Pflichtenheft fein vom 13.03.2003

 

 

1)     Aufgabenstellung

 

Unsere Aufgabe ist es, ein Zusatzmodul zu fertigen, das an handelsübliche CB – Funkgeräte gekoppelt werden kann. Dieses Modul soll eine Audiokodierung des Frequenzbandes zwischen 300 Hz bis 3 kHz vornehmen, damit das kodierte Signal nicht mehr verständliche ist.

Die Kodierung soll einmal analog und einmal digital erfolgen.

Es soll je ein Module hergestellt werden, damit die Funktion des "FLIRT" vorgeführt werden kann.

 

Das Modul soll erkennen ob ein gesendetes oder ein empfangenes Signal eingespeist wird und soll dann je nach Signaltyp kodieren bzw. decodieren.

 

2)     Namensgebung

 

Wir haben den Namen „FLIRT“ gewählt, da diese Module, zum Beispiel für das Flirten bestens geeignet sind.

 

 

3)     CB - Funkgerät

 

Wir benutzen für unser Projekt ein handelsübliches CB – Funkgerät der Marke TEAM (auch unter der Marke Conrad bezeichnet). Wir müssen uns auf diese Marke beschränken da die Mikrofonschnittstellen nicht genormt sind.

Des weiteren haben wir uns für das CB – Funkgerät entschieden, da dieses von der Post genehmigt ist und bei uns keine weiteren Anschaffungskosten entstehen.

 

Wir beschränken uns dabei auf schulinterne Versuchsstrecken, um die gesetzlichen Vorschriften nicht zu verletzen.

 

Technische Spezifikationen

 

Frequenzbereich:                     26.965 bis 27.495 MHz

Bandbreite:                             3kHz

Kanalanzahl:                           40

Modulationsart:                       FM

Ausgangsleistung:                    4 W

Versorgungsspannung:             12 V DC oder 220 V AC (interner Netztrafo)

 

 


 

4)     Lösungswege

 

4.1) analoge Realisierung

 

Beschreibung

 

Die Kodierung im analogen System erfolgt über eine Modulation und Übertragung des unteren Seitenbandes (ESB). Dadurch wird eine Spiegelung des Frequenzspektrums erreicht. Die Bandbreite dieser Modulation beträgt 3.3 kHz.

 

Blockschaltbild

 

 

Blockfunktionen

 

Schnittstellenadapter

 

Der Schnittstellenadapter übernimmt die Kommunikation zwischen CB – Funkgerät, Mikrofon, Verstärker und Flirt.

 

Funktion:

 

Wird am Mikrofon die PTT – Taste gedrückt, wird die PTT – Spannung über einen pull down Widerstand auf 0V gezogen.

Dies wird von dem Multiplexer bzw. Demultiplexer erkannt und die richtigen Kanäle werden zum Flirt geschaltet.

Der Schnittstellenadapter hat zu dem noch die Funktion, die Pegel sämtlicher Eingänge auf 1 Vss zu vermindern, sodass kein Eingang, sei es beim Shark oder beim Verstärker, übersteuert wird. Dies ist vor allem von Bedeutung, wenn das Ausgangssignal des Phone -Ausganges des CB – Funkgerätes geschaltet wird, da es ein Pegel von bis zu 10Vss erreichen kann. 

 

Eigenschaften:

 

Der Multiplexer ist bidirektional und kann somit als Multiplexer und Demultiplexer verwendet werden.

Der Phone – Eingang des Adapters wird mittels Spannungsteiler und Impedanzwandler auf ein zehntel des Eingangspegels herabgesetzt. Somit kann über den Lautstärkeregler am CB- Funkgerät die Lautstärke des dekodierten Signals, das zum Verstärker geschaltet wird, eingestellt werden.

 

 

Blockschaltbild Schnittstellenadapter

 

 

 

 


Anschlüsse des Schnittstellenadapters

 

Schnittstellenseite CB – Funkgerät

 

      Eingänge (Zum CB):                     -     PTT Signal

-        Codiertes Sendesignal

-        UP/DOWN Signal

 

Ausgänge (Vom CB):                   -    GND

-    Codiertes Empfangssignal

 

 

Schnittstellenseite Mikrofon

 

Eingänge:                                     -    +12 V

-        GND

 

Ausgänge:                                     -    PTT

-        Modulationssignal

-        UP / DOWN – Signal

 

 

Schnittstellenseite Flirt

 

Eingänge:                                     -     Modulationssignal (digitale Lösung)

-        GND

-        Codiertes Sendesignal (digitale Lösung)

-        Flirt in (analoge Lösung)

 

 

Ausgänge:                                     -    decodiertes Empfangssignal (digitale Lösung)

-        codiertes Sendesignal (digitale Lösung)

-        Flirt out (analoge Lösung)

 

 

     

      Mikrofon

 

Speist das Modulationssignal in die Schaltung ein. Das PTT – Signal und das UP/DOWN Signal werden direkt an das CB – Funkgerät durchgeschleift.

