Semnal DCF77 Recepţia experimentală cu antene VLF

[puriu]

Banda de minim 5 Hz este necesara pentru demodularea impulsurilor de 0,1 s, respectiv de 0,2 s ale semnalului. Banda de 30 Hz este cea a filtrului cu cuart din receptor. Semnalul mai contine si o modulatie de amplitudine (slaba, 15%) cu 250 Hz, dar aceasta nu poate trece de filtrul cu cuart. Trebuie alt filtru si semnal puternic ca in Germania. Singura posibilitate de a auzi ceva este prin heterodinare cu un semnal vecin (armonica a cincea a liniilor TV) sau cu un oscilator local (receptor cu reactie in modul CW).

 

P.S. Ceasurile le-am luat mai demult dintr-un magazin cu produse demodate din Germania, la subsolul unui bloc din Tatarasi.

[yo3fhm]

Am încercat sa îmbunatatesc receptia atât prin plasarea ceasului (care altfel nu se sincroniza defel) în interiorul unei antene cadru acordate (asa-zisa antena magnetica) cât si prin cuplarea inductiva a unei antene exterioare. În ambele cazuri s-a îmbunatatit comportarea ceasului (adica s-a sincronizat).

 

Multumesc pentru noutati. Interesanta manevra!

Alte intrebari:

 

1) Ati spus ca ceasul dvs. nu se sincroniza in mod normal, pana cand ati facut testul cu antenele mentionate.

Sa inteleg ca in prezent, asta e in continuare modalitatea de functionare? Adica aveti ceasul "asistat" de o antena suplimentara? Daca da, puteti sa dati niste detalii ? Care a ramas practic, cea interna sau cea externa?

Cum ati realizat-o?

2)

Antena-cadru acordata in interiorul careia ati plasat ceasul, ati conceput-o cumva ca un cadru pe dimensiunea ceasului? (sa zicem, un patrat in care se incadreaza rama circulara a ceasului). Puteti sa mentionati ceva detalii de realizare? Ati construit antena prin bobinarea (pe cadrul respectiv) a mai multor spire, presupun. Daca da, cate spire si cu ce conductor?

 

Cu multumiri !

[franzm]

Experimentele respective le-am facut prin '92-95. Am sfârsit prin a-mi lua alt ceas, cu posibilitatea de a decala fusul orar (urma sa fie folosit în România).

Am gasit la "fier vechi" un cadru din lemn de brad cu latura de ca. 1m. Nu mai retin câte spire am bobinat, mai ales ca am modificat mai târziu bobina pentru UM. Aveam pe atunci acces la aparatele de masura necesare dimensionarii "pe încercate" (în special un grid-dip-metru cu frecventmetru numeric).

Cel mai simplu e sa conectati cadrul la un oscilator si sa-i masurati frecventa.

[yo3fhm]

(Later edit):

Un site care monitorizeaza permanent receptia statiei DCF77:

http://www.dcf77logs.de/WebConsole.aspx

 

Nu numai ca permite acest lucru, dar daca veti traduce din germana textul, veti avea surpriza ca ofera si un software care permite conectarea PC-ului la un receptor pentru DCF77, prin intermediul unei interfete:

 

DCF adapter

This directory contains a circuit diagram and a board layout, for the connection of a receiver to the PC. The files were created with Eagle 5.6. A light version can be downloaded free of charge at www.cadsoft.de. This circuit does not require an external current source, the necessary energy is supplied by the serial interface, similar to a serial mouse. Please note that the receiver does not need more power than the serial interface can deliver, since it can damage the computer and / or the receiver!

NOTA:

Site-ul mai ofera si alte surprize pentru cei pasionati de tematica acestui thread. Veti descoperi singuri !

Succes !

Editat Aprilie 17, 2017 de yo3fhm

[yo3fhm]

Banda de minim 5 Hz este necesara pentru demodularea impulsurilor de 0,1 s, respectiv de 0,2 s ale semnalului. Banda de 30 Hz este cea a filtrului cu cuart din receptor.

