> menu inklappen <
algemeen
adressen/contacten
equipment buy/sell
fail-gallery
press information
for sale!
weblog/news
apparatuur foto's
Elcom PAN2000
HP 331A distortion analyser
Leader LDM-815 dipmeter
Philips PM2524 multimeter
Rigol DS-1054Z
Sayrosa 261 frequency counter
Schlumberger FS30 / FSM500
APRS
APRS inleiding
APRS termen en definities
APRS protocol
radio instellingen
station types
SSID
symbolen
applicaties/software
internet info (realtime kaart)
hardware
(on)bemand zenden
banden
27Mc
FRS
LPD
PMR
componenten
(E)EPROM
crystals
resistor coding
connectoren
12VDC connector
coax connectors
documentatie
books
FUP1DZ manual
jargon
Morse code
NATO alphabet
Q-codes
radio notebook
serial port/RS232
elektronenbuizen
6H2N-EB / 6N2P / ECC83 / 12AX7
algemene informatie
ATP4 elektronenbuis
elektronenbuis codering
elektronenbuizen
gloeistroom/-spanning
IV-25 dot bar VFD
reactiveren/reformeren
stabilisatiebuizen
filters/combiners
23 cm duplex filter
Aerial Facilities BPD-410/420-3N
Celwave P522 UHF duplexer
Hoxin DX-720 diplexer
JWX triplexer broadcast/VHF/UHF
Kenwood LF-30A LPF
Motorola UHF cavity combiner
Radiosystem RS460 cavity BPF
stub filter
basics: diplexer or duplexer
surplus (defensie)
Racal Cougar introduction
Racal PRM4515L technical description
Racal PRM4515L data protocol
Racal Cougar SMT Amplifier TA4523L
Racal Cougar Fill Gun; MA 4083
Racal Cougar PRM1545L
LV-80 RF PA
Racal VRM5080
SEM35
SEM25 transceiver
SEM25 gloeispanning
SEM power distribution
SEM antennetuner (AGAT)
RT-3600 introduction
RT-3600 connector repair
CX-3600 power cable
LS-4621 loudspeaker unit
MT-4620 mounting
CG-5826 antenna cable
RT-4600 repair
AM-65/GRC
surplus service
NSN codes
surplus radio colors
document coding
surplus (industrie)
BBC Vericrypt 1100
Motorola GM950 (70 MHz)
Polyphaser
Rohill R-2050
Teletron/Condor
Teltronic M-250
surplus (telefonie)
Ericsson F-955
Ericsson F-955 modifcations 2017
Ericsson RS203/RS2062
Radiosystem monitoring unit
Radiosystem RS950
Radiosystem RS951
Rohde & Schwarz CMD53
mechanica
lathe
krimplak
schroefdraad
verspanen
meetapparatuur
10/20/30 dB RF attenuator
Agilent 8591C
BG7TBL 10 MHz bandpass filter
BG7TBL noise source
Bird 8201 dummy load
Daiwa CN-101L
Daiwa CN-801
HP 8782B vector signal generator
HP P382A verzwapper
impedance converter 50/75 Ohm
x-tal tester (DIY project)
Krohn-Hite 4100 signal generator
Marconi 2955A
Marconi TF2163
Radiosystem AB dummy load
Rigol DSA815-TG
Rohde & Schwarz CMT54
Rohde & Schwarz CMU200
Rohde & Schwarz ZVM
Rohde&Schwarz SMT 02
Spinner dummyload
Zetagi DL50 dummyload
tijdstandaard/GPSDO/OSC
10 MHz distribution amplifier
10 MHz low pass filter
BG7TBL GPSDO
Frequency Electronics FE-5680A
GPSDO time display
HP 10811 OCVCXO
leap second
RS920 10MHz oscillator
timestandard (general)
tijdstandaard; VE2ZAZ
time standard; W5OJM
Trimble 34310-T OCVCXO
Yaesu FT-8x7 (TC)XO
meetapparatuur (info)
(poor mans) spectrum analyser
dummyload
frequentieteller
functiegenerator
meetverzwakker
octopus component tester
oscillator adjustment
staandegolfmeter
Step Attenuator
test- en meetapparatuur
modificaties
Counter 1 MHz input mod.
