FM Deviatie afregelen

Het afregelen van de FM deviatie (zwaai) voor het gebruik van datacommunicatie, zoals Packet (A25) of VARA FM is essentieel om een goede verbinding met de beste Signaal-ruis verhouding te bekomen.

Echter, wie heeft een modulatie meter ter beschikking?

De Autotune functies binnen zowel VARA FM als gemaakt door de DWS groep voor de UZ7HO packet software, zijn een hulpmiddel en kunnen zeker gebruikt worden als "controle" op de correcte instellingen van je soundcard interface, maar zijn onvoldoende om foute instellingen te kunnen detecteren, daar ze steeds vertrekken van het principe van een correct afgeregeld "tegenstation".

De volgende procedure laat je toe om, zonder tegenstation, de afregeling te doen.

2 Bessel Functies

Willhelm Bessel, een Duits Wiskundige, heeft formulles ontwikkeld om conversies te doen tussen het frequency en het tijdsdomain, waarvan we hiervan gebruik gaan maken.

De video laat je stap voor stap zien hoe dit bruikbaar wordt voor ons, maar wij gaan enkel één toepassing ervan gebruiken.

Het magische getal van een narrow-band FM signaal voor het bepalen van de zwaai is 2.404, de index waarop de eerste "nul" van de draaggolf plaats vindt in het spectrum.

De formule die we gebruiken is dus:

Dev= fmod x 2.404, waarop de eerste "nul" plaats vindt.

Vermits onze FM deviatie in VHF/UHF wettelijk beperkt wordt tot 3 kHz, kunnen we hieruit de te moduleren toon afleiden: 1247,7 Hz

3 Procedure

3.1 Benodigde apparatuur

Voor het afregelen van onze soundcard modem, maken we gebruik van de aanwezige soundcard interface, het UZ7HO programma en een RTL-SDR met SDR++ software.
We sluiten ons toestel aan op een schijnantenne (dummy load) en de RTL voorzien we van een kleine snuffel antenne.
Opmerking: Indien je over een SSB toestel beschikt in de buurt, kan je de afregeling ook doen met behulp van Peakmeter. Kijk hiervoor op de volgende pagina: Peakmeter (in DWC)

3.2 Instellen SDR++

We stellen de SDR++ met de volgende setting in:

Source op de RTL-SDR
Direct sampling: disabled, want we meten boven de 24Mhz
Sample rate op 250Khz, zodat je ook smalband signalen in detail kan zien
IQ correction aan, zodat de "burdie" in het midden van je scherm verdwijnt.
RTL AGC en TUNER AGC kunnen uit.
De frequentie stel je in op de center frequentie van je zender:
In ons voorbeeld 439.850
De modulatie stel je in op NFM, narrow band FM
De zoom schuiver stel je zo in dat je het NFM signaal voldoende breedt ziet op je scherm.

3.3 Instellen UZ7HO soundcard modem

Binnen deze modem heb je de Calibration Tab blad, waarbij je een toon kan zetten.

Wil je de zender in TX bregen, kies je één van deze tonen.
Wij gaan gebruik maken van de Low Tone, 1200Hz, die sterk aanleunt bij de benodigde frequentie van 1247,7Hz en waardoor we een zwaai van 2.9kHz bekomen, mooi binnen het wettelijke.
Het stoppen van de uitzending gebeurt door Stop TX

3.4 Instellen Windows soundcard

Het is belangrijk om in windows de volumesettings op 100% te zetten alvorens het afregelen van de soundcard interface te starten en dit zowel voor de Playback als de Recording settings.

Zorg er wel voor dat je de juiste soundcard interface kiest en dat alle Enhancements en AGC settings (advanced, indien aanwezig) uit staan!

3.5 Afregelen Soundcard interface

In ons voorbeeld maken we gebruik van een DRA36 interface.
Het stappenplan ziet er als volgt uit:

3.5.1 RX Volume

Het RX volume regel je tot juist voor de rode deel op je VARA FM VU meter, met open squelch (ruis).
Met de DRA36 doe je dit met R12.

