Standard ADC-Modul für RDR54/55.

Das Modul enthält Vorverstärker und Filter für den Bereich 1 kHz bis 30 MHz und 50 bis 54 MHz. Als Version DF zusätzlich für 87,5 bis 108 MHz und 136 bis 154 MHz. Weiterhin stehen ein Breitbandeingang 0,1 kHz bis 154 MHz und ein kombinierter Ein- / Ausgang für den ADC-Takt (Messung, Synchronisation) zur Verfügung. Anschluss-Standard ist SMB, zum Modul / Endgerät werden Adapterkabel auf BNC oder N mitgeliefert.

Das eingespeiste Hochfrequenzsignal wird mit zwei ADC in Gegentaktschaltung abgetastet (”digitalisiert”). Die verwendeten ADC-Chips arbeiten sehr rauscharm und bieten eine gute Dämpfung von Verzerrungen (IM).

Das 17 Bit breite Digitalsignal wird über Bus-LVDS-Verbindungen auf die Busplatine des Grundgerätes übertragen und kann dort von verschiedenen Signal-Verarbeitungseinheiten verwendet werden. Die Steuerung erfolgt über die Vernetzungs-Schnittstellen des Betriebssystems.

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Optimiertes ADC-Modul für RDR54/55, Standard ADC-Modul für RDR160.

Das Modul enthält Vorverstärker und Filter für den Bereich 1 kHz bis 30 MHz, 50 bis 54 MHz, 87,5 bis 108 MHz und 136 bis 154 MHz. Weiterhin stehen ein Breitbandeingang 0,1 kHz bis 54 MHz und ein kombinierter Ein- / Ausgang für den ADC-Takt (Messung, Synchronisation) zur Verfügung. Anschluss-Standard ist SMB, zum Modul / Endgerät werden Adapterkabel auf BNC oder N mitgeliefert.

Das eingespeiste Hochfrequenzsignal wird mit vier ADC in Doppel-Gegentaktschaltung abgetastet (”digitalisiert”). Die verwendeten ADC-Chips arbeiten besonders im VHF-Bereich sehr rauscharm und bieten eine hohe Dämpfung von Verzerrungen (IM).

Das 18 Bit breite Digitalsignal wird über Bus-LVDS-Verbindungen auf die Busplatine des Grundgerätes übertragen und kann dort von verschiedenen Signal-Verarbeitungseinheiten verwendet werden. Die Steuerung erfolgt über die Vernetzungs-Schnittstellen des Betriebssystems.

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Älteres DAC-Modul für RDR54/55 (Auslieferung bis Ende 2015).

Das Modul enthält einen Stereo Audio-CODEC mit 24 Bit Auflösung und 81,92 kSps Abtastrate. Der CODEC besitzt einen DAC mit PWM-Ausgang für den Lautsprecher (“Class D”) und analogem Stereo-Ausgang für den Kopfhörer. Außerdem ist ein ADC für Mikrofonsignale integriert. Die Lautstärke von Lautsprecher und Kopfhörer kann mit einem Drehgeber direkt am Modul variiert werden.

Der Mikrofonanschluss ist als RJ-45 Buchse mit Belegung nach “ICOM-Standard” ausgeführt. Kompatible Mikrofone mit RJ-Stecker können direkt angeschlossen werden. Auf den Signalkontakt für das Mikrofon kann eine +5 V oder +40 V Spannung geschaltet werden.

Die Signale für Lautsprecher und Kopfhörer werden über eine serielle LVDS-Schnittstelle digital zugeführt. Die digitalisierten Audiosignale des Mikrofoneingangs werden über diese Schnittstelle auf die Busplatine geführt und können von anderen Modulen (z. B. Sender) genutzt werden. Die Steuerung des Moduls (Konfiguration des Mikrofoneingangs, Lautstärkeeinstellung u. a.) ist über die Vernetzungs-Schnittstellen des Betriebssystems möglich. Die Firmware des Moduls enthält fast alle Demodulatoren des RD-Empfängers.

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Optionales DAC-Modul für RDR54/55, Standard DAC-Modul für RDR160.

