T7F - Scarlet

9600BD @DL
de:DF2FQ
22.02.98 17:16
T7F-INFO
Bei den folgenden 11 Files handelt es sich um eine Baubeschreibung eines synthesizergesteuerten 70cm Transceivers, der Dank seiner großen NF-Bandbreite (1Hz...7kHz) und seiner schnellen
S/E-Umschaltzeit (<25ms) besonders für 9k6-Packet Radio geeignet ist.
Der Artikel besteht aus der eigentlichen Baubeschreibung als ASCII-Text ohne Umlaute, 10 TIFFBildern (Schaltbild, Platinenlayout, Bestückungsplan usw...) und einem Foto des Gerätes im
JPEG-Format. Die TIFF-Bilder sind mit PKZIP gepackt und im 7PLUS Format eingespielt, das
JPG-File schicke ich als Binary.
Der Artikel wird im Laufe des Jahres in ähnlicher Form im CQDL erscheinen. Die Vorabveröffentlichung in Packet Radio ist ein Experiment, auf dessen Ausgang ich gespannt bin. Ich freue mich
über jede Anregung und Kritik.
Ich bedanke mich bei DL4SFM für technische Tips und das Redigieren des Aufsatzes, bei
DL5KCZ für die Klärung von Fragen bezüglich der gesetzlichen Bestimmung für Funkgeräte, sowie bei den Beta-Testern, die mir oft genug gezeigt haben, wie man es nicht machen kann.
Holger, DF2FQ
9600BD @DL
de:DF2FQ
22.02.98 17:16
T7F.TXT
Ein synthesizergesteuerter 70cm-Transceiver für 9600Bd
Packet Radio
Holger Eckardt, DF2FQ, Lorenzstr. 4, 81737 München
1.1 9k6-Probleme
Bis heute, über 10 Jahre nach Veröffentlichung des G3RUH-Modems, gibt es von den großen
Amateurfunkgeräteherstellern noch kein einziges Gerät, das geeignet ist Packet Radio Betrieb mit
9600 Bit pro Sekunde in hinreichend guter Qualität zu ermöglichen. Was ist eigentlich das Problem dabei ?
Als Modulation beim 9k6-Packet Radio Datenfunk wird üblicherweise, wie beim Sprechfunk auch,
Frequenzmodulation verwendet. Doch im Gegensatz zum Sprechfunk gibt es hierbei einige Besonderheiten. Die wichtigste davon ist die, daß der Frequenzgang des Übertragungskanals, d.h.
der Weg vom Modulationseingang des Senders zum Demodulatorausgang des Empfängers, über
einen großen Bereich linear sein muß.
Im Idealfall sollte er von 0 Hz bis ca. 6 kHz einen konstanten Verlauf haben. Eine untere Grenzfrequenz von 5 oder 10 Hz verschlechtert jedoch das Signal noch nicht nennenswert. Je höher die
untere Grenzfrequenz ist, desto besser muß der Signal-Rauschabstand sein um noch eine hinreichend fehlerfreie Übertragung zu erzielen. Ab einer Grenze, die etwa bei 50 Hz liegt ist keine
brauchbare Übertragung mehr möglich.
Doch nicht nur der Frequenzgang muß linear sein, auch die Zeit, die ein Signal braucht, um den
Übertragungskanal zu durchqueren, muß über die Frequenz mehr oder weniger konstant sein.
Man spricht hier von der Gruppenlaufzeit. Dieser etwas abstrakte Begriff soll an einem Beispiel
erläutert werden. Das Spektrum eines Rechtecksignals besitzt einen hohen Anteil an Oberwellen.
Wenn die einzelnen Spektralanteile verschieden lange brauchen, um den Kanal zu durchlaufen,
so ist die Kurvenform des Signals am Ende der Übertragung stark verzerrt und entsprechend
schwierig zu dekodieren sein. Da es sich bei unserem Übertragungsverfahren um rechteckähnliche Signal handelt, machen sich Gruppenlaufzeitverzerrungen stark bemerkbar. Menschliche
Sprache kennt aufgrund des oberwellenarmen Spektrums praktische keine Gruppenlaufzeitprobleme.
Ein weiterer Punkt ist die Zeit, die das Funkgerät benötigt um zwischen Senden und Empfangen
hin und herzuschalten. Waren bei der 1200Bps-Technik 100ms Umschaltzeit noch ein brauchbarer Wert, den dennoch viele Funkgeräte kaum erreichten, so stellt diese Zeitspanne bei 9600
Bps einen bedeutenden Bremsfaktor für den Datendurchsatz dar. Wenn man bedenkt, daß ein
z.B. Bestätigungsframe nur 25ms braucht, sieht man, daß selbst bei den 100ms Funkgeräten die
meiste Zeit nicht für die Datenübertragung, sondern für das Warten auf den Synthesizer in Anspruch genommen wird. Manche der heute benutzten Funkgeräte liegen bei 300ms Umschaltzeit.
Neben den oben aufgezählten primären Punkten gibt es eine Reihe Effekte zweiter Ordnung, die
bei den zur Zeit verfügbaren Transceivern noch viel weniger beachtet werden, als die reinen
Übertragungsparameter. Ein Beispiel ist das Transientenspektrum beim zyklischen Tasten. Darunter versteht man Aussendungen außerhalb der Nutzfrequenz, die während des Übergangs zwischen Empfang und Senden abgestrahlt werden. Diese Störungen gab es immer schon bei Amateurfunkgeräten. Da aber beim 9k6-Betrieb die Umschaltzyklen viel kürzer sind als beim Sprech-
funk, Können hierdurch erhebliche Beeinträchtigungen für benachbarte Stationen entstehen. Welche verheerenden Spektren selbst von Geräten neuster Produktion abgestrahlt werden, werde ich
in einem ausführlichen Testbericht über die Datenfunktauglichkeit von Amateurtransceivern zeigen, der im Laufe des Jahres veröffentlicht wird. In diesem Zusammenhang wird auch auf die
Messverfahren dazu näher eingegangen.
1.2 Eine einfache Lösung
Durch die unzureichende Technik der kommerziellen Afu-Anbieter sind Synthesizergeräte leider
sehr diskreditiert worden. Das dies aber nicht nötig wäre sieht man am Beispiel der professionellen Datenfunktechnik, die teilweise mit noch weit härteren Anforderungen zu Kämpfen hat (für
DECT-Funkgeräte werden z.B. S/E-Umschaltzeiten von 20us gefordert) und trotzdem hochwertige
Lösungen bietet.
Amateurfunkgeräte, zumal solche, die für den Selbstbau gedacht sind, haben entschieden andere
Randbedingungen als DECT Transceiver. Die Kriterien, die ich bei der Entwicklung des hier vorgestellten Gerätes im Sinn hatte, lagen neben einer exzellenten Brauchbarkeit für den 9k6-Datenfunk, vor allem auf einer hohen Nachbausicherheit und einem günstigen Preis. Hohe Nachbausicherheit setzt auch voraus, daß das Gerät ohne großen Messpark abgeglichen werden kann.
Eine besondere Schwierigkeit lag darin, ohne SMD-Bauteile auszukommen. Die überwiegende
Zahl moderner Bauteile wird heutzutage nicht mehr in bedrahteter Bauform geliefert. Der Umgang
mit der SMD-Technik wäre aber sicher eine große potentielle Fehlerquelle für den Aufbau.
Trotzdem, der Nachbau des Transceivers ist als Bastelobjekt für einen Anfänger völlig ungeeignet.
Der gedrängte Aufbau setzt gute Erfahrung mit dem Aufbau elektronischer Schaltungen voraus.
Auch Abgleich und Inbetriebnahme erfordern eine gute Kenntnis der HF-Technik, alleine schon,
um abschätzen zu Können, an was es liegt, wenn das Gerät nicht auf Anhieb spielen sollte.
Die Tabelle 1 zeigt die technischen Daten des Transceiver als Mittelwert von 5 aufgebauten Geräten, die Streuung der Daten liegt, wenn überhaupt, bei wenigen dB.
Allgemein
Frequenzbereich
Kanalraster
Sende-Empfangsumschaltzeit
Stromversorgung
Größe
Empfänger
Empfindlichkeit digital
430,000 ... 439,975 MHz
25 kHz
<25ms
7...14V, 60mA RX, max. 2,5A TX
145x75x22mm
Empfindlichkeit analog
Frequenzgang
Intermodulation
Nachbarkanalselektion
Nebenempfangsunterdrückung
-120dBm (=0.22uV für BER<10-4 mit DF9IC-Modem
gemessen)
-118dBm für 20dB SINAD (CCITT)
1Hz ... 7000Hz bei -3dB
-54dB (3-Ton Messung)
>56dB
>60dB 1. Spiegel, >51dB 2. Spiegel
Sender
Ausgangsleistung
Frequenzgang
Klirrfaktor
Nebenaussendungen
Transiente Nachbarkanalstörungen
1.5W bei 7V, 6.5W bei 12V
1Hz ... 15000 Hz bei -3dB
<1.5%
-66dBc (1. OW), <-75dBc sonst
< -40dB
Tabelle 1, Die technischen Daten
2. Die Schaltung im Einzelnen
Zur besseren Übersichtlichkeit ist das Schaltbild auf vier Seiten verteilt. Bild 1 zeigt den Synthesizer mit Modulationsschaltung, Bild 2 den Empfangsteil und Bild 3 den Sender. Auf dem vierten
Blatt ist die Steuerung dargestellt.
2.1 Der Synthesizer
Kernstück des Synthesizers bildet der VCO, er wird für Sender und Empfänger verwendet. Als
Spule wird ein Helixkreis eingesetzt, der ein geringes Oszillatorrauschen und niedrige Mikrofonieempfindlichkeit garantiert. für Abstimmung und Modulation werden getrennte Varicaps verwendet, dies erleichtert die Einspeisung des NF-Signals. Der VCO schwingt auf der halben Sendefrequenz, um eine größere Entkopplung der Stufe von der PA zu erreichen. Auf den VCO folgt
eine Verdopplerstufe, auf diese wiederum ein Puffer. Das Dämpfungsglied zwischen den beiden
ist ebenfalls für die Entkopplung zwischen Oszillator und PA gedacht. Im Kollektorkreis des Puffer
liegt ein Saugkreis, der die Reste der VCO-Frequenz ausfiltert.
Die Steuerung des VCO‘s übernimmt ein weit verbreiteter Synthesizerbaustein von Fujitsu. Da die
Ladungspumpe des IC‘s für die schnelle Umschaltzeit, die wir benötigen, viel zu wenig Strom liefert, sitzt am Ausgang der Phasenvergleichers eine Gegentaktendstufe. Diese speist das niederohmige Schleifenfilter.
Würde das Modulationssignal nur in den VCO eingespeist, wäre der Frequenzgang für Packet
Radio Betrieb unzureichend. Unterhalb der Grenzfrequenz des Schleifenfilters würde der Hub mit
6dB pro Oktav abnehmen, auf der Schleifenresonanzfrequenz hätte er einen großen Überschwinger. Da die Schleifengrenzfrequenz in unserem Fall bei 700Hz liegt, wäre bei 10Hz kein nachweisbarer Anteil des Modulationssignals mehr vorhanden. Daher wird mit dem NF-Signal auch der
Referenzoszillator moduliert. Der Frequenzgang an dieser Stelle ist dem des VCO-Einspeisepunktes komplementär. Zusammengenommen ergibt sich ein völlig lineares Übertragungsverhalten.
