Für alle SSTV- und Soundkarten Anwender

Für alle SSTV- und Soundkarten Anwender
Bedienungsanleitung TOSI 2000
Allgemeines
Nicht nur für Benutzer der Soundkarte, auch für Anwender eines Modems für SSTV und
Fax eignet sich die optische Trennbaugruppe TOSI 2000 mit der eine vollkommen
galvanische Trennung von PC und Funkgerät erreicht wird. Dadurch werden
Brummschleifen, HF-Einstrahlungen und sonstige Störgeräusche vermieden, die durch
unbeabsichtigte Ausgleichsströme im Verbindungskabel entstehen können. Mit einer
Isolationsspannungsfestigkeit von über 1kV wird der PC auch vor statischen Entladungen
über die Antenne des Funkgerätes oder benachbarte Blitzeinschläge geschützt.
Spezielle lineare Optokoppler garantieren eine verzerrungsfreie Übertragung des NFBandes bis weit über 20kHz in beide Richtungen. Die max. Aussteuerbarkeit liegt bei ca.
1V (2,6Vss). Ein spezieller Ausgang stellt eine auf Mikrofonpegel abgeschwächte
Signalspannung zur direkten Speisung des MIC-Einganges eines Transceivers zur
Verfügung.
Neben der galvanischen Potentialtrennung der NF-Signale enthält die Baugruppe eine
doppelte Pegelanzeige mit je acht LED, so dass auch Anwender ohne geeignete
Meßmittel über eine In-etwa-Anzeige verfügen und ihre peripheren Geräte, nicht wie
bisher, ohne jegliche Kenntnis der Pegelverhältnisse ansteuern müssen. Die PTTSteuerung des TOSI2000 funktioniert auf zwei verschiedenen Wegen: Falls die COMSchnittstelle über die jeweilige Anwendersoftware keinen geeigneten DC-Pegel
bereitstellen kann, wird vollautomatisch die interne VOX wirksam, die auf die ohnehin
anliegenden NF-Sequenzen anspricht. Als Kriterium für die Daten-VOX dient das
Aufleuchten der ersten LED im Sendekanal. Ist der NF-Pegel kleiner als dieser
festgelegte Wert, wird ohne ein DC-Signal (RTS) von der seriellen Schnittstelle nicht auf
Sendung geschaltet.
Wegen der großzügen Bauteilanordnung können sich auch weniger geübte Selbstbauer
an den Bausatz heranwagen: Für die Inbetriebnahme sind keine speziellen Meßmittel
erforderlich, ein preiswertes Vielfachmeßgerät genügt, weil die kritischen Bauteile bereits
vorselektiert zur Auslieferung kommen. TOSI2000 ist für ein kleines ISEL-Gehäuse
ausgelegt und paßt sich damit gut an ähnliche Geräte wie SSTV- oder FAX-Konverter,
TNC etc. an. Wenn es sauber aufgebaut ist, macht es sich auch ohne Gehäuse, nur mit 4
Füßen versehen, ganz nett. Es wird nur eine Spannungsversorgung benötigt, die aus
dem Game-Port erfolgt. Ein DC/DC-Wandler versorgt intern den potentialgetrennten Teil
auf der Transceiverseite.
Technische Daten
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2 Kanäle (Senden und Empfangen)
max. Ein-/Ausgangsspannung: 1V (2,6Vss)
Ausgangsspannungen: Pegel AF out = AF in, AF out MIC = AF in * 0,0046
Frequenzbereich: 10Hz - 20kHz
Kapazität zwischen den Gruppen ‚PC‘ und ‚Transceiver‘: ca. 50 pF
Isolationswiderstand zwischen den Gruppen: > 10 MOhm
Pegelanzeige: 2 * 8 LED’s
PTT-Steuerung über VOX oder Schaltsignal aus PC
Spannungsversorgung: 5V +0,2V –0,1V, max. 200mA (aus Gameport)
Isolationsspannung: ca. 1kV (Kein Erzeugnis im Sinne von IEC 664/VDE 0110 !)
