Beim Surfen im Internet auf verschiedenen Internetseiten bin ich auf das Software Defined Radio des Elektor - Verlages aufmerksam geworden.

-> Elektor - Verlag

Hier ist insbesondere die Seite des Entwicklers Burkhard Kainka zu nennen.

-> Burkhard Kainka

"Mit dem Begriff Software-defined radio (SDR) beschreibt man das Bestreben, möglichst die gesamte Signalverarbeitung eines Hochfrequenz-Senders oder -Empfängers mit Hilfe anpassbarer Hardware in Software abzubilden. Im engeren Sinn handelt es sich um ein Funktelekommunikationssystem, das eine software-konfigurierbare Plattform zur Modulation/Demodulation und Aufwärts-/Abwärtsmischung eines Datensignals benutzt."
-> Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Software_Defined_Radio; Stand 15.02.2010

Beim Elektor-SDR handelt es sich um einen universellen Empfänger von 150 kHz bis 30 MHz, das entspricht dem Frequenzberich von Langwelle bis Kurzwelle.
-> Übersicht Frequenzbänder

Der Elektor-SDR wird über den USB-Anschluss des Rechners gesteuert, bzw. abgestimmt.
Die Dekodierung übernimmt die Soundkarte des Rechners.

Dadurch, dass das Know How in der Software und nicht in der Hardware steckt können sämtliche Modulationsarten, wie z.B. AM, SSB, aber auch digitale wie DRM decodiert werden.

Lt. Elektor sollen auch Einblicke in die Welt des Amateurfunks möglich sein.

Auf folgender Seite findet man den Artikel und die Software zum Elektor-SDR, allerdings muss man Abonnent sein,
oder sich zumindest registrieren.
-> Elektor - SDR

Anmerkung:
Auf folgender Seite der Universität Twente findet man ein fernbedienbares SDR, wo man schon mal in den Äther lauschen kann.
Eine Interessante Anwendung, wie ich finde.
-> Web-SDR Uni Twente

Bevor ich nun 117,50 Euro für den Spaß ausgebe, soviel kostet das Elektor-SDR
(dafür ist es schon bestückt, schade eigentlich, wo bleibt der Bastelspaß?),
habe ich mir gedacht: Besorge Dir erstmal das zugehörige Buch.

Dieses ist natürlich im Elektor-Verlag erschienen:
Burkhard Kainka
Software Defined Radio - Schaltungen, Software und Empfangspraxis
174 Seiten (kart.)
Format 14 x 21 cm
ISBN 978-3-89576-192-8

Leider mit 29,80 Euronen auch nicht ganz billig, aber man will ja schließlich was lernen :-)

Passender Weise kam dann gerade Weihnachten vorbei und ich konnte mir das Buch schenken lassen.

Das Buch ist ganz gut gemacht:
Zunächst lernt man noch etwas über herkömmliche, analoge Radiotechnik, dann wird das Konzept des Elektor-SDR vorgestellt.
Außerdem wird sämtliche Software, die sich mit dem SDR verwenden lässt, vorgestellt und die praktische Anwendung des SDR erläutert.
Dann gibt es ein Kapitel über Antennen und Vorverstärker und über die verschiedenen Betriebsarten.
Am Ende des Buches wird man dazu angeleitet, wie man selber ein SDR entwickeln kann.
Wobei das natürlich schon relativ freakig ist.

In dem o.g. Buch wird ein Soundkartentest vorgeschlagen, bevor man sich auf das Thema SDR einlässt.
Hier werden drei Vorraussetzungen genannt, die gegeben sein müssen:

" - Es muss sich um eine Soundkarte mit Stereo-tauglichem Line-Eingang handeln."
-> Das ist bei normalen Soundkarten eigentlich kein Problem. Bei einem Notebook jedoch ist oft nur ein Mikrofoneingang vorhanden. Dieser wird in der Regel nur für Mono-Betrieb ausgelegt sein. Ferner ist der Signalpegel problematisch, da ein Mikrofoneingang wesentlich empfindlicher sein muss. Auch die Bandbreite kann begrenzt sein.

"- Die Karte muss ein Antialiasing-Filter besitzen."
-> Mehr zum Thema Antialiasing bei wikipedia.de: http://de.wikipedia.org/wiki/Antialiasing_(Signalverarbeitung)

"-Die Abtastrate muss mindestens 48 kHz betragen und Signale bis 24 kHz verarbeiten."

Aus o.g. Gründen und weil ich ein Notebook verwende, wird bei mir eine externe Soundkarte am USB-Anschluss eingesetzt werden. Diese habe ich noch von dem "Funkfernschreiben über PMR - Versuch".
Es handelt sich um die "5.1 External Surround Sound Card SC-5500p" von Trust.

