[Projekt] Wouxun KG-UV2D USB Audio Interface

Einleitung

Hier möchte ich eine preiswerte Variante vorstellen, mit der man ein Wouxun KG-UV2D 2m/70cm Handfunkgerät mit dem PC verbinden kann um zum Beispiel APRS oder Packet Radio zu betreiben. Dabei wird eine USB-Soundkarte als ADC / DAC verwendet und eine kleine VOX-Schaltung integriert, um mittels PTT zwischen Senden und Empfang umschalten zu können.

Wouxun KG-UV2D - Interface

Die Schnittstelle besteht aus einer 3,5mm und einer 2,5mm Klinke Buchse, jeweils mit 3 Ringen (Stereo). Die Belegung entspricht der "Kenwood-Norm". Das Funkgerät erkennt, wenn ein Headset angesteckt wird und nutzt dann automatisch dessen Mikrofon und Lautsprecher. Leider funktioniert die interne VOX-Schaltung nicht mit einem externen Mikrofon.

SPK+ (NF-RX) gibt das demodulierte Signal aus. Es kann sinnvoll sein, den Squelch auszuschalten, um auch schwächere Signale auswerten zu können. Der Pegel beträgt an 10kOhm 3,2Vpp ohne zu clippen, man sollte den Lautstärkeregler daher nicht komplett aufdrehen. Maximal kommen etwa 4Vpp heraus.
MIC+ (NF-TX) ist der Eingang für das zu sendende Signal und ist mit 10kOhm abgeschlossen.
Mit PTT kann zwischen Senden und Empfang umgeschalten werden. Dieser Pin hat einen PullUp-Widerstand. Verbindet man ihn mit GND, fängt das Funkgerät an zu senden.

USB Soundkarte

Die verwendete Soundkarte gab es mal für ca. 10€ bei Conrad. Prinzipiell eignet sich jede billige USB-Soundkarte, denn sowohl Linearität als auch Bandbreite sind mehr als ausreichend für den geplanten PacketRadio Betrieb.

Die beiden Klinke-Buchsen wurden entfernt, um Platz für die VOX-Schaltung zu schaffen.
Speaker (NF-TX) liefert an 10kOhm maximal 3,1Vpp. Selbst bei einem Pegel von 100% tritt noch kein Clipping auf.
Mic (NF-RX) ist mit 10kOhm abgeschlossen und erreicht schon bei 0,4Vpp einen Pegel von 100%. Ein Spannungsteiler (evtl. Poti) kann hier hilfreich sein.

VOX Schaltung

Da die integrierte VOX-Schaltung des KG-UV2D nicht mit dem externen Mikrofon funktioniert, muss eine separate VOX-Schaltung aufgebaut werden. Dazu wird das Gate eines FETs aufgeladen, der den PTT-Pin auf GND zieht. Durch viel Probieren und einer Simulation ist auf dem Breadboard eine funktionierende Schaltung entstanden. Mit dem MOSFET BS170 (Datenblatt: https://www.vishay.com/docs/70215/70215.pdf) kann der PTT-Pin ab ca. 2V Gatespannung sicher auf GND gezogen werden. Der Ausgangspegel der Soundkarte reicht leider nicht, um diese Spannung zu erreichen. Deshalb wird eine 3-stufige Villard-Kaskade vorgeschaltet. Um den Spannungsverlust gering zu halten, wurden Shottky-Dioden des Typs SD103C eingesetzt (Datenblatt: https://www.vishay.com/docs/85754/sd103a.pdf).

Das Interface

Das eigentliche Interface ist sehr minimalistisch aufgebaut.

Der SPK+ Ausgang der Wouxun ist direkt mit beiden Mic Eingängen (L und R) der Soundkarte verbunden. Der Mikrofonpegel sollte per Software auf ca. 10% gestellt und der Lautstärkeregler am Funkgerät darf nur ganz leicht aufgedreht werden, sonst übersteuert der Eingangspegel. Ein zusätliches Poti, oder ein fester Spannungsteiler würde hier mehr Spielraum erlauben. Im praktischen Betrieb kann man den Lautstärkeregler dennoch fein genug einstellen, ohne Probleme zu bekommen.
Der MIC Eingang der Wouxun ist direkt mit dem Speaker Ausgang (nur R) der Soundkarte verbunden.
Der linke Kanal des Speaker Ausgangs der Soundkarte wird für die VOX-Schaltung genutzt. Weil viel Spannung benötigt wird, sollte der Ausgangspegel auf 100% gestellt werden.

Die komplette VOX-Schaltung passt in das Gehäuse der USB-Soundkarte. Aus ästhetischen Gründen soll hier kein Bild davon gezeigt werden, denn dabei kamen Isolierband und Heißkleber zum Einsatz. Da der USB-Port meines Notebooks beim Senden auf 70cm manchmal ausstieg, wurde das Interface-Kabel noch mit zwei Windungen durch einen Klappferrit gewickelt. Als Kabel wurde ein USB-2.0-Kabel recycelt.

PacketRadio Betrieb

Für PacketRadio und die Unterart APRS ist normalerweise ein TNC notwendig. Auf externe Geräte kann man aber verzichten, denn schon lange ist das in Software möglich. Ich habe unter Windows 7 gute Erfahrungen mit dem Soundmodem von UZ7HO gemacht. (Link: https://uz7.ho.ua/packetradio.htm).

Dabei wird ein TNC mit KISS-Interface über TCP bereit gestellt, über das Daten im AX.25 Format moduliert und demoduliert werden können. Alle für PacketRadio üblichen Modulationsarten sind verfügbar.

Mit UISS (Link: https://users.belgacom.net/hamradio/uissdownload.htm) und einer 2m-Groundplane im Garten habe ich mit diesem Setup sogar APRS-Pakete über den Digipeater an der ISS (145.825MHz) verschicken können.