Icom IC-756PRO fan mod
Yaesu FT-897/FT-897D
Yaesu MH-48 lock mod
naslagwerk
(coax) kabels coderen
AWG wire table
coax kabels testen
checking, cleaning and overhauling
DTMF
Yaesu FT-8x7 CAT port
paneelbouw
s-meter
Selcall / 5TVO
output impedance
projecten
afregelen FT-8x7(D)
counter prescaler
CTCSS module
FT-2000 headset
FT-2000 remote
FUP1DZS meetzender
Geloso G.1/1040-A
Geroh AKAC019 liermast
go-kit FT-7800
headset (Avcomm)
RF power amplifier
hoofdtelefoon versterker PL500
Icom IC-25E
Kerona AR-301 rotor
KLV 400 RF PA ombouw
MFJ-948 antenna tuner
Nixie clock
parallelle poort controller
Pixie CW TX
programmeren FT-8x7
TH-D7E tracker
uTracer 3+
VSWR SA meetbrug
Yaesu FT-857/897 meter
zwaai Alinco DR-135E MkII
publicaties
elektromigratie in filters
Ruisvrij squelch schakelen
SINAD
modems/trackers
AEA PK88 TNC
Baycom modem
Byonics TinyTrak 4
Byonics TinyTrak3
DK9SJ TNC2S TNC
TNC7multi / TNC2multi
antennetuners
Ameritron ATR-20 tuner
MFJ-901b antennetuner
MFJ-948 antennetuner
MFJ-971 antenna tuner
antennes
Diamond X-30N antenna
Logper antenna 1,35...9,5 GHz
voedingen
Maas/KPO/Manson SPA-8230 voeding
Samlex SEC 1223 voeding
(zend)ontvangers
Baofeng UV-5R
Icom IC-2e
Icom IC-705
Icom IC-706
Icom IC-7100
Icom IC-7300
Kenwood TH-D7E
Kenwood TS-830M
QYT KT-8900
Telefunken ELK 639
Triple-P TXU-1256 repeater
Wouxun KG-UVD1P
Wouxun speakermike
Yaesu FT-101E
Yaesu FT-1500M
Yaesu FT-1802
Yaesu FT-2000
Yaesu FT-2800M
Yaesu FT-3D portofoon
Yaesu FT-7800
Yaesu FT-817
Yaesu FT-857(D)
Yaesu FT-897(D)
Yaesu FT-8x7 serie
Yaesu FT-991
Yaesu FTM-100
reparaties
capacitors
Geloso 3227 versterker
Icom IC-706mkIIG
Kenwood TS-830M
LeCroy waveAce 2004
Lorenz SEM25
Yaesu FT-817
Yaesu FT-897D
schakelingen
elektret microphone
Time Domain Reflectometer
theorie
aarding
antennetuner
waves
snubber diode
gereedschap
Minipro TL866 programmer
Velleman VTSSC50N soldering station
Yihua 852D+ soldeering station
ZD-409 desoldering tweezer
ZD-915 desoldering station
EMC/EMI
9/150 kHz HPF
decoupling capacitors
ESH2-Z5 LISN
Line Impedance Stabilisation Network
werkplek
component archive
soldering
workshop tips
veiligheid
Beryllium oxide
EM veldsterkte
radioactiviteit
harardous radiation?
avionica
Avionics 'virus'
Avionics safety!
Avionics power
Avionic basics
Eicor Class-A Inverter
Racal 80794 CDU
Smiths Radio Altimeter
Smiths Director Horizon H6
Smiths Fuel Quantity Indicator
Bendix turn and slip indicator
Ferranti FTS 21T turn and slip indicator
Ferranti FEI30 display unit
Kearfott vertical gyroscope
VDO ST443-3 Nozzle Position Indicator
Tornado TV TAB DU: introduction
Tornado TV TAB DU: original use
Tornado TV TAB DU: frame module
Tornado TV TAB DU: wire harness
Tornado TV TAB DU: keyboard module
Tornado TV TAB DU: CRT module
Tornado TV TAB DU: LVPS
Tornado TV TAB DU: HVPS
Tornado TV TAB DU: A1 PCB
Tornado TV TAB DU: A2 PCB
Tornado TV TAB DU: A3 PCB
Tornado TV TAB DU: A4 PCB
Tornado TV TAB DU: A5 PCB
Tornado TV TAB DU: A6 PCB
Tornado TV TAB DU: reverse eng.