Das PTT – Signal wird im Schnittstellenadapter benötigt, um den Signalweg des analogen „Flirt“ zu bestimmen.

 


 

Multiplexer

 

Über das PTT – Signal wird je nach Zustand das gesendete- / empfangene Signal zum Bandpass durchgeschaltet.

Dies gilt nur für die analoge Lösung.

Bei der digitalen Lösung werden die Signalleitungen direkt auf die Eingänge es Sharc geschaltet. Der Multiplexer wird auf dem Schnittstellenadapter realisiert.

 

 

Bandpass

 

Der Bandpass filtert das Audiosignal, sodass bei der Modulation ein möglichst sauberes gespiegeltes Signal erzeugt wird. Der Bandpass besteht aus einem Hochpass und einem Tiefpass. Diese Kombination wird mehrmals nacheinander geschaltet um eine gute Sperrdämpfung zu bekommen.

Wir haben uns für aktive Filter der 5. Ordnung entschieden, da diese für unsere Anwendung ausreichen.

 

 

Modulator/Multiplizierer

 

Der Modulator multipliziert das aufbereitete Audiosignal mit der Oszillatorfrequenz von 3.3 kHz. Im Frequenzbereich ergibt sich ein ZSB – AM Signal, von dem dann nur das untere SB verwendet wird.

 

 

      Oszillator

 

Der Oszillator wird durch einen Quarzoszillator realisiert. Es wird ein Quarz mit 33 kHz eingesetzt. Für die Verstärkung wird ein Verstärker auf FET Basis verwendet. Die Schaltung erfolgt in Sourceschaltung.

 

     

Teiler

 

Teilt die Oszillatorfrequenz durch 10, sodass eine Modulationsfrequenz von 3.3 kHz entsteht. Diese 3.3 kHz werden für die Modulation verwendet.

Der Teiler wird mit Hilfe einer Logik – Schaltung realisiert.

 

 

Tiefpass

 

Filtert das Frequenzspektrum, sodass nur noch das Grundfrequenzband von 0 – 3.3 kHz vorhanden ist.

 


 

      Demultiplexer

 

Schaltet das kodierte Signal auf den Modulationsausgang vom CB – Funkgerät, beziehungsweise das dekodierte Signal auf den Flirtinternen Lautsprecher.

Der Demultiplexer befindet sich wie der Multiplexer auf dem Schnittstellenadapter.

 

 

Lautsprecher

 

Da es uns unmöglich ist, den Lautsprecher des CB – Funkgerätes zu benützen, wird hier noch ein zusätzlicher Lautsprecherausgang, beziehungsweise ein interner Lautsprecher hinzugefügt. Es ist noch ein Verstärker notwendig, um den Lautsprecher anzusteuern.

 

 

 

 

 


4.2) digitale Realisierung

 

Beschreibung:

 

Die digitale Codierung soll als erstes nur eine Frequenzspiegelung (siehe analoge Realisierung) durchführen. Später werden wir den Weg der asymmetrischen Verschlüsselung gehen, wobei mittels Codeeingabe (optional) die Verschlüsselungsweise variiert werden kann. Die Eingangssignale werden über ein DSP - Board digitalisiert, verarbeitet, und über einen D/A Converter weitergeleitet. Für die Programmierung des DSP dient ein modifizierter C - Compiler von der Herstellerfirma des Boards (Analog Devices). Die Programmierung des DSP – Boards erfolg über RS – 32 (Flash Download).

 

 

Blockschaltbild:

 

 

·       DSP Board:

 

Wir verwenden für die digitale Realisierung das DSP - Board  „SHARC EZ-KIT LITE“,

welches über eine serielle Schnittstelle (RS232) und je einen stereo Ein- und Ausgang                                             über Klinkenbuchsen verfügt.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·       Allgemeines Blockschaltbild:

 


 

 

 


Pegel:

 

 

·       DSP Board:

 

            Verfügt über LINE-PEGEL Ein- und Ausgänge, d.h. 1Vpp max

 

·       Verstärker:

 

                        Eingangspegel: 

                       

                                   MIN:   100mVss         TYP:   0.8mVss          MAX: 1Vss

     

                        Ausgangspegel:

 

                                   MIN:   300mVss         TYP:   6.4Vss             MAX: 8Vss