home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ QRZ! Ham Radio 4 / QRZ Ham Radio Callsign Database - Volume 4.iso / files / dsp / 320c26 / tor306.exe / MODEM1.TXT < prev    next >
Text File  |  1993-07-30  |  8KB  |  261 lines
  1.                  ANALOG RTTY/AMTOR/PACTOR MODEM 
  2.  
  3.                            MODEL AN-93
  4.  
  5.  
  6.  
  7. J.B. Forrer
  8. 26553 Priceview Drive
  9. Monroe, OR 97456
  10. United States of America
  11.  
  12.  
  13.  
  14. In response to numerous requests for a good performing HF modem
  15. to be used in conjunction with PC-based software TNC's, a modem
  16. based on proven and tested principles was developed. The AN-93
  17. design is a compact, low cost solution for both advanced and
  18. beginning HF-digital enthusiasts.
  19.  
  20. The AN-93 modem is now available as a kit of parts, or
  21. alternatively in assembled modular form.
  22.  
  23. Note: The kit is for advanced constructors only. You will be
  24.      working with tiny parts that are quite fragile. Please do
  25.      not attempt this project if you do not have a pencil-style
  26.      low-wattage soldering iron, and a steady hand. You have been
  27.      warned.
  28.  
  29. There are two PCB's - one contains all parts for the demodulator,
  30. the other contains the display unit and A/D convertor. Both
  31. boards are required because connections to the outside world are
  32. routed through them.
  33.  
  34. The parts kit consists of:
  35.  
  36.       1% resistors, 5% resistors, capacitors
  37.       switching, germanium, and zener diodes
  38.       transistors, IC's, multiturn potentiometers
  39.       LED display, IC sockets
  40.       5V voltage regulator, DC power connector
  41.       RJ11 phone socket, IDC board interconnect plugs
  42.  
  43. You will need to supply your own enclosure and wall-mounted 9V
  44. 150mA psu.
  45.  
  46. It is a neat idea to mount the two boards piggyback on a low-cost
  47. serial/parallel IO card and steal the +/- 12V power from the PC.
  48. Connection to the RS232 may be made through a modified header
  49. cable. The connection to your rig could be made through a
  50. connector mounted on a backplate in a spare slot. A 5 pin DIN
  51. sounds like a good connector for this purpose. If you mount the
  52. modem internally and wish to use the LED tuning display, you will
  53. have to fabricate a IDC connector to mount the LED display
  54. remotely. 
  55.                       AN-93 specifications
  56.  
  57.  
  58.  
  59. 1.  Compact active filter design.
  60.  
  61. 2.  170 Hz shift. Operation at 200 Hz shift is possible
  62.     with re-alignment.
  63.  
  64. 3.  2125/2295 Hz tones.
  65.  
  66. 4.  Data rates up to 200 baud.
  67.  
  68. 5.  Extensive filtering, combined with a well-balanced
  69.     discriminator and post-discriminator signal processing,
  70.     ensures good performance even under adverse conditions.
  71.  
  72. 6.  Computer data interface provides both hard, and "soft"
  73.     signals for implementation of advanced error correction
  74.     software techniques.
  75.  
  76. 7.  Useful bargraph tuning indicator as well as ±1V discriminator
  77.     channel output for X-Y oscilloscope displays.
  78.  
  79. 8.  Standard RS232 interface for data and PTT.
  80.  
  81. 9.  Provides for ±5V fsk keying.
  82.  
  83. 10. Powered by a 9V 150mA wall-mounted supply.
  84.  
  85.                        AN-93 description
  86.  
  87.  
  88.  
  89. A brief description of the modem's architecture follows:
  90.  
  91. ┌───────────────────────────────────────────────────────────────┐
  92. │                                                               │
  93. │(A)┌─────┐  ┌───────────────┐  ┌───────────────┐  ┌───────┐    │
  94. │>>─│ AGC ├──┤ PRE-FILTER HP ├──┤ PRE-FILTER LP ├──┤LIMITER│    │
  95. │   └─────┘  └───────────────┘  └───────────────┘  └───┬───┘    │
  96. │                                                      │        │
  97. │            ┌───────────────┐  ┌───────────────┐      │        │
  98. │            │    ACTIVE     ├──┤  MARK FILTER  ├──────┤        │
  99. │            │               │  └───────────────┘      │        │
  100. │      ┌─────┤               │  ┌───────────────┐      │        │
  101. │      │     │   COMBINER    ├──┤ SPACE FILTER  ├──────┘        │
  102. │      │     └───────────────┘  └───────────────┘               │
  103. │      │                                                        │
  104. │      │     ┌───────────────┐  ┌───────────────┐  ┌──────┐  (B)│
  105. │      └─────┤ POST DISC LP  ├┬─┤      ATC      ├──┤SLICER├─>>  │
  106. │            └───────────────┘│ └───────────────┘  └──────┘     │
  107. │      ┌──────────────────────┘                                 │
  108. │      │     ┌───────────────┐  ┌─────────────┐                 │
  109. │      ├─────┤BARGRAPH DRIVER├──┤ █▒▒▒▒▒▒▒▒█  │                 │
  110. │      │     └───────────────┘  └─────────────┘                 │
  111. │      │     ┌───────────────┐   (C)                            │
  112. │      └─────┤ A/D CONVERTOR ├──>>                              │
  113. │            └───────────────┘                                  │
  114. └───────────────────────────────────────────────────────────────┘
  115.  
