Bij de set wordt een set software-tools geleverd om de zender te configureren. Als gebruiker moet je een zg configuratie-file aanmaken, vergelijkbaar met packet-radio software.

In de file kunnen o.a.de volgende zaken worden opgegeven:

Gewenste zendfrequentie (in 23cm of 13cm band)

Symbolrate

FEC (forward error correction)

Aantal videokanalen in gebruik (tussen 1 en 4)

Audio en video bitrate

Video resolutie

GOP-structuur

Je roepnaam en een meldingstekst(programmanaam op de ontvanger)

Verder kun je nog een aantal teletekst bladzijden meezenden en er is een apart (vijfde) kanaal aanwezig waar een stilstaand plaatje naar keuze (bmp of jpg formaat) kan worden verzonden. Dit kan een info of welkomstekst zijn of gewoon een testbeeld.

Voor de keuze van de in te stellen parameters geldt in ieder geval het volgende: De symbolrate (in Nederlands soms wel seinsnelheid genoemd) bepaalt de bruto transmissiecapaciteit van het systeem. Hoe hoger we deze kiezen hoe breedbandiger het signaal wordt, en hoe meer moeite we moeten doen om het aan "de overkant" te krijgen. Er is meer Tx vermogen nodig om dezelfde afstand te overbruggen. Tevens leggen we een groter beslag op de schaarse frequentieruimte.

Het is dus aan te raden de SR zo laag mogelijk te kiezen. Wel moet er voldoende capaciteit zijn voor het gewenste aantal kanalen en de gewenste beeldkwaliteit per kanaal (de video bitrate) Ook hier geldt weer de bekende stelling Kwaliteit heeft z’n prijs.

Voorbeeld configuratie-logfile:

System Board Settings

Clock Frequency: 60.000000 MHz

Modulator

FEC Mode 3/4

Inversion off

Frequency 1248.000 MHz

Symbol Rate 6.000000 Msym/s

Bandwidth 8.000 MHz

Usable Bit Rate 8294117 bit/s

Unused Bit Rate 1286117 bit/s

Transport Stream ID 0x1234

Network ID 0x7654

Network Name "PE1CHY"

Transport Stream Input 4

Mode DATVEncoder

Video Input D1 PAL Composite

Video GOP "IBBPBBPBBPBBPBBPBBPBBPBB"

Bitrate 7008000 bit/s

Audio Bitrate 192000 bit/s

Audio Mode stereo

Audio Sample Rate 48000 Samples/s

PCR PID 80 (0x50)

Video PID 80 (0x50)

Audio PID 81 (0x51)

PMT PID 82 (0x52)

Service ID 0x45

Service Provider Name "PE1CHY"

Service Name "PE1CHY Ch4"

Event Name "PE1CHY"

Event Text "PE1CHY Ch-4 test transmission"

PID filter none + 0x0050/0x1ffe

De zender levert een vermogen van ca. 10 mW, niet genoeg om echt de shack uit te komen. Omdat "onze" QPSK geen echte amplitude-informatie bevat lijkt het gebruik van niet lineare eindtrappen toegestaan. Echter een niet-lineare PA levert een aanzienlijke hoeveelheid stoorproducten naast het gewenste kanaal op, het uitgezonden spectrum wordt breder naarmate de vervorming in de PA groter wordt. Een PA met goede lineariteit is dus noodzakelijk om de theoretische bandbreedtewinst van DATV ook werkelijk te bereiken.

Hier ligt meteen het grootste probleem (uitdaging) voor de DATV’er want er zijn momenteel nog nauwelijks geschikte ontwerpen hiervan te vinden.

Om een eerste verbinding op 23cmte kunnen maken heb ik gekeken wat er met de bekende 23cm modulen M67715 en M57762 nog te doen is.

Een M67715 moduul (max ca 2Watt in FM) via een regelbare verzwakker aangesloten op de zender en het uitgangssignaal bekeken op een spectrum-analyzer. Het blijkt dat het moduul tot een vermogen van 300 mW nog redelijk bruikbaar blijft. Daarboven nemen de stoorproducten snel toe.

M67715 gemiddeld vermogen 250mW                                                M67715 gemiddeld vermogen 500mW

Zelfde test met een M57762 (20Watt) moduul. Helaas blijkt dat bij elk uitgangsvermogen boven de ca 100mW de stoorproducten onaanvaardbaar zijn. Hier is in ongemodificeerde toestand dus echt niets mee aan te vangen.

Om toch wat te kunnen proberen heb ik het moduul gemodificeerd voor klasse A instelling, Dit komt neer op het doorfrezen van de collector en basis(bias) lijnen op het keramieksubstraat in het moduul en elke transistor z’n eigen ruststroom instelling te geven.

