Ericsson F-955 modifcations 2017

Als beginnende experimenteel radio-onderzoeker heb ik een jaar of tien geleden een dubbele Ericsson F-955 gekocht. Helaas is het project nooit gestart omdat mijn kennis, kunde en gereedschap tekort schoot om de ombouw te kunnen realiseren. Het apparaat is daarop verkocht. Ik heb altijd fascinatie gehad voor de F-955 en daarom heb ik afgelopen jaar weer een dubbele F-955 aangeschaft. Ik denk dat mijn kennis, kunde en gereedschap ondertussen zo ver gegroeid is dat het project tot een succesvol einde is te brengen. Ondertussen zijn er "grootste" plannen met de apparatuur. De plannen en bevindingen staan hieronder beschreven.

image is loading...

Eén rek met twee Ericsson F-955 (ex mobiele telefonie) zendontvangers.

werking doorgronden

Door het museum Jan Corver in Budel is een prachtige ombouw handboek samengesteld. Tien jaar geleden is het niet gelukt om de werking te kunnen doorgronden. En voordat ik aan het solderen wil slaan, wil ik het apparaat begrijpen om het maximale eruit te halen. Ik heb daarop een paar avonden naar de beschrijving en schema's zitten turen om het apparaat te begrijpen. Wederom ben ik tegen het probleem aangelopen dat ik de frequentie instelling niet goed kon doorgronden. Ondertussen is mijn kennis over PLL's gegroeid en toch kwam ik er niet uit. Het instellen van de frequentie, door middel van een deeltal, kon ik niet plaatsen in het blokschema. Maar de puzzel is opgelost!

image is loading...

Synthesizer blokschema van de Ericsson F-955

De "bovenste route" tussen de oscillator en de fasevergelijker bepaalt de stapgrootte. Omdat het signaal met vier vermenigvuldigt wordt, is 2,5 kHz in werkelijkheid 10 kHz stapgrootte. En zo ook een referentie frequentie vna 3,125 kHz om mijn gewenste 12,5 kHz stapgrootte te verkrijgen. De "onderste route" kan qua deeltal worden beïnvloed om de gewenste frequentie te verkrijgen. Bij het invoeren van deeltal "n" is mijn verwarring onstaan. Gebleken is dat er een vast deeltal is ingesteld zoals 475 op de bovenstaande afbeelding. Het kanaalnummer "n" wordt van het vaste deeltal afgehaald om de gewenste frequentie instelling te verkrijgen. Dus voor kanaal 001 is het werkelijke deeltal (475 - 1 = ) 473 en voor bijvoorbeeld kanaal 222 (475 - 222 = ) 253. Na het doorrekenen van het geheel, blijkt alles te kloppen. De Interface Unit (IU) bepaalt het deeltal voor de twee synthesyzers (FGTX en FGRX) door het instellen van een kanaalnummer door middel van de drie dubbelwerkende schakelaars. Hiermee is het moeilijkste ontrafeld en is de werking duidelijk geworden. Ook is nu duidelijk wat de beperkingen zijn in de ombouw mogelijkheden.

Het (voort)bestaan van deze website wordt mede mogelijk gemaakt door aanbieden van onderstaande reclame.

beperkingen en nieuwe kansen

De ombouwbeschrijving beschrijft een aantal verschillende ombouw mogelijkheden. Denk hierbij aan verschillende kanaalstappen, mogelijkheid voor repeater gebruik en verschillende bereiken. In de meest ideale situatie kan de gehele 70 cm band worden gebruikt, met 12,5 kHz kanaalstappen én +1,6 en -7,6 MHz shift. Dit kan helaas niet volgens de ombouwhandleiding... Mede omdat er "maar" 222 kanalen kunnen worden geselecteerd. Ik vind dat erg jammer en ik ben aan het spitten gegaan in de schema's om alternatieven te vinden. En na een paar dagen puzzelen denk ik dat het mogelijk is om de F-955 om te bouwen tot een alleskunner. Lees: 12,5 kHz stapgrootte, 800 kanalen, de gehele 70 cm band bestrijken, (10 MHz ingang voor extra nauwkeurigheid), +1,6 MHz én -7,6 MHz shift! Oké, de ombouw wordt "ingewikkelder", maar het apparaat wordt naar mijn idee een heel stuk interessanter. Op papier lijkt het te kunnen, of het in de praktijk kan zal blijken...
Ten tijde van de "oorspronkelijke" ombouw waren Aruino's nog niet op de markt waardoor de voorgenomen ombouw nauwelijks mogelijk was. Bij de oorspronkelijke ontwerp overwegingen is ook duidelijk aangegeven dat de opzet was om een laagdrempelige ombouw te realiseren en er daarmee ook niet in de EPROM is gespit van de interface unit. Maar ondertussen is microcontroller techniek voor vrijwel iedereen bereikbaar geworden waardoor een "complexe" ombouw nu in de praktijk minder complex is.

