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Digimodes Grundlagen - eine Einführung

Einleitung

Das Thema der sogenannten 'Digitalen Betriebsarten' ist recht komplex und bedarf einiger Erklärungen. Dieser Text stellt einen Einstieg für interessierte Funkamateure dar und behandelt in erster Linie die Verbindung zwischen Computer und Funkgerät.

Unter 'digitalen Betriebsarten' (engl. digi modes) versteht man heute alles, was man mit dem Computer und dem Funkgerät macht. Dabei ist der Begriff nicht ganz zutreffend, denn die Übertragung erfolgt doch mit analogen Signalen, zum Beispiel mit unterschiedlichen Tönen.

Was braucht man also, um bei den Digimodes mitspielen zu können?

  • Ein Funkgerät, fast jedes ist dazu geeignet
  • Einen Computer mit Soundkarte, Windows oder MacOS oder Linux
  • Geeignete Programme für den Computer
  • Eine Verbindung zwischen Computer und Funkgerät

Gerade der letzte Punkt, die Verbindung zwischen dem Computer und dem Funkgerät, wirft viele Fragen auf. Deshalb wird hier speziell auf dieses Thema eingegangen.

Die Verbindungen zwischen Computer und Funkgerät kann man in drei Gruppen aufteilen:

  1. Tonsignale (NF, Audio)
    Um Digimodes empfangen zu können muss das Empfängersignal zum Computer. Dies geschieht über die Soundkarte, dazu wird das empfangene Audiosignal vom Transceiver auf den Eingang der Soundkarte gelegt. Genauso zum Senden: die von der Soundkarte erzeugten Töne müssen zum Modulator des Funkgerätes. Wir haben hier also die erste Gruppe von Signalen: einmal Audio vom Transceiver zum PC (Empfang), einmal Audio vom PC zum Transceiver (Senden).
  2. Steuerleitungen
    Dann muss der Sender natürlich vom Computer getastet werden können, dazu braucht man im einfachsten Fall ein Schaltsignal das auf den PTT-Eingang des Transceivers geht. Will man auch Telegraphie oder 'echtes' RTTY (FSK, dazu später mehr) machen, dann braucht man ein weiteres Schaltsignal, nämlich das zum Tasten der Morsezeichen bzw. des Umtastsignals. Dies ist die zweite Gruppe von Signalen: die Steuerleitungen für PTT und FSK bzw. CW.
  3. CAT
    Dann gibt es noch eine dritte Gruppe: Die sogenannte 'CAT'-Verbindung. CAT steht für 'Computer Aided Transceivercontrol', also Steuerung des Funkgerätes per Computer. Diese Steuerung umfasst mindestens die Beeinflussung der Frequenz und der Betriebsart (USB, LSB, CW usw.). Oft kann man aber auch die Speicher des Funkgerätes über diese Verbindung auslesen und programmieren, sowie, bei modernen Funkgeräten, nahezu alle Funktionen vom PC aus steuern.
    Dazu muss das Funkgerät natürlich eine entsprechende Schnittstelle haben, das ist aber bei allen aktuellen All-Mode Geräten der Fall. FM-Geräte für UKW verfügen oft nur über eingeschränkte CAT-Funktionen, wenn überhaupt. Bei Yaesu heisst die Schnittstelle netterweise "CAT", bei Icom "Remote CI-V", bei Kenwood [FIXME].

    Braucht man die CAT-Verbindung für Digimodes?
    Nicht unbedingt, es reicht zunächst die Verbindung der Audiosignale (Rx/Tx) und eine Schaltleitung für die PTT-Tastung. Aber viele Programme bieten eine gute Unterstützung der jeweiligen Transceiver über die CAT-Schnittstelle, das macht den Betrieb in vielen Fällen bequemer. Für die ersten Versuche mit Digimodes kann man die CAT-Verbindung aber ruhig erstmal ignorieren.
NF-Signale

Betrachten wir die NF- oder Audio-Verbindung näher. Welche Anschlüsse soll man dafür verwenden? Praktisch alle 'All-Mode' Funkgeräte (also solche die nicht nur FM, sondern auch SSB und CW können) bieten auf der Rückseite sogennante Accessory-Anschlüsse (Accessory, englisch: Zubehör, abgekürzt 'ACC'). Seit einigen Jahren ist darüberhinaus eine 'Data'-Buchse bei vielen Transceivern standardisiert, auch bei einigen FM-Geräten. Auf diesen 'ACC'- oder 'Data'-Buchsen liegen die Anschlüsse für das empfangene Audiosignal ebenso wie für den Modulatoreingang und die PTT-Schaltleitung. Also alles, was wir brauchen: NF rein, NF raus, PTT, Masse.

ACC-Buchsen verwenden

Alternativ könnte man auch die Mikrofonbuchse und den Lautsprecherausgang verwenden, das ist aber nicht so gut. Die Benutzung der ACC-Anschlüsse bietet mehrere Vorteile gegenüber Mikrofon Ein- und Lautsprecher Ausgang:
Das Empfangssignal wird direkt hinter dem Demodulator abgegriffen, also noch vor dem Lautsprecherverstärker. Dadurch hat es einen konstanten Pegel, außerdem könnten Verzerrungen des Verstärkers das Signal beeinträchtigen. Das Sendesignal wird hinter dem Mikrofonverstärker eingespeist. Dadurch kann man hier auch einen konstanten Pegel einstellen (am Computer), die Modulation ist unabhängig von der Stellung des Mike-Gain Reglers. Und auch hier würde der Mikrofonvorverstärker oder ein Kompressor unter Umständen Verzerrungen bewirken.

Nutzen Sie also die ACC- oder Data-Buchse Ihres Transceivers, wenn vorhanden. Den Lautsprecherausgang oder Mikrofoneingang zu verwenden ist unpraktisch und bietet viele zusätzliche Fehlerquellen.

Zwei Kabel reichen...

Im einfachsten Fall brauchen wir also zunächst nur zwei abgeschirmte(!) Kabel vom Funkgerät zum Computer, eines für die empfangene NF, eines für die Sende-NF. Die Buchsen für die ACC-Anschlüsse unterscheiden sich von Hersteller zu Hersteller. Bei Icom kommen 7- und 8-polige DIN Buchsen zum Einsatz, bei einigen Geräten auch die 13-polige DIN Buchse, darüberhinaus haben einige Icom-Geräte zusätzlich die Data-Buchse (6-pol. Mini-DIN). Die meisten Yaesu-Geräte (und viele FM-Mobilgeräte) haben eine Data-Buchse, also eine 6-polige Mini-DIN Buchse. Bei Kenwood steht in vielen Fällen ebenfalls die Data-Buchse zur Verfügung.

