HTT Kenwood TS 590SG
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HTT Kenwood TS 590SG
Reverse Engineering Reverse-Engineering Bild: Kenwood Voll auf Empfang Optimierungen im Kenwood KW-Transceiver TS-590SG Der zur HAM Radio im Juni vorgestellte Allmode-Transceiver TS-590SG bietet wie sein Vorgänger TS-590S außergewöhnlich gute Empfängereigenschaften: Kenwood hat sie durch eine ausgereifte Kombination von scharfen Roofing-Filtern, einer wirksame ZF-AGC und moAutor: Siegfried W. Best dernster 32-Bit-DSP-Technologie messbar verbessert. Tradition bei24KENWOOD: die letzte ZF von kHz zur AnsteuerungLeistungsmerkma des DSP TSMC 320C6726B von Texas Instruments. Für die weitere Funktionsverbessert und zuverlässig gewohnt beschreibung des TS-590S sei auf Ausgabewie 05/2014 verwiesen, – der T online zu finden über infoDIREKT 400ei0514. Das Modell TS590SG hat derEmpfängereigenschaften Hersteller an entscheidenden Punkten verbessert. Herausragende und noch größerer Dynamikbereich bei s Feine Unterschiede Standardmäßig mit 500-Hz- und 2,7-kHz-Roofing-Filtern* Einige Neuerungen im TS-590SG hat Kenwood aus dem FlaggDas Down-Conversion-Prinzip* auf dieübernommen. 1. ZF von schiff-Transceiver TS-990S So zum Beispiel die 11,374 MHz wird beim Empfang auf 15, 20, 40, 80 ausgefeilten Algorithmen der1.ZF-AGC und 160 m verwendet. Direkt hinter dem Mischer (Automatic Gain Control; und einer die den Mischverlust die eine schnelle KonfiguBild 1) Nachverstärkerstufe, und eine neue Split-Funktion, ausgleicht, folgen 6-polige monolithische ration zusätzlich zur2,7aktuellen Split-Einstellung erlaubt. Eine Quarzfilter mit 500 Hz bzw. kHz Bandbreite. Diese Filter unterdrücken Signale in der unmittelweitere Verbesserung findet sich im Eingangsteil und in der Sigbaren Nähe des Nutzsignals und gewährleisten einen Dynamikumfang, der mit Up-Conversion nalreinheit des ersten Überlagerungsoszillators. Laut einem Test nicht realisierbar wäre. in der US-Zeitschrift QST ist durch die scharfen Roofing-Filter Selbst wenn das Störsignal sehr nahe an der Empfangsfrequenz liegt, bleibt der Dynamikbereich „virtuell flach“, sodass Signale auch unter diesen Umständen klar aufgenommen werdenim können. der Close-in-Dynamikbereich (2 kHz Abstand) besonders Doppelsuper-Empfangszweig verbessert und der Wert für Blo*cking Down-Conversion wird beim Empfang CW, 121 FSK und Bandbreiten von 2,7 kHz oder im 20-m-Band wurde invon dB SSB aufbei 130 dB erhöht. Bloweniger automatisch gewählt. Eck-Daten Tradition bei KENWOOD: Leistungsmerkmale und Bedienkomfort Allmode-Stationstransceiver KW / 50 MHz • verbessert und zuverlässig W (SSB), 5...25 W (AM) wie gewohnt – der TS-590SG. • Sender 5...100 14.000MHz Through 1st Mixer RF BPF • Frequenzbereich (Empfang) 0,13...30 MHz, 50...54 MHz, RF Amp VFO 1,3...60 MHz durchgehend und noch größerer Dynamikbereich bei starken Herausragende Empfängereigenschaften B l o c Nachbarsignalen. k Diagramm: • Frequenzstabilität ±5 ppm, -10 bis +50 °C; IMD3-Dynamikbereich Roofing Filter 14.000MHz 96 Through 1st Mixer elektronik industrie 11/2015 RF BPF IF 11.374MHz to UP-Conversion Mixer Through 6kHz Post Amp 500Hz 2.7kHz Through 6kHz NB Filter 1st LO DDS Post Amp 2.7kHz to NB 25.374MHz Bild 1: Blockdiagramm des Eingangsteils bis zu den Roofing-Filtern. Diese Auslegung ist für den großen Dynamik110 Hervorragendes Signal-Rausch-Verhältnis durch DDS bereich verantwortlich. 