Das Signal des Referenzoszillators wird gleichzeitig als Mischsignal für den zweiten Empfängermischer verwendet. Da die Referenzfrequenz ohne Rest durch 25kHz teilbar sein muß, ergibt sich
für die zweite ZF ein Wert von 450 statt der sonst üblichen 455kHz. Dies wird beim verwendeten
ZF-Filter berücksichtigt.
2.2 Der Empfänger
Der Empfänger benutzt zur Eingangsselektion zwei zweikreisige Helixfilter, eines vor und eines
nach der Vorstufe. Dies ergibt eine ausgezeichnete Bandselektion. Wer in der Nähe von Bündelfunk- oder Modacom-Basisstationen wohnt, wird diesen Vorteil zu schätzen wissen.
Der Mischer ist mit einem Dual-Gate-FET realisiert, die Anpassung der hochohmigen Gates erfolgt
mit Hilfe gedruckter Spulen. Im Drainkreis wird das ZF-Signal ausgekoppelt. Wegen der hohen
Anforderungen an ein gutes Gruppenlaufzeitverhalten ist ein Trimmer zur Anpassung des Quarzfilters hier leider unvermeidlich.
Auf das Quarzfilter folgt eine Verstärkerstufe und darauf ein ZF-IC von Motorola. Dieser Baustein
enthält neben dem zweiten Mischer einen Begrenzerverstärker, den Demodulator, eine RSSISchaltung und einen Operationsverstärker. Letzterer ist hier als 2-poliges Tiefpassfilter zur Unterdrückung von ZF-Resten beschaltet. Das Filter für die zweite ZF hat gegenüber den etwas gebräuchlicheren CFW-Typen zwar eine um wenige dB schlechtere Nachbarkanalselektion, dafür
aber ein erheblich besseres Gruppenlaufzeitverhalten.
Der RSSI-Ausgang (Radio Signal Strength Indikator) gibt einen Strom ab, der über einen Dynamikbereich von ca. 60dB proportional dem Logarithmus der Eingangsspannung ist. Mit Hilfe eine
Transistors wird daraus ein schnelles DCD-Signal (Data Carrier Detect) gewonnen, das vor allem
beim Betrieb über Multimode-Digipeatern nützlich ist. Die Ansprechschwelle ist innerhalb des
RSSI-Dynamikbereichs über ein Trimmpoti einstellbar.
2.3 Der Sendezweig
Wie bei direkt modulierten Synthesizertransceivern üblich, ist der Sender nicht sehr kompliziert.
Das VCO-Signal wird in der Treiberstufe auf ca. 30mW verstärkt. Damit wird ein PA-Modul angesteuert, das bei 12 Volt Betriebsspannung eine Ausgangsleistung von etwa 7 Watt erzeugt. Hinter
dem Tiefpassfilter und dem PIN-Diodenschalter, der für die Sende- Empfangsumschaltung zuständig ist, stehen dann noch gut 6 Watt zur Verfügung. Der Schalttransistor, der die Betriebsspannung des Sendeteils schaltet, wird über eine Kostantstromquelle angesteuert, die mit Hilfe
einer RC-Kombination eine lineare Rampe mit einer Zeitkonstanten von 5ms erzeugt. Durch dieses langsame Hochfahren des Senders vermeidet man Störungen in den Nachbarkanälen durch
harte Einschaltflanken. Ein 5V-Spannungsregler versorgt alle Schaltungsteile außer Treiber und
PA. Der Sendezweig wird aus der ungeregelten Betriebsspannung gespeist.
2.4 Die Steuerung
Kein ganz unwesentlicher Teil des Transceiver ist die Steuerung. Es wird hierzu ein Mikrocontroller des Typs PIC 16F84 verwendet. Dieser übernimmt vielfältige Aufgaben. Die PTT-Leitung muß
abgefragt werden, im Falle eines Wechsels von Senden auf Empfang oder umgekehrt wird der
Synthesizerchip neu programmiert und Sender und Empfänger in einem genau vorgegeben Zeitschema ein und ausgeschaltet. Daneben wird die Benutzerschnittstelle kontrolliert, ob z.B. ein
Kanalwechsel vorgenommen, oder eine neue Frequenz gespeichert werden soll. Das nötige Programm dazu ist im Chip selbst abgelegt.
3.1 Aufbau
Die komplette Schaltung befindet sich auf einer Platine mit den Abmessungen 72x144mm und
paßt damit in ein Standard Weissblechgehäuse. Den Bestückungsplan zeigt Bild 7. Die Layoutoberseite ist auf Bild 5, die Unterseite auf Bild 6 zu sehen. Auf der Oberseite der Platine findet
man nur wenige Leiterbahnen, das meiste ist Massefläche. Ohne durchkontaktierte Platine ist es
sehr schwer das Gerät ordentlich zum Spielen zu bringen, selbst wenn man die über 100 Durchkontaktierungen von Hand macht. Wer die Mühe trotzdem nicht scheut, sollte daran denken, alle
Massepins der Bauteile von oben u n d unten anzulöten.
Tabelle 2 zeigt die Stückliste. Es empfiehlt sich jedes bestückte Bauteil in der Liste abzuhaken, um
keine Komponente zu vergessen. Der VMOS-Transistor T11 (BS170) wird erst nach dem Abgleich
eingelötet (s.u.). Beim Bestücken sollte man darauf achten, daß die Bauteile auf der Platine aufliegen und auf der Unterseite kurz abgeschnitten sind. Außer bei IC1 dürfen keine Sockel verwendet
werden. Bei letzterem empfiehlt sich die Sockelung jedoch, da ein Wechsel auf eine andere Softwareversion dadurch einfacher wird.
Vier Spulen muß man selbst wickeln. Sie sind im Schaltbild mit 3W3D gekennzeichnet. Dies bedeutet drei Windungen, 3mm Durchmesser. Man verwendet für die Spulen 0,5mm starken Kupferlackdraht, von dem man drei Windungen auf einen 3mm dicken Bohrer wickelt. Die Drahtenden
sollten vor dem Einlöten verzinnt werden. Das PA-Modul wird als einziges Bauteil von unten auf
die Platine gelötet. Der Abstand zwischen den Montagefahnen und der Platine muß 4mm betragen.
Vor dem Einbau der Platine in das Gehäuse werden in die Seitenteile und den unteren Deckel die
Löcher gemäß der Zeichnung Bild 8 gebohrt. Dann wird das Gehäuse zusammengesteckt und die
Platine eingepaßt. für die Schrauben in der Mitte der Platine werden 5mm Abstandshülsen verwendet, für die Befestigung des PA-Moduls solche mit 4mm. Dann wird die Platine mit M2,5x10Schrauben und den passenden Muttern an den unteren Deckel angeschraubt. Wenn alles sitzt,
werden sie Seitenteile des Gehäuses an den Kanten zusammengelötet, die Platine wird von der
Oberseite ca. alle 15mm mit einem Lötpunkt am Gehäuse festgelötet.
Die beiden letzten zu montierenden Teile sind die BNC-Buchse und der Durchführungskondensator für die Betriebsspannung. Sie werden von außen ohne Mutter in die entsprechenden Bohrungen gesetzt und an der Seitenwand festgelötet. Auf Bild 11 kann man ein Foto des fertigen
Transceivers sehen.
Will man den Sender für Dauerbetrieb auslegen, ist ein Kühlkörper mit 5K/W oder weniger notwendig. für den üblichen Packet Radio Betrieb mit 30% Sendeanteil reicht eine 2-3mm dicke Aluplatte die etwa die halbe Gehäusefläche abdeckt. Bohrt man in die Platte Gewinde für die Befestigungschrauben, so spart man sich die Muttern.
Tabelle 2, Stückliste (von mir bei Aufbereitung gelöscht, Karsten DC7OS)
3.2 Abgleich
Der Transceiver hat 9 Abgleichpunkte, das klingt viel, aber trotzdem ist der Abgleich einfach. Ein
paar Meßgeräte sind dazu allerdings notwendig:
·
·
·
·
·
Vielfachmeßgerät mit hochohmigen Eingang (Digitalvoltmeter),
Frequenzzähler mit mindestens 30MHz Meßfrequenz und genauer Zeitbasis (die handelsüblichen Billig-Zähler sind oft nicht genauer als 50ppm, das macht bei 70cm 20kHz Ablage!)
Oszilloskop für den NF-Bereich (100kHz reicht dicke),
500Hz Generator mit 300mV Ausgangsspannung und umschaltbarem Sinus- und Rechteckausgang (eine Schaltung zeigt Bild 9)
Ein stabiles, möglichst unmoduliertes 70cm-Signal mit einem Pegel zwischen -60 und -90 dBm
(falls kein Meßsender zur Verfügung steht, tut es eine 1 Watt Handfunke in ca. 30 Metern
Entfernung).
Als erstes legt man eine Betriebsspannung von 7 .. 12 Volt an das Gerät an. Wenn keine Kurzschlüsse auf dem Board sind, fließt ein Strom von ca. 60mA. Nach zwei Minuten Anwärmphase
schließt man den Frequenzzähler an Pin 2 von IC3 (MC3371) an. Die Frequenz sollte in der Nähe
von 20.950MHz liegen. Man muß nun mit R4 die Frequenz genau hinziehen. Dabei sollte man
bedenken, daß jedes Herz Ablage bei der Referenzfrequenz den zwanzigfachen Fehler auf der
Endfrequenz zur Folge hat. Wegen der großen Koppelkondensatoren reagiert dieser Abgleich
relativ träge.
Als nächstes stellt man eine Frequenz möglichst in der Bandmitte ein. Wie das geschieht ist im
Kapitel - Das Userinterface - nachzulesen. Die Frequenz muß mit der des unmodulierten Trägers
übereinstimmen, der vom Generator (dem Funk-Nachbar, der Handfunke) geliefert wird. Das Digitalvoltmeter schließt man an den RSSI-Ausgang der Platine an. Der DCD-Trimmer R53 muß in
Mittelstellung stehen. Ohne Signal muß eine Spannung von ca. 0,5 bis 1 Volt anstehen. Je nach
Stärke des Eingangssignals steigt dieser Wert um einen bestimmten Betrag. Man kann nun durch
wechselseitiges Drehen an den Kernen von L6 und L7 den Wert auf Maximum bringen. Wenn die
Eingangsspannung über -60dBm liegt (RSSI-Spannung ca. 3,5Volt), steigt der Wert nicht weiter,
man muß, um mit dem Abgleich fortfahren zu können den Eingangspegel reduzieren.
Zum Abgleich des Demodulatorkreises reicht ein unmodulierter Träger auf der Empfangsfrequenz.
Man muß an den Modulationseingang der Platine einen Sinusgenerator (z.B. aus Bild 9) anschließen und auf 300mV einstellen. Wichtig ist, daß T11 nicht bestückt ist, dieser Transistor schaltet
normalerweise im Empfangsfall den Modulationseingang ab. Am Pin NF-OUT muß nun auf dem
Oszilloskop ein Signal mit ca. 1Vss zusehen sein. Mit L9 stellt man es auf maximale Ausgangsspannung ein, C70 wird so eingestellt, daß das Signal die optimal Sinusform hat. Sehr gut kann
man das auf einem Zweikanaloszilloskop sehen, wenn der zweite Kanal direkt am Sinusgenerator
angeschlossen ist.
