전통적으로 지난 세기 동안 라디오 방송국 내부의 특정 노드(입력 회로, 로컬 발진기, 신디사이저)의 튜닝 노브를 회전시키는 단일 방법이 널리 사용되었으며 이는 고전적인 방법이 되었습니다. 즉, 하나 이상의 기계적 또는 전기적 변화와 관련된 설정입니다. 이 튜닝 방법은 무선 통신사에게 여러 가지 제한 사항을 부과합니다. 우리는 한 번에 하나의 스테이션에서만 전송을 받을 수 있습니다. 다른 방송국을 들으려면 먼저 이전 방송국을 잃은 다음 새 방송국에 주파수를 맞춰야 합니다. 그리고 이것은 이미 특정 시간이 걸리고 원칙적으로 정보 소스로서 라디오 방송에 대한 복잡하고 완전한 인식을 배제하는 특정 프로세스입니다. 이 방법의 한계는 생방송을 볼 수 없다는 것입니다. 먼저, 현재 대부분의 Yaesu 송수신기에 구현되어 있는 것처럼 특정 영역을 스캔한 다음 "고정된" 이미지를 확장해야 합니다.
또한 현대 무선 수신 장치 구성 이론에서 알 수 있듯이 슈퍼헤테로다인 수신기의 주요 이득은 중간 주파수 증폭기(IFA)에 의해 제공되며 이는 수신기의 실제 감도, 즉 약한 신호를 수신하는 능력을 결정합니다. .
이 경로의 FSS(집중 선택 필터)는 인접 채널에서 수신기의 선택성을 보장합니다. 가파른 특성 경사를 갖는 석영 필터가 이 작업에 가장 잘 대처합니다.
아래 그림은 필터의 특성을 보여줍니다. 통과대역(PB)은 0.7K 수준에서 결정됩니다. 여기서 K는 필터 투과 계수입니다. 그림은 간섭의 진폭이 유용한 신호의 진폭에 비해 상당히 약하다는 것을 보여줍니다. K2<К1.
여기에서 특성의 기울기가 평탄할수록 간섭 신호가 덜 억제되고 그 반대의 경우도 마찬가지라는 것이 분명합니다. 인접 채널 선택성은 주어진 대역의 주어진 주파수에서 원하는 신호를 분리하는 수신기의 능력을 특성화하는 매개변수입니다.
슈퍼헤테로다인의 인접 채널 선택성 외에도 미러 채널 선택성과 같은 것이 있으며 이는 수신기 입력 회로의 설계에 따라 결정됩니다.
그러나 수퍼헤테로다인 수신기의 가장 중요한 특징은 중간 주파수 값이 낮을수록 대역통과 필터 특성의 직사각형 기울기가 더 많아지고 인접 채널에 대한 선택성이 높아진다는 것입니다. 그러나 중간 주파수 값이 낮을수록 인접 채널의 선택성은 나빠집니다. 따라서 우리는 소련에서 생산된 무선 수신기의 경우 중간 주파수 465kHz, 현대 무선 장비의 경우 455kHz의 절충값을 선택했습니다. 미러 채널을 따라 선택성을 향상하려면 이중 및 삼중 변환 회로를 사용해야 했습니다. 그러나 동시에 수신기 자체의 잡음이 증가하고 믹서 수의 증가로 인해 수신기의 동적 범위가 저하되고 상호 변조 간섭에 대한 수신기의 저항이 감소했습니다. 동적 범위는 다른 강력한 방송국이 근처에 다른 주파수로 나타날 때 특정 주파수에서 약한 신호를 수신하는 능력을 결정합니다. 이는 특성의 선형 부분에 의해 결정되며 "아래에서"는 수신기 자체 노이즈에 의해 제한되고 "위에서"는 믹서 회로 요소의 비선형성에 의해 제한됩니다. 현대 방송에서 수신기 안테나의 신호 레벨은 수백 밀리볼트에 이를 수 있습니다. 이 수준의 입력 신호에서는 더 이상 수신이 불가능하며 실제로 차단됩니다. "동적 범위"의 개념은 무선 수신 경로가 정상적으로 작동하고 과부하되지 않을 수 있는 수신기 입력에 공급되는 신호의 최대 레벨을 설명합니다. 오늘날 트랜시버의 일반적인 다이내믹 레인지 수치는 80~100dB이며, 최대 1km 반경 내에 100W 전력을 공급하는 인근 라디오 방송국이 있더라도 한 대역에서 편안하게 방송할 수 있습니다. 너.
여러 가지 변환을 통해 고전적인 방식에 따라 만들어진 트랜시버의 주요 특징은 무선 수신기 출력 경로의 모든 반도체 요소의 열 잡음 수준이 증가한다는 것입니다. 경로에 변환 및 증폭 요소가 많을수록 출력의 잡음 레벨도 높아집니다. 신디사이저 및 기타 생성기의 소음도 여기에 추가됩니다. 자동 게인 제어를 사용하면 경로의 전체 노이즈에 거의 영향을 미치지 않습니다. 증폭/변환 요소의 수는 일정하게 유지됩니다. 이 문제는 안테나가 꺼진 상태에서도 헤드폰이나 라디오 스피커에서 지속적으로 짜증나는 소음으로 나타납니다. 안테나를 연결할 때 이 소음은 라디오 방송의 소음으로 가려질 수 있지만 이 경우 가장 중요한 것은 방송의 투명성, 어느 귀에나 명확하게 들릴 수 있다는 것입니다!
지난 20년 동안 디지털 기술과 디지털 신호 처리 알고리즘(영문으로는 DSP 또는 DSP)이 널리 사용되면서 DSP 마이크로프로세서가 IF 처리 경로에 도입되기 시작했습니다. 이를 통해 주 신호 선택의 품질(50Hz의 필터 대역, 최대 -100dB의 인접 채널 억제 수준)의 품질을 크게 향상시키고 잡음으로부터 수신된 신호의 스펙트럼을 정리하는 것까지 다양한 추가 및 유용한 기능을 도입할 수 있었습니다. 디지털 유형의 변조 디코딩에 대한 간섭.