In dem o.g. Buch wird eine Testschaltung basierend auf einem Rechteckgenerator mit einem Timer-IC NE555 vorgeschlagen,
mit der man austesten kann, ob die Soundkarte für das SDR geeignet ist.
Den Schaltplan kann ich hier leider aus Copyright-Gründen nicht darstellen.
Wer jedoch begründetes Interesse hat, kann mich gerne darauf ansprechen.

Testschaltung

Die Testschaltung erzeugt ein ca. 15 kHz-Signal mit hohem Oberwellenanteil.
Da das Antialiasingfilter alle Signal jenseits der 24 kHz dämpfen soll, darf die Soundkarte keine Oberwellen "darstellen".
Außerdem erzeugt die Testschaltung zwei um 90° verschobenen Signale.

Testaufbau (hinten Netzgerät, vorne links Testschaltung, vorne rechts externe Soundkarte)

Für die Messung wird die Decodersoftware SDRadio von von Alberto di Bene verwendet:
-> http://digilander.libero.it/i2phd/sdradio/

Man erkennt zwei Peaks bei ca. -15 kHz und bei ca. +15 kHz.
Es sind keine großen Peaks der Oberwellen erkennbar.

Zuerst war ich über die angezeigte Frequenz etwas verwundert, weil die Peaks bei ca. -7 kHz und +7 kHz lagen.
Aber die Frequenzskala ist einstellbar, indem man oben auf die Frequenz klickt.

Außerdem habe ich festgestellt, dass man den Eingangspegel nicht zu hoch wählen darf.
Hier die Einstellung der Soundkarte:

Somit bin ich guter Dinge, dass das mit dem SDR funktionieren wird.

Nachdem ich anhand des Buches einigermaßen einen Eindruck des SDR gewinnen konnte und alle Klausuren geschrieben waren,
so dass sich jetzt wieder einigermaßen Zeit zum Basteln findet, habe ich es bestellt.

Das Elektor SDR kommt im unscheinbarem Pappkarton...

...schön im ESD-Beutel, wie sich das gehört :-)

Die Platine hat die Maße 100 x 80 mm.

Nun geht es an die Inbetriebnahme.

Die Platine hat drei Anschlüsse: USB zur Steuerung, eine Klinkenbuchse zur Übergabe des Signals an die Soundkarte und eine zweipolige Schraubklemme für Antenne und GND.

Die Klinkenbuchse verbinde ich mit einer 3,5mm Klinke - Klinke Leitung mit dem Line-In der Soundkarte.
Die USB Buchse, wer hätte das gedacht, wird mit dem USB-Anschluss des Rechners verbunden. Die Hardware wird lediglich mit den 5V des USB-Anschlusses versorgt.

Bevor man das jedoch macht, sollte man den entsprechenden Treiber für den USB-Chip auf der Platine und die Steuersoftware downloaden.
Den Download findet man hier:
-> Elektor - SDR

Den Treiber installiert man mit der Anwendung CDM_Setup.exe, die man in dem heruntergeladenen ZIP-Archiv findet.
Die Installation der Steuersoftware erfolgt mittels der Anwendung ElektorSDR.exe, die man an dem gleichen Ort findet.

Bei der ersten Verwendung der Steuersoftware muss die Datei "InitCal.bin" sowohl in das EEPROM als auch in den RAM geschrieben werden. Dafür klickt man zuerst auf den Button "upload EEPROM" und dann auf den Button "upload RAM".

Bezüglich der Soundkarte sollte man die gleichen Einstellungen wählen, wie oben beschrieben.

Zum Radioempfang braucht man nun die Steuersoftware sowie die Decodiersoftware, z.B. o.g. SDRadio.

Auch ohne Antenne kann ich schon den lokalen Mittelwellensender (geschätze 2km Distanz)
-> http://de.wikipedia.org/wiki/Mittelwellensender_Nordkirchen
-> http://www.elo-web.de/elo/entwicklung-und-projekte/retro-radio/mittelwellensender-nordkirchen
mit dem Programm des DLF
-> http://www.dradio.de/
mit folgenden Einstellungen empfangen.

Natürlich benötigt man für den Empfang mit den Elektor-SDR eine Antenne.
Dazu habe ich zunächst eine ca. 4m lange Antenne, bestehend aus einer Litze, horizontal durch mein Zimmer gespannt.
Von der Aufhängung führen nochmal ca. 3m der Litze herunter zu meinem Schreibtisch.
Im Raum selber hängt die Antenne auf einer Höhe von ca. 3m. Außer dem Umstand das sie optisch natürlich nicht so der "Knaller" ist, stört sie dort nicht.
Der Raum befindet sich im 2. OG, somit befindet sich die Antenne auf einer Höhe von ca. 11m gegenüber der Umgebung.
Nordkirchen befindet sich lt. Wikipedia ca. 65m über NN.