Wie jetzt!? Nur zwei schlichte Kabel? Wieso will WiMo mir dann ein teures "Soundkarten-Interface" mit galvanischer Trennung verkaufen?

Nun, wenn Ihre Station perfekt geerdet ist und der Computer über eine korrekte Schutzisolation verfügt, dann kann es sein das zwei Kabel für die Audiosignale völlig ausreichen! Die ordentliche Erdung ist aber leider gerade bei den Computern oft nicht gegeben. Das Resultat sind unterschiedliche Erdpotentiale zwischen Funkgerät und Computer. Und diese führen zu teilweise erheblichen Ausgleichsströmen zwischen beiden Geräten über den Schirm der NF-Leitung - und damit einem satten 50Hz Brumm auf der Modulation!

Brummschleifen vermeiden

Man umgeht dieses Problem der unterschiedlichen Erdpotentiale indem man die galvanische Verbindung zwischen Computer und Funkgerät auftrennt. Dies geschieht mit NF-Übertragern oder mit Optokopplern. Diese galvanische Trennung sollte bei allen Leitungen, nicht nur bei der NF, vorgenommen werden. Also auch bei der PTT-Tastleitung und bei der CAT-Verbindung, sofern diese genutzt wird.

Am Computer gehen die NF-Signale auf die Anschlüsse "Line-In" (Rx-NF, hellblaue Buchse) und "Line-Out" (Tx-NF, hellgrüne Buchse). Sollte die eingebaute Soundkarte nicht über diese Anschlüsse verfügen (das ist bei vielen Notebooks der Fall), so kann man auch den "Mic" (Mikrofon) Eingang für die RX-NF verwenden, und den Kopfhörer-Ausgang für die Sende-NF. Das Problem in diesem Fall ist, das die Pegel in beiden Fällen meist viel zu hoch sind und sehr vorsichtig über den Mixer des Betriebssystemes eingestellt werden muss.

Vermeiden Sie außerdem alle Spezialitäten der Soundkarte wie "Sourround-Sound", "Hall", "Equalizer", "Mic Boost" (falls der Mic-Eingang verwendet wird) usw. Dies sind Funktionen die für Filmmusik und Ballerspiele geeignet sein mögen, für Digimodes sind sie aber sehr schädlich, da das NF-Signal teilweise bis zur Unkenntlichkeit verändert wird.

Wenn Sie die Kabel zur Soundkarte selber bauen, dann legen Sie das NF-Signal immer auf den linken Kanal, das ist bei den meisten Digimode-Programmen die Voreinstellung, sowohl sende- als auch empfangsseitig.

Welche Soundkarte?

In vielen Fällen ist die Soundkarte im Computer heute direkt auf der Hauptplatine integriert. Diese einfachen Soundkarten reichen in vielen Fällen aus. Ihr Nachteil ist ein möglicherweise höheres Rauschen und ein höherer Klirrfaktor (Verzerrungen). Gerade bei der Stromversorgung und Abschirmung der eingebauten Soundkarten muss der Hersteller sehr sorgfältig arbeiten, um die impulsartigen Belastungen der Spannungsversorgung der Digitalelektronik (Prozessor, Speicher usw.) von der Analogtechnik der Soundkarte fernzuhalten. Leider ist dies bei sehr preiswerten Motherboards nicht immer der Fall. Das äussert sich dann in Knacken und Rauschen auf den NF-Signalen, abhängig vom jeweiligen Rechnerzustand, welche Programme laufen, Mausbewegungen usw.

Steckbare Soundkarten haben die gleichen Probleme, hier hat man aber die Möglichkeit, eine höherwertige Einsteckkarte zu verwenden. Es gibt nachrüstbare Soundkarten aus dem Studiobereich, die mehrere Hundert Euro kosten können. Sowas ist für den Amateurfunk sicherlich nicht nötig, aber die billigste Karte für 15 Euro sollte man auch nicht wählen. Bei Notebooks ist es schon schwieriger eine andere Soundkarte als die eingebaute zu verwenden. Es gibt einige wenige Karten für den PC-Card (ex PCMCIA) Steckplatz, die bessere Alternative sind aber USB-Soundkarten.

Die neueste Technik setzt auf externe Soundkarten. Diese werden über USB an den Computer angeschlossen. Hier hat man die Abschirmungsprobleme nicht, die Qualität wird einzig von den verwendeten Chips der USB-Soundkarte (Codec) bestimmt. Viele der kommerziell angebotenen Interfaces aus dem Amateurfunkbereich gehen diesen Weg.

Braucht man überhaupt eine sehr hochwertige Soundkarte?

Nein, in den meisten Fällen nicht. Bei den meisten Digimodes wie RTTY, PSK31 usw. kommt es auf Kurzwelle nicht sehr auf den Rauschpegel oder den Klirrfaktor an. Der Störpegel auf KW oder das Eigenrauschen des Empfängers ist meist höher als das was die Soundkarte an Rauschen beiträgt.
Erst auf UKW bei Verwendung von Programmen wie WSJT (FSK441, JT65 usw.) für EME oder Meteorscatter-QSOs kommt es auf das letzte dB an. Hier hat sich gezeigt das eine gute Soundkarte über das Zustandekommen eines QSOs mitentscheidend sein kann.

Grundsätzlich ist es aber von Vorteil, für den Amateurfunk eine eigene Soundkarte zu verwenden. Dabei ist es egal ob das eine Steckkarte oder eine externe USB-Soundkarte ist. So umgeht man viele Probleme (siehe unten: PTT per VOX). Die eingebaute Soundkarte bleibt frei für die üblichen Funktionen: Klänge des Betriebssystemes, Ton vom Video usw. Man muss nicht immer umstecken, die Pegel werden für den Amateurfunk nur einmal eingestellt und müssen nicht immer zwischen Ballerspiel und PSK31 angepasst werden usw.

Steuerleitungen

Als nächstes muss der Transceiver auch auf Sendung getastet werden können, und zwar von der verwendeten Software. Dies geschieht aus historischen Gründen am Einfachsten über normalerweise nicht benutzte Signalleitungen der seriellen Schnittstelle (COM-Port, /dev/ttyS?, RS-232 oder V.24 Schnittstelle).

