Hallo, Seit einiger Zeit versuche ich das Signal des DCF77-Senders zu empfangen. Dafür habe ich eine abgestimmte Ferrit-Antenne mit Kondensator aus einem Conrad-Bausatz verwendet, aber auch eine größere Antenne aus einem Funkwecker. Es ist also nur ein Ferritstab mit aufgewickeltem lackiertem Draht und einem aufgelöteten Kondensator. Das digitale Signal (das das Conrad-Modul liefert) ist problemlos zu dekodieren. Die Schaltung davor ist aber (für mich) recht kompliziert, daher möchte ich das schrittweise nachvollziehen und das Signal und dessen Filterung und weitere Verarbeitung direkt beobachten/darstellen können. Daher möchte ich das analoge Signal das direkt an den Ausgängen der Antenne empfangen wird sampeln und dann im Computer weiter auswerten, bis ich ein digitales DCF77-Signal durch DSP extrahiert habe. Ideal wäre es wenn durch die schrittweise Veränderung des Signals (Filterung etc.) ein besseres Verständnis der Vorgänge in solchen Filter-Schaltungen entsteht, und man mit realen Daten (also Aufzeichnung der "rohen" Radiosignals) experimentieren könnte. Ziel ist es auch in SPICE verschiedene Schaltung auszuprobieren die die real empfangenen Daten verarbeiten. Nun gestaltet sich dass ziemlich schwierig, da ich die Antenne die ich an mein Oszilliskop (100Mhz Bandbreite, 1GS/s) angeschlossen habe, trotz der niederen Frequenz von 77,5 kHz des DCF77 kein sinnvolles Signal darstellen kann. Alles was ankommt scheint nur Störrauschen zu sein. Ich habe auch versucht das Signal mit einem OpAmp zu verstärken und dabei die Antenne vor Einflüssen durch die Messungen abzuschirmen (bzw. den OpAmp als Impedanzwandler/Buffer zu verwenden), aber es scheint weiter nur Rauschen anzukommen, wenn auch verstärkt. Ich hatte gehofft dass das DCF77-Signal wegen seiner einfachen Form klarer erkennbar ist als z.B. Musik-Radio (um vorallem im Frequenzbereich meine Scopes bleibt). Aber auch wenn es zumindest Störsignale gibt, kann ich nichts vom gewünschten Signal erkennen. Im Prinzip habe ich also ein Henne-und-Ei-Problem. Ich möchte in den Bereich Radio-Empfänger einsteigen, möglichst einfach, und dann wirklich genau anhand von Graphen beobachten können was passiert, und welche Änderungen an einer Schaltung welchen Effekt haben. Aber der Anschluss der Antenne an ein Messgerät scheint selbst schon eine Wissenschaft für sich zu sein und ich weiß nicht wo mein Fehler liegt. /Hat jemand schonmal das DCF77-Signal so wie es aus der Antenne kommt, ohne nachgeschalteten Quarz oder sonstige Filterschaltung, abgetastet? Wenn ja, könnte jemand das mal posten, damit man das als Input für SPICE verwenden könnte?/
In den Achtzigern musste sehr viel Aufwand getrieben werden um das Signal herauszufiltern. Beitrag "Re: DCF77 SChaltplansuche" https://www.mikrocontroller.net/attachment/108482/Elektor_10_1980g.PDF Dank der hochintegrierten Schaltungen ist der Aufwand heutzutage minimal. Viel Spaß beim Filtern und Aufzeichnen?
DCFFunker schrieb: > Nun gestaltet sich dass ziemlich schwierig, da ich die Antenne die ich > an mein Oszilliskop (100Mhz Bandbreite, 1GS/s) angeschlossen habe, trotz > der niederen Frequenz von 77,5 kHz des DCF77 kein sinnvolles Signal > darstellen kann. > Alles was ankommt scheint nur Störrauschen zu sein. Die Bandbreite wird das Problem sein. Je breiter der Empfänger, um so mehr Störrauschen gelangt bei gegebener Rauschleistungsdichte in den Eingang. Erster Schritt ist, deine Antenne sauber auf 77,5kHz abzustimmen und den Ausgang über einen Impedanzwandler zu entkoppeln.