In B. Kainkas Buch wird empfohlen, den Empfänger an der GND-Buchse gegen den Schutzleiter oder ein Wasserrohr zu erden.
Dies sei besonders bei der Verwendung von Laptops erforderlich, weil deren Netzteile oft nicht geerdet seien und erhebliche Störspannungen auf die Masseleitung weiterreichten, so dass sich die Antenne gegen eine HF verseuchte Masse abstütze.
Ich habe mich zunächst einmal für eine Erdung an einem Heizungsrohr entschieden.

So sieht die Anordnung aus:

Bei einem ersten Empfangstest waren nun schon mehr Stationen auf Anhieb zu finden.
Der o.g. Ortssender wurde dermaßen übersteuert, dass ich die Eingangslautstärke herabregeln bzw. die Dämpfung in dem Steuerungsprogramm einschalten musste.

Jetzt liegt seit über einem Monat diese Leiterplatte des Elektor-SDR auf meinem Schreibtisch.
So langsam sollte ich sie mal in ein Gehäuse einbauen. Doch was nimmt man.
Bei dem Preis des SDR will man ja die Schaltung ja nicht einfach in irgend so eine "Keksdose" einbauen.
Obwohl größenmäßig völlig übertrieben, wäre ein 19"-Einschub eine schöne Sache.

Der Blick in den Katalog bzgl. 19"-Einschüben lässt einen staunen.
Ich wusste zwar, dass es bei Pollin Einschübe mit 2HE für <30 Euro gibt, aber auch das ist eine Menge Geld.
Auch ein Besuch bei Ebay versprach keine Abhilfe.
Eine mehr oder weniger zufällige Frage an meinen Arbeitskollegen, ob er wisse, wo ich günstig solch einen Einschub ergattern könne, führte schließlich zur Lösung.
Er selbst hatte ein Gehäuse dieser Kategorie noch zu Hause, weil er es vor ein paar Jahren mal für einen Verstärker verwenden wollte. Da er jedoch bislang nicht dazu gekommen ist, hatte er schon überlegt es dem "Klüngelkerl" mit zu geben.
Nun konnte ich es bekommen. Danke!

Die Rückwand ist zwar hinten mittig eingesägt und nach innen geklappt, aber dass lässt sich natürlich richten.

Was soll nun alles rein ins Gehäuse?

- Die Leiterplatte des SDR!

- Ein zusätzliches Netzgerät!
Die Schaltung wird zwar mit den 5V des USB-Anschlusses versorgt, aber es können trotzdem Störpegel auftreten.
In o.g. Buch wird ein Ergänzungs-Netzteil-Bauvorschlag gegeben, mit dessen Hilfe sich Störungen, die vom USB-Anschluss herrühren, ausmerzen lassen.

- Die Externe Soundkarte!
Die Soundkarte will ich gerne ebenfalls einbauen, damit man sie nicht zusätzlich herumliegen hat.

Außerdem werden folgende Anschlüsse bzw. Bedienelemente benötigt:
- Kaltgerätebuchse für die Netzleitung
- Sicherungshalter für den Primärkreis (evtl. in der Kaltgerätebuchse integriert)
- Netzschalter mit Glimmlampe
- Sicherungshalter für den Sekundärkreis
- Antennen- und Masseanschluss (evtl. BNC?)
- Zwei USB (SDR und Soundkarte)
- 3,5 mm Klinkebuchse als Ausgang vom SDR, wenn man das Signal mal direkt abgreifen will
- LINE-OUT der Soundkarte als 3,5 mm bzw. 6,35mm Klinkebuchse für Kopfhörer

Dieser Eintrag handelt über die Montage.
Und zwar nicht die am Anfang der Wochen, sondern die Montage der Anschlüsse und der Platine in das Gehäuse.

Den ersten Anfang habe ich heute geschafft:
Ich habe die Bohrungen und Aussparungen für die Anschlüsse auf der Rückseite des Gehäuses geschaffen.