Warum die serielle Schnittstelle?
Weil seit den 80er Jahren praktisch alle PCs damit ausgestattet sind, meistens mit 2 Stück. Und benötigt wurden die im privaten Umfeld nur selten. Auf so einer seriellen Schnittstelle liegen mehrere Signale: natürlich die seriellen Daten rein und raus (RxD/TxD), Masse und dann noch Steuerleitungen. Diese Steuerleitungen haben zwei Zustände: 'Ein' oder 'Aus'. Ursprünglich wurden sie dafür verwendet, dem angeschlossenem Gerät (einem Modem beispielsweise) zu sagen, das der Rechner im Moment keine weiteren Daten aufnehmen kann, die Gegenstelle soll mal etwas langsamer machen.
Es gibt auf der im PC-Bereich üblichen, 9-poligen seriellen Schnittstelle 6 solcher Steuersignale: zwei Ausgänge vom PC aus, vier Eingänge zum PC hin. Die beiden Ausgänge heissen RTS und DTR, die vier Eingänge sind DSR, CTS, RI und DCD. In der Praxis sind allerdings DCD und RI nur selten verdrahtet und damit nicht benutzbar. Aber Eingangssignale braucht man sowieso kaum, höchstens für die Squelch-Info (SQL offen/geschlossen) vom Funkgerät.

Solche Steuerleitungen (die Ausgänge) mit ihren zwei Zuständen sind also prima geeignet, ein externes Gerät zu schalten, zum Beispiel die PTT eines Funkgerätes. Dabei gibt es nur noch ein kleines Problem: Die elektrische Spezifikation der RS-232 Schnittstelle sieht für die zwei Zustände (Ein/Aus) Pegel von minus oder plus 12V vor. Damit kann man keine PTT-Leitung direkt tasten, es ist ein Pegelwandler nötig.

Senden per PTT-Leitung

Bei praktisch allen mir bekannten Funkgeräten funktioniert der PTT-Eingang so, das dieser Eingang gegen Masse kurzgeschlossen werden muss, um auf Sendung zu schalten. Also muss das ±12V Signal der seriellen Schnittstelle entsprechend umgewandelt werden. Das erledigt eine ganz einfache Schaltung mit nur einem Transistor.

Aber halt: bei der Schaltung fehlt die galvanische Trennung, die Masse der beiden Geräte (Funke, PC) wird miteinander leitend verbunden. Wie oben beschrieben kann das zu üblen Brummschleifen führen. Also wird noch ein Optokoppler eingesetzt um die galvanische Isolation zwischen den beiden Geräten sicherzustellen.

Somit hat man also die nötige Schaltleitung zum Funkgerät hin. Nun muss man nur noch der verwendeten Software sagen, welche Leitung zu benutzen ist. Einmal muss man den Gerätenamen der seriellen Schnittstelle angeben: unter Windows heissen die "COM1", "COM2" usw., unter Linux "/dev/ttyS0", "/dev/ttyS1" usw. bzw. "/dev/ttyUSB0", "/dev/ttyUSB1" usw. wenn man USB verwendet.

Desweiteren muss man die Steuerleitung angeben, die zum Tasten der PTT verwendet werden soll: RTS oder DTR. Es hat sich eingebürgert für die PTT das RTS-Signal zu nehmen, DTR evtl. für das Tasten der Telegrafiezeichen oder für FSK. Das ist auch die Voreinstellung bei den meisten Programmen, man kann diese Voreinstellung bei vielen Programmen aber auch ändern.

... und mit USB

Aber mein Computer hat gar keine seriellen Schnittstellen mehr, nur USB!
Viele aktuelle Computer, vor allem Notebooks, haben keine seriellen (oder auch parallele) Schnittstellen mehr, sondern nur noch USB-Ports. USB ist in vieler Hinsicht leistungsfähiger als frühere PC-Schnittstellen, aber auch komplexer. Gerade die Einfachheit der alten seriellen Schnittstelle hat sie so attraktiv für Amateurfunkanwendungen gemacht. Und fast jedes Amateurfunkprogramm nutzt die serielle Schnittstelle, entweder für CAT oder die PTT oder Telegrafie. Was also tun?

Um die Vielzahl der Programme, die weiterhin die traditionelle serielle Schnittstelle erwarten, weiter nutzen zu können, gibt es sog. USB zu Seriell Konverter. Der Begriff ist eigentlich Unsinn, da auch die USB-Schnittstelle eine serielle Datenübertragung nutzt, nur halt ein anderes Format, aber egal...
So ein USB/Seriell-Adapter ist ein kurzes Kabelstück mit etwas Elektronik im Stecker. An einem Ende ist ein USB "A" Stecker, am anderen Ende eine übliche 9-polige COM-Port Buchse, wie wir sie kennen. Dazu kommt etwas Software, ein Treiber der auf dem Computer installiert werden muss und der Anwendung vorgaukelt, es mit einem traditionellen seriellen Port zu tun zu haben. Der COM-Port wird also simuliert (man sagt auch emuliert), man nennt solche COM-Ports "virtuell". Sie existieren nur solange der Treiber läuft.

Ganz problemlos ist der Einsatz von USB/Seriell Konvertern nicht, lesen Sie dazu bei Interesse den Einschub Probleme mit 'virtuellen' COM-Ports".

Nun haben wir also auch die PTT-Leitung zum Transceiver gebracht und können endlich Digimodes machen. Oder gibt es noch andere Methoden, den Transceiver bei Sendung zu tasten? Ja - es geht bei manchen Geräten per Vox oder per CAT-Befehl.

Senden per Vox

Einige wenige Transceiver bieten auf den ACC-Eingängen eine VOX-Funktion, also das automatische Tasten des Senders sobald ein Audiosignal anliegt. Diese Funktion wird gelegentlich 'Digi Vox' genannt. Eine kurze Umfrage bei den hilfsbereiten OMs und YLs von hamradioboard.de hat folgende Liste von Funkgeräten ergeben, die VOX auf der ACC-Buchse unterstützen:

  • TS-480SAT/HX
  • TS-830 (nicht aber der TS-850)
  • FT-950 (muss im Menü aktiviert werden)
  • FT-2000 (muss im Menü aktiviert werden)
  • Elecraft K3
  • FT-817: DJ3ZF hat seinen FT-817 so modifiziert, dass das auch hier geht, siehe Artikel DJ3ZF FT-817 Modifikation für Digivox.

Diese Liste ist sicher unvollständig, wenn Sie dazu Ergänzungen haben freue ich mich über eine Mail.

VOX auf der ACC-Schnittstelle ist natürlich praktisch, man braucht keine PTT-Strippe. Oder gibts doch noch Probleme? Ja, leider. Einmal ist da die verzögerte Abfallzeit der Vox, diese sollte man so kurz wie möglich einstellen. Und dann gibt's da noch das kleine Problem, das der Sender nun bei jeder Audioausgabe der Soundkarte auf Sendung geht! Man hört auf den üblichen PSK31- oder RTTY- Frequenzen immer wieder mal den Windows-Startsound, oder den Ton vom Youtube-Video...

Die automatische Sendertastung per VOX ist also auch nicht so ganz das Wahre...