여러 IF 및 DSP 경로가 포함된 여러 무선 수신 경로를 하나의 패키지에 도입함으로써 제조업체는 작동 범위에 스펙트럼 파노라마를 표시하는 것과 같은 새롭고 인기 있는 기능을 구현하는 방법을 배웠습니다. 이 기술을 가장 성공적으로 활용한 회사는 아이컴(ICOM)이다.
그러나 DSP를 사용하여 인접 수신 채널에 대한 선택이 최대한 향상되었을 때 몇 가지 문제가 대두되었는데, 이전 IF 경로 구현에서는 IF 경로와 거의 동일한 수준으로 해결되었지만 그렇지 않았습니다. 관련 있는. 이는 측면 수신 채널에 대한 선택성과 수신된 신호의 동적 범위입니다.
하나 또는 여러 개의 중간 주파수로 수신 경로를 구성하는 변형에서는 측면 수신 채널이 항상 존재합니다. 이는 소위 IF 주파수의 미러 채널과 고조파 변환의 채널입니다. 그 모양은 신호 변환의 수학 및 원칙적으로 피할 수 없는 변환 요소의 비선형성과 관련되어 있습니다. 측면 수신 채널의 수는 매우 클 수 있으며 IF 수와 등급에 따라 달라집니다. 제조업체는 측면 수신 채널을 억제하는 새로운 방법을 고안하면서 다양한 방법과 요령으로 새로운 문제를 해결하려고 노력하고 있습니다. 여기에는 IF 수를 최소화하고, 수신된 신호의 주파수보다 훨씬 높은 IF를 선택하고, 복잡한 사전 선택 방식을 사용하는 것이 포함됩니다. 오늘날 미러 채널을 억제하는 일반적인 수치는 대략 -60...-70dB입니다. 오늘날의 과부하된 전파 환경에서는 어느 정도 편안함을 느끼는 것만으로도 충분합니다.
주요 증폭 및 신호 처리가 중간이 아닌 낮은 (오디오) 주파수에서 발생하는 위상 방법을 사용하여 무선 주파수 스펙트럼의 신호를 오디오 주파수 스펙트럼으로 직접 변환하고 최종 신호를 처리하는 방법은 전부는 아니더라도 위에서 설명한 문제의 대부분을 제거할 수 있게 해주세요. .
직접 전환의 원리는 지난 세기 30년대에 알려졌습니다. 그러나 당시에는 그러한 기본 기반으로는 허용 가능한 수신 품질을 얻는 것이 불가능했습니다. 라디오 아마추어는 이미 지난 세기 70년대에 직접 변환 수신기 및 트랜시버로 돌아왔습니다. 우리나라에서는 직접 변환 기술에 관한 많은 기사를 쓰고 책을 출판한 Vladimir Timofeevich Polyakov가 이 분야의 선구자였습니다. 그가 출판한 직접 변환 원리에 따라 작동하는 수신기 및 송수신기의 실제 회로는 초보자를 포함한 많은 라디오 아마추어들에 의해 반복되었습니다. 그러나 당시 요소 기반은 슈퍼헤테로다인에 비해 비용이 드는 점을 제외하면 실질적인 이점을 얻을 수 없었습니다. 현재 주요 신호 처리가 수행되는 최신 사운드 카드를 갖춘 컴퓨터의 출현으로 직접 변환 기술이 다시 탄생하고 있습니다.
오늘날 컴퓨터는 점점 더 우리 삶의 일부가 되어가고 있습니다. 약 15년 전만 해도 PC 사용은 하드웨어 로그 유지, CAT 인터페이스를 통한 트랜시버 제어 및 디지털 통신 신호 처리에만 국한되었지만 이제는 모든 최신 장비 제조업체가 가장 진보된 엔지니어링 솔루션을 빠르게 도입하고 있습니다. 현대 트랜시버의 회로에 적용됩니다. 컴퓨팅 파워의 급속한 증가와 집적회로의 소형화로 인해 마이크로프로세서의 폭넓은 채택이 가능해졌습니다. 먼저 감지된 저주파 신호를 처리한 다음 오디오 주파수(12..48kHz)에 가까운 저주파에서 신호를 디지털화한 다음 모든 유형의 변조를 프로그래밍 방식으로 인코딩/디코딩하기 시작했습니다. 중간 주파수에서의 기본 필터링 및 신호 처리 기술은 동일하게 유지됩니다. 2004~2006년에 Flex-radio 회사가 무선 통신 시장에 진출하고 직접 원칙에 따라 작동하는 Flex SDR-1000 트랜시버(Software Define Radio)의 대량 생산을 시작할 때까지 제어 및 디스플레이 서비스 확장에 중점을 두고 있습니다. 변환. 기술적으로 이는 기존 트랜시버에 비해 회로를 크게 단순화하고 비용을 절감하는 것을 가능하게 했습니다. 설계에는 컴퓨터 제어 주파수 합성기, 수신 및 송신 믹서, 저잡음 ULF, 수신/송신 스위칭 노드, 송신기 전력 증폭기 및 대역 통과 필터 등 몇 가지 구성 요소만 남아 있습니다.
2005년경부터 전 세계 여러 회사와 개인 매니아들이 수정 여부에 관계없이 SDR Flex-1000 트랜시버를 복제하기 시작했습니다. 러시아에서 가장 유명하고 인기 있는 것은 UT2FW Tarasov 씨의 트랜시버 클론이었습니다. 그의 노력 덕분에 SDR Flex-1000 트랜시버의 3-유료, 크게 개선된 클론 버전과 트랜시버의 100W 완전 완성 버전이 많은 러시아인에게 제공되었습니다.
