Traditionellt, under det senaste århundradet, har en enda metod segrat, som har blivit en klassiker - det här är rotationen av inställningsratten för en viss nod inuti radiostationen (ingångskrets, lokaloscillator, synthesizer). Det vill säga en inställning förknippad med en mekanisk eller elektrisk förändring i en eller flera av dem. Denna inställningsmetod ålägger radiooperatörer ett antal restriktioner. Vi kan bara ta emot en sändning från en station åt gången. För att lyssna på en annan station måste vi först tappa den föregående stationen och sedan ställa in den nya. Och detta är redan en viss process som tar en viss tid och utesluter i princip en heltäckande och fullständig uppfattning om radion som en informationskälla. Begränsningen med denna metod är att vi inte kan se livesändningen. Först är det nödvändigt att skanna ett visst område och sedan utöka den "frusna" bilden, som hittills har implementerats i de flesta Yaesu-sändtagare.
Dessutom, som är känt från teorin om att bygga moderna radiomottagare, tillhandahålls huvudförstärkningen i superheterodynmottagare av dess mellanfrekvensförstärkare (IFA), som bestämmer mottagarens verkliga känslighet, d.v.s. dess förmåga att ta emot svaga signaler.
Klumpade urvalsfilter (FSS) för denna väg tillhandahåller selektivitet (selektivitet) för mottagaren i den intilliggande kanalen. Det bästa av allt är att kvartsfilter med branta sluttningar av egenskaper klarar denna uppgift.
Bilden nedan visar filtrets egenskaper. Dess bandbredd (BT) bestäms av nivån 0,7·K, där K är filterförstärkningen. Det kan ses av figuren att interferensamplituden är avsevärt försvagad i förhållande till amplituden för den användbara signalen: K2<К1.
Av detta är det uppenbart att ju plattare karakteristikens lutning är, desto mindre undertrycks den störande signalen och vice versa. Intilliggande kanalselektivitet är en parameter som kännetecknar mottagarens förmåga att isolera den önskade signalen vid en given frekvens i ett givet band.
Förutom selektivitet i den intilliggande kanalen i superheterodyner, finns det något som selektivitet i spegelkanalen, som bestäms av designen av mottagarens ingångskretsar.
Men den viktigaste egenskapen hos superheterodynmottagare är att ju lägre värdet på dess mellanfrekvens är, desto mer rektangulära lutningar kan erhållas för egenskaperna hos dess bandpassfilter och desto högre selektivitet i den intilliggande kanalen. Men ju lägre värdet på mellanfrekvensen är, desto sämre är selektiviteten i den intilliggande kanalen. Därför valde vi ett kompromissvärde för mellanfrekvensen på 465 kHz för radiomottagare producerade i Sovjetunionen och 455 kHz för modern radioutrustning. För att förbättra selektiviteten i bildkanalen måste dubbla och trippelkonverteringsscheman användas. Men samtidigt ökade mottagarens eget brus, och en ökning av antalet blandare ledde, utöver detta, till en försämring av mottagarens dynamiska omfång och till en minskning av stabiliteten hos dessa mottagare till intermodulation interferens. Dynamiskt omfång bestämmer förmågan att ta emot en svag signal på en given frekvens när en annan kraftfull station slås på i närheten på en annan frekvens. Det bestäms av den linjära sektionen av karakteristiken och begränsas "underifrån" av mottagarens eget brus och "uppifrån" av olinjäriteten hos elementen i mixerkretsarna. I modern luft kan nivån på signalerna i mottagarantennen nå flera hundra millivolt. På denna nivå av insignalen är mottagning inte längre möjlig och är faktiskt blockerad. Begreppet "dynamiskt omfång" beskriver de maximala nivåerna av signaler som appliceras på mottagarens ingång vid vilka radiomottagningsvägen kan fungera normalt och inte överbelastas. Typiska siffror för det dynamiska omfånget för dagens transceivrar är 80 ... 100 dB och gör att du bekvämt kan arbeta i luften på ett band, även om det finns en närliggande radiostation med en effekt på 100 W inom en radie på upp till 1 km från dig.