Voor sommige toestellen zoals de D700 is deze instelling te kritisch, door het grote aangeboden volume.
Lukt het niet om met de R12 een goede instelling te bekomen, kan je nog steeds de windows instelling aanpassen.
Beter is echter om een spanningsdeler netwerk met weerstanden in je kabel aan te brengen, zodat je een fijnafstelling kan doen met je DRA ene de windows setting op 100% kan laten.

3.5.2 Draaggolf

Draai de modulatie pot volledig dicht, zodat je enkel een "draaggolf" zal hebben.
Bij de DRA is dit R14, volledig CCW draaien.
Breng je zender in zending door in de UZ7HO soundcard de Low Tone te kiezen in de Calibration menu.
Zoals je op de foto kan zien, zit je RTL wat langs frequentie, dit is dus niet noodzakelijk een fout van je toestel maar waarschijnlijk van je RTL-SDR.
De correcte draaggolf frequentie van je toestel afregelen, dien je te doen met een geijkte counter en vormt geen onderdeel van deze procedure.
Breng de RTL-SDR met de rode lijn (freq instelling) op de draaggolf.

3.5.3 Verhogen volume tot éérste nul draaggolf

Breng je zender in zending door in de UZ7HO soundcard de Low Tone te kiezen in de Calibration menu.
Draai nu langzaam de volume knop open, in ons geval R14 van de DRA36, tot je de éérste keer ziet dat de draaggolf verdwijnt.
1. Bij de TM-D700 zal je merken dat je zelfs met volle CW R14, niet de eerste nul bereikt.
  Dit is niet erg maar geeft aan dat je niet de volle bandbreedte zal gebruiken en meldingen kan krijgen in de autotune die wijzen op een te laag TX Drive.
2. Bij de T7F packet transceiver zie je wel de nul van de draaggolf.
  Het is heel belangrijk om de zwaai niet groter in te stellen, dus regel hem met de 1200Hz toon juist af op het diepste punt van de nul.

T7F nul draaggolf goed zichtbaar.

TM-D700

4 Autotune UZ7HO

De autotune functie is terug te vinden in de PH3J paket Agent door op het sound ikoon te klikken.

Het tegenstation moet eveneens deze versie van PH3J gebruiken met UZ7HO.

Onderaan vul je de callsign in van het tegenstation waarmee je de test doet.

De beide volume regelingen komen overeen met de volume regelingen van de soundcard in Windows, dus als deze aangepast worden zal je ook je VARA FM modem terug moeten afregelen.

4.1 RX instellingen

De blauwe balk bovenaan geeft het RX niveau aan.
Dit niveau mag niet overstuurd zijn, noch te zwak.
Indien de software geen geluid aantreft op de interface, worden de modems (VARA HF, FM en UZ7HO) opnieuw opgestart.
Meestal wordt hierdoor een windows/USB probleem opgelost.

Tevens wordt gecontroleerd of je voor je standaard windows geluidjes geen gebruik maakt van één van de soundcard modems in je systeem.

Indien dit wel het geval is wordt hiervan melding gemaakt en dien je je windows sound settings aan te passen.

4.2 TX testen -instellingen

Met de TX schuiver stel je je basis niveau in, meestal start je op 100%
Start met het uitvoeren van een ping.
Lukt deze dan weet je dat er een verbinding mogelijk is met het tegenstation.
Start de Autotune.
Hierbij worden er 10 pakketten uitgezonden naar het tegenstation, te beginnen met -27db, telkens verhogend met 3db.
Het tegenstation zal na afloop een rapport terug sturen:
1. welke pakketen ontvangen zijn, door de stage aan te geven
2. hoe goed deze gedecodeerd werden, door de kleur rood tot groen van de stip
3. wat de sterkte was (principieel met telkens 3db sterker
Tevens wordt je de maximale S/N gemeld en de maximale audio ontvangst sterkte VU op jouw station van het zendend tegenstation, die als indicatie kunnen gebruikt worden voor verdere finetuning.