Senden per CAT-Kommando

Eine ganze Reihe moderner Funkgeräte bieten über die Steuerung (CAT, siehe unten) auch die Funktion, den Sender ein- und auszuschalten. Bitte gucken Sie mal in der Anleitung bei den unterstützen CAT-Kommandos ob sowas dabei ist.
Nutzen kann man das dann, wenn die Software das auch unterstützt. Das ist bei einer Reihe von Programmen der Fall. Das Problem ist hier nur, das man genau das Kommando eingeben muss, das bereitet oft Schwierigkeiten. Und in Anbetracht der Tatsache, das man zwar die PTT-Leitung einspart, dafür aber unbedingt die CAT-Steuerung braucht, scheint das nicht unbedingt der einfachere Weg zu sein. Von Vorteil ist diese Methode hauptsächlich bei komplett fernbedienten Stationen.
Ein mögliches Problem bei der Sendertastung per CAT-Kommando könnte eine kurze Verzögerung sein, es dauert halt etwas länger ein paar Datenbytes zu übertragen als einfach eine Leitung ein- und auszuschalten.

Fazit Sendertastung

Im Vergleich der drei Methoden einen Sender zu tasten - per PTT-Leitung, per VOX oder per CAT - so scheint die Variante per PTT-Leitung doch trotz des benötigten Pegelwandlers die einfachste und unproblematischste Lösung zu sein. Und universell einsetzbar ist sie auch - jeder Transceiver verfügt einen PTT-Eingang, aber die wenigsten können VOX-Betrieb auf den ACC-Buchsen, nicht alle haben ein CAT-Kommando dafür.

Die CAT-Schnittstelle

Die dritte Verbindung zwischen Funkgerät und Computer (neben der Audioverbindung und den Steuerleitungen) ist die sogenannte CAT-Schnittstelle. CAT steht für "Computer Aided Transceivercontrol", also in etwa 'computerunterstützte Funkgerätesteuerung'. Hierunter versteht man die Fernsteuerung des Funkgerätes über geeignete Software auf dem Computer. Gesteuert werden kann meistens die Frequenz und die Betriebsart, oftmals kann man auch den Speicherinhalt programmieren. Bei neueren Funkgeräten können über die CAT-Schnittstelle nahezu alle Funktionen des Transceivers gesteuert werden.

Auf der Computerseite wird für die CAT-Steuerung nahezu ausnahmslos die serielle Schnittstelle verwendet. Das ist genau die gleiche Schnittstelle, die wir oben schon für die PTT-Steuerung verwendet haben. Im Idealfall kann man eine einzige serielle Schnittstelle für beide Funktionen nutzen - PTT-Tastung und CAT-Steuerung gleichzeitig. Möglich ist dies, weil PTT eine Steuerleitung (z.B. RTS) verwendet, die CAT-Steuerung hingegen die Sende/Empfangsdatenleitungen (TxD/RxD).

Leider ist die CAT-Schnittstelle bei Funkgeräten im Amateurfunk nicht standardisiert, jeder Hersteller hat eine eigene Lösung gefunden. Dabei unterscheiden sich sowohl die elektrischen Eigenschaften (Signalpegel, Form der Anschlüsse usw.) als auch die Art, wie die Steuerbefehle übertragen werden (die 'Sprache' der CAT-Befehle). Das bedeutet, das man für jedes Funkgerät (oder zumindest für jeden Hersteller) eine andere Art der CAT-Verbindung benutzen muss. Für die Programmiererin eines Steuerprogrammes bedeutet dies, das sie für jedes Funkgerät unterschiedliche Befehle (eine andere 'Sprache') zum Steuern ähnlicher Funktionen verwenden muss, je nach Hersteller.

Icom

Icom verwendet seit gut 25 Jahren ein einheitliches Verfahren, genannt "CI-V" (Computer Interface 5). Dabei werden die Daten im TTL-Pegel (0/5V) über eine Zweidrahtleitung ausgetauscht, der Anschluss ist immer eine 3.5 mm Mono-Klinkenbuchse, am Gerät bezeichnet mit "Remote". Einige wenige Icom-Geräte verfügen darüberhinaus noch über eine normale serielle Schnittstelle, und die neuesten Transceiver (seit 2007 mit dem IC-7200) über eine USB-Schnittstelle, dazu später mehr.

In der Praxis heisst das, das man für nahezu alle Icom-Geräte einen Pegelwandler benötigt, der den TTL-Pegel (0 und +5V) auf die ±12V der seriellen Schnittstelle umsetzt. Icom bietet dazu selber ein Produkt an (CT-17), das Internet ist aber voll mit preiswerten Bauvorschlägen für selbstgebaute Pegelwandler. Praktisch alle kommerziellen Transceiver-Interfaces (siehe unten) bieten ebenfalls einen solchen Pegelwandler an.

Das Datenformat (die 'Sprache') ist bei allen Icom-Transceivern einheitlich, alle Icoms beherrschen einen bestimmten Befehlssatz für die grundlegendsten Funktionen (Frequenz, Mode). Darüberhinaus haben die meisten Icoms einen sehr weitgehenden, individuellen Befehlssatz, der gerätespezifisch ist. Für Details verweise ich auf meine ausführliche Dokumentation der Icom CI-V Schnittstelle im Web.

Yaesu

Yaesu verwendet seit Jahren bei vielen Geräten die normale serielle Schnittstelle, bei einigen Geräten aber auch eine eigene CAT-Schnittstelle, genannt "CAT". Dies ist eine 8-polige Mini-DIN Buchse, z.B. bei den beliebten Transceivern FT-817/857/897. Diese CAT-Buchse arbeitet ebenfalls mit TTL-Pegel (0V, +5V) und braucht daher einen Pegelwandler (CT-62 o.ä. oder Selbstbau). Yaesu-Geräte mit normaler RS-232 Schnittstelle (FT-847, FT-450, FT-950, FT-1000MP, FT-2000) brauchen im besten Fall nur ein serielles Kabel - sofern man mit der direkten galvanischen Verbindung zwischen Funkgerät und Computer leben kann. Die oben beschriebenen Probleme mit Brummschleifen gibt es natürlich auch bei der CAT-Schnittstelle.

Das Datenformat (die 'Sprache') ist bei allen Yaesu-Transceivern ähnlich, unterscheidet sich aber in den Details. Es wird ein reines ASCII-Protokoll verwendet, das macht die Fehlersuche für den Programmierer etwas einfacher als bei Herstellern, die ein binär-codiertes Datenformat verwenden (Icom, ältere TenTec).

Kenwood

Für Kenwood gilt nahezu das gleiche wie für Yaesu - manche Transceiver verfügen über eine traditionelle RS-232 Schnittstelle, andere benötigen einen Pegelwandler. Die CAT-Schnittstelle ist dann eine 6-pol DIN Buchse und ist meistens mit "ACC1" gekennzeichnet. Viele ältere Kenwood-Transceiver benötigen Einbau-Optionen zur Nutzung dieser Buchse (IF-10x Optionen), die aber praktisch nicht mehr auf dem Markt erhältlich sind.

