Digi­ta­le Betriebs­ar­ten mit dem IC-7300 und dem IC-9700

Kurz vor Weih­nach­ten habe ich mir nun einen neu­en Ama­teur­funk­trans­cei­ver für UKW/VHF/UHF gekauft, einen ICOM IC-9700. Drei Mona­te spä­ter, zu mei­nem Geburts­tag, habe ich mir dann das Kurz­wel­len-Pen­dent, den ICOM IC-7300 gegönnt. Bei­de Trans­cei­ver sind im Auf­bau und der Bedie­nung sehr ähn­lich und sie haben die­sel­ben Abmes­sun­gen. Wie fast alle aktu­el­len Ama­teur­funk­ge­rä­te set­zen bei­de Trans­cei­ver voll­stän­dig (mit klei­nen Ein­schrän­kun­gen des IC-9700 im 23cm-Band) auf digi­ta­le Signal­ver­ar­bei­tung, das soge­nann­te Soft­ware Defi­ned Radio (SDR). Das bedeu­tet, daß das Emp­fangs­si­gnal so früh wie mög­lich digi­ta­li­siert wird und die gesam­te wei­te­re Signal­ver­ar­bei­tung, also Fil­te­rung und Demo­du­la­ti­on, in Soft­ware erfolgt. Das glei­che gilt für das Sen­de­si­gnal. Das zu über­tra­gen­de Nutz­si­gnal (z.B. das Audio­si­gnal vom Mikro­fon) wird digi­ta­li­siert und mit einem syn­the­ti­schen Oszil­la­tor­si­gnal modu­liert. Das fer­ti­ge zu sen­den­de Signal wird unmit­tel­bar vor der Sen­der­end­stu­fe mit einem DAC in ein Ana­log­si­gnal umge­wan­delt, ver­stärkt und über die Anten­ne aus­ge­sen­det. Ein SDR basiert also im wesent­li­chen auf Mathe­ma­tik, nur in gerin­gen Tei­len noch auf Spu­len und Kon­den­sa­to­ren, so wie das frü­her ein­mal war. Die Mathe­ma­tik wird zum Teil in Soft­ware auf Signal­pro­zes­so­ren berech­net, rechen­in­ten­si­ve Tei­le wer­den in der Regel auf spe­zi­fi­sche Hard­ware aus­ge­la­gert, mei­stens FPGAs.

Selbst­re­dend unter­stüt­zen moder­ne SDR Ama­teur­funk­trans­cei­ver alle klas­si­schen Modu­la­ti­ons­ar­ten, FM, AM, SSB und CW. Bei­de genann­ten ICOM Trans­cei­ver unter­stüt­zen auch RTTY und der IC-9700 kann dar­über­hin­aus von Hau­se aus D‑STAR (Digi­tal Voice (DV) und Digi­tal Data (DD)) emp­fan­gen und sen­den. Auf­bau­end auf den genann­ten Modu­la­ti­ons­ar­ten ste­hen in Ver­bin­dung mit einem PC eine Fül­le wei­te­rer digi­ta­ler Betriebs­ar­ten zur Ver­fü­gung. Die Sen­de- und Emp­fangs­si­gna­le lie­gen im Audio-Fre­quenz­be­reich und wer­den per Soft­ware auf dem PC erzeugt bzw. deco­diert und über eine Sound­kar­te zwi­schen PC und Trans­cei­ver aus­ge­tauscht. Bei­de Trans­cei­ver haben die­se Sound­kar­te bereits ein­ge­baut. Über die USB-Schnitt­stel­le mel­den sie sich am PC als USB-Sound­kar­te an, so wie ein Mikro­fon oder ein Laut­spre­cher. Zusätz­lich wird bei der Instal­la­ti­on des USB-Trei­bers ein vir­tu­el­les COM-Port erzeugt, über das Steu­er­si­gna­le zum Trans­cei­ver über­tra­gen wer­den. Es dient z.B. dazu, Fre­quen­zen aus­zu­le­sen und ein­zu­stel­len, aber auch um den Sen­der ein­zu­schal­ten, wenn Daten gesen­det wer­den sollen.

FT8 mit dem IC-7300 und dem IC-9700

Da die Doku­men­ta­ti­on im Hand­buch des Trans­cei­vers bis­wei­len etwas knapp gera­ten ist, doku­men­tie­re ich nach­fol­gend die letzt­lich ver­wen­de­ten Ein­stel­lun­gen am Trans­cei­ver und am PC für das weit­ver­brei­te­te und kosten­lo­se Pro­gramm WSJT‑X. Die momen­tan meist­ver­wen­de­te digi­ta­le Betriebs­art ist FT8, aber WSJT‑X unter­stützt vie­le ande­re digi­ta­le Betriebs­ar­ten, für die das hier geschrie­be­ne sinn­ge­mäß auch gilt.