Der Empfangspfad ist hiermit betriebsbereit, als letztes kommt der Sender dran. Dazu braucht
man das Gerät nicht auf Senden zu schalten, alles was man tun muß, ist den Generator auf
Rechteck umzuschalten. Ein rechteckähnliches Signal sollte man nun auch auf dem Oszilloskop
sehen, das immer noch am NF-OUT Anschluß liegt. Auch der unmodulierte Träger muß noch am
Empfänger anliegen. Man dreht nun an R41 solange, bis das Signal eine optimale Rechteckform
besitzt. Ganz wird man das nicht schaffen, da die Verzerrungen des Empfangszweiges auch einen
Einfluß auf die Signalform haben. Nun darf man nicht vergessen, T11 wieder einzulöten.
Zum Schluß wird der Sender endlich doch noch auf Senden geschaltet und das Ausgangssignal
wird mit einem Wattmeter auf seine Ausgangsleistung kontrolliert.
4. Das Userinterface
Angesichts des normalen Einsatzfalles des Transceivers ist die Benutzerschnittstelle eher zweckmäßig als komfortabel, dies wirkt sich vor allem positiv auf die Bauteilekosten aus.
Neben Antennen- und Betriebsspannungsanschluß hat das Gerät zwei Buchsen, eine 10-polige
(X2) und eine 14-polige Pfostenleiste (X1), die Pinbelegung zeigt Tabelle 2. Pin 1 ist jeweils oben
rechts bei Blick auf die Stiftleiste. Es gibt für beide passende Stecker, an die man Flachbandkabel
anschlagen kann. X1 dient zur Frequenzeinstellung. Die Signale auf X2 verbinden das Funkgerät
mit Modem oder TNC.
X1
1
3
5
7
9
11
13
D0
D1
D2
D3
n.c.
PTT
GND
2
4
6
8
10
12
14
n.c.
n.c.
n.c.
TXD
RXD
12,5/25kHz.
+5V
X2
1
3
5
7
9
GND
DCD
GND
GND
n.c.
2
4
6
8
10
+5V
PTT
MOD
NF-OUT
RSSI
Tabelle 3, Die Belegung der Stecker X1 und X2
4.1 Frequenzeingabe
Die Version 1.4 der Steuersoftware erlaubt den Betrieb wahlweise im 12,5 oder 25kHz-Raster. Die
Sende-Empfangsumschaltzeit ist bei 12,5kHz aus technischen Gründen etwas länger als bei
25kHz. Die Wahl des Rasters erfolgt mit Pin 12 von X1: +5V bedeuten 25kHz, 0V 12,5kHz. Man
darf diesen Pin nicht offen lassen. Wenn man keinen Schalter anschließen will, legt man ihn am
besten mit eine Drahtbrücke auf der Platine fest auf Masse oder 5V. Der Transceiver überstreicht
das komplette 70cm-Band, man kann eine beliebige Relaisablage verwenden. Das Gerät besitzt
dazu einen Speicher für 10 Kanalpaare für Senden und Empfangen. Der aktuelle Kanal wird über
die Pins D0 bis D3 auf Stecker X1 ausgewählt. Die Einstellung erfolgt im BCD-Code und kann z.B.
über einen BCD-Schalter oder mit Steckbrücken vorgenommen werden. Hierbei bedeutet eine
gesteckte Brücke Eins, eine offene Brücke Null. Bei Verwendung eines BCD-Schalters muß der
gemeinsame Pin auf Masse (Pin 13) gelegt werden, D0 ist das niedrigstwertige, D3 das höchstwertige Bit. Die Kurzschlußbrücken steckt man jeweils auf ein übereinanderliegendes Pinpaar,
z.B. 1 und 2, 3 und 4 usw. Obwohl n.c. eigentlich "no connection" bedeutet, sind diese Pins während des normalen Betriebs vom Prozessor aus auf Masse gelegt und können von den Steckbrücken als solche verwendet werden.
Im Auslieferungszustand sind die 10 Kanäle vorbelegt. Kanal 0 hat 430,000MHz, Kanal 1
431,000MHz bis zu Kanal 9, der auf 439,000MHz programmiert ist. Die Frequenzen gelten für
Sender und Empfänger bei 25kHz Raster.
Das Programmieren der gewünschten Frequenzen geschieht über die serielle Schnittstelle mit
Hilfe eines Computers mit V24 Schnittstelle und einem Terminalprogramm. Terminalprogramme
sind Bestandteil der meisten Betriebssysteme. Bei Windows 3.11 heißt die entsprechende Software TERMINAL, bei Windows95 HYPER TERMINAL. Auch für DOS gibt es Terminalprogramme,
z.B. TERM von DL5FBD, das man in vielen PR-Boxen findet. Kürzlich hat Andy, DF8MT, das
DOS-Programm T7FQRG in die PR-Boxen eingespielt. Es erlaubt eine komfortable Programmierung der Kanäle in Klartext und ohne Rechnerei. Man schließt die TXD-Leitung (Pin 3 des SubD Steckers) der seriellen Schnittstelle (bei DOS-Computern z.B. COM1 oder COM2) an die RXDLeitung des Transceivers (Pin 10, X1) und die RXD-Leitung (Pin 2, Sub-D) des Computers an die
TXD-Leitung beim T7F (Pin 8, X1). Ground (Pin 5 beim 9-poligen und 7 beim 25-poligen Sub-DStecker) kommt an Ground des Transceivers (PIN 13, X1). die Übertragungsparameter des Terminalprogramms stellt man auf 1200 Bit pro Sekunde, 8 Bit, kein Parity, zwei Stopbits, kein lokales
Echo, kein Datenprotokoll. Nun kann man mit einer einfachen Syntax die Kanäle programmieren.
Die Zeichenfolge, die man eingeben muß lautet
Cntttrrr[RETURN]
Dabei ist "C" das große C auf der Tastatur (HEX 43), für n gibt man die zu programmierende
Speicherstelle zwischen Null und Neun ein, rrr steht für die Empfangsfrequenz und ttt für die Sendefrequenz. Die einzugebende Zahl muß immer dreistellig eingegeben werden, auch wenn die
erste Ziffer eine Null ist. Sie berechnet sich nach folgender Formel:
N= (Fsoll[kHz] -430000) / R
(R=12,5 oder 25, je nach Einstellung)
Die Eingabe kann mit RETURN abgeschlossen werden, muß aber nicht. Die Zeichenfolge ist nicht
editierbar, d.h. die Löschtaste wird als Fehleingabe gewertet. Hat man sich vertippt, gibt man RETURN ein und fängt nochmal von vorne an. Zur Verdeutlichung ein Beispiel für das 25kHz Raster:
Man möchte die Speicherstelle Null mit der Empfangsfrequenz 438,100 MHz und der Sendefrequenz 430,500 MHz belegen. Die zugehörige Eingabefolge lautet C0020324. Will man die Speicherstelle Acht mit der Simplexfrequenz 434,125 MHz belegen so tippt man C8165165. Alle Zeichen, die auf dem Computer eingegeben werden, werden von Transceiver als Echo ausgegeben,
dies ist eine gute Kontrolle, ob die Übertragung funktioniert. Mit dem großen E (Hex 45) erhält man
einen Hex-Dump der 40 Bytes des Kanalspeichers. Beim Einschalten des Gerätes wird die Softwareversion ausgegeben.
Da die TX-Data Leitung der seriellen Schnittstelle keinen +/- 12V-Pegel besitzt kann es auf manchen Rechnern mit dem Echo Probleme geben, die Richtung vom PC zum Transceiver funktioniert
aber trotzdem.
4.2 Die Modemsignale
NF-Ein- und Ausgang sind zu den meisten 9k6-Modems kompatibel. Der NF-Pegel bei 3kHz Hub
beträgt 1Vss, beim Sender sind 300mVss nötig um einen Hub von 3kHz zu erzeugen. Manche
Modems liefern auch im Empfangsbetrieb ein NF-Signal, daher wird der Eingang während des
Empfangs abgeschaltet.
Der Transceiver liefert ein schnelles DCD-Signal (Pin 3). Es wird von der RSSI-Spannung abgeleitet. Wenn ein Eingangssignal anliegt, das über der mit R53 einstellbaren Schwelle liegt, geht der
Pegel von 0 auf 5V. Die Verzögerung beträgt ca. 5ms. Steht das Poti auf Linksanschlag, ist die
Funktion abgeschaltet.
Als Parameter für TX-Delay hat sich T4, also 40 Millisekunden bewährt. Eigentlich müßte T3 auch
funktionieren, nur habe ich festgestellt, daß bei den gängigen Z80-TNCs diese Zeit nicht sehr genau eingehalten wird. Bei T3 kann das wirkliche TX-Delay durchaus hin und wieder nahe an 20ms
liegen, was für den Transceiver zu wenig ist.
Die Analogteile vieler 9k6-Modems benötigen selbst eine sehr lange Zeit bis sie von Senden auf
Empfang umgeschaltet haben. Der Grund sind die Koppelkondensatoren an den Operationsverstärkern. Oft hilft es das Modem auf Dauer-NF zu stellen um das Problem zu umgehen.
5. Sprechfunkbetrieb und was man sonst noch machen kann
Mit wenig zusätzlichem Aufwand kann der Transceiver auch für Sprechfunkbetrieb verwendet
werden. Alles was man braucht ist ein Mikrofonverstärker (1 Transistor) und eine NF-Endstufe
(z.B. LM386) für den Lautsprecher. Der Squelch wird aus dem DCD-Signal abgeleitet, R53 kann
als Squelch-Poti über X2 nach außen geführt werden (Bild 10).
für Packet Radio Betrieb mit 1200 Bps ist das Gerät unmodifiziert verwendbar. Will man es für
höhere Baudraten verwenden, z.B. 19200 Bps, so muß man beim Empfänger breitere ZF-Filter
einbauen, am Sendeteil ändert sich nichts. Durch die erhöhte ZF-Bandbreite wird sich die Empfindlichkeit und die Nachbarkanalselektion etwas verschlechtern. Versuche dazu habe ich jedoch
noch nicht gemacht.
Eine etwas komfortablere Benutzerschnittstelle ist in Vorbereitung. Sie besitzt eine LC-Anzeige,
einen Drehknopf zur Frequenzeinstellung ein paar Speicher und vielleicht auch eine Scaneinrichtung. für diesen Zweck sind auf dem Stecker bereits Pins reserviert. Von der Ausstattung her ist
das Gerät damit mit den Produkten der japanischen Geräteindustrie vergleichbar.
6. Schlußbemerkung
Die hier veröffentlichte Schaltung darf von jedermann zur privaten Nutzung nachgebaut werden.
Jede kommerzielle Verwertung, auch von Teilen der Schaltung, bedarf zumindest der Genehmigung des Autors. Insbesondere erfolgt die Veröffentlichung ohne Berücksichtigung möglicher
Rechte dritter, die im Einzelfall gesondert zu prüfen sind. Sinngemäß gilt das gleiche auch für diesen Aufsatz, für den die Rechte der Vervielfältigung, auch auszugsweise, beim Verfasser liegen.
Darüber hinaus können für Schäden, die aus der Nutzung oder dem Nachbau der hier veröffentlichten Schaltung entstehen, keine Haftungsansprüche gegen den Autor abgeleitet werden.
Die Schaltung erfüllt bei sachgerechtem Aufbau alle Anforderungen der neuen europäischen Bestimmung für Amateurfunkgeräte ETS 300-684 sowie der EMV-Norm EN 55022, soweit sie hier
anwendbar sind. Jedoch ist das Gerät nicht behördlich nach einer dieser Vorschriften zertifiziert.