Huvudfunktionen hos transceivrar gjorda enligt det klassiska schemat med flera omvandlingar är den ökade nivån av termiskt brus för alla halvledarelement i banan vid utgången av radiomottagaren. Ju fler konverterings- och förstärkningselement i vägen, desto högre brusnivå vid utgången. Detta lägger också till bruset från synthesizers och andra generatorer. Användningen av automatisk förstärkningskontroll har liten effekt på det totala vägbruset, sedan antalet amplifierings-/omvandlingselement förblir konstant. Detta problem manifesterar sig som ett konstant irriterande ljud i hörlurarna eller högtalaren på radion, även när antennen är avstängd. När en antenn är ansluten kan detta brus maskeras av radiobrus, men det viktigaste går förlorat - eterns transparens, som är väl hörbar för alla öra!
Med den utbredda användningen av digital teknik och digitala signalbehandlingsalgoritmer (DSP eller DSP på engelska) under de senaste 20 åren, började DSP-mikroprocessorer att introduceras i IF-behandlingsvägen. Detta gjorde det möjligt att avsevärt förbättra kvaliteten på huvudsignalvalet (filterband från 50 Hz, angränsande kanalundertryckningsnivåer upp till -100 dB) och introducera många ytterligare och användbara funktioner, från att rengöra spektrumet av den mottagna signalen från brus och störning av avkodning av digitala typer av modulering.
Genom att införliva flera radiomottagarvägar med flera IF- och DSP-vägar i ett paket har tillverkare lärt sig hur man implementerar en så ny och populär funktion som att visa ett spektrumpanorama på operationsbandet. ICOM har varit den mest framgångsrika i att använda denna teknik.
Men när med användning av DSP valet på den intilliggande mottagningskanalen förbättrades maximalt, kom flera problem i förgrunden, som i den tidigare implementeringen av IF-vägen löstes ungefär på samma nivå som IF-vägen och inte var så relevant. Dessa är selektivitet för sidokanaler för mottagning och det dynamiska området för mottagna signaler.
I varje variant av att konstruera en mottagningsväg med en eller flera mellanfrekvenser kommer det alltid att finnas sidomottagningskanaler. Dessa är de så kallade spegelkanalerna från IF-frekvenser och kanaler från övertonskonvertering. Deras utseende är förknippat både med matematiken för signalomvandling och med olinjäriteten hos omvandlingselementen, vilket i princip inte kan undvaras. Antalet sidomottagningskanaler kan vara mycket stort och beror på antalet växelriktare och deras klassificering. Tillverkare försöker lösa nya problem på en mängd olika sätt och tricks, och kommer på nya sätt att undertrycka sidokanaler för mottagning. Detta inkluderar att minimera antalet IF, och välja en IF som är mycket högre än frekvensen för de mottagna signalerna, och använda komplexa förvalsscheman. Idag är den typiska bildförkastningssiffran ungefär -60...-70 dB. Det räcker med att vara mer eller mindre bekväm i den moderna överbelastade luften.
Bli av med, om inte alla, så åtminstone de flesta av problemen som beskrivits ovan, tillåtna metoder för direkt omvandling av signaler från radioområdet till ljudfrekvensspektrumet och bearbetning av den slutliga signalen på ett fassätt, där huvudförstärkningen och signalen bearbetning sker inte vid en mellanliggande, utan vid en låg (ljud) frekvens .
