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Sonnenuntergang hinter der Relaisstation Sines, Portugal

DRM-Umbau am Empfänger NRD-525G

Nachdem ich im Februar 2006 günstig die Gelegenheit hatte, einen "Wohnzimmer-PC" aufbauen zu können, lag nahe, das lange gehegte Vorhaben in die Tat umzusetzten, meinen guten alten NRD-525G endlich "zukunftstauglich" zu machen.
Um es vorweg zu nehmen: das Resultat war nicht besonders erfreulich...

Umbaumaßnahmen

Beim eigentlichen Umbau habe ich mich weitgehend an der Umbau-Anleitung orientiert, die auf der "DRMTM Software Radio website" zugänglich ist.
Nach dem Einbau des Mischer-Moduls der Fa. Sat-Schneider erfolgte der Abgleich bei DRM 50dBµV Antennenspannung (an 50Ohm) auf 50mV RMS am 12kHz-Ausgang (mit einem NF-Millivoltmeter).

Zusätzlich zum Einbau des Mischers für die Umsetzung der Zwischenfrequenz von 455kHz auf 12kHz mußte ich das von mir zusätzlich eingebaute 2,7kHz-Filter (SSB wide) in der Position "AUX" wieder entfernen, dort wird ein 10...12kHz breites Kera-Filter eingebaut werden, sobald die nötige Adapterplatine erstellt ist.
Die Selektion besteht daher derzeit lediglich aus einem Quarzfilter auf der 1. ZF (70,455MHz) sowie einem "Vorfilter" (Keramikfilter, 4-polig) auf der 2. ZF, die Durchlaßbandbreite wird mit 12kHz angegeben.

Einbau des Sat-Schneider- Mixer-Moduls auf der IF-AF-AMP- Platte:
die Montage erfolgte hochkant in unmittelbarer Nähe des TP1 am Platinenrand.


Erste Tests

Bei ersten Versuchen an einem Signalgenerator fiel der leicht abfallende Verlauf der oberen Hälfte des DRM-Spektrums auf, ca. -6dB über einen Frequenzbereich von 5kHz.
Als Ursache wurde der Signalweg durch die ZF-Baugruppen bis zum Eingang des 12kHz-Mischers ermittelt, das Bild zeigt das am TP1 aufgenommene Spektrum.
Aufgrund der Kammerbauweise des NRD-525G ist es nicht möglich, die entsprechenden Baugruppen ohne eine Adapterplatine nachzugleichen, die die Montage der jeweiligen Steckkarte oberhalb der Gehäusekammern ermöglicht.

Messungen

BER-Messung

Nebenstehende Bitfehlerraten-Messung zeigt die erreichbare Empfindlichkeit nach dem Umbau in DRM-Betrieb. Wenn man davon ausgeht, daß bei weniger als 10-4 Fehlerrate ein Audio-Empfang möglich ist, so ergibt sich damit (bei stabilem und ungestörtem Signal) eine Grenzempfindlichkeit

- von +1dBµV (1,12µV) für 64-QAM-Modi
- sowie -3dBµV (0,7µV) für 16QAM-Modi.


Übertragungskurve

Die SNR-Werte für DRM-Signale mit 16QAM (dunkelblau) und 64QAM (rot) zeigen im Schwachsignalbereich den erwarteten linearen Zusammenhang zum Eingangspegel. Bei einem Eingangssignalpegel zwischen 30...40dBµV ist das Maximum (für diesen Empfänger) von 30dB erreicht.

Danach erfolgt ein zunächst allmählicher, aber immer steiler werdender Abfall, bis schließlich bei 80dBµV (10mV) sich die Performance soweit verschlechtert hat (SNR = 16dB), daß eine Dekodierung des DRM-Signals in Frage gestellt wird.
Eine Betätigung des Eingangsabschwächers mildert diese Performance-Verschlechterung deutlich (grüne/violette Kurven).

Zum Vergleich ebenfalls aufgetragen ist der Verlauf des analogen Signal-Rauschverhältnisses (AM, 1kHz Audio, 30% Mod.grad).


Analyse

Um die deutliche Signalverschlechterung bei DRM-Empfang bei Pegeln oberhalb 200µV (46dBµV) zu ergründen, wurde eine herkömmliche S/N-Kurve in der Betriebsart AM aufgenommen.
Beginnend bei Pegeln um 60dBµV ist ein Abweichen der Signal- (rot) Kurve (AM 1kHz Audio-Frequenz, 30% Modulationsgrad) vom Sollverlauf nach oben sowie der Klirrfaktorkurve (blau) von normalem Verhalten zunächst mit steilem Abfall nach unten, dann ebenso starkem Anstieg auf Werte von über 3% zu bemerken.

Der Abfall der DRM-SNR-Werte oberhalb 46dBµV ist damit auf Nichtlinearitäten im Signalweg im oberen Bereich des Regelbereichs zurückzuführen.


Für das von mir umgebaute Gerät wurde weiter ermittelt:

60dBµV DRM-"Leistung" entspr. S9+5dB
90dBµV entsprechen S9+50dB (jeweils ohne ATT)

ATT hat auf 6MHz 17dB Dämpfung (50Ohm-Quelle)

Schlußfolgerungen/Ausblick

Aufgrund der ermittelten Schwächen bzgl. der Linearität des ZF-Zweigs ist sehr genau darauf zu achten, daß DRM-Signale nicht zu stark werden, ggf. müssen sie durch Vorschalten eines Abschwächers auf S-Meter-Werte von < S9+10dB begrenzt werden.

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