4.3 Interpretatie

Goed gedecodeerde pakketten zijn punten van groene, rode of paarse kleur.
De groene punten worden naar "best fit" door de zwarte lijn doorkruist, die in het wit gebied moeten liggen.(punt 4 tot 10).
Is er maar 1 groen punt of ze zijn er helemaal geen dan zie je geen zwarte lijn en is de uitkomst van je autotune "FAIL".

Het aanbevolen "drive" level van jouw station wordt aangeduid met de vertikale groene lijn en kan je instellen en bevestigen dmv een druk op de SET knop

De purpere horizontale lijn geeft het S/N weer waarop jouw station ontvangen is geweest bij het tegenstation.

De uitslag geeft je een indicatie van de werking:

[08:56:17] AutoTune Initialize to Station ON0BAF
[08:56:20] AutoTune Start
[08:56:40] AutoTune Stage 10/10, Drive 0 dB
[08:56:42] AutoTune End
[08:56:44] AutoTune Results:
This Station ON4AWM maximum RX VU: -11.3 dB
Remote Station ON0BAF maximum RX VU: -14.8 dB
NoiseLevel at remote Station ON0BAF (1700 Hz): -47.4 dB
Stage 1 (Drive -27 dB): No Answer
Stage 2 (Drive -24 dB): No Answer
Stage 3 (Drive -21 dB): -37.7 dB at 1.77 kHz
Stage 4 (Drive -18 dB): -37.9 dB at 1.73 kHz, S=107%
Stage 5 (Drive -15 dB): -40.5 dB at 1.67 kHz, S=187%
Stage 6 (Drive -12 dB): -40.2 dB at 1.73 kHz, S=90%
Stage 7 (Drive -9 dB): -40.3 dB at 1.78 kHz, S=103%
Stage 8 (Drive -6 dB): -37.3 dB at 1.71 kHz, S=0%
Stage 9 (Drive -3 dB): -31.8 dB at 1.71 kHz, S=-83%
Stage 10 (Drive 0 dB): -26.9 dB at 1.71 kHz, S=-63%
Remote Station ON0BAF measured AutoTune at average 1.73 kHz
-----------------------------------------------------------
Not all Drive Levels detected on station ON0BAF, see above
Warning! Remote Station ON0BAF RX VU-max too low, VU-max = -14.8 dB
v APPROVED. Recommended Drive Level: 0 dB
Pse correct remote RX Audio Level, or increase local TX Audio Level

Door voorgaande ijking zijn we zeker dat onze modulatie zwaai voldoende is, waardoor deze berichtgeving erop wijst dat de tegenzijde, in dit geval ON0BAF te lage RX volume heeft ingesteld.

De "APPROVED" melding geeft aan dat we een goede instelling hebben.

Autotune VARA FM

Pas nadat je de FM zwaai afregeling hebt gedaan en de autotune in Ph3J Packet Agent, is het de beurt om de Autotune te gebuiken in VARA FM.
Dit omdat de autotune in PA gebruik maakt van de volume settings van Windows om de instelling aan te passen.
Dit zal dan uiteindelijk het maximale volume zijn (0db) van het drive level in VARA FM.

Meestal zal VARA FM met 0 of -3db als resultaat terug komen.

Finetuning van het volume in Packet Agent kan nodig zijn.

Beeld Autotune VARA FM op SDR++

Besluit

Het afregelen van een FM toestel voor datamodulatie is noodzakelijk voor het bekomen van een goede "data troughput".

Veelal wordt de zwaai te groot ingesteld waardoor de klipping van je toestel zorgt voor het beperken ervan.
Hierdoor wordt je signaal vervormt.

Je doet er goed aan om "voorzichtig" te zijn met de instelling, liever wat minder zwaai dan teveel, omdat toestellen met een smalband filter ook in ontvangst je signaal extra vervormen.

Met dank aan Jan PH3J en de mensen van het DWS team voor hun support.

Page updated

Report abuse