B. Kainka

Das SDR-Praxisbuch    

Elektor 2019 

 www.elektor.de/das-sdr-praxisbuch

www.amazon.de/Das-SDR-Praxisbuch-Software-Defined-nutzen/dp/3895763381

Das Software-Archiv zum Buch (Update 29.5.19): SDR2_0SoftwareArchiv0519.zip

Weitere Beiträge zum SDR-Shield: www.elektronik-labor.de/HF/HF.html

Vorwort
 
Das Elektor SDR-Shield ist ein vielseitiger Kurzwellen-Empfänger bis 30 MHz. Zusammen mit einem Arduino und der passenden Software lassen sich nicht nur Rundfunkstationen empfangen, sondern auch Morsesignale, SSB-Stationen und digitale Signale. Warum gerade Kurzwelle, wo doch heute verstärkt immer höhere Frequenzen verwendet werden? Weil auf Kurzwelle Direktverbindungen über Tausende von Kilometern möglich sind, und das sogar mit sehr geringen Sendeleistungen.

Die Kurzwelle hat mich immer schon fasziniert. Nach dem ersten Radiobasteln habe ich mich früh den Amateurfunk zugewandt. Mein Ehrgeiz war es, möglichst alle Geräte selbst zu bauen. Das war auch mehr oder weniger erfolgreich, sodass ich viele Jahre lang aktiv am Amateurfunk teilnehmen konnte. Dann ging es mir wie so vielen, die Belastung im Beruf und eine ungünstige Wohnlage führten dazu, dass das Hobby vernachlässigt wurde.

Die Entwicklung zum Thema Software Defined Radio haben zu einer Rückkehr auf die Kurzwelle beigetragen. Da konnte ich nach langer Zeit wieder einmal Amateurfunk hören und dabei neue Erfahrungen sammeln. Jetzt versuche ich einen Neueinstieg in den Amateurfunk. Viele Probleme sind dabei zu lösen. Die richtigen Geräte müssen her, optimale Antennen müssen gebaut  werden, und alte Kenntnisse müssen wieder aufgefrischt werden.
Besonders das Elektor SDR-Shield hat sich als große Hilfe erwiesen. Antennen konnten damit  getestet werden, und neue Betriebsarten wurden erprobt. Zusätzlich wurde das SDR-Shield als vielseitiges Messgerät eingesetzt, um Störabstände oder Antenneneigenschaften zu messen. Nach und nach wurde der SDR zu einem vollständigen CW-Transceiver ausgebaut. Damit kann ich nun wieder aktiv am Amateurfunker teilnehmen.

In diesem Buch habe ich vieles zusammengestellt, was mir auf dem Weg geholfen hat. Vermutlich geht es auch Anderen so. Viele ehemals aktive Funkamateure haben eine lange Pause hinter sich. Und viele Newcomer kämpfen mit den gleichen Tücken. Ob es nun um Amateurfunk oder um DX-Rundfunkempfang  geht, die Aufgaben sind ähnlich. Ich hoffe deshalb, mit diesem Buch einen Beitrag leisten zu können, den Weg in die Kurzwelle zu erleichtern.

Ich wünsche Ihnen allzeit guten Empfang!

