PSK31 Funk


 
Datenübertragung mit Soundkarten
Eine private Homepage zum Amateurfunk von DH1KAL
Was ist PSK ?
Mit PSK (phase shift keying) werden Daten bzw. Texte per Funk übertragen. Ähnlich wie beim Chat im Internet, gibt es bei dieser From der Kommunikation auch einen Sender, der die Daten codiert absetzt und einen Empfänger, der die Daten empfängt, nachdem diese dekodiert wurden. Für die Umwandlung der Daten in Audiosignale bzw. Phasemmodulation ist eine spezielle MODEM-Software notwendig, die in der Lage ist, einzelne Audiofrequenzen per Filter hoher Ordnung aus dem Gesamtspektrum herauszufiltern. Bei einer Phasenmodulation eines Tones benötigt man eine Bandbreite von etwas mehr als der Baudrate. Bei PSK sind das 31,25 Hz. Diese geringe Signalbandbreite kommt den schmalen Frequenzfenstern auf den Amateurbändern sehr entgegen. Bei der Übertragung von PSK31-Signalen handelt es sich um eine Phasenmodulation, bei der die Phasenlage des Audiosignals um 180 Grad umgetastest wird. Durch die Umtastung der Phasenlage werden somit eine logische "1" oder "0" übertragen. Die Tastung erfolgt sehr schnell, was wiederum ein sehr breitbandiges Signalspektrum zur Folge hätte. Damit ein schmalbandiges Signal erzeugt werden kann, muss die Amplitude des Trägersignals zum Zeitpunkt der Phasenumtastung auf Null reduziert werden. Dies übernimmt die Software automatisch während des Sendevorgangs, da die Übertragung per SSB Seitenbandmodulation in USB oder LSB erfolgt und ein absenken der Lautstärke gleich dem Absenken des Trägers entspricht. Somit ist es möglich, dass 10 oder mehr Stationen gleichzeitig auf einer Bandbreite von nur wenigen kHz arbeiten können, da die Bandbreite je Station weniger als 63 Hz beträgt. Akustisch hört sich das Signal wie ein leichtvibrierender, jammernder Einkanalton an, dessen Umtastung man kaum wahrnehmen kann, aber auf dem Oszilloskope klar sichtbar wird. Neben PSK gibt es aber auch noch andere Übertragungsarten.

Weitere Informationen unter: http://www.darc.de...
WAV.Datei: PSK31 Signal

   engl. Beitrag von G3PLX

Technisch betrachtet kann neben den Kurzwellenbändern (KW) der Funkbetrieb natürlich auch auf VHF, UHF oder per SAT-Funk stattfinden. Direktverbindungen über VHF oder UHF sind jedoch etwas langweilig, da es sich hierbei oft um störfreien Betrieb handelt und die Reichweiten begrenzt sind (bsp. Erdkrümmung). Die Leistungsfähigkeit von PSK31 macht sich somit erst bei hohem QRM und stark schwankenden Stationen bemerkbar, die man mit dem Ohr kaum oder garnicht mehr wahrnehmen kann.

Auf welchen KW-Frequenzen treffen sich PSK31-Stationen ?
Modulation ist in A3J (SSB) Mode: USB oder LSB  >> Siehe Bandplan (im PDF-Format) vom DARC

Schneller Anschluss mit Kondensatoren
Um mit einer PC-Soundkarte probehalber einen PSK-Empfang unter Windows zu ermöglichen, sollte man zuerst das Empfangssignal, dass am Lautsprecher oder Kopfhörerausgang des Kurzwellenempfängers zur Verfügung steht, galvanisch trennen und den NF-Pegel entsprechend anpassen, damit der Mikrophoneingang der Soundkarte nicht übersteuert bzw. überlastet wird. Der korrekten Pegeleinstellung und Überwachung kommt deshalb eine besonders hohe Bedeutung zu: Eine Übersteuerung des Signals führt schnell zu Lesefehlern oder völlig unbrauchbaren Übertragungen. Den optimalen Signalpegel findet man oft nur experimentell während einer Übertragung. Manche Programme sind in der Lage durch eine AGC die NF entsprechend automatisch anzupassen. Die AGC arbeitet jedoch nur in einem kleinen Pegelbereich, sodass man den Grundpegel manuell anpassen muss.