Anschlüsse: 2 * 5pol. DIN-Buchsen
Abmessungen: 160*100mm
Fa. E. Thiem, Jean-Hofmann-Str. 21, 63500 Seligenstadt, Tel. 06182-290366, Fax – 290367
Email: info@thiem-work.de
Internet: www.thiem-work.de.
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Bedienungsanleitung TOSI 2000
Blockschaltbild des TOSI 2000
ACHTUNG ! Niemals mehr als 5,6V Versorgungsspannung anlegen, dies würde zur
Zerstörung des DC/DC-Wandlers führen.
Anschluß an PC und Transceiver
Zum Anschluß des TOSI 2000 an Transceiver und PC wird jeweils ein 5poliger DINStecker benötigt. Die Audio-Anschlüsse der Soundkarte sind meist als 3,5mm
Klinkenbuchsen ausgeführt. Bei Verwendung des Mikrofoneinganges genügt ein MonoStecker, beim ‚Line in‘ – Eingang sollte eine Stereoausführung verwendet werden, wobei
es sinnvoll ist, die Anschlüsse für rechten und linken Kanal miteinander zu verbinden.
Beim ‚Audio out‘ – Ausgang muß auf jeden Fall ein Stereostecker verwendet werden bei
dem aber nicht rechter und linker Kanal direkt verbunden werden dürfen. Entweder man
verwendet nur den linken Kanal (Kontakt ganz vorne) oder es werden beide über einen
Widerstand von ca. 1kOhm verbunden. Alle Audio-Verbindungen sollten, wie üblich, mit
abgeschirmten Leitungen vorgenommen werden. Die Abschirmungen werden mit dem
GND-Anschluß verbunden.
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Bedienungsanleitung TOSI 2000
Prinzipieller Anschluß
des TOSI 2000
Belegung der DIN-Buchsen
Buchse X2 – PC
Pin-Nr.
Signal
Funktion
1
2
3
Audio in
GND
PTT in
4
5
PE
Audio out
+5V in
Schirm
Einspeisung des Audio/Line-out Signals der Soundkarte
Signal-Ground/Masse-Anschluß
Einspeisung eines Schaltsignals zur Steuerung der
Sende-/Empfangsumschaltung
NF-Signal-Ausgang zur Soundkarte
Einspeisung der Betriebsspannung vom GamePort
Stecker-Abschirmung
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Bedienungsanleitung TOSI 2000
Buchse X1 – Transceiver
Pin-Nr.
1
2
3
4
5
PE
Signal
Funktion
Audio out
GND
PTT out
NF-Signal-Ausgang zum Transceiver (hoher Pegel)
Signal-Ground/Masse-Anschluß
Schaltsignal-Ausgang zur Steuerung der
Sende/Empfangsumschaltung
Audio in
Signal-Eingang (vom Transceiver, z.B. Lautsprecher)
Audio out MIC NF-Signal-Ausgang zum Transceiver (niedriger Pegel)
Schirm
Stecker-Abschirmung
Betriebsspannung
Der TOSI 2000 benötigt nur eine Versorgungsspannung von 5 Volt, die aus dem bei
Soundkarten (fast) immer vorhanden Gameport (15-pol Sub-D - Buchse) abgegriffen
wird. Diese Spannung versorgt direkt den Teil der Elektronik, der auf ‚PC-Potential‘ liegt
und über einen DC/DC-Wandler den dazu potentialgetrennten Teil auf ‚TransceiverPotential‘. Es ist zu beachten, dass diese Spannung im Bereich von 4,90V bis 5,3V liegen
sollte, was der PC auch meist hergibt. Die Anschlüsse +5V und GND der Sub-D Buchse sind mit Leitungen ausreichenden Querschnittes ( > 0,5 mm² ) mit den
entsprechenden Pins der Buchse ‚X2 PC‘ zu verbinden. Es kann selbstverständlich
auch ein separates Netzteil verwendet werden. Dabei ist darauf zu achten, dass dessen
Ausgangsspannung stabilisiert bzw. geregelt ist, sie in dem angegebenen Bereich liegt
und vom Transceiver und dessen Spannungsversorgung potentialgetrennt ist.