TenTec

TenTec verwendet seit einigen Jahren die traditionelle serielle RS-232 Schnittstelle. Die älteren OMNI-xx Transceiver kopierten die CI-V Schnittstelle von Icom und brauchen daher eine Pegelanpassung.

Elecraft

Elecraft verwendet die normale RS-232 Schnittstelle beim K2 und K3.

JRC

JRC verwendet die normale RS-232 Schnittstelle, zumindest beim JST-245.

Und am Computer...

Da die meisten aktuellen Computer nicht mehr über eine normale serielle Schnittstelle verfügen, wird die CAT-Steuerung in diesen Fällen über einen USB/Seriell Adapter gemacht, wie oben bei der PTT-Steuerung beschrieben.

Wozu braucht man nun eine CAT-Steuerung bei den Digimodes?
Zunächst braucht man sowas einfach weil es da ist, Funkamateure sind Spielkinder :-) Wenn das Funkgerät sowas schon bietet, dann möchte man es auch nutzen...

Aber es gibt natürlich auch sehr nützliche Anwendungen, vor allem für die Frequenzsteuerung. So wird bei PSK31 bei den meisten Programmen im Wasserfalldiagramm die korrekte Freqzenz angezeigt. Fehlt der Software die Information zur gerade eingestellten Frequenz, so wird nur die Offset-Frequenz, meist so von 300 bis 3000Hz angezeigt. Die eigentliche Sendefrequenz muss man dann selbst berechnen, indem man diesen Offset zur gerade eingestellten Frequenz des Funkgerätes dazurechnet (oder abzieht, je nachdem ob USB oder LSB verwendet wird).

Besonders praktisch wird die CAT-Kopplung zwischen Software und Funkgerät bei Verwendung des DX-Clusters. Bei vielen Programmen braucht man dann nur noch auf den DX-Spot zu klicken, das Programm stellt die Frequenz automatisch am Funkgerät ein.

Im Contest ist eine CAT-Verbindung ebenfalls unerlässlich, denn hier muss man zu jedem QSO das benutzte Band mitloggen. Kann die Contest-Software die Frequenz vom Funkgerät lesen, geschieht dies automatisch.

Fazit Verbindung Computer/Funkgerät

Um Digimodes zu machen benötigt man also die Audioverbindungen, eine Steuerleitung für die PTT und eventuell die CAT-Schnittstelle. Idealerweise sind alle diese Verbindungen galvanisch entkoppelt, um Brummschleifen zu vermeiden. Für die PTT-Tastung braucht man meist eine äusserst einfache Transistorstufe, für die CAT-Schnittstelle oft einen Pegelwandler, für die Audioleitungen die galvanische Trennung per NF-Übertrager. All dies kann man leicht und preiswert selber bauen. Dazu gibt es eine Reihe interessanter Bauvorschläge im Internet. Es hat sich aber auch ein großer Markt für fertige "Soundkarten-Interfaces" entwickelt, gedacht für Funkamateure die nicht so gerne selber bauen möchten. Im Folgenden soll nun auf die Möglichkeiten dieser Interfaces eingegangen werden.

Soundkarten-Interfaces

Die oben beschriebenen drei Gruppen von Verbindungen (Audio, PTT, CAT) benötigen alle etwas Elektronik: entweder um die galvanische Verbindung zwischen Computer und Funkgerät auzutrennen, oder für eine Taststufe oder für eine Anpassung der Pegel. Da liegt es nahe, alle diese Funktionen in einer Baugruppe zusammenzufassen.

Selbstbau

Stellvertretend für hunderte von Selbstbauprojekten seien hier zwei Interfaces genannt: Das von DJ8ES und das USB-Interface vom 'Funkamateur'.

Das Interface von DJ8ES ist einfach aufzubauen, bietet allerdings keine Verbindung für die CAT-Schnittstelle. Die NF wird über Audio-Übertrager entkoppelt, die Taststufen für PTT und CW über Optokoppler. Eine Besonderheit ist die (optionale) Nachbildung einer VOX-Funktion, falls man das so nutzen möchte. Als nachteilig empfinde ich die vorgeschlagene Verwendung von Mikro-Eingang und Lautsprecher-Ausgang, aber so lassen sich auch ältere Funkgeräte ohne Data-Buchse anschliessen.
http://www.afu-sh.de/lokal/vortrag/Soundkarteninterface.pdf

Das USB-Interface 'BX-120' als Baumappe vom Funkamateur ist ein sehr modernes Design, geeignet für nahezu alle Transceiver und für Computer mit USB-Anschluss. Die Besonderheit ist, das dieses Interface eine eigene Soundkarte bietet. Platinen und Bausätze gibt es beim Funkamateur.

Fertige Interfaces

Der Markt für komplette Soundkarten-Interfaces ist mittlerweile recht groß geworden. Worauf sollte man beim Kauf achten?

Ein gutes Soundkarten-Interface muss bieten:

  • vollständige galvanische Trennung aller Signale: Audio, PTT, CAT
  • Pegelwandler für CAT-Schnittstellen, falls benötigt
  • Anpassbarkeit an das jeweilige Funkgerät, entweder durch interne Steckbrücken (Jumper) oder fertige Kabel
  • USB Anschluss inkl. Treiber für alle gängigen Betriebssysteme
  • Kompatibilität mit allen gängigen Programmen

Nett wäre, wenn das Interface auch folgende Funktionen bieten würde:

  • eigene Tastleitung für FSK. Ob man dies braucht hängt vom Funkgerät ab, nicht jedes hat einen FSK-Tasteingang
  • eigene Tastleitung für Telegrafie
  • Telegrafie-Tastung wenn möglich nicht per 'virtueller' Steuerleitung einer simulierten COM-Schnittstelle, sondern mit dem K1EL "WinKey" Baustein. Dies ist aber nur dann wirklich nötig, wenn man intensiv CW nutzt, z.B. für den Contest oder bei einer DX-pedition.
  • eigene USB-Soundkarte. Ob man dies braucht hängt von den eigenen Ansprüchen ab. In jedem Fall ist eine eigene Soundkarte nur für Amateurfunkanmwendungen sehr vorteilhaft.
  • Pegeleinstellung für Audio am Interface über Drehregler. Das geht schneller als den Mixer des Betriebssystemes zu verwenden.

Unter diesen Gesichtspunkten hier ein Vergleich einiger Soundkarten-Interfaces. Aus hoffentlich verständlichen Gründen beschränke ich mich hierbei auf die von WiMo angebotenen Geräte. Der geneigte Leser kann ja die Tabelle um weitere Spalten mit Geräten anderer Anbieter erweitern.

