De RTTY converter ST6/W 1
Algemeen
Bij het samenstellen van mijn RTTY converter ben ik uitgegaan van het originele ontwerp, bekend onder de naam ST-6. Omdat er (kleine) wijzigingen zijn aangebracht, noemde ik mijn converter ST-6/W ter onderscheid van de originele ST-6. Zeer onlangs is nog in CQ-PA de ST3 & ST4 beschreven en in Electron de ST5(1).
In de originele ST-6 bevindt zich een motor-control gedeelte, dat volgens mij op de HF banden weinig praktisch nut heeft. Daarom heb ik dit dan ook weggelaten. Tevens is een AFSK oscillator in het geheel verwerkt, zodat een komplete RTTY eenheid werd verkregen, die zonder meer op een SSB transceiver (of losse zender en ontvanger) kan worden aangesloten.
Het apparaat bestaat uit twee printjes die elk 82 × 193 mm van afrneting zijn. De eerste print bevat de eigenlijke ontvangstconverter; op de tweede print staan de bandfilters, de discriminatorspoelen, de AFSK oscillator en de voeding voor het geheel. De converter en de AFSK oscillator worden gelijktijdig omgeschakeld van 170 Hz naar 850 Hz met een simpele druk op een knop.
De gevoeligheid van de converter is zodanig, dat goede ontvangst is gewaarborgd bij normale kamersterkte uit de luidspreker. De output van de AFSK oscillator is met een spanningsdeler temggebracht op normaal microfoon-niveau.
De enige wijziging, die men in de meeste SSB zenders en -ontvangers zal moeten aanbrengen is het verschuiven van het draaggolfkristal, opdat de relatief hoge RTTY frequenties toch door het SSB filter kunnen worden gevoerd. Een goede methode werd reeds beschreven door PA0WAD(2). Een variant hierop vormt de modificatie, die ik in mijn HW-100 heb toegepast(3). Het is niet belangrijk of men LSB of USB gebruikt: de converter is omschakelbaar.
Het schema
De converter bestaat achtereenvolgens uit de volgende delen:
- bandfilter;
- limiter;
- discriminator (met afstemindicator);
- low -pass filter;
- ATC-circuit;
- schakeltrap (met anti-space);
welke met de AFSK oscillator hierna apart zullen worden beschreven.
1. Het bandfilter
Het bandfilter (zie figuur 1) zorgt ervoor, dat storende signalen, welke buiten de RTTY frequentieband liggen, sterk worden verzwakt.
Fig. 1.
De noodzakelijkheid hiervan moge uit het volgende blijken:
Stel, dat de amplitude van het stoorsignaal groter is dan die van het RTTY-signaal en dat geen bandfilter wordt gebruikt, dan wordt het (zwakke) RTTY-signaal op het (sterke) stoorsignaal gesuperponeerd. Dit heeft tot gevolg, dat in de limiter (= begrenzer) het RTTY-signaal wordt "afgeschoren" en men slechts aan de uitgang het stoorsignaal overhoudt!
Van de beste converter blijft op deze manier geen spaan heel als geen bandfilter wordt gebuikt.
Het moet nu duidelijk zijn, dat een goed bandfilter v66r de limiter een eerste vereiste is. Vergelijkingen met bandfilterloze converters en een band opname van RTTY signalen met zware QRM hebben dit bovendien onomstotelijk bewezen.
Helaas biedt het bandfilter geen soelaas voor de stoorsignalen die binnen de RTTY band liggen. Een verdere verbetering is een deuk in het midden van de doorlaat to creëren d. m. v. een extra zuigkring (notch). Natuurlijk zou men i.p.v. een band-filter ook kunnen volstaan met twee niet-gekoppelde selectieve elementen op resp. mark- en spacefrequentie. Het is echter niet eenvoudig om de twee afstemkringen selectief genoeg te maken, zodat de flanksteilheid die van een echt bandfilter zou overtreffen, zonder de afstemming nodeloos kritisch te maken. Een ander nadeel is nog dat niet ieder RTTY station op de Hertz nauwkeurig zit, wat betreft de shift, zodat of mark- 8f space signaal ernaast valt. Aileen met continu afstembare kringen is dit bezwaar te ondervangen.