Noch vor dem ersten Ein­stecken des USB-Kabels soll­te der USB-Trei­ber von ICOM instal­liert wer­den, da Win­dows ande­ren­falls einen eige­nen Trei­ber instal­liert, der den IC-7300/9700 nicht voll­stän­dig unter­stützt. Nach der Instal­la­ti­on steht ein USB-Audio Mikro­fon und ein USB-Audio Laut­spre­cher unter dem Namen „USB Audio CODEC“ zur Ver­fü­gung. Außer­dem wur­den zwei seri­el­le Schnitt­stel­len gene­riert, in mei­nem Fall COM16 und COM17. Im Gerä­tema­na­ger sind sie unter „COM&LPT-Anschlüsse“ zu fin­den und haben die Namen „Sili­con Labs CP210x USB to UART Bridge (COM16)“ und „Sili­con Labs CP210x USB to UART Bridge (COM17)“. Nach der Instal­la­ti­on der Trei­ber kön­nen die Trans­cei­ver über ein USB-Kabel an den PC ange­schlos­sen und ein­ge­schal­tet wer­den. Außer­dem kann nun auch WSJT‑X instal­liert und kon­fi­gu­riert werden.

Hier zunächst die Ein­stel­lun­gen am Transceiver

Die Ein­stel­lun­gen und Screen­shots wer­den nach­fol­gend für den IC-9700 gezeigt. Sie gel­ten sinn­ge­mäß auch für den IC-7300.

In Menü – Set – Con­nec­tors – USB AF/IF Out­put wird die Signal­quel­le für den Ein­gang der Sound­kar­te aus­ge­wählt. Vom Trans­cei­ver aus gese­hen ist das das emp­fan­ge­ne Signal, also ein Out­put. Die­se Begrif­fe kön­nen ver­wir­ren, weil es für den PC ein Input ist. Hier soll­te „AF“ (Audio Fre­quen­cy) als Out­put gewählt wer­den, denn die Sound­kar­te erwar­tet ein demo­du­lier­tes Audio-Signal.

Signalquelle wählen
Hier wird die Signal­quel­le für den USB Audio-Ein­gang gewählt.

In dem­sel­ben Menü wird der AF Out­put Level ein­ge­stellt. In mei­nem Fall hat sich 10% bewährt, denn der Ein­gang der Sound­kar­te soll nicht über­steu­ert wer­den. Bei die­ser Ein­stel­lung zeigt das VU-Meter der WSJT‑X Soft­ware für das Rau­schen bereits 50 dB an. Eigent­lich sind 30 dB emp­foh­len, so daß man auch noch unter 10% gehen könn­te. Der AF Squelch soll­te geöff­net sein (AF SQL OFF), denn die digi­ta­len Betriebs­ar­ten fischen die Signa­le aus dem Rau­schen heraus.

In Menü – MOD Input wird der Modu­la­ti­ons­pe­gel für das Audio-Aus­gangs­si­gnal (ein Input für den Trans­cei­ver) ein­ge­stellt. Auch hier soll der Audio-Aus­gang der USB Sound­kar­te ver­wen­det wer­den. Der stan­dard­mä­ßi­ge USB MOD Level von 50% paßt recht gut.

Modulationseingang
Hier wird der Pegel für das zu sen­den­de Audio­si­gnal eingestellt.

Eine Fein­ein­stel­lung kann (und muß) dann mit dem Pwr-Reg­ler in WSJT‑X erfol­gen. Außer­dem muß im MOD Input Menü unter DATA MOD (zwei­te Sei­te) noch „USB“ als Audio­quel­le im Daten­mo­dus gewählt werden.

Audioquelle im Datenmodus
Hier wird „USB“ als Audio­quel­le im Daten­mo­dus ausgewählt.

Als Modu­la­ti­ons­art wird für digi­ta­len Betrieb in der Regel SSB gewählt und zwar das obe­re Sei­ten­band USB (Vor­sicht, leicht mit der USB-Schnitt­stel­le zu verwechseln).

Modulationsart SSB
Als Modu­la­ti­ons­art wird SSB aus­ge­wählt und zwar das obe­re Seitenband.

Damit der Trans­cei­ver weiß, woher die Audio­da­ten kom­men, wird außer­dem der DATA Modus gewählt (USB‑D). Damit wird auch das Mikro­fon im Sen­de­be­trieb abgeschaltet.

Mit die­ser Kon­fi­gu­ra­ti­on kann man nun schon­mal auf der FT8-Fre­quenz im 2m-Band auf Emp­fang gehen. Hier zunächst der Emp­fang ohne Signal, also nur Rauschen:

Nur Rauschen
Emp­fang von Rauschen.

