Rob's web

Mainline ST-3/ST-4 RTTY demodulator 2

De detector

In de detector vindt dubbelfasige gelijkrichting plaats door het midden van de spoelen te aarden. Dit maakt het filteren van het signaal eenvoudiger en maakt ontvangst van de zeer kleine shifts nog rnogelijk. De filters moeten wel worden gevolgd door versterkers met een grate versterking. Voor CR3 t/m CR6 worden germanium-diodes gebruikt vanwege de zeer lage spanningsval in de doorlaatrichting. De uitgangsspanning van de detectortrap is ongeveer 1,5 Volt DC, positief bij mark en negatief bij space. De diodes CR7 en CR8 zijn siliciumdiodes, welke zo zijn geschakeld, dat ze zowel voor mark als space signalen, bij een juiste afstemming van het ingangssignaal, een gelijke negatieve spanning op punt A geven. Deze spanning worth gebruikt voor het autoprintsysteem.

Scheidingssectie

De slicer fungeert als een schakelaar welke aan en uit gaat bij het wisselen van het signaal tussen mark en space. Bij een geringe shift zullen de signalen aan de detectoruitgang zeer kleine spanningen hebben. De scheidingstrap bevat verschillende transistortrappen in cascade om de detectoruitgangsspanning voldoende te versterken. Deze versterking is nodig om bij de ST-3 bij geringe shift de 60 mA lijnstroom te laten werken.

Bij een 85 Hz shift bij de ST-3 is de ingangsstroom van Q1 slechts ±2 µA. De noodzaak om meer versterkingstrappen met grate versterking te gebruiken zal duidelijk zijn. Het "cross-over" punt bij de ST-4 discriminator is 2210 Hz. De unit heeft zoveel versterking in de scheidingstrap dat een 1 tot 2 Hz verandering in lf-frequentie + of - 2210 Hz de sleuteltrap van volledig geleiding naar volledig blokkering zal laten gaan. De ingangsimpedantie van de "stand-by" trap Q4 is ongeveer 310 Ohm; kabellengte e. d. hebben dus weinig invloed. Er moet echter wel op worden gelet, dat er geen HF terugwerking optreedt. De 1000 pF ontkoppelt het sleutelgedeelte.

Het omkeren van de shift

Bij normaal RTTY bedrijf worth de audiofrequentie van 2125 Hz voor mark naar een hogere frequentie gebracht voor space, t. w. 2975 Hz bij 850 Hz shift of naar 2295 Hz voor 170 Hz shift. Op de HF banden gebeurt dit alleen als het signaal is afgestemd als ware het een "lage-zijband" uitzending. Nu en dan zal een station omgekeerd uitzenden. Dit gebeurt echter zo zelden, dat daarvoor geen schakelaar in het basis-schema werd opgenomen. Men kan de afstemming ook veranderen door zelf van zijband te wisselen of aan de tegenpost te vragen dit te doen.

In figuur 2 vindt u het schema hoe het opnemen van zo een schakelaar kan geschieden. Deze shift-omkeerschakelaar is niet in het principe-schema (figuur 1) opgenomen. S1, Q3, Q4 en de R 22k staan reeds in figuur 1. S6 is een dubbelpolig om-schakelaar.

Fig 2
Fig. 2.

De sleuteltrap

In de sleuteltrap worth een goedkope 300 Volt schakeltransistor gebruikt. De lijnstroom voeding levert ongeveer 190 Volt als de sleuteltransistor 95 afgeknepen staat; dit geeft de minste vervorming in de printer. In deze opstelling kunnen diverse machines tegelijk in serie worden aangedreven. De schakeling is bedoeld voor 60 mA lijnstroom. Controleer dus de printer-selectormagneten om er zeker van te zijn, dat ze parallel geschakeld staan (met een Ohmmeter over de plug van de magneten). Is het ongeveer 66 Ohm dan is het goed, staan de windingen in serie dan vinden we 260 Ohm hetgeen niet de bedoe ling is.

