Bandspreitztechnik 5
Bild 14 a, b sowie 15 a und b zeigen praktisch einsetzbare Sender- und Empfängerschaltungen. Als Frequenzteiler können beliebige TTL- oder CMOS-Typen verwendet werden. Die Ausgangsleistung des Senders soll 10 mW nicht übersteigen. Vor den Mischereingängen liegen zusätzliche Dämpfungsglieder, die einer übersteuerung des Mischers entgegenwirken. Der Leistungsverstärker liefert ca. 0,4 W Ausgangsleistung. Die Schaltung des Senders und des Leistungsverstärkers kann im allgemeinen beliebig ausgeführt sein.
Bild 14a: Empfangsseitige Taktsynchronisierung
Bild 14b: DS-Empfänger
Bild 15a: DS-Sender
Bild 15b: DS-Sender
Auf der Empfängerseite gelangt das Signal auf den Eingang des Ringmischers. Das Ausgangs-Signal des Mischers synchronisiert den Sinusgenerator (T1 und T2), der auf einem Viertel der Emfangsfrequenz (109 MHz) schwingt. Diese Lösung ist einfacher und störunempfindlicher als die PLL-Schaltung. Die Taktfrequenz für das Schieberegister wird durch Teilung durch 40 erzeugt. Die PN-Sequenz wird dem Mischereingang zugeführt. Als Empfänger kann ein beliebiges 70-cm-Handfunkgerät eingesetzt werden. Die Dämpfungsglieder sollen eine übersteuerung des Mischers vermeiden.
5.3. Datenübertragung
Als letztes Beispiel dieser Serie soll noch ein schnelles Datenmodem vorgestellt werden (Bild 16). In diesem Beispiel wird zusätzlich zum Nutzsignal auch der Spreizkode ausgesendet. Das Modem ermöglicht Datenraten über 38 kbit/s.
Bild 16: Schnelles DS-Modem
Der Modemsender besteht aus zwei Generatoren, die auf 69.8 und 73 MHz arbeiten. In der Originalschaltung waren es Frequenzsynthesizer, es können aber auch Quarzgeneratoren sein. Die beiden Generatorsignale sind im Ringmischer mit einer Kodesequenz gespreizt. Der Takt wird mit den 73 MHz synchronisiert (Zeilungverhältnis 40). Als Teiler werden MC3396P und 7474 eingesetzt. Die Taktfrequenz beträgt 1.825 MHz. Die Mischerausgangssi gnale werden in der nächsten Stufe summiert (nicht gemischt).
Im einfachsten Fall kann hier eine trifilar gewickelte Spule (drei Wicklungen parallel auf einem Ferritkern) verwendet werden. Dieses komplexe Signal mit der Mittenfrequenz 71.4 MHz wird 'weiter auf die Ausgangfrequenz im 70-cm-Band gemischt. Die Gesamtbandbreite des Signals beträgt ca. 6.9 MHz und liegt zwischen 67.975 MHz und 74.825 MHz. Die Nutzdaten werden mit dem Spreizsignal in einem Exlusive-Oder Gatter verknüpft. Vor der Verknüpfung müssen die Daten noch mit dem Taktsignal synchronisiert werden (Flip-Flop 7474). Der Takt für den Synchronisierer ist gleich 3.65 MHz.
Das empfangene Signal mit der Mittenfrequenz 71.4 MHz ist in zwei Bänder mit den Frequenzen 69.8 MHz und 73 MHz unterteilt, wird selektiv verstärkt und den Mischereingängen zugeführt. Das 69.8-MHz-Signal ist mit dem ursprünglichen Code gespreizt, und das 73-MHzSignal mit dem mit den Nutzdaten verknüpften Code. Hier entfallen daher die früher beschriebenen Synchronisationsprobleme. Am Mischerausgang werden die digitalen Daten zurückgewonnen. Die weiteren Stufen dienen nur der Impulsformung und Verstärkung. Wichtig ist hier eine wirksame Filterung des Spreizcodes und der Taktfrequenz. Die wichtigsten Rile der Sende- und Empfangsschaltung zeigen Bild 17 und 18.
Bild 17: Sendeteil des Modems
Bild 18: Demodulatorkreis
Eine ganz einfache Meßschaltung für dieses Modem zeigt Bild 19. In der Schaltung sind die Modemausgänge mit den Eingängen direkt verbunden. Die Sendedaten stammen entweder vom Computer oder von einem Testgenerator. Die beiden Datenflüsse können auf einem Zweikanal-Oszilloskop beobachtet werden. Der eingezeichnete Spektrumanalysator ist nicht zwingend notwendig.
Bild 19: Die Meßschaltung
Eine parallele übertragung des Spreizkodes ist selbsverständlich auch bei Fonie-Verbindungen möglich.
Abschließende Bemerkungen
Es gibt leider wenig allgemein zugängliche und leicht verständliche Literatur zu diesem Thema. Dem interessierten Leser kann ich jedoch das ARRL-Buch "The ARRL Spread Spectrum Sourcebook" empfehlen.