Das Modul enthält einen hochwertigen Stereo-DAC mit 24 Bit Auflösung und 81,92 kSps Abtastrate sowie die erforderlichen Filter und Nachverstärker für Cinch-Ausgänge mit 75 Ohm Innenwiderstand. In der Version 31B ist zusätzlich ein Kopfhörerverstärker mit max. 3,5 Veff Ausgangsspannung für Kopfhörer ab 16 Ohm Impedanz vorhanden.

Die digitalen Audiosignale für das Modul werden vom Signalprozessor des Grundgerätes über die Busplatine bereit gestellt. Es werden nur die demodulierten Signale der zeitbasierten Demodulatoren verwendet (AM-E, FM, DSB/SSB-Q und DIGI). Das Ausgangssignal des Kopfhörerverstärkers liegt auf geschirmten Leitungen der Busplatine zum Anschluss einer Buchse an Front-Modulen.

Die Steuerung des Moduls erfolgt über die Vernetzungs-Schnittstellen des Betriebssystems. Der Ausgangspegel für die Cinch-Ausgänge und für den Kopfhörer-Ausgang kann gemeinsam (gleichlaufend) eingestellt werden.

Das DAC-Modul RDA31B kann in speziellen Konfigurationen (Messgeräte) als Generatormodul zur Erzeugung von 2 Sinusspannungen bis max. 80 kHz mit sehr hohem Rauschabstand und sehr geringen Verzerrungen eingesetzt werden. In den RDR-Empfängern kann der Generatormodus über eine spezielle Einstellung (Frequenzkalibration auf 0) aktiviert werden.

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Optionales DAC-Modul für RDR54/55.

Das Modul enthält einen Dual HF-DAC mit 16 Bit Auflösung und bis zu 667 MSps Abtastrate sowie die erforderlichen Filter und Nachverstärker für Koax-Ausgänge mit 50 Ohm Innenwiderstand. Es gibt 3 Versionen mit unterschiedlichen Ausgangspegeln und Frequenzbereichen.

• RDA31D1: 0,1 - 54 MHz max. +10 dBm

• RDA31D2: 0 - 154 MHz max. +4 dBm und einstellbar -120 ... +4 dBm

• RDA31D3: 0 - 154 MHz max. +4 dBm und 0,1 - 54 MHz max. +27 dBm

Die Module besitzen einen PTT-Ausgang (low-active) zur Steuerung nachfolgender Leistungsverstärker. Der Ausgang und die Signalerzeugung können im gesamten Frequenzbereich aktiviert werden, wenn das Grundgerät die Einstellung erlaubt (begrenzte Empfangsbereiche des RDR54/55).

Die Steuerung des Moduls erfolgt über die Vernetzungs-Schnittstellen des Betriebssystems. Eine serielle Audioverbindung erlaubt die Modulation der Exciter mit einem NF-Signal (z. B. vom Mikrofoneingang). Es können alle vom Receiver unterstützten Betriebsarten moduliert werden.

Die DAC-Module RDA31Dx können in speziellen Konfigurationen (Messgeräte) als Generatormodul zur Erzeugung von modulierten Sinusspannungen mit hoher Einstellgeschwindigkeit und -genauigkeit der Frequenz benutzt werden.

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Optionales DAC-Modul für RDR54/55.

Das Modul entspricht dem DAC-Modul RDA31D3 mit veränderten technischen Daten und Erweiterung um einen Anschluss zur Bandumschaltung externer Leistungsverstärker (PA). Er führt 4 Steuersignale mit der Bandcodierung nach “erweitertem Yaesu-Code” für die AFU-Bänder 160 m bis 10 m (Code 1 - 9), sowie 60 m, 6 m, 4 m, 2 m, 600 m und 2,2 km (Code 10 - 15). Die Belegung der D-Sub Buchse entspricht der Pinbelegung des Leistungsverstärkers HPA-8000B der Firma Hilberling.

