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Wumpus-Gollum-Forum von "Welt der Radios".
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KW-Empfänger BELKA DX (=Eichhörnchen)
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15.04.21 16:12
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

15.04.21 16:12
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

KW-Empfänger BELKA DX (=Eichhörnchen)

Hallo zusammen,

vor zwei Jahren habe ich über den Minitransceiver "Minion Mini DC-3001" aus
der Ukraine berichtet:

https://www.wumpus-gollum-forum.de/forum...&thread=110

Zum etwa gleichen Zeitpunkt tauchte der KW-Empfänger "BELKA DSP" aus Weissrussland
(Belarus) auf. Während ich bei dem Minion die Eigenschaften des Senders für recht
kritikwürdig hielt, gibt es bei diesem Modell "BELKA DX" nichts zu bemängeln.
Man tut sich auch schwer, etwas Negatives zu diesem Gerät im Internet zu finden.
Einige schreiben, ein Farbdisplay ala "Malachit" wäre wünschenswert, andere kritisieren
das Vibrieren der Tasten bei Lautsprecherbetrieb. Wiederum andere bemängeln die
störenden Geräusche des Displays bei Betrieb des internen Lautsprechers ohne dem
sinnvollen Gegengewicht in Form der normalerweise vorhandenen Zuleitungen des
Kopfhörers. Ich halte den Empfänger in seinen HF-Eigenschaften für perfekt, auch
was die Regelung und das CW-Filter anbetrifft. Anders als Yurii scheint Alex, EU1ME
auch in dieser Betriebart zu wissen, was er tut.



Nachdem seit April 2021 die Vermarktung über das EU-Land Bulgarien mit brauchbaren
Zahlungsmodalitäten stattfindet, gab es für mich auch keinen Grund mehr, dieses
kleine Gerätchen nicht anzuschaffen. WGF-ler mit ähnlichen Absichten seien vor den
grossen Preisunterschieden gewarnt, insbesondere in der "Bucht". Auf dem Markt
befindet sich eine Lautsprecheroption "LSP3W" mit einem CNC-Teil aus Aluminium in
kleiner Stückzahl, die natürlich ihren Preis hat und aus Weissrussland nicht zu
bekommen ist. Wer die Kyrillischen Zeichen deuten kann und bereit ist, seine
Kreditkarte einzusetzen, ist allerdings bei belrig.by richtig aufgehoben.

Zurück zur Technik:

Auf den ersten Blick hat das Gerät einen 50-Ohm-Eingang über eine BNC-Buchse.
Dem ist aber nicht so, es ist ein mittelohmiger Eingang, der mehr einer aktiven
Antenne entspricht, sodass man mit dem Teleskop erstaunlich gut und störungsarm
hören kann. Kritiker, die ein Farbdisplay wünschen, haben keine Ahnung, wie gross
die EMV-Probleme mit so einem Teil sind. Weil die Empfindlichkeit einstellbar ist,
schlägt sich das Gerät an einer Aussenantenne sehr gut. Übersteuerungen wird man
nicht oder nur selten vorfinden. Optimal sind hier endgespeiste, kurze Drähte an
einem störungsarmen Ort ("Balkonantennen" oder auch kleine Loopantennen).

Erwähnenswert ist noch die Pegelanzeige, die sehr linear und exakt in dBµV über
dem Rauschen anzeigt. Normalerweise läge der S9-Punkt bei 50 µV entsprechend
34 dBµV oder -73 dBm. Beim Belka sind es 6 dB mehr. Dafür stimmen die Pegelab-
stände bis 85 dBµV. Das ist eine Menge. Störquellen lassen sich genauso ermitteln
wie das Abhören des eigenen Signals selbst bei hoher Leistung (hervorragende
"Hängeregelung").

Testberichte gibt es im Netz genug, die wesentlichen Eigenschaften sind:

- Frequenzbereich 1,5 - 31 MHz
- Betriebs-/Sendearten CW, SSB, AM, NFM, auch AM-synchron
- Frequenzschritte 10, 20, 50, 100 Hz sowie 1, 5, 10, 50 kHz
- einstellbare Bandbreite, oben 2 - 4 kHz, unten 50 - 300 Hz
- CW Bandbreite 300 Hz mit abstimmbarem Ton von 500 Hz - 1kHz
- I/Q Ausgang für Panoramadarstellung (80 kHz)
- Signalstärkeanzeige (S-Meter).
- Einstellbare Empfängerempfindlichkeit (über eine veränderbare Regelspannungsschwelle, S-Meter ändert sich nicht)
- Spiegelfrequenzunterdrückung ca. 70 dB
- Abschaltzeitgeber
- Anzeigen für Batteriespannung, Tastenblockierung und Betriebsart
- 32 Speicherplätze
- Lautsprecherimpedanz 4 bis 8 Ohm (ca. 1 Watt)
- Ladebuchse Micro USB 5V
- Eingebauter LiPo-Akku mit 2200 mAh
- Stromverbrauch etwa 80 mA bei Kopfhörerbetrieb
- Betriebszeit etwa 24 Stunden bei Kopfhörerbetrieb
- Gehäusegrösse 84 x 50 x 20 mm
- Gewicht 85 Gramm

