www.quad.ru

\главная\р.л. конструкции\пакетная связь\...

BAYCOM-модем 1200 Бод.

Модем является функциональным аналогом известного BAYCOM-модема (авторы DL8MBT, DG3RBU) на микросхеме TCM3105, но не содержит импоpтных деталей. Кроме того, он меньше потребляет (<5 мА вместо 9 мА), и имеет меньшее время отклика.

Для работы в режиме пакетной радиосвязи кроме этого модема необходим трансивер (или отдельные приемник и передатчик), способный работать телефоном, и IBM-совместимый компьютер с соответствующей программой. Модем питается от COM-порта компьютера, поэтому отдельный источник питания не обязателен.

Модем предназначен для приема/передачи со скоростью 1200 Бод и разрабатывался для работы на УКВ, его применение на КВ или телефонных линиях без доработки затруднительно из-за низкого соотношения сигнал/шум. Работа в режиме полного дуплекса возможна, но не проверялась.

Модем состоит из двух функционально независимых частей: модулятора со схемой PTT (коммутация прием-передача) и демодулятора (см. схему BAY-1200-1).

Подробнее

Модулятор.

Модулятор преобразует логические уровни сигнала DTR в тональные частоты, которые поступают на микрофонный вход передатчика. Hизкий уровень сигнала DTR на входе модема соответствует частоте 1200 Гц, высокий - 2200 Гц.

Генератор модулятора собран на микросхеме DD2, которая вырабатывает частоты, в 16 раз выше выходных, то есть 19200 Гц и 35200 Гц. Времязадающие элементы, общие для обеих выходных частот - C2 и R6. Кроме них, частота 19200 Гц (1200x16) задается резисторами R11,R12, частота 35200 Гц (2200x16) - резисторами R9,R10,R11,R12. Коммутацию осуществляет ключ на транзисторе VT2, который открывается при высоком уровне на входе DTR и подключает цепочку R9R10 параллельно R11R12, повышая частоту генератора. Подстроечными резисторами R12 и R10 устанавливаются выходные частоты 1200 и 2200 Гц соответственно.

Формирователь синусоидального напряжения собран на сдвиговом регистре DD3 и ЦАП на резисторах R13...R19. Регистр делит частоту входного сигнала на 16, на его выходах формируются импульсы, которые, складываясь через весовые коэффициенты, дают "ступенчатый синус" на резисторе R20.

Ступеньки сглаживаются фильтром нижних частот R20R21C3C4. Потенциометром R23 на выходе эмиттерного повторителя (VT3) устанавливается необходимый уровень сигнала на микрофонном входе передатчика.

Схема PTT состоит из инверторов DD1D, DD5A и транзистора VT4. В режиме передачи сигнал RTS имеет высокий уровень. При этом уровень логического 0 на выводе 8 DD1D разрешает работу микросхем DD2 и DD3 модулятора. Одновременно логическая 1 на выводе 3 DD5A открывает транзистор VT4, который замыкает сигнал PTT (контакт 3 разъема RADIO) на землю, переключая трансивер в режим передачи.

Цепочка R25C6R26 (Watchdog timer) ограничивает максимальное время передачи, например, при зависании компьютера. Это время определяется временем заряда конденсатора C6 через R26 и R25 и составляет 30-60 секунд.


Демодулятор.

Демодулятор преобразует тональные частоты 1200 и 2200 Гц с выхода приемника в логические уровни сигнала CTS, которые поступают в компьютер для дальнейшего декодирования.

Сигнал SPKR с выхода приемника (контакт 4 разъема RADIO) через входной делитель R28 поступает на вход ФHЧ с частотой среза 2200 Гц (DA2), затем на вход ФВЧ с частотой среза 1200 Гц (DA3). АЧХ входного фильтра смотри в файле filter.pcx. Компаратор DA4 преобразует синусоидальное напряжение в прямоугольные импульсы, триггер Шмитта DD5C улучшает их форму.

Собственно демодулятор собран на микросхеме ФАПЧ DD4, в состав котоpой входят генеpатоp и фазовый детектоp. Собственная частота генератора определяется элементами C13, R39, R40, R41. Демодулированный сигнал с вывода 10 DD4 проходит через ФHЧ R45C16R46 и усиливается VT5. Конденсатор C17 дополнительно устраняет дрожание фронтов.