Ansicht von außen

Sowohl die BNC-Buchse als auch die Lautsprecherklemmen habe ich als Antennen- bzw. Erdungsanschluss vorgesehen.
Mit dem Schalter rechts neben den Lautsprecherklemmen soll man, wenn gewünscht, die Erdung des SDR auf das Gehäuse bzw. auf die Erdung der Steckdose schalten können.
Die Chinch-Buchsen kommen an den LINE-OUT-Ausgang der externen Soundkarte, so dass man ein Aufnahmegerät anschließen kann.
An die eine der 3,5 mm Klinkebuchsen in der Mitte wird der "Audioausgang" des SDR angeschlossen, an die zweite der LINE-IN-Eingang der externen Soundkarte. Beides wird später mit einem kurzen Klinke-Klinke-Kabel gebrückt.
Der Sinn soll darin liegen, dass im Zweifel die Anschlüsse beider Geräte zugänglich sind.
Auf der rechten Seite befindet sich der Kaltgerätestecker in blau mit integriertem Sicherungshalter für den Primärkreis und links daneben ein Sicherungshalter für die Sicherung des Sekundärkreises.
Die rechteckige Aussparung ist für die USB-Buchsen vorgesehen.
Der Aluminiumstreifen mit den Nieten verdeckt die Spuren der "Gehäuseschändung".

Es folgt ein Bild der Innenansicht:
Ansicht von innen

In die Frontseite wird lediglich der Netzschalter, eine 6,35mm und eine 3,5mm Klinkenbuchse eingebaut werden.

Zunächst habe ich die Frontplatte, wie bereits oben beschrieben, bestückt.

Dann habe ich die USB-Anschlüsse für das SDR und die Soundkarte eingebaut.
Nach einer Recherche bei den einschlägigen Elektronikdealern, habe ich festgestellt, dass es keine vernünftigen, bezahlbaren USB-Einbaubuchsen gibt. Zumindest nicht für den B-Typ.

Hier meine Lösung:

Es handelt sich um Printbuchsen, deren Anschlüsse ich durch eine Streifenrasterplatine gesteckt habe, so dass sich die Buchsen auf der Kupfer- und die Anschlüsse auf der Nicht-Kupfer-Seite befinden.
Oben drüber befindet sich ebenfalls ein Streifen Streifenrasterplatine, ebenfalls mit der Kuferseite zu den Buchsen und den Löchern deckungsgleich zur unteren Platine.
Die Platinen habe ich mehr oder weniger unschön mit den Kuferflächen der Platine verlötet.
Mit einem Stück Aluminium-Winkel wurde das ganze Konstrukt an der Rückseite befestigt.
An die Anschlüsse habe ich eine USB-Leitung angelötet, deren A-Stecker ich abgeschnitten habe.
Die B-Stecker der Leitung werden dann später in das SDR und die Soundkarte gesteckt.
Die Lötstellen an den Anschlüssen habe ich mit ein wenig Heißkleber zugegloddert, damit die Litzen, die etwas zu lang abisoliert sind, sich nicht berühren können.
Anschließend wurden die Leitungen mit Kabelbindern zugentlastet.

Die "externe Spannungsversorgung " d.h zusätzlich zum USB-Port baue ich selber.
Ich werde ein ganz einfaches stabilisiertes Netzgerät aus einem Spannungsregler und ein paar Kondensatoren bauen.
Als Trafo dient ein altes Steckernetzteil aus der "Grabbelkiste".
Dieses Steckernetzteil habe ich mit zwei Bügeln auf folgende Weise im Gehäuse befestigt:

Die Kontaktierung auf der Primärseite werde ich mit 4mm-Telefonbuchsen lösen.
Diese werden an die Leitung gelötet und auf die Steckkontakte gesteckt.
Das ganze will ich mit Schrumpfschlauch isolieren.
Das entspricht zwar nicht wirklich der VDE, aber da kann nichts passieren.
Zum einen weil die Buchse entsprechend isoliert ist, falls sie mal vom Kontakt "abgerüttelt" wird (Buchse sitzt stramm auf Steckkontakten) und zum anderen wird das Gehäuse natürlich geerdet.

Ich habe das SDR ein wenig weitergebaut. Ich denke die Bilder sagen eigentlich alles aus.

Zu zwei Elkos wurde jeweils ein 1000µF Elko zu besseren Spannungsstabilisierung parallel geschaltet.
Außerdem wurde eine "Einspeisung" für die externe Spannungsversorgung geschaffen.

Anschließend wurde die Elektor-SDR-Platine auf einer Plexiglasscheibe montiert.
Die Plexiglasscheibe wurde im Gehäuse befestigt.

Außerdem habe ich ein kleines Netzteil mit Hilfe von Spannungsreglern und Kondensatoren gebaut.

Mir ist bewusst, dass die Anordnung des Kühlkörpers mit den waagerechten Kühlrippen eher suboptimal ist,
aber da das SDR nicht viel Strom aufnimmt und die Spannungsregler folglich nicht sehr warm werden denke ich das reicht so aus und passte gerade so.

Abschließend wurde noch die Verdrahtung der NF-Verbindungen und des Antennenanschlusses vorgenommen:

Als nächstes erfolgt die Einarbeitung in die Software.