Zelfbouw en experimenteren met PSK31

Samenvatting

Voordat je tot bouwen over gaat moet je eerst weten waarover jouw knutseltje gaat. Een presentatie van Wim, PA0WV.
 

Zelfbouw en experimenteren met PSK31

(07 apr 2011)    Velen kennen Wim Kruif, PA0WV al van lang geleden, vanuit de tijd van de Dutch RTTY Gang. Wim introduceerde toen zijn 'Ikunullius', een printplaat met enorm aantal IC-s waarmee je RTTY-signalen op een TV-scherm kon aflezen en zo de 'buren-wakker-houdende-wortelstampers' op non-aktief kon zetten.
De daarop volgende 30 jaren hoorden wij weinig meer van Wim.

Een paar jaar geleden werd zijn belangstelling gewekt voor PSK31. Dat was blijkbaar iets anders dan het oude vertrouwde RTTY. Hij wilde daar meer van
weten. Dus moest er iets geknutseld worden. Door experimenteren kom je immers meer te weten. En het mooie van onze radiohobby is, dat je daarmee steeds verder en dieper kunt gaan.
Wim bestudeerde het uitstekende PSK31 document van Peter, G3PLX, de ontwerper en besloot om een PSK31 zender te bouwen. En dat deed hij in diverse stappen al experimenterend en bouwend.

Voordat je tot bouwen over gaat moet je eerst weten waarover het gaat. PSK staat voor Phase Shift Keying . De modulatie wordt als fasesprongen van een draaggolf overgebracht.
In de amateur wereld bestaan er twee uitvoeringen van PSK, de Bi-PSK en de Quadro-PSK, d.w.z. tweefase en vierfase modulatie. De fase kan dus maar enkele goed gedefinieerde waarden innemen en dus ligt het voor de hand dat we uitvoering met digitale bouwstenen gaan uitvoeren.

Een digitale fasedetector maak je met bijvoorbeeld behulp van een XOR ic. Een fase moet je altijd meten t.o.v. een referentie signaal. We zorgen er
voor dat we alleen te maken hebben met digitale signalen. Daarom zetten we een sinusvormig signaal met behulp van een clipperschakeling eerst om in een blokgolf. Een X-OR heeft als eigenschap dat de output '1' is als de beide ingangsignalen ongelijk zijn. Zijn de signalen gelijk aan elkaar dan is het signaal '0'. Omdat de signalen blokgolven zijn, klappert de uitgang dus steeds tussen 0 en 5 volt. De verhouding tussen de tijd dat de uitgang 5V en 0V is is direct evenredig met het faseverschil tussen de ingangsignalen.

Een vectorscope is een meetinstrument om het faseverschil zichtbaar te maken op de oscilloscoop. Je ziet dan wat je aan het doen bent. We gebruiken daarvoor de bovenstaande fasedetector schakeling. Door achter de uitgang een RC-filter te zetten krijgen we een DC-signaal met een waarde tussen 0 en 5 Volt die lineair afhankelijk is van het faseverschil tussen beide ingangsignalen. Samen met een tweede fasedetector en een 90 graden fasenverschil, kunnen we de X-Y signalen maken om op de scope een plaatje van een roterende vector te laten zien.

Tot nu toe kunnen we alles met discrete componenten uitvoeren. Maar het begint al gauw een 'spinnekop' te worden met al die 14-polige IC's. Zouden we geen microproccessor kunnen gebruiken? Immers vrijwel alle signalen zijn digitaal en alle signaalbewerkingen kunnen we digitaal uitvoeren. Bovendien kunnen we dan de taak om de '0' en '1' patronen in leesbare tekst om te zetten ook via software uitvoeren in de zelfde microprocessor.

De microprocessor is goedkoop, ze zijn er in alle maten en uitvoeringen en er zijn er vele die je met BASIC of een andere eenvoudige computertaal kunt programmeren. Hoewel de taak om een PSK-signaal te coderen/decoderen niet erg complex is, komen we gauw in de problemen met de snelheid van in BASIC geprogrammeerde microprocessors.
Wim heeft daarom zijn microprocessor in Assmbly geprogrammeerd. Helaas is zo'n taal voor elk type en elke fabrikant verschillend. Een microprocessor is zo'n universeel inzetbare component dat het aanbeveling verdient om zich daar in te verdiepen. Even terzijde, voor de examens is tegenwoordig behoorlijk wat kennis van digitale signaalbewerking vereist.

De resultaten van zijn experimenten waren te zien tijdens de bijeenkomst. Opvallend aan zijn PSK zender en ontvanger waren het gering aantal componenten. Een microprocessor, een RS232-ic voor de verbinding met een display/keyboard, een opamp als signaal om het signaal tot een blokvorm om te zetten. En dan de voeding, die het meeste volume innam.

Wim schuwde tijdens zijn presentatie een beetje theorie niet, misschien was het te moeilijk, maar door zijn onnavolgbare verteltrant was het een heerlijk avond. Was u er niet bij? Dan hebt u heel wat gemist.

Je kunt natuurlijk ook van het internet een van de vele PSK programma's downloaden, de transceiver aan de PC verbinden en de lucht in gaan. Zo gedaan.
En als je iets wilt maken, kun je zo'n bouwkitje kopen, met alle onderdelen al op volgorde op een strip. In een uurtje gepiept. Maar heb je daar dan ook
zoveel plezier van? Ik betwijfel het.

(Pieter J.T.Bruinsma, PA0PHB) 

Referenties, informatie:

WERON meer informatie over PSK31
PA0WV's zelfbouw projecten
PSK31 document van Peter, G3PLX
XOR ic



PSK31 audio golfvorm
PSK31 audio golfvorm



De vector scope
De vector scope



De gebouwde PSK31 encoder/decoder
De gebouwde PSK31 encoder/decoder

lll