Du musst das verstärkte Signal gleichrichten, sonst sieht es auf dem Oszi immer wie Rauschen aus, weil man ihn kaum auf die Sekunden-Impulse synchronisiert bekommt. Hier ist ein einfacher Aufbau, wo das Signal mit einem FET impedanzgewandelt, mit einem Transistor verstärkt und dann gleichgerichtet wird. An dem Punkt könntest Du mit einem Oszi schon was erkennen. Für den Controller wird es dann noch mit einem OpAmp weiter verarbeitet. http://www.brennecke.org/?page_id=1732
Wolfgang schrieb: > Erster Schritt ist, deine Antenne sauber auf 77,5kHz abzustimmen und den > Ausgang über einen Impedanzwandler zu entkoppeln. Vor diesem ersten Schritt sollte er prüfen ob er DCF77 an seinem Standort überhaupt empfangen kann. Das Signal könnte z.B. auch im "Elektrosmog" untergehen.
Sven D. schrieb: > Vor diesem ersten Schritt sollte er prüfen ob er DCF77 an seinem > Standort überhaupt empfangen kann. Wahrscheinlich Millionen von Funkuhren sprechen dafür, dass es in Deutschland mit halbwegs sinnvollem Antennenstandort meist funktioniert. Und das Conrad Empfängermodul des TO schafft es auch. Also wird das Signal prinzipiell wohl nicht im lokalen QRM untergehen.
Mario M. schrieb: > Du musst das verstärkte Signal gleichrichten, sonst sieht es auf dem > Oszi immer wie Rauschen aus, weil man ihn kaum auf die Sekunden-Impulse > synchronisiert bekommt. Jedes 1PPS-Signal aus einem GPS-Empfänger eignet sich zum Triggern des Oszi und dürfte bis auf einige 10ns dafür passen. Damit dürfte selbst die 77.5kHz Trägerwelle sauber auf dem Oszi stehen.
Mario M. schrieb: > Du musst das verstärkte Signal gleichrichten, sonst sieht es auf > dem > Oszi immer wie Rauschen aus, weil man ihn kaum auf die Sekunden-Impulse > synchronisiert bekommt. > > Hier ist ein einfacher Aufbau, wo das Signal mit einem FET > impedanzgewandelt, mit einem Transistor verstärkt und dann > gleichgerichtet wird. An dem Punkt könntest Du mit einem Oszi schon was > erkennen. Für den Controller wird es dann noch mit einem OpAmp weiter > verarbeitet. > > http://www.brennecke.org/?page_id=1732 Danke für den Tipp, das hört sich machbar an. Vielleicht bin ich blind aber ich konnte keinen Schaltplan auf der Seite finden? Ich bin wirklich Anfänger in dem Bereich, ein Schaltplan mit möglichst wenig Komponenten wäre da ideal. Mal eine naive Frage: Ist es egal wie ich nach dem FET verstärke, geht also z.B. auch ein OpAmp mit dem passenden Frequenzbereich oder kann ich sogar beides (Impedanzwandlung und Verstärkung) mit einem OpAmp lösen?
Mario M. schrieb: > Du musst das verstärkte Signal gleichrichten, sonst sieht es auf dem > Oszi immer wie Rauschen aus, weil man ihn kaum auf die Sekunden-Impulse > synchronisiert bekommt. Bevor man irgendetwas von dem DCF77-Signal gleichrichten kann, muss erstmal die Bandbreite so weit reduziert werden, dass das SNR ausreichend hoch ist.
Den Schaltplan gibts auf der Seite nicht, der ist aus einem AATiS-Praxisheft aus 1994. Er dürfte aber prinzipiell folgender Schaltung entsprechen, leider ohne Bauteilwerte: http://www.qrpforum.de/index.php?page=Thread&postID=13771#post13771 Wenn der OpAmp FET-Eingänge hat könnte man die Antenne auch direkt anschließen. Möglicherweise wird man dann aber Probleme mit Rückkopplung und Schwingen bekommen. Wolfgang schrieb: > erstmal die Bandbreite so weit reduziert Dafür sorgt schon die abgestimmte Ferrit-Antenne.
