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1991-10-15
|
14KB
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316 lines
HamComm
Version 2.0
10.Oktober 1991
W. F. Schroeder
DL5YEC
HamComm ist ein Kommunikationsprogramm fuer Funkamateure zur Dekodierung
und Erzeugung von Fernschreib- und Morse-Signalen. Ein Konverter im
herkoemmlichen Sinne oder Modem IC ist dabei nicht erforderlich. Der
Tonausgang des Empfaengers wird mit der seriellen Schnittstelle eines
PC-kompatiblen Computers durch eine sehr einfache und preisguenstige
Schaltung verbunden. Ein zusaetzliches Netzteil ist nicht erforderlich,
die Versorgungsspannung wird aus der seriellen Schnittstelle gewonnen.
Zum Senden wird der Lautsprecherausgang des Rechners mit dem
Mikrofoneingang des Senders durch ein einfaches Tiefpassfilter
verbunden. Die Messung der Tonfrequenz, Seriell/Parallel-Wandlung und
weitere Signalverarbeitung wird durch Software erledigt.
Nutzungserlaubnis
HamComm Version 2.0 ist KEIN "public domain" Programm.
Der Autor behaelt das Urheberrecht sowie alle anderen Rechte.
Es ist nicht gestattet
- das Programm in irgendeiner Weise zu veraendern
- es ohne die zugehoerigen Dateien weiterzugeben
- fuer die Weitergabe einschliesslich aller Nebenkosten
mehr als DM15 zu berechnen.
Unter Beachtung dieser Einschraenkungen darf HamComm Version 2.0 fuer
nicht-kommerzielle Zwecke beliebig oft benutzt, kopiert und
weitergegeben werden.
Haftungsausschluss
Der Autor gibt keinerlei Gewaehrleistung fuer Funktion oder
Fehlerfreiheit des Programms und haftet in keinem Fall fuer direkte oder
indirekte Schaeden, insbesondere Datenverlust, Geraeteschaeden oder
Verdienstausfall, die durch Uebertragungsfehler, Fehlfunktion des
Programms oder Bedienungsfehler verursacht werden.
Anforderungen an das System
HamComm laeuft ab MS-DOS 3.x auf PC/XT/AT-kompatiblen Systemen mit
mindestens 310KB freiem Speicher. Eine Festplatte ist empfehlenswert
aber nicht unbedingt erforderlich. Bedingt durch die Groesse des
Programms kann es auf einer 360KB Diskette zu Platzproblemen kommen.
Bei sehr langsamen Rechnern, z.B. 8088 mit 4,77Mhz, sind einige
Funktionen nicht oder nur eingeschraenkt nutzbar.
Video Adapter vom Typ MDA, CGA, EGA, VGA und Hercules werden automatisch
erkannt und unterstuetzt. Bei MDA Adaptern entfallen die graphischen
Funktionen, da diese Karte nicht ueber einen Graphikmodus verfuegt. Bei
billigen CGA Karten aelterer Bauart treten Bildstoerungen ('Schnee')
auf.
HamComm laeuft mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht unter Multitasking
Programmen wie z.B. Desqview oder Windows, da die uneingeschraenkte
Kontrolle ueber Interruptcontroller, Timer IC und die serielle
Schnittstelle unbedingt erforderlich ist.
Installation
Zur Installation auf einer Festplatte sollte dort ein Subdirectory mit
Namen 'HAMCOMM' angelegt werden, das alle HamComm-spezifischen Dateien
aufnimmt. HamComm wird als .ZIP Datei oder als .EXE Datei verteilt. Im
ersten Fall wird zum 'Auspacken' ein Programm wie z.B. UNZIP oder
PKUNZIP benoetigt. Die .EXE Version ist ein sogenanntes
'self-extracting archive' und zerlegt sich bei Aufruf selbst in die
einzelnen Dateien, die im aktuellen Directory abgelegt werden.
Es wird dringend empholen, die Dateien README, HC.CFG und CHANGES
sorgfaeltig zu lesen !
Programmstart
HamComm wird durch Eingabe des Befehls 'HC' gestartet. Zum Spielen und
Ueben kann das Programm auch ohne den Minikonverter betrieben werden.