Die beiden HF-Ausgänge geben Signale wie folgt ab:

• +4 dBm: 0 Hz ... 99.999,5 Hz;  87,5 MHz ... 108 MHz;  136 MHz ... 154 MHz

• +27 dBm: 100 kHz ... 30 MHz (max +27 dBm);  50 MHz ... 71 MHz (max. + 24 dBm)

Im Frequenzbereich des +27 dBm Ausgangs gibt der +4 dBm Ausgang ein Signal mit undefiniertem Pegel ab (“Monitoring”). Der +27 dBm Ausgang ist abschaltbar. Dann führt der +4 dBm Ausgang ebenfalls definierten Pegel. Die Ausgangspegel sind einstellbar vom Maximalwert bis zu  -25 dB unter diesem.

Geräte RDR54/55 mit diesem Modul besitzen getrennte Anschlüsse für Sender (TX-Ausgänge) und Empfänger (RX-Eingänge). Zur Verbindung mit einem Leistungsverstärker mit “bidirektionalem” Anschluss (TRX-Ein/Ausgang) sind Umschaltmodule RAS12C/D erforderlich. Sie schalten jeweils einen TRX-PA-Anschluss auf die entsprechenden Ein- und Ausgänge des RDR um. Die maximal mögliche Ausbaustufe ist eine Konfiguration mit 3 Schaltern: 100 kHz ... 30 MHz für 1. PA (max. +27 dBm); 50 ... 71 MHz für 2. PA (max. +24 dBm); 87,5 ... 108 MHz oder 136 ...154 MHz für 3. PA (max. +4 dBm).

Standard Display für RDR54.

Das Display-Modul FGC1D ist ein komplettes Grafikmodul bestehend aus einer kurzen Steckplatine für die Vorderseite des RMF-Bussystems (“Grafikkarte”) und einem 5” (13 cm) TFT-Display. Die Frontplatte enthält ein Acrylglasfenster mit Antireflex-Beschichtung.

Bei einer Auflösung von 800 x 480 Pixel mit einer Pixelgröße von 0,135 mm², einer maximalen Helligkeit (0 - 100% einstellbar) von 300 cd/m² und einem typischen Kontrastverhältnis von 1:450 ermöglicht das Display scharfe und detailreiche Darstellungen.

Das Modul wird vom Betriebssystem mit eigenen Grafikbefehlen für 256 Farben unterstützt. Insbesondere für die Darstellung von Messbildern (Oszillogramme, Spektrogramme usw.) sind Hardwarebeschleuniger für sehr hohe Zeichengeschwindigkeit vorhanden. Außerdem werden Zeichnungen immer in unsichtbaren Seiten ausgeführt, so dass keine Artefakte (Flimmern, Verdeckungen von Messkurven o. ä.) sichtbar sind.

Die allgemeine Steuerung und Verwaltung von Zeichnungsobjekten erfolgt über die Vernetzungsschnittstellen des Betriebssystems. Die Datenzuführung für die Hardwarebeschleuniger erfolgt über eine Highspeed-LVDS-Schnittstelle. Damit sind Updaterates für Messkurven von > 1000 Frames/sek möglich.

Standard Stromversorgung für RDR54/160, optional für RDR55.

Das Modul ist ein 230 V~ Netzteil mit max. 25 VA Leistung zum rückseitigen Einbau in die RDR-Geräte. Ab Version 25F ist zusätzlich ein DC-Eingang (2,5 mm Hohlstift) für 13,8 V Gleichspannung (12,3 ... 14,5 V) vorhanden.

Im Modul wird ein 25 VA-Transformator zur Einspeisung der Netzspannung verwendet. Gleichrichter und Regler erzeugen die benötigten Gleichspannungen für das RMF-System (12 V analog, 5 V digital und analog, 3,3 V digital und analog). Für die mit “analog” bezeichneten Spannungen werden rauscharme Linearregler verwendet, sonst Schaltregler.