Ihr Burkhard Kainka , DK7JD


Inhalt

Vorwort    9
1 Das Software Defined Radio    10
1.1 Arduino SDR-Shield    10
1.2 Erste Schritte mit G8JCFSDR    15
1.3 Abstimm-Software    18
1.4 Installation von  SDRsharp    20
2 Kurzwellen-Empfangspraxis    24
2.1 Kurwellen-Rundfunk    24
2.2 Stationen und Sendezeiten    26
2.3 Bandbreite und Seitenbänder    27
2.4 DRM-Empfang    29
2.5 Morsetelegraphie    30
2.6 Einseitenbandsignale    30
3 Rauschabstand und Störsignale    32
3.1 Störungen auf der Audioleitung    32
3.2 Obertonmischung    35
3.3 UKW-Signale    37
3.4 Arduino-Störquellen    37
3.5 Häusliche Störsignale    38
3.6 Überteuerung und Intemodulation    40
4 Antennen    41
4.1 Drahtantennen    41
4.2 Massetrennung    42
4.3 Dipolantenne    44
4.5 Mantelwellensperre    45
4.6 Schleifenantennen    49
4.7 Antennenvergleich    50
4.8 Antennenanpassung und Vorselektion    52
4.9 Aktive Antennen    55
5 Abstimm-Software    57
5.1 Ansteuerung des PLL-Bausteins    57
5.2 Kalibrierung    59
5.3 Universelle VFO-Firmware    63
5.4 PC-Software    65
6 Digitale Betriebsarten    68
6.1 FT8 dekodieren    68
6.2 WSPR dekodieren    70
6.3 Virtuelle Audiokabel    74
6.4 Digitale Betriebsarten mit fldigi    76
7 SDR Messtechnik    80
7.1 Hilfsträger    80
7.2 Kalibrierung der Empfangspegel    81
7.3 Messungen an Mikrocontroller-Systemen    82
7.4 Anzeige der Bandbelegung    83
7.5 Vierpolmessungen    86
7.6 Zweipolmessungen    88
7.7 Stehwellenmessbrücke    92
8 Standalone-Empfänger    96
8.1 Abstimmung ohne PC    96
8.2 Direktmischer    98
8.3 Der IQ-Detektor    100
8.4 CW-Filter    102
9 WSPR-Sender    104
9.1 JTEncode    104
9.2 Frequenz-Kalibrierung    107
9.3 WSPR-Frequenzen und -Start    110
9.4 Sendeverstärker mit 200 mW    112
9.5 Antennen-Anpassung    115
9.6 CAT-Steuerung    117
10 Ein QRP-Transceiver    119
10.1 Morsetastung    119
10.2 Sender-Abstimmung    122
10.3 Automatischer CQ-Ruf    125
10.4 WSPR-Sendefunktion    127
10.5 Die Sender-Endstufe    128
10.6 Bedienelemente    133


Eine Rückmeldung zum Buch von Pit, DF5CL

Dein Buch kam gestern an und ich setzte mich gleich abends hin um ein paar SDR-Experimente auszuprobieren. Die Elektor Artikel zum SDR-Shield hatte ich schon alle gelesen, doch bekam ich die Arduino-Beispielprogramme nicht kompiliert und das G8JCF Programm funktionierte auf einem Windows 10 Rechner leider auch nicht.

Eine Nacht und einen Morgen später lief alles. -  Die Version der Etherkit-Bibliothek war zu neu und weitere Aufruf-Parameter kamen bei einigen Funktionen hinzu. Ein Rücksprung zu Version v1.2.1 brachte den si3531 dann endlich ans Schwingen. Peter [G8JCF] beschreibt in den Kommentaren des SDR-Shields, wie man sein Programm auch mit Windows 10 ans Laufen bekommt. Sicherheitsfunktionalitäten verhindern den Firmware-Upload und man muss mit einem 3rd Party-Tool erst die Hex-Datei auf den Arduino übertragen.

Dein Buch hat mir sehr gut gefallen. Zudem fiel mir auf, dass ich Schwierigkeiten hatte das Buch überhaupt auf Elektor zu finden. Wenn man auf Elektor nach dem Buch sucht, wird es leider nicht angezeigt. Erst wenn man in den Shop geht, kann man es mittels der Suche finden. Doch vielleicht ist es ja noch zu neu.

Insgesamt ein echter Kainka, würde ich sagen! Ganz schnell bekam ich die Grundlagen von SDR vermittelt und bevor ich mich versah, programmierte ich bereits einen VFO mit einem si5331! Aber es wäre kein echter Kainka, wenn man nicht auch noch schnell eine nachbausichere Zusatzschaltung beispielsweise zur 200mW WSPR-PA finden würde.

Mit SDR befasste ich mich vor Jahren mal mit den Peter Pirk Bausätzen vom SoftRock. Heutige high performance SDRs schrecken mich ab, weil man selbst nicht mehr Hand anlegen kann. - Dein Buch beweist genau das Gegenteil: Auch bei SDR ist Selbstbau noch möglich und das auch auf der Software-Seite.

Der Ausflug hat mir Spaß bereitet und ich werde mal versuchen die Software an die neue Etherkit Library anzupassen. Für das Experimentiering Shield habe ich schon die notwendige Änderung in einen Kommentar im Elektor-Lab verfasst.

5.4.10 Hinweis zum Software-Archiv

Nach dem Hinweis von Pit habe ich die von mir verwendete Version der SI5351-Bibliothek mit in das Archiv gelegt. Ich hatte übersehen, dass es schön länger neuere Versionen gab. Jetzt habe ich mir zwar vorgenommen, alle Arduino-Programme auf die neue Version umzuarbeiten. Aber das sollte nicht unter Zeitdruck passieren. Sobald ich damit fertig bin, werde ich das Software-Archiv in zwei Versionen bereitstellen.

29.5.19: Überarbeitung auf die SI5351Arduino-master Version 2.1.4: Siehe http://www.elektronik-labor.de/HF/SDRshield22.html