Ziua buna,

Multumesc pentru revenire si info. E evident ca sarbatorile m-au facut sa fiu putin "distrat", altfel ar fi trebuit sa-mi sara-n ochi diagrama impulsurilor pe care cu mana mea am postat-o la inceputul acestui thread. Imi cer scuze ! Hi !

Referitor la antena, nu e o problema sa-i ajustez rezonanta, dar v-am intrebat cum ati executat-o doar pentru a-mi face o imagine fata de incercarile mele de pana acum.

 

Din cele citite, am observat ca loop-ul, desi se spune ca e sensibil la componenta magnetica a undei EM, poate capta si perturbatii aduse de componenta electrica; din acest motiv, o serie de autori au ecranat bucla folosind un ecran metalic conectat la o priza de pamant (avand grija ca ecranul in sine sa nu constituie o spira in scurtcircuit).

De exemplu, in acest articol (l-am mai pomenit): V.L.F. Loop Antenna (1963, Electronics World)

 

Un alt articol interesant pe tema buclelor, l-am gasit aici:

Sensitivity of Multi Turn Receiving Loops

by William E. Payne, N4YWK

"The octoloop in the following example is a length of 25 pair telephone wire inside an octagonal loop shield of 3/4 hard copper pipe. Mine is about 7 ft dia and wired for 50 turns, and gimballed for noise rejection. The pipe shield is a very effective electrostatic shield at MF, and also reduces VLF/ULF microphonics, which for obvious reasons plague most loops. The self resonant freq has not yet been measured, but is probably near 12 kHz.

I took the octoloop to the backyard and leaned it against a tree, oriented to null the noise. For the first time ever, I was able to tune my Rycom 6040 to 0 Hz and hear something besides BUZZZ! The loop has good sensitivity with an almost perfect noise null, a real pleasure to operate! I clearly heard FIVE of the eight OMEGA stations, a NiCd battery charger 450 ft away, and some tweeks and pops. Even inside the house, I hear OMEGA, WWVB and the stronger sferics."

 

Prin prisma celor de mai sus, ma intrebam daca ati observat cat de mult s-au redus perturbatiile provenite prin componenta electrica a campului EM, atunci cand ati folosit bucla construita. Zilele urmatoare ma voi stradui sa-mi construiesc o priza de impamantare la baza blocului, profitand de faptul ca azi a plouat si maine se anunta o vreme asemanatoare.

Editat Aprilie 17, 2017 de yo3fhm

[yo3fhm]

Iata ca in seara asta am facut si prima decodare a semnalului de la DCF77.

Recunosc, e virtuala , asa ca "nu se pune". Totusi, principiul e valabil si foarte util si pentru receptia RF autentica. Acum, despre ce este vorba ...

 

Sapand pe net dupa informatii in legatura cu receptia DCF77, am descoperit ca exista mai multe aplicatii software care pot decoda semnalele orare emise de diversele statii dedicate. Doua dintre aceste aplicatii sunt MultiPSK (autor: F6CTE) si SpectrumLab (autor: DL4YHF).

Spre exemplu, pentru MultiPSK, autorul mentioneaza in pagina aplicatiei:

 

Multipsk 4.31.4 and Clock 1.11
Clock "The radio driven digital clock', bundled with MultiPSK, provides date and time from FRANCE-INTER, DCF 77, HBG, MSF, BBC, WWVB, WWV, WWVH, CHU, RAI, JJY, a GPS or Internet.

 

Din pacate, MultiPSK nu este complet gratuit, iar modulul de decodare pentru semnale orare ofera o functionare limitata. In plus, meniurile MultiPSK nu mi s-au parut prea ergonomic gandite. Altfel, aplicatia pare a fi excelenta, mai ales ca poate decoda si alte moduri de lucru mai putin uzuale (de exemplu, STANAG 4285, pentru care alte aplicatii dedicate cer bani).

 

Cu ceva timp in urma (cand m-am apucat sa-mi configurez o metoda de masurare a sensibilitatii raportata la SNR sau SINAD), am descoperit SpectrumLab - o deosebita aplicatie conceputa de Wolf, DL4YHF. Si mi-am amintit ca acolo exista un meniu referitor la DCF77.