러시아에서는 SDR 트랜시버 2007년에 Sun SDR-1이라는 이름으로 SDR 트랜시버의 자체 버전을 생산하기 시작한 Taganrog 회사 Expert Electronics 덕분에 알려지게 되었습니다. 이는 Flex-1000 트랜시버의 향상된 복사본이며 근본적으로 다른 제어 회로를 가지고 있습니다. 원래 Flex-1000 트랜시버가 구식 병렬 LPT 인터페이스를 통해 제어할 수 있었다면 Sun SDR-1 개발자는 USB 인터페이스를 통해 트랜시버 제어를 구현하고 트랜시버 프로그램을 처음부터 완전히 작성했습니다. 2005년 말에서 2006년 초에 라디오 세계에 혁명을 일으키고 DDC 아키텍처를 널리 채택하는 획기적인 사건이 일어났습니다.
2012년 봄, Taganrog의 러시아 회사인 Expert Electronics는 새로운 라디오 Sun SDR2의 출시를 발표했습니다.
2012년 여름 말에 그들은 최초의 기성품 트랜시버를 판매용으로 출시했습니다. Taganrog 팀은 HF 대역을 위한 상대적으로 저렴하고 기능적으로 완전한 DDC/DUC 트랜시버를 출시했을 뿐만 아니라 VHF 대역에서도 구현할 수 있었고 트랜시버와 무선 통신(Wi-Fi를 통한 전체 제어)이 가능했으며 또한 다음과 같은 내용을 작성했습니다. 트랜시버 자체의 모든 소프트웨어를 처음부터 다시 작성합니다.
SDR 기술을 사용하여 제작된 최신 수신기에 사용되는 믹서는 이중 평형 회로를 사용하여 제작되며 손실이 최소화됩니다. 아날로그 고속 스위치가 믹서 요소로 사용되기 때문에 이러한 믹서는 사실상 조용합니다. 모든 증폭은 저주파에서 발생하며 특수한 저잡음 마이크로 회로에 의해 제공됩니다. ADC의 동적 범위의 높은 값을 유지하기 위해 ULF 이득은 가능한 한 낮게 선택됩니다. 이는 믹서 및 입력 회로의 손실만 보상합니다. ADC 출력에서 디지털화된 신호는 소프트웨어에 의해 처리됩니다.
예를 들어 Flex SDR 트랜시버에서 이 이득은 20dB에 해당합니다. 저주파수에서 LNA(저잡음 증폭기)를 조정하면 추가 이득을 얻을 수 있습니다. 프리앰프가 없더라도 Flex SDR 트랜시버의 감도는 -116dBm입니다. 이는 0.35μV에 해당합니다. 프리앰프를 중간 위치에서 켜면 감도는 -127dBm 또는 0.099μV 값으로 향상되고, 최대 이득을 사용하면 감도는 이미 -139dBm 또는 0.025μV이며 프리앰프 자체의 노이즈에 의해 이미 제한됩니다.
기존 트랜시버에 비해 SDR은 감도뿐만 아니라 트랜시버 품질의 주요 주관적 평가 중 하나인 "잡음"에서도 우수합니다.
메인 블록 전체의 게인 분포에 대한 블록 다이어그램은 아래와 같습니다.
따라서 무선 수신 경로의 가장 중요한 특성 중 하나는 왜곡과 불균일성을 최소화하면서 모든 작동 주파수에서 필요한 대역의 유용한 신호를 분리하는 능력입니다.
Flex 제품군 중 가장 단순한 SDR 트랜시버라도 동적 범위는 떨어지지만 감도 면에서는 모든 장치를 능가합니다. 16비트 AIC33 ADC의 동적 범위는 사이드 채널 선택성, 미러 채널 선택성 및 압축 지점에 따라 결정됩니다. SDR 트랜시버에서 압축 지점은 일반적으로 높은 수준으로 설정됩니다. SDR 기술의 미러 채널 선택성은 직교 국부 발진기 신호와 저주파 처리 채널의 올바른 대칭성과 정확성을 통해 보장됩니다. 실제로 이는 인쇄 회로 기판 어셈블리의 제조 가능성, 회로도의 올바른 레이아웃 및 회로의 올바른 설계를 통해 보장됩니다. 기술 주기의 모든 부정확성은 디지털 스트림 처리 프로그램에서 자동으로 보상됩니다.
SDR 트랜시버에서는 단일 믹서를 사용하여 신호가 무선 범위에서 낮은 IF(0-100kHz)로 전송되고 사운드 카드를 사용하여 디지털화된 다음 원하는 유형의 변조로 필요한 주파수 대역이 소프트웨어 방법을 사용하여 복조됩니다. . 위상 방법을 사용하여 계산하려면 위상이 90도 이동된 최대 동일한 수신 채널 쌍이 필요합니다. 2개 채널의 신호 변환 결과, 직접 채널에 대해 180도 간격으로 배치된 미러 채널을 갖게 되었으며 소프트웨어 방식으로 -100...140dB만큼 쉽게 억제됩니다. 인접한 채널에서 신호를 선택하는 것이 훨씬 더 쉽습니다. DSP를 사용할 때 인접 채널 거부 수준은 DSP ADC의 동적 범위와 거의 동일합니다. 필터 직각도 계수가 1에 매우 가까운 숫자 -100...-120dB에 쉽게 맞습니다.
아날로그 필터를 사용할 때 이러한 억제 수치를 달성하는 것은 원칙적으로 불가능합니다. 비교하자면, 1~2kHz로 디튜닝할 때 -60dB 수준의 우수한 석영 필터에 의한 인접 채널 억제가 발생합니다. 소프트웨어 필터에서는 50-100Hz의 디튜닝으로 -100dB 억제가 발생합니다. 이 차이는 인접 신호의 레벨이 9+40...+60dB인 경우에 뚜렷이 나타납니다. 클래식 아날로그 트랜시버에서는 이웃 방송국에서 약 5~25kHz 정도 주파수가 벗어날 때까지 공기가 손실됩니다. SDR 트랜시버를 사용하여 소프트웨어 필터를 50-200Hz로 좁히면 간섭 신호가 거의 들리지 않습니다.