Die­ser Screen­shot zeigt im obe­ren Was­ser­fall­dia­gramm über die gesam­te Bild­schirm­brei­te den Fre­quenz­be­reich um 144,174 MHz mit einer Span­ne von +/- 5 kHz. Direkt über die­sem Was­ser­fall­dia­gramm wird in gelb die aktu­el­le Signal­am­pli­tu­de zur jewei­li­gen Fre­quenz ange­zeigt. Hier ist das nur Rau­schen. Schat­tiert und mit der Zeit schwä­cher wer­dend wird auch die Ampli­tu­de der ver­gan­ge­nen Sekun­den angezeigt.

Unter die­sem Blick auf das HF-Band ist hier das „AUDIO SCOPE“ ein­ge­blen­det. Es zeigt das demo­du­lier­te Audio­si­gnal an. In der lin­ken Hälf­te ist wie­der ein Was­ser­fall­dia­gramm mit dazu­ge­hö­ri­gem Ampli­tu­den­ver­lauf gezeigt. Hier ist deut­lich zu sehen, daß das Signal auf eine Band­brei­te von 3 kHz gefil­tert wur­de. Im rech­ten Fen­ster wird das Audio­si­gnal nach Art eines Oszil­lo­skops im Zeit­be­reich angezeigt.

Der nach­fol­gen­de Screen­shot zeigt dem Emp­fang eines star­ken FT8-Signals mit einer Feld­stär­ke von S9:

Empfangenes FT-8 Signal
Emp­fang eines FT‑8 Signals.

Im Audio-Scope sieht man, daß die Signal­fre­quenz bei etwa 2,2 kHz liegt und die FT8-typi­sche Modu­la­ti­on mit etwa 50 Hz Band­brei­te hat. Da das obe­re Sei­ten­band aus­ge­wählt ist, muß die Sen­de­fre­quenz also auch etwa 2.2 kHz über dem (unter­drück­ten) Trä­ger lie­gen. Das obe­re Was­ser­fall­dia­gramm zeigt aber eine Linie bei etwa 700 Hz. Das bedeu­tet, daß das Was­ser­fall­dia­gramm im HF-Band um 1,5 kHz (hal­be Fil­ter­band­brei­te) nach unten ver­scho­ben ist. Das ist übri­gens nicht nur im Daten-Modus der Fall, son­dern aus bei LSB/USB-Pho­nie. Die Fre­quenz „0“ ent­spricht also der Mit­te des Audio-Fre­quenz­be­reichs von 1,5 kHz.

Die WSJT‑X Konfiguration

Im Kon­fi­gu­ra­ti­ons­me­nü sind zunächst nur die Ein­stel­lun­gen für „Radio“ und „Audio“ wich­tig, alles ande­re kann auf den Default-Ein­stel­lun­gen ver­blei­ben. Am schnell­sten geht die Audio-Einstellung:

Audio-Einstellung
WSJT‑X Audio-Ein­stel­lung

Hier wer­den ein­fach die Audio-Codecs für das Mikro­fon und den Laut­spre­cher aus­ge­wählt, die bei der Instal­la­ti­on der ICOM Trei­ber gene­riert wurden.

Bei der Radio-Ein­stel­lung hat man zwei Mög­lich­kei­ten: man kann aus der Liste der unter­stütz­ten Trans­cei­ver den rich­ti­gen aus­wäh­len, die Kom­mu­ni­ka­ti­ons­pa­ra­me­ter wäh­len und mit „Test CAT“ ver­su­chen, eine Ver­bin­dung her­zu­stel­len. Bei bei­den Trans­cei­vern hat das mehr oder weni­ger auf Anhieb funk­tio­niert. Wich­tig ist die Aus­wahl des Modes „Data/Pkt“, denn sonst blei­ben das Mikro­fon und der Laut­spre­cher des Trans­cei­vers aktiv.

WSJT-X Radio-Einstellung
WSJT‑X Radio-Ein­stel­lung

Bei die­ser Ein­stel­lung wird die Ham­lib Steu­er­soft­ware zur Kom­mu­ni­ka­ti­on ver­wen­det. Sie gestat­tet lei­der nur einem ein­zi­gen Pro­gramm den exklu­si­ven Zugriff auf den Trans­cei­ver. Alter­na­tiv kann man Omni-Rig instal­lie­ren und in dem Rig-Set­ting eines von zwei mög­li­chen Gerä­ten aus­wäh­len. Omni-Rig gestat­tet zwei Pro­gram­men den Zugriff auf einen Trans­cei­ver. Inzwi­schen gibt es eine neue Ver­si­on, die den Zugriff für bis zu vier Pro­gram­men gestattet.

In den Gene­ral Set­tings muß man noch das eige­ne Ruf­zei­chen und den Stand­ort ein­ge­ben und dann kann man mit den ersten digi­tal-QSOs loslegen.