@DCFFunker: Ich hatte mich letztes Jahr auch mit einem DCF77 Frontend beschäftigt und wollte vor allem auch einige Dinge über "HF" lernen. Meine Vorgehensweise war deiner im Prinzip ganz ähnlich, ich wollte erstmal einen Schwingkreis bauen und hatte die Hoffnung, dass ich die Signale dann schon auf dem Scope darstellen kann. Das mag je nach Entfernung zum Sender und Empfindlichkeit des Scopes auch gehen, es gibt jedoch ein paar Dinge zu beachten und bei mir (400km Entfernung zum Sender) war es nicht so trivial. Wenn man bei Empfangsversuchen gar nichts auf dem Scope sieht, ist es hilfreich, den Schwingkreis vorher auf die genaue Frequenz abzustimmen. Das kann man z.B. mit einem DDS Generator machen, denn man auf 77.5kHz einstellt und das Signal ganz lose, z.B. mit einer Koppelschleife auf den Ferritstab einkoppelt. Dann ist es auch noch wichtig zu beachten, dass der Tastkopf eine Kapazität hat und durch dessen Belastung der Schwingkreis verstimmt wird. Man muss also unbedingt einen 1:10 Tastkopf oder einen aktiven Tastkopf mit sehr geringer Kapazität verwenden, sonst liegt man beim Abgleich daneben. Entscheidend für den Empfangserfolg ist auch die Wicklung auf dem Ferritstab. Ich hatte einen Ferritstab aus einem alten Radio verwendet. Dessen Wicklung war für Mittelwelle vorgesehen. Wenn man eine Kapazität parallel schaltet, kann man mit einem Funktionsgenerator die Resonanzfrequenz ermitteln. Dann kann man entweder mit der Thomsonschen Formel oder empirisch die notwendige Kapazität heraus finden, die man parallel schalten muss, um die Resonanz auf 77.5kHz herunter zu bringen. Da kommen bei einer Mittelwellenwicklung dann Werte im Bereich 15nF heraus. Das ist sehr schwierig abzugleichen und gibt keinen guten Resonanz Peak. Das Stichwort hierzu ist L/C Verhältnis. Man möchte einen schmalbandingen Schwingkreis, um Störungen auszufiltern. Dafür muss man eine geringe Parallelkapazität haben. Es ist also empfehlenswert, einen Schwingkreis mit ca. 200 bis 300 Wicklungen auf dem Ferritstab und einer Parallelkapazität im pF Bereich aufzubauen. Dies kann man dann auch recht einfach mit einem Trimmer abgleichen. Die genannten Punkte haben dann erstmal dazu geführt, dass ich überhaupt ein DCF77 Signal auf dem Scope hatte. Verstärkung ist dann nochmal ein ganz anderes Thema. Ich hatte eine Menge Schwierigkeiten, die Sache stabil zu bekommen. Das Stichwort hierzu ist Unity Gain Bandwith. Opamps aus der Bastelkiste, wie z.B. TL072 o.ä., sind nur sehr bedingt geeignet.
In Aachen kann ich mit einem 20cm langen Ferritstab bei genauer Abstimmung das DCF Signal mit ein paar mV sehen. Mit den kurzen kleinen Ferrittstäben aus Uhren etc. kann ich das Signal nicht sehen.