Inderdaad is onlangs een artikel verschenen, dat aangeeft hoe met actieve RC-filters en operationele versterkers een goed werkend geheel kan worden verkregen(4). Overigens werken de meeste DX-stations tegenwoordig zo langzamerhand met 170 Hz shift, zodat het al heel gek moet zijn, wil de ontvangst hiervan erg gestoord worden bij gebruik van een gewoon bandfilter zonder notch of andere "dubbele bodem".
Er is een drie-krings bandfilter toegepast.
Voor de spoelen gebruikte ik Siemens potkernen, omdat het niet eenvoudig schijnt te zijn om de (amerikaanse) ringkernen van 88 mH te bemachtigen.
De Siemens potkernen, die op de print passen, zijn van het type P18/11, het materiaal is N22 en de Al is 250.
De rest van het schema van de converter vindt u in figuur 2, hiemaast.
Fig. 2.
2. De limiter
De limiter is een operationele versterker, die op maximale versterking staat te werken. Reeds enige millivolts sturen het ding volledig in verzadiging. QSB heeft dus nagenoeg geen vat op de ontvangst. Voor de op-versterker (verder genoemd OP AMP) is de be - kende 709 genornen. De goedkoopste uitvoering is momenteel de rechthoekige met plastic omhulling. Het volledige type-nummer is SN72709N. De prijs bedraagt ongeveer ƒ 1,90.
Aan de ingang van de OP AMP staan twee zenderdiodes tegengesteld aan elkaar geschakeld om de OP AMP tegen piekspanningen te beveiligen.
De voile uitsturing wordt bij kamersterkte al lang bereikt, zodat de begrenzende werking ten volle wordt benut. Ruis en impulsstoringen worden volledig afgelaiipt. In het grote schema (figuur 2) zijn niet alle aansluitingen van de gebruikte inte grated circuits vermeld om de overzichtelijkheid niet te schaden. Voor de volledige aansluitingen raadplege men de figuur 3.
Fig. 3.
3. De discriminator
De beide spoelen L1 en L2 zijn via serieweerstanden aangesloten op de uitgang van de limiter. Deze uitgang is n.1. laag-ohmig en zonder weerstanden zouden de kringen zeer zwaar gedempt worden. De diverse weerstanden aan de kringen zijn voor beide shifts zodanig berekend, dat de juiste bandbreedte wordt gehaald voor een seinsnelhe id van 45,45 Baud.
Met de beide potentiometers R2 en R3 worden de amplitudes van mark- en space signalen even groot gemaakt (audio-balance).
De discriminatorkringen worden behalve voor de ontvangst ook nog gebruikt voor de afstemindicatie. Daartoe worden de mark- en space signalen met twee gelijkgeschakelde diodes gedetecteerd. Het verkregen gelijkspanningssignaal wordt via een transistor (als emitter-volger geschakeld) aan een1 mA metertje toegevoerd (zie figuur 4). Bij optimale afstemming en juiste shift zal de meter maximaal uitslaan en tevens stilstaan. Ondanks de eenvoud van het systeem is in de praktijk gebleken, dat dit echt niet behoeft onder te doen voor een scoop!
Fig. 4.
Achter de discriminator staat een OP AMP als integrator geschakeld, welke de gelijkspanning uit de detector afvlakt. Het voordeel hiervan t. o. v. de gebruikelijke afvlakcondensator is, dat de vervorming van de impulsen tot een minimum blijft beperkt.
4. Het low-pass filter
Ook voor deze trap is een OP AMP toegepast. Het actieve filter is berekend voor een afsnijfrequentie van 50 Hz, zodat eventueel overgebleven stoorimpulsen, zoals QRN en schakelklikken, volledig worden onderdrukt. Het is met deze converter frappant, dat hij vrijwel immuun is voor dit soort storingen.
5. A.T.C. schakeling
A.T.C. is de afkorting van Amplitude Threshold Corrector. Een duur woord voor een simpele schakeling.
Het circuit zorgt ervoor, dat bij selectieve fading het ontbrekende signaal gedurende korte tijd kunstmatig wordt opgewekt, zodat misprints tot een minimum beperkt blijven. De werking berust op het laden van een condensator via diodes. De polariteit is steeds zodanig, dat het ontbrekende signaal door de condensator wordt nagebootst.