신호 처리 경로에 믹서가 하나만 있으면 전파의 "투명성"이 크게 향상됩니다. 가장 약한 신호를 듣고 가장 강한 신호와 쉽게 분리할 수 있으며, 귀로 "깊이"를 듣고 라디오 방송의 "역동성"을 느낄 수 있습니다. 또한 100kHz 대역의 모든 신호에 대한 통합 작업을 통해 그래픽을 통해 실시간으로 최대 200kHz까지 스펙트럼을 쉽게 확장하고 원하는 작업을 수행할 수 있습니다. 아날로그 신호 처리 기능을 갖춘 클래식 제품은 없습니다!
Sun SDR2 트랜시버의 블록 다이어그램은 다음과 같습니다.
스펙트럼 파노라마를 그리는 것과 관련된 별도의 논의가 있습니다. 스펙트럼이 표시되는 모니터 화면의 최대 해상도는 1080픽셀에 불과합니다. 고급 비디오 카드에는 2개의 모니터에 걸쳐 스펙트럼을 확장하는 기능이 있습니다. Windows 비디오 드라이버를 사용하면 이 작업이 가능합니다. 결과는 최대 2160점입니다. 총 포인트 수 중 전체 너비는 매우 드물게 사용되는 경우가 많으며 포인트의 작은 부분은 프로그램 창의 테두리와 프레임으로 채워지며 파노라마 스펙트럼 창은 전체 화면이 아닌 확장된 상태로 유지되는 경우가 많습니다. 그것의 아주 작은 부분, 즉 최대 포인트 수의 30~60%가 사용됩니다.
스펙트럼과 필터를 계산할 때 FFT(고속 푸리에 변환) 함수의 복잡한 수학적 알고리즘이 사용됩니다. FFT 처리 중 기준점 수는 일반적으로 4096, 8192로 약간 초과되며 특정 작업의 경우 16384점을 초과하는 경우는 거의 없습니다. 더 많은 포인트를 사용할수록 스펙트럼이 시각적으로 더 아름답게 보이고 확대하면 신호의 요소를 더 자세히 검사할 수 있습니다. 그러나 계산 횟수, 계산 시간, 스펙트럼 그리기 시간도 늘어납니다. 하지만 32,768,000포인트도 ADC에서 나오는 3,000만~6,000만 개의 샘플에 비하면 아주 작은 수치입니다.
기본 프로그램(Expert SDR2) 외에도 하드웨어 로그(UR5EQF Log 3) 등과 같은 다른 프로그램의 창을 열 수 있습니다.
아래는 트랜시버 회로 기판의 사진입니다.
별도로 구매하는 별도의 Wi-Fi 모듈을 사용하여 컴퓨터에서 제어할 수 있습니다.
PELAGEYA("Polefans") 그룹 VKontakte의 팬
2013년 5월 9일 니즈니노브고로드 미닌 광장 콘서트
포럼 http://ra3pkj.keyforum.ru에서 주제를 생성합니다(아직 생성되지 않은 경우).
SDR HAM - 소개
주목! 겨울에는 정전기에 의한 고장으로 인해 CY7C68013 마이크로 회로가 고장날 수 있습니다. 정전기는 공기와 주변 물체에 축적되어 예측할 수 없는 경로로 흘러갑니다. 장비를 접지해야 하며 SDR 접지 버스를 별도의 전선으로 컴퓨터 케이스에 연결해야 합니다. 예를 들어 거대한 금속 물체를 만지는 등 손의 정전기를 제거한 후에만 장비에 연결된 보드 및 보드의 부품을 터치하십시오. USB 커넥터 본체(SDR 보드에 있음)를 SDR 접지 버스에 직접 연결할 것을 강력히 권장합니다. 이 경우 병렬 회로 C239, R75(USB 커넥터 근처)를 단락시켜야 합니다.
블랭크 보드 구입은 Yuri(R3KBL)에 문의하세요. [이메일 보호됨]
나는 이 송수신기를 만든 것이 아니라 단지 주제 자체와 결과에만 관심이 있다고 바로 말할 것입니다. 게다가, 트랜시버는 내가 디자인한 AD9958 신디사이저를 사용하고 보드에 통합된 USB 어댑터용 새 펌웨어도 작성했는데, 이는 "독일산"의 오래된 펌웨어를 대체했습니다(이 내용은 아래에서 설명함).
일반 정보
SDR HAM 트랜시버는 Vladimir RA4CJQ가 구조적으로 설계한 SDR-1000의 복제품입니다. 트랜시버는 많은 무선 아마추어가 개발한 잘 알려진 회로 솔루션을 사용합니다. 잘 알려진 "Kyiv" 클론 SDR-1000UA와의 차이점은 상당히 눈에 띕니다. 기능에 대한 간략한 설명:
1. 싱글 보드 디자인.
2. 최소 8W의 송신기 전력 증폭기(재능이 있는 사람은 더 많이 짜낼 수 있음).
3. 스퍼 레벨이 낮은 DDS AD9958 칩의 주파수 합성기(신디사이저는 여기에 설명되어 있습니다.)
4. USB를 통한 트랜시버 제어( USB 어댑터의 구조는 여기에 설명되어 있습니다. 하지만 SDR-HAM용 특수 펌웨어가 있습니다!!!).
5. 전원 공급 장치: +13.8V 및 양극 +-15V.
6. 수신기 입력의 2단계 릴레이 감쇠기.
7. SWR 및 파워미터.
8. 보드에 통합된 USB 어댑터의 펌웨어를 교체한 후 가능해진 드라이버(Windows 자체의 시스템 HID 드라이버가 사용됨)를 설치하지 않고도 모든 Windows 운영 체제에서 브레이크 없이 작업할 수 있습니다(이에 대해서는 아래에서 설명).
펌웨어 및 소프트웨어에 대한 정보
트랜시버는 2.5.3 이하의 FlexRadio Systems 버전(버전 2.6.0부터 SDR-1000 트랜시버 및 해당 클론은 지원되지 않음)의 공식 PowerSDR과 작동하지만 KE9NS의 PowerSDR 2.8.0과 작동합니다. SDR -1000 아마추어 라디오에 맞게 조정되었습니다. 엑스칼리버(최신 패션). 이 버전 2.8.0에 대한 자세한 내용은 다음과 같습니다.