PAS OP!  Modulen als deze kunnen berylliumoxide bevatten. Dit is zeer giftig! Het openen en morrelen aan deze componenten moet sterk worden afgeraden.

 Bij een totale ruststroom van ca 3,5 A kan zo een vermogen van 2Watt geleverd worden met een nabuurkanaal-stoorniveau van ca –40dB, op de grens van het toelaatbare.

M57762 zonder modificatie Pout=3Watt                       Geopend moduul met gemodificeerde bias-instelling

"Don’t try this at home…"

Het risico van deze modificatie is zo hoog en het rendement zo slecht dat ik het niemand zou willen aanbevelen.

Later bleek dat het gedrag van M67715 en M57762 modulen per exemplaar verschilt, in iedere configuratie is een controle met een spectrum-analyzer noodzakelijk.

Voor digitale modulatievormen zijn speciale 26 Volt powertransistors beschikbaar z.g LDMOS fets, de amateurs zullen met deze transistors aan de gang moeten om eindtrappen te ontwerpen en bouwen voor DATV.

Natuurlijk waren we benieuwd wat de resultaten zouden zijn bij echte verbindingen Bij het schrijven van dit artikel zijn er slechts drie verbindingen gemaakt, met PE1SCD over 15 KM met PE1MUQ over 55KM en met DJ5OX over 20 KM. Het blijkt soms vrij lastig in de praktijk om het signaal te vinden aan de ontvangstzijde. De meeste DVB ontvangers hebben geen bruikbare signaalmeter die al wat aangeeft voordat de ontvanger het signaal echt herkent. Ook het inprogrammeren van een kanaal lukt soms alleen als het kanaal goed ontvangen kan worden. Zodra er voldoende signaal is gaat het echter allemaal van een leien dakje. We hebben voor het uitrichten van de antenne’s dan ook gebruik gemaakt van een analoge(FM) verbinding. Om een indruk te geven van het benodigd vermogen: Tussen PE1SCD en mijn QTH bestaat geen zichtverbinding. Hij gebruikt een laag opgestelde en kleine 23cm antenne. In FM lukte het met een 20Watt PA net om een B4 verbinding te krijgen. Onder diezelfde omstandigheden lukte een DATV verbinding met 1,8Watt (SR=6MS/s). De plaatjes en het geluid zijn dan echter van "DVD" kwaliteit. Een verbinding met SR=12MS/s onder dezelfde omstandigheden lukte niet meer. Aan de ondergrens van de C/N verhouding gaat het beeld de bekende blokjes en bevriezingsverschijnselen vertonen. Nog 1dB minder en het beeld is geheel verdwenen.

Wat direct opvalt is de vertragingstijd van ca 1 seconde, die ontstaat door het mpeg2 codeerproces.

Wellicht kan hier nog wat afgesnoept worden door het GOP schema in te korten.

Bij duplexverbindingen (de praktijk bij ATV) is dit even wennen, het praten gaat dan wat moeilijker.

Het is onze bedoeling om de DATV-zender te plaatsen bij het ATV relaisstation PI6ATR. We willen dan een extra uitgangfrequentie in gebruik nemen op 10GHz voor het digitale signaal. Om de zender op 10GHz te kunnen laten werken is een lineare mengtrap nodig die het uitgangssignaal van de zender omhoog mengt tot de gewenste frequentie.

Om een stabiele uitgangsfrequentie te maken en een acceptabele faseruis te bereiken wordt gebruik gemaakt van een kristaloscillator met vermenigvuldiger als LO.

De mixer zelf is een diodemixer uit een oude KU band LNC. Achter de mixer wordt het gewenste mengproduct uitgefilterd in een bandfilter met 50MHz doorlaatband. Vervolgens wordt het signaal weer op niveau gebracht met een 20dB versterker. Deze versterker met drie HEMT-fets is eveneens uit en LNC gesloopt en deed vroeger dienst als ingangsversterker.

Uiteindelijk wordt zo ongeveer 2 mW uitgangsvermogen bereikt met een nauwelijks meetbare verslechtering van de spectrale zuiverheid.

Met dit signaal wordt een Siemens RW1136 lopende golf buis aangestuurd die ongeveer 2Watt uitgangs-vermogen kan leveren. De beschikbaarheid van deze TWT-eindtrap heeft een grote rol gespeeld in de keuze voor bovenstaande opzet.