105 3rd Order Dynamic Range Dynamic Range (dB) 115 100 Für den 1. Oszillator wird anstelle einer 95 herkömmlichen PLL/VCO-Schaltung ein BildDDS 2: Wenn zwei Störsignale +2 kHz (Direct90 Digital Synthesizer) eingesetzt, bis der +20 den kHz neben der EmpfangsfreTS-590SG 85 Mischer direkt ansteuert. Bei der quenz Down-liegen, liegen die Störsignale TS-590S 80 (See Note) Bändern ist die Konvertierung auf den unteren beispielsweise bei 14,030 und 14,040 Conventional Oszillatorfrequenz niedriger als bei einer 75 KENWOOD MHz in 10 kHz Abstand. Der TS-590SG transceivers Umsetzung auf eine hohe 1. ZF, sodass das mit der ARRL-Messmethode 70 erreicht 1 10 100 realisierbare Phasenrauschen des 1. Oszillators Interfering signal separation (kHz) eine scheinbar flache IMD3-Charakte14.02MHz,ist Mode CW, das Pre Amp OFF, BW 500Hz noch besser und reziproke Mischen begrenzt ristik. wird. Diese Kurven zeigen, was geschieht, wenn zwei Störsignale +2 kHz bis +20 kHz neben der Empfangsfrequenz liegen. Beispielsweise liegen die Störsignale bei 14,030 und 14,040 MHz in 10 kHz Abstand. Das Diagramm zeigt, dass beim TS-590SG mit der Messmethode der ARRL eine scheinbar flache IMD3-Charakteristik erreicht wurde. Diese bis +2 Beispi 10 kH Messm erreich 500Hz Bild: Kenwood mit SO-3 TCXO: ±0,5 ppm, -10 bis +50 °C Standardmäßig mit 500-Hz- und 2,7-kHz-Roofing-Filtern* • Empfindlichkeit: 0,5...0,13 µV (AM, SSB/CW) je nach Frequenz im Bereich 0,13...30 MHz, µVvon bei 6 m Das Down-Conversion-Prinzip* auf die1,3 1. ZF 11,374 MHz wird beim Empfang 15, AM, 20, 40,FM, 80 FSK; 100 Speicherkanäle Betriebsarten: CW,auf SSB, • und 160 m verwendet. Direkt hinter dem 1. Mischer automatischer Antennentuner (inklusive 50 MHz) • Eingebauter und einer Nachverstärkerstufe, die den Mischverlust ausgleicht, folgen 6-polige Roofing-Filter 500 monolithische Hz / 2,7 kHz • Quarzfilter mit 500 Hz bzw. 2,7 kHz Bandbreite. Erster ZF „Down Conversion“ (1,8- bis 21-MHz-Bänder) Diese•Filter unterdrücken Signale in der unmittelbaren•Nähe des Nutzsignals undmit gewährleisten Eingebauter Keyer wählbarer A/B-Mode-Tastung einen Dynamikumfang, der mit Up-Conversion Low-level-TX-DRV-Buchse, inklusive 135 kHz und HF-Ausgang nicht• realisierbar wäre. Selbst•wenn dasCommand Störsignal sehrII“-Funktion nahe an der Empfangsfrequenz liegt, bleibt der Dynamikbereich „Sky mit dem TH-D72E-Handfunkgerät „virtuell flach“, sodass Signale auch unter diesen Umständen klar aufgenommen werden können. Die Redaktion bedankt sich bei Kenwood für die Bereitstellung des Testgerätes. Der TS-590SG ist im Fachhandel erhältlich. Kenwood * Down-Conversion wird beim Empfang in CW, FSK und SSB bei Bandbreiten von 2,7 kHz oder nennt einen UVP von 1850 € inklusive MwSt. weniger automatisch gewählt. Roofing Filter IF 11.374MHz to UP-Conversion Mixer www.elektronik-industrie.de Bild: Kenwood W ie der TS-590S von 2011 bietet der dieses Jahr in den Markt eingeführte TS-590SG (Aufmacherbild) eine Zwei-Empfänger-Architektur, die das Gerät abhängig von Empfangsband und Bandbreite automatisch auswählt. In den Bändern 160 m bis 10 m kommt ein Doppelsuper mit einer ersten Zwischenfrequenz (ZF) von 11,374 MHz zum Einsatz, das ermöglicht den Einsatz scharfer Roofing-Filter mit Bandbreiten von 2,7 kHz für SSB (SingleSideband