AT91SAM7S 컨트롤러(AD9958 신시사이저를 제어하는 데 사용됨)는 여기에 설명된 대로 플래시되어야 합니다.
이제 펌웨어에 대해 이야기 해 봅시다. CY7C68013 컨트롤러가 USB 어댑터로 작동하는 데 필요한 24C64 메모리 칩. 역사적으로 트랜시버가 대중화되었을 때 "독일어"(내 웹 사이트에 설명됨)의 USB-LPT 어댑터 펌웨어가 메모리 칩(내 웹 사이트에 설명되어 있음)에 "부어져" 있었지만 결과적으로 Windows 7-32보다 높은 Windows 버전에서는 펌웨어가 인간적으로 작동하지 않습니다. 브레이크와 운전자의 디지털 서명 문제!!! (Windows XP 및 Windows 7-32 소유자는 편안하게 잠을 잘 수 있습니다). 모든 운영 체제에서 문제 없이 작동하고 드라이버 설치도 필요하지 않은 새 펌웨어를 작성한 후에 문제가 해결되었습니다(Windows 자체는 HID 드라이버를 해당 저장소에서 찾습니다). 펌웨어는 US9IGY와 협력하여 제가 제작했습니다.
그러나 뉘앙스가 있습니다. 메모리 칩을 다시 플래시하는 것입니다.보드에는 마이크로 회로의 한쪽 다리를 들어 올리고 임시 토글 스위치를 연결하는 작업이 포함되므로 납땜 인두를 사용한 연습이 필요합니다(이에 대해서는 아래에서 설명합니다). CLEAN 마이크로 회로를 보드에 플래싱하는 경우(즉, 새로 제조된 트랜시버 또는 매장에서 메모리 칩을 설치한 경우)에는 납땜 인두를 사용하여 추가 연습이 필요하지 않습니다. 귀하의 행동에 대한 두 가지 옵션이 아래에 설명되어 있습니다.
1. 빈 24C64 메모리 칩은 여기에 설명된 대로 플래시되어야 합니다. 단, 특별한 새 펌웨어가 사용되고 페이지 끝에 언급된 기본 작동 드라이버가 설치되지 않은 경우입니다. 새 펌웨어 sdr_ham.iic: sdr_ham.zip을 다운로드합니다. 펌웨어는 USB를 통해 트랜시버 자체에 플래시됩니다(동일한 아카이브에는 트랜시버 외부에서 메모리 칩을 플래시하려는 사람들을 위한 sdr_ham.hex 펌웨어가 포함되어 있습니다. 즉, 프로그래머를 사용합니다). 플래싱하기 전에 보드의 점퍼(약 24C64 정도)를 프로그래밍 활성화 위치로 옮기는 것을 잊지 말고, 플래싱 후에는 원래 위치로 되돌리는 것도 잊지 마세요.
2. 24C64 메모리 칩("독일어"의 이전 펌웨어가 있음)을 다시 플래시하려는 사람은 위의 1단락에서 설명한 것과 동일하게 모든 작업을 수행해야 하지만 다음 사항을 고려해야 합니다. 24C64 칩의 핀 5를 임시로 분리합니다(우리는 깨끗한 마이크로 회로가 있음) 토글 스위치를 통해 연결하고 보드의 점퍼(약 24C64)를 프로그래밍 활성화 위치로 이동한 다음 토글 스위치가 열린 상태에서 SDR을 컴퓨터의 USB 소켓에 연결합니다. 다음으로 SDR의 전원을 켜고 플래시 프로그램을 실행합니다. 깜박이기 직전에 토글 스위치를 닫습니다. 깜박인 후 SDR을 끄고 모든 것을 다시 복원하십시오.
참고로. SDR(또는 해당 USB 어댑터)은 컴퓨터에 의해 HID 장치로 정의되며 해당 속성의 ID 값은 VID_0483 및 PID_5750입니다.
깜박이는 번거로움이 모두 완료된 후 안전하게 숨을 내쉬고 RN3QMP의 Sdr1kUsb.dll 파일을 PowerSDR이 있는 폴더에 침착하게 배치할 수 있습니다(sdr1kusb_rn3qmp.zip 다운로드). PowerSDR의 일반 -> 하드웨어 구성 메뉴에서 "USB 어댑터" 상자를 선택하세요.
다양한 기타 SDR 트랜시버 소유자를 위한 정보!!! 24C64 메모리 칩(CY7C68013용)의 펌웨어에서는 SDR HAM에 필요한 것만으로 제한했습니다. 이 펌웨어는 DDS AD9854가 포함된 SDR-1000용 USB 어댑터를 CY7C68013으로 업그레이드하기 위한 것이 아닙니다. 이는 UR4QBP 트랜시버의 UR4QOP 실험을 통해 확인되었습니다. DDS AD9854가 작동하지 않습니다! 따라서 펌웨어는 SDR HAM 전용이라고 말할 수 있습니다. 다른 응용 프로그램(SDR-HAM 제외)에 맞게 펌웨어의 내용을 조정할 시간이나 동기가 없습니다.
Yuraws의 깨끗한 보드
홀 도금, 솔더 마스크 및 표시가 있는 보드를 청소합니다.
직선측:
후면:
계획
다음에서 다이어그램(양쪽의 보드 그림 포함)을 다운로드하고 압축을 풉니다. PDF 형식: sdr_ham_shema_pdf.7z 일반적인 참조를 위해 동일한 다이어그램이 아래에 표시됩니다.
입력 감쇠기, UHF:
범위 대역 통과 필터(다이어그램에서 Amidon 링은 빨간색 T50-2, 노란색 T50-6 색상으로 표시됨):
믹서, 수신기 및 송신기 증폭기:
자동 제어_1:
자동 제어_2:
주파수 합성기:
USB/LPT 어댑터:
주파수 합성기 제어용 마이크로컨트롤러:
SWR 및 전력계용 송신기 전력 증폭기 및 ADC:
지불하다
PDF 형식의 고품질 보드 도면은 회로도와 동일한 문서에 있습니다(이전 단락에서 다운로드). 아래는 참고용으로 일반적인 보기입니다.