Probleme mit 'virtuellen' COM-Ports.
Treiber

So ganz ohne Probleme ist die Verwendung der USB/Seriell Adapter nicht. So kann man sie nur verwenden, wenn es für das jeweilige Betriebssystem einen Treiber gibt. Natürlich gibt es die Treiber, aber in der Regel nur für neuere Betriebssysteme. Das sind heute (Stand Mitte 2009) also Windows Vista, Windows 7, Windows 8, Windows 10 usw.; ebenso Linux und aktuelle Versionen von MacOS. Schon bei Verwendung von Windows 98 wird es schwierig die jeweiligen Treiber zu bekommen, Windows ME wird auch nur wenig unterstützt. Früher sehr beliebte DOS Programme kann man mit USB-Schnittstellen nicht oder nur mit größeren Klimmzügen zum Spielen bringen. Nahezu alle aktuellen Linux-Distributionen und auch Mac OS bringen die Treiber für die gängisten Chips der Adapter gleich mit. Man braucht also etwas halbwegs Aktuelles auf dem Rechner...

Emulation, Simulation

Ein anderes Problem der USB/Seriell Adapter ist die teilweise schlechte Emulation des alten seriellen Anschlusses. Ursprünglich, beim ersten IBM-PC, wurde hier ein bestimmter Chip verwendet, der "8250 UART". Spätere PC-Designs haben zwar aktuellere Formen dieses Bausteins verwendet, aber die Hardware war immer 'kompatibel', also für die Software identisch zu bedienen.

Nun ist es sehr aufwendig einen solchen Baustein komplett per Software zu emulieren, daher haben die Programmierer der Treiber des USB/Seriell Adapters es sich etwas einfach gemacht, und nur die wichtigsten und einfachsten Funktionen umgesetzt. Das reicht für 95% aller Anwendungen, aber sobald eine Anwendung exotische Spezialfunktionen des seriellen Bausteins nutzen will, geht das nicht mehr. So gab es anfangs sogar bestimmte USB/Seriell Adapter, die nicht mal die Steuerleitungen (RTS, DTR, CTS usw.) richtig emulierten. Die fallen damit für die Verwendung im Amateurfunk aus. Heute sind die USB/Seriell Adapter besser geworden, aber es mag immer noch Fälle geben, wo bestimmte Funktionen nicht wie gewünscht arbeiten. Da hilft es nur, mal einen anderen USB/Seriell Adapter zu probieren, am besten einen der einen anderen Treiberchip verwendet als der, der nicht funktioniert.

Kein Direktzugriff auf die Hardware

Und noch ein Problem gibt es mit dem 'virtuellen' COM-Port, oder besser mit den Windows-Anwendungen, die serielle Schnittstellen nutzen wollen. Diese Programme wurden früher oft so geschrieben, das sie direkt auf die Hardware zugreifen, unter Umgehung der Betriebssystemfunktionen. Das war schneller und erlaubte mehr Spielereien, war aber eben nicht so ganz 'kompatibel'. Denn heute - mit USB - gibt es diese Hardware nicht mehr, die serielle Schnittstelle wird ja nur simuliert, sie ist 'virtuell'. Solche Programme versagen unweigerlich. Aber zum Glück gibt es das kaum noch... Man kann heute davon ausgehen, das aktuelle, für Windows geschriebene Programme diese Probleme nicht mehr haben. Bei Linux oder MacOS gibt es dieses Problem nicht, da war es schon immer unmöglich (oder zumindest sehr, sehr aufwendig) um das Betriebssystem 'herum' zu programmieren und direkt auf die Hardware zuzugreifen.

Timingprobleme

Zum guten Schluss sei noch ein weiteres Problem der 'virtuellen' COM-Schnittstelle erwähnt. Dieses Problem betrifft fast ausschliesslich Telegrafie und FSK (echte Trägerumtastung bei RTTY). Beide, CW und RTTY, setzen voraus, das die jeweilige Steuerleitung millisekundengenau an- und abgeschaltet werden kann. Und genau das ist mit der über USB simulierten Schnittstelle ziemlich schwierig. Selbst beim allerneusten und super-schnellsten Computer tritt dieses Problem auf. Die Ursache liegt also nicht darin, das der Rechner zu langsam sei, sondern ist im Design der USB-Schnittstelle und des gesamten PCs begründet.

Was kann man also bei diesem Timing-Problem tun?

  1. Rechner entlasten, alle nicht benötigten Programme, vor allem Virenscanner, Firewall usw. ausschalten. Das hilft in manchen Fällen, aber nicht immer.
  2. Für RTTY nicht FSK sondern AFSK verwenden. Es ist viel leichter, zeitlich sehr genau einen Ton mit der Soundkarte umzuschalten, als eine Steuerleitung des COM-Ports.
  3. Für CW ein Interface verwenden, das entsprechende Unterstützung bietet. Für Telegrafie ist das ein Interface mit dem "WinKey" Chip. Dieser Chip nimmt über die normale Datenleitung der seriellen Schnittstelle Befehle entgegen (z.B. "Morse '599' mit 25WPM") und führt die dann mit sehr hoher zeitlicher Präzison aus.
  4. Eine Software und Hardware (Interface) verwenden, die das sogenannte neue Pseudo-FSK bzw. Pseudo-CW unterstützen. Derzeit (Stand Mitte 2010) ist mir an Software nur 'fldigi' (für Windows und Linux) und 'cocoaModem' (für Mac OS X) bekannt, die das anbietet. Die einzigen Interfaces die Pseudo-FSK/CW bzw OOK (Audio On/Off Keying) unterstützen sind das 'USB-3' und der 'DigiKeyer-2' von microHAM. Hier wird auf dem sonst unbenutzen rechten Audiokanal ein Ton ausgegeben (oder nicht), im Interface erkennt eine Schaltung das Anliegen oder Fehlen des Tones und tastet damit die entsprechende Leitung zum Funkgerät. Wie gesagt ist es sehr leicht ein zeitlich präzises Tonsignal zu erzeugen, egal wie der Rechner gerade ausgelastet ist.

Trotz all' dieser möglichen Probleme funktioniert es meistens wunderbar mit USB. Und man hat ja heute auch kaum noch eine andere Möglichkeit als USB zu verwenden. Die Kenntnis eventuell auftretender Probleme hilft aber bei der Fehlersuche...

Unterschied zwischen AFSK und FSK

Bei Gesprächen über RTTY hört man oft die Unterscheidung nach AFSK und FSK. Was ist das?

