – některé věci obecně nemají smysl, ani budoucnost, ale člověk je tvor zvídavý a musí si občas vyzkoušet i takové věci, které jsou jaksi zbytečné. U DRM zbytečné v tom smyslu, že tu již máme velmi slušné pokrytí DAB a na malém komerčním a dostupném přijímači lze zachytit spoustu stanic ve slušné kvalitě. Tak proč se o to pokoušet jinak? Proč takové „sebemrskačství“ ?  Protože je to výzva, protože o není tak jednoduché a na trhu na to chybí hotové přijímače.  Minimálně se při tom člověk něco naučí, nezblbne něco si vyzkouší a i když to nebude mít  budoucí reálné využití, může se zkušenost hodit.  V momentě, kdy zjistíte, že to funguje, jak se to ovládá a nastavuje, co to umí to ale zpravidla člověka přestane bavit. V mém případě to byla i sázka, když jsem prohlásil, že to doma v Klatovech musí jít poslouchat, když mám signál i na feritce.Tu jsem zkusil připojit pomocí jednoduchého zesilovače s legendárním BF245 rovnou k SA:

 

Výhoda tohodle zapojení je, že se feritová anténa nezatlumí nízkou impedancí SA a LC obvod je minimálně zatěžován vstupní impedancí tranzistoru. Bohužel BF245 se již nevyrábí a náhrady ve formě BF545 se k  bastlení nehodí, neboť jsou SMD.  SRI

 

Odstup je pouhých 10dB, na feritku to asi nepůjde. Chtělo by to ještě zesílit víc..
 

 Zkusil jsem stanici poslouchat na starém DRM přijímači HIMALAYA 2009, bohužel neúspěšně. Patrně díky starému ( úplně původní FW byl požkozený )  FW v přijímači, který neumí dekódovat AAC+. Novější nejde sehnat a FW co jsem sehnal umí jen kodek AAC. Nakonec  údaj MER na display  je jen cca 3,7 dB i s externí anténou a to je pro příjem nedostatečné. Sice display ukáže název programu, ale nic nedekóduje, ticho..

 

  Příjem DRM v amatérských podmínkách jsem zkoušel i pomocí mého transceiveru FLEX . A dále také pomocí RTL-SDR „klíčenky“ do USB portu a počítače. Už protože je to nejlevnější způsob, jak si DRM příjem „osahat“.  PC má dnes každý, SW lze stáhnout zdarma a RTL-SDR „dongl“ lze zakoupit za cenu do 300kč. Většina z nás ho ale stejně má někde v šuplíku. Je třeba použít verzi V3, která umí příjem i HF pásma. Já mám starší verzi V2, která umí přijímat v rozsahu cca 30-1700MHz. 

 

   Lze použít také, ale je třeba použít UP-convertor na vstupu , který  zkonvertuje signály z pásma středních vln někam  mezi oněch 30 – 1700MHz. Nebo mnohem jednodušeji použít mod „direct sampling“. Je to mod, který využívá samotný převodník v RTL-SDR ( bez tuneru ) a signál je zpracován přímo na  I nebo Q vstupech. Kdo ještě RTL-SDR nevyzkoušel, rozhodně doporučuji jako levný přijímač vyzkoušet, velmi dobře lze poslouchat na KV, VKV radioamatérská pásma včetně SSB signálů. Lze poslouchat  i  leteckou komunikaci  v AM na 120-130MHz, případně příjem ADS-B majáků letadel na 1090MHz včetně dekódování jejich polohy. Podobně velké lodě na moři.  Jde přijímat i profesionální služby v pásmu 80,160 a 450MHz včetně digitálních DMR sítí.     ( pozor nezaměňovat s DRM ). Jde přijímat i dekódovat polohu, a parametry meteorologických sond v pásmu 403MHz,   jde dekódovat různé FAX protokoly s počasím...  Existuje i experimentální SW, kterým lze přijímat a dále zpracovávat i GSM signály. Všechno výše popsané jsem osobně vyzkoušel a i když mám mnohem lepší přijímače, je právě RTL-SDR dongl ten, který se nebojím nechat trvale připojený na LW anténě na chalupě.  Prostě za málo peněz hodně muziky, ale je třeba vědět, jak RTL-SDR správně použít v tom či onom případě. 

