mfx-Rückmeldeempfänger ohne exotische Bauelemente

Aufgabenstellung

Seit Längerem beschäftigt mich das Thema "mfx-Rückmeldeempfänger ohne exotische Bauelemente", nachdem sich ja die RDS-Chips nur noch schwer beschaffen lassen und deshalb nicht so recht für einen Bastelvorschlag taugen. Als Kernstück habe ich einen PIC16F1705 von Microchip ausgesucht, der hoffentlich noch länger erhältlich sein wird.

Dieser Detektor ist nicht als eigenständiges Gerät gedacht, sondern als Teil eines Boosters. Er kann dann einen Booster um die mfx-Erkennung erweitern und die erkannte Info über eine serielle Schnittstelle dem BaPi oder auch bei Boostern mit internem Prozessor diesem zuleiten.

Die interne Programmierung des PICs soll das Signal decodieren und das Ergebnis per UART ausgeben, so dass es mit wenig Aufwand (1 Draht) an den Zielprozessor geführt werden kann.

Realisierung Hardware

Hier ist nun die Schaltung meines Erprobungsmusters abgebildet:

Schaltbild mfx-Receiver

Links unten kommt das ausgekoppelte mfx-Rückmeldesignal (z.B. von dem Strommesswandler) und wird mit den beiden Operationsverstärkern im PIC mit Bandfilterfunktion verstärkt, insbesondere im Bereich der Rückmeldeträgerfrequenz. Das Signal an Pin 8 des PIC wird intern mit einem Schwellwertschalter auf Polarität bewertet, und diese Info abgetastet im SPI-Schieberegister bereitgestellt. Außerdem wird das verstärkte Signal mit D1 gleichgerichtet und einem A/D-Wandlerkanal zugeführt, um die Amplitude des Signals zu bestimmen.

Aus der Information aus dem Schieberegister kann die Frequenz und die Phase des Trägersignals gewonnen werden, und daraus kombiniert mit dem Messwert für die Amplitude die mfx-relevanten Ereignisse. Diese werden dann über den UART nach außen gemeldet, wobei je nach Anwendungsfall die mit einem Transistor bestückte Invertersufe erforderlich sein kann.

Zum Verständnis der Schaltung oben zeigt folgendes Bild die interne Konfiguration des PIC16F1705, wie sie von der Firmware beim Start eingestellt wird:

Konfiguration des PIC16F1705

Folgendes Bild zeigt die gemessene Characteristik des Bandfilters:

Bandfiltercharakteristik

Realisierung Firmware

Die Firmware initialisiert den PIC und verarbeitet dann periodisch (z.B alle 38µs) die Info aus dem SPI-Schieberegister und dem A/D-Wandler. Sobald ein relevantes mfx-Ereignis erkannt wird, wird ein entsprechender Code über den UART abgesetzt. Solch ein Ereignis ist das Erkennen eines stabilen Trägersignals und für das Auslesen von Daten die Interpretation von Phasensprüngen.

Bisher ist das nur die Ein-Bit-Rückmeldung mit ASK-Wert implementiert, die Auswertung der Phasensprünge fehlt momentan noch.

Zum Download steht der momentane Zustand der mfxrec Firmware bereit.



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Rainer Müller, Stand 22/03/03