SAQ Empfänger

Die kritische Komponente in dieser Schaltung ist die Schleifenantenne (Loop-Spule) L1. So lange die Schleifenlänge kurz gegenüber der Wellenlänge ist, gilt noch Faradays law: die von der magnetischen Feldkomponente des SAQ Signals induzierte Leerlaufspannung U an den Klemmen der Empangsspule ist proportional zur ihrer Fläche, zur Windungszahl und zur Frequenz. Um für SAQ ausreichend Empfangspegel über dem Eigenrauschen des Verstärkers zu erzeugen, sollte die Empfangsspule einen möglichst große Fläche umspannen, bzw. einen großen Durchmesser aufweisen. Wenige Windungen bei großem Durchmesser sind vorteilhafter als viele Windungen bei kleinem Schleifendurchmesser.

Mit einer als Ferritantenne ausgebildeten Spule, bei der die Permeabilität des Ferrits die effektiv wirksame Fläche vergrößert habe ich bisalng keine berauschenden Empfangsleistungen mit SAQ erzielt.

73, de Günter

Hallo Günther

Da Du ja Erfahrung hast, was würdest Du als Experimentalantenne vorschlagen, mit der SAQ ziemlich sicher im Süden Deutschlands empfangen werden könnte ??

73 de Martin, DH4NWG

Die Frequenz des Maschinensenders SAQ Grimeton ist fest eingestellt und lässt sich empfangsmässig nicht verändern.

Die Eingangsloop des schwedischen SAQ Empfänger-Bausatzes hat eine Leelaufgüte von ungefähr 11, gemessen mit R&S QDN und trägt darum nur wenig zur Selektion bei. Die 244 Windungen auf dem Träger mit 20 cm Durchmesser empfangen ausreichend Signal für guten Empfang in ganz Deutschland, Österreich und der Schweiz. Die meiste Selektion geschieht wie bei Direktmischern üblich auf der NF-Seite mit L2/C2 und Dr2, aber besonders hoch ist sie dort auch nicht.

Entscheidend ist das menschliche Ohr. Der Oszillator wird mit P2 auf bestes S/N eingestellt. Dann hebt sich das Morsesignal klangmässig deutlich vom immer vorhandenen Störpegel ab.

Vorsicht bei Einlöten von Dr2 ! Um in die Platine zu passen, müssen die Beine etwas auseinander gebogen werden und brechen dabei leicht ab. Reparatur ist nicht möglich. Darum besser die Drosselbeine mit 2 kurzen Drahtstücken verlängern.

Im Bausatz ist kein Ein-/Aus-Schalter enthalten. Nach ein paarmal Batterie entnehmen löst sich aber der Batteriehalter vom Untergrund. Darum besser einen einpoligen Kippschalter in ein Bohrloch der Frontplatte setzen.

Einen Si5351 halte ich für "mit Kanonen nach Spatzen schiessen". Das Signal ist gut zu hören und leicht einzustellen.

Der Bausatz ist mit einer Email zu bestellen und ist nach 3 Tagen da. Bezahlung erfolgt ganz einfach in Euro über eine normale Banküberweisung.

Für weitere Anfragen steht zur Verfügung : DL2JMB Jürgen.

Quote from DH4NWG

... was würdest Du als Experimentalantenne vorschlagen, mit der SAQ ziemlich sicher im Süden Deutschlands empfangen werden könnte ??

Dazu einige Vorbemerkungen

SAQ ist ein VLF Sender auf 17,2 kHz entsprechend einer Wellenlänge von ca 17,442 km. Die Ausbreitung erfolgt über die Bodenwelle, die Bodenleitfähigkeit spielt eine große Rolle. Über Wasser ist die Dämpfung der Ausbreitung geringer als über trockenem Boden oder über bergigem Gelände. Wer im Norden Deutschlands in Schleswig Holstein oder Meck-Pomm lebt, gerade mal 20 Wellenlängen vom Sender nahe Göteborg entfernt und viel Seewasser dazwischen, wird wenig Probleme mit dem Empfang haben. In Süddeutschland, OE und HB ist der Empfang anspruchsvoller, insbesondere im Sommer. Außerdem konkurriert SAQ mit dem mittlerweile unausweichlichen urbanen Störsmog.