Asadar, zis si facut:

 

- am activat captura audio prin StereoMix (setarile placii audio);

- am accesat receptorul WebSDR de la Universitatea din Twente , fixandu-l pe 77.5KHz, mod USB ;

apoi am ajustat acordul in asa fel incat sa obtin o frecventa audio de aprox. 800 Hz, folosindu-ma de datele oferite de aplicatia SpectrumLab (analizorul de spectru si raportarea automata a peak-ului receptionat):

 

(click pentru marire si detalii)

 

- odata determinata frecventa audio la care a aparut peak-ul (se vede pe butoanele meniului din stanga), am setat aceasi frecventa pentru filtrul digital corespunzator, din meniul modulului de receptie ptr. semnale orare (tab-ul "Config") si am asteptat sa se deruleze o prima secventa de semnal complet (59 biti).

 

Iata un screenshot din secunda 58 (inainte de incheierea secventei ).

Click ptr marire:

 

... si iata alt screenshot, imediat dupa decodarea secventei complete de timp:

 

 

Orice utilizator poate aplica aceasi metoda, pentru a proba o astfel de receptie cu succes.

Pentru precizie maxima, indicatorul "Phase accuracy" trebuie sa depaseasca 50%, uzual sa ajunga in zona 97-100%.

 

Iata cum se prezenta situatia acum 2-3 minute:

(click pentru marire)

 

Puteti citi mai multe despre functiile decodorului de semnale orare DCF77 al aplicatiei SpectrumLab, accesand link-ul urmator:

http://www.qsl.net/d/dl4yhf/speclab/timesigs.htm

 

Succes !

Editat Aprilie 17, 2017 de yo3fhm

[Marele Savant]

Am si eu unul cumparat de prin Germania, cred ca are 10 ani sau pe aproape. Nu il folosesc deoarece nu mai afisaza temperatura senzorului intern. Cele de la distanta este OK. L-am pornit in acesta seara si s-a sincronizat relative repede. Nu stiu exact cit a durat, dar dupa 20 de minute de la pornire, deja era sincronizat! Ca amplasare, Motru-Gorj, etajul 4, ultimul, bloc acoperit cu tabla!

[franzm]

Nu am urmarit în mod special perturbatiile în cazul receptiei DCF77. Mi-a fost suficient faptul ca se sincronizeaza stabil ceasul.

Pe UM, unde am folosit si cadre ecranate electric, am observat o clara reducere a perturbatiilor fata de un cadru neecranat. M-a interesat în special receptia postului românesc pe 1152kHz, iar cadrul acordat a fost plasat aproximativ în acelasi plan cu cel din dotarea unui receiver Technics ordinar (l-am ascuns dupa dulapul din sufragerie pe care statea receiverul si treceau pe lânga el cablurile de alimentare de la toate electronicele din raft).

Edit: am acuma în fata un ceas Twins W142-0. Stie sa receptioneze DCF77, MSF, WWVB, JJY40 si JJY60.

Editat Aprilie 17, 2017 de franzm

[yo3fhm]

@Marele Savant:
Buna treaba, asta invalideaza mitul ca ar functiona doar in apropiere de nivelul solului (la fel cum a mai precizat si colegul nostru, Puriu).

@Franzm:

Nu am urmarit în mod special perturbatiile în cazul receptiei DCF77. Mi-a fost suficient faptul ca se sincronizeaza stabil ceasul.
Pe UM, unde am folosit si cadre ecranate electric, am observat o clara reducere a perturbatiilor fata de un cadru neecranat.

Multumesc pentru precizarile legate de antena, sunt binevenite si incurajatoare !
Cat despre perturbatii in receptia lui DCF77, cred ca la dvs. nici nu se simt. Nu va despart decat 150Km fata de locatia din Mainflingen ) 50kW in niste antene uriase intinse pe o arie cat 2 stadioane... cred ca reprezinta un "corector de propagare" redutabil. Hi. Uitati ce scrie pe site-ul celor de la PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt), util pentru toti cei care vor mai incerca receptii live :