디자인 프로젝트
프로젝트 다운로드(회로도 및 보드 포함): project_sdr_ham.7z 공식 웹사이트에서 AltiumDesignerViewer 뷰어: http://downloads.altium.com/altiumdesigner/AltiumDesignerViewerBuild9.3.0.19153.zip
요소 목록
RA4CJQ의 목록은 PCB 레이아웃 프로그램에 의해 자동으로 생성되므로 많은 요소의 이름은 구체적이지 않고 조건부입니다. 이러한 이름은 매장에서 품목을 주문하는 데 적합하지 않은 경우가 많습니다. 요소 목록을 다운로드하세요. 엑셀 형식 2007-2010: sdr_ham.xlsx.
Steve(KF5KOG)의 목록입니다. 이 목록에는 Mouser 및 Digikey 매장에 대한 링크도 포함되어 있습니다(항목 이름은 클릭 가능). 이러한 상점의 카탈로그 이름이 표시됩니다(요소 제조업체 자체의 이름과 약간 다름): 제조업체 부품 번호가 포함된 부품 목록 2014년 9월 18일.pdf
버그 및 개선 사항
때로는 라디오 아마추어가 발견된 오류에 대해 포럼에 메시지를 게시하고 다양한 개선 사항을 제안하기도 합니다. 가능한 한 빨리 여기에 게시하겠습니다.
#1. 보드가 뒤죽박죽이네요 명칭전력 증폭기의 트랜지스터 RD06 중 하나의 배선에 저항 R90 및 R94. 그림은 올바른 지정을 보여줍니다(저항은 강조 표시됨).
#2. UHF 회로에서 DA1 AG604-89 마이크로 회로의 전원 회로에서 저항 R5 및 R6은 각각 130Ω이어야 합니다.
#삼. 제조업체의 클린 보드(페이지 상단의 제조업체 링크)에서 DFT 요소 영역에 단락이 있다는 것이 반복적으로 보고되었습니다. 또한 단락의 저항은 예를 들어 수 옴 이상과 같이 매우 다를 수 있습니다. 수신 모드에서는 귀에 특별히 눈에 띄지 않지만 전송 중에는 출력 전력이 낮습니다. INA163 마이크로 회로 영역에서도 쇼티가 발견되었는데, 이는 사운드 카드의 왼쪽 및 오른쪽 채널에 공급되는 신호의 불균형으로 표현되었습니다. 높은 배율에서도 짧은 점이 보이지 않는 경우가 많습니다. 그러한 경우, 짧은 것은 "소진"되어야 합니다. 전기 충격전압은 낮지만 전력은 충분합니다.
#4. 보드의 DD6 칩은 처음에 180도 회전됩니다. 미세 회로 DD4, 8, 9와 비교합니다. 맞습니다! DD4, 8, 9와 같은 방식으로 DD6을 기계적으로 납땜할 수 있지만 이는 올바르지 않습니다.
#5. 트랜시버에는 전원 공급을 위해 +13.8V 전압 외에 +-15V의 외부 바이폴라 전압이 필요합니다. 원칙적으로 +-15V 변압기 소스에서 전원을 공급받을 수 있지만 많은 라디오 아마추어는 DC/DC 변환기 마이크로 회로를 사용하므로 이러한 변환기에서 약간의 소음 증가가 발생합니다. 이를 위해 미세 회로와 배선 요소가 납땜되는 스카프가 만들어지고 스카프 자체가 트랜시버 보드에 배치됩니다. 그들은 MAX743 마이크로회로(+5V에서 +-15V로의 변환기)를 사용하며, 데이터시트 http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX743.pdf에 링크되어 있습니다. 데이터시트에는 인쇄 회로 기판 도면이 포함되어 있습니다. 마이크로 회로의 배선은 매우 복잡합니다. 또한 더 적은 수의 배선 요소가 필요한 미세 회로 P6CU-1215(+12V ~ +-15V) 또는 P6CU-0515(+5V ~ +-15V)를 사용합니다. 데이터시트(http://lib.chipdip.ru/)에 링크하세요. 011/DOC001011940.pdf. 또한 RY-0515D 및 NMV0515S 마이크로 회로(모두 +5V ~ +-15V)도 언급되어 있으며 후자는 소음이 거의 없습니다. +5V에서 +-15V까지의 컨버터를 사용할 때 +5V 스태빌라이저에 더 큰 라디에이터가 필요하다고 말해야 합니다. 컨버터의 전류 소비가 눈에 띕니다.
#6. 10W 이상의 출력 전력을 얻으려면 RD06HHF1 트랜지스터를 RD16HHF1로 교체해야 합니다. 각 트랜지스터의 대기 전류를 250mA로 설정합니다. 라디에이터의 크기가 허용되면 대기 전류를 훨씬 더 크게 만들 수 있습니다. Yahoo 그룹의 Stew KF5KOG는 이러한 트랜지스터의 배선 요소 값을 변경할 것을 제안합니다. 커패시터 C254,268을 0.1μm로 변경하고 저항 R91,102를 680Ω으로 변경합니다.
#7. 전력 증폭기 출력에 있는 BN-43-202 쌍안경의 HF 변압기는 매우 뜨거워집니다. 코어를 튜브 2643480102 FERRITE CORE, CYLINDRICAL, 121OHM/100MHZ, 300MHZ로 교체하는 것이 제안되었습니다. 크기 세로 12.3mm x 세로 4.95mm x 길이 12.7mm, 재질-43. 데이터시트 http://www.farnell.com/datasheets/909531.pdf (오른쪽 사진은 비교를 위해 쌍안경에 있는 이전 변압기를 보여줍니다):
Yahoo 그룹의 Stew KF5KOG는 코어를 BN43-3312로 교체할 것을 제안합니다. 커패시터 C261을 100pF로 변경하고 6m 범위의 출력 전력은 최소 8W입니다(RD16HHF1 트랜지스터 사용). 2차 권선 3회전!