Der Gesetzeslage nach darf es somit nicht als Fertiggerät kommerziell vertrieben werden.
Bausätze sind jedoch verfügbar.
für Informationen zu dem Transceiver und für technischen Fragen bin ich auf Packet Radio
(DF2FQ@DB0PV), über das Internet ([email protected]), oder auch schriftlich (Rückporto!)
erreichbar.
Texte aufbereitet, in Word97 umgesetzt, Tippfehler (hoffentlich) alle beseitigt und Ergänzungen
eingearbeitet von: Karsten DC7OS@DB0FC (EMail: [email protected])
T7F Bild 1
T7F Bild 2
T7F Bild 3
T7F Bild 4
T7F Bild 7
T7F Bild 8
T7F Bild 9
T7F Bild 10
QRG-Programmierung des TRX' "T7F" Version 1.60 von DF8MT (09.10.98)
Das Programm T7F.EXE ist ein Werkzeug für den 70cm Datentransceiver "T7F", der von DF2FQ
entwickelt wurde und vertrieben wird. Mit Hilfe dieses Tools lassen sich die 10 Kanäle des TRX'
auf bequeme Weise programmieren.
Das Programmpaket besteht aus folgenden Teilen:
· T7F.INI > Enthält die Angaben der COM-Schnittstelle und die Frequenzeinträge im ASCIIFormat.
· T7F.EXE > Das ausführende Programm.
· T7F.TXT > Dieses File als ASCII-Text
Aufbau der T7F.INI
Einträge der Parameter für die COM-Schnittstelle im Abschnit [V24]
[V24]
COM=2
; COM-Port, oder Adresse in Hex, z.B.: 3F8
IRQ=3
; IRQ des COM-Ports (0=Pollingbetrieb)
BDR=1200
; Baudrate
HDS=0
; Handshake. 0=OFF, 1=RTS/CTS, 2=DTR/DSR, 3=RTS/CTS,DTR/DSR,
;4=Software
BIT=8
; Anzahl Datenbits (5,6,7,8)
STB=2
; Anzahl Stopbits (1,2)
PAR=0
; Parität. 0=OFF, 1=Gerade, 2=Ungerade
FIF=1
; FIFO und Triggerschwelle bei UART 16550, 0=Aus, 1,2,3,4=Ein
WAT=3
; Wartezeit, bis nächstes Zeichen gesendet wird. X = ca. 55 mSec
Für den ersten Start von T7F.EXE ist es wichtig, die COM-Schnittstelle und den IRQ im Parameter
"COM" und "IRQ" bekanntzugeben. Die Angabe "0" beim IRQ bewirkt, daß versucht wird, ohne
IRQ die COM-Schnittstelle zu steuern. Dies wäre beispielsweise sinnvoll, wenn der T7F von
COM3 programmiert werden soll und dieser den gleichen IRQ mit COM1 teilen muß. Sicherer ist
aber immer der Betrieb über einen COM-Port mit einzig vergebenen IRQ.
Ansonsten ist das Ändern anderer Parameter, außer dem Parameter "WAT" und "FIF", nicht
erlaubt! Anstelle der Angabe der Portnummer beim COM-Port ist es auch zulässig, die
Hardwareadresse anzugeben. Dies ist jedoch nur notwendig, sofern der COM-Port vom RechnerBios nicht als COM1 bis COM4 identifiziert wurde.
Der Parameter "WAT" bewirkt eine Wartezeit zwischen den einzelnen gesendeten Zeichen zum
T7F. Diese ist unbedingt notwendig, weil sonst der PIC des Transceivers diese Zeichen nicht
erkennen kann. Die Parametrierung mit 3, die eine Wartezeit von 3 x 55 mSec bedeutet, ist als
Defaulteinstellung zu verstehen. Vom PIC fehlerhaft verstandene Zeichen erkennt man am Echo
des T7Fs. Das Echo zeigt dann grafische Zeichen oder sonstige Zeichen, die nicht lesbar sind.
Angaben über den im T7F verwendeten PIC-Controller
[PIC]
RAS=1 ; Kanalraster. 1=25khz, 2=12,5khz.
Es ist wichtig, je nach PIC-Version, den PIC des T7Fs mit dem richtigen Kanalraster zu
programmieren. PIC-Controller der Firmware V1.1 und V1.2 sind nur in der Lage, QRGs im 25khzRaster zu schalten.
Frequenzeinträge im Abschnitt [QRG1], [QRG2], [QRGx]
[QRG1]
CH0=Simplex,432.425.0
CH1=DB0WST,438.425.0,-A
CH2=DB0XO,438.350.0,-A
CH3=DB0IZ,430.775.0
CH4=DB0ME,438.100.0
CH5=DB0FHK,438.450.0,-A
CH6=DB0GHH,438.500.0,-A
CH7=DB0NET,430.600.0
CH8=DB0RPL,438.525.0,-A
CH9=Simplex,435.000.0
Jede Zeile besteht aus vier Abschnitten, wobei das Frequenzpaar in den Abschnitten drei und vier
einem Funkkanal im T7F zugeordnet ist.
1.) Im ersten Teil steht die Kanalnummer, CHx.
2.) Im zweiten Teil steht ein Feld zur Verfügung, welches ein 9-zeichengroßen Text speichert.
dieser erscheint in der auf dem Bildschirm gezeigten Tabelle. Er dient dem Zweck, den Kanal
näher zu beschreiben. Sinnvollerweise würde also der Text das Rufzeichen des Digis
wiedergeben, dessen QRG programmiert werden soll.
3.) Der dritte Teil bedeutet die Frequenz für den Empfang. Diese Frequenz muß immer
mindestens 6-stellig geschrieben sein. Es empfiehlt sich aus Gründen der Übersicht, nach drei
Ziffern einen Punkt als Trenner einzufügen. Beispiel für gültige Eingaben: 438.425, 438.412.5,
435450 ;
4.) Der vierte Teil gibt die Sendefrequenz wieder. Diese kann auf verschiedene Weise vergeben
werden:
· Angabe wie im dritten Teil bei der Empfangsfrequenz, also direktes Schreiben der
Sendefrequenz. Auch hier gilt: mindestens 6-stellig.
· Angabe eines Versatzes zur Empfangsfrequenz. Diesen Versatz beschreibt man allgemein
auch als Ablage. Für die Frequenzablagen 7.6 MHz, 9.4 MHz und 1.6 MHz sind bereits
drei Buchstaben reserviert: A=7.6 MHz, B=9.4 MHz und C=1.6 MHz; Durch ein Plus- oder
Minuszeichen, das vorangestellt wird, ist es möglich, die Richtung der Ablage zu
bestimmen.
· Beispiel: CH1=DB0WST,438.425.0,-A > Kanal 1,
Beschreibung = DB0WST
Rx-QRG = 438.425 MHz,
Tx-QRG = Rx-QRG - 7.6 Mhz = 430.825 MHz.
Alle anderen Ablagen müssen direkt in MHz angegeben werden. Auch hier bestimmt das
Plus- oder Minuszeichen die Richtung der Ablage.
· Beispiel: CH5=DB0RWI,438.375.0,-4.5 > Kanal 5,
Rx-QRG = 438.375 MHz,
Tx-QRG = Rx-QRG - 4.5 Mhz = 433.875 MHz.
Überhaupt keine Angabe. In diesem Fall ist Sendefrequenz = Empfangsfrequenz.
Start von T7F.EXE
Nach dem Eintrag der V24- und QRG-Parameter kann zum Laden der QRGs das T7F.EXE
gestartet werden. Der Aufrufparameter QRG:X erlaubt die Auswahl des QRG-Abschnittes in der
T7F.INI; Wenn also der Aufruf "T7F QRG:3" lautet, werden die Frequenzen aus dem Abschnitt
[QRG3] herangezogen.
Das Programm führt vor der Programmierung eine Kontrolle durch, ob zu programmierende
Frequenzpaare bereits im PIC des T7Fs gespeichert sind. In einem solchen Fall findet dann später
keine Programmierung dieses Kanals statt, er wird übersprungen. Nach der Kontrolle beginnt nun
die Programmierung aller 10 Kanäle. Daran im Anschluß folgt wieder eine Kontrolle, ob alle 10
Kanäle richtig programmiert wurden. Hierzu steht im T7F ab PIC-Version 1.2 der E-Befehl zur
Verfügung. Dieser bewirkt eine Ausgabe von Zahlen, die nach dem Hexadezimalen
Zahlensystem geschrieben sind, die indirekt die geladenen Frequenzpaare wiedergeben.
Sollte das Programm feststellen, daß ein oder mehrere Kanäle nicht richtig programmiert wurden,
so startet es automatisch eine neue Programmierung nur für diese fehlerhaften Kanäle. Dieser
Vorgang wird dann solange wiederholt, bis alle 10 Kanäle eine fehlerfreie Programmierung melden
oder aber der Nutzer den Zyklus durch die Taste <ESC> abbricht.
Das Programm schreibt am Ende die Datei TABELLE.TXT in das Verzeichnis, in dem sich auch
T7F.EXE befindet. Diese Datei enthält die gleiche Tabelle, die man vorher am Bildschirm bei der
Ausführung des Programms gesehen hatte. Sie kann beispielsweise ausgedruckt und zu
Infozwecken neben dem T7F aufgehangen werden.
Das Programm ist kostenlos. Jeder darf es also benutzen. Auch die Weitergabe an Dritte ist
erlaubt, jedoch immer vollständig und ebenfalls kostenlos.
Viel Erfolg mit T7F.EXE
Weitere Infos aus den PR-Boxen, ich danke allen, die
was zu diesem TRX geschrieben haben. Ich gebe hier
die Info so weiter, wie ich sie aus den Boxen
ausgelesen habe! Karsten DC7OS
9600BD @DL
de:DG2XK
27.10.98 18:39
t7f-tnc2.txt
Wie arbeitet der Daten-TRX "T7F" von DF2FQ mit dem TNC2X-2H zusammen ?
Bei der Erprobung eines T7F zusammen mit meinem TNC2X gab es (fast) keine Probleme:
Anstecken, einschalten, Software starten, Pegel einstellen und los ging es. Der einzige
„Schönheitsfehler" war, daß der Pegelsteller für die Modulation (im TNC2X) sehr dicht am Anfang
(Nähe Linksanschlag) stand. Nachdem R9 (er befindet sich auf der aufgesteckten Modem-Platine)
auf 22k vergrößert wurde, ließ sich der Pegel auf Grund der kleineren Verstärkung besser
einstellen und alles war OK. TXD konnte, wie bereits im Handbuch des T7f beschrieben, auf 4
(40ms) gesetzt werden.
Dann besuchte mich Bernd, DL8SCG mit seinem 9k6-Equipment und beklagte die mangelhafte
Zusammenarbeit seines T7F mit dem TNC2H von Symek. Die Hauptmängel in seinem System
waren:
·
·
Das TNC liest bei geringeren Feldstärken des Digis schlecht und
TXD-Werte unter 10 (<100ms) funktionieren nicht.
Verschiedene Vorschläge (ein weiterer Elko, Folien-C usw.) wurden erprobt und wieder
verworfen, entscheidend waren letztlich folgende Einstellungen und Änderungen:
1) DIL-Schalter (vorn am TNC2H)
· 1-3 oben (Baudrate zwischen TNC und PC = 38400;)
· 4-9 unten (A15=0, The Firmware, linearer Frequenzgang)
2) Demodulator
· Die Verstärkung wurde von v=1 auf v=2 hochgesetzt (R23=2k2 einlöten).