overig
Gamma Scout
PI3WAD V1
SV500 radiation meter
|
Ruisvrij squelch schakelen
|
Ruisvrij squelch schakelen
|
Aan het einde van het ontvangen van een (analoog) radiosignaal, schakelt het squelch circuit de audio doorgaans uit. Helaas is er aan het einde van een uitzending een korte stoot ruis hoorbaar tussen het de ontvangen modulatie en het uitschakelen van de ruis. Persoonlijk vind ik dit onhandig omdat een stoot ruis onnodig de aandacht trekt als er geen relevant gesprek wordt ontvangen. Ook bij zacht modulerende stations is de “klap met ruis” aan het einde van een uitzending onprettig. Hier is gelukkig een oplossing voor! De werking hiervan wordt, met achtergrondinformatie, in dit artikel toegelicht.
|
Inleiding
|
Per toeval ben ik met Daan; PA3BCI aan de praat geraakt over een Kyodo KG-105 mobilofoon. Omdat ik eerder met een Kyodo repeater aan het reverse engineeren ben geweest met (nagenoeg) dezelfde PLL print, was mijn interesse in de mobilofoon gewekt. In een bijzin vertelde Daan dat er een zogeheten emmertjesgeheugen aanwezig is waardoor er geen ruis stoot is voor het inschakelen van de squelch na een ontvangen uitzending. Door mijn persoonlijke 'irritatie' over deze ruis stoot en de onbekendheid van een emmertjes geheugen is mijn interesse hierin gewekt. Ik ben op zoek gegaan naar meer informatie en zo is patent 3,979,679 van 7 september 1976 gevonden over deze techniek, de werking van een emmertjesgeheugen heb ik uitgeplozen en Leo; PA0LMD wist mij te vertellen dat PI3EHV in 1978 al uitgerust was met deze techniek.
|
Het (voort)bestaan van deze website wordt mede mogelijk gemaakt door aanbieden van onderstaande reclame.
|
Theoretische werking
|
Kort samengevat komt het er op neer dat de ontvangen audio iets vertraagd wordt weergegeven en dat de squelch iets later 'open' gaat zodra er geen ruis meer wordt ontvangen ofwel er een gewenst signaal wordt ontvangen. Dit klinkt misschien abstract waardoor nadere uitleg prettig is. Op onderstaande afbeelding uit het patent [1] staan vier signalen getekend.
 Het bovenste signaal op de afbeelding representeert de ontvangen 'kale' gedemoduleerde audio. Bij 31 is breedbandige ruis weergegeven zoals aanwezig als er geen signaal wordt ontvangen. Bij 30 verdwijnt de ruis omdat er een draaggolf wordt ontvangen. Bij 32 is stilte zichtbaar (een draaggolf zonder audio). De tweede lijn van boven laat de reguliere squelch schakeling zien. Zodra er een draaggolf wordt ontvangen, ofwel geen breedbandige ruis aanwezig is, schakelt de squelch in met een zekere tijdvertraging T1. De vertraging T1 komt doordat het schakelen van de squelch enige tijd nodig heeft, dit is geen opzettelijke vertraging. Deze zelfde vertraging is ook aan het einde van de ontvangen audio. Doordat er een tijdvertraging is tussen het einde van de audio en het activeren van de squelch, is er even een stoot ruis hoorbaar. Het is de bedoeling dat deze ruis geëlimineerd wordt. Sneller schakelen van de squelch is helaas niet mogelijk waardoor een andere oplossing nodig is. Wanneer de gedemoduleerde audio vertraagd wordt van minimaal lengte T1, wordt er tijd “gewonnen” zodat de ruis aan het einde van de uitzending wegvalt zoals gewenst. De onderste lijn van bovenstaande afbeelding laat het vertraagde signaal zien. Hier is zichtbaar dat door de vertraging de ruis pas verschijnt als de squelch al uitgeschakeld is bij t5. De tijd tussen t5 en t6 is voldoende zodat de ruis niet meer hoorbaar is na de ontvangen uitzending. Een nadeel is dat de ruis nu aan het begin van de uitzending hoorbaar is… Het probleem van de ruis is verplaatst. Het effect van de ruis aan het begin van de uitzending is wel te elimineren door de squelch tijd T1 iets langer vast te houden. De audio blijft hiermee met lengte T1 onderdrukt zodat de ruis aan het begin van de uitzending. Hiermee is gewenste situatie bereikt omdat de audio ruis niet meer hoorbaar is bij “normale” squelch schakeling.