Das Modul ist fernschaltbar (Steuerspannung über RMF-Bus) und zeigt den Aus- bzw. Einschaltzustand über eine Mehrfarb-LED an (unter dem blauen “Plug-Off” Symbol). Bei Fehlerzuständen (Überstrom, Übertemperatur, LED tiefrot) schaltet sich das Modul selbsttätig ab. Auf der Netzseite sind Überspannungs-Schutzeinrichtungen (Varistoren und Gasentladungsableiter) sowie eine selbstrückstellende Sicherung (PTC) vorhanden. Bei hohem Leistungsbedarf (Erwärmung) wird ein Lüfter in 2 Stufen zugeschaltet.

Im ausgeschalteten Zustand nimmt das Modul weniger als 0,1 W Verlustleistung auf. Trotzdem sollte es vollständig vom Netz getrennt werden (z. B. durch eine schaltbare Steckdosenleiste). Zu den Geräten mit bestücktem RPS25 Modul wir immer ein IEC-Netzkabel mit angeformtem Schutzkontaktstecker mitgeliefert. Das Gesamtgerät entspricht damit Schutzklasse I (“Schutzleiteranschluss”).

Standard Stromversorgung für RDR55, optionales Modul für RDR54/160.

Das Modul ist ein Weitbereichs-Netzteil (85 ... 240 V~) mit max. 30 oder 50 VA Leistung zum rückseitigen Einbau in die RDR-Geräte. Zusätzlich ist ein DC-Eingang (2,5 mm Hohlstift) für 13,8 V Gleichspannung (12,3 ... 14,5 V) vorhanden.

Im Modul werden 1 oder 2 primär getaktete Schaltwandler zur Umsetzung der Netzspannung verwendet. Weitere Regler erzeugen die benötigten Gleichspannungen für das RMF-System (12 V analog, 5 V digital und analog, 3,3 V digital und analog). Für die mit “analog” bezeichneten Spannungen werden rauscharme Linearregler verwendet, sonst Schaltregler. Umfangreiche Filterschaltungen und Abschirmungen verhindern eine Störbeeinflussung des Gerätes durch die getakteten Schaltungen.

Steuer- und Sicherungsfunktionen entsprechen dem Modul RPS25. Aufgrund des Schaltregler-Betriebs arbeitet das RPS30/50 mit höherem Wirkungsgrad und besitzt deshalb keinen Lüfter (“lautloser” Betrieb möglich).

Von Modul RPS30/50 können andere Module des RMF-Systems auch im ausgeschalteten Zustand mit einer Standby-Spannung versorgt werden. Beispielsweise wird dadurch das GPS-Modul im RDR35 ständig aktiv gehalten und kann sofort nach Einschalten des Gerätes eine Frequenzkorrektur berechnen.

Im ausgeschalteten Zustand nimmt das Modul weniger als 0,5 W Verlustleistung auf. Trotzdem sollte es vollständig vom Netzt getrennt werden (z. B. durch eine schaltbare Steckdosenleiste). Dann entfällt allerdings auch die Standby-Speisung anderer Module. Zu den Geräten mit bestücktem RPS30/50 Modul wird immer ein IEC-Netzkabel mit angeformtem Schutzkontaktstecker mitgeliefert. Das Gesamtgerät entspricht damit Schutzklasse I (“Schutzleiteranschluss”). Zur Erdung anderer Geräte am RDR ist ein M4-Schraubbolzen mit Rändelmutter vorhanden.

Standard Signalprozessor für RDR54/55/160

Das Modul enthält einen hochintegrierten FPGA Cyclone-III mit 40 k logischen Einheiten und einen QDR-II SRAM mit 72 MBit (Version 25F1) oder 36 MBit (25F2) Kapazität und bis zu 250 MHz Taktfrequenz. Weiterhin ist ein Mikrocontroller mit USB 2.0 Schnittstelle vorhanden.

Für die Geräte RDR54 bis 160 konfiguriert die Firmware des Moduls den FPGA als Digitalempfänger mit vorwiegend Spectrum-basierter Signalverabeitung. Der FPGA steuert die Schnittstellen des RMF-Systems als Master-CPU und verwaltet damit alle weiteren Module.