· Der Demodulator arbeitet nun auch mit etwas schwächeren Signalen gut.
3) Modulator
· Die Verstärkung des Modulators wurde auf v=0,5 herabgesetzt, dies ist erreichbar, wenn
R19 von 8,2k auf 22k vergrößert wird.
· C20 auslöten und dafür einen Widerstand von 100 bis 330 Ohm einlöten.
· Erst nach diesem letzten Schritt konnte endlich auch TXD von 15 auf 4 herabgesetzt
werden!
Sieht man sich beide Schaltungsteile im T7F und TNC2H an, kommt man der Begründung auf die
Spur:
-
An PIN 7/U14b liegt ein Pegel von nahezu 0 Volt an (praktisch wenige mV). C10 im T7F
bekommt an seiner Plus-Seite immer eine positive Spannung im Voltbereich (je nach
Position des Schleifers von R4).
-
Die Minus-Seite von C10 liegt über R41 und R21 auf Null (GND), egal, ob T11 gerade
durchschaltet oder nicht.
-
Ist ein weiterer Kondensator (z.B. C20 im TNC) im Spiel, kommt es zu Datenverlusten, weil
jeder Umladevorgang Zeit beansprucht. „Nothilfe" kann dabei nur ein hoher Wert für TXD
sein.
-
Nach Auskunft der Firma SYMEK neigen bestimmte Chargen des TL064 zur Selbsterregung,
vor allem, wenn sie eine kapazitive Last „sehen"; dem wirkt der anstelle C20 eingebaute
Widerstand entgegen.
-
Der Pegelsteller P1=10k (im TNC2H) kann zu Beginn auf ca. 11.00 Uhr gestellt werden;
davon ausgehend findet jeder leicht die für seinen Digi beste Position.
Vy 73`s de Klaus, DG2XK
Backnang, am 22. 08. 98
9600BD @DL
de:DH3WO
27.10.98 18:39
T7F mit BCD Kanalschalter
hallo alle miteinander
man kann in T7F sehr gut einen kleinen BCD Drehschalter zur Kanaleinstellung 0...9 einbauen, wir
im File T7F_1.ZIP gezeigt wird. Nach Entpacken entsteht ein T7F_1.BMP, wo neben der
Schaltung auch die mögliche Montage auf einem Stück Lochrasterplatte gezeigt wird. Besser
Punktlochraster verwenden, da die Platine im wesentlichen nur die Fixierung des Schalters im
Gehäuse (zwischen X1, X2 und PIC Fassung eingepaßt) übernimmt. Wichtig: Unterseite mit
Isolierband abdecken und mit dünnen Drähten an D0..D3 und Masse anschließen. Man sollte
einen möglichst kleinen/flachen BCD-Codierschalter verwenden, da man nicht allzuviel Platz hat.
Vorteil: Man kann Kanäle 0..9 direkt anwählen. Stellung '0' ist die Neutralstellung, d.h. wie wenn
keine Steckbrücken angebracht wären. Alternativ wäre so auch ein vierfach Mini-DIL Schalter
einsetzbar, wobei man jedoch wieder die Kanalnummern „errechnen“ muß wie bei den
Steckbrücken. Vorteil ist, daß der DIL-Schalter mit einem Kugelschreiber, d.h. ohne
Schraubenzieher einstellbar ist.
Viel Spaß beim Basteln, jedoch ohne Gewähr....!
73 de Wolfgang, Pforzheim, DH3WO @DB0RBS (DOK A12)
9600BD @DL
de:DG2XK
27.10.98 18:39
T7F mit Schutzdioden ?
Der Text, den ich im Zusammenhang mit dem File T7F-Aufbauhilfe II in die Rubrik 9600bd
geschrieben habe, hat bei einigen T7F-Usern zu der Unsicherheit geführt, daß sie nun nicht
wissen, ob sie RX-Schutzdioden in den T7F einbauen sollen oder nicht. Sie haben bei mir und
Holger um Rat gefragt und damit vor allem Holger, DF2FQ (er ist kein „Berufsamateur") den
elektronischen Briefkasten gefüllt.
Hier noch einmal der bewußte Textteil, der die Diskussion ausgelöst hat:
>
>
>
>
>
>
Kürzlich berichtete Knut, DJ1ZN, daß bei seinem und einigen anderen
T7F in seinem Umfeld ein Verstärkungsabfall (-15 dB) im RX-Teil aufgetreten ist. Anfangs zog der Transistor T6 einen Strom von ca. 7 mA,
der nach einiger Zeit auf < 1 mA abfiel. Durch Änderung von R30 ließ
sich der Arbeitspunkt zwar wieder zu höheren Strömen hin verschieben,
die ursprüngliche AC-Verstärkung wurde aber nicht wieder erreicht.-
Knut und seine Mannen haben neben einem anderen Eingangstransitor auch die beiden
Schutzdioden D6 und D7 eingebaut und seither keinen Ausfall des Eingangstransistors im T7F
mehr festgestellt!
Nach Rücksprache mit Holger, DF2FQ und einigen anderen Erfahrungsträgern in Sachen HF,
möchte ich zum Thema „Schutzdioden im RX-Eingang" folgendes ausführen und zu bedenken
geben:
Zuerst die Frage, warum ist der Eingangstransitor bei einigen Geräten (bisher sind nur 5 Fälle
bekannt) überhaupt „gestorben" ?
-
Es könnte ein Chargenfehler sein,... der Transistor hätte nach einiger Zeit (evtl. sogar bei
reinem RX-Betrieb) ohnehin den Geist aufgegeben.
- Die zu hohe Energie kam von außen, z.B. durch sehr starke Fremdfelder von
kommerziellen Sendestationen, von Amateuren mit kW-Endstufen etc.
- Eine PIN-Diode des TRX ist defekt oder hält ihre Daten nicht genau ein, hier geht es im
besonderen um D4, die sehr niederohmig nach Masse durchschalten muß.
-
Wie Sie sehen, zunächst mehr Vermutungen als konkrete Beweise. Der Nachweis, ob sich
an T6 etwas tut oder getan hat, ist dagegen recht einfach, man muß lediglich seinen
Kollektorstrom messen (Spannungsabfall an R31) und den tatsächlichen Wert über einen
längeren Zeitabschnitt beobachten!
-
Weitergehende Kontrollen bzw. genauere Messungen können nur ganz wenige Amateure
machen,...wie viele haben schon einen Spektrumanalyser etc. in der Hinterhand ?
-
Generell muß der RX-Eingangsteil im Sendefall vor zu hohen Spannungen und Strömen
geschützt
werden.
Im T7F wird, wie in anderen Geräten auch, die
Sende/Empfangsumschaltung mit PIN-Dioden realisiert, weil sie kleiner, billiger und schneller
als Relais sind.
-
Im T7F werden Schalterdioden des Typs BA479 verwendet. Während D5 im Sendefall die
Sende-HF mit geringen Verlusten zur Antenne leitet; sorgt D4 dafür, daß möglichst wenig
von der Sendeenergie an den Empfängereingang gelangt. Beide Dioden können die ihnen
zugeteilte Aufgabe gut erfüllen, weil sie in Durchlaßrichtung einen kleinen Widerstand haben
(< 1 Ohm).
-
Zusätzliche Schutzdioden am RX-Eingang sollen die evtl. dort
Spannungsspitzen auf die Dioden-Flußspannung (einige 100 mV) begrenzen.
-
Holger hat für zusätzliche Schutzdioden am RX-Eingang 2 Plätze auf der Leiterplatte
vorgesehen,...in seinem Bauplan aber "n.b." = nicht bestücken eingetragen, weil sein Test
ergab, daß am RX-Eingang bis zu 50mW anliegen können, ohne daß ein Schaden im RXTeil auftritt. Überprüfen Sie bitte selbst, ob ein solcher Fall bei Ihnen jemals eintreten kann !
-
Schutzdioden am RX-Eingang können zwar etwas mehr Sicherheit schaffen, sie bringen
aber auch Nachteile mit sich, die man nicht vergessen darf:
- Das Intermodulationsverhalten des RX wird sehr ungünstig beeinflußt. Der Empfänger
übernimmt die Modulation eines anderen starken Senders und wird für die Nutzsignale
(PR etc.) dann mehr oder weniger taub.
- Durch die Sperrschichtkapazität der zusätzlichen Dioden kommt es zu einer
Fehlanpassung und damit zu einem spürbaren Empfindlichkeitsverlust (ca. 1 S-Stufe).
-
Sollte es einmal vorkommen, daß der Eingangstransistor seinen Geist aufgibt (aus welchen
Gründen auch immer), löten Sie zunächst einfach einen neuen ein und beobachten danach
das Verhalten des Empfängers; ein S-Meter ist dabei sehr hilfreich, weil Sie den TRX (wie
bei der o.g. Strommessung) nicht extra öffnen müssen.
auftretenden
-
Kommt es wiederholt zum Ausfall des RX-Eingangstransistors, sollte zuerst D4 überprüft und
gegebenenfalls ausgewechselt werden; es kann sein, daß die Diode auf Grund eines
Exemplarfehlers nicht sauber durchschaltet; in dem Fall gelangt zu viel Energie des eigenen
TX in den RX-Eingang!
-
Zusätzliche Schutzdioden im RX-Eingang des T7F sind nur in ganz seltenen Ausnahmefällen
nötig; von einem prophylaktischen Einbau sollte abgesehen werden, weil die Nachteile in der
Praxis überwiegen. Ein paar Gedanken sollten Sie sich aber trotzdem machen:
- Schalten Sie nicht ihre kW-Endstufe an der Nachbarantenne ein, wenn der T7F gerade
arbeitet,....gegen extrem hohe Leistungen ist kein Kraut gewachsen; auch muß man die
Antenne des 70cm-Handys nicht unbedingt zu eventuellen Testzwecken an die PRAntenne halten. Es gilt nach wie vor: Abstand halten ist der beste Schutz, weil die
- Feldstärke (und auch die Wahrscheinlichkeit eines Schadens) mit
- dem Quadrat des Abstandes abnimmt !
- Lassen Sie den T7F nicht durchlaufen, wenn sich ein Gewitter über Ihrem Standort
ankündigt, aber das wissen Sie ja, spätestens seit dem letzten Blitzschaden in Ihrer
Anlage, auch selbst!
Nichts lebt ewig,...mit Power und roher Gewalt ist alles zu „schaffen"!
Fazit: Auch wenn Sie keine Schutzdioden am RX-Eingang haben, müssen Sie sich keinerlei
Sorgen um den (preiswerten) Eingangstransistor des Empfängers machen; viele (fast alle) T7FTransceiver laufen zur Freude ihrer Erbauer seit Monaten ohne jede Beanstandung!
Ich hoffe und wünsche, daß nach dieser MSG wieder Ruhe und Gelassenheit in die Reihen der
T7F-User einzieht und die ausgezeichnete Entwicklung von Holger, DF2FQ, voll zu ihren
verdienten Ehren kommt.
Allzeit guten Empfang und fehlerfreie Bits und Bytes wünscht Klaus, DG2XK
9600BD @DL
de:DH3WO
27.10.98 18:39
S-Meter für T7F
Hallo an alle T7F Erbauer und Nutzer.