Modulation) und von 500 Hz für CW (Continuous Wave / Morsetelegrafie) und Datenmodes (4 in Bild 4). In den anderen Bänder oder bei Bandbreiten größer 2,7 kHz in jedem Band und beim reinen Empfang nutzt der TS-590SG eine Abwärtsmischung in drei Stufen (Triple-Conversion) mit einer ersten ZF von 73,095 MHz. Im Empfangszweig verwendet Kenwood für den ersten LO (Local Oscillator) anstelle einer konventionellen PLL/VCOSchaltung als DDS (Direct Digital Synthesizer) einen AD9951 von Analog Devices (6 in Bild 4). Beide Empfangszüge nutzen Hinwe REVIE veröff nen des 32-Bit-Fließkomma-DSP Reverse Engineering -Steuerung mit digitaler Signalverarbeitung ab der ZF-Stufe -Steuerung mit digitaler Signalverarbeitung ab der ZF-Stufe Weitere Funktionen zur Beseitigung von Störungen und Rauschen SOFT-ATK CONT Demod SOFT-ATK CONT AGC DET IF Filter Auto Manual Notch IF Filter Auto Manual Notch AGC DET Weitere Funktionen zur Beseitigung von Störungen und Rauschen Demod RX Audio AGC DET RX Audio AGC DET Bild: Kenwood Wenn innerhalb der Bandbreite des RoofingFilters ein Störsignal vorhanden ist, das jedoch Wenn innerhalb der Bandbreite Roofingaußerhalb des ZF-DSP-Filters liegt, des könnte dies Filters ein Störsignal vorhanden ist, das Effekt jedoch die Empfindlichkeit beeinträchtigen. Dieser außerhalb des ZF-DSP-Filters liegt, dies wird vermieden, indem der DSP für könnte die AGCdie Empfindlichkeit beeinträchtigen. Dieser Effekt Steuerung ausschließlich das Nutzsignal Bild 3: Blockschaltbild der verwird vermieden, indem derwurden DSP fürmitdiedieser AGCauswertet. Beim TS-590SG IF DSP Filter besserten ZF-AGC und AGCeSteuerung i n z i g a r t i g eausschließlich n Z F- D S P- A G Cdas -Te c Nutzsignal hnologie Target Signal Steuerung bei Störungen außerdurchgreifende Verbesserungen erzielt. mit auswertet. Beim TS-590SG wurden dieser e i n zhalb i g a r t des i g e nDurchlassbereichs. Z F- D S P- A G C -Te c h n o l o g i e Target Signal AGC-Steuerung bei Störungen außerhalb des Durchlassbereichs durchgreifende Verbesserungen erzielt. Störungen außerhalb deseinem Durchlassbereichs cking ist der bei Störträgerpegel, bestimmten Freinderung AGC-Steuerung von Störungen und Rauschender bei quenzabstand vom Nutzträger eine Empfindlichkeitsreduktion nderung von Störungen und Rauschen um SHI1F TdB verursacht. olgt die CUT/LO l g t dmit ie DATA CUT/LO n man die ATA mit man die age, selbst fen, dass n werden ge, selbst rsituation en, dass n-Notchwerden es Filters situation r dies mit -Notchehmen. es Filters dies mit hmen. WIDTH Dicht am Nutzsignal liegende Störer kann man Wenn nur auf einer Seite des Nutzsignals eine Störung vorhanden ist, kann man die Durchlasskurve auch durch die Einengung der Bandbreite WID TH SH IF T ohne die Bandbreite zu verändern. ausblenden. verschieben, Dicht am Nutzsignal liegende Störer kann man Wenn nur auf einer Seite des Nutzsignals eine Ebenso steigt dermanZweiton-IMD-Dynamikbereich (IntermoduSHIFT Bandbreite Störung vorhanden ist, kann die Durchlasskurve auch durch die Einengung WIDTH der ausblenden. verschieben, ohne die Bandbreite zu verändern. Mehr Dynamik lation Distortion) von 97 auf 106 dB. Es handelt sich hierbei um Target signal Target signal SHIFT WIDTH den Pegelbereich, in dem ein Signal hörbar ist, zwei oder mehr Signale dieser Stärke aber noch keinerlei hörbare