Bild 1: Das Fifi-SDR ermöglicht den Empfang aller Rundfunk- und Amateurfunkbänder auf Mittel- und Kurzwelle in allen Modulationsarten inklusive DRM-Radio.

Bild 1: Das Fifi-SDR ermöglicht den Empfang aller Rundfunk- und Amateurfunkbänder auf Mittel- und Kurzwelle in allen Modulationsarten inklusive DRM-Radio.Box 73 Baumappe

Die eingangs genannten SDRs Perseus und Winradio sind Direktsampling-SDRs der Profiklasse. Bei ihnen gelangt das Antennensignal ohne großen Filteraufwand direkt auf einen schnellen AD-Wandler wie zum Beispiel den LT2286 (kein Mischer – keine Spiegelfrequenzen) und dann als I/Q-Komponente in einen PC. Nachdem ich über Jahre solche SDRs zum Test erhalten habe, war die Ankündigung des Fifi im Jahr 2010 für mich eine Überraschung, sollte er doch, wenn auch als Bausatz, für 139 Euro zu erwerben sein. Die Vermutung, dass sich hinter dem Fifi-SDR wie bei anderen preiswerten SDRs ein modifizierter DAB-USB-Stick verbirgt, traf nicht zu, denn das Fifi-SDR (Bild 1) wurde 2010 als Bastelprojekt des DARC-Ortsverbandes OV Lennestadt für den Fichtenfieldday (Fifi) als Direktmischer vorgestellt.

Bild 2: Blockschaltbild des Fifi-SDR.

Bild 2: Blockschaltbild des Fifi-SDR.Funkamateur 11/2010

Es handelt sich um einen günstigen und kompakten softwaredefinierten Empfänger. Basiskomponenten sind der SI570-Oszillator von Silabs, der LPC1758-ARM-Cortex-M3-Mikrocontroller von NXP und der CPLD XC9536XL-5VQG44C von Xilinx. Anschließen lässt er sich an PCs und Laptops mit USB-Schnittstelle. Eine Besonderheit ist die integrierte USB-Soundkarte, sie wird mit dem Audio Codec UDA 1361 von NXP realisiert. Diese Kombination ermöglicht den Empfang sämtlicher Rundfunk- und Amateurfunkbänder im Bereich 200 kHz bis 30 MHz in allen Modulationsarten inklusive DRM-Radio, sogar auf Notebooks, die selbst über keinen Stereo-Soundeingang verfügen. Seit Ende 2013 ist das Fifi-SDR mit einer Samplingrate von 192 kHz verfügbar. Bild 2 zeigt das Blockschaltbild mit den wesentlichen Komponenten, Bild 3 die fertig aufgebaute Platine des SDR und Bild 4 die Platine der Vorselektion.

Bild 3: Aufgebaute Platine des als Bausatz gelieferten SDR. Es sind nur wenige bedrahtete Komponenten auf der sonst SMD-bestückten Platine einzulöten.

Bild 3: Aufgebaute Platine des als Bausatz gelieferten SDR. Es sind nur wenige bedrahtete Komponenten auf der sonst SMD-bestückten Platine einzulöten. S. Best

Das Antennensignal einer nicht zu langen Antenne (wegen der Übersteuerung) gelangt über die BNC-Buchse (Punkt 1 in Bild 3) einen HF-Trafo (2) und einen Vorverstärker (3) zum Preselektor. (Durch Überbrücken des HF-Trafos kann man den Empfangsbereich des Fifi erweitern und trotz HF-Trafo war der Empfang vom DCF 77 möglich.) Der gesteuerte Preselektor (Bild 4) besteht aus beachtlichen acht geschalteten Filtern (siebenpolige Cauerfilter), angefangen von einem Tiefpassfilter für 123 kHz über solche von 307, 768 kHz sowie 1,92, 4,8 und 12 MHz bis zu einem Hochpassfilter für 30 MHz (dies ermöglicht VHF-Empfang).

Bild 4: Fertig bestückte Vorselektion des Fifi-SDR mit acht Filtern,
auf der Unterseite befindet sich der 74HC138 als Schalter für die einzelnen Filter.

Bild 4: Fertig bestückte Vorselektion des Fifi-SDR mit acht Filtern,
auf der Unterseite befindet sich der 74HC138 als Schalter für die einzelnen Filter. S. Best

Nachdem das Signal den jeweiligen Filter durchlaufen hat, gelangt es zu einer Phasenumkehrstufe und zum CPLD (4), das als Schaltermischer dient. Das LO-Signal kommt vom Oszillator-IC Si570 (5) von Silabs, dessen Ausgangsignal im CPLD in vier, um je 90° phasenverschobene Taktsignale herunter geteilt wird. Diese Taktsignale treiben den Schaltermischer. Dabei erfolgt die Teilerwahl automatisch (74CBTLV31, 6). Eine umständliche Bereichsumschaltung ist nicht notwendig.

Technische Daten

Frequenzbereich 200 kHz bis 30 MHz

Erweiterbar auf 39 kHz bis 40 MHz

Betriebsspannung 5 V über USB

Eingangsempfindlichkeit 7 bis 21 MHz

SSB – 106 dBm/1,22 µV bei 10 dB Sinad

IP3 – 10 dBm bei 21 MHz / 21,050 MHz

Abmessungen 55 mm × 24 mm × 110 mm (B × H × T)

PC-Aufwand ab Win XP

Der weitere Signalweg führt zu einem NF-Verstärker MAX 4477 (7), an dessen Ausgang die I- und Q-Signale zur Verfügung stehen, die das nachfolgende USB-Soundkarten-IC digitalisiert. Der mit 12 MHz getaktete (12 MHz Quarz, 8) ARM-Cortex-3-Mikrocontroller (9) steuert den SDR und ist für die Kommunikation mit dem nachfolgenden PC zuständig. Dort erfolgt dann die Demodulation mittels SDR-Software, in diesem Fall mittels HDSDR (Bild 5), über die auch die Bedienung des Fifi geschieht. Die Stromversorgung findet mit 5 V statt, über den USB-Anschluss (10) und den LDO-Spannungsregler NCP5500 von On Semi (11) sowie zwei weitere Linearregler MIC5205 von Micrel.

Der Bausatz des Fifi-SDR ist im Online-Shop des Funkamateurs für 139 Euro erhältlich (http://www.box73.de/).

Bild 5: Bedienoberfläche mit der Software HDSDR mit Spektrum- und Wasserfalldarstellung. Diese Art der Darstellung ist für viele Kurzwellenhörer Anreiz, sich ein SDR zuzulegen. HDSDR ist eine Weiterentwicklung des Programms Winrad.

Bild 5: Bedienoberfläche mit der Software HDSDR mit Spektrum- und Wasserfalldarstellung. Diese Art der Darstellung ist für viele Kurzwellenhörer Anreiz, sich ein SDR zuzulegen. HDSDR ist eine Weiterentwicklung des Programms Winrad. dxpraxis