|
Praktische uitvoering van audio pad
|
De theorie moet wel praktisch gemaakt worden om het in de praktijk te kunnen gebruiken. Op onderstaeande afbeelding is het voorgestelde blokschema zichtbaar uit het patent.
 De demodulator 10 demoduleert het ontvangen signaal zodat signaal 13 de ontvangen audio (of ruis wanneer er geen ontvangst is) bevat. Laagdoorlaatfilter 12 laat alleen de signalen onder 6 kHz door omdat voor een communicatie ontvanger geen hogere audio frequentie dan 3 kHz aanwezig is. En wanneer er hogere frequenties in de delay terecht komen, kan dat voor ongewenste audio producten zorgen. De delay bij nummer 14 is de chip dat het audiosignaal “vertraagd”. Deze specifieke chip is later in dit artikel toegelicht. Noot: Het signaal wordt niet langzamer afgespeeld, maar het ingekomen signaal komt in het tijddomein iets later uit de uitgang. De audio dat in de tijd iets 'achter loopt' bij nummer 15 wordt via de squelch “poort” 16 geschakeld. Wanneer deze gate open schakelt door signaal 19, wordt de audio uit uitgang 18 hoorbaar.
|
Het (voort)bestaan van deze website wordt mede mogelijk gemaakt door aanbieden van onderstaande reclame.
|
Praktische uitvoering van squelch pad
|
Om te weten wanneer de squelch moet schakelen, moet er onderscheid gemaakt worden tussen gewenst en ongewenste signalen. Uit de demodulator 10 komt zowel de ruis als de gewenste audio. De gewenste gedemoduleerde audio heeft nooit hogere frequenties dan 6 kHz omdat de zender geen tonen boven 3 kHz uitzendt. Wanneer er geen gewenst audiosignaal wordt ontvangen, is er echter wel breedbandige ruis uit de modulator 10 aanwezig. Wanneer de ruis en gedemoduleerde audio door een 6 kHz hoogdoorlaatfilter 23 wordt geleidt, komt er geen gewenst ontvangen audio doorheen omdat er geen audio is van meer dan 3 kHz. De breedbandige ruis wanneer er geen signaal ontvangen wordt, heeft echter wel signalen boven 6 kHz. Achter de hoogdoorlaatfilter 23 is een detector 24 geplaatst dat de audio energie omzet in een gelijkspanning. Denk bij deze detector aan een samenstelling van een diode en een condensator dat proportioneel is aan de audio energie boven 6 kHz. Dus als er audio (tot 3 kHz) wordt ontvangen komt er (nagenoeg) geen gelijkspanning uit detector 24. Wanneer er geen gewenst audio signaal wordt ontvangen, is er breedbandige ruis waardoor er na detector 24 wel een gelijkspanning op lijn 21 aanwezig is. De gelijkspanning 21 wordt aangeboden aan de comparator evenals een referentiespanning. Wanneer de gelijkspanning 21 van detector 24 boven een zeker niveau komt, betekent dat er ruis is en er dus geen gewenst signaal wordt ontvangen. Het referentie signaal is doorgaans gekoppeld aan de squelch knop zodat de drempelwaarde manueel naar wens ingesteld kan worden. Op de delay na, is er weinig anders dan een “gemiddelde” ontvanger. Bij de eenzijdige vertraging 22 wordt er iets belangrijks geïntroduceerd.
|
Eenzijdige vertraging
|
De eenzijdige vertraging is een integraal onderdeel van dit squelch systeem. Zie hiervoor de schakeling op onderstaande afbeelding.