Bei einer Wellenlänge von 17441 m ist jede Drahtantenne eine elektrisch kurze Antenne. Im Ersatzschaltbild wird ein im Vergleich zu Lambda kurzer Strahler durch einen sehr kleinen reellen Strahlungswiderstand und in Serie dazu einen sehr großen kapazitiven Blindwidersand repräsentiert. Die Quellimpedanz Z der Drahtantenne wird daher durch den reaktiven Anteil, eine Kapazität von wenigen Picofarad repräsentiert. Die Empfangsspannung eines Drahtes direkt am 50 Ohm Eingang eines Empfängers wird durch die dadurch entstehende Spannungsteilung auf sehr kleine Werte zusammengedämpft. Das verhindert in der Regel den Empfang ohne vorgeschaltete Impedanzwandlung. Man braucht vor einem 50 Ohm Empfänger einen Impedanzwandler, der die Antennenspannung hochohmig abnimmt oder einen Empfänger mit hochohmigem Eingang. Das Gleiche gilt für eine resonante Schleifenantenne als Parallelschwingkreis, auch die will hochohmig angekoppelt werden. Ein guter Marker, ob SAQ Empfang möglich ist, sind die russischen Alpha Stationen, das sind sehr leistungsstarke VLF Sender zur Kommunikation mit U-Booten. Diese Stationen senden um 12 kHz und und auf 20,5 kHz, manche davon recht stark. Noch ein starker Marker wäre die deutsche Marinestation DHO38 auf 23,4 kHz. Wer in Süddeutschland DHO38 oder die Alpha Stationen empfangen kann, dem wird wahrscheinlich auch der SAQ Empfang gelingen.

Im Laufe der Jahre habe ich interessehalber diverse Empfangsmöglichkeiten für SAQ probiert. Meistens ging es mir nur um die Empfangsmöglichkeit an sich und die Antenne, weniger um die Demodulation. Man verzeihe mir daher, dass ich als "Demodulator" meist das praktische SDR-Software Tool SAQ-rx (v 0.94) verwende, es läuft ohne Installation vom Stick. Das Empfangssignal wird einfach als Audiosignal an den Line-In Eingang eines PC oder Notebooks angeschlossen und das Tool übernimmt die Selektion und die Demodulation und stellt das Spektrum dar. Da die SAQ Frequenz im Audio Bereich liegt, ist jedes übliche Soundinterface geeignet, um mit SAQ-rx zu empfangen. Für SAQ Empfangsversuche außerhalb im Grünen nutze ich auch gerne einen kleine Airspy HF+ SDR als Frontend mit der SDR Client S/W auf dem PC.

Programmversionen von SAQ-rx: https://gitlab.com/jeayne/saqrx

Zu meinen Versuchen über die Jahre.

Mein einfachster Empfang gelang durch einen 40 m langen Draht direkt an der Soundcard des Notebook angeschlossen und SAQ-rx. Als Selektion vor der Soundcard ein auf 17,2 kHz abgestimmten Parallelschwingkreis nach Masse. Quasi wie ein Detektorempfänger mit der Soundcard und SAQ an statt der Detektordiode.

Recht zuverlässig empfange ich SAQ mit einer E-Feld sensitiven Impedanzwandler Antenne (landläufig MiniWip genannt) im Garten. Das gelingt allerdings nur in ruhiger Umgebung ohne Schaltnetzteilstörungen. Diese Antennenform erfordert allerdings einen sachgerechten Aufbau, denn Impedanzwandler, Masthöhe/Koaxschirm und Erdung bilden zusammen erst die Antenne. Ohne die Berücksichtigung dieser Rahmenbedingungen droht Frust. Wer sich für die Zusammenhänge und Ratschläge hierzu interessiert, das ist von mir in einem Papier "Whip-Tipps" zusammengefasst.