Principen om direkt omvandling var känd redan på 30-talet av förra seklet. Men på den tiden, med den elementbasen, var det omöjligt att få en acceptabel mottagningskvalitet. Radioamatörer återvände till direktkonverteringsmottagare och sändtagare redan på 70-talet av förra seklet. I vårt land var pionjären på detta område Vladimir Timofeevich Polyakov, som skrev många artiklar och publicerade böcker om direktkonverteringsteknik. De praktiska scheman för mottagare och sändtagare som publicerats av honom, som arbetar med principen om direkt konvertering, upprepades av många radioamatörer, inklusive nybörjare. Men på den tiden tillät elementbasen inte att uppnå en påtaglig fördel, förutom kostnaden jämfört med superheterodyner. För närvarande, med tillkomsten av datorer med moderna ljudkort, på vilka den huvudsakliga signalbehandlingen utförs, upplever direktkonverteringstekniker sin återfödelse.
Idag blir datorn mer och mer en del av våra liv. Om tidigare, för cirka 15 år sedan, användningen av en PC endast begränsades till att föra en hårdvarulogg, styra en sändare/mottagare via ett CAT-gränssnitt och signalbehandling i digitala kommunikationslägen, nu introducerar alla tillverkare av modern utrustning snabbt den mest avancerade tekniska lösningar i moderna transceivrars kretsar. Med den snabba ökningen av datorkraft och miniatyriseringen av integrerade kretsar blev det möjligt att i stor utsträckning introducera mikroprocessorer. Först bearbetades den detekterade lågfrekventa signalen, sedan började de digitalisera signalen redan vid en låg nivå, nära ljudet IF - 12..48 kHz, och programmässigt koda / avkoda alla typer av modulering. Samma teknik med grundläggande filtrering och signalbehandling vid mellanfrekvensen kvarstod. All tyngdpunkt ligger på att utöka kontroll- och visningstjänsten, tills Flex-radio 2004-2006 gick in på radiokommunikationsmarknaden, som började massproduktion av Flex SDR-1000 transceiver (Software Define Radio - mjukvarudefinierad radio), i drift. på principen om direkt omvandling. Teknologiskt gjorde detta det möjligt att avsevärt förenkla kretsen och minska kostnaden jämfört med klassiska transceivrar. Endast ett fåtal noder återstod i designen: en frekvenssyntes som styrs från en dator, en mixer för mottagning och sändning, en lågbrus ULF, omkopplingsnoder för mottagning/sändning, en sändareffektförstärkare och bandfilter.
Sedan omkring 2005 började flera företag runt om i världen samtidigt, såväl som ensamma entusiaster, att kopiera SDR Flex-1000-transceivern med alla möjliga modifieringar och utan dem. Den mest kända och populära i Ryssland var klonen av transceivern från Mr Tarasov, UT2FW. Bara tack vare hans ansträngningar blev en 3-betald, till stor del förbättrad klonversion av SDR Flex-1000 transceivern, såväl som en 100-watts helt färdig version av transceivern, tillgänglig för många ryssar.
I Ryssland SDR transceiver Du blev känd tack vare Taganrog-företaget Expert Electronics, som 2007 började producera sin egen version av SDR-sändtagaren under namnet Sun SDR-1. Det är en förbättrad kopia av Flex-1000-transceivern och ett fundamentalt annorlunda kontrollschema. Om den ursprungliga Flex-1000 transceivern hade kontroll över det föråldrade parallella LPT-gränssnittet, implementerade Sun SDR-1-utvecklarna transceiverkontrollen via USB-gränssnittet och skrev helt sitt transceiverprogram från grunden. Runt slutet av 2005 - början av 2006 inträffar en verkligt epokal händelse, som startade en revolution i radiovärlden och det utbredda antagandet av DDC-arkitekturen.
Det ryska företaget från Taganrog Expert Electronics under våren 2012 tillkännager lanseringen av sin nya radio Sun SDR2.
I slutet av sommaren 2012 släpper de sina första färdiga transceivers till försäljning. Invånare i Taganrog släppte inte bara en relativt billig och funktionellt komplett DDC / DUC-sändtagare på HF-bandet, utan de kunde också implementera arbete på VHF-bandet i det, gjorde trådlös kommunikation med sändtagaren - full kontroll över Wi-Fi, som samt skriva all programvara för transceivern själva från grunden.