Stel dat het mark-signaal normaal doorkomt, zodat op het knooppunt van beide elco's van 10 uF een positieve spanning staat. De onderste elco is dan geladen. Als het mark-signaal verdwijnt en het space -signaal komt niet onmiddellijk hierna (vanwege selectieve fading) dan valt de spanning op het knooppunt van beide elco's terug op 0 Volt. Aangezien de onderste elco geladen was, zal de minpool nu negatief zijn t. o. v. aarde omdat de pluspool immers 0 Volt wordt gemaakt. Deze negatieve spanning wordt door de volgende schakeling (slicer) gezien alsof het een space -signaal was en de zaak is rood De elco staat in een zekere tijd zijn lading af, dus totdat opnieuw een mark-signaal verschijnt. Daarna herhaalt zich hetzelfde spelletje.
Hetzelfde verhaal geldt voor het ontbreken van een mark-signaal, nadat wel een correct space -signaal (negatieve spanning op het knooppunt van de elco's) werd ontvangen. In de praktijk blijkt, dat selectieve fading zich langzaam heen en weer golvend verplaatst van mark- naar space en weer terug. Dank zij deze slimme schakeling is hiervan op het schrift van de machine niets te merken.
Ook in bestaande converters kan deze schakeling worden toegepast. De enige voorwaarde voor goede werking is, dat het signaal aan de ingang uit een laag-ohmige bron komt en dat de belasting aan de uitgang juist hoog-ohmig moet zijn. Het is beslist de moeite waard om hiermede in reeds bestaande RTTY converters te experimenteren!
6. Schakeltrap
In het schema staat de schakeltrap aangeduid als slicer. Dit woord ziet men vaker in T.U.-schema's en betekent zoveel als 'in plakjes snijden'. Hier wordt bedoeld het omzetten van de min of meer afgeronde mark- en space signalers in keurige rechthoekige partjes.
Het verhaal begint eentonig te worden: ook bier is weer een OP AMP gebruikt. De grote versterking waarborgt steile flanken bij een geringe ingangsspanning. De faze van het signaal kan 180 Braden gedraaid worden door de schakelaar S2 te bedienen. Het mark-signaal wordt dan de rol toebedeeld van space en omgekeerd. Afhankelijk van het feit of men op hoge zijband (USB) of op lage zijband (LSB) ontvangt, moet deze schakelaar op USB resp. LSB staan. Het is de gewoonte, dat op de HF banden de hog e frequentie het mark signaal vertegenwoordigt en de lage frequentie de space. Achter de slicer treft u het anti-space circuit aan. Het is de bedoeling, dat deze schakeling voork6mt, dat de telex gaat ratelen indien enige tijd Been signaal (zelfde effect als space) wordt ontvangen. Deze schakeling wordt ook wel mark-hold genoemd. Als enige tijd de slicer een negatieve spanning (komt overeen met space) afgeeft dan wordt de elco van 10 µF opgeladen totdat de ingestelde ingangsdrempel van IC-5 wordt overschreden. Op dat moment geeft IC-5 een positieve spanning af, zodat de negatieve spanning uit IC-4 te niet wordt gedaan en de telex dit als een mark signaal ziet, waardoor de selector-magneet weer wordt bekrachtigd. De transistor MJE-340 is krachtig genoeg om de selector-magneet in de telex te schakelen zonder bij de eerste de beste spanningspiek te overlijden. De collectoraansluiting van deze krachttransistor is via een plug naar buiten gevoerd. Het lijnstroomcircuit heb ik in de telex ingebouwd; hiervoor was voldoende ruimte. De serieweerstand voor de lijnstroom van 60 mA, 2k7 - 10 Watt, staat in serie met de min-leiding. Op deze wijze staat op het knooppunt van deze 2k7 weerstand en de elco van 100 µF tijdens mark een negatieve spanning t.o.v. aarde (ca. -100 Volt) ter beschikking. Deze spanning wordt door de spanningsdeler van de twee 15k - 5 Watt weerstanden gehalveerd tot ca. -50 Volt. Tijdens space (stroomloos) staat op het knooppunt van de 15k weerstanden een positieve spanning van ca. +50 Volt. Deze schakelspanning wordt nu zonder meer benut voor het sleutelen van de AFSK oscillator.
Literatuur
- Mainline ST-3/ST-4, CQ-PA nrs 34 en 35/1971; De ST-5, Electron, Augustus '71 (Let op: Van de ST-5 is de print niet op ware grootte afgedrukt!)
- Ervaringen met de TS-510, CQ-PA nr. 28/1971
- RIT-control en RTTY met de IN-100, CQ-PA nr 45/1971
- RTTY NF Convertor mit aktiven Selektivfiltern, DJ6HP , RTTY B/71.
Deeel 1 - Deel 2