  116.  
  117.  
  118. AGC
  119.  
  120.  
  121.  
  122. The first stage is an automatic gain control (AGC). This stage is
  123. for coping with an extremely large dynamic input range. The time
  124. constants for AGC action does not interfere with the rhythm of
  125. either AMTOR or PACTOR operation. AGC action starts at roughly
  126. 100 mV of signal. The merits of AGC has been debated in the past,
  127. however, without some form of signal level control, severe
  128. distortion could occur in the filter stages.
  129.  
  130.  
  131.  
  132. Pre-filter bandpass
  133.  
  134.  
  135.  
  136. The pre-filter bandpass is implemented with separate third order
  137. highpass and lowpass active filter. The required bandwidth for
  138. pre-filter bandpass filters for RTTY, AMTOR, and PACTOR are
  139. summarized in the table below.
  140.  
  141.  
  142.  
  143.     ┌───────────────────────┬────────┬─────────────────────┐
  144.     │       Signalling rate │ Shift  │ Occupied bandwidth  │
  145.     │             bps       │   Hz   │         Hz          │
  146.     ├───────────────────────┼────────┼─────────────────────┤
  147.     │RTTY       45.45       │  170   │        216          │
  148.     │             50        │  170   │        220          │
  149.     │             75        │  170   │        245          │
  150.     │            110        │  170   │        280          │
  151.     │AMTOR       100        │  170   │        270          │
  152.     │PACTOR      100        │  200   │        300          │
  153.     │            200        │  200   │        400          │
  154.     └───────────────────────┴────────┴─────────────────────┘
  155.  
  156.  
  157.  
  158. The effective response of the HP/LP pre-filter is wider than the
  159. required maximum. The measured -6dB (half voltage point)
  160. bandwidth is in excess of 1 Khz.
  161.  
  162.  
  163.  
  164. Limiter
  165.  
  166.  
  167.  
  168. The output from the pre-filter is hard limited before being
  169. applied to the mark and space channel discriminator filters. 
  170.  
  171.  
  172.  
  173. Channel filters
  174.  
  175.  
  176.  
  177. A pair of bi-quad active filters are used in the discriminator. 
  178. There obviously is a compromise for optimal bandwidth of the
  179. channel filters to accommodate a range of bit rate between 200
  180. and 45.45 bps and 170 Hz shift. 
  181.  
  182. The occupied channel bandwidth is approximately 300 Hz.
  183.  
  184.  
  185.  
  186. Scope output
  187.  
  188.  
  189.  
  190. Outputs from the channel filters are buffered for oscilloscope
  191. tuning purposes.
  192.  
  193.  
  194.  
  195. Detection and post-detection filter
  196.  
  197.  
  198.  
  199. Recovery of the modulation is though rectification. The combined
  200. signal is further low-pass filtered to remove the carrier tones
  201. and thus producing the recovered modulation signal. The post
  202. discriminator low-pass filter, is a third-order Chebycheff active
  203. filter with a cutoff of approximately 200 Hz. This allows for
  204. high speed PACTOR demodulation.
  205.  
  206.  
  207.  
  208. ATC and slicer
  209.  
  210.  
  211.  
  212. To cope with signals that are slightly off frequency, an
  213. automatic threshold corrector (ATC) is used. This circuit will
  214. track unsymmetry in discriminator output signal due to slightly
  215. off frequency signals. Note that the ATC has a relatively long RC
  216. constant in order not to interfere with the rhythm of AMTOR or
  217. PACTOR.
  218.  
  219. The slicer stage, neatly squares and level shifts the recovered
  220. signal to RS232 level.
  221.  
  222.  
  223.  
  224.  
  225.                          AN-93 PRICING
  226.  
  227.  
  228.  
  229. Printed manual       ----      $5.00
  230. PCB's AN-93A,AN-93D  ----     $50.00
  231. Parts                ----     $75.00
  232. Shipping and handling ---      $5.00
  233.                           ==========
  234.                  TOTAL       $135.00
  235.                           ==========
  236.  
  237. Please add $50 for assembled and tested modules.
  238.  
  239. Checks or money orders accepted. Foreign transactions must be
  240. drawn on US banks. 
  241.  
  242. Assembled and tested modules have a 30 day money-back guarantee.
  243.                           Disclaimer
  244.  
  245.  
  246.  
  247. Prices and specifications are subject to change without notice.
  248.  
  249. The author and designer of this product, Johan Forrer, KC7WW is
  250. not responsible for any damage, injury, loss of profit or gain
  251. associated with the use, installation, or application of this
  252. product. 
  253.  
  254.  
  255.  
  256. (C) Copyright J.B. Forrer 1992,1993
  257.  
  258.  
  259.  
  260. J.B Forrer
  261. April 1993