Abgriff der 5V - Versorgungsspannung am
15poligen Sub-D-Steckverbinder Midi/Game bei
PC-Soundkarten, Blick von vorn auf die
Buchsenleiste.
Ein- und Ausgangssignale
Der TOSI2000 stellt das an einem ‚Audio in‘ eingespeiste NF-Signal mit weitestgehend
gleichem Pegel an dem dazugehörigen Ausgang wieder zur Verfügung. Bedingt durch
Exemplarstreuungen aller im NF-Zweig liegenden Bauteile läßt es sich nicht vermeiden,
daß trotz Selektion eine Differenz zwischen Ein- und Ausgangspegel von max. +- 10%
auftritt. Im praktischen Betrieb ist dies aber nicht weiter von Bedeutung. Die
Pegelanzeige zeigt auf jeden Fall die jeweilige Ausgangsspannung unabhängig
irgendwelcher Streuungen an. Die Spannung am ‚Audio out Mic‘ – Ausgang ist um den
Faktor 0,0463 niedriger als die am ‚Audio out‘ - Anschluß. Normalerweise benötigt jeder
Transceiver nur wenige mV Signalspannung am Mikrofoneingang, maximal sind dies
etwa 30mV. Dem wurde bei der Bemessung des internen Spannungsteilers und der
Pegelanzeige Rechnung getragen.
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Bedienungsanleitung TOSI 2000
Folgende Tabelle zeigt die Anzahl leuchtender LED’s in Abhängigkeit von der
Ausgangsspannung:
LED‘s
keine
1
2
3
4
5
6
7
8
Audio out[mV]
kleiner 10
ab 10 bis 50
ab 50 bis 125
ab 126 bis 200
ab 201 bis 275
ab 276 bis 440
ab 441 bis 600
ab 601 bis 750
größer 750
Audio out Mic[mV]
kleiner 0,46
ab 0,47 bis 2,78
ab 2,33 bis 8,10
ab 5,80 bis 15,09
ab 9,27 bis 22,04
ab 12,74 bis 33,15
ab 20,38 bis 48,20
ab 27,79 bis 62,55
größer 34,733
Eigener Teiler
Wird ein eigener Spannungsteiler verwendet, können Sie die dazu passenden Werte in
die freie Spalte der Tabelle eintragen.
PTT/VOX
Zur PTT-Steuerung dient ein Transistor, der über einen Schutzwiderstand den
entsprechenden Eingang des Transceivers nach GND schaltet. Er kann einen maximalen
Strom von ca. 100mA liefern. Sollte dies nicht ausreichen bzw. eine abweichende Art der
Sende-/Empfangsumschaltung vorliegen, so kann dies z.B. mit einem extern
anzuschließenden Relais erfolgen.
Die Umschaltung des Transceivers auf Senden geschieht automatisch, sobald vom PC
ein Audiosignal geliefert wird. Zusätzliche Leitungen zur PTT-Steuerung werden nicht
benötigt.
Sollte diese Automatik nicht gewünscht werden, so entfernen Sie bitte den Widerstand
R58 und schließen die externe Steuerung am Pin 3 (PTT in) der Buchse PC (X2) an. Fast
alle Programme liefern dafür ein Sende-/Empfang-Umschaltsignal, welches meist an
einem Pin der seriellen Schnittstelle erscheint. Konsultieren Sie hierzu bitte die
Dokumentation der verwendeten Software.