Für einfache Experimente tut es auch ein Audion-Empfänger: Beitrag "DCF77 Empfänger Eigenbau selber bauen einfacher Rückkopplungsempfänger / Geradeausempfänger"
schau dir das Signal einfach mal an. http://www.wellenkino.de/e108/dcf77.AVI Eine hörbare Modulation hat es nicht, es sieht aus wie ein blanker Träger mit Aussetzern im Sekundentakt. Um das hörbar zu machen misch es mit 77kHz, dann kommt ein auswerttbarer Ton zustande. Dieses Radio macht das mit einem BFO, ist quasi das gleiche. Die Antenne war hier ein Stück Messkabel, das hat dem dicken gereicht. lG Martin
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Martin M. schrieb: > misch es > mit 77kHz Ja, so wie hier: http://www.elexs.de/ultrason2.htm Nur statt des Piezos den Impedanzwandler kapazitiv koppeln.
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Mario M. schrieb: > Den Schaltplan gibts auf der Seite nicht, der ist aus einem > AATiS-Praxisheft aus 1994.
DCFFunker schrieb: >Ich hatte gehofft >dass das DCF77-Signal wegen seiner einfachen Form klarer erkennbar ist Der Träger von DCF77 sieht auf einem Oszillograf immer verschwommen aus, daß ist kein Fehler, weil der Träger außer AM auch noch phasenmoduliert ist. Das war nicht immer so, aber irgendwann ist man auf die Idee gekommen es so zu machen. >Daher möchte ich das analoge Signal das direkt an den Ausgängen der >Antenne empfangen wird sampeln und dann im Computer weiter auswerten, Warum, AM zu demodulieren (gleichrichten) ist doch keine große Kunst? >Nun gestaltet sich dass ziemlich schwierig, da ich die Antenne die ich >an mein Oszilliskop (100Mhz Bandbreite, 1GS/s) angeschlossen habe, trotz >der niederen Frequenz von 77,5 kHz des DCF77 kein sinnvolles Signal >darstellen kann. Wie ist die Impedanz der Antenne und wie der Eingang des Oszillografen? Auch wenn der Eingang hochohmig ist, kann die Kapazität das Meßkabels die Resonanzfrequenz der Antenne verändern. >Ich hatte gehofft >dass das DCF77-Signal wegen seiner einfachen Form klarer erkennbar ist >als z.B. Musik-Radio (um vorallem im Frequenzbereich meine Scopes >bleibt). Wenn es nicht unbedingt klein sein muß, kann man die Antenne vergrößern, zum Beispiel, eine Spule auf eine Alufahradfelge wickeln (die Felge an einer Stelle durchtrennen damit man keine Kurzschlußwindung hat) oder ein Speichenrad aus Holz bauen und da eine Wicklung aufbringen. So eine Antenne liefert eine höhere Spannung, die man auch schon mit einem Oszillografen beobachten kann.
DCFFunker schrieb: > Alles was ankommt scheint nur Störrauschen zu sein. Das ist gut möglich, wenn du zu weit vom Sender entfernt bist. Wie schon geschrieben, erscheint das Signal an einem auf Resonanz abgestimmten mit einem vllt 15cm langen Ferritstab in 200km Entefernung mit ein paar mV, aber wenn du weiter weg bist, wird der Störabstand immer schlechter, weil die Resonanz nicht sehr scharf ist und im gleichen Frequenzband Energiesparlampen, Monitore und andere Schaltnetzteile Störungen abstrahlen. Evtl solltest du dann mal versuchen einen käuflichen 77,5kHz Quarz als Filter dazwischen zu schalten. Ausserdem muß der Ferritstab richtig orientiert sein: Waagerecht und quer zur Richtung zum Sender. Die Nähe größerer Metallstrukturen, wie z.B. Heizungsrohre, kann allerdings zu Feldverzerrungen führen, so dass die richtige Orientierung auch mal abweichen kann. Von der Verwendung eines 10:1 Teilers rate ich ab, wenn du keinen Verstärker verwenden willst und das Signal schon grenzwertig schwach ist. Dann nimm für eine kapazitätsarme Verbindung lieber zwei einzelne Drähte anstelle des Koaxkabels, denn du willst ja ohnehin etwas empfangen. DCFFunker schrieb: > da ich die Antenne die ich > an mein Oszilliskop (100Mhz Bandbreite, 1GS/s) angeschlossen habe, trotz > der niederen Frequenz von 77,5 kHz des DCF77 kein sinnvolles Signal > darstellen kann. > Alles was ankommt scheint nur Störrauschen zu sein. Auch das Display des Scope kann stören! Abstand ist die beste Abschirmung.