Lexfx(CQHAM 포럼)라는 별명을 가진 라디오 아마추어는 문제를 다르게 해결했습니다. 그는 추가 초크(다이어그램에서 빨간색)를 설치했으며 쌍안경의 중간 출력은 더 이상 사용되지 않습니다. 초크 코어 10x6x5mm(아마도 1000NN), 직경 0.8mm의 와이어 2개로 7회전:
#8. 야후 그룹의 정보. UHF 잡음을 줄이려면 한 곳(그림의 브리지 갭)에서 접지 트레이스를 차단하고 다른 위치에 SMD 인덕턴스를 추가하여 이 위치의 도체를 끊어야 합니다(그림의 트레이스 컷).
#9. PowerSDR 파노라마에서 노이즈 트랙을 평준화하려면 커패시터 C104, 107, 112, 113(FST3253 수신기 믹서의 출력)의 커패시턴스 값을 0.012미크론 또는 8200pf로 줄이는 것이 좋습니다.
#10. 보드 배선시 오류가 발생했습니다. UHF 칩에 전원을 공급하는 트랜지스터 VT2 IRLML5103의 핀 2.3(소스, 드레인)을 교체해야 합니다. 이를 수행하는 방법을 스스로 결정하십시오. 아마도 전선일 것입니다. 데이터시트 IRLML5103.pdf
#열하나. 실패한 전력 증폭기 바이패스 회로. 전송으로 전환할 때 바이패스 케이블은 증폭기 입력에 연결된 상태를 유지하여 증폭기를 50MHz로 구동합니다. 바이패스 케이블을 완전히 분리하려면 K26 릴레이의 자유 접점을 사용하는 것이 좋습니다. 릴레이 K26에는 두 개의 접점 그룹이 있습니다. K26의 납땜을 풀고(이미 납땜된 경우) 아래 다이어그램과 그림에 따라 수행합니다. 점퍼에는 PEV 권선을 사용합니다. 납땜하기 전에 릴레이 다리를 약간 구부려야 할 수도 있습니다. 거의 눈에 띄지 않을 것입니다. 보드 조각에서 흰색 선은 트랙이 절단된 위치를 나타내고 가는 검정색 선은 와이어 점퍼를 나타냅니다.
라디에이터는 3~4mm 두께의 알루미늄 판으로, 랙의 보드 바닥에 고정되어 있습니다. 전력 증폭기 트랜지스터와 +5V 안정 장치는 보드 뒷면에 납땜되어 방열판에 나사로 고정되어 있습니다.
소프트웨어 정의 라디오 - 소프트웨어 정의 라디오, 건설의 새로운 트렌드 아마추어 라디오 디자인, 수신기(때때로 송신기)의 일부 기능이 컴퓨터(마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러)로 전송됩니다. 블록 다이어그램을 살펴 보겠습니다.
안테나의 신호는 입력 회로로 들어가 불필요한 신호에서 필터링되고 증폭되거나 분할될 수 있으며 모두 장치의 작업에 따라 다릅니다. 믹서에서는 원하는 신호가 로컬 오실레이터 신호와 혼합됩니다. 예, 예, 정확히 신호입니다! 그 중 두 개가 있으며 서로에 대해 90도 위상이 다릅니다.
믹서 출력에는 이미 신호가 있습니다. 오디오 주파수, 그 스펙트럼은 국부 발진기 주파수 위와 아래에 있습니다. 예를 들어 로컬 발진기는 27.160MHz이고 유용한 신호의 주파수는 27.175MHz입니다. 믹서 출력에는 15kHz의 주파수를 갖는 신호가 있습니다. 예! 다시 두 개. IQ 신호라고도 합니다. 오디오 증폭기는 레벨을 원하는 레벨로 조정하고 이를 ADC에 공급합니다. 프로그램은 IQ 신호의 위상 변이를 기반으로 유용한 신호가 국부 발진기보다 위에 있는지 아래에 있는지 결정하고 불필요한 미러 수신 대역을 억제합니다.
그건 그렇고, SDR 송신기는 거의 동일한 원리로 작동합니다. DAC의 위상 편이 저주파 신호는 믹서의 로컬 발진기와 혼합되고 출력에는 다음에 적합한 변조된 고주파 신호가 있습니다. 전력 증폭 및 안테나 공급.
유용한 신호가 고속 ADC에 직접 공급되는 훨씬 더 현대적인 SDR 시스템이 등장했다는 점도 주목해야 합니다.
하위 및 중간 세그먼트의 아마추어 무선 장비에서는 컴퓨터 사운드 카드가 주로 ADC로 사용됩니다. 내장된 것처럼 마더보드, 외부, USB를 통해 연결되거나 마더보드의 PCI 커넥터에 삽입됩니다. 그 이유는 간단합니다. 일반적으로 마더보드에 내장된 사운드 카드는 빛나지 않습니다. 좋은 특성이는 외부 장치를 설치하여 보상됩니다. 범위(SDR이 로컬 발진기를 조정하지 않고 유용한 신호를 수신할 수 있는 대역)는 사운드 카드에 직접적으로 의존합니다. 즉, 디지털화할 수 있는 주파수가 더 높습니다. 사운드 카드, 폭이 넓을수록. 일반적으로 이러한 값은 44킬로헤르츠(대역폭 22), 48킬로헤르츠(대역폭 24), 96킬로헤르츠(48) 및 192(96)킬로헤르츠입니다. 고급 기술에서는 고품질의 값비싼 ADC가 사용되며, 이 ADC의 신호는 SDR에 내장된 마이크로프로세서에 의해 이해할 수 있는 컴퓨터로 변환됩니다.
아마추어 무선 실습에서 SDR 기술의 주요 장점은 다양한 유형의 변조, 조정 가능한 트랜시버 매개변수(결국 신호 처리는 소프트웨어에서 수행됨) 및 범위의 파노라마 보기입니다.
SDR 송수신기는 본질적으로 직접 변환 수신기 및 송수신기이므로 이러한 장치에서 발생하는 프로세스 이론을 숙지하는 것이 유용합니다. SDR에서 필요한 측파대가 정확히 어떻게 할당되거나 형성되는지는 문서를 읽은 후에 명확해집니다.