Hinweise
Obwohl die Baugruppe über einen ‚Low-Level‘ – Ausgang verfügt, der direkt mit dem
Mikrofoneingang des Transceivers verbunden werden kann, ist zu bedenken, dass es
immer problematisch ist wenige mV über längere Distanzen zu übertragen. Es kann
daher günstiger sein den ‚normalen‘ Ausgang zu verwenden und die Spannungs-teilung
direkt am Mikrofonstecker durchzuführen. Evtl. Fremdspannungs -Einstreuungen werden
dadurch vermieden.
Vorschlag für einen Spannungsteiler direkt am Mike-Eingang der den Pegel um den Faktor
0,0099 herabsetzt.
In umgekehrter Richtung wird meist der Lautsprecher oder Kopfhörer-Ausgang des
Transceivers verwendet. Manchmal findet man auch einen besonderen NF-Ausgang, der
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Bedienungsanleitung TOSI 2000
vor dem Lautstärkeeinsteller abgezweigt wird. In beiden Fällen ist der Pegel hoch genug
um den ‚Line in‘ – Eingang der Soundkarte zu verwenden. Der Mikrofoneingang ist
hochempfindlich und sollte nur in Ausnahmefällen benutzt werden.
Die Empfindlichkeit der LED-Anzeige ändern:
Wir haben versucht einen bestmöglichen Kompromiß zu finden, aber es gibt doch die
eine oder andere Anwendung, die eine Anpassung erforderlich machen kann. Der
Widerstand R40 ist für LR2 und R37 für LR1 zuständig. Größere Werte erhöhen die
Empfindlichkeit, kleinere erniedrigen sie. Eingebaut sind 100 kOhm, es können also für
eine höhere Empfindlichkeit z.B. 220 kOhm gewählt werden.
Die Verstärkung ändern:
Der TOSI2000 reicht, von geringen Exemplarstreuungen abgesehen, die Amplitude des
Eingangspegels weitestgehend mit gleichem Pegel an den jeweiligen Ausgang durch. Bei
Bedarf kann diese Verstärkung von etwa 1 durch Verändern der Widerstände R23 und
R24 für den jeweiligen Kanal geändert werden. Kleinere Werte erhöhen den Ausgangspegel, größere erniedrigen ihn.
Ansprechempfindlichkeit der VOX ändern
Gelegentlich kommt es vor, dass die eingebaute VOX anspricht, wenn vom Transceiver
ein NF-Signal geliefert wird, dass eigentlich nur an die Soundkarte gelangen soll. Dies
liegt nach unseren Untersuchungen an einer etwas zu ‚weichen‘ Betriebsspannung der
5V aus dem Gameport bzw. des verwendeten Netzteils. Wenn der Widerstand R11 von
330 Ohm auf 680 Ohm geändert wird, erhöht sich die Ansprechschwelle und der Effekt
sollte beseitigt sein.
ACHTUNG: Bei der Konfiguration der Soundkarte ist selbstverständlich darauf zu achten,
dass deren Eingangssignal nicht an den Ausgang durchgeschleift wird !
Probleme mit der Spannungsversorgung aus der Soundkarte
Gelegentlich kommt es vor, dass eine Art Schwingen des TOSI auftritt. Die Ursache dafür
liegt meist in der Spannungsversorgung aus dem Gameport, der nicht genügend Strom
liefern kann. Hier hilft nur eine externe Versorgung oder eine preisgünstige PCSteckkarte, die dessen interne Spannungen außen zur Verfügung stellt. ( z.B. von
Conrad electronic)
Wer sich über die vielfältigen Einstell- und Anschlußmöglichkeiten einer Soundkarte nicht
so ganz sicher ist, verweise ich auf eine hervorragende 5-teilige Artikelserie von OM
Klaus Raban, DG2XK, in der Zeitschrift ‚Funkamateur‘ Heft 5-9/2000, die den Titel: ‚Die
Soundkarte und ihr Einsatz im PC des Funkamateurs‘ trägt.
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