Reach of DCF77

In summary, the following properties result for ground wave and sky wave:
1. The very stable ground wave has a large reach. Up to distances of a few hundred kilometres, its reception field strength is clearly larger than that of the sky wave. At distances below 500 km from the transmitter, field strengths of the ground wave above 1 mV/m can be expected.
2. In the distance range between approx. 600 and 1100 km, ground and sky wave may occasionally be of equal size which may lead to mutual fading when both signals are out of phase. On the other hand, equal phase may also lead to a strong temporary increase in the field strength. Both phenomena are also observed in Braunschweig (d = 273 km). In this context it is important to know that this "beat" between ground and sky wave is a slow process (it takes a quarter of an hour and longer) and that there is thus sufficient time for a radio-controlled clock to take up the DCF77 time information.
3. At distances of more than 1100 km, the ground wave fraction constantly decreases, and the sky wave, whose propagation at large distances is fairly constant especially during the day, prevails. At distances between 1100 and 2000 km, field strengths of the sky wave between a few hundred and approx. 100 µV/m are to be expected.

Asadar, sunteti un "privilegiat", ca vecin al emitatorului ! ;-)

 

In fine, ca noutate de ultim moment, anunt ca am reusit sa decodez DCF77 si pe "direct", receptionand cu transceiverul TS-450 (mod CW, f=77.5 KHz, atat cu filtrul de 500Hz cat si fara acesta) si folosind modulul special din aplicatia Spectrum Lab.

Mentionez ca din testele efectuate pana la miezul noptii, am constatat ca receptia *este* clar afectata de zgomotele electrice, chiar si in ciuda ajutorului oferit de multiplele posibilitati de procesare DSP oferite de Spectrum Lab. Mai pe romaneste spus, rata de decodare a fost de aprox. 40%, asta in conditiile in care semnalul se aude foarte clar si vine la un nivel intre S1 si S3 (noaptea, ptr ca ziua e pe la S1).

 

Pe curand!

Editat Aprilie 17, 2017 de yo3fhm

[Vizitator pvgrv]

Pe mine ma intereseaza daca ar fi sa imi pun o antena exterioara pe bloc ca stau la etajul 4 legata prin cablu la un emitator ca un router sa emita doat pt casa acell semnal DF77 astfel sa am in casa peste tot semnal fara probleme. Detin 2 ceasuri Hama RC dar se sincronizeaza doar pe geam puse noaptea si 2 ceasuri de mana care la fel doar pe geam puse unul Citizen carcasa din Titan si unul Casio Protek carcasa din plastic. Am mai cumparat de pe net o antena Citizen Wave Recevier care o pun in fata ceasului si se imbunateste cu 10- 20% semnalul astfel ca isi fac sincronizarea ceasurile de mana cam in fiecare noapte. Mai am un ceas de otel inoxidabil Casio Edifice care isi face foarte grreu sincronizarea datorita faptului ca are carcasa din otel. Din ce am studiat si eu pe net mai este o aplicatie Clock Wave care din pacate este doar pentru Apple Iphone si merge brici punand ceasurile langa telefon dupa cum se poate vedea pe youtube. Am mai testat aplicatia JJY Simulator cu telefon android si merge punand castile conenctate la telefon pe cceas,dar cu fusul orar la ceas si telefon setate pe Tokyo intrucat JJY este semanlul emis de ceasull atomic din Japonia. In conluzie astept aplicatia Clock Wave si pe android,deja i-am scris celui ce a creat-o pe youtube sau cum am zis la inceput cu antena externa si emitator local doar pentru casa mea.

[puriu]

Nu se poate face un repetor pe aceeasi frecventa, receptorul exterior va "auzi" propria emisie. Daca emisia se face pe alta frecventa, nu-l vor receptiona ceasurile.

Solutia este gasirea pozitiilor favorabile din locuinta (semnal mare, zgomot mic, etc.). Eu am folosit in acest scop un receptor cu reactie cu antena de ferita. Aveam unul simplu si bun, facut pentru banda 60 - 200 kHz. Diferentele, intr-un apartament de bloc, sunt foarte mari la deplasarea pe distante mici a receptorului. Nu sunt diferente mari intre zi si noapte, dar noaptea sunt mai putini paraziti.