2013년의 가장 좋은 점은 SDR 매니아들이 단순히 20달러 RTL-SDR에서 700달러 USRP로 전환하는 대신 마침내 선택권을 갖게 되었다는 것입니다. 한 번에 여러 장치를 사용하면 특정 작업에 대한 트랜시버를 선택할 수 있습니다. 각각의 강점과 약점을 살펴보겠습니다.
가장 합리적인 가격의 완전한 SDR입니다. 이것은 과거에 최초의 예산 Bluetooth 스니퍼 Ubertooth를 출시한 Michael Ossman의 첫 번째 성공적인 제품이 아닙니다(작년 8월 "해커" 기사의 "해커의 가방" 기사 참조). Michael은 이미 성공적인 Kickstarter 캠페인을 진행하여 HackRF 제작을 위해 약 $600,000를 모금했습니다. 첫 500개의 사전 판매 샘플은 이미 베타 테스터에게 배포되었으며, 피드백을 바탕으로 최종 제품에서 버그가 수정될 예정입니다.
HackRF는 기본적으로 30MHz에서 6GHz까지 상당히 넓은 주파수 범위를 제공합니다. 고가의 장치 USRP 제품군(50MHz - 6GHz). 샘플링 주파수는 20MHz입니다. 이는 수신기를 사용하면 예를 들어 5GHz 주파수의 Wi-Fi 신호 및 고속 LTE 전송을 분석할 수 있음을 의미합니다. 더 비싼 패키지에는 300kHz 이상의 주파수에서 신호를 포착할 수 있는 Ham It Up 변환기가 포함되어 있습니다.
단점 중에는 HackRF가 반이중 모드에서만 작동한다는 점, 즉 한 순간에 신호를 보내거나 받을 수 있다는 점을 알 수 있습니다. 모드 사이를 전환하려면 매번 해당 명령을 보내야 하며, 이로 인해 원치 않는 지연이 추가될 수 있습니다. 그러나 원하는 경우 두 개의 수신기를 결합하여 전이중 지원을 달성할 수 있습니다. 또한, BladeRF 및 더 비싼 USRP와 달리 HackRF는 USB 3이 아닌 USB 2를 사용합니다. 또한 HackRF는 8비트 ADC(bladeRF는 12비트)를 사용하므로 작동 정확도에 부정적인 영향을 미칩니다.
Kickstarter의 또 다른 성공적인 프로젝트입니다. BladeRF는 HackRF보다 더 작은 주파수 범위(300MHz ~ 3.8GHz)에서 작동하므로 5GHz Wi-Fi 신호에 도달할 수 없습니다. 10MHz 이상의 주파수에서 신호 수신을 허용하는 추가 보드에 대한 작업도 진행 중입니다.
BladeRF의 특징은 전이중 모드에서 작동할 수 있다는 것입니다. HackRF에 비해 이 수신기는 더 높은 샘플링 주파수(28MHz), 더 높은 ADC 해상도(12비트) 및 USB 3.0 지원을 제공합니다. 와 함께 USB를 사용하여 3은 2.4GHz에서 간섭을 일으킬 수 있으므로 SDR 수신기에서 문제가 되므로 BladeRF에는 추가 센서 차폐 기능이 제공됩니다.
UmTRX
Fairwaves의 장치는 가격 측면에서 리뷰에 적합하지 않지만 러시아 팀에서 개발했기 때문에 언급할 가치가 있습니다. 이 리뷰에서는 이것이 유일한 전체(MIMO가 아닌) 듀얼 채널 트랜시버입니다. 두 개의 LMS6002D 칩이 무선 칩으로 사용되므로 주파수 범위 DAC/ADC의 비트 용량은 동일한 칩을 사용하는 블레이드RF와 완전히 동일합니다. 트랜시버는 통신에 더 중점을 두고 개발되었으므로 샘플링 주파수는 GSM과 동일하며 13MHz입니다. 기준 발진기를 교체하면 샘플링 주파수를 20MHz까지 늘릴 수 있으며 UmTRX의 향후 버전에서는 최대 40MHz까지 늘릴 수 있습니다. 표준 펌웨어 외에도 전송 없이 4채널 수신을 지원하는 펌웨어가 있습니다.
2채널 외에도 구별되는 특징 UmTRX는 USB 대신 "성인용" 1Gb 이더넷을 사용하고 온보드 GPS 수신기를 사용하여 GSM과 같은 표준에 필요한 기준 생성기의 높은 정확도를 보장하는 산업 설계입니다. 이 모든 종소리와 휘파람 소리는 장치의 높은 가격을 설명합니다.
USRP B100 스타터/B200
USRP 제품군의 두 장치를 동일한 가격으로 구입할 수 있습니다. 동시에 B100은 더 저렴한 HackRF 및 BladeRF보다 훨씬 열등합니다. 주파수 범위는 50MHz ~ 2.2GHz이고 샘플링 주파수는 16MHz입니다. 이 경우 B100은 USB 2를 사용하여 연결하며, 두 모델 모두 Full Duplex 모드를 지원합니다.
B200은 50MHz ~ 6GHz의 더 넓은 주파수 범위에서 작동합니다. 샘플링 주파수는 61.44MHz입니다. B200은 연결을 위해 USB 3을 사용하며 더 비싼(1,100달러) B210 버전에는 2개의 송신기가 있습니다.
USRP의 강점은 이들 제품이 2006년부터 시장에 출시되었으며 이 기간 동안 성장했다는 것입니다. 엄청난 양타사 소프트웨어 및 개발.
결론
다양한 저렴한 트랜시버가 시장에 출시되면서 SDR의 미래는 그 어느 때보다 긍정적으로 보입니다. HackRF는 가격, 기능 및 개방성 덕분에 좋은 선택초보 사용자를 위한 것입니다. 정교한 FPGA로 더욱 강력해진 BladeRF USB 지원 3 더 적합할 거에요독립형 프로젝트용이지만 다기능 USRP B100 및 B200은 아마추어 시장 부문을 N210 수준의 "성인" 솔루션에 더 가깝게 만듭니다.