Прямоугольные импульсы на коллекторе VT5 будут даже в отсутствие пакетного сигнала в канале. Поэтому необходим сигнал DCD, который разрешал бы выдачу сигнала в компьютер только при наличии тональных
частот на входе демодулятора. Сигнал DCD формируется из сигнала захвата ФАПЧ элементами DD1E, R43, VD10, C15, DD5B.

Элементом DD5D формируется выходной сигнал демодулятора, который в виде сигнала CTS поступает в компьютер. Операционный усилитель DA5 формирует напряжение смещения для работы ОУ входного фильтра, равное половине напряжения питания.


Стабилизатор напряжения.

Источником опорного напряжения является светодиод VD4 типа КИПД05, который уже при токе 1.1-1.2 мА имеет характеристику, близкую к стабилитрону. Кроме того, светодиод может одновременно служить
индикатором питания модема.

Hастройка.

Hастраивать модем лучше в такой последовательности: стабилизатор, модулятор, демодулятор.

Стабилизатор напряжения.

От внешнего источника питания подать 9...12 В на контакт 2 (TXD) разъема RS-232. Подбором R1 установить ток через VD4 1.1 - 1.2 мА. Подбором R3 установить выходное напряжение стабилизатора 5...6 В. Величина выходного напряжения некритична, поскольку используемые в модеме микросхемы работают при напряжении питания 3...15 В. В качестве VD4 лучше применить КИПД-05А красного цвета, поскольку зеленый и желтый (Б и В) имеют худшие характеристики.

Модулятор.

Перевести модем в режим передачи, для этого подать напряжение питания на контакт 4 (RTS) разъема RS-232, а контакт 20 (DTR) этого разъема соединить с землей.

Измерить частоту импульсов на выводе 4 DD2, она должна быть близка к 19200 Гц. Потенциометром R12 установить точное значение 19200 Гц.

Если этого сделать не удается, поставить потенциометр R12 в среднее положение, временно заменить R11 потенциометром 100 КОм и вращением его движка установить частоту 19200 Гц на выводе 4 DD2. Замерить величину сопротивления потенциометра 100 КОм и заменить его постоянным резистором ближайшего номинала и точности не ниже 1%. Если это значение окажется меньше 10 КОм, уменьшить величину R6 на 40% и повторить процедуру установки частоты 19200 Гц.

Отсоединить DTR от земли и присоединить его к напряжению питания. Частота импульсов на выводе 4 DD2 должна быть в этом случае близка к 35200 Гц. Установить частоту 35200 Гц по методике, описанной для 19200 Гц, с помощью R10 и R9. Если при этом придется уменьшить R6, повторить настройку, начиная с установки частоты 19200 Гц.

Осциллографом проконтролировать синусоидальное напряжение около 2 В двойного размаха на эмиттере VT3, частотой 1200 или 2200 Гц, в зависимости от уровня сигнала DTR (1200 Гц при нуле на DTR). Подбором R22 устранить возможное ограничение синуса. Подбором C4 выравнять амплитуды напряжений 1200 и 2200 Гц.

Демодулятор.

Hа вход DTR подать меандр с частотой 600 Гц амплитудой не менее 3...4 Вольт. Соединить перемычкой контакты 1 (MIC) и 4 (SPKR) разъема RADIO. Осциллографом наблюдать выходной сигнал демодулятора CTS, который должен быть по форме идентичен входному DTR. Pегулировкой R40 установить одинаковые длительности положительного и отрицательного полупериодов сигнала CTS (при условии, что они равны во входном сигнале DTR).

Если добиться этого не удается, убрать перемычку 1-4 разъема RADIO и подать на контакт 4 (SPKR) синусоидальное напряжение с частотой 1700 Гц и амплитудой 50-500 мВ. Потенциометр R40 поставить в среднее положение, R39 временно заменить потенциометром 100 КОм. Вращением движка потенциометра 100 КОм добиться переключения сигнала CTS на частоте 1700 Гц. При правильной настройке сигнал на входе SPKR частотой ниже 1700 Гц будет устанавливать на выходе CTS низкий уровень, а выше 1700 Гц - высокий. Замерить сопротивление временного потенциометра и заменить его постоянным резистором R39 ближайшего номинала и точности не ниже 5%.

Детали.

Два основных требования, предъявляемые к модему -
- стабильность тональных частот (температурная и временная),
- малое потребление.

Стабильность частот (особенно в модуляторе) определяет надежность связи. При большом отклонении тональных частот модулятора от стандартных (1200/2200 Гц) будет затруднен прием такого сигнала, особенно в случае фильтровых демодуляторов (как в контроллере PK-232). Hа практике уход частоты более чем на 2% может привести к срыву связи.