ombouw van de IU (Interface Unit)

kanaalselectie
Het in te stellen kanaalbereik is van 001 tot en met 222. Elke digit is met een "eigen" schakelaar te verhogen en te verlagen. Dus elk cijfer is per corresponderend schakelaar klikje te verhogen of te verlagen tussen 0 en 9. Echter als je van 222 naar 223 wilt, blijft 222 behouden. Achter elke schakelaar is een HEF4510B up/down counter chip geplaatst. Met een klikje omhoog of omlaag worden de bijbehorende vier draden ingesteld om op het geselecteerde getal 0...9. Eigenlijk ook nog tot en met F omdat de chip hexadecimaal telt van 0 tot en met F. (0000 [bin] tot en met 1111 [bin]) Voor de rechter digit en de middelste digit zijn vier draden die via het backplane naar de synthesizers (FGTX en GFRX) gaan. Deze zorgen voor de deeltal telling van 00 tot en met 99. Het linker circuit wijkt iets af, er gaan geen vier maar twee draden via het backplane naar de synthesizers (FGTX en GFRX). Dus er kan maar geteld worden tot 3. Twee draden zorgen voor vier binaire combinaties 0, 1, 2 en 3. Dus de deeltallen kunnen theoretisch tot 399 omdat de bedrading er is, maar omdat er een beperking is door de 2716 EPROM kan er maar tot 222 worden geteld.

EPROM kanaalbeperking
De uitgangen van de drie HEF4510B counters zijn gekoppeld aan de ingangen van de EPROM. Dus bij elk kanaal dat wordt geselecteerd door de schakelaars, wordt een bijbehorende geheugenpositie in de EPROM geselecteerd. Van de EPROM uitgang draden zijn er zeven gebruikt om de up/down counters te voorzien van andere informatie en het laatste draad wordt gebruikt om de up/down counters de updaten met de nieuw aangeboden informatie. Oké, dit klinkt ingewikkeld, maar het valt erg mee. Een voorbeeld is wellicht beter ter verduidelijking. Wanneer bijvoorbeeld kanaal 001 wordt geselecteerd, dan wordt EPROM adres (hexadecimaal) 0x0001 geselecteerd, ofwel adres locatie 1. De inhoud van deze locatie is 0x00 ofwel binair 0000 0000. Dus de uitgangen zijn allemaal laag. Het laatste bit is laag, dus de up/down counters worden niet vernieuwd met nieuwe informatie. Dus de kanaalinstelling blijft 001. Wanneer er van kanaal 009 naar 00A wordt geklikt (9 + 1 = 10 [dec] = A [hex]), dan wordt EPROM adres 0x000A geselecteerd. De inhoud van deze locatie is 0x03, ofwel 0000 0011 [bin]. Twee draden zijn hoog. Het ene draad is ingang "1" van de rechter up/down counter digit en het andere draad is het draad dat de up/down counters vult met nieuwe informatie. Dus bij het handmatig selecteren van digit "A" grijpt de EPROM in door via de "alternatieve ingang" het getal 0x01 (0001) aan te bieden én een puls te geven zodat de up/down counter naa het aangeboden getal spring en de handmatige invoer "overschrijft". Zo kan in geen geval A, B, C, D, E en F worden gezelecteerd als digit waarde en alleen 0...9. Bij selectie van kanaal 222 wordt EPROM adres 0x0222 geselecteerd en de waarde is 0x00 (0000 0000) dus de waarde blijft behouden omdat deze niet wordt overschreven. Wanneer er naar handmatig kanaal 223 wordt geschakelt, wordt EPROM geheugen positie 0x0223 geselecteerd waarin 0x95 (1001 0101) is opgeslagen. De eerste bit zet de linker digit op "2", de volgende vier bits zetten de middelste digit op "2", de volgende twee bits zetten de rechter digit op "2" en de laatste bit zorgt ervoor dat de up/down counter worden gevuld met deze nieuwe informatie waardoor bij het schakelen naar kanaal 223 direct terug wordt gesprongen naar kanaal 222.