RTTY (Radio Teletype), als eines der ältesten und einfachsten digitalen Verfahren in der Funktechnik, verwendet zwei Signalzustände um die Bits zu übertragen: 0 und 1, oder Low und High oder bei RTTY auch als 'Space' und 'Mark' bezeichnet. Auf dem Funkkanal wird das einfach durch zwei Töne ausgedrückt, ein hoher und ein tiefer Ton. Das heißt das bei RTTY eigentlich FM (F1) gemacht wird: eine einfache Frequenzumtastung. 'AFSK' und 'FSK' bezeichnet nun die Methode, wie diese Töne vom Sender erzeugt werden.

AFSK
Bei AFSK (Audio Frequency Shift Keying) werden die Töne von einem Modem (der Soundkarte) erzeugt und auf den Modulator gegeben. Dazu wird der Transceiver auf die normale SSB-Betriebsart gestellt, also LSB oder USB (meistens LSB).
AFSK ist also mit jedem Funkgerät möglich, das SSB kann. Die Töne selbst und damit der Abstand der Töne (die Shift) wird am Modem bzw. im RTTY-Programm festgelegt.

FSK
Bei FSK wird ein digitales Signal (0/1) direkt auf einen speziellen Tasteingang des Funkgerätes gegeben. Das Funkgerät wertet den Pegel aus und verschiebt die Oszillatorfrequenz um einen eingestellten Wert (die Shift).
Die zu verwendenden Töne und die Shift werden am Funkgerät eingestellt.

Vor- und Nachteile AFSK vs. FSK

Die jeweiligen Vor- und Nachteile der beiden Systeme sind hier mal gegenübergestellt:

AFSK FSK
Vorteile
  • Geht mit jedem SSB-tauglichen Funkgerät
  • Geht mit jedem Programm und Modem
  • Kein Übersteuern der Modulation möglich
  • Die Frequenzanzeige 'stimmt'
  • Präzisere Lage der Töne und Shift
  • Spezieller Mode (RTTY) bei vielen Funkgeräten, mit eigenen Filtereinstellungen
Nachteile
  • Übermodulation leicht möglich
  • Frequenzanzeige missverständlich
  • Setzt Funkgerät voraus, das FSK unterstützt
  • Das Programm bzw. Modem muss eine direkte FSK-Signalerzeugung bieten
  • Evtl. Timing-Probleme bei Verwendung von virtuellen COM-Ports per USB

Es spricht also einiges dafür, 'echte' FSK zu machen, wenn das Funkgerät das unterstützt. Aber bei sorgfältiger Einstellung geht der RTTY Betrieb mit AFSK genauso gut. Und das Interessante dabei ist: dem Gegenüber (der empfangenden Station) ist es völlig egal, sie merkt nicht ob der Sender per FSK oder AFSK getastet wird (korrekte Modulation vorausgesetzt).

Warum sich dann also überhaupt um FSK-Tastung kümmern? Weil die Frequenzanzeige 'stimmt', z.B. bei Clustermeldungen. Um das zu erläutern ist etwas Theorie nötig...

RTTY Töne. Mark, Space und Shift

Der bei RTTY verwendete Abstand der Töne (die 'Shift') ist international standardisiert, im Amateurfunk wird bei RTTY nur 170Hz verwendet. Andere Dienste und Systeme verwenden 80, 200, 425, 850 Hz usw.
Mit welchen Tönen man nun eine F1-Umtastung des Senders erzeugt ist eigentlich egal - Hauptsache sie haben den richtigen Abstand von 170 Hz. Aber auch die Töne sind vereinheitlicht, weil nämlich bei Empfang das Funkgerät mit der ZF-Filterlage und das Modem (die Soundkarte des Computers oder ein PTC) miteinander korrespondieren müssen.

Im Amateurfunk sind zwei Tonpaare gebräuchlich, die sogenannten 'Low Tones' und die 'High Tones':

Ton 1 Ton 2 Shift
Low Tones [Hz] 1275 1445 170
High Tones [Hz] 2125 2295 170

Welche Töne sollte man verwenden? Das ist eigentlich egal... 2125/2295 hat den technischen Vorteil, das Harmonische (Oberwellen) nicht mehr in die Bandbreite des SSB-Filters fallen. Manche neuere Funkgeräte (z.B. Icom) haben spezielle RTTY DSP Filter die nur mit diesem Tonpaar arbeiten. Letztendlich ist es eine Gewöhnungsfrage, welche Tonpaare man verwendet.

Die HF-Lage der Töne

Die IARU hat die Lage der Töne auf dem Funkkanal in Anlehnung an ITU Empfehlungen festgelegt: Danach soll der Mark-Ton immer der HF-mässig höhere Ton sein. In der HF-Lage sieht das dann bei Betrieb mit Low Tones im unteren Seitenband so aus:

Der 'Mark' Tone ist also 1275 vom (unterdrückten) Träger entfernt, 'Space' liegt 1445 Hz (1275 + 170 Hz) unterhalb des Trägers.

Und wenn man im oberen Seitenband sendet:

Wieder ist 'Mark' der HF-mässig höhere Ton, wie in der IARU Empfehlung vorgegeben.

Interessant ist aber nun die angezeigte Frequenz: Es ist bei SSB immer die Frequenz des unterdrückten Trägers. Tatsächlich gesendet wird aber über ein kHz darunter oder darüber. An einem Beispiel wird das schnell deutlich:

Eingestellt ist LSB, der VFO steht auf 14085 kHz. Tatsächlich gesendet wird aber auf 14083.725 kHz (man nennt immer die 'Mark' Frequenz, wenn man in RTTY eine Frequenzangabe macht).

Bei USB ist die Abweichung von angezeigter zu tatsächlicher Frequenz sogar noch etwas größer: Die Differenz beträgt 1445 Hz (1275 + 170 Hz) bei Low Tones.

Also: Benutzt man AFSK muss man immer etwas rechnen, um auf die tatsächlich genutzte Frequenz zu kommen.

  • Wenn man die Low Tones (1275/1445 Hz) verwendet:
    • Bei LSB: Angezeigte Frequenz minus 1275 Hz
    • Bei USB: Angezeigte Frequenz plus 1275 plus 170 Hz
  • Wenn man die High Tones (2125/2295 Hz) verwendet:
    • Bei LSB: Angezeigte Frequenz minus 2125 Hz
    • Bei USB: Angezeigte Frequenz plus 2125 plus 170 Hz

Wichtig wird das, wenn man sich das QSO zweier Stationen anguckt, wobei der eine OM im LSB sendet, die andere YL im USB:

Oben, der OM, benutzt LSB und glaubt er sendet auf 14085.0 kHz, denn das steht auf der Frequenzanzeige. Die YL (unten) arbeitet mit USB und ihre Frequenzanzeige steht auf 14082.28 kHz! Nehmen wir mal an das seien beides seltene Stationen, jeder spottet den bzw. die andere im DX-Cluster.