Er wordt een tegen-EMK opgewekt door de magneten als ze bij space opengaan. Deze spanning bleek op een scoop 75 Volt te zijn. Er moest daarom een spanning absorberend netwerk aan de collector van Q5 worden toegevoegd. Dit netwerk heft de tegen-EMK niet op maar vermindert deze tot een onschadelijke waarde. Het volledig opheffen van deze tegen-EMK veroorzaakt weer andere problemen, zoals vervorming van de schakelpulsen voor de printer. QS dissipeert slechts 0, 012 Watt bij mark-signalen; een koelplaat is niet nodig.

De afsk en fsk uitgangssignalen

De meeste AFSK units hebben een mark ingangssignaal nodig. Vanaf de emitter van 95 kan het mark signaal worden afgenomen. Er is een 4 tot 5 mA stroom in een germanium diode via J1 beschikbaar. Op de HF banden wordt vaak een space -ingangssignaal gewenst. Hiertoe is de "operational FSK drive" trap toegevoegd. Het space-signaal kan over 32 worden afgenomen. Ook hier kan 4 tot 5 mA stroom in een germanium-diode worden gestuurd.

Welke van de twee uitgangssignalen ook wordt verkozen, ze dienen altijd te worden ontkoppeld met een 1n nF condensator.

Het automatisch starten en stoppen van de telexmachine

De gemiddelde tijd dat de sleutel "neer" is bij CW is minder dan 50%. Bij spraak is de gemiddelde sleutel "neer" tijd waarschijnlijk minder dan 30%. Bij RTTY daarentegen is deze tijd 100%, aangezien er altijd een draaggolf aanwezig is, waarvan de frequentie van mark naar space verandert. Een van de twee frequenties is dus altijd aanwezig. Kijken we naar beide kanalen, t. w. mark en space, dan moet er altijd een spanning zijn waarmee we het printersysteem lamnen laten werken. Hiervoor zorgen de diodes CR7 en CR8. We moeten nu een systeem ontwerpen, dat bij een gemiddelde van 75% of meer sleutel "neer" tijd geen last heeft aan te spreken op CW of spraaksignalen, maar dat uitsluitend reageert op RTTY signalers zonder een speciale oproepmethode.

Als we nu ons systeem z6 maken, dat het ongeveer 3 tot 4 seconden nodig heeft om in te schakelen en ongeveer 1 seconde om uit te schakelen, dan zijn we er. De periode van 1 seconde geeft tijd genoeg om een tijdelijk verlies van signaal, tengevolge van fading, op te vangen. De drie of vier seconden inschakeltijd laten het systeem lang genoeg integreren om bij storingspieken de zaak niet te laten starten.

Om de werking te begrijpen moeten we eerst de situatie bezien waarbij er geen signaal aanwezig is. De negatieve spanning op het punt A zal niet voldoende zijn om de voorspanning op de basis van Q6, zoals die door de 120 kOhm weerstand wordt veroorzaakt; te niet te doen. Q6 zal daarom geleiden. Dit levert een 15 µA stroompje door de collectorweerstand van Q6 en maakt dat Q7 geleidt, daar Q7 nu een spanningsval over de basis-emitter-junction heeft. De collector-emitter-junction van Q7 is nu in wezen kortgesloten en dus wordt de 150 uF condensator tot de voedingsspanning van bijna 3 Volt opgeladen. Hierdoor geleidt Q8 welke op zijn beurt Q9 laat geleiden, hetgeen weer veroorzaakt dat ook Q10 geleidt.

De collector van Q10 is verbonden met de collector van Q2. Deze situatie houdt de printer vast in mark (60 mA lijnstroom). Tegelijkertijd is de spanning op de collector van Q9 slechts 0, 2 Volt; de diode CR9 geleidt niet. Ook Q11 geleidt met, evenmin als Q12; het motorrelais is open en de motor loopt niet.

