ANALOG RTTY/AMTOR/PACTOR MODEM MODEL AN-93 J.B. Forrer 26553 Priceview Drive Monroe, OR 97456 United States of America In response to numerous requests for a good performing HF modem to be used in conjunction with PC-based software TNC's, a modem based on proven and tested principles was developed. The AN-93 design is a compact, low cost solution for both advanced and beginning HF-digital enthusiasts. The AN-93 modem is now available as a kit of parts, or alternatively in assembled modular form. Note: The kit is for advanced constructors only. You will be working with tiny parts that are quite fragile. Please do not attempt this project if you do not have a pencil-style low-wattage soldering iron, and a steady hand. You have been warned. There are two PCB's - one contains all parts for the demodulator, the other contains the display unit and A/D convertor. Both boards are required because connections to the outside world are routed through them. The parts kit consists of: 1% resistors, 5% resistors, capacitors switching, germanium, and zener diodes transistors, IC's, multiturn potentiometers LED display, IC sockets 5V voltage regulator, DC power connector RJ11 phone socket, IDC board interconnect plugs You will need to supply your own enclosure and wall-mounted 9V 150mA psu. It is a neat idea to mount the two boards piggyback on a low-cost serial/parallel IO card and steal the +/- 12V power from the PC. Connection to the RS232 may be made through a modified header cable. The connection to your rig could be made through a connector mounted on a backplate in a spare slot. A 5 pin DIN sounds like a good connector for this purpose. If you mount the modem internally and wish to use the LED tuning display, you will have to fabricate a IDC connector to mount the LED display remotely. AN-93 specifications 1. Compact active filter design. 2. 170 Hz shift. Operation at 200 Hz shift is possible with re-alignment. 3. 2125/2295 Hz tones. 4. Data rates up to 200 baud. 5. Extensive filtering, combined with a well-balanced discriminator and post-discriminator signal processing, ensures good performance even under adverse conditions. 6. Computer data interface provides both hard, and "soft" signals for implementation of advanced error correction software techniques. 7. Useful bargraph tuning indicator as well as ñ1V discriminator channel output for X-Y oscilloscope displays. 8. Standard RS232 interface for data and PTT. 9. Provides for ñ5V fsk keying. 10. Powered by a 9V 150mA wall-mounted supply. AN-93 description A brief description of the modem's architecture follows: ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿ ³ ³ ³(A)ÚÄÄÄÄÄ¿ ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿ ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿ ÚÄÄÄÄÄÄÄ¿ ³ ³>>ij AGC ÃÄÄ´ PRE-FILTER HP ÃÄÄ´ PRE-FILTER LP ÃÄÄ´LIMITER³ ³ ³ ÀÄÄÄÄÄÙ ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ ÀÄÄÄÂÄÄÄÙ ³ ³ ³ ³ ³ ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿ ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿ ³ ³ ³ ³ ACTIVE ÃÄÄ´ MARK FILTER ÃÄÄÄÄÄÄ´ ³ ³ ³ ³ ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ ³ ³ ³ ÚÄÄÄÄÄ´ ³ ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿ ³ ³ ³ ³ ³ COMBINER ÃÄÄ´ SPACE FILTER ÃÄÄÄÄÄÄÙ ³ ³ ³ ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿ ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿ ÚÄÄÄÄÄÄ¿ (B)³ ³ ÀÄÄÄÄÄ´ POST DISC LP ÃÂÄ´ ATC ÃÄÄ´SLICERÃÄ>> ³ ³ ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ³ ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ ÀÄÄÄÄÄÄÙ ³ ³ ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ ³ ³ ³ ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿ ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿ ³ ³ ÃÄÄÄÄÄ´BARGRAPH DRIVERÃÄÄ´ Û±±±±±±±±Û ³ ³ ³ ³ ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ ³ ³ ³ ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿ (C) ³ ³ ÀÄÄÄÄÄ´ A/D CONVERTOR ÃÄÄ>> ³ ³ ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ ³ ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ AGC The first stage is an automatic gain control (AGC). This stage is for coping with an extremely large dynamic input range. The time constants for AGC action does not interfere with the rhythm of either AMTOR or PACTOR operation. AGC action starts at roughly 100 mV of signal. The merits of AGC has been debated in the past, however, without some form of signal level control, severe distortion could occur in the filter stages. Pre-filter bandpass The pre-filter bandpass is implemented with separate third order highpass and lowpass active filter. The required bandwidth for pre-filter bandpass filters for RTTY, AMTOR, and PACTOR are summarized in the table below. ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿ ³ Signalling rate ³ Shift ³ Occupied bandwidth ³ ³ bps ³ Hz ³ Hz ³ ÃÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ´ ³RTTY 45.45 ³ 170 ³ 216 ³ ³ 50 ³ 170 ³ 220 ³ ³ 75 ³ 170 ³ 245 ³ ³ 110 ³ 170 ³ 280 ³ ³AMTOR 100 ³ 170 ³ 270 ³ ³PACTOR 100 ³ 200 ³ 300 ³ ³ 200 ³ 200 ³ 400 ³ ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ The effective response of the HP/LP pre-filter is wider than the required maximum. The measured -6dB (half voltage point) bandwidth is in excess of 1 Khz. Limiter The output from the pre-filter is hard limited before being applied to the mark and space channel discriminator filters. Channel filters A pair of bi-quad active filters are used in the discriminator. There obviously is a compromise for optimal bandwidth of the channel filters to accommodate a range of bit rate between 200 and 45.45 bps and 170 Hz shift. The occupied channel bandwidth is approximately 300 Hz. Scope output Outputs from the channel filters are buffered for oscilloscope tuning purposes. Detection and post-detection filter Recovery of the modulation is though rectification. The combined signal is further low-pass filtered to remove the carrier tones and thus producing the recovered modulation signal. The post discriminator low-pass filter, is a third-order Chebycheff active filter with a cutoff of approximately 200 Hz. This allows for high speed PACTOR demodulation. ATC and slicer To cope with signals that are slightly off frequency, an automatic threshold corrector (ATC) is used. This circuit will track unsymmetry in discriminator output signal due to slightly off frequency signals. Note that the ATC has a relatively long RC constant in order not to interfere with the rhythm of AMTOR or PACTOR. The slicer stage, neatly squares and level shifts the recovered signal to RS232 level. AN-93 PRICING Printed manual ---- $5.00 PCB's AN-93A,AN-93D ---- $50.00 Parts ---- $75.00 Shipping and handling --- $5.00 ========== TOTAL $135.00 ========== Please add $50 for assembled and tested modules. Checks or money orders accepted. Foreign transactions must be drawn on US banks. Assembled and tested modules have a 30 day money-back guarantee. Disclaimer Prices and specifications are subject to change without notice. The author and designer of this product, Johan Forrer, KC7WW is not responsible for any damage, injury, loss of profit or gain associated with the use, installation, or application of this product. (C) Copyright J.B. Forrer 1992,1993 J.B Forrer April 1993