IntermodulaTarget signal Target signal tionsprodukte erzeugen. Außerdem hat Kenwood den reziproken Mischerdynamikbereich verbessert, der jetzt bei 94 dB liegt, beim ZF2). Filter TS-590S waren es noch 91 dB (Bild Auch im Triple-ConverI F Auto-Notch A/B-Umschaltung mit einem sion-Empfangszug wurde der Dynamikbereich erweitert. Tastendruck Beat ZFSendeleistungs-Overshoot Filter Den beim TS-590S bemängelnde IF Auto-Notch Für die VFOs A/B sind A/B-Umschaltung mit unabeinem Notch Filter Notch Filter hat der Hersteller mittels Firmware-Update und einer Hardwarehängige Filtereinstellungen FIL A/B Tastendruck Beat Modifizierung der ALC (Automaticmöglich. Level Control) Auch Diesesbeseitigt. Feature vor Für die VFOs A/B sindistunabNotch Filter Notch Filter das Phasenrauschen konnte er senken, besonders im weiten allem beim Contest- oderFIL Splithängige Filtereinstellungen A/B Target Signal Abstand vom Träger, da erzielt der Betrieb Transceiver jetzt -140 dBc/Hz. zweckmäßig. möglich. Dieses Feature ist vor allem beim Contest- oder SplitTarget Signal Ausgang für zusätzlichen Empfänger Betrieb zweckmäßig. Digitaler und analoger Störaustaster (NB1/NB2) Zusätzlich zum analogen Störaustaster (NB1), der Digitaler und analoger Störaustaster (NB1/NB2) du r c h a u s d a s b e w ä h r t e S t a n d a r d w e r k z e u g z u mder Zusätzlich zum analogen Störaustaster (NB1), Ausblenden schwacher Störungen ist, verfügt der durchaus das bewährte Standardwerkzeug zum Transceiver noch über einen digitalen (NB2). Je nach Art Ausblenden schwacher Störungen ist, verfügt der der Störungen und Empfangssituation kann man so den Transceiver noch über einen digitalen (NB2). Je nach Art effektivsten Störaustaster wählen. der Störungen und Empfangssituation kann man so den effektivsten Störaustaster wählen. 1 DSP-Rauschminderung (NR1/NR2) Für die Rauschminderung bietet der Transceiver zwei DSP-Rauschminderung (NR1/NR2) verschiedene Möglichkeiten: NR1 ist die optimale Für die Rauschminderung bietet der Transceiver zwei Methode und bei allen Sendearten einsetzbar. NR2 verschiedene NR1 ist die hingegen basiertMöglichkeiten: auf dem SPAC-Verfahren und optimale ist vor Methode bei allen Sendearten einsetzbar. NR2 allem bei CWund wirksam. hingegen basiert auf dem SPAC-Verfahren und ist vor NR1 allem bei CW wirksam. Die spektral-subtraktive Rauschminderung wurde speziell zur NR1 Verbesserung der Lesbarkeit schwacher SSB-Signale Die spektral-subtraktive Rauschminderung speziell entwickelt. Dabei wird das Grundrauschen wurde abgesenkt, zur dadurch Verbesserung der Lesbarkeit schwacher SSB-Signale ohne die Signalqualität zu verschlechtern. entwickelt. Dabei wird das Grundrauschen abgesenkt, NR1:Der Rauschpegel wird ermittelt und ohne dadurch die Signalqualität zu verschlechtern. 2 3 subtrahiert, was das Nutzsignal anhebt. NR1:Der Rauschpegel wird ermittelt und Target signal subtrahiert, was das Nutzsignal anhebt. Estimated Noise Target signal Reduced Noise Estimated Noise 6 NR2 Reduced7 Noise NR2 ist eine SPAC -basierte Rauschminderung und i n s NR2 besondere NR2:SPAC a NR2 u c h ist b eeine i C WSPAC -basierteTarget Rauschminderung und signal is extracted from surrounding noise n iunt zs bb aer,s odnad eesr e a ua cuhc hR a ub secih eCnW NR2:SPAC Target signal is extracted from surrounding noise auf n uder t z b Frequenz a