Durch Angabe einer Option kann bei EGA und VGA Karten mit entsprechendem
Monitor auch im 43- oder 50-Zeilen Mode gearbeitet werden.
EGA: HC -L43
VGA: HC -L50
Viele SuperVGA Karten haben spezielle Textmodi z.B. 80x60 or 132x44.
Der gewuenschte Mode muss eingeschaltet werden bevor HamComm gestartet
wird. Den meisten Karten liegt ein kleines Programm zum Umschalten bei.
Es werden nur die Modi unterstuetzt, bei denen der Videospeicher auf
Segment B800 beginnt.
Bildschirmaufbau
HamComm bietet eine weitgehend SAA-konforme Bedieneroberflaeche mit
Pull-down Menues, Helptexten und Maussteuerung. Die Menueleiste in der
obersten Bildschirmzeile ist im Textmode jederzeit sichtbar. In der
untersten Zeile wird ein erlaeuternder Text zum ausgewaehlten Menuepunkt
angezeigt.
Im Namen eines jeden Menues ist ein Buchstabe hervorgehoben. Durch
Druecken der ALT Taste und des entsprechenden Buchstabens wird das Menue
aktiviert. So wird z.B. durch ALT-M das MODE-Menue aktiv. Mit Hilfe
der Tasten Cursor-Links und Cursor-Rechts wird ein benachbartes Menue
aufgerufen. Mit den Tasten Cursor-Auf und Cursor-Ab kann die
gewuenschte Funktion ausgewaehlt und durch die ENTER Taste ausgeloest
werden.
Jeder Menueeintrag hat ebenfalls einen hervorgehobenen Buchstaben ueber
den die entsprechende Funktion (ohne die ALT Taste) direct aufgerufen
werden kann.
Einige haeufig gebrauchte Funktionen lassen sich auch direkt ueber die
Funktionstasten aufrufen. Die Taste F8 ruft beispielsweise die SCOPE
Funktion auf. Falls einem Menueeintrag eine Taste zugeordnet ist, so
steht sie im Menue hinter der Bezeichnung der jeweiligen Funktion.
Mit der ESC Taste wird die Menuebearbeitung abgebrochen.
Hilfstexte
Die Tasten ALT-H und F1 rufen beide das eingebaute Hilfssystem auf, geben
aber unterschiedliche Texte aus. Die Taste ALT-H ruft die Hilfsfunktion
fuer allgemeine Informationen ueber das Programm auf. Die Taste F1 gibt
Informationen zur augenblicklich aktiven Programmfunktion, wie z.B. die
Bedeutung von Control Tasten.
Minikonverter
Die Schaltung des Minikonverters ist in den Helptexten enthalten:
1. HamComm starten, wenn moeglich im 43/50-Zeilen Mode.
2. Helpfunktion mit 'ALT-H' aufrufen.
3. Durch Druecken des Buchstabens 'O' den Menuepunkt 'Overview'
anwaehlen.
4. Mit der TAB Taste den Eintrag 'Converter' auswaehlen und die ENTER
Taste druecken.
5. Mit den Tasten Cursor-Ab und Cursor-Auf den Text verschieben bis
die Schaltung angezeigt wird.
Mit der ESC Taste kann man die Helpfunktion wieder verlassen.
Der Operationsverstaerker hat die Aufgabe, das NF Signal vom Empfaenger
auf V24-Pegel anzuheben. Die Versorgungsspannung fuer den OP-AMP wird
aus den Signalen DTR und RTS der seriellen Schnittstelle gewonnen. Vier
Dioden (1N4148 oder aehnlich) bilden einen Brueckengleichrichter. Die
beiden 1µF Kondensatoren dienen zur Pufferung.
Das Eingangssignal sollte eine Amplitude von mindestens 100mVss haben.
Der 100nF Kondensator im Eingang entfernt eventuell vorhandene
Gleichspannungsanteile. Da keine Gegenkopplung vorhanden ist, arbeitet
der OP-AMP mit maximaler Verstaerkung. An seinem Ausgang steht ein mehr
oder weniger rechteckfoermiges Signal an, das eine Amplitude von
mindestens +/-5V haben sollte, um den V24 Eingang sicher durchzuschalten.