 Deze eenzijdige vertraging kan vergeleken worden door een tijdrelais met inschakelvertraging. Deze eenzijdige vertraging zorgt ervoor dat de squelch vertraagd ingeschakeld wordt zonder dat het uitschakelen vertraag wordt. In de rust situatie is het ingaande signaal 0V. De ingang 29 van de comparator 30 is daarmee ook 0V. Wanneer de ingang van het circuit (als gevolg van een ontvangen signaal en dus geen ruis) naar –V gaat, gaat condensator 26 opladen doordat er een (weliswaar negatief) spanningsverschil ontstaat. De snelheid van het laden wordt door de capaciteit van condensator 26 bepaald en door weerstand 27. Hoe meer capaciteit de condensator heeft, des te langer deze laadt. Hoe groter hoger de weerstand waarde is, des de meer wordt de stroom geremd en laadt de condensator langzamer. Naar mate de condensator oplaadt, zal de spanning 29 richting –V gaan. Wanneer de condensator vol is, is de spanning op punt 29 gelijk aan –V. Op dit moment zijn de ingangen van de comparator beide –V en schakelt de uitgang van de comparator naar –V. De laadtijd van de condensator resulteert in een inschakelvertraging met tijd T. Wanneer de ontvangst stopt, gaat het ingangssignaal van de schakeling van –V naar 0V. Via diode 28 wordt de condensator direct ontladen waardoor signaal 29 meteen gelijk is aan 0V. Als gevolg hiervan schakelt de comparator 30 ook direct naar 0V. Het effect van de schakeling is dat de squelch vertraagd inschakelt en wel direct uitschakelt.
|
Het (voort)bestaan van deze website wordt mede mogelijk gemaakt door aanbieden van onderstaande reclame.
|
Samenwerking audio- en squelch pad
|
Terugkijkend naar de bovenste afbeelding wordt de samenwerking duidelijker. De vertraagde audio is zichtbaar op het onderste signaal van de afbeelding. De twee middelste signalen laten de squelch schakeling zichtbaar. De bovenste van de twee is het ‘traditionele’ squelch tijdsverloop. Het onderste squelch tijdverloop is met T2 vertraagd. Het samenstel van de onderste twee signalen van de afbeelding laat zien dat de gewenste situatie is bereikt. In de tijd dat de squelch open staat, wordt er alleen ontvangen audio doorgegeven en nooit ruis. In de praktijk moet de tijdsvertraging in relatie zijn tot de snelheid van squelch schakelen en de tijdsvertraging van squelch uitschakelen.
|
Bucket Brigade Delay chip
|
Om een audio vertraging te bereiken is een chip nodig dat de analoge audio in het tijd domein kan vertragen. Van oudsher is een bucket brigade delay (BBD) chip zoals de MN3207 mogelijk (in combinatie met de MN3102 klok generator chip). Een BBD chip is dat fragmenten van het ontvangen signaal in een aantal stappen doorgeeft naar de uitgang zoals weergegeven op onderstaande afbeelding.
 Het werkt als een rij brandweermannen die emmers met water doorgeven, vandaar de naam Bucket Brigade Delay. Een ingekomen signaal wordt doorgegeven aan een condensator in de vorm van lading en de lading wordt doorgegeven naar de volgende condensator in het ritme van een set klokpulsen. Er zijn twee kloksignalen nodig die ervoor zorgen dat de lading bij elke klok wissel een condensator verder wordt doorgegeven. In de praktijk is een keten van 1024 condensatoren een denkbaar aantal. De lengte van de keten en de snelheid van de klokpuls bepaalt samen de vertraging. Houdt er wel rekening mee dat als de frequentie van de klokpuls gelimiteerd is om dat anders de resolutie van het geluidssignaal te slecht kan worden. Het audiosignaal wordt immers in ‘stukjes geknipt’ (EN: samples). De maximale vertraging is doorgaans door de fabrikant bepaald. De MN3207 is bewezen effectief en goed betaalbaar. Opmerkelijk is wel dat DDB chips relatief duur zijn. Mogelijk om dat deze waarschijnlijk alleen nog voor gitaar effecten worden toegepast en de markt daarmee vrij klein is. Er zijn ook digitale vervangende chips, maar de MN3207 en MN3102 samen hebben minimale externe componenten nodig waardoor deze praktisch zijn.