Blandarna som används i moderna mottagare tillverkade med SDR-teknik är byggda enligt en dubbelbalanserad krets och introducerar ett minimum av förluster. På grund av det faktum att analoga höghastighetsomkopplare används som mixerelement, gör en sådan mixer praktiskt taget inte ljud. All förstärkning sker vid en låg frekvens och tillhandahålls av specialiserade lågbrusmikrokretsar. För att bibehålla ett högt värde på det dynamiska området för ADC:n valdes ULF-förstärkningen så låg som möjligt. Den kompenserar endast för förluster i mixer- och ingångskretsarna. Från utgången från ADC:n är den digitaliserade signalen redan bearbetad av mjukvarumetoden.
Till exempel, i Flex SDR-sändtagare, motsvarar denna förstärkning 20 dB. Ytterligare förstärkning utförs genom att justera lågbrusförstärkaren (LNA) vid en låg frekvens. Även utan förförstärkare är Flex SDR-sändtagarnas känslighet -116 dBm, vilket motsvarar 0,35 µV. Med förförstärkaren påslagen i mittläget förbättras känsligheten till ett värde av -127 dBm eller 0,099 μV, med maximal förstärkning är känsligheten redan -139 dBm eller 0,025 μV och är redan begränsad av bruset från själva förförstärkaren.
Jämfört med konventionella transceivrar vinner SDR inte bara när det gäller känslighet, utan också när det gäller "brus", vilket är en av de viktigaste subjektiva bedömningarna av kvaliteten på en transceiver.
Strukturschema för förstärkningsfördelning för huvudblocken visas nedan.
Så en av de viktigaste egenskaperna hos radiomottagningsvägen är dess förmåga att välja en användbar signal för det erforderliga bandet vid någon av driftsfrekvenserna med minimal distorsion och minimal ojämnhet.
Även den enklaste SDR-sändtagaren i Flex-familjen överträffar praktiskt taget alla enheter i känslighet, även om den är underlägsen i dynamiskt omfång. Det dynamiska området för en AIC33 ADC i 16-bitars bestäms av dess selektivitet för sidokanaler, bildkanaler och komprimeringspunkt. I SDR-transceivrar är kompressionspunkten vanligtvis hög. Bildselektivitet i SDR-teknik säkerställs av korrekt symmetri och noggrannhet hos och LF-behandlingskanaler. Faktum är att detta säkerställs av tillverkningsbarheten av monteringen av det tryckta kretskortet, korrekt koppling av kretsschemat och korrekt design av kretsen. Alla felaktigheter i den tekniska cykeln kompenseras automatiskt redan i det digitala strömbehandlingsprogrammet.
I SDR-sändtagare överförs signalen från radiobandet till låg IF (0-100 kHz) med hjälp av en enda mixer och digitaliseras med hjälp av ett ljudkort, och sedan demoduleras det önskade frekvensbandet med önskad typ av modulering med hjälp av mjukvarumetoder. För att beräkna med fasmetoden krävs ett par maximalt identiska mottagningskanaler, fasförskjutna med 90 grader. Som ett resultat av signalomvandling i 2 kanaler har vi en spegelkanal som är 180 grader skild från direktkanalen och som enkelt undertrycks av mjukvarumetoder med -100...140 dB. Det är ännu lättare att välja en signal från en intilliggande kanal. När man använder DSP är nivån av undertryckning av intilliggande kanal ungefär lika med det dynamiska området för DSP ADC - dvs. passar lätt in i siffrorna -100...-120 dB med en filterkvadighetsfaktor mycket nära 1.
I princip är det omöjligt att uppnå sådana undertryckningssiffror när man använder analoga filter. Som jämförelse sker undertryckandet av den intilliggande kanalen av ett bra kvartsfilter på nivån -60dB vid en avstämning på 1...2 kHz. I mjukvarufiltret sker -100dB dämpning vid en avstämning på endast 50-100Hz. Denna skillnad är tydligt märkbar i fallet när den intilliggande signalen kommer