We veronderstellen dat er signaal komt. Hierbij ontstaat er genoeg negatieve spanning op de basis van Q6 om deze of te knijpen. Q6 gaat nu "open" en er is geen spanningsval meer over de collector weerstand en dus zakt de basis-emitterspanning van Q7. Q7 kan niet geleiden, waardoor de spanning op zijn collector nul is. De lading van de 150 µF condensator stroomt nu voornamelijk door de 27 kOhm weerstand langzaam weg. (S2 is geopend voor autoprint bedrijf)

De ingangsimpedantie van Q8 is ongeveer 1,8 MOhm. Hierdoor heeft Q8 weinig invloed op de ontlading, terwijl de 150 µF condensator ontlaadt, houdt Q8 op met geleiden als de spanning op zijn basis is gezakt tot ongeveer 1,7 Volt. Hierdoor houden ook Q9 en Q10 op met geleiden. Op dit moment is er geen spanning op punt B van Q10 en de printer kan reageren op de afgegeven spanning van de detector. Tegelijkertijd geleidt CR9 en de 20 µF condensator wordt tot bijna de voedingsspanning opgeladen.

Dit, op zijn beurt, laat Q11 geleiden, deze weer Q12 en dit sluit het relais bij ongeveer 11 mA.

De derde en laatste mogelijkheid treedt op als de motor loopt nadat er signal is geweest. Nu geleidt Q6 weer, Q7 geleidt en de 150 uF condensator wordt snel opgeladen; dit verhoogt de spanning aan de basis van Q8. Als de spanning boven 1,7 Volt komt begint Q8 te geleiden. Dit duurt ongeveer den seconde. Als Q8 geleidt, geleidt ook Q9 evenals Q10; dit brengt de printer weer in de stand-by (mark). Diode CR9 geleidt niet weer, tengzvolge van de 0,2 Volt verzadigingsspanning van Q9. De 20 µF condensator is echter nog geladen, de lading stroomt langzaam weg door de parallel wegen van de 1 MOhm weerstand en Q11. (De ingangsimpedantie van Q11 is ongeveer 1 MOhm. ) In ongeveer 25 tot 30 seconders zakt de spanning tot een waarde waarbij Q11 niet voldoende meer geleidt om het relais aangetrokken te houden: de motor vast dan uit.

Audiofilter

Er wordt vaak een audiofilter tussen de ontvanger en ingang van de ST-3 en ST-4 geplaatst. Een dergelijk filter heeft speciaal zin wanneer op de HF banden met brede ontvangers wordt gewerkt. In figuur 3 vindt u een tweetal filters.

Fig 3
Fig. 3. Een audio-ingangsfilter voor de ST-3 en ST-4. De ingang van het filter wordt direkt aan de ingang van figuur 1 aangesloten. R7 van figuur 1 moet 4700 Ohm zijn; R8 moet worden weggelaten. Alle C's hebben 1000 Volt werkspanning.
L3 met C4 + C5 + C6 = 2400 Hz L4 met C6 + C7 + C8 + C9 = 2300 Hz L5 met C9 + C10 + C11 = 2400 Hz

Stuklijst figuur 3
ST-3 filter
C4,5,10,1118 nF
C6,8,915 nF
C710 nF
L3,4,588 mH spoel (op ringkem of potkern)
R9560 Ohm
R102700 Ohm
R113300 Ohm
ST-4 filter
C4,10220 nF
C5,8,11weglaten
C6,9220 nF
C7180 nF
L3,4,522 mH spoel (ringkern) gemaakt van een 88 mH spoel. De windingen zijn echter parallel geschakeld zoals in figuur 3-B is te zien;
R9560 Ohm
R101600 Ohm
R11weglaten
Regel alle onderstaande secties van het ST-4 filter of op 2195 Hz. Het zal nodig zijn windingen van de spoel te verwijderen. Een winding schuift ongeveer 6 Hz op.
L3 met C4 + C6 - L4 met C6 + C7 + C9 - L5 met C9 + C10

Een afstemindicator

Op de VHF banden met AFSK is een afstemindicator betrekkelijk onbelangrijk aangezien vaste audio frequenties worden gebruikt. Wordt de ST-3 voornamelijk op de HF banden gebruikt dan verdient het aanbeveling een afstemindicator op te nemen. Er kan b. v. een oscilloscoop worden gebruikt, welke verbonden is met de aangegeven punten in de detector schakeling. Een andere mogelijkheid is een buisvoltmeter met punt A te verbinden.