DX de OM:    14085.00 YL       RTTY, fb dx!
    DX de YL:    14082.28 OM       RTTY, gd sigs!
    

Sie sehen die beiden Spots im Cluster. Ihr Funkgerät ist auf LSB und Low Tones eingestellt, welche Frequenz stellen Sie ein? Sie wissen es nicht, weil nicht bekannt ist, unter welchen Bedingungen die beiden arbeiten: LSB oder USB, AFSK oder FSK, High Tones oder Low Tones. Drehen Sie den VFO auf 14082.28 kHz, so hören Sie tatsächlich noch 1275 Hz tiefer (denn sie verwenden LSB und Low Tones), auf 14081.005 kHz - und da hören Sie nichts, zumindest nicht die gesuchte Station.

Wird der Clusterspot nicht von Hand eingegeben sondern kommt er aus einem Programm, so besteht allerdings eine große Chance, das die richtige Frequenz angegeben wurde (14083.275 kHz in unserem Beispiel). Denn die besseren RTTY Programme kann man auf die jeweilige Betriebsart einstellen (LSB, USB, High/Low Tones). Ein solches Programm liest die aktuelle VFO-Frequenz per CAT-Befehl vom Funkgerät, korrigiert je nach Seitenband und Tonlage die Frequenz und gibt das Ergebnis dann als gespottete Frequenz aus.
Wird die Frequenz im DX-Cluster manuell eingegeben, so muss man sich darauf verlassen, das der OP die Frequenz richtig berechnet hat… was leider nicht immer der Fall ist.

Das geht auch einfacher... mit FSK.

FSK

FSK steht für Frequency Shift Keying, also Frequenzumtastung. Es gibt eine Reihe von Transceivern, die einen FSK-Tasteingang haben, z.B. nahezu alle Icom Kurzwellen Geräte, die größeren Yaesu Geräte FT-1000 und FT-2000, FT-950 (FIXME) uvm.
An diesen FSK-Eingang wird von einem Modem oder vom Computer einfach ein digitales Signal angelegt (meist Tastung gegen Masse). Der Transceiver ist nun selbst dafür verantwortlich, aus dieser Pegelinformation den einen oder anderen Ton zu erzeugen. Dazu wird meist über das Bedienmenü des Funkgerätes ausgewählt, welche Töne und welche Shift das sein sollen.

FSK bietet mehrere Vorteile:

  • der Transceiver macht eine echte Frequenzumtastung, verschiebt also den Träger sehr präzise um die eingestellte Shift
  • eine eventuelle Übermodulation wie bei AFSK ist nicht möglich
  • viele Funkgeräte bieten eigene Modi und Filter-Einstellungen für FSK, die Einstellungen anderer Modi (USB, LSB usw.) bleiben unberührt
  • die Frequenzanzeige 'stimmt' mit den Angaben im DX-Cluster überein (meistens :-)

Nachteile bei FSK:

  • geht nur mit Transceivern, die das unterstützen
  • Wechsel zwischen RTTY und anderen Digimodes setzt voraus, das man am Funkgerät einen anderen Mode wählt (USB/LSB, Packet o.ä.)
AFSK

AFSK steht für Audio Frequency Shift Keying, also Frequenzumtastung per NF-Modulation. Hier erzeugt ein Modem (z.B. der PTC) oder die Soundkarte die Töne, diese Töne werden wie bei allen anderen Digimodes auf den NF-Eingang des Funkgerätes gegeben und ausgesendet. Welche Töne und welche Shift benutzt werden, wird im Modem bzw. der Computer-Software festgelegt.

Vorteile AFSK:

  • geht mit jedem Transceiver
  • geht in USB/LSB und erleichtert daher den Wechsel z.B. zwischen PSK31 und RTTY.

Nachteile AFSK:

  • der NF-Pegel muss sorgfältig eingestellt werden, um den Transceiver nicht zu übersteuern
  • Die Frequenzanzeige am Funkgerät ändert sich nicht entsprechend der eingestellten Töne
Braucht man FSK?

Nicht wirklich. Auf der Empfangsseite hören sich die Signale exakt gleich an, man kann nicht unterscheiden ob die Aussendung per FSK oder AFSK erzeugt wird. AFSK kann man unproblematisch mit jedem Funkgerät verwenden, sofern man den Pegel korrekt einstellt. Ich persönlich nutze dennoch meistens FSK, da meine Funkgeräte (alles Icom) dafür einen eigenen Mode (RTTY) anbieten.

Hinweis für Pactor-Nutzer

Solche einfachen Zweitonverfahren (FSK bzw. AFSK) werden nur bei RTTY und Pactor-1 verwendet. Bei Pactor ergibt sich noch ein anderes Problem: Der Verbindungsaufbau zwischen zwei Pactor-Stationen erfolgt immer in Pactor-1, wäre also per FSK-Tastung zu machen. Dann entscheiden die beiden PTCs, das die Verbindungsqualität gut genug für Pactor-2 oder -3 ist und schalten auf eine Phasenmodulation um (PSK). Das geht aber nur über eine auf den Sender modulierte NF, nicht über den FSK-Eingang. Will man also Pactor unbedingt per FSK machen, so muss man dem PTC per "maxlevel" Befehl sagen, das er nie über Pactor-1 hinaus eine Verbindung aufbauen soll.

Aber auch bei FSK und PTCs gibt es ein weiteres Problem: Pactor (und damit der PTC) ist für eine Shift von 200Hz ausgelegt, RTTY aber für 170Hz. Die wenigsten Transceiver erlauben es, eine Shift von 200Hz einzustellen. Dadurch funktionieren Pactor-1 Verbindungen bei FSK-Tastung unter Umständen nicht so gut wie sie funktionieren könnten, weil der Sender mit der im TRx eingestellten Shift arbeitet (meistens 170Hz), der Empfänger aber 200Hz Shift erwartet.

Umgekehrt gilt ähnliches: Der Einfachheit halber verwenden die PTCs 200Hz Shift auch bei RTTY, jedenfalls solange man die Standardtöne der PTCs verwendet. Das führt auf der Empfangsseite zu geringfügig mehr Bitfehlern, als wenn die richtige Shift von 170Hz verwendet werden würde. Das Problem kann man durch individuell programmierte Töne mit den Befehlen "Tones", "Mark" und "Space" bei den PTCs umgehen.

Hier noch einige weiterführende Links zu dem Thema RTTY, Tonlage usw.

http://thf.ref-union.org/6a.pdf
http://www.iaru.org/Eth-operating-EN-iaru-SITE-1july2008.pdf

 

 

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Autor und Copyright für diesen Text und die Bilder: Ekki Plicht, DF4OR, 2010.

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