Die Gewichtsangabe gilt für die Version ohne Lautspecher.
Die "teure" Option LSP3W aus Bulgarien misst alleine für sich 76mm x 45mm x 9mm
und wiegt 115 Gramm. Erwähnenswert sich die beiden integrierten und rastbaren
Standfüsse für verschiedene Blickwinkel.

Der Belka DX verfügt über 4 Eingangsbandpässe:

1,5 - 3,5 MHz
3,5 - 7,5 MHz
7,5 - 15 MHz
15 - 31 MHz



Nach den Schaltmischern durchlaufen die beiden Komponenten ein 20 kHz
Tiefpassfilter und erreichen nach Verstärkung den DSP (ADAU1761). Die Steuerung
findet über einen Micochip PIC 16F18857 statt. Der rauscharme 0,5ppm
Oszillator (TCXO 26 MHz) bedient sich eines Chips von SiliconLab Si5351-B.



Gruss
Walter

Nachtrag vom 16.04.2021:

Sendetest mit 50 und 500 Watt auf 80m bei abgezogener Antenne und angeschlossenem Kopfhörer:
45 dB bei 50 Watt, 55 dB bei 500 Watt. Eine derartige Schirmung kenne ich nur bei professionellen Geräten.



Zuletzt bearbeitet am 09.07.21 16:36

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Belka-DX.jpg Belka-DX.jpg (221x)

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Belka-DX-innen.jpg Belka-DX-innen.jpg (341x)

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15.04.21 17:05
HB9 

WGF-Premiumnutzer

15.04.21 17:05
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: KW-Empfänger BELKA DX (=Eichhörnchen)

Hallo Walter,

das tönt interessant. Nach deiner Beschreibung mischt der analog in das I/Q-Basisband und erst dann folgen die beiden A/D-Wandler, sehe ich das richtig?
Das spart dann enorm Rechenleistung, weil die Samplingfrequenz einiges tiefer sein kann, dafür müssen die beiden analogen Pfade möglichst identisch sein für gute Spiegelfrequenzunterdrückung. Wäre mal ein Versuch wert mit einem Cortex M4, der schafft locker 1MSample/s, so dass auch Breitband-FM (UKW) möglich wäre, wenn man die Mischer und Oszillatoren entsprechend baut. Phasenlineares ZF-Filter und korrekte FM-Demodulation samt Stereo- und RDS-Dekoder wäre dann in Software. Der nächste Winter kommt bestimmt...

Die Störungen von (Farb-)TFT-Displays sind nach meiner Erfahrung nicht so kritisch, solange sie nicht allzu gross sind (so 2..3 Zoll) und für die Hintergrundbeleuchtung kein Schaltregler verbaut ist. Mehr Störungen produzieren die Touch-Screens, vor allem die kapazitiven. Bei den resistiven kann man die Ansteuerung so machen, dass die Pegel statisch sind, solange man nicht auf den Schirm drückt und somit nur bei Bedienhandlungen Störungen entstehen können. Bei kleinen Geräten mit Teleskopantenne ist die Problematik natürlich besonders gross, bei meinem SDR-Transceiver ist vom Display absolut nichts wahrzunehmen, aber der ist ja einiges grösser.

Korrekte Pegelanzeigen sind mit SDRs einiges einfacher als mit analogen Empfängern, da der HF-Pfad nicht geregelt wird und so die beim Demodulator gemessene Spannung exakt proportional zur HF-Eingangsspannung ist, die AGC macht man hier ja als Vorwärtsregelung auf die NF (ausser bei FM, dort braucht es keine). Lediglich eine Frequenzabhängigkeit kann es je nach Aufbau des Analogteils geben, aber die kann man ja wegkalibrieren, wenn man es genau haben will.