|
Het (voort)bestaan van deze website wordt mede mogelijk gemaakt door aanbieden van onderstaande reclame.
|
Beperking door vertraging
|
Een eigenschap (of misschien nadeel) van de BBD squelch is dat de ontvangen audio licht vertraagd is en dat de ontvangst hiermee niet meer “realtime” is. In de praktijk hoeft de vertraging niet meer te zijn dan de tijd dat de squelch nodig heeft om na een ontvangst in te schakelen. In de praktijk is 0,05…0,2 seconden een werkbare vertraging. Tijdens een radioverbinding zal deze vertraging redelijkerwijs geen problemen opleveren, maar in specifieke toepassingen waarbij een realtime signaal nodig is kan dit bezwaarlijk zijn. Doordat het audiosignaal ook gesampled wordt, gaat de kwaliteit ook omlaag. Voor communicatieradio is dit overigens niet merkbaar/bezwaarlijk. De audio uit de delay chip moet nog wel door een laagdoorlaatfilter omdat de samples blokgolven zijn geworden van verschillende amplitude. Hierdoor ontstaan er ook ongewenste boventonen. Een eenvoudig ‘LC laagdoorlaatfilter’ volstaat prima om een mooi geluidssignaal te verkrijgen.
|
Patent
|
In mijn ogen is deze BBD squelch een briljant systeem en ik heb mij dan ook verbaasd waarom het niet in commerciële apparatuur voor radiozendamateurs is toegepast. De schakeling is betrekkelijk eenvoudig en de kosten zijn daarmee beperkt. Denkbaar is dat het systeem niet is toegepast omdat het ontwerp gepatenteerd was en dat mogelijk licentie kosten voor gebruik een drempel zijn. Ook is het nut (bijna) ingehaald omdat communicatieapparatuur steeds meer digitaal gaat waarbij de DDB squelch niet meer relevant is. Een patent beschermt de ontwikkelaar zodat de investering van de ontwikkeling terugverdiend kan worden. Dit betekent dat je dit BBD squelch systeem wel voor jezelf mag bouwen en gebruiken, maar zolang het patent actueel is niet commercieel mag verkopen (tenzij er met de patenthouder een overeenkomst is natuurlijk). Het patent is ondertussen verlopen en het ontwerp mag dus commercieel worden toegepast. Bij dezen een hint naar de commerciële apparatuur bouwers.
|
Het (voort)bestaan van deze website wordt mede mogelijk gemaakt door aanbieden van onderstaande reclame.
|
Zelf bouwen
|
Ik ben voornemens om deze BBD squelch te integreren in mijn (commerciële) zendontvangers. Het audio pad moet onderbroken worden en er moet een vertraging worden gerealiseerd. Dit moet te doen zijn met de twee eerder genoemde chips. Ook moet de squelch vertraagd worden uitgeschakeld. Dit moet ook vast lukken met een eenvoudig logica chipje. Helaas heb ik nog geen ontwerp klaar dat ik kan delen, maar ik denk dat bovenstaande artikel voldoende inspiratie biedt om zelf aan het experimenteren te gaan.
|
Tot slot
|
Als het lukt om een werkende schakeling te maken op basis van bovenstaande principe, hoor ik het graag! Ik ben benieuwd naar de praktijk ervaringen.
|
Het (voort)bestaan van deze website wordt mede mogelijk gemaakt door aanbieden van onderstaande reclame.
|
Het aanbieden van de kennis via deze website kost tijd, energie en geld. Het is heel leuk om kennis te kunnen delen en anderen hiermee te kunnen helpen, maar ook alle kosten worden uit privé middelen voldaan. Er zijn onder andere kosten voor de hosting aanbieder om de site te kunnen laten bestaan. Mijn doel is om de inhoud aan te kunnen blijven bieden zonder reclame, maar de kosten worden hoger waardoor financiële middelen nodig zijn. Dus een bijdrage van €3 wordt zeer op prijs gesteld. Het is mogelijk om op een veilige manier een financiële bijdrage van €3 (of een veelvoud hiervan) te kunnen leveren. Klik op de knop hieronder om via Ko-fi een donatie te verzorgen.
|
|