Der RSSI-Ausgang liefert laut Datenblatt vom MC3371 einen Konstantstrom von 0.8 uA/dB im
Bereich von -115 dBm...-40dBm. Der lineare Bereich beginnt bei etwa -100dBm und umfaßt
60dB, d.h. in etwa bis -40dBm. Der maximale Strom der Stromquelle ist 60uA. Laut Datenbuch
soll die Stromquelle so dimensioniert werden, daß an Pin 13 (RSSI out) von
Rload= (V_cc-1Volt)/60uA
liegt, d.h. da wir hier im T7F mit 5Volt als Spannung des MC3371 arbeiten, wäre
Rload= 4V/60uA = 66.67 kOhm.
Um nun die Stromquelle im linearen Bereich zu betreiben, sollte man als Normwert etwa 62 kOhm
Last verwenden. 100 kOhm hat das Poti R53 (die Belastung durch den Basisstrom des Transistors
T4 lasse ich hier mal außen vor...), man muß also mit max. 200kOhm an RSSI belasten. Normale
Aussteuerungsinstrumente von alten Kassettenrecordern, die als S-Meter verwendbar sind, haben
jedoch etwa 200-500uA Stromaufnahme, sind also nicht direkt anschließbar. Man kann aber einen
npn-Transistor (z.B. BC107, BC547 o.ä.) als Pufferstufe in Emitterschaltung am RSSI-Ausgang
anschließen, da durch die Stromverstärkung des Transistors (nehmen wir mal 100 als
Daumenwert...) der Emitterwiderstand von etwa 10kOhm auf 1 MOhm ansteigt. Man kann also
den Emitterwiderstand so wählen, daß das Instrument seine 200...500uA für S9-Vollausschlag
erhält ! Der Kollektor des zusätzlichen Transistors kann am stabilen 5V-Ausgang des Steckers X1
am T7F (Pin 14) angeschlossen und Masse an Pin 13 abgenommen werden. Die Spannung selbst
(5...15V) ist relativ unkritisch, braucht also nicht extra stabilisiert zu sein. Vorteil bei der
Verwendung der internen 5V ist, daß keine externe Spannung rückwärts den 78L05
beaufschlagen kann. Der Widerstand 100 Ohm dient als Kurzschlußschutz, der 10nF Kondensator
zwischen Basis und Masse als HF-Siebung. An Pin 13 kann evtl. noch ein weiterer Widerstand
angeschlossen werden, um die 67 kOhm Nennlast zu erreichen, so daß die Stromquelle linear
arbeitet, ohne vor Erreichen des max. RF-Eingangspegels in die Sättigung zu geraten.
Der Vorwiderstand für das Instrument berechnet sich wie folgt:
(BE-Spannungsabfall etwa 0.6Volt):
RV= ((4V-0.6V)/Iinstr)-Rinstr
Bei z.B. 350 uA und 310 Ohm sind also
RV= ((4-0.6)V/350uA)-310 Ohm = 9714-310 Ohm = 9404 Ohm
Man kann hier ohne weiteres mit der Normreihe arbeiten oder den Widerstand passend aus 2
Einzelwerten zusammensetzen. Da wir mit der max. Spannung am RSSI-Ausgang (>S9)
gerechnet haben, wird der S9-Wert unter dem max. Skalenwert des Meßinstruments liegen.
Schaltung also wie folgt:
Coll.
Schutzwid.
|----------- 100 Ohm ------ +5V
|
Pin 14
Pin 13 -----R=10kOhm------Â---| BC 547 npn-Trs.
RSSI
| |
| | ---¿ Emitter
10
|
nF
|
|
R Vorwiderstand
-ÁV Anzeigeinstrument
Masse
|
|
Instrument
200...500uA
|
|
À------------------------ Masse
Pin 13
PS: Diese Schaltung soll als Grundlage für weitere Experimente dienen; OHNE GEWÄHR, aber vy
55 fürs Experimentieren !
73 de Wolfgang, Pforzheim, DH3WO @DB0RBS (DOK A12)
9600BD @DL
de:DH3WO
27.10.98 18:39
T7F-S-Meter/Tipfehler
hallo allesamt
mir ist grade ein Tipfehler aufgefallen :-(
RSS ist natürlich PIN 10
RSSI ist natürlich PIN 10
MASSE ist PIN 13
+5Volt ist PIN 14.
Wie im T7F Schaltplan.....
73 de Wolfgang, Pforzheim, DH3WO @DB0RBS (Dok A12)
9600BD @DL
de:DC5UN
27.10.98 18:39
T7F R-Messwerte
Moin allerseits, im folgenden die Meßwerte meines T7F:
alles bei Empfang über
R = U(V)
31 1,92
38 0,59
59 0,31
73 Ralph
9600BD @DL
de:DC5UN
27.10.98 18:39
T7F U - I - W(HFout)
Moin allerseits, im folgenden die Meßwerte meines T7F:
U(V) = I(A) = W(HF-out)
7 1,05 1,4
8 1,25 1,95
9 1,45 2,6
10 1,65 3,4
11 1,8 4,1
12 2,1 4,9
13 2,2 5,9
14 2,3 6,6
73 Ralph
9600BD @DL
de:DC5UN
27.10.98 18:39
T7F MOD-VCO-DauerU
Moin allerseits, im folgenden die Modifikation für Dauerspannung an VCO (erhöht
Umschaltgeschwindigkeit). Grund und Art der Modifikation ist schon anderswo beschrieben, hier
geht es um: Wie geht das, ohne die Kiste wieder aus einander schrauben zu müssen.
· habe Layoutplan von DF2FQ,
· lege ihn so, daß x1 und x2 rechts sind,
· suche r43, löte ihn links aus, rechts drinnen lassen,
· links Draht anlöten, suche r1 unteres Ende, dort anderes Drahtende anlöten,
fertig.
73 Ralph
960BD @DL
de:DC5UN
27.10.98 18:39
T7F Hints
Moin allerseits, zum Aufbau des T7F einige Tips:
Nie ohne PIC und ohne Dummy-Load einschalten, weil ohne PIC geht T7F auf Dauerstrich, Tod
des HF-Moduls möglich.
Erstmaliges Einschalten: das mit den ca. 70 mA stimmt, aber: es gibt einen Zucker am Anfang,
weil der PIC erst arbeiten und den Sender abschalten muß.
HF-Buchse: die Mutter kann innen ggf. Kurzschluß machen. Tip: außen auflöten, dann aber:
Deckel anpassen.
Spulen und Quarze: entweder auf Abstand montieren und / oder Teile von Glimmerscheiben
druntermontieren, sonst gibt es (darunter) gemeine Kurzschlüsse.
T11 steckbar machen mit (edlen) gedrehten IC-Sockel-Steckern,
ggf. einen kannibalisieren.
x1 und x2 kann man auch mit einer durchgängigen Buchse bedienen, man braucht dann eine
34polige (paßt im Raster), muß aber den Steg ausfräsen.
Gehäuse um das Gehäuse: Wer das in ein (TNC ähnliches) Gehäuse einbaut und händisch
verdrahtet, der nimmt so eine 34polige Buchse ohne Kabel und eine Lochrasterplatine. Die Platine
wird vorn etwas keilförmig angespitzt und dann mit den Lötbahnen nach unten zwischen die
beiden Reihen der Klemmverbinder deckungsgleich eingeschoben und festgelötet. Oben hat man
dann zwar keine Leiterbahnen, kann aber dafür kurzschlußfrei Drähte anlöten.
Stromversorgung seitlich zuführen (neues Loch bohren), dann kann die BNC-Buchse nach hinten
durch ein Loch in der Frontplatte rausgucken. Hinter das alte Loch lötet man eine 3mm-Mutter,
von vorn kommt durch die Frontplatte eine 3mm-Schraube, dann hat es Halt.
Kanalswitch: Tackerschalter (0-9) gibt es von Fa. ERNI, wird normalerweise bei SCSI-Towern zur
Umschaltung der SCSI-ID eingesetzt.
73 Ralph
9600BD @DL
de:DC5UN
27.10.98 18:39
T7F Hints 2
Moin allerseits, zum Aufbau des T7F einige Tips: siehe auch Vorgänger...
Habe nur eine serielle COM frei, brauche die für den TNC, wie soll ich den T7F (um-)
programmieren?
Lösung: in den Sub-D-25 (des TNC) einen 2x-UM-Schalter einbauen, Stellung Normal = zum
TNC, Stellung Prog = zum T7F, an die Stellung Prog kommen TXD und RXD, Masse von Stift 7
parallel, also ein 3adriges Kabel zum T7F. Nun kann man, abwechselnd natürlich, TNCen oder
T7Fen.
73 Ralph
9600BD @DL
de:DC5UN
27.10.98 18:39
T7F Hints 3
Moin allerseits, zum Aufbau des T7F einige Tips: siehe auch Vorgänger...
Umschaltung 25 kHz / 12,5 kHz: Man braucht nicht umzustecken, wenn man von +5V (X1 Pin 14)
auf 25/12,5-kHz-PIC (X1 Pin 12) einen Pull-Up-Widerstand von 10k lötet, dann ist man dauernd
auf 25 kHz. Zum Umschalten legt man dann einfach den X1 Pin 12 an Ground. Vorteil: Nie
undefinierter Zustand
Berichtigung: Die Modifikation an R43 setzt nicht den VCO, sondern den ZF-IC auf
Dauerspannung.
73 Ralph
9600BD @DL
de:DC5UN
27.10.98 18:39
T7F Hints 4 Unterlagen
Moin allerseits, zu den T7F-Unterlagen einige Tips:
Ich werde die im folgenden erreichbaren Unterlagen sicher nicht in PR einspielen,
dafür gibt es 2 Gründe:
1.) keine Ahnung ob das rechtens wäre,
2.) es ist ein Haufen Zeug, so kann man ein Netz auch tot machen.
Im Internet gibt es die Schaltungen und Platinen-Layouts als TIF-Files auf:
http://www.qsl.net/dd4rd/
Die englischsprachige Beschreibung des PIC gibt es unter:
http://www.fujitsumicro.com/products/wire/super.html
Keine Gewähr für Brauchbarkeit und das Funktionieren der Links, aber vielleicht geht es besser
so: Wähle
http://www.qsl.net/search/search.html
als Suchbegriff eintragen T7F oder DF2FQ abschicken, Ergebnis(se) besichtigen
Weitere Tips sind willkommen !
73 Ralph
T7F @EU
de:DJ1BH
14.11.98
LBAND.INF
LBAND.7PL enthält einen geZIPten BMP-File mit der Schaltung für eine einfache LED-Leuchtband-Feldstärkenanzeige am T7F.
- Egon - DJ1BH - aus Leverkusen - 15.Nov.1998
9600BD @DL
de:DF2FQ
18.11.98
19k2 mit dem T7F
19200Bps mit dem T7F
In meiner Baubeschreibung zum T7F habe ich im Nachsatz die Möglichkeit erwähnt, mit dem T7F
auch 19k2 Betrieb zu machen. Versuche hatte ich zu dem Zeitpunkt wegen der fehlenden ZF-Filter noch nicht unternommen. Inzwischen, nach nur 4 Monaten, habe ich einige Muster geeigneter
ZF-Filter bekommen und erste Erfahrungen sammeln können.
Umbau
Der Umbau des Gerätes ist sehr einfach, es müssen nur drei Bauteile ausgewechselt werden. FI1,
das erste ZF-Filter ersetzt man durch ein 21U30A. FI2, das Keramikfilter, wird gegen ein
CFUS450BY ausgetauscht. Schließlich muß man den Kondensator C78 auf 330pF verkleinern.
