Der neue digitale Rundfunk unter 30 MHz heißt Digital Radio Mondiale (DRM). DRM verbindet eine UKW-ähnliche Übertragungsqualität mit den größeren Reichweiten auf Langwelle, Mittelwelle und Kurzwelle. Bislang gibt es noch kaum kommerzielle DRM-Empfänger, obwohl schon viele Stationen aktiv sind. Man verwendet einen Softwaredekoder im PC wie z.B. DREAM. Ein Empfänger setzt das DRM-Signal auf eine Zwischenfrequenz von z.B. 12 kHz um, das dann in die PC-Soundkarte eingespeist wird. DREAM rechnet das Signal in den Audiostream um und gibt das dekodierte Signal an der Soundkarte wieder aus. Die entscheidende Forderung an den verwendeten Empfänger ist absolute Frequenzstabilität, die man am leichtesten mit einem Quarzoszillator erreicht.
Dieser Hybrid-DRM-Empfänger verwendet eine EF95 als Mischer und einen NPN-Transistor als Oszillator. Die Schaltung ist für DRM RTL 2 auf 5990 kHz ausgelegt. Hier kann man einen Standardquarz mit 6 MHz verwenden, der für die nötige Stabilität sorgt.
Der DRM-Direktmischer
Dank der hohen Empfindlichkeit der PC-Soundkarte braucht der Empfänger keine große Verstärkung. Der Eingangsschwingkreis darf relativ stark an die Antenne gekoppelt werden. Der Drehko wird auf maximale Signalamplitude abgestimmt.
Im Evaluation Dialog in DREAM kann das Signalspektrum des Empfängers angezeigt werden. Man sieht ein 10 kHz breites Band mit zahlreichen Datenträgern.
Das Spektrum eines DRM-Senders
Da der einfache Empfänger eine Oszillatorfrequenz oberhalb der Empfangsfrequenz verwendet, wird das Signalspektrum invertiert. In DREAM muss daher das Kontrollkästchen „Flip Input Spectrum" aktiviert werden. Bei ausreichend guter Signalstärke dekodiert DREAM den Datenstrom, sodass man den DRM-Sender aus den PC-Lautsprechern hört.
Zusatzversuch:
Ersetzen Sie den Transistoroszillator durch eine entsprechende Röhrenschaltung. Versuchen Sie eine ECF80 als Mischer und Oszillator einzusetzen.
DRM mit programmierbarem Quarzoszillator
Ein DRM-Empfänger stellt besondere Anforderungen an die Stabilität des Mischeroszillators. Daher ist ein Quarzoszillator gegenüber einem freischwingenden Oszillator im Vorteil. Allerdings hat man dann im allgemeinen nur eine einzige Empfangsfrequenz. Hier wird jedoch ein programmierbarer Quarzoszillator der Zeitschrift Elektor verwendet, der im Bereich 1 MHz bis 100 MHz eingestellt werden kann. Der Oszillator kann fertig aufgebaut bei AK MODUL-BUS bezogen werden und passt direkt auf die Steckplatine.
Direktmischer mit programmierbarem Quarzoszillator
Die Schaltung zeigt eine Mischstufe mit einer Röhre. Am Eingang liegt ein auf die Empfangsfrequenz abgestimmter Schwingkreis. Das Oszillatorsignal mit einer Amplitude von 3.3 Vss wird am Schirmgitter zugeführt und moduliert die Steilheit der Röhre, so dass es sich hier um einen einfachen multiplikativen Mischer handelt. Üblicherweise wird eine Zwischenfrequenz von 12 kHz an den PC übergeben, so dass der Oszillator 12 kHz unter der Empfangsfrequenz schwingen sollte. Mit der Dekodersoftware DREAM sind jedoch auch andere Frequenzen möglich, so dass man z.B. auch 10 kHz oder 15 kHz wählen kann.
Aufbau des abstimmbaren DRM-Empfängers
Der programmierbare Quarzoszillator besitzt einen 3,3-V-Spannungsregler auf der Platine und darf deshalb mit einer beliebigen Spannung zwischen 5 V und 12 V betrieben werden. Am Ausgang steht immer eine rechteckförmige HF-Spannung mit 3,3 Vss an.
Die Abstimmsoftware
Die Einstellung des programmierbaren Quarzoszillators erfolgt über ein kleines Windows-Programm und die serielle Schnittstelle des PCs. Will man z.B. RTL DRM-2 auf 5990 kHz empfangen, stellt man die Oszillatorfrequenz auf 5980 kHz ein und erhält damit eine ZF von 10 kHz. Die Einstellungen lassen sich im RAM des Oszillators ablegen und werden damit sofort wirksam. Eine Übertragung der Einstellung ins EEPROM des Systems erzeugt eine fest programmierte Einstellung, die sich beim nächsten Einschalten ohne Zutun des PCs aktiviert. Das Modul verhält sich also einerseits wie ein normaler Quarzoszillator und andererseits wie ein abstimmbarer Oszillator. Wechselt man den Quarz von 10 MHz auf dem Modul gegen einen mit 4 MHz, lässt sich die untere Frequenzgrenze bis auf 400 kHz verschieben.
Stationskennung in DREAM
Das ZF-Signal wird im PC mit dem DRM-Software DREAM dekodiert. Bei ausreichend störungsfreiem Empfang erhält man das Audiosignal und auch die Stationskennung. Einige Sender übertragen gleichzeitig noch Textnachrichten oder Bilder. Im Evaluation Dialog erkennt man das Signalspektrum und erhält weitere Informationen wie z.B. den Störabstand des Signals.
DRM-Signal mit einem Störabstand von 19 dB
Mit diesem Direktmischer konnten fast alle vorhandenen DRM-Sender im 49-m-Band und zahlreiche weitere Stationen im Kurzwellenbereich empfangen werden. Die Empfangsergebnisse reichen allerdings nicht an die eines Superhet heran. Vor allem der nicht unterdrückte Spiegelempfang führt zu vermehrten Störungen. Im Einzelfall kann man Interferenzen ausblenden, indem man eine günstige Oszillatorfrequenz oberhalb der Empfangsfrequenz einstellt und DREAM auf invertiertes Spektrum einstellt. In anderen Fällen stimmt man den Oszillator genau auf den Träger einer benachbarten störenden Station ab, deren Spektrum dann nur bis 5 kHz reicht.
Zusatzversuch:
Erweitern sie den Empfangsbereich auf Mittelwelle. Verwenden Sie eine Ferritantenne oder eine Rahmenantenne für den Eingangskreis.