Veel gesteld vraag is: Welke ontvangers zijn (het meest) geschikt voor DATV? Helaas is het antwoord niet zo eenvoudig te geven. In ieder geval moet de ontvanger de mogelijkheid bieden om de Symbolrate in te stellen op lage waarden, liefst tot onder 4MS/s. De tuner in de Rx moet daar dan ook echt geschikt voor zijn, ontvangers van de eerste generatie (ouder dan 1998) zijn dat vaak niet. Veel nieuwere z.g. FTA ontvangers (free-to air ontvanger, niet geschikt voor gecodeerde programma’s) zijn goed te gebruiken. Ze zijn bovendien veel goedkoper dan de typen met ingebouwde kaartlezer voor betaal-tv.

Tevens is het de vraag hoe de software in de Rx omgaat met het DATV signaal dat niet op alle punten de DVB standaard exaxt volgt. Ook zitten er grote verschillen in het bedieningsgemak.

We hebben enkele ontvangers getest en de resultaten hieronder weergegeven. (Dit wil niet zeggen dat andere Rx’en onbruikbaar zouden zijn)

Opm1: Nokia 9500 typen vanaf medio’99 met 1chip demodulator zijn O.K., oudere 3chip dem’s zijn slecht

De Nokia is voorzien van zg. Dr. Overflow software DVB2000 ver 1.80 of later.

Opm2: Humax 5400 Kanaal 5(het stilbeeld) geeft een foutmelding op het scherm omdat geluid ontbreekt.

Over gedrag bij C/N drempel:

De absolute gevoeligheid van de ontvangers ontloopt elkaar weinig. Sommige ontvangers hebben echter meer moeite om na een korte onderbreking(of stoorpuls) het signaal weer op te pakken.

De DATV zender heeft een multiplexer met vier transport-ingangen. Normaliter zijn een of meer mpeg encoder boards aangesloten. Het is echter ook mogelijk een DVB tuner aan te sluiten op een ingang. De data die de tuner afgeeft wordt dan geheel of gedeeltelijk doorgegeven. Dit is ideaal voor relaisstations die zo een digitale ingang kunnen creëren of een linkverbinding hebben met een ander (digitaal) relaisstation.

Zelf heb ik hiertoe op een goedkope FTA ontvanger, uitgerust met een Alps BSRU6-701a tunerblikje een transportstream-uitgang gemaakt, slechts bestaande uit een 74HC541 databuffer en een paar weerstanden.

De ontvanger wordt afgestemd op de gewenste transponder (zender) Als de transportstream meerdere programma’s bevat, zoals bijv bij de satellietzenders gebruikelijk is, dan kan de multiplexer van de DATV zender d.m.v. het PID-filter zo geconfigureerd worden dat één bepaald programma eruit gefilterd wordt.

Binnenkort is ook bij Adacom een bijpassend tunermoduul leverbaar.

Het is ook mogelijk om zelf met de pc transportstream packets te genereren. De snelheid die haalbaar is met de parallelpoort is helaas niet echt voldoende voor bewegende beelden maar het genereren van DVB-teletekst is goed mogelijk. Met een simpel kabeltje kan de printerpoort op een Transport-Stream ingang aangesloten worden. De computer moet dan de datastroom maken. Dit zijn dan de TS pakketten met een vaste lengte van 188 bytes. Deze pakketten hebben een 4 byte header waarin onder andere de PID (Packet IDentifier). In een TS pakket blijven er dus 184 bytes over om naar eigen wens data in te stoppen.

Omdat we iets nuttigs met deze kabel willen doen heb ik een programma geschreven dat teletekst data genereert. Teletekst data wordt net zoals bij MPEG data in PES pakketten gestopt, en de PES pakketten worden vervolgens in TS pakketten gestopt. Dit wordt gedaan omdat TS pakketten een vaste data lengte hebben in tegenstelling tot de PES pakketten. PES pakketten kunnen elke willekeurige lengte hebben en worden zo verdeeld over meerder TS pakketten.

De data in de teletekst pakketten is bijna hetzelfde als bij analoge teletekst uitzendingen. Dit heeft als voordeel dat wanneer de digitale teletekst omgezet moet worden in analoge teletekst dat dit redelijk eenvoudig gaat. (Veel moderne DVB ontvangers doen dit, je kunt dan met de normale teletekst toetsen van de TV de tekst bekijken.)

Status pagina van de PE1SCD teletekst generator software.

Een andere toepassing zou kunnen high speed packetradio. Natuurlijk moet je wel de mogelijkheid hebben om de data aan de ontvangende kant weer tevoorschijn te toveren, voor packetdata lijkt een pc-dvb kaart een goede mogelijkheid, deze kaarten zijn gemaakt voor internet toegang via satelliet.

We hebben hiermee nog niet geexperimenteerd.

Bronvermelding:

Rob Krijgsman PE1CHY

November 2002