We kunnen ook het schakelingetje van figuur 4 toepassen. Zijn mark en space signalen beide goed afgestemd, dan zal de meter niet schommelen, maar stilstaan bij het typen van de operator. Kleinere shift dan 850 Hz, voor de ST-3 en 170 Hz voor de ST-4, kan ook worden ontvangen als we op deze manier afstemmen. De meteraanwijzing zal wat minder exact zijn dan bij voile shift.

Fig 4
Fig. 4. Afstemindicator.

Stukslijst figuur 4
CR22,23Silicon diode PIV 500 V of meer
M10-1 mA meter;
Q31lf pnp silicon MPS 3394 of vervanging;
R122000 Ohm lin. instelpotmeter.

De constructie en afregeling

Veel onderdelen kunnen ongetwijfeld uit de junkbox worden betrokken, echter voor CR3 t/m CR6 moet zoveel mogelijk de 1N270 of gelijkwaardige vervanging worden toegepast.

Worden de schakelaars goed aangesloten, dan kan de stand "omhoog" als "automatisch" worden aangemerkt.

S1 normaal-stand-by, open in de stand omhoog = normaal;
S2 autoprint aan-uit, open in de stand omhoog = aan;
S3 motor bediening met de hand, open in de stand omhoog = automatisch;
S4 netspanning aan-uit, gesloten in de stand omhoog = aan.

De draden naar S2 dienen zo kort mogelijk te zijn, omdat dit een hoogohmig circuit is. Meet de stroom door de magneten van de printer. Ligt de stroom tussen 50 en 70 mA dan moet de 2500 Ohm in de collectorleiding van 95 zodanig worden gewijzigd, dat er 60 mA vloeit. Ook moet de stroom door de spoel van K1 worden gecontroleerd. Het kan mogelijk zijn dat de 4700 Ohm weerstand gewijzigd moet worden als de stroom meer dan 1 à 2 mA afwijkt (gewenste waarde is 11 mA). Controleer ook nog de zenerdiodestroom in de laagspanningsvoeding, CR19. Verander zonodig de 56 Ohm 1 Watt weerstand, totdat de stroom doorgang 10 à 25 mA bedraagt.

Breng vervolgens de discriminator filters in resonantie. Bij het op resonantie brengen moeten eventuele windingen van de 88 mH spoelen worden verwijderd of bijgelegd. Dit moet symmetrisch geschieden, dus evenveel windingen op beide helften.

De "juiste" capaciteit voor resonantie zou 63,7 nF bij 2125 Hz; 054,7 nF bij 2295 Hz (ST-4) en 32,5 nF voor 2975 Hz moeten zijn. In de begrenzertrap bevindt zich een 10 kOhm balans-instelpotmeter, deze kan eventueel warden vervangen door een vaste weerstand. Meet de spanning op pen 3 van de IC, deze moet ongeveer 11,2 Volt zijn. Stel de potmeter zo in, dan de uitgangsspanning, met de ingang geaard, de helft is van de spanning op pen 3 of te wel 5,6 Volt. Deze potmeter reduceert en balanceert de ingangsspanning van de IC dusdanig, dat er een maximale versterking wordt bereikt. Er moet nog een instelling worden nagelopen: Verbindt de BVM met punt A in de detectorschakeling en noteer de aanwijzing, welke ongeveer -2,5 Volt moet zijn, Stem daarna af op maximale aflezing op een space-signal en noteer de aflezing, welke wederom ongeveer -2,5 Volt moet zijn. Indien deze twee spanningen niet gelijk zijn, regel dan met R2 bij totdat de spanningen wel gelijk zijn. Met de 2000 Ohm potmeter in de meterschakeling (figuur 4) is het mogelijk de meter op een gewenste waarde in te stellen. Bij b. v. een maximale afstemming op het marksignaal, een 80% schaalaanwijzing. Bij de volgende af te stemmen signalen is dit een referentie. Normaal gesproken is er ongeveer 0,6 Volt nodig om een silicium transistor in geleiding te brengen. De 1,2 MOhm aan de basis van Q1 veroorzaakt dat Q1 gaat geleiden. Een zeer geringe negatieve spanning knijpt de trap af terwijl een zeer kleine spanning in positieve zin de trap in verzadiging brengt.