Stand: 07.02.2010

Harzburg-SDR



Beim Fernempfangsradio Harzburg handelt es sich um einen SDR-Empfänger (SDR = Software Defined Radio) für die Kurzwellenbereiche. Der Empfänger wird  von QRPproject als Bausatz angeboten. In Verbindung mit einer leistungsfähigen Soundkarte und einem PC erhält man einen Kurzwellenempfänger mit einem ausgezeichneten Preis-Leistungs-Verhältnis.

Ziel des Harzburg-Projektes ist es, den Selbstbau im Amateurfunk wieder mehr in den Vordergrund zu rücken. Außerdem soll mit diesem Bausatz die Nachwuchsgewinnung gefördert werden, wobei unter Nachwuchs Kinder und Jugendliche, wie auch Erwachsene verstanden werden. Detailliertere Informationen dazu finden sich auf der Harzburg-Homepage. Entsprechend der angepeilten Zielgruppe wir der Bausatz mit einer detaillierten und reichlich bebilderten Baumappe ausgeliefert. Die Platine ist großzügig ausgelegt, so dass auch ungeübte Bastler keine Probleme mit der Bestückung haben. Das einzige SMD-Bauteil, der Ozillator-Schaltkreis. ist bereits vorbestückt. Leider, möchte man sagen, denn das Auflöten von SMD-Bauteilen ist auch nicht schwieriger als die Verarbeitung bedrahteter Bauteile.

Wenn man sich strikt an die Baumappe hält, erhält man nach einer überschaubaren Bauzeit einen Empfänger, der in etwa folgende drei schaltbare Frequenzbereiche überstreicht:
Bedingt durch Bauteiletoleranzen weichen die konkreten Frequenzbereiche etwas von diesen Sollvorgaben ab. Da die Dimensionierung der Eingangskreise in der Baumappe ausführlich beschrieben ist, hat der Anwender hier reichlich Raum zum Experimentieren um den Empfänger seinen Wünschen anzupassen.


Modifikationen

Das Harzburg-SDR läd durch sein einfaches Konzept und die großzügige Anordnung der Bauteile zu eigenen Experimenten ein. Ich möchte hier die von mir durchgeführten Modifikationen vorstellen. Zuvor aber der Hinweis, dass alle Änderungen experimentellen Charakter haben und möglicherweise nicht 1:1 auf andere aufgebaute Geräte übertragbar sind. Außerdem geht durch einige Modifikationen die Einfachheit des Aufbaus verloren.

1. Erweiterung des Abstimmbereiches

Der Eingangskreis im Harzburg wird über eine Kapazitätsdiode abgestimmt. Der Abstimmbereich wird somit über die angelegte Spannung an der Kapazitätsdiode festgelegt. Beim Aufbau laut Baumappe liegt der einstellbare Spannungsbereich zwischen 3V und 6V. Damit erzielte mein Harzburg folgende Abtimmbereiche:
Das 20m-Band wurde somit nicht erfasst und mich störte auch die Lücke zwischen 8MHz und 9 MHz. Ich habe daher die Widerstände R6 und R7, welche den einstellbaren Spannungsbereich festlegen, jeweils halbiert und kommen damit auf einen erweiterten Spannungsbereich von 2,3V - 6,4V. Dadurch wird der Frequenzbereich des Eingangskreises vor allem nach unten erweitert. Zu tief sollte man die untere Schwelle der Abstimmspannung nicht wählen, da sich die Güte des Eingangskreises dann zu sehr verschlechtert und es außerdem zu Intermodulationsproblemen kommen kann.

Da bei meinem Harzburg der 3. Eingangskreis nur bis 13,5MHz abstimmbar war, habe ich von L1c zwei Windungen entfernt. Nach diesen Modifikationen kann ich die Eingangskreise wie folgt abstimmen:
Das 20m-Band wird jetzt sicher erfasst. Bereich 1 und Bereich 2 überlappen sich allerdings ziemlich deutlich.


2. Empfang des 160m-Bandes

Sehr einfach durchführbar ist eine Modifikation zum Empfang des 160m-Bandes. Bei meinem Harzburg musste ich dazu lediglich einen 820pF-Kondensator parallel zu C3a im Eingangskreis löten, um den Bereich von 1,8-2 Mhz zu überstreichen. Nach dem Einschalten des Gerätes und Abstimmen auf 1,8MHz wurde ich gleich mit dem Empfang eines CQ-Rufes von 5B4AGM beloht.

Der Kondensator ist über einen Schalter zuschaltbar. Der Aufbau ist in der folgenden Abbildung gut zu sehen.



3. Von Peter - DL2FI vorgeschlagene Modifikationen

Peter hat im Forum der DL-QRP-AG zwei Änderungen vorgeschlagen, die ich auch durchgeführt habe:

Zitat:
"Nichts weltbewegendes, aber kleine Verbesserungen:
1. R21 und R23 waren bisher mit 10k angegeben. Austausch gegen 100k bringt leichte Verbesserung des S/N und der Linearität der I/Q Signale.

2. Das Harzburg Radio war ursprünglich für den Bereich bis 14 MHz spezifiziert. In der Praxis hat sich gezeigt, dass es auch auf den höheren Frequenzen noch gut funktioniert. Die Ansteuerung des 7474 Teilers durch den VCO kann verbessert werden, wenn man die Clock Eingänge mit 2,5V vorspannt. Dazu muss die Leiterbahn zwischen dem VCO Ausgang und den 7474 Eingängen aufgetrennt werden. Die Trennstelle wird mit einem 10nF Kondensator überbrückt. Nun wird von den Eingängen des 7474 ein 47kOhm Widerstand zum 2,5V Punkt gelötet.

Beide Änderungen müssen nicht unbedingt eingebaut werden, es geht auch ohne. Da sie aber einfach zu realisieren sind, wollte ich sie euch nicht vorenthalten."

4. Experimente mit 96kHz Abtastrate

Zur Zeit experimentiere ich mit 96kHz Abtastrate der Soundkarte. Die Erfolge sind vielversprechend. Es ist toll, einen fast 100kHz breiten Frequenzbereich gleichzeitig zu betrachten und auch aufzuzeichnen.

Erste Ergebnisse finden sich hier zum Download.

Für optimale Ergebnisse bei 96kHz Abtastrate sind die Kondensatoren C10-C13 (22nF) durch 10nF oder noch besser 4,7nF zu ersetzen. Diese sollten untereinander Toleranzen von weniger als 1% haben. Am einfachsten ist das Ausmessen einer größeren Anzahl Cs auf gleiche Kapazität.


5. Weitere Experimente zur Erweiterung des Abtimmbereiches

Mein Ziel ist es, den Abstimmbereich des Harzburg bis 30MHz zu erweitern. Dazu habe ich zusätzliche schaltbare Eingangskreise geplant, die auf einer Lochrasterplatte aufgebaut sind und mit in das Harzburg-Gehäuse passen. Die folgende Abbildung zeigt den Versuchsaufbau.
Dazu habe ich einen der drei Eingangskreise des Harzburg ausgebaut und die Anschlüssen auf einen zusätzlichen Umschalter mit 6 Schaltstellungen geführt. Damit ergeben sich insgesamt 8 schaltbare Eingangskreise. Derzeit experimentiere ich mit den Werte für die Spulen und Kondensatoren, um eine optimale Staffelung für den gesamten Kurzwellenbereich zu erzielen. Die Ergebnisse stelle ich hier später vor.