   Při použití externí antény je třeba vždycky zajistit, aby se na vstup nedostaly nějaké nežádoucí silné signály VKV rozhlasu, TV a GSM, LTE vysílačů, které mohou být klidně o 50dB silnější, než úroveň žádoucího přijímaného kmitočtu. Vstup je širokopásmový a RTL-SDR má pouze 8 bitový převodník – vstup může zahltit právě nějaký silný místní signál. 8 bitů  zpracování A/D by mělo dle pravidla  1bit=cca 6dB mít dynamiku  8x6 = 48dB. V praxi jsem ale naměřil  víc, cca 55 – 60dB, vliv na to bude mít nějaké integrované AVC, nebo prosté matematické průměrování, které nejspíš převodník umí. Při určitých vzorkovacích kmitočtech ( 2000kHz ) jsem dokonce naměřil dynamiku  od cca -35dBm do  - 100dBm ( 65dB ) , ale při silných signálech od cca -50 dBm a méně se v pásmu začínají objevovat různé signály, které tam rozhodně být nemají.

   V praxi pro příjem DRM pomocí RTL-SDR ( a obecně SV a KV AM ) použijeme  nějakou dolní propust s mezním kmitočtem cca 15MHz, nebo přímo filtr na pracovní kmitočet, který chceme přijímat. Bez této „preselekce“ nemá vůbec žádný smysl se o cokoliv pokoušet s výjimkou např. přijmu FM VKV rozhlasu na „kus drátu“.  Nebo lze přímo na vstup připojit např. krátkovlnnou laděnou rámovou anténu, smyčku,  která má sama o sobě již slušnou selektivitu, případně feritovou anténu s ladicím kondenzátorem a případným zesilovačem. V mém případě jsem v QTH Klatovy použil pro příjem DRM z Českých Budějovic drátovou (LW) anténu délky cca 25m s dolní propustí 30MHz a preselektorem. Ten je původní pro pásmo 3,5 – 21MHz.  A úpravou (zvětšením indukčnosti pro 3,5MHz) jsem přidal ještě pásmo 800-1900kHz a naladil propustné pásmo na střed DRM signálu: 954kHz:

 

  Před vlastními pokusy jsem zkusil prohlédnout pásmo cca 500kHz – 1500kHz  spektrálním analyzátorem a zjistil několik silných  vysílačů.

 

 Signál DRM na 954 kHz je mezi nimi poměrně utopený - těsně vedle je nějaký signál na 985kHz.. Bohužel se ukázalo, že v pásmu jsou další silné signály, které nebyly vůbec vidět kvůli velkému kroku nastavenému na SA. Objevuje se např. signál na 515,625kHz s úrovní -41dBm, nebo 616kHz -38dBm. Signály jsou čisté nosné , v druhém případě modulované brumem 50Hz a nejspíš pocházejí z nějakých spínaných zdrojů v okolí. Jsou vidět jen při BW  nastaveném na 10Hz. Ve večerních hodinách se pak objevují silné signály zahraničních AM vysílačů.

   Pro příjem signálů pomocí RTL-SDR používám SW HDSDR ve verzi 2.80 .

 

 Připadá mi lepší než oblíbený SDRSharp ve kterém jsou nějaké chyby. Např. nefunguje dobře  výstup v režimu RAW, některé verze ve spojení s Ryzen procesory mrznou. Při použití v propojení s DREAMem  ( výstup  USB a příslušné posunutí f RX ) byl i o něco horší s/š než u HDSDR. Nepřišel jsem na to proč i když jsem laboroval s nastavením. SDRSharp také od verze v1700 změnil desing – pro mě nepříjemná změna. A také je třeba instalace runtime… L

  Do HDSDR je třeba přidat soubor  ExtIO_RTL2832.dll jinak nebude fungovat ovládání RTL-SDR donglu. Samozřejmě je třeba do systému nainstalovat driver „zadig“ RTL-SDR. Používám všude verzi 2.7, je funkční i na W11. Na deskách s Ryzenem nefunguje RTL –SDR v USB 3.0 portech. Hodně jsem se s tím vyvstekal u kamaráda, kde nechtěl RTL-SDR fungovat. Driver zadig hlásil úspěšnou instalaci, avšak RTL-SDR nebyl v systému vidět. Na Ryzenech (zkoušeno 1x stolní PC a 1x NTB)  je i nějaký další problém s RTL-SDR co používají tuner E4000, zřejmě nefunguje správně komunikace s tímto donglem, protože velmi dlouho trvá, než se tuner přeladí. Reakce na změny v SDRSharp jsou někdy neúměrně dlouhé a nastavování vyžaduje trpělivost.