Wei­te­re Ände­run­gen der Default-Kon­fi­gu­ra­ti­on sind dem per­sön­li­chen Geschmack über­las­sen. Ich habe in den All­ge­mei­nen Ein­stel­lun­gen noch eine Leer­zei­le zwi­schen den Deko­dier-Peri­oden ein­ge­stellt und daß der „woked-befo­re“ Sta­tus farb­lich ange­zeigt wird. In den Reporting Ein­stel­lun­gen habe ich ange­kreuzt, daß nach einem QSO ein Log-Prompt erschei­nen soll und daß PSK-Repor­ter Spot­ting ein­ge­schal­tet ist. Damit wer­den emp­fan­ge­ne Sta­tio­nen auf der PSK-Repor­ter Web­site aufgelistet.

Omni-Rig Inter­face

Nach­dem ich mich für das Log­buch­pro­gramm Log4OM ent­schie­den habe, soll­te die­ses Pro­gramm auch direkt mit den Trans­cei­vern kom­mu­ni­zie­ren kön­nen. So kann direkt die Fre­quenz eines QSOs in das Log über­nom­men wer­den. Wie oben schon beschrie­ben, unter­stützt die Ham­lib lei­der nur exklu­si­ven Zugriff. Ver­wen­det man Omni-Rig, kann Log4OM gleich­zei­tig mit WSJT‑X auf einen Trans­cei­ver zugrei­fen. Omni-Rig kann ein­fach instal­liert wer­den und nach dem Start wer­den die Kom­mu­ni­ka­ti­ons-Para­me­ter für Gerät 1 und Gerät 2 eingegeben.

Omni-Rig
Omni-Rig Set­up

Nach­dem die Inter­faces kor­rekt kon­fi­gu­riert sind, wird in Log4OM bzw. WSJT‑X ein­fach nur Omni­Rig 1 oder 2 als Ziel­ge­rät aus­ge­wählt. Das funk­tio­niert soweit wie beschrie­ben, nur gab es beim IC-7300 eine klei­ne Macke: nach jedem Sen­de­vor­gang war die Fil­ter­band­brei­te auf „FIL2“ ein­ge­stellt. Das ist unschön, denn dann wer­den die FT8-Sta­tio­nen an den Band­gren­zen herausgefiltert.

Das Pro­blem war leicht zu behe­ben. Die Kon­fi­gu­ra­tio­nen für die ver­schie­de­nen Trans­cei­ver wer­den in .ini-Datei­en abge­legt, die im Pro­gramm­ver­zeich­nis Afreet\OmniRig\Rigs\ abge­spei­chert sind. Im Fal­le des IC-7300 ist es für den Daten­mo­dus die Datei IC-7300-DATA.ini. Die ver­wen­de­ten CI‑V Kom­man­dos sind im Hand­buch des IC-7300 beschrie­ben. Zum Set­zen des Modes nutzt Omni-Rig das Kom­man­do „26“, das außer der Betriebs­art und dem Daten­mo­dus auch noch die Fil­ter­band­brei­te einstellt.

Laut Hand­buch kann man die Fil­ter­brei­te weg­las­sen, wodurch das „Default Set­ting“ ver­wen­det wird, das anschei­nend FIL2 ist. Genau das macht Omni-Rig und so wird das Fil­ter immer wie­der ver­stellt. Ich habe nun das .ini-File so geän­dert, daß immer FIL1 aus­ge­wählt wird. Das geht so:

ursprüng­li­che Konfiguration:

[pmDIG_U]
; The­se lines select USB‑D for USB digi­tal mode
Command=FEFE94E0.2600.01.01.FD
ReplyLength=15
Validate=FEFE94E026000101FD.FEFEE094FBFD

geän­der­te Konfiguration:

[pmDIG_U]
; The­se lines select USB‑D for USB digi­tal mode
Command=FEFE94E0.2600.01.01.01.FD
ReplyLength=16
Validate=FEFE94E02600010101FD.FEFEE094FBFD

Es wur­de also an das Kom­man­do 26 noch eine „01“ zur Aus­wahl des ersten Fil­ters ange­hängt. Wer hier lie­ber FIL2 oder gar FIL3 haben will, der kann auch die 01 durch eine 02 oder 03 erset­zen. Das­sel­be muß dann auch in dem Vali­da­te-String gemacht werden.

Ohne tie­fer in die Grün­de für die­ses Ver­hal­ten ein­ge­taucht zu sein, scheint mir das ein Feh­ler im IC-7300 zu sein. Wenn die Fil­ter­band­brei­te durch Weg­las­sen des Para­me­ters nicht expli­zit aus­ge­wählt wird, soll­te der Trans­cei­ver die­se auch nicht ändern. Viel­leicht gibt es auch ein ande­res Kom­man­do als „26“, das zur Kon­fi­gu­ra­ti­on bes­ser geeig­net wäre.