Hi, hier ist es diskret aufgebaut: https://sophisticatedcircuits.wordpress.com/category/empfangerbasteln-dcf77/ ciao gustav
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anbei eine weitere, einfache Empfängerschaltung aus ELEKTRONIK 22/1979. Das Oszillogramm zeigt den Signalverlauf am Kollektor des 2. Transistors, gemessen ca. 330km entfernt vom Sender. Als Antenne diente hier ein 14cm langer Ferritstab mit ca. 6mH. - Thomas
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Zufälligerweise hab ich da vor ein paar Tagen spaßeshalber mal was auf dem Steckbrett zusammengestellt. Hintergrund der Bastelei ist einerseits, dass ich meine DCF77-Aktivantenne in der Bastelkiste gefunden habe und nachgucken wollte, was da eigentlich für eine Signalamplitude rauskommt. Aus dem "mal nach der Amplitude sehen" ist dann doch ein bisschen mehr geworden, siehe Bilder. Nach zwei Transistorstufen gehts mit OpAmps (Verstärkung jeweils 20dB) weiter, wobei die beiden letzten Stufen als Begrenzerverstärker ausgeführt sind (ähnlich wie in der DCF77-Frequenznormalschaltung von Ralph Berres.) Als Filter dienen die Antenne (Ferritantenne in Resonanz) und die nachfolgende Transistorstufe (Schwingkreis als Lastwiderstand), sowie ein per trial & error zusammengestelltes Quarzfilter mit zwei kleinen 77.5kHz-Uhrenquarzen. Die beiden Oszilloskopbilder zeigen das Signal nach der ersten Verstärkerstufe (mit Quarzfiltzer) bzw. nach der 2. Verstärkerstufe (ohne Quarzfilter.) Ohne Quarzfilter kann man die Pegelabsenkungen hervorragend erkennen; mit dem Quarzfilter pumpt die Amplitude nur noch langsam hin und her. Die Oszilloskopbilder sind mit Tastkopf in der x10-Stellung (20dB Abschwächung) aufgenommen, d.h. die Amplitude im Bild ohne Filter liegt im Volt-Bereich. Sowas lässt sich bequem samplen, allerdings treiben Störungen die Schaltung bzw. den ADC dann sehr schnell in die Sättigung. Selbst auf dem Steckbrett ist die Schaltung übrigens erstaunlich stabil. Die kleinen Spitzen auf dem gefilteren Signal kommen vom Digitalteil der Schaltung (Frequenzvervielfacher via PLL.) Eine Abschirmung zwischen beiden Teilen mittels einer per Krokoklemmenkabel geerdeten unbenutzen Platine bringt da zwar viel, aber nicht viel genug. DCFFunker schrieb: > /Hat jemand schonmal das DCF77-Signal so wie es aus der Antenne kommt, > ohne nachgeschalteten Quarz oder sonstige Filterschaltung, abgetastet? > Wenn ja, könnte jemand das mal posten, damit man das als Input für SPICE > verwenden könnte?/ Nein, dass nicht, aber es braucht für ein bisschen Selektivität und hohe Verstärkung nicht viel. Vielleicht motiviert Dich meine Erzählung ja dazu, es erstmal so zu probieren. Einen Schaltplan müsste ich erst zeichnen, kann ich aber gerne noch machen.
Vielen Dank für die viele tollen Beiträge! Da ist einiges dabei was ich erstmal verarbeiten und verstehen/ausprobieren muss. Viele neue Hinweise. >Wenn der OpAmp FET-Eingänge hat könnte man die Antenne auch direkt >anschließen. Möglicherweise wird man dann aber Probleme mit Rückkopplung >und Schwingen bekommen. Welcher MOSFET wäre denn am besten geeignet um das Signal an der Ferritantenne abzugreifen, und danach ans Oszillioskop anzuschließen?
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