Abgleich
Zum Abgleich des Empfängers ist ein extern modulierbarer Messender nötig. Zuerst speist man
ein Signal ein, das mit einem 1kHz-Sinussignal und 3kHz Hub moduliert ist und gleicht L9 so ab,
daß der Klirrfaktor des NF-Signals am Ausgang minimal ist. Ein Wert von unter 1% ist erreichbar.
Dann moduliert man den Messender mit einem Rechtecksignal gleicher Frequenz. Nun kann man
am Trimmer C70 das Signal auf optimale Rechteckform abgleichen. Die Einstellung ist sehr kritisch. Man kann sich die Sache etwas erleichtern, wenn man den Trimmer durch einen 12pF-Typ
ersetzt. Die beiden Bilder zeigen ein falsch und ein richtig eingestelltes Signal. Bei der Gelegenheit sollte man auch den Sender nochmal nachgleichen. Man legt dazu an den NF-Eingang des
T7F ein 100Hz Rechtecksignal mit 400mVss Amplitude und schaltet auf Senden. Mit einem Messempfänger (z.B. aus Adacom Magazin 2/98) gleicht man das demodulierte Signal mit R41 auf optimale Rechteckform ab. Es dürfen nicht mehr als 0,5dB Überschwinger auf dem Signal sein.
Erfahrungen
Die Empfindlichkeit des Gerätes hat auf Grund der doppelten ZF-Bandbreite etwas nachgelassen,
wenn man mit 3kHz Hub mißt. Verdoppelt man den Hub, so ist wieder alles beim Alten. Deutlich
schlechter ist die Nachbarkanalselektion. Wenn man auf einem Nachbarkanal ein Signal hat, auch
wenn es nicht viel stärker ist als das Nutzsignal, ist kein Betrieb mehr möglich. Die Durchlasskurve
der 30kHz breiten Filter ragt bereits in den Nachbarkanal hinein. Der Datendurchsatz ist dafür gewaltig. In meinem Versuchsaufbau waren die beiden Station ca. 20km voneinander entfernt. Benutzt wurden zwei T7F jeweils mit Rundstrahlantenne und DF9IC-Modems. Mit optimierten AX25Parametern ist eine mittlere Übertragungsrate von 14000 Bit pro Sekunde erreichbar. Retries gab
es praktisch keine.
Technische Unterstützung
Für diejenigen, die dringend eigene Versuche in dieser Richtung machen wollen, habe ich noch
einige Filtersätze auf Lager. Ich habe eine Anzahl von Filtern bestellt, die aber, wer hätte es gedacht, einige Monate Lieferzeit haben. Wer sich also bis Februar oder März gedulden kann, möge
mich bitte dann nochmal ansprechen.
Gruß, Holger
Bild 1
Bild 2
9600BD @DL
de:DF2FQ
27.10.98 18:39
T7F + Phonie
Sprechfunk mit dem T7F
Im Februar hatte ich eine Baubeschreibung für einen 70cm Packet Radio Transceiver in die Boxen
eingespielt. Ein Schaltungsbeispiel für einen Sprechfunkzusatz war bereits damals dabei. Hier
folgt eine verbesserte Version, die auch einen Ruftongenerator enthält. Neben diesem Textfile
gibt es das File T7-PHON, daß Schaltbild und Platinenlayout enthält und das Foto T7-PHON.JPG.
Zur Schaltung:
Auf Bild 1 sieht man das Schaltbild. Im Empfangsfall gelangt das NF-Signal vom Ausgang des
Funkgerätes auf den LM386. Dieser verstärkt es auf ca. 0,5W Ausgangsleistung. Mit dem Transistor T1 wird der NF-Verstärker stumm geschaltet, solange der Kanal nicht belegt ist. Das Signal
dazu kommt von der DCD-Schaltung des Transceivers, die Schwelle stellt man mit dem Poti auf
der T7F-Platine ein, mit dem Taster S2 kann man den Squelch öffnen. Wahlweise kann man an
die Pins 7, 9 und 10 des Steckers JP1 ein externes Squelch-Poti anschließen, der Trimmer R53
auf der T7F-Platine muß dann allerdings entfernt werden.
T2 ist der Mikrofonverstärker. Jede Elektretkapsel ist zum Anschluß geeignet. Die nötige Betriebsspannung für die Elektretkapsel wird über R3 zugeführt. Sehr gut funktionieren die Lautsprechermikrofon Kombinationen, die zum Anschluß an Handfunkgeräte gedacht sind. Diese verwenden
für NF- und PTT-Signal die gleiche Leitung. T3 erkennt, ob die PTT gedrückt ist, und T4 schaltet
den Sender ein oder aus. Verwendet man eine separate PTT-Leitung, so läßt man die beiden
Transistoren weg und schließt PTT an die Kathode von D3 an.
IC2 erzeugt den 1750Hz Rufton. Dieses IC enthält einen Oszillator, der mit Hilfe eines Keramikresonators auf ca. 450kHz schwingt. Da 450kHz keine handelsübliche Frequenz ist, wird ein 455kHz
Typ verwendet, der mit den Kondensatoren C5 und C12 nach unten gezogen wird. Durch 256
geteilt ergibt sich die richtige Frequenz. Das Signal durchläuft einen RC-Tiefpass und gelangt, wie
das Mikrofonsignal auch, auf den NF-Eingang des Transceivers. Beim Tasten des Rufton mit S3
wird gleichzeitig der Sender eingeschaltet.
Damit man trotz Phoniebetriebes auch noch PR machen kann, gibt es den Schalter S1. Mit ihm
schaltet man zwischen den beiden Betriebsarten um, der TNC oder das Modem liegt dazu an dem
Stecker JP2.
Aufbau:
Bild 2 zeigt das Platinenlayout, Bild 3 den Bestückungsplan. Man kann die Schaltung genauso gut
auch auf Lochrasterplatine aufbauen. Einen Aufbauvorschlag sieht man auf dem Foto. Hier ist der
T7F in ein TNC-Gehäuse eingebaut, die Sprechfunkplatine ist auf dem Deckel befestigt. Da das
Gehäuse nur 35mm Einbauhöhe hat, muß man sehen, daß man Elkos und Trimmer mit entsprechen niedriger Bauhöhe verwendet.
Viel Spaß beim Sprechfunken,
Holger
Bild 1
Bild 2
Bild 3
Bild 4
MODEM @DL
de:DG3MMF
22.11.98 14:25
T7F Aufklebebild
Hallo OMs und YLs,
ich hab mir mal für das etwas fade Blechgehäuse des T7F ein informatives Bild zum aufkleben gemacht. Es
zeigt die Pinbelegung für die Anschlüsse X1 und X2 sowie die grafische Darstellung von HF-Leistung und
Eingangsstrom über der Versorgungsspannung.
Das ganze ist ein mit ZIP gepacktes WMF-File. Ich hoffe die Qualität hat unter Konvertierung nicht gelitten.
Original war das ein DS4-File, das ich auf Anfrage gerne zusende.
73 de Alex.
DG3MMF @ OE9XPI.
Bedienteil zum 70cm-Transceiver (T7F)
Erich Linsmeier, DL2RCG
Bereits kurz nach der ersten Veröffentlichung des 70cm-Transceivers (siehe dazu auch CQ-DL 10 & 11/98),
bestellte ich einen Komplettbausatz. Nach anfänglichen Schwierigkeiten bei der Programmierung des
Steuerprozessors mit einem PC, reifte in mir der Wunsch ein separates Bedienteil zur Steuerung zur
Verfügung zu haben.
Das sollte ein Bedienteil können ...
Schnell war ein Stift und Blatt Papier zur Hand, um die wichtigsten Kriterien, welches von so einem
Bedienteil erfüllt werden sollten, zu notieren:
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·
·
·
·
10 Speicherplätze (wie beim Original)
Anzeige durch 2 zeiliges LCD
Frequenzanzeige mit 25 kHz Abstimmraster
TX-RX QRG getrennt einstellbar, mit Shift per Tastendruck
S-Meter mit 10 stelliger Balkengrafik
·
·
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·
Last-Station Memory
PTT für Test über Bedienteiltaste
Softkey (Anzeige der Tastenfunktionen im Display)
Steuerung von PLL und RX-TX-Umschaltung
Nach dem das Pflichtenheft doch recht umfangreich ausfiel ging es ans Ausarbeiten des Konzeptes. Da ich
mich seit längerer Zeit mit der Programmierung von Microcontrollern der 8051‘er Familie beschäftige, viel
die Entscheidung für den neuen ATMEL 89C4051 nicht schwer. Vorteilhaft ist dabei die Flash-Technologie
des Programmspeichers, durch welchen ein problemloses Softwareupdate jederzeit durchführbar ist. Der
Speicher des Controllers umfaßt immerhin 4Kb und die Stromaufnahme liegt lediglich bei rund 10mA.
Schaltungsbeschreibung
Wie schon erwähnt, verrichtet die Hauptarbeit ein ATMEL-Microcontroller (U1), welcher über einen 3-LeiterBus das EEPROM 93C56 (U2) und den AD-Wandler (U3) bedient. Im EEPROM werden die Frequenzpaare
(TX- und RX-QRG) der 10 Speicherplätze und die Nummer des zuletzt benutzten bzw. gespeicherten
Speichers abgelegt. Die Daten bleiben selbstverständlich auch bei abgeschalteten Transceiver erhalten.
Zur Erfassung der anstehenden Signalstärke kommt man nicht am Einsatz eines AD-Wandlers vorbei. Die
Wahl fiel hier auf einen Baustein von Texas Instruments, den TLC 548. Er ist ein 8-Bit-Wandler mit 3-LeiterBus und kann nach einer Wandelzeit von 17 µs bereits den gemessenen Wert seriell ausgeben. Mehr als
ausreichend für ein S-Meter! In der Schaltung selbst steht etwa 500 mal pro Sekunde ein neuer S-Wert zur
Verfügung. Damit die Anzeige nicht zu unruhig erscheint, werden immer 10 Werte erfaßt und dann gemittelt.
Am Pin 1 des Wandlers wird die Referenzspannung von 3.4 V angelegt. Diese entspricht dann
entsprechend auch einem Vollausschalg des S-Meters (3.4V = 10 Segmente). Sollte sich bei einem Gerät
kein Vollausschlag ergeben, kann R5 entsprechend folgender Formel abgeändert werden:
R5 =
(5V - URSS Im ax ) * R6
URSS Im ax
RSSImax = gemessene max. RSSI-Spannung bei max. Feldstärke
R6 = 10kW
Im Mustergerät hat sich bei einer maximalen RSSI-Spannung von 3.4V ein Widerstand von R5 = 4k7
ergeben.
Folgende Werte wurden mit einem Meßplatz von Rhode & Schwarz ermittelt:
HF-Input
RSSI-Spannung
AD-Wert
S-Meter-Balken
5mV
1mV
500µ
250µ
125µ
100µ
50µ
40µ
30µ
20µ
15µ
10µ
9µ
8µ
7µ
6µ
5µ
4µ
3µ
3.400
3.386
3.293
2.959
2.693
2.639
2.426
2.346
2.253
2.146
2.053
1.919
1.826
1.826
1.773
1.720
1.667
1.587
1.493
255
254
247
222
202
198
182
176
169
161
154
144
137
137
133
129
125
119
112
10
10
10
9
8
8
7
7
7
6
6
6
5
5
5
5
5
5
4
2µ
1.5µ
1µ
0.9µ
0.8µ
0.7µ
0.6µ
0.5µ
0.4µ
0.3µ
0.2µ
0.1µ
1.360
1.240
0.987
0.920
0.840
0.760
0.670
0.560
0.453
0.347
0.253
0.200
102
93
74
69
63
57
50
42
34
26
19
15
4
4
3
3
3
2
2
2
1
1
1
1
Eine Anpassung sollte mit diesen Hinweisen jederzeit möglich sein.