Der Operationsverstaerker vom Typ LM741 wurde gewaehlt, weil er sehr
preisguenstig und leicht erhaeltlich ist. Seine Leistungsdaten sind
allerdings aus heutiger Sicht nicht gerade beeindruckend. Ein TL071 ist
z.B. deutlich schneller und hat einen hoeheren Eingangswiderstand.
Wenn ein anderer Typ verwendet werden soll, so denke man daran, dass die
V24 Schnittstelle nur wenige Milliampere zur Stromversorgung liefern
kann.
Signalverarbeitung
Das vom Minikonverter verstaerkte NF Signal gelangt an einen Modemstatus
Eingang der seriellen Schnittstelle und loest dort bei jedem
Nulldurchgang einen Interrupt aus. HamComm misst mit Hilfe des Timer
ICs des Rechners die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Nulldurchgaengen und ermittelt daraus die Tonfrequenz. Durch Vergleich
mit der aktuell eingestellten Mittenfrequenz wird entschieden, ob MARK
oder SPACE Zustand vorliegt. Abhaengig von der eingestellten Baudrate
werden die einzelnen Bits eines Zeichens aneinandergefuegt. Ist ein
Zeichen komplett, wird es nach eventueller Codewandlung angezeigt.
Die vorgeschlagene Schaltung hat keine Frequenzselektivitaet. Damit ist
sie ueber den gesamten NF Bereich einsetzbar (z.B. fuer die SCOPE und
SPECTRUM Funktion) und ohne Abgleich sehr schnell aufzubauen. Der
Nachteil ist die recht hohe Stoerempfindlichkeit. Auf 10 und 15 Meter,
wo die Signale oft schwach sind aber wenig QRM herrscht, geht es
ueberraschend gut. Die Tondecoderroutine hat eine Art Softwaretiefpass,
der das Rauschen sozusagen 'wegrechnet'.
Falls der Empfaenger ein CW Filter hat, sollte man es unbedingt
benutzen. Viele dieser Filter haben Bandbreiten von 500Hz oder sogar
nur 250Hz, die gut zu der im Amateurfunk verwendeten Shift von 170Hz
passen. Vergleiche haben ergeben, dass HamComm mit einem schmalen CW
Filter fast so gut ist wie der DJ6HP Konverter. Die Mittenfrequenz muss
man natuerlich auf die Durchlassmitte des CW Filters einstellen, die
meist bei 700 bis 800 Hz liegt.
SENDESCHALTUNG
Der Lautsprecherausgang ist leider bei den verschiedenen Rechnersystemen
nicht einheitlich aufgebaut. Oft haengt ein Anschluss des Lautsprechers
ueber einen Widerstand an 5 Volt, der andere Anschluss wird dann mit
einem Transistor nach Masse gezogen. Eine brutale aber weit verbreitete
Methode.
Man sollte unbedingt nachmessen wie beim vorliegenden Rechner die
Anschluesse belegt sind. Dabei sind Kurzschluesse zwischen den Pins
unbedingt zu Vermeiden! Wenn man den Lautsprecher entfernt oder
abschaltbar macht, muss man ersatzweise einen Pull-Up Widerstand
benutzen, der den Ausgang nach 5 Volt zieht. Man kann aber auch am
'heissen' Anschluss des Lautsprechers ueber einen Kondensator die NF
auskoppeln. Dann muss man sich aber die ganze Zeit mit voller
Lautstaerke das Gedudel anhoeren.
Bei einigen Rechnern hat der Lautsprecheranschluss nur zwei Pins. In
diesem Fall hat der Hersteller meist die Masseanschluesse weggelassen.
Dies ist laestig, da der Masseanschluss fuer das Tiefpassfilter
benoetigt wird.
Man kann die Lautsprecherzuleitung auch verlaengern und durch ein (meist
vorhandenes) Loch an der Rueckseite des Gehaeuses herausfuehren. Hier
wird ein kleiner Lautsprecher ueber einen Vorwiderstand als
Mithoerkontrolle angeschlossen. Die wenigen Bauteile des R/C Filters
finden neben der Empfangsschaltung Platz, wo durch die serielle
Schnittstelle auch ein Masseanschluss vorhanden ist.
PTT SCHALTUNG
Das RTS Signal liefert nicht nur einen Teil der Versorgungsspannung fuer
den Operationsverstaerker, sondern wird auch als PTT Signal verwendet.
