E F Johnson 2425313 Users Manual

5300 ES Series Mobile Radio

Service Manual

VHF

Project 25 Conventional and Trunked

Analog and Digital Conventional

SMARTNET/SmartZone

60 Watt VHF

Part Number 001-5300-00001CD

December 2008

Copyright © 2008 by EFJohnson Technologies

™

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5300 ES Series Mobile Radio Service Manual

December 2008

5300 ES Series Mobile Radio Service Manual

December 2008

Table of Contents

1 General Information 1-1

Radio Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-1

Analog / Digital Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-2

Operating Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-2

Available Mounting Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-2

Systems, Channels, and Zones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-3

Systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-3

Channels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-3

Zones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-3

Programming. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-4

Alignment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-4

Model Number Breakdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-4

Serial Number Breakdown. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-4

Accessories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-5

Secure Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-7

FIPS 140-2 Approved Encryption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-8

Over-the-Air-Rekeying (OTAR). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-8

Key Retention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-8

Typical Performance Specifications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-8

Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-10

2 Radio Programming 2-1

Programming Setup. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-1

Computer Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-2

Connecting Computer to Radio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-2

Connecting RPI To Computer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-2

Connecting RPI To Radio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-2

Handheld Controller Programming Setup. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-3

Siren Programming. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-3

Using PC Configure Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-3

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Table of Contents (continued)

3 Circuit Description 3-1

General Transceiver Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-1

PC Boards. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-1

Circuit Protection (Fuses) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-2

Analog Mode Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-2

Receive Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-2

Transmit Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-3

Project 25 Digital Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-3

Receive Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-3

Transmit Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-3

VHF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-4

VHF RF BOARD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-4

RECEIVER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-4

SYNTHESIZER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-7

TRANSMITTER. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-9

VHF 60W PA Board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-9

RF Module Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-9

Amplifier Circuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-11

Antenna Switch/Low-Pass Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-11

RF Power Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-11

Forward Power Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-11

Bias Levels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-12

PA Microcontroller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-12

Safety Features. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-12

DC Power Distribution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-13

DC Power Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-14

Power On Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-14

Power Off Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-14

Audio / Logic Board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-15

Control Processor (U21). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-15

Memory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-17

Digital Signal Processing Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-17

Receive Signal Path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-18

4 Alignment Procedure 4-1

PC Tune. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-1

5 Troubleshooting 5-1

User Troubleshooting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-1

5300 Battery Discharge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-1

5300 Viewing Angle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-2

5300 User Troubleshooting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-2

User Troubleshooting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-2

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Table of Contents (continued)

Additional Information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-2

6 Service Information 6-1

Product Warranty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-1

Online Registration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-1

Telephone Technical Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-2

Factory Customer Service. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-2

Returns for Repairs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-3

Replacement Parts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-4

Internet Home Page . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-4

7 Parts List 7-1

VHF Mobile Radios. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-1

8 Schematic Diagrams and Component Layouts 8-1

Mechanical Views. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-1

Schematics and Board Layouts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-13

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Table of Contents (continued)