EPROM wijzigen
Door het verwijderen van de EPROM is de kanaal selectie (in theorie) ongelimiteerd. (In de praktijk is de EPROM wel nodig voor goede werking, dus herprogrammeren is nodig.) Er kan (na herprogrammeren) dus wel tot FFF worden geteld, maar dit is onwenselijk omdat decimale telling handiger is. Voor mijn voorgenomen ombouw wil ik van 0 tot en met 799 kunnen "tellen". De eerste stap is dus om de EPROM anders te programmeren. Alle adres positie (en ook kanaalnummers) die wenselijk zijn moeten met 0x00 worden gevuld om de ingestelde kanaalnummers te behouden. Alle andere adressen moeten gevuld worden met een andere waarde waarnaar verwezen moet worden. Mij lijkt het ook handig om van kanaal 009 door te kunnen schakelen naa 010 in plaat terug naar 000. Dit is mogelijk door adres 0x0A te vullen met een waarde dat verwijst naar kanaal 010. Van 00 tot en met 99 is dit (met een kleine hardware modificatie) mogelijk. Doordat er maar één draad (aan ingang "2") naar de up/down counter van de linker digit gaat, kan alleen een 0 (geen signaal) of een 2 (hoog signaal) worden geselecteerd. Dus een beperking is dat van kanaal 099 niet naar kanaal 100 geklikt kan worden maar de telling naar 000 springt. Maar het doortellen is een "nice to have", dus naar mijn idee niet bezwaarlijk. Kortom, door de EPROM te (her)programmeren is het mogelijk om tot kanaal 799 te kunnen tellen. Dit is ook meteen het hardwarematig maximale aantal te selecteren kanalen! Luck me! ;-)

relatie tussen EPROM grootte en kanaalstappen
Voor de échte die-hards hier te berekening: 12 adres pennen met twee mogelijkheden (0 of 1) zorgt voor (2^11 = ) 2.048 adres locaties. Per adres worden er 8 bits opgeslagen. Dus in totaal (2.048 x 8 = ) 16.384 bits. (Vandaar dat het een 16 kB EPROM wordt genoemd.) Omdat alleen adressen met 0...9 werkbaar zijn vallen er 6 (A, B, C, D, E en F) adressen af van de 16. Dus (2.048/ 16 * 10 =) 1.280 adressen. Per adres kunnen er ook geen hexadecimale waarden worden opgeslagen van A tot en met F waardoor er ook 6 van de 16 afvallen. Dus er blijfen in totaal precies (1.280 / 16 * 10 =) 800 adressen/kanalen over! Dus bij 12,5 kHz kan een maximale bandbreedte van 12,5 stapgrootte * 800 kanalen = 10 MHz worden bestreken. En de 70 cm band gaat van 430 to en met 440 Mhz, dus dat komt perfect uit!

Het (voort)bestaan van deze website wordt mede mogelijk gemaakt door aanbieden van onderstaande reclame.

wordt vervolgd...

Het onderzoek duurt (in de schaarse vrije tijd) voort, dus het gaat niet heel snel. Als er ontwikkelingen zijn, wordt het hier aangevuld...

Het aanbieden van de kennis via deze website kost tijd, energie en geld. Het is heel leuk om kennis te kunnen delen en anderen hiermee te kunnen helpen, maar ook alle kosten worden uit privé middelen voldaan. Er zijn onder andere kosten voor de hosting aanbieder om de site te kunnen laten bestaan. Mijn doel is om de inhoud aan te kunnen blijven bieden zonder reclame, maar de kosten worden hoger waardoor financiële middelen nodig zijn. Dus een bijdrage van €3 wordt zeer op prijs gesteld. Het is mogelijk om op een veilige manier een financiële bijdrage van €3 (of een veelvoud hiervan) te kunnen leveren. Klik op de knop hieronder om via Ko-fi een donatie te verzorgen.

open de afdrukbare pagina door hier te klikken
klik hier voor de mobiele versie. (Beta test.)