  V HDSDR pak nastavujeme u RTL-SDR direct sampling:

 

 Šířku pásma na cca 9kHz a výstup digital. 

           

Úroveň volume v HDSDR nastavíme tak, aby signál na bargrafu v hlavní obrazovce programu DREAM nebyl  přebuzený - v červeném poli.

 

Já používám vzorkovací kmitočet 300kHz. Je  ale možné, že s jiným vzorovacím kmitočtem bude lepší odstup s/š, nevnikají pak například na vodopádu různé aliasy v užitečné šířce přijímaného spektra. Je třeba ostatní předvolené vzorkovací kmitočty vyzkoušet. V žádném případě neznamená, že pokud použijeme menší  vzorkovací kmitočet a uvidíme ve spektru jen menší šířku pásma s absencí silných signálů, že tam nemohou vadit. Pokud na vstupu SDR ten signál je, může vadit i když ho díky nastavenému kmitočtu samplování nezpracujeme a nevidíme na vodopádu!

   Pro vlastní dekódování jsem použil známý SW DREAM. S některými verzemi je problém, řve to, že chybí soubory wpcap.dll a packet.dll.  A nejde bez problému přepínat zvukové vstupy a výstupy. Pokud zkusíme přepnout zvukový vstup z interní zvukové karty např. na virtuální kabel, DREAM spadne.  Našel jsem ale starší verzi 2.1.1 , která je stabilní, nepadá, ale neumí zase dekódovat  xHE-ACC ( ACC+) .  Stačí ale do adresáře DREAM dokopírovat soubor faad2_drm.dll , který tam není nejspíše z nějakých licenčních důvodů. Pak dekódování funguje bezchybně. Kromě programu HDSDR, driveru ZADIG pro RTL-SDR a programu DREAm pro dekódování DRM je třeba ještě další program: WB CABLE. Jedná se o program, který zajistí virtuální propojení audio výstupu z programu HDSDR do programu DREAM. Jedná se o verzi virtuálního kabelu „zdarma“ podobné programy jsou i v placené verzi.

V HDSDR pak zvukový výstup nastavíme na vstup tohoto virtuálního kabelu, v DREAMu pak vstup nastavíme na výstup virtuálního kabelu. Zvukový výstup pak není směrován z HDSDR do reproduktorů ale do VB a zvukový výstup z Dreamu je třeba nastavit do reproduktorů.

Pokud dodržíme doporučená nastavení a odstup s/š v záložce Evaualtion dialog v programu DREAM jeSNR  alespoň 13-15dB, mělo by dojít k dekódování a přehrávání audio signálu:

 K zobrazení  parametrů DRM stanice v úvodní obrazovce programu DREAM stačí i menší odstup s/š.

 

Video z přehrávání DRM signálu na stolním PC:

Video youtube

 

   Nejhorší výsledky jsou ve večerních hodinách, signál je občas nedekódovatelný, zvedá se rušení . Mezi 4-16 hodinou  je příjem lepší, bezproblémový.  Nejsilnější signál bývá okolo 18-20 hodiny. I při této páře ale dekódování „zabije“ nějaký další rušicí signál:

 

   Bez anténního filtru, preselektoru to nefunguje.  Musíme si uvědomit, že signál jde prakticky rovnou na vstupní nohu převodníku/procesoru. A převodník použitého přijímače má jen 8bitů a jakékoliv přetížení má za následek poškození přijímaného signálu i když to na vodopádu nemusí být vidět. Oproti AM signálu je třeba bezchybně přijímat cca 9kHz široké pásmo. Zdá se , že použitý výkon 3kW je poměrně velký, ale proti CW signálu kde stačí šířka přijímaného signálu např. jen 100Hz  je  DRM mnohem více náročné.  Takový CW morse signál  v pásmu 1,8MHz s vyzářeným výkonem 1W je slyšitelný a dekódovatelný bez problémů po celé Evropě. U DRM jsou jiné poměry, jedná se vlastně o širokopásmový datový přenos  a i když je modulace poměrně odolná, musí být odstup signál/šum na nf straně přijímače alespoň 15dB. To samo o sobě znemožňuje kvalitní příjem v zarušeném prostředí s velkým šumovým pozadím. Obecně města, průmyslové aglomerace kde ruší dnes prakticky vše. Počínaje výkonnými měniči  FW elektráren přes indukční systémy ohřevu a konče levnými čínskými síťovými nabíječkami, kde výrobce ve snaze jakkoliv ušetřit neosazuje vstupní a výstupní filtry: http://ok1mhk.blogspot.com/2012/06/zdroj-k-ft-817.html

   Příjem v pásmu SV a KV znemožňuje i hojně rozšířené ADSL a VDSL byť provozované na symetrických kabelech vyzařuje a zvedá úroveň šumu na pozadí.