Receptorul cu reactie trebuie sa aiba in primul rand o antena buna. Am folosit o bara cilindrica de 200x10 mm de la aparate mari rusesti. Se pot folosi si bare mari romanesti, dar cu rezultate ceva mai slabe. Bobina de acord are 540 de spire cu lita RF de 7x0,1 mm (homemade). Este bobinata in galeti de cate 60 de spire in trei straturi (dreapta-stanga-dreapta) pentru a avea capacitate proprie mica. Condensatorul variabil este de 400 pF cu aer. Bobina de reactie are doar 6 spire si este amplasata la distanta de bobina mare. Semnalul de pe circuitul acordat se aplica detectorului printr-un repetor pe emitor. Detectorul cu reactie si repetorul au tranzistoare cu zgomot foarte mic, BC109C (echivalent BC173C). Se lucreaza in mod CW, putin peste pragul de oscilatie, cu o banda de trecere sub 1 kHz.

Semnalul DCF77 se identifica usor, un sunet continuu cu scurte intreruperi la fiecare secunda.

Receptorul este prevazut si cu o borna pentru frecventmetru. Prin masurarea frecventei de oscilatie (la Zero Beat) se poate afla precis frecventa oricarui emitator din banda.

[franzm]

Nu se poate face un repetor pe aceeasi frecventa, receptorul exterior va "auzi" propria emisie.

Se poate, daca receptorului exterior (de fapt un amplificator) are amplificarea asa de mica încât sa nu se amorseze oscilatii. Este un principiu folosit în echipamentele de telefonie.

[Vizitator pvgrv]

Multumesc pentru raspunsuri referitor la o posibilitate de receptie si cumva o emisie in asa astfel sa sincronizeze toate ceasurile din casa fara a le pune noaptea pe geam pentru a realiiza sincronizarea zilnica. Am uitat sa mentionez ca semnal DCF77 era si la mare de isi facea aproape in fiecare noapte sincronizarea cand am fost la Mangalia pus ceasul Casio ProTrek PRW-3000T la geam orientat spre Germania fara niciun fel de ajutor cu antena separata. Va rog,dar de aceste produse de pe site-ul din linkul urmator ce spuneti,se poate face ceva cu ele astfel sa avem o receptie buna in casa tot timpul? https://www.meinbergglobal.com/english/products/dcf-antennas.htm Va multumesc si va rog scuze pentru postarea acestui link...

[puriu]

Nu este o problema cu intensitatea semnalului radio, ci cu raportul semnal-zgomot, iar acesta nu poate fi imbunatatit prin amplificare. Zgomot este orice perturbatie electrica, de la fulgere pana la circuite de comutatie. Orasele sunt mari surse de zgomot, mai ales ziua, dar nu numai. Raportul S/Z este bun departe de localitati si de aparatura electrica, in special televizoare CRT (se aud in LF de la sute de metri).

Semnalul statiei DCF77 poate fi auzit bine in Iran si in SUA, dar nu poate fi decodificat corect pentru sincronizarea unui ceas. Mesajul transmis contine trei biti de paritate. Daca unul dintre ei nu corespunde, sincronizarea nu are loc, indiferent de nivelul semnalului in antena.

Receptorul integrat din ceasuri are o amplificare potentiala enorma, dar un circuit RAA foarte eficace aduce semnalul detectat la o valoare constanta ce contine semnalul util plus zgomotul. Nivelul mare al semnalului total nu garanteaza sincronizarea daca zgomotul este mare.

Nasol!

[yo3fhm]

Nu se poate face un repetor pe aceeasi frecventa, receptorul exterior va "auzi" propria emisie.

 

Unii ar spune invers:

 

Getting "Atomic" (WWVB) clocks to work indoors and in weak signal areas

(by KA7OEI)

 

Install an antenna outside, on the roof, where one had a reasonable chance to get a good signal with minimal interference and then pipe it into the building and couple it to the clocks!

This approach should work for anyone who lives in an area where their "local" longwave time signal (from WWVB, DCF77, MSF, JJY, etc.) is too weak to override the noise and attenuation experienced by clocks inside a building.

 

 

Personal, nu am testat solutia (cel putin, nu deocamdata). Dar, la fel ca Frantzm, consider ca e posibila .

Daca incearca cineva, as ramane indatorat pentru un feedback !