Die galvanische Trennung kann auf mehreren Wegen geschehen: optisch mit linearen Optokopplern (bsp. IL300), per Trennkondensator oder per Trenntransformator bzw. NF-Übertrager. Letztere haben den Vorteil der Phasentreue und kapazitiven Entkopplung, aber leider den Nachteil, dass Transformatoren immer etwas unlinear arbeiten und verzerren da es sich dabei um Induktivitäten handelt. Unlinear heisst: Das NF-Signal wird im Spektrum nicht mit gleichmäßigem Pegel über alle Frequenzen übertragen. Pegelunterschiede von ±0,2 ...± 0,8 dB Dämpfung über 4000 Hz Bandbreite sind keine Seltenheit und sind damit ein wesendliches Qualitätsmerkmal des Übertragers.

Einfache Beispielschaltung mit zwei Trennkondensatoren
zum nachbasteln

Damit der PC oder Empfänger keinen Schaden nimmt, sollten die beiden 3,3 uF Kondensatoren min. 250 Volt Trennspannung aufweisen. Für den experimentellen Aufbau kann man aber auch kleinere Kondensatoren verwenden, wenn man sich sicher ist, dass die Potentialunterschiede zwischen den verwendeten Geräten < 50 Volt beträgt. Die nachgeschalteten Widerstände bilden einen Spannungsteiler zum Mikrofoneingang der Soundkarte. Wenn man dabei den 47 kOhm Widerstand R1 durch ein 1 k Widerstand + 47 k Poti ersetzt, kann man das Signal noch besser an die Soundkarte anpassen. Der Teiler ist eingangsseitig hochohmig und ausgangsseitig niederohmig ausgelegt, da ein dynamisches Mikrophon einen Innenwiderstand von ca. 600 Ohm aufweist. Die NF-Kabelverbindung sollte mit einer abgeschirmten Leitung (bsp. Koax RG 174/U) erfolgen. Beide Mikrophoneingänge (Links und Rechts) wurden im Anschlußstecker für Mono-Betrieb gebrückt.

Ankopplung über NF-Transformator
Die Verbindung über einen Transformator bzw. NF-Übertrager (PC-Soundkarte <> Transceiver)  ist der kapazitiven Kopplung jedoch immer vorzuziehen. Bei der oben aufgeführten Schaltung können Brummschleifen und Störungen aus dem Lichtnetz auf den Mikrophoneingang einwirken und so das Nutzsignal (mit 50 Hz und deren Vielfachen) stark beeinträchtigen. Dies kommt im wesendlichen auf die Erdungsverhältnisse an, wie und womit der PC, der Transceiver die Antenne... bereits eine galvanische Verbindung, beispielsweise über die Netzsteckdose, haben und ob die nähere Umgebung EMV-verseucht ist (bsp. Neonlampe, Schaltnetzteil, Kaffeemahlmaschine...).

Breitbandige NF-Übertrager unterscheiden sich von herkömmlichen Transformatoren darin, dass sie einen kleinen Luftspalt zwischen den beiden Spulenschalen besitzen. Dadurch wird der magnetische Fluss stark verringert und eine höhere Linearität der zu übertragenden Audiofrequenzen erreicht. Dies geht jedoch zu Lasten der Strom- & Spannungsübertragung, die einen möglichst hohen magn. Fluss fordert (bsp. Netztransformator mit Eisen E-Kern). Da es sich jedoch in der Praxis nur um kleine NF-Spannungen im milli-Volt bzw. mW Bereich handelt, ist diese Eigenschaft vernachlässigbar. Verwendet man zudem Ferrit anstatt Eisen, dass einen wesendlich höheren AL-Wert besitzt, kann durch variieren der Abstände ein optimaler Arbeitspunkt zwischen Übertragungsleistung und Frequenzlinearität gefunden werden. Die verwendete Litze und auch die Anzahl der Spulenwindungen spielen hier eine grosse Rolle, da neben der Spulenkapazität der induktive Widerstand u.a. noch vom verwendeten Material und dessen Aufbau abhängt (bsp. Wirbelstromverluste). Um eine möglichst hohe NF-Bandbreite zu erzielen, gilt grundsätzlich: Je höher der AL-Wert (Permeabilität) und je weniger Windungen verwendet werden (Gleichstromwiderstand), je kleiner ist die Eigenkapazität der Spule.

Beispielschaltung aus dem Internet: Audioübertragung mit NF-Trenntransformator

Kleiner Praxistest:
Gute Empfangsergebnisse konnte ich mit einfachen und kostengünstigen NF-Übertragern mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:5 machen. Diese Übertrager bietet beispielsweise die Fa.Conrad-Elektronik unter der Bestellnummer 516236 für ca. 4 EURO an. Weitere Tests mit speziellen Breitband-Mikrofonübertragern aus der Studiotechnik (zu 44,- Euro das Stück !) folgen noch.


Für den Empfang von PSK unter Windows wird ein Programm wie KPSK benötigt.
Sendefähige Programme wie WinPSKse 2.23 oder PSK31-Deluxe finden Sie weiter unten.

Bild: KPSK Software mit Wasserfall-Darstellung


Hier finden Sie noch weitere, gute Webadressen, Textbeschreibungen und Downloads zu PSK31 und anderen Funk-Betriebsarten wie Hellschreiber, SSTV, RTTY, Fax, THROB, Multi-Ton und CW, die alle mit dem einfachen "Soundkarten-Interface" funktionieren.

Info-Webseiten
http://www.qsl.net/zl1bpu/
http://www.dk1tb.de/
http://www.qsl.net/wm2u/interface.html
http://www.geocities.com/karel19sd119/more.software.htm
http://www.muenster.de/~welp/sb.htm
http://www.dk0fr.de/links/links.html#Hamsoft
http://members.fortunecity.com/xe1bef/psk31.htm
http://www.qsl.net/ae4jy/winpsk.htm
http://www.qsl.net/winwarbler/
http://bipt106.bi.ehu.es/psk31.html
http://polly.phys.msu.su/~zeld/oscill.html
http://www.dxsoft.com/en/products/
http://www.pavane.net/digipan/digipan.htm
http://www.ac6v.com/morseprograms.htm
http://www.w5bbr.com/soundbd.html
http://www.qsl.net/wm2u/throb.html
http://www.qsl.net/wm2u/mfsk.html
http://members.aol.com/f6cte/

Amateurfunk-Programme zum herunterladen
CW http://www.hamport.com/cwget.zip
WinPSKse http://www.innermedia.webservepro.com/WinPSKSE/winpskse223.exe
PSK DigiPlan http://www.pavane.net/digipan/dp16.zip
RTTY http://www.hamport.com/truetty.zip
RTTY http://www.hamport.com/seatty.zip
DigiPlan http://www.dl-yl-info.de/download/digipan6.exe
WinWrabler http://www.dl-yl-info.de/download/WinWarbler193Archive.exe
Simple WO-PSK http://www.qsl.net/zs5wo/download.htm
PSK31 http://sysgem.decus.ch/hb9drv/PSK31Build301.exe
THROB V2.5 http://www.lsear.freeserve.co.uk/throb25.zip
MULTI-PSK http://members.aol.com/f6cte/MULTIPSK.zip
Verschiedenes http://www.qsl.net/wm2u/p31sbw108.zip


Eine gebastelte PSK-Platine für die Soundkarte
(schnell und billig mit Kondensatoren)
Amateurfunk- und Arbeitsplatz von DH1KAL

Kurzwellen-Station: YAESU FT900


Wer noch mehr, oder andere, Amateurfunk-Programme sucht, wird sicher hier fündig:
http://www.mydarc.de/db1bmn/software.html


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