Direktmischempfänger für die FAX-Frequenzen des DWD
IN BEARBEITUNG
Stand 20. Januar 2022

 Automatic translation by GOOGLE:
https://www-kh--gps-de.translate.goog/fax-rx.htm?_x_tr_sch=http&_x_tr_sl=de&_x_tr_tl=en&_x_tr_hl=de


NEU: Zum Project schon einmal ein YouTube-Video von Peter, DG3SMA: https://youtu.be/IFNjb3e3DYE

Auf meiner Seite [1], und vorallen auch in einem Beitrag für den FUNKAMATEUR ( Jan. 2022, Seite 40-42 ) und auch einer älteren Seite [2] hatte ich mich bereits mit einfachen Direktmischempfängern auf Basis des IC's "MCP2036" beschäftigt. Somit lag es nahe, nach ähnlichem Konzept auch eine Version für den Kurzwellenbereich zu erstellen. Als besonders interessant erschien mir in diesem Zusammenhang eine Zweikanalversion zu sein, mit deren Hilfe sich die zwei wichtigsten FAX-Frequenzen des DWD ( Deutscher Wetterdienst ) würden abdecken lassen.

 
Abb.1  FAX-Empfang mit Direktmisch-RX
Auswertung mit APP: "HF Weather FAX" [5] am ANDROID-Smartphone ( Foto: DG3SMA )

( zur Grossdarstellung anklicken )

Die Empfängerfunktion gem. Abb.2 bewirkt dabei eine Umsetzung der jeweiligen Empfangsfrequenzsignale in den hörbaren Tonfrequenzbereich mit anschliessender Verstärkung. Hierzu sind Mischsignale erforderlich, die für vorgesehene Anwendung etwa 1900 Hz unterhalb oder oberhalb der jeweiligen Sender-Trägerfrequenz liegen müssen. Der in [1] beschriebene Langwellenempfänger erzeugt die erforderlichen Mischsignale z.B. durch Frequenzteilung ausgehend von einem höherfrequenten Schwingquarz. Nachdem passende Quarze in der Regel aber eine Spezialanfertigung erfordern, suchte ich nach einer universelleren Möglichkeit und fand sie in dem PLL-Baustein "Si5351a". Er ist in der Lage, ( ggf. auch mehrere ) nahezu beliebige Frequenzen im Bereich von wenigen Kilohertz bis oberhalb von 200 MHz generieren zu können. Zusammen mit etwas Peripherie zur Vereinfachung seiner Einsetzbarkeit gibt es ihn auf kleinen fertig erhältlichen Boards ( z.B. auch bei AMAZON oder den bekannten Versendern aus Fernost ). Die Bausteinsteuerung erfolgt dabei über I2C-Bus ausgehend von einem Mikrocontroller, wofür in diesem Fall der Typ "ATTiny85" gewählt wurde. Für den FAX-Empfang wurde ein Programm erstellt, das Signale für die beiden interessierenden Frequenzen bereitstellt. Die Auswahl der Empfangskanäle erfolgt über Port PB0, wobei ein "H"-Pegel bzw. ein offener Port die Anwahl einer Empfangsfrequenz bei 3855 KHz bewirkt, während mithilfe eines "L"-Pegels bzw. einer Masseverbindung auf eine solche bei 7880 KHz geschaltet werden kann. Dabei kann via Port PB2 noch zwischen jeweils um 1900 Hz unterhalb ( USB ) oder oberhalb  ( LSB ) der Empfangsfrequenz liegenden Mischsignalen gewählt werden. Abhängig davon erscheinen die FAX-Signale nach Decodierung in schwarzer Farbe auf weissem Hintergrund ( USB ) oder mit entgegengesetzter Farbdarstellung ( LSB ).


Abb.2  Schaltbild des Direktmisch-Faxempfängers


Der Resonanzkreis am Empfängereingang verwendet einen TOKO-Spulenkörper "KANK3334R" ( Bezugsquellen: [3], [4] ). Die beiden weit auseinander liegenden Betriebsfrequenzen erfordern dabei auch unterschiedliche Kreiskapazitäten. Während mit dem parallel geschalteten Kondensator direkt auf die obere Resonanzfrequenz bei 7.88 MHz abgestimmt werden kann, ist es zudem möglich, mithilfe der Schaltdiode "BA282" noch einen Kondensator mit dem Wert "Cxx" ( vorläufiger Wert: 300pF ) hinzuzuschalten. Mit seiner Hilfe lässt sich die Kreisresonanz auf den gewünschten unteren Wert bei 3.855 MHz herabsetzen. Ausgang "PB1" des ATTiny muss dazu ein Schaltsignal mit "H"-Pegel liefern. Zur Aktivierung dieser Funktion muss auf der Platine auch eine Drahtbrücke zwischen den Punkten X und Y hergestellt sein.
 
Der restliche Teil des Empfängers ist weitgehend identisch mit der Langwellenversion nach [1]. Betreffs weiterer genereller Informationen zu Direktmischempfängern siehe auch die dortige Linkliste und den schon erwähnten Beitrag im FUNKAMATEUR.

Zur Decodierung von FAX-Signalen gibt es verschiedene Programme zur Nutzung mit PC's. Mein Favorit ist allerdings die ANDROID-Software "HF Weather FAX" von Wolphi [5], die zur Verwendung mit entsprechenden Smartphones und Tablets gedacht ist. Besonders interessant ist dabei auch die Möglichkeit zur automatischen Aufzeichnung mit späterer Auswertbarkeit abgelegter FAX-Bilder. 

 
Abb.3  Muster einer mithilfe von "HF Weather FAX" und einem ANDDROID-Tablet unter Verwendung des FAX-RX erfolgten Bildeinlesung


Nachbau
Wer Interesse am Nachbau hat, Softwaredateien benötigt oder auch verwendete etwas speziellere Bauteile sucht, der sollte mir eine E-Mail schicken.

   
Abb.4  akt. Platinenversion
"DJ7OO_UNI-RX_V1c" ( Platinenherstellung: DH4YM [6] )


Abb.5  Musteraufbau des FAX-RX von DG3SMA ( Foto DG3SMA )
( zur Grossdarstellung abklicken )
Anm: Bei den beiden Widerständen oberhalb des USB/LSB-Umschalters wurden die Wertbezeichnungen am 20.1.2022 korrigiert

Linkliste
[1]  http://www.kh-gps.de/lw-rx.htm
[2]  http://www.kh-gps.de/mcp2036.htm
[3]  https://www.sv1afn.com/en/inductors-1/variable-inductor-10-mm-5-4-mh-equiv-to-toko-kank3334r.html

[4]  https://www.qrphamradiokits.com/parts-components/shielded-coils/#cc-m-product-12134891149
[5]  https://www.wolphi.com/marine-apps/hf-weather-fax/
[6]  https://www.dh4ym.de/  

Mail :