Neben der logischen Steuerung mittels Soft-Core CPU (“Nios-II”) enthält die Firmware einen Hardware-basierten proprietären Zeit/Frequenz-Transformations-Algorithmus mit 4facher FFT-Geschwindigkeit zur Erzeugung der Datenströme für Display- und DAC-Module. Dazu werden die Daten aus den ADC-Modulen verarbeitet.

Im Modul sind max. 8 verschiedene Konfigurationen speicherbar. Über den USB-Controller können diese per Upload von einem PC aktualisiert werden. Ein Verwaltungsprogramm im Modul (“Bootloader”) bestimmt die aktuell aktive Konfiguration. Die verschiedenen Konfigurationen erlauben sehr weitgehende Änderungen der Funktionalität innerhalb des Gerätes, z. B. die Konfigurierung eines Mikrovolt-Oszillographen, eines Spectrumanalyzers oder des RD-Empfängers.

Über die High-Speed Verbindung (480 MBit) des USB-Anschlusses können Daten mit einem Host-Rechner (PC) ausgetauscht werden.

Erweiterter Signalprozessor für RDR54/55

Das Modul enthält einen FPGA der neuesten Leistungsklasse (Cyclone V) mit doppelter Kapazität gegenüber der älteren Version in Modul RDR25. Aufgrund der größeren Speicherkapazität sind umfangreichere Konfigurationen (Hardware der Signalverarbeitung und Mikroprozessor mit Bedienoberfläche) ladbar.

Neben dem USB 2.0 Anschluss ist ein integriertes WLAN-Modul vorhanden. Es wird mit einer kleinen Stabantenne (SMA) komplettiert und ermöglicht die Kommunikation mit einem WLAN-Router auf kurze und mittlere Distanzen. Dedizierte Software kann darüber eine Steuerung und den Datenaustausch per internet ermöglichen.

Das Prozessormodul RDR35 ist vor allem als Kern-DSP für Empfänger, Sender und Messgeräte vorgesehen. Dabei kommt es oft auf hohe Frequenzgenauigkeit an. Der Systemtakt dieser Geräte wird im RDR-System immer aus dem eingesetzten ADC-Modul gewonnen. Dessen Oszillator ist auf höchste spektrale Reinheit (Rausch- / Nebenwellenfreiheit) ausgelegt, die Frequenzgenauigkeit entspricht durchschnittlichen Ansprüchen (TCXO mit ca. ±1 ppm Kurzzeitstabilität).

Zur Erhöhung der Genauigkeit ist im Modul RDR35 eine Frequenz- (Zeit-) messung auf GPS-Basis integriert. Nach Anschluss einer üblichen GPS-Antenne mit SMA-Stecker und Empfang von mehreren Satelliten wird der Systemtakt mit einem maximalen Fehler von ±2,4*10^-8 gemessen. Die ermittelte Abweichung wird für alle Frequenzberechnungen als Korrekturwert verwendet und damit eine Einstellung des Gerätes auf besser als ±1 Hz Genauigkeit ermöglicht.

Die Frequenzmessung und -korrektur erfolgt ohne Eingriff in die Frequenzerzeugung (keine PLL, digitale Regelschleife o. ä.). Deshalb bleibt die spektrale Reinheit des ADC-Taktoszillators und damit die hohe Signalqualität von Empfänger, Sender und Messgenerator vollständig erhalten.

Der GPS-Empfänger kann auch die üblichen Positionsdaten ermitteln, anzeigen und für andere Software (z. B. APRS ^TM) bereit stellen.

Optionales Modul für RDR54/55.

Die RD-Empfänger können mit dem Sendermodul RPA5 für die Kurzwellen-Amateurfunkbänder zum QRP-Transceiver aufgerüstet werden.

Das Modul enthält einen digitalen Polar-Modulator für alle Betriebsarten des RDR54/55 und einen 5 W Sender für die 9 Amateurfunkbänder im Bereich von 1,8 bis 29,7 MHz. Der Sender arbeitet nach dem Prinzip der Hüllkurvenmodulation mit hoher Effizienz (kein Ruhestrom) und gutem IM-Verhalten.