Gruss HB9

15.04.21 17:29
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

15.04.21 17:29
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

Re: KW-Empfänger BELKA DX (=Eichhörnchen)

Hallo HB9,

das ist völlig richtig interpretiert:



Mein SAQ-SDR-RX (bis 900 kHz) verwendet den STM32F429 Discovery Kit mit einem Cortex-M4
(->ARM Radio -A project for the ARM Microcontroller Design Contest by Alberto di Bene, I2PHD)




Gruss
Walter

Zuletzt bearbeitet am 15.04.21 19:55

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Belka-DX-Block diagram.jpg Belka-DX-Block diagram.jpg (223x)

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SAQ reception at JO30QU on 24.12.2018.jpg SAQ reception at JO30QU on 24.12.2018.jpg (214x)

Mime-Type: image/jpeg, 360 kB

15.04.21 17:59
Reflex-Kalle 

WGF-Nutzer Stufe 3

15.04.21 17:59
Reflex-Kalle 

WGF-Nutzer Stufe 3

Re: KW-Empfänger BELKA DX (=Eichhörnchen)

Ziemlich „überdimensionierte“ Microprozessoren, wenn sowas auch mit einem Atmel ATmega328 möglich ist, was man eigentlich für unmöglich hält:

groups.io/g/ucx/wiki

Ist schon sehr erstaunlich, was ein mit nur 16/20MHz getakteter 8Bit Microcontroller kann, wenn man programmieren kann. Wer mehr will, sollte sich mal das Teensy Convolution Projekt anschauen. Damit kann man dann auch UKW-Stereo empfangen und hören.

Gruß

(Reflex-)Kalle

16.04.21 08:08
HB9 

WGF-Premiumnutzer

16.04.21 08:08
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: KW-Empfänger BELKA DX (=Eichhörnchen)

Hallo Kalle,

"überdimensioniert" ist in diesem Zusammenhang relativ. Man kann den Prozessor natürlich durch schlechten Programmierstil beschäftigen, aber darum geht es hier nicht.

Mit mehr Rechenleistung kann man z.B. bessere Filter bauen, so wie man in der Analogtechnik die Trennschärfe mit mehr Hardwareaufwand verbessert. Weiter ermöglicht ein richtig leistungsfähiger Prozessor relativ hohe Samplingraten, so dass man LW und tiefer direkt dem A/D-Wandler verfüttern kann und nicht einen Mischer samt Oszillator in Hardware braucht. Das spart nicht nur Bauteile, sondern liefert auch bessere Ergebnisse, weil die Nicht-Idealitäten des Hardware-Mischers wie Intermodulation dann weg sind (oder zum A/D-Wandler abgeschoben werden).

Umgekehrt kann man dem Mikrocontroller nur die allerwichtigsten Aufgaben zuweisen, z.B. die Filterung, wenn man variable Bandbreite will, und die Demodulation, dann reicht bei Schmalband-Anwendungen, wie das AM und SSB fast immer ist, ein einfacher Controller, da die Samplingrate niedrig bleibt. Am anderen Ende sind dann FPGAs, da kann man Samplingraten von mehreren 100MHz fahren und so auch UKW-Empfänger ohne analogen Mischer bauen.

Gruss HB9

16.04.21 09:03
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

16.04.21 09:03
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

Re: KW-Empfänger BELKA DX (=Eichhörnchen)

Hallo zusammen,

es kommt noch der Gesichtspunkt der Produktionskosten hinzu. Die kostenintensivsten Bauelemente rangieren im Bereich von etwas über einem Euro, einem Tick billiger als besagter ATMega328. Ausserdem kann man einem jungen, russischen Ingenieur kaum vorwerfen, seinen Entwurf so kostengünstig, modern und zukunftsfähig wie möglich zu gestalten.


Gruss
Walter

Nachtrag vom 29.04.2021:

Der OV Saalfeld hat das Eichhörnchen auch für sich entdeckt:

https://www.x26.de/sdr-dsp/belka-dx/

Nachtrag vom 08.11.2021:

Der Empfänger ist von seiner Eingangsempfindlichkeit und -impedanz auch hervorragend als Such- und Peilempfänger geeignet. In meinem Fall auf 80m. Der Stab ist 20cm lang und 1,5cm dick. Kreiskapazität ist ein Glimmerkondensator von 100pF, die erforderlichen knapp 20 Mikrohenry werden nach 9 bis 10 Windungen erreicht.