Die Bedienung erfolgt über lediglich 4 Taster, welche durch die integrierte Menüführung (Softkey = Anzeige
der Funktion im LCD) erheblich erleichtert wird. Eine Beschriftung des Gehäuses kann man sich durch
diesen Umstand sicher ersparen.
Aufbau der Platine
Zum Aufbau der Platine gibt es nicht sehr viel zu sagen. Wie üblich werden zuerst die beiden Brücken,
Widerstände und Dioden bestückt. Dann folgen die übrigen höheren Bauteile. Das LC-Display wird über
eine Stiftleiste steckbar auf der Platine montiert. Wenigstens den Microcontroller sollte man auf einen Sockel
setzen, damit man sich den Vorteil eines späteren Softwareupdates nicht verbaut (nobody is perfect)!
Die Frequenz des Quarzes ist nicht kritisch, sollte aber wegen der Umschaltzeiten nicht unter 6 MHz liegen.
Der Mikrokontroller selbst kann mit einer maximalen Taktfrequenz von 24 MHz betrieben werden.
Gehäuseeinbau
Zum Gehäuseeinbau wurde absichtlich kein Konzept vorgegeben, so kann jeder individuell seinen eigenen
Vorstellungen einbringen! Schon rein aus HF-technischen Gründen sollte der Einbau in ein abgeschirmtes
Gehäuse bevorzugt werden. Die Platine wurde in letzter Sekunde noch einmal überarbeitet und passt nun
auch an die Frontseite der bekannten ALU-Eurogehäuse (TNC-Gehäuse) mit einer Höhe von 56mm. Es
wird dann aber notwendig das Bedienteil so kompakt wie möglich aufzubauen, was heißt, es muß auf ICFassungen und auf die Steckverbindungen zum LCD inclusive der Flachbandleitung verzichtet werden. Der
Transceiver selbst muß mit dem Antennenanschluß an der Rückseite ausgespart werden. Aber wie gesagt
...... es kann ja jeder selber entscheiden, wie er es haben möchte! Ach ja und die beiden Elkos dann bitte
abgewinkelt einbauen.
Als Verbindungskabel zwischen Transceiver und Bedienteil wird ein 1:1-Kabel verwendet. Es besteht aus
einem möglichst kurzem Stück 14-poligen Flachbandkabel, an dessen Enden je ein 14-poliger
Pfostensteckverbinder gequetscht wird. Bitte unbedingt darauf achten, daß Pin1 auch wieder Pin1 ist! Aber
bitte den Ferritkern ums Flachbandkabel nicht vergessen! Er unterdrückt Störungen, welche übers Kabel
abgestrahlt werden könnten.
Änderungen im T7F – Transceiver
Auch wenn schon sehr viele Leitungen an die Stiftleisten des Transceivers herausgeführt sind, geht es nicht
ganz ohne Änderungen. Zuerst wird der originale Microcontroller aus seiner Fassung gezogen. Nun steckt
man anstelle des PICs einen passenden Stecker für IC-Sockel ein und stellt folgende Verbindungen her:
·
·
Pin 18 (IC1) mit Pin 1 (IC1) verbinden
Pin 10 (IC1) mit Pin 13 (IC3) verbinden
Damit sind alle Voraussetzungen zum Betrieb des Bedienteils am 70cm-Transceivers getroffen.
Ein absolut wichtiger Punkt!
Ist der originale PIC-Prozessor nicht mehr im Transceiver, darf der T7F nicht mehr ohne Bedienteil an die
Betriebsspannung angeschlossen werden!!!! Ansonsten wird sofort auf Dauer-TX geschaltet. Eine
Überhitzung der Endstufe kann nicht ausgeschlossen werden.
Vor dem ersten Mal ....
Vor der ersten Inbetriebnahme sollte man das Kontrastpoti ganz in Richtung Masse stellen. Damit ist
gewährleistet, daß bei Funktion der Schaltung in jedem Fall etwas zu Lesen ist (nachher auf optimale
Lesbarkeit nachjustieren). Wer möchte kann die Schaltung nun zuerst Solo an eine 5V
Versorgungsspannung anschließen. Es muß dann für ca. 2s die folgende Einschaltmeldung sichtbar sein!
Die Stromaufnahme sollte jetzt nicht über 15mA liegen! Ansonsten bitte sofort Abschalten und die ganze
Schaltung noch einmal auf Kurzschlüsse überprüfen. Ist alles in Ordnung wird nun als Folge der noch
fehlenden EEPROM-Initialisierung eine mehr oder weniger sinnvolle Frequenz angezeigt! Um das EEPROM
nun mit Startwerten zu beschreiben wird die Betriebsspannung noch einmal abgeklemmt. Nun drückt man
die rechte Taste und legt die Spannung wieder an. Nach kurzer Zeit erscheint im Display der Schriftzug
FEATURES. Jetzt die Taste loslassen und die Taste mit der Beschriftung ECL (EEPROM-Clear) betätigen.
Hiermit wird die Initialisierung des EEPROMs eingeleitet. Der Vorgang sollte nach max. 4s abgeschlossen
sein. Mit der Taste END kommt man nun wieder zum Normalbetrieb zurück! Jetzt sind alle Speicher mit
sinnvollen Werten (aufsteigend im 1MHz-Abstand) belegt.
Die Bedienung
Die Software bietet trotz dem relativ geringem Umfang eine Menge an Möglichkeiten. Die normale
Betriebsanzeige sieht folgendermaßen aus.
RX-Mode
TX-Mode
M9 steht in diesem Fall für den Speicherplatz Nummer 9 (Anzeige erfolgt von 0 bis 9). Daneben ist die
Frequenz in MHz dargestellt. Anschließend der Hinweis auf den Betriebsmodus RX oder TX. In der zweite
Zeile wird während des Empfanges eine Balkengrafik als S-Meter eingeblendet. Diese ist nicht geeicht und
soll nur als Relativanzeige dienen.
Möchte man einen Speicherplatz umprogrammieren, wird dieser zuerst mit der MEM-Taste (linke Taste) in
die Anzeige geschaltet. Zum Aktivieren des Programmiermodus muß die rechte Taste kurz gedrückt
werden. Jetzt werden für ca. 2 Sekunden die Belegung der Softkeys in der unteren Zeile eingeblendet.
Entsprechend der Einblendung ist ersichtlich, daß mit den Tasten von links nach rechts die wichtigsten
Funktionen ausgeführt werden können. Dies sind im einzelnen das Weiterschalten des Speichers (MEM),
Aktivieren des Reverse-Modes (REV), manuelle Aktivierung des Senders (PTT) und Einstieg in das
Programmiermenü (PRG). Um zur Programmierung zu Verzweigen ist es notwendig die Taste während der
Einblendung der Hilfszeile zu drücken! (Die anderen drei Funktionen sind auch beim normalen RX-Betrieb
anwählbar.) Der Programmiermodus wird durch den blinkenden Cursor hinter der Modeausgabe angezeigt.
Einstellmenü RX-QRG
Einstellmenü TX-QRG
Befindet man sich im Programmiermenü, so läßt sich die Frequenz mit den beiden mittleren Tasten
einstellen. Mit Enter (ENT) wird die gewählte RX-QRG bestätigt. Jetzt kann die gewünschte TX-QRG
eingegeben werden! Zusätzlich hat man hier die Möglichkeit per Tastendruck (SFT) auch die Ablage mit 7.6
MHz auszuwählen. Bei erneutem Bestätigen (ENT) werden die aktuellen Werte abgespeichert.
Gleichzeitig wird dieser Speicherplatz jetzt als Last-Station abgespeichert und steht in Zukunft sofort beim
Einschalten zur Verfügung.
Aufruf des Feature-Menüs
Wie bereits weiter oben beschrieben, kann man bei gleichzeitigen Drücken der rechten Taste und
Einschalten des Transceivers, das Feature-Menü aktivieren.
Dabei steht ECL für EEPROM CLEAR, VER für die Ausgabe der Versionsnummer und –datum der Software
im Mikrokontroller und END um in den Normalbetrieb zu gelangen.
Damit wäre die Beschreibung der aktuellen Softwareversion 1.12 abgeschlossen.
Noch ein Wort zur Teilebeschaffung!
Die meisten Teile sind handelsüblich. Bei speziellen Teilen sind in der Stückliste Anbieter angegeben. Dies
betrifft in erster Linie die Taster und das Gehäuse. Wobei das Gehäuse selbstverständlich unbearbeitet ist
und dort jeder seine eigenen Ideen einbringen kann. Wichtig ist zu beachten, daß es sich bei dem
verwendeten Display um eine etwas unübliche Ausführung handelt. Die Maße entsprechen einem 1zeiligen-Standard-Display, allerdings mit 2 Zeilen! Man kann auch ein Standard-Display mit 2 Zeilen (Philips
LTN 211) einbauen, es ist voll softwarekompatibel. Leider paßt dieses dann aber nicht auf die Platine! Die
Anschlüsse müssen dann durch ein Flachbandkabel hergestellt werden.
Das Letzte ....
Als letztes möchte ich noch auf meine Homepage www.qsl.net/dl2rcg hinweisen. Dort finden sich aktuelle
Angaben zu verschiedenen Projekten! Außerdem kann dort auch der Schaltplan und das Layout geladen
werden.
Diverse Linkangaben zu anderen Seiten dürfen natürlich auch nicht fehlen. So zum Beispiel der Verweis auf
www.dontronics.com auf dessen Seite sich eine Demoversion zum Basiccompiler BascomLT befindet, mit
welchem dieses Projekt verwirklicht wurde.
Nun aber viel Spaß beim Aufbau der Schaltung. Programmierte Microcontroller und Platinen sind bei mir in
begrenzter Stückzahl erhältlich. Für weitere Informationen stehe ich gerne per E-Mail, PR oder Telefon zur
Verfügung.
Erich Linsmeier
Lindenstr. 1
93483 Pösing-Langwald
Tel. 09461/4756 (ab 19.30 Uhr)
E-Mail: [email protected]
PR:
DL2RCG@DB0RGB.#BAY.DEU.EU
Homepage:
www.qsl.net/dl2rcg
Stand vom 04.09.02
Stückliste:
Menge
Typ
Position
1
1
1
4
AT89C4051
programmiert
NMC 93C56
EEPROM
TLC 548
AD-Wandler
BAT 48 Diode
V1.12
U1
U2
U3
D1
1
2
LM 052 L
27pF
LC-Display
Keramik-C
SEGOR
1
1
2
1µF/35V
47µF/35V
100nF
Elko
Elko
1
4
5K
10 K
Trimmpoti
1
1
1
4
10 K / 1%
3.5 K / 1%
11.059 MHz
Taster
1
14 pol. Wannenstecker, gewinkelt
sonstiges:
1
2
1
IC-Fassung
IC-Fassung
Stiftleiste
ELV 5000621
20 polig
8 polig
14 polig für LCD
D2
D3
D4
DIS1
C1
C2
C3
C5
C4
C6
R1
R2
R3
R4
R6
R5
X1
SW1
SW2
SW3
SW4
J1
1
2
1
1
Buchsenleiste 14 polig für LCD
Pfostensteckverbinder 14 polig
Platine
Gehäuse
Conrad 522856