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List of Figures

Figure Page

2.1 Programming Setup (Standard Front/Remote Models) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-1

2.2 Programming Adapter Plug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-3

3.1 VHF RF Board Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-6

3.2 VHF PA Board Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-10

3.3 Logic Board Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-16

4.1 Alignment Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4-2

8.1 PA Board Placement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-2

8.2 RF Deck Assembly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-3

8.3 Audio / Logic Board - Top View . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-4

8.4 Audio / Logic Board - Bottom View . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-4

8.5 RF Deck and Audio/Logic Board Placement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-5

8.6 Assembly with RF Deck and PA Board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-6

8.7 LCD Assembly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-6

8.8 Front Panel Assembly (Part number 587-5357-501-01 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-7

8.9 Control Head PCB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-7

8.10 Front Panel Assembly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-8

8.11 Radio Assembly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-8

8.12 Remote Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-9

8.13 Remote Control Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-10

8.14 Handheld Control Unit Junction Box . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-11

8.15 Handheld Control Unit (Part 1 of 2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-11

8.16 Handheld Control Unit (Part 2 of 2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-12

8.17 Amplified Dynamic Microphone Schematic Part No. 25-0740-310 . . . . . . . . . . . . . . . 8-13

8.18 Amplified Dynamic Microphone Exploded View Part No. 250-0740-310 . . . . . . . . . . . 8-13

8.19 Interconnect Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-14

8.20 VHF RF Board Schematic - Logic (025-5510-300 P4 Page 2 of 7) . . . . . . . . . . . . . . . 8-15

8.21 VHF RF Board Schematic - RX Front End (025-5510-300 P4 Page 3 of 7) . . . . . . . . 8-16

8.22 VHF RF Board Schematic - Rx Back End (025-5510-300 P4 Page 4 of 7) . . . . . . . . . 8-17

8.23 VHF RF Board Schematic - PA (025-5510-300 P4 Page 5 of 7) . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-18

8.24 VHF RF Board Schematic - RX Synthesizer (025-5510-300 P4 Page 6 of 7) . . . . . . . 8-19

8.25 VHF RF Board Schematic - TX Synthesizer (025-5510-300 P4 Page 7of 7) . . . . . . . 8-20

8.26 VHF RF Board - Top View (027-5510-300 P4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-21

8.27 VHF RF Board - Bottom View (027-5510-530 P4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-22

8.28 VHF Power Amplifier Board Schematic - Power Input/Filtering/Switch (025-5515-530 P3

Page 2 of 11) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-23

8.29 VHF Power Amplifier Board Schematic - System Power Supply (025-5515-530 P3 Page 3

of 11) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-24

8.30 VHF Power Amplifier Board Schematic - I/O (025-5515-530 P3 Page 4 of 11) . . . . . . 8-25

8.31 VHF Power Amplifier Board Schematic - Microcontroller (025-5515-530 P3 Page 5 of 11)
8-26

8.32 VHF Power Amplifier Board Schematic - Power Control (025-5515-530 P3 Page 6 of 11) .

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List of Figures (continued)

Figure Page

8-27

8.33 VHF Power Amplifier Board Schematic - Driver (025-5515-530 P3 Page 7 of 11) . . . . 8-28

8.34 VHF Power Amplifier Board Schematic - PA (025-5515-530 P3 Page 8 of 11) . . . . . . 8-29

8.35 VHF Power Amplifier Board Schematic - Directional Coupler (025-5515-530 P3 Page 9 of

11) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-30

8.36 VHF Power Amplifier Board Schematic - RF Switch (025-5515-530 P3 Page 10 of 11) . 8­31

8.37 VHF Power Amplifier Board Schematic - Harmonic Filter (025 -5515-530 P3 P age 11 o f 11)
8-32

8.38 VHF PA Board Layout - Top View (027-5515-530 P3)) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-33

8.39 VHF PA Board Layout Bottom View (027-5515-530 P3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-34

8.40 Audio / Logic Schematic (DSP) (1 of 14) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-35

8.41 Audio / Logic Schematic (CODEC) (2 of 14) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-36

8.42 Audio / Logic Schematic (General Logic) (3 of 14) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-37

8.43 Audio / Logic Schematic (Power Supply) (4 of 14) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-38

8.44 Audio / Logic Schematic (Control Processor) (5 of 14) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-39

8.45 Audio / Logic Schematic (Memory) (6 of 14) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-40

8.46 Audio / Logic Schematic (Pull Ups - Pull Downs) (7 of 14) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-41

8.47 Audio / Logic Schematic (Bus Exchange) (8 of 14) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-42

8.48 Audio / Logic Schematic (Line Drivers) (9 of 14) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-43

8.49 Audio / Logic Schematic (Audio) (10 of 14) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-44

8.50 Audio / Logic Schematic (Microcontroller) (11 of 14) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-45

8.51 Audio / Logic Schematic (Ethernet) (12 of 14) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-46

8.52 Audio / Logic Schematic (External Interface) (13 of 14) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-47

8.53 Audio / Logic Schematic (PA / Logic Connectors) (14 of 14) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-48

8.54 Audio / Logic Board Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-49

8.55 Remote Control Head Schematic (LCD Display & Drivers) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-50

8.56 Remote Control Head Schematic (LEDs & Power) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-51

8.57 Remote Control Head Schematic (Microcontroller) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-52

8.58 Remote Control Head Schematic (Audio) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-53

8.59 Remote Control Head Schematic (Connector Interfaces) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-54

8.60 Remote Control Head Board Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8-55

December 2008 5300 ES Series Mobile Radio Service Manual vi