Zuletzt bearbeitet am 08.11.21 14:34

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Belka_80m_Ferrit.jpg Belka_80m_Ferrit.jpg (167x)

Mime-Type: image/jpeg, 233 kB

16.04.21 13:47
Reflex-Kalle 

WGF-Nutzer Stufe 3

16.04.21 13:47
Reflex-Kalle 

WGF-Nutzer Stufe 3

Re: KW-Empfänger BELKA DX (=Eichhörnchen)

Ihr habt mich falsch verstanden. Es sollte keine Kritik sein, sondern zum Selbermachen anregen. Nach dem Teensy Convolution und einem uSDX Versuch auf einem Steckbrett wird der nächste SDR mit einem RaspBerry Pi Pico realisiert werden. Letztlich kommt es drauf an, was man von einem SDR erwartet, wie man ihn realisiert.

Gruß

(Reflex-)Kalle

02.12.21 17:15
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

02.12.21 17:15
WalterBar 

WGF-Premiumnutzer

Re: KW-Empfänger BELKA DX (=Eichhörnchen)

Hallo zusammen,

der Belka ist wegen seiner dB-nahen Eichung bei hoher Eingangsempfindlichkeit und
der Möglichkeit einer hohen Aussteuerbarkeit bis 90 dB Mikrovolt hervorragend als
Suchempfänger für Störungsquellen geeignet.

So brachte ein direkt angeschlossener Ferritstab-Parallelkreis aus 20 Mikrohenry
und 100 pF auf 80 m schon beachtliche Erfolge. Die meisten Störer sind aber auf
Lang- und Mittelwelle präsent. Leider liegt die unterste Empfangsfrequenz des
Belka-DX auf 1,5 MHz, sodass der Aufbau eines Umsetzers erforderlich ist.

Nach ein paar Vorversuchen habe ich die Verwendung eines aktiven Mischers
ausgeschlossen. Eine selektive Ferritantenne halte ich hier auch nicht für
sinnvoll. Wegen der Niederohmigkeit der Antenne lässt sich ein normaler
npn-Transistor verwenden, der aber ein hohes Beta aufweisen sollte. Dieses
liegt bei meinem BC547C-Exemplar bei 700. Der Ferritstab von 1,5 cm Durchmesser
und 20 cm Länge wurde mit normalem Schaltdraht einlagig mit ca. 200 Windungen
voll gewickelt. In der Mitte habe ich einen Anzapf für Mittelwelle vorgesehen.
Wie sich zeigte, reduzierte eine Abschirmung aus einem geschlitzten 2cm-Wasser-
Kupferrohr die Induktivität auf ein Viertel, verbesserte aber die Minimumpeilung
erheblich.







Ursprünglich war die Einfügung eines Tiefpassfilters vor dem Ringmischer (TUF-3)
und eine 1:4 Aufwärtstransformation im Ausgang vorgesehen. Beides erwies sich als
unnötig, weil der Signalpegel der Antenne ab 2 MHz deutlich abfällt und der Belka
ausreichend empfindlich ist. Auch hätte ich gerne einen Oszillator mit niedrigerer
Frequenz bevorzugt, aber es war nur eine 20 MHz Type vorhanden, dafür aber mit
relativ geringem Phasenrauschen.

Obwohl der Mischer erst ab 150 kHz spezifizert ist, gelang der Empfang von DCF77,
DHO38 und RDM. Ob es für SAQ ausreichen wird, ist zwar fraglich, war aber auch nicht
Sinn der Übung. Diese Kombination erreicht spielend die Empfangseigenschaften
eines Kofferradios. Bei der Einkopplung eines Messsenderträgers mit einer
Belka Anzeige von 85 bis 90 dB auf dem Nachbarkanal konnte der Belka noch Radio
Caroline 648 kHz mit 30 dB empfangen. Das schafft auch nicht jedes Radio.
In CW-Bandbreite sinkt das Rauschen auf Null. Der Mischoszillator erreicht 70 dB.
Wurden RF und IF-Anschluss vertauscht, ergab sich ein Rauschen von 10dB in
CW-Bandbreite. Hier ergaben sich aber erwartungsgemäss deutlich bessere VLF-Signale:






Gruss
Walter

Nachtrag vom 10.02.24:

Eine Version ab 100 kHz (anstelle 1,5 MHz) unterer Empfangsfrequenz ist auf dem Weg zu mir.
siehe hier:
https://www.wumpus-gollum-forum.de/forum...1&page=2#13

Zuletzt bearbeitet am 10.02.24 17:22

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Belka-Mischer.jpg Belka-Mischer.jpg (174x)

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Belka-Umsetzer.jpg Belka-Umsetzer.jpg (145x)

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BW30.jpg BW30.jpg (149x)

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Belka-Mischer-2.jpg Belka-Mischer-2.jpg (150x)

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Belka-Umsetzer_innen.jpg Belka-Umsetzer_innen.jpg (160x)

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