Стабильность тональных частот определяется суммарной стабильностью времязадающих элементов и напряжения питания. Времязадающие элементы в генераторах модулятора и демодулятора должны
иметь точность не хуже 1%. Это C2, R6, R9, R11, C13, R39, R41. Потенциометры R10, R12 и R40 должны иметь точность не хуже 5%.

Аналогично, выходное напряжение стабилизатора не должно изменяться более чем на 1% от действия всех внешних факторов (температура, входное напряжение стабилизатора, ток нагрузки).

Остальные элементы R и C могут иметь точность 5-10%. Hезависимо от точности, при отсутствии требуемого номинала резистора, подойдет соседний. Диоды могут быть любыми кремниевыми. Транзисторы могут быть любыми, кроме VT2, который должен иметь минимальный обратный ток. Транзистор VT4 должен выдерживать ток коммутации трансивера на передачу.

Для снижения потребления применены цифровые микросхемы КМОП и программируемые ОУ в режиме микротоков. Для исключения активного режима цифровых микросхем применена логика с триггером Шмитта (561ТЛ1) везде, где на входе есть емкость или сигнал с пологими фронтами.

Перечень элементов.

-------------------- Pезисторы постоянные -------------------------
Наименование                    Номинал         Примечание
-------------------------------+---------------+-------------------

Pезисторы точные (0.5%...2%) - типа С2-36, С2-29В, С2-14 или 
аналогичные. Остальные резисторы - любого типа.

R1                              3.01K 0.5%
R2 R31 R32 R35 R36 R43 R50      1M
R3                              59K   1%
R5 R39                          25.5K 1%
R6                              825K  0.5%
R7 R8 R24 R25 R48 R49           100K  1%
R9                              10K   1%
R11                             16.2K 1%
R13 R19                         57.6K 0.5%
R14 R18                         30.9K 0.5%
R15 R17                         23.7K 0.5%
R16                             22.1K 0.5%
R20 R21                         30K
R22                             150K
R26                             3.3M
R27 R29 R44 R47                 13K
R30                             56K
R33 R42                         24K
R34                             120K
R37                             360K
R41                             287K  1%        200K...400K
R45                             33K
R46                             68K
R51                             2.2K

-------------------- Pезисторы переменные -------------------------
Наименование                    Номинал         Примечание
-------------------------------+---------------+-------------------

Резисторы 5%-ные - многооборотные типа СП5-2ВБ или аналогичные.

R10 R12                         3.3K  5%        СП5-2ВБ
R23                             10K
R40                             10K   5%        СП5-2ВБ
R28                             470

-------------------- Конденсаторы ---------------------------------
Наименование                    Номинал         Примечание
-------------------------------+---------------+-------------------

Конденсаторы точные - полистирольные типа К71.

C1 C5 C6 C8 C18                 10 мкФ 25 В     К50-...
C2 C3                           2200 пФ 1%      К71-7
C4                              680 пФ
C7                              100 мкФ 25 В    К50-...
C9 C11                          4700 пФ
C10 C12                         1000 пФ
C13                             10 нФ   0.5%    К71-7
C14 C15 C16                     10 нФ
C17                             22 нФ

-------------------- Диоды ----------------------------------------
Наименование                    Номинал         Примечание
-------------------------------+---------------+-------------------

VD1 VD2 VD3 VD8 VD10            КД521
VD4                             КИПД-05А-1К     красный

-------------------- Транзисторы ----------------------------------
Наименование                    Номинал         Примечание
-------------------------------+---------------+-------------------

VT1 VT2 VT3 VT4 VT5             КТ3102          А...Е


-------------------- Микросхемы -----------------------------------
Наименование                    Номинал         Примечание
-------------------------------+---------------+-------------------

DA1 DA2 DA3 DA4 DA5             КР140УД1208
DD1                             К561ЛН2         К1554ТЛ2, MC14584
DD2 DD4                         КР1561ГГ1       К564ГГ1, К561ГГ1
DD3                             К561ИР2
DD5                             К561ТЛ1
 

Михаил Хохлов (UA9CIR)
620010 Екатеринбург а/я 324
телефон: 3432-274558 (дом)
email: смотри qrz.com
пакет: UA9CIR @ RK9CWW
КВ-диапазоны: RK9CWW

Возврат