  To jsou patrně důvody bránící většího rozšíření DRM v praxi. Na rozdíl od DAB totiž jsou průmyslové lokality, kde je příjem dlouhých, středních a krátkých vln naprosto nemožný. I kvůli tomu já používám vzdálený RX na chalupě, kde je lokalita skoro rádiově čistá a vysílám pak ze svého QTH v Klatovech. A i s obyčejným SDR 8bit dongle mám na chalupě mnohem lepší příjem než ve městě. Šum na pozadí je tam  „jen“  S 6 , t.j na úrovni okolo  - 90dBm. Pro srovnání ve městě mám  šum v klidu na úrovni -70 až – 65dBm, některé frekvenční úseky ale i okolo -50dBm!!!

 Obecně lze vlastně pro příjem DRM použít jakýkoliv SDR přijímač a jeho výstup pomocí virtuálního kabelu poslat do proramu DREAM. Na stránce http://sdr.ipip.cz/hardware   je výčet dostupných SDR  přijímačů spolu s uvedenými parametry. S kvalitními SDR RX je příjem mnohem jednodušší, není třeba preselekce, SDR přijímače mají již zabudované nějaké vstupní propusti a hlavně mají mnohem větší dynamický rozsah díky použití A/D převodníků s více než 8 bity.

Pro úspěšný příjem jde využít i nějaký upravený SW analogový přijímač. Analogovým přijímačem je míněn i takový, který má digitální stupnici a zpracování signálu probíhá standardně pomocí jednokonverzního nebo dvojkonverzního směšovače a demodulátoru.  Je třeba vytáhnout ven z rádia výstup  MF na 450kHz ( 455, 465kHz ) a např. pomocí obvodu SA612  MF signál zkonvertorovat na 12kHz. A ten dál zpracovat zvukovou kartou v PC a programem DREAM. Problém tady může být s malou šířkou MF filtru, která je pro DRM nedostatečná. Proto se používá onen down konvertor a MF se připojuje před filtr.  DRM vysílání má oproti DABu jednu výhodu - pokud se provozuje na SW a KV, je možno využít velký dosah takového vysílání - typicky zahraniční vysílání. A oproti AM je tu samozřejmě vyšší kvalita zvuku a ve večerních hodinách nevadí případné uniky signálu dané šířením těchto delších vln v atmosféře Země. Na druhé straně jsou zatím stále drahé komerční přijímače. Plánuji vyzkoušet ještě DRM příjem někde v terénu, daleko od civilizace, nebo na chalupě. Je také dostupný SW pro Android na dekódování DRM za cenu cca 120kč. Telefon/tablet by pak měl umět po připojení SDR do USB přehrávat DRM signál:

Video

Video_2 

odkaz na APK  

Doplnění 14.11.2022

   Je až s podivem, kolik jsem dostal e-mailů a dotazů ohledně přijmu DRM. Zvlášť když se obecně ví, že to nebude mít pokračování a stanice v českých Budějovicích ukončí svoji činnost.  Bohužel nemám čas na každý dotaz  zvlášť odpovídat,  psát jednotlivcům. Nejdůležitější věci shrnu tady:

   Většina dotazu zní, jaké minimální úrovně musí být pro správné dekódování audia. Mnozí píšete, že vám sice úvodní obrazovka ukazuje informace o vysílání, ale není nic slyšet.

   Natočil jsem jedno video zobrazující, při jakých hodnotách SNR je ještě dekódování audia v pořádku. Na vstupu RTL-SDR mám attenuátor a vstup pomalu zatlumuji - je vidět, kdy se dekódování zastaví. Hodnoty, které jsou ve videu musíte mít, aby vám to hrálo. SNR pod 14-15dB už je špatně. To samé MSC/MER by mělo být více než 15dB, v podstatě je to nejdůležitější údaj. Na VIDEU je to vidět nejlépe.

Další dotazy jsou k filtru/preselektoru na vstupu RTL-SDR. Používám dolní propust v podstatě hned za LW anténou. Mám ji tam připojenou stále i kvuli QRM. 

Dolní propust je z nějakého vojenského zesilovače - pěkné provedení co snese bez problémů 100W VF z TX.