Beim Empfang ist RTS negativ. Die Diode schuetzt den Transistor gegen
negative Basisspannung. Beim Senden ist RTS positiv. Ueber die Diode
fliesst jetzt der Basisstrom und schaltet den Transistor durch. Der
Widerstand dient zur Begrenzung des Basisstroms. Wenn der Transistor
leitend wird, zieht er die PTT Leitung nach Masse. Die Schaltung wurde
mit einem FT747, FT757GXII und einem TS440S erfolgreich getestet.
SCOPE FUNKTION
Durch die Tondecoderroutine wird beim Empfang staendig die aktuelle
Tonhoehe ermittelt und den anderen Programmteilen zur Verfuegung
gestellt. Die Scope Funktion sieht nun jede Millisekunde nach der
aktuellen Frequenz und zeigt sie als hellblauen Punkt an. So entsteht
die blaue Linie. Die Tondecodierung berechnet ausserdem aus der neuen
Frequenz und den vorherigen Messergebnissen eine Art gleitenden
Mittelwert. Der Effekt ist aehnlich dem eines Tiefpassfilters, und
unterdrueckt das Rauschen recht wirksam. Das Resultat wird von der
Scope Funktion als rote Linie angezeigt. Damit diese der blauen Linie
nicht dauernd im Weg ist, wird ihre Position staendig korrigiert, sodass
sie im oberen Bildschirmbereich bleibt. Die gruene Linie zeigt die
eingestellte Mittenfrequenz an und dient zur Abstimmung.
Mit etwas Uebung kann man aus der Scope Anzeige sehr schnell auf die Art
des Signals schliessen. CW, AMTOR ARQ und FEC, Packet Radio und RTTY
sind eindeutig unterscheidbar. Rauschen und Fading werden sichtbar.
Instabile VFOs kann man beim 'Weglaufen' beobachten.
Die Scope Funktion liefert auch bei langsamen Rechnern brauchbare
Ergebnisse. Langsame XTs mit 8088 und 4,77Mhz Takt schaffen allerdings
die Abtastrate von 1mS nicht ganz. ATs und schnelle XTs haben dieses
Problem nicht.
SPECTRUM FUNKTION
Entsprechend der vorhandenen Videokarte und des angeschlossenen Monitors
wird automatisch auf einen Graphikmode mit moeglichst hoher Aufloesung
umgeschaltet. Auch bei dieser Funktion zeigt F1 einen Hilfstext mit der
Tastenbelegung an.
Die 'Spectrum' Funktion ermittelt jede Millisekunde die aktuelle
Tonfrequenz. Fuer jede Frequenz gibt es einen Zaehler. Dieser wird
hochgezaehlt, wenn die zugehoerige Frequenz vorliegt. Von links nach
rechts werden alle Zaehlerstaende als mehr oder weniger langer (bzw.
hoher) Strich angezeigt. Was man auf dem Bildschirm sieht, ist also
NICHT! das NF Spektrum des Eingangssignals, sondern die
Haeufigkeitsverteilung der von der Tondecoderroutine ermittelten
Frequenz. Ein echter Spectrumanalyzer laesst sich leider nicht durch
einen Operationsverstaerker und etwas Software ersetzen.
Die Spectrum Funktion hat bei entsprechender Einstellung mit 1Hz pro
Pixel auf der x-Achse die hoechste Aufloesung aller Anzeigefunktionen.
Damit laesst sich z.B. die Shift einer RTTY Station recht genau ermitteln.
Es ist erstaunlich, wieviele Stationen die nominellen 170Hz nicht
einhalten.
Bei langsamen Rechnern wird man an der Spectrum Funktion wenig Freude
haben, da einfach nicht genug Prozessorleistung vorhanden ist, um das
Bild in Bewegung zu halten. ATs und schnelle XTs haben dieses Problem
nicht.
Besonders mit Farbmonitoren hat diese Funktion einen hohen
Unterhaltungswert und ist besonders fuer Besucher im Shack geeignet,
die technische Erlaeuterungen sowieso nicht verstehen.
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Anmerkungen, Vorschlaege und Fehlermeldungen sind jederzeit willkommen.
73 es 55 de Django
DL5YEC @ DB0BQ