r, d a e s 4 des a u cNutzsignals h Rauschen 8 unterdrückt (bei auf der Frequenz FM nicht wählbar). des Nutzsignals unterdrückt (bei Beat-Cancel-Funktion (BC1/BC2) FM nicht wählbar). Während das ZF-Auto-Notch-Filter einzelne starke Störträger ausblenden kann, ist die Beat-Cancel-Funktion Beat-Cancel-Funktion (BC1/BC2) nutzbar, wenn mehrere schwache Träger den Empfang Während das ZF-Auto-Notch-Filter einzelne starke beeinträchtigen. BC1 ist besonders für schwache und/ Störträger ausblenden kann, ist die Beat-Cancel-Funktion oder Dauerträger effektiv, BC2 hingegen bei periodischen nutzbar, wenn mehrere schwache Träger den Empfang Tönen wie CW-Signalen wirksam. beeinträchtigen. BC1 ist besonders für schwache und/ oder Dauerträger effektiv, BC2 hingegen bei periodischen Tönen wie CW-Signalen wirksam. 5 Der Transceiver ist an der Rückseite mit einer DRV-Buchse (Drive Out) ausgestattet, an der das Sendesignal mit einem Ausgangspegel von etwa 0 dBm für externe Geräte zur Verfügung steht. Bild 4: Hauptplatine mit Sende-Endstufe (1), TX-Filter (2) und automatischem Antennentuner (3). Auf der Unterseite: Roofingfilter (4), weitere Es eignet sich für die Ansteuerung HF/ eines50-MHz Transverters oder direkt TRANSCEIVER Empfangsfiltern (5), der erste Überlagerungsoszillator mit DDS (6), Platz für zum Senden im 135-kHz-Band. Über Menü lässt sich die Anteneinen TCXO (7) und FM-Diskriminator (8). nen-Ausgangsfunktion einschalten,HF/ bei der das Signal über einen 50-MHz TRANSCEIVER te erweitern die Einstellmöglichkeiten einschließlich TX-Monitor, internen Splitter (3 dB = ½ S-Stufe) von der Antenne über die Sendeleistung: 100W CW-Mithörton, auch die Bedienung der TX-Tuning-Funktion DRV-Buchse für einen externen Empfänger ausgekoppelt werden wurde verbessert. Empfangene Telegrafiesignale dekodiert das kann, zum Beispiel einen SDR (Software-Defined Radio). So Sendeleistung: 100W Gerät und zeigt sie im Display als scrollenden Text. Außerdem kommt man auf Umwegen zur Spektrumund Wasserfalldarbietet die Steuer-Software ARCP-590G ein spezielles Fenster für stellung – Merkmale, die Transceiver anderer Hersteller stanwesentlich mehr dekodierte Zeichen. (lei) dardmäßig bieten. n Zudem bietet der TS-590SG einen verbesserten Bedienkomfort, mit intuitiv nutzbarer Menüführung mit jetzt 99 Menüpunkten Autor Siegfried W. Best statt 87 und großem Display, auf dem alle Informationen sehr DF5SBA; freier Journalist in Regensburg. gut ablesbar sind. Die Farbe der LED-Hintergrundbeleuchtung lässt sich jetzt in zehn Schritten von Bernstein zu Grün ändern. Der Sprachprozessor ist für das Senden über Mikrofon und für gespeicherte Sprachansagen getrennt einstellbar. 20 MenüpunkinfoDIREKT 703ei1115 5 www.elektronik-industrie.de elektronik industrie 11/2015 97 5 Bild: S.W. Best zu sagen, ondere bei u sagen, , weniger ndere bei IF ADC Digital NB RX IF WOODweniger IF ADC Digital NB RX IF ür ist die WOODAnalog hmen, die AGCV DAC AGC DET AGCV r ist die lmen, TS-990S Analog die AGCV DAC AGC DET AGCV rarbeitete OUT Band TS-990S ATK/REL gesamten Manager arbeitete OUT Band s starken ATK/REL gesamten Manager ormance. Blockschaltbild der ZF-AGC starken rung wird ormance. Blockschaltbild der ZF-AGC n beeinung wird Interfering signal ng-FilterRoofing Filter n beeinInterfering signal von dem ng-FilterRoofing Filter on dem IF DSP Filter