DDS packet radio modem

Het originele ontwerp van G3RUH is in verschillende modems terug te vinden. Bijvoorbeeld het origineel van G3RUH, de Cadams of de DDS uitvoering betreft maakt gebruik van een D/A converter chip van het type ZN426 / ZN429.

De modems zijn wel wat verschillend wat opbouw betreft, maar uiteindelijk is de werking globaal het zelfde. Het DDS modem wat gebruikt wordt bestaat uit 1 print (dubbelzijdig) en kan zowel simplex als full-duplex gebruikt worden. Het voordeel van full-duplex is dat er geen tijd verloren gaat met het opschakelen tussen zenden en ontvangen. Nadeel is dat je twee maal zoveel bandbreedte nodig hebt.

Schema DDS modem

Het is bij elkaar een redelijk complex geheel. Het modem bestaat uit standaard componenten. De EPROM's bevatten 32 verschillende golfpatronen en dat is normaal voldoende.

Ook kan het modem in een test-mode gezet worden zodat er een Bit Error Rate Test (BERT) uitgevoerd kan worden. Hiermee is het testen en afregelen van de modem en bijbehorende zend/ontvangers redelijk eenvoudig uit te voeren. Op de testpunten 'EYE' en Z kan een scoop aangesloten worden. Sluit Z aan op de SYNC ingang van de scoop en EYE op de ingang. Nu moet er een EYE-patroon zichtbaar worden. Regel de 'knopen en buiken' zo scherp mogelijk af. Modulator en detector van zend-ontvangers kunnen hier vaak verbeterd worden. (Dit is dus een belangrijke test).

DDS-modem DDS modem zelfbouw
DDS modem
DDS modem cloon

G3RUH en klonen - tips en wetenswaardigheden

De DAC (D/A converter):

Het bekende G3RUH modem, of het nu de originele, de Cadams of de DDS uitvoering betreft maakt gebruik van een D/A converter van het type ZN426 / ZN429. Raadpleeg voor meer info over deze chip de zn426 datasheet.
Er is een methode waarbij deze chip wordt vervangen door een trosje weerstanden en die een fractie van de prijs van de zn426 kost.

Alternatives to the use of the ZN426 DAC converters in the G3RUH modem
----------------------------------------------------------------------
Of all the components of the 9600 baud packet G3RUH modem,
the two ZN426 (ZN429) Digital to Analog Converters integrated circuits
are the more expensive and hard to have available.

It is possible to substitute them with DAC composed by discrete resistors.

CONVERTER TO BE USED FOR BOTH RX AND TX CIRCUITS
(U19 and U9 positions in the G3RUH original modem)
---------------------------------------------------------------
The diagram of the DAC is the following:

pin 4
OUT |
- - - - - - - - - - - - - - - - - -+ - - -

| | | R = 10 K Ohm
+--2R--+--R--+--R--+--R--+--R--+ 2R = 20 K Ohm
| | | | | | | | resistors 1/8 W
| 2R 2R 2R 2R 2R with accuracy 2 %
| | | | | | | |
- - + - - -+- - -+- - -+- - -+- - -+- - --
| | | | | |
pin 7 12 13 1 2 3
GND BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1

(In alternative use all 22 KOhm 5% resistors;
2R = one 22 KOhm, R = two 22K resistor in parallel)

Solder the resistors vertically over a 14 pin socket.
Then put the socket on the socket of the ZN429.

The substitution is possible because the DAC has only to generate a
waveform shape and not a voltage with an accurate amplitudo.
So it is possible use as voltage generators the EPROM U2 outputs instead of
the FET switches connected to a reference voltage like in the ZN426
integrated circuit.

The change worses a little the performances of the circuit
because the DAC with discrete resistors is only a 5 bit ( 3% resolution 3),
while the original has a resolution of 0.5 %.

SIMPLIFIED DAC TO BE USED ONLY IN RX
---------------------------------------
It is only a ONE bit DAC.
The jitter increases from 1% to 13 %.
The modem is to be used only with strong signals.
Connect a 10 KOhm resistor between pin 3 and pin 4 of the U9 socket.
DCD verbetering

Stabiel DCD signaal:

De meesten packet programma's, met name xNOS, Linux, NET etc. moeten een perfect stabiele DCD zien. Iedere spike op de DCD resulteert onvermijdelijk in data verlies. Deze programma's schrijven nl. niet als er geen DCD aanwezig is.
De 'ruis-dcd' van het DDS modem heeft hier geen last van (hoewel deze nogal kritisch is met afregelen), de 9K6-only DCD gaat echter wel gebukt onder dit probleem. Onderstaande modificatie liet bij een DDS modem een dramatische verbetering in de ontvangst zien.

Verwijder C53, dit is een smd-c van 100n.
R30 is origineel 2M2, verklein deze tot 330K.
Plaats op pen 14 van de LM339 een elco van 1 uF naar massa.
Ombouw 9k6 modems naar hogere snelheden

Om de bekende 9k6 modems voor hogere snelheden te gebruiken moeten er naast het verhogen van de clock snelheden ook de nodige R's en C's worden gewijzigd. Onderstaande tabel geeft aan welke onderdelen je moet vervangen bij zowel een DDS als een Cadams modem.

Component
9k6
19k2
38k4
57k6/64k
R49
100K
47K
22K
15K
R10
100K
100K
47K
15K
R11
82K
82K
39K
12K
R12
19K
39K
18K
5K6
R13
27K
27K
15K
3K9
R40
100K
100K
47K
15K
R41
56K
56K
27K
8K2
C13
4N7
4N7
1N
680P
C12
100P
47P
22P
12P
C9
220P
100P
100P
220P 2%
C10
1N
470P
470P
1N 2%
C28
1N
470P
470P
1N 2%
C22
3N3
1N5
470P
470P 2%
C24
100P
47P
47P
100P 2%
C25
470P
220P
220P
470P 2%
C26
1N
470P
220P
150P 2%
Bandbreedte
15KHz
30KHz
60KHz
100KHz

Volgens de beschrijving van DDS is het modem niet geschikt voor snelheden, maar uit proeven bleek dat 300KBit/Sec. geen probleem was voor het modem. (Wel filters aanpassen uiteraard).