Im Modul RPA5 ist ein Sende-/Empfangsumschalter eingebaut. Während des Empfangs wird das Signal von der Sendeantenne an Buchse Ant1 ausgegeben und kann von dort an den Empfängereingang geführt werden.

Die Steuerung des Moduls erfolgt über die Vernetzungs-Schnittstellen des Betriebssystems. Eine serielle Audioverbindung erlaubt die Modulation des Senders mit dem NF-Signal vom Mikrofoneingang.

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Standard Tastaturmodul für RDR54.

Das Modul verfügt über 16 Tasten und einen Drehgeber mit Taster (Drück-Funktion) zur Bedienung von Geräten ohne Touchscreen. Die Tasten sind beleuchtet (LED). Der Drehgeber hat eine lautlose magnetische Rastung und ist zusätzlich mit einem großen Nadellager gelagert. Der Drehknopf ist aus massivem Edelstahl und ermöglicht einen leichten Schwungradeffekt.

Das Modul ist über die Schnittstellen des RMF-Betriebssystems frei programmierbar (Erzeugung von Messages bei Drücken und Loslassen von Tasten sowie Impulserkennung des Drehgebers, Schalten der LED, autom. Blinken u. a.). Im RDR54 ist eine Taste immer als Ein-/Ausschalter konfiguriert (Schaltung des Netzteils), 10 Tasten für die Eingabe dezimaler Werte und 5 Tasten als Funktionstasten mit variablen Funktionen je nach Betriebszustand (“Softkeys”).

Die Tasten verfügen über einen deutlichen Druckpunkt aber nicht über eine akustische Rückmeldung (Klick).

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Optionales Modul für RDR54/55.

Das Modul enthält dämpfungsarme Schalter (Reed-Relais) zum Schalten von Signalen bis 160 MHz und max. 5 W an 50 Ohm bzw. 70 Veff / 0,5 A freilaufend, sowie verschiedene Zusatzschaltungen.  Es gibt folgende Ausführungen.

• RAS12A: Eingang 0,5 - 54 MHz --> Schalter --> Vorverstärker 12 dB --> Weiche KW / 6 m --> Ausgänge 0,5 - 30 MHz und 50 - 54 MHz, PTT-Eingang

• RAS12B: Eingang 0 - 54 MHz --> Schalter --> Weiche KW / 6 m --> Ausgänge 0 - 30 MHz und 50 - 54 MHz, PTT-Eingang

• RAS12C: Ein-/Ausgang 0 - 160 MHz --> Umschalter --> Eingang 0 - 160 MHz --> Ausgang 0 - 160 MHz.

RAS12A und B werten das eingespeiste PTT-Signal aus und trennen den Signaleingang von den Ausgängen. Sie sind für den Anschluss der RD-Empfänger an andere Geräte (Sender / Transceiver) gedacht, wenn deren Antenne mitbenutzt werden soll. Version A enthält zusätzlich einen rausch- und IM-armen Vorverstärker in Hochstrom-CMOS-Technik zum Ausgleich von Dämpfungen (externer Antennenumschalter, Zuleitungen usw.). Das PTT-Signal wird auch im Receiver zur Stummschaltung während des Sendebetriebs genutzt.

RAS12C dient als Sende-/Empfangsumschalter, wenn ein DAC-Modul RDA31D als Erweiterung zum Transceiver eingesetzt werden soll. Es wird von der internen PTT-Leitung des RDR gesteuert.

Die erweiterte Version RAS12D kann vom RDR54/55 mit frequenzabhängig geschalteten PTT-Signalen gesteuert werden. Damit können mehrere Bereiche mit unterschiedlichen Anschlüssen an verschiedene Leistungsverstärker geschaltet werden. 3 Bereiche stehen zur Verfügung:

• 0 ... <=30 MHz (RAS12C oder RAS12D1)
• >30 ... <=71 MHz (RAS12D2)
• >71 ... <=154 MHz (RAS12D3)

Ein Beispiel ist beim Exiter DAC-Modul RDA31D4 zu sehen.

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