Whip-Tipps (pdf)

Mit einer small magnetic loop (das "small" bezieht sich auf den Loop-Umfang im Verhältnis zur Empfangswellenlänge), einer aperiodischen ein-Windungs Loop im quasi-Kurzschlussbetrieb und einem rauscharmen sehr niederohmigenTransimpedanzverstärker (Strom-spannungs-Wandler) ist der Empfang auch problemlos, in manchen Fällen sogar mit Loops von nur 1 m Durchmesser. Mit einer Großloop von 20 m Umfang in jedem Fall mit hohem SNR. Die Versuche mit dieser Empfangsantenn sind in einem Papier dokumentiert, in dem man auf den SDR Screenshots gut einig VLF-Stationen um 20 kHz sehen kann.

https://www.dl4zao.de/_downloads/JALA.pdf

Wer gerne ganz old-school einen SAQ-Empfänger bastelt, der ohne neumodischen Laptop und Soundcard auskommt empfehle ich diesen Vorschlag von DJ1WF . Diesen kleinen Superhet mit dem TDA4100/A4100D IC ich vor Jahren mal Manhattan Style aufgebaut. Damit ab in Grüne und einen Draht und einen Zelthäring als Erdnagel angeschlossen. Klappte hervorragend.

Wilfried Fitz, DJ1WF "A very simple VLF Pocket receiver"

2023 verbesserte Version: https://groups.io/g/VLF/attachme…1_final_SCH.pdf

SAQ Empfang gelang auch gut mit einer quadratischen "Loop on the ground" von jeweils 20 m Seitenlänge auf einer Wiese abseits von der Stadt ausgelegt. Dahinter ein rauscharmer symmetrisch angekoppelter Verstärker mit einem LTC1028 OpAmp und dann auf den Empfänger.

Ansonsten lege ich jedem, der sich für das spannende Thema VLF-Empfang interessiert die Webseite vlf.it ans Herz. Man findet dort ein Füllhorn von praktischen und theoretischen Informationen zu dem Thema.

vlf.it "Radiowaves below 22 kHz"

73, de Günter

Es ist erst sehr viel schiefgegangen, dann funktionierten plötzlich mehrere Lösungen gleichzeitig.

Mit den MiniWhips bin ich hier in der Stadt völlig auf den Pinsel gefallen. Versuch mit einem Riesen-Ferritstab waren auch nicht erfolgreich. Dann hab ich dies hier nachgebaut:

https://www.dl4zao.de/_downloads/SIMWA.pdf

und in ein Metallgehäuse gesetzt. Als Antenne dienen 80 Wdg. auf einer aufgeschnittenen Fahrradfelge, anschließend mit Metallfolie umhüllt. Die Lücke bleibt, der Schirm wird an das Verstärkerhehäuse angeschlossen. Wenn mal Zeit ist, würde ich noch eine größere Schleife aus Computerflachbandkabel (1pin Versatz) probieren wollen.

Darauf folgen entweder ein upconverter mit SO42P + KW-Rx auf 30m oder ein STM-Disco-board mit Zusatzfilterschaltung.

Moin,

ich wohne iim Nordosten von Niedersachsen und hatte bei meinen Versuchen damals eine GPA50 auf dem Hausdach. Diese Vertikalantenne war relativ lang und besaß Verlängerungsspulen für 80m. Im Shack hatte ich mir aus einer schaltbaren Luftspule mit Rundfunkdrehko (3 Plattenpaare) einen Serienresonanzkreis für einen SO42P Konverter aufgebaut. Letzterer besaß einen sehr guten Tiefpass. Mit den Mitteln sowie dem TenTec Scout 555 samt nachgechaltetem Audiofilter konnte ich Grimeton mehrfach brauchbar empfangen.

Max, ich denke, dass Du bei Veränderung der Werte um den NE555 auch den LO ändern kannst. P2 ist dafür zuständig. Ob das Signal sinusförmig ist, kann ich nicht beurteilen. Jürgen hat so ein Gerät, vielleicht weiß er das. Nach Internetangaben beginnt der Si5351 bei 8kHz. Generell geeignet.

https://execubic.se/execubic-wp/wp-content/uploads/2022/11/SAQ-receiver-kit-manual-ver-3.pdf

Ja klar kann die Empfangsfrequenz beeinflusst werden, sonst könnte man sie ja nicht auf 17,2 kHz hintrimmen. Der Selektionskreis besteht aus L1 und C1a und C1b.

Wenn die Frage allerdings lauten sollte, ob man den RX kontinuierlich durchstimmen kann? Nein, denn die Antennenschleife L1 ist mit C1a und C1b als Parallelkreis fix auf die SAQ Frequenz abgestimmt und die BFO Frequenz aus dem 555 ist auch mit dem Poti in engen Grenzen so einstellbar, dass sie mit den 17,2 kHz einen gut hörbaren Differenzton gibt.