Za dolní propustí,která odlehčí RTL-SDR přijímači od GSM, LTE, FM a TV silných signálů používám pásmovou propust:

 Jedná se vlastně o sériový LC obvod ( v rezonanci má nejmenší impedanci ) který je připojen na nízkoimpedanční odbočku transformátoru. To je kvůli zvýšení selektivity, samotný LC připojený mezi porty sice také funguje, není ale tak selektivní.... Původní preselektor který jsem použil pochází z HAM bandu, kde jsem doplnil cívku pro střední vlny a přepínač. Protože to fungovalo a preselektor používám na remote RX, vyrobil jsem na kousku cuprextitu nový, jednopásmový pro SW. Přeladění je asi 400kHz - 1,7MHz, ladicí kond je 50-650pF a cívka je cca 80µH. Útlum je cca 1-2dB v celém pásmu, selektivita dostatečná na příjem DRM a AM rozhlasových stanic. Plánuji udělat zvlášť popis samotného preselektoru, zatím na to nemám čas.

Další věc, kterou používám ve spojení s RTL-SDR je attenuátor. Občas je třeba silný signál zatlumit aby nebyl přetížený převodník, někdy je dobré otestovat, při jakých úrovních signálu to , či ono ještě je poslouchatelné.

Pro kmitočty do cca 150MHz je použitelný tento v provedení "potenciometr":

Dodělané konektory, impedance 75 OHM nevadí. Důležitá věc -  méně (signálu) je někdy více. To souvisí i s přijmem DRM. Vůbec nejde o VF úroveň na vstupu. Ve videu je vidět pára S9+48dB. Krom toho, že S-metr je neocejchovaný, nemá úroveň signálu v určité míře vliv na kvalitu NF signálu, i když ve videu je vidět, že pokles o  na S9+44 způsobí rozpad dekódování. Během dne je dekódování bezproblémové i s úrovní cca S7- S9+10dB.

 Další dotazy jsou k Direct sampling "MODu".   Google na tento dotaz doplněný RTL-SDR vyhodí spousty odkazů. O co se tedy jedná? Je to HW úprava, kdy se obchází tuner v RTL-SDR klíčence a signál je připojený přímo na vstupy I nebo Q kvůli možnosti přijímat nízké kmitočty.  Úpravy popsané na webu jsou ve stylu rozpojení cesty  (odstranění kondenzátorů do I vstupů) Já jsem použil nezapojené vstupy Q. Programy je umí využívat. Úprava je pak o to jednodušší, stačí připojit transformátor 1:4 ( nebo lépe 1:16 ) přímo k těmto vstupům. A vstup transformátoru přes tlumivku rovnou k anténnímu konektoru. Zde je foto mojí úpravy:

SDR pak využívá pro HF kmitočty přímo Q vstupy,  původní kmitočty od cca 26MHz výše normálně dál přijímá pomocí tuneru, který zůstává připojený na I vstupy. Výhoda donglu z obrázku je, že má vyvedené Q vstupy převodníku na desce jako pájecí body. Lze do nich bez problému strčit dráty o průměru 0,5mm. Asi hůře se bude shánět transformátor , nebo bude drahý ( v ceně klíčenky SRI. ) Jedná se o 50/200OHM , 

v nouzi lze namotat na nějaký "43" materiál získaný např. z  transformátoru 10Mbit síťové karty.

Další četné dotazy se týkají  programu DREAM a nefunkčnosti nastavení virtuálního kabelu. Ano, popisuji, že funguje dobře jen verze  DREAMu 2.1.1., někde je třeba ji stahnout a doplnit soubor kvůli dekódování AAC+ !!!!!!!!

 

           Dotazy k anténě.... je třeba použít takovou, aby vám DREAM zobrazoval to co na výšeuvedeném videu. Neboli pokud přijímám v Českých Budějovicích, stačí feritka, metr drátu, nasliněný prst, nebo originální

magnetická anténka dodávaná k RTL-SDR. U mě v Klatovech je nutný drát cca 20m natažený z okna, protiváha (topení) Nezkoušel jsem smyčku a signál z feritky je nedosatečný! Možná pořádně zesílit a vyfiltrovat... možná to ještě vyzkouším. Pro DX příjem bude třeba nějaké lokalita mimo město. 

Pár dotazů bylo k čemu je ten ferit u konektoru RTL-SDR ( prochází jím kabel) Ptáte se, zda je nutný...? Jedná se o proudový balun.... Ne NEZVĚTŠÍ  útlum toho kabelu, jen potlačí případné rušení na úrovni zemních proudů, rušení z PC atd...  Aby způsobil útlum, musel by se protáhnout jen prostřední vodič koaxiálu!  Na USB kabelu ke klíčence ( klíčenku mám na krátkém prodlužovacím USB kabelu) mám také několik feritových kroužků, stiskávacích feritů kvůli stejnému důvodu. Potlačuje to rušení z USB, z počítače.. Není to nezbytně nutné, ale určitě to pomůže to k lepšímu odstupu přijímaných signálů obecně.

SW SDRSharp jsem  zkoušel a nepoužívám. A nechci zkoušet ani nové verze. Nechci s ním laborovat. Od dob, co ho sežralo AIRSPY je mi už jenom ten vzhled nesympatický, chyby v tom programu mě docely vytrestaly. Takže SDRSharp NE, NE a NE!!! Nechci, nebudu nic zkoušet, zkoušejte si sami!!! Věřím, že nějaké verze fungují OK.  Vyzkoušený mám HDSDR, funguje a dobře a tím to (pro mne) hasne.

Nastavení pro FLEX ještě popíšu, ale s FLEXEM je s HW podobná situace jako u RTL-SDR, nemá od 160m bandu dolů žádné filtry. Takže je třeba také filtr připojit. Příjem je o něco lepší, ale je to profi zařízení, rozdíl mezi SDR za 200kč mezi TRXem za 20kKč by asi nějaký měl být. I když samozřejmě to není 100x lepší! Ale je poznat, že je to jiné rádio, nemyslím tím zrovna příjem DRM, ale např. slabé CW signály mezi big-guns párou prostě  RTL-SDR s 8 bit neumí. Kdo by rád něco v ceně RTL-SDR ale s 12-bit převodníkem, základními oktávovými filtry  pořiďte si toto,  toto  nebo tohle. Je to o řád lepší SDR přijímač než RTL-SDR se slušnou podporou.( funguje v HDSDR, vyzkoušeno) a za určitě lepší cenu než (obvodově stejné) AIRSPY. nebo RSP1.

RTL-SDR lze provozovat remote a ne, nezkoušel jsem na remote RX který mám na chalupě dekódovat DRM. Z jednoduchého důvodu - mám ho na chalupě   běží na Pomeranči pí ) a je jen na pásmo 80 (40)m. Musel bych tam předělat filtr a popravdě nevím, jak to po IP předhodit DREAMu. Asi by to něak šlo ( VAC po IP určitě půjde udělat ), ale je to laborování. Někdy v budoucnu plánuji i remote  přepínaný anténní filtr k tomu a přesun remote RX na lokalitu k OK0BM , ale to už určitě nebude fungovat CZ DRM vysílání.

Dotazy na úpravy komerčních RXů.... vždycky je nutné MF signál před filtrem 4xxkHz  konvertorovat na 12kHz a to zpracovat zvukovku v DREAMu. Nejde do DREAMu nahnat NF z rádia. Už jenom proto, že je filtr zpravidla úzký a nepropustí celou šířku potřebnou pro DMR.

 

SW na telefonu mám v plánu vyzkoušet. Kdy, nevím. Snad to stihnu do doby, než ro ČRA s DRM zabalí. Pokud ne, zkusím jiné zahraniční stanice. Ale určitě dám vědět, jak to funguje. Pro dekódování jsem používal zatím jen DREAM a na můj vkus je moc "hladový".... potřebuje opravdu kvalitní signál. Jsem sám zvědavý, jak si program na Androidu poradí s DRM ve srovnání s Dreamem....

23.11.2022

Dnes večer  mělo  DRM na 954 kHz výpadek. Vypadá to, že se dělají nějaké změny na vysílači, možná nějaká údržba, měření.

 Jen pro zajímavost sem dávám článek z roku 2003, který vyšel v časopise sdělovací technika. Tehdá ČRa taktéž testovaly DRM vysílání.  Letos to je tedy skoro přesně po 19 letech. Bylo by zajímavé, kdyby ČRA zveřejnily současné výsledky pro porovnání s testovacím vysíláním v. r. 2003.

Dnes 27.11.2022 večej jsem již DRM zkušební vysílání nenaladil. Vypadá to na onen avízovaný konec.  Stanice zmizela i ze seznamu DRM aktuálních vysílačů.  Možná ale opět jen údržba, testy???

Uvidíme co v budoucnu s DRM bude. Aktuální dění budu sledovat a případně dám info.