Die Schaltung dieses Direktmischers baut auf die psychoakustische Unterscheidungsfähigkeit des menschlichen Gehörs, das nur den gewünschten Differenzton der Überlagerung mit SAQ an Hand der Tonhöhe herausfiltern muss.

73 Günter

...und mit einer passenden Beschaltung des LM386 lässt sich noch einiges für den Hörkomfort positiv verändern.

Quote

Da Du ja Erfahrung hast, was würdest Du als Experimentalantenne vorschlagen, mit der SAQ ziemlich sicher im Süden Deutschlands empfangen werden könnte ??

Ich habe im VLF-Bereich ausgezeichnete Erfahrungen mit der MiniWhip gemacht. ABER: Die ist bei mir 30 m vom Haus entfernt in ca. 4 m Höhe an einem Glasfasermast installiert, also weitab vom häuslichen Störnebel. Andere OMs sind mit der MiniWhip krachend gescheitert, wenn man sie nicht aus dem Störnebel herausbekommt. In-House ist sie nicht brauchbar.

Wie man damit SAQ empfangen kann zeigt dieses Video:

Empfänger war der Belka-DX mit einem vorgeschalteten VLF-Konverter.

73

Karsten

Quote from DM5MK

Glaube ich werde das mal probieren und mit ein Platinchen daraus machen und mal mit dieser BFO Frequenz spielen, einmal original mit 555 und dann mit dem Si-Chip. Irgendwas werde ich dabei lernen.

Das ist die richtige Herangehensweise. Auch wenn es nicht zufriedenstellende Ergebnisse gibt, die dabei gewonnenen Erfahrungen kann man anderweitig nutzten. Du solltest allerdings dabei beachten, Transistor T2 arbeitet als Schaltmischer, er wird im Takt der BFO Frequenz Ein und Aus geschaltet. Der Si3551 liefert jedoch HCSL Ausgangssignale. Man braucht also z. B. noch ein Schmitt-Trigger Gate dahinter, das den Emitter von T2 niederohmig nach Masse schalten kann (Ein).

Quote from DM5MK

Also beeinflusst die BFO Frequenz wie du sie nennst aus dem 555 quasi nur den hörbaren Ton/höhe, aber ich kann jetzt damit nicht auf 12kHz oder 20kHz empfangen, richtig?

Korrekt. Wobei es egal ist, ob das BFO Signal aus einem 555 kommt oder aus einem Si5351 stammt. Es kommt allerdings darauf an, wie hoch die Güte und damit die Selektivität des Loop-Kreises ist. Normalerweise wünscht man sich eine möglichst hohe Selektivität, damit nur SAQ und nicht andere benachbarte Sender, die vielleicht sogar stärker einfallen, in verschiedenen Tonhöhen herumpfeifen. Schließlich muss das Gehör den "richtigen" Überlagerungston ausfiltern. In der praktischen Realität ist die Kreisgüte dieses Einzelkreises nicht ausreichend hoch (Jürgen erwähnte eine Güte von 11), dass nur SAQ herausgefiltert wird. Es ist daher durchaus möglich, dass man mit dem LO/BFO in einem gewissen Frequenzbereich etwas empfangen kann. Der Nachteil einer so breiten Selektionskurve ist das Rumgepfeife benachbarter Sender in verschiedenen Tonhöhen. Wobei der 2,3 KHz Audio Tiefpass aus Dr2 und C6 die Töne oberhalb seiner Grenzfrequenz mit 12 dB pro Oktave absenkt, das wird etwas helfen. Du wirst es bestimmt rausfinden.

Max, in Süddeutschland im Odenwald sehe ich es allerdings skeptisch, ob die Empfindlichkeit dieses einfachen Direktmischers ausreicht, um SAQ mit akzeptablem SNR zu empfangen. Aber es gibt ja genügend andere starke VLF Signale in dem Bereich, mit denen man die Funktion des Schaltungskonzeptes aufzeigen kann. Du könntest beispielsweise als proof-of-concept die Resonanzfrequenz des Eingangskreises L1/C1 auf 77 kHz umdimensionieren und mit einem Si5351 das Ganze bei DCF77 testen. Der fällt in unserer Gegend mit brachialer Feldstärke ein und ist durch die Sekundenimpulse leicht per Gehör zu identifizieren.

73, de

Günter

Quote from dl3hrt

Ich habe im VLF-Bereich ausgezeichnete Erfahrungen mit der MiniWhip gemacht. ABER: Die ist bei mir 30 m vom Haus entfernt in ca. 4 m Höhe an einem Glasfasermast installiert, also weitab vom häuslichen Störnebel. Andere OMs sind mit der MiniWhip krachend gescheitert, wenn man sie nicht aus dem Störnebel herausbekommt. In-House ist sie nicht brauchbar.

Das fasst es treffend zusammen. So eine Monopol E-Feld Sonde (landläufig Whip genannt) ist als Antenne eine Diva. Sie will außerhalb des häuslichen Störnebels platziert sein. Nicht zu hoch, da die Masthöhe in die effektive Antennenhöhe eingeht und damit die Empfangseigenschaft maßgeblich bestimmt. Außerdem mag sie eine Erdung des Koaxschirms am Mastfuss und Mantelwellensperre(n) im weiteren Kabelweg, um Gleichtaktstörungen und Brummschleifen zu unterdrücken und eine sehr saubere Speisespannung. Wenn man alles richtig macht ist das in ruhiger Umgebung eine hervorragende Breitbandantenne, die trotz ihrer kleinen Abmessungen VLF bis VHF locker empfängt. Ich bevorzuge daher elektrisch kurze E-Feld Aktivdipole, die sind entkoppelt von der Masthöher und von Erde und bringen ebenbürtige Empfangsleistungen.

73, Günter

Quote from DM5MK

Michael, was schlägst du dazu vor?

Max, ganz unten sind die Modifikationen zum NF-IC in der Datei enthalten. https://www.qsl.net/df2ok/qrp01h.htm#OBEN Siehe auch die unterschiedlichen Schaltungsvorschläge im Datenblatt https://www.google.com/url?sa=t&rct=j…QI&opi=89978449

Du wohnst schon weit weg von SAQ. Mit dem RX auf dem "Küchentisch" sehe ich wenig Chancen für einen ausreichenden Empfang. Mit dem RX außerhalb von bewohntem Gebiet und Freileitungen und nicht von Höhenzügen umgeben könnte es was werden.

Unser Forum ist voller Artikel rund um SAQ. https://www.qrpforum.de/index.php?sear…=DESC&pageNo=20

Den Älteren unter uns ist unser alter Funkfreund HaJo, DJ1ZB bekannt. Leider nicht mehr aktiv, aber als hervorragender Fachmann in Theorie und Praxis in DL bekannt. Er hat sich u.a. mit der Problematik des Empfangs befasst. Filterung der Suche zu saq nach seinem Call: https://www.qrpforum.de/index.php?sear…usernames=dj1zb

HaJo beschreibt seine Antennen u.a. hier: RE: Es hat geklappt! Ich habe den Beitrag mit den Fotos in der CQ DL noch vor Augen, weiss aber nicht mehr, in welcher er stand. Es lohnt sich, die Beiträge zu lesen.

Quote from DM5MK

Wenn ich das richtig vermute, dann meinst du
-10 nF und 5,6 KOhm in Serie von Pin 5 nach Pin 1
-Pin 3 einen 10nF Kondensator gegen Masse

Ja, genau. Und die Einstellmöglichkeit der Verstärkung folgt danach.

Bei den Antennen gibt es den resonanten Fall und den aperiodischen / Leerlauf-Fall. Mit dem Bipolar-Eingang wird Güte leiden. Lastloser Fet-Eingang wär schön....

Die resonante Variante mit einem abstimmbaren C hab ich (mit dem Wunsch nach Selektivität) auch probiert - und verworfen. Die Antennenspule selbst und deren Schirmhülle bringen bereits reichlich Kapazität mit. Man sollte überlegen, was man außer SAQ so übers Jahr noch hören möchte.

Der 555 produziert mit dem discharge-Anschluß ein Rechteck. Wir haben also einen grob geschmiedeten Schaltermischer. SNR und Gesamtverstärkung des Empfangszuges können nicht überragend sein. Der ewige 386 soll es am Ende bringen. Warum nehmt ihr nicht mal einen NE5532 / 5534 (kompensiert, gerne aufgedoppelt) und steckt euren Ohrhörer oder einen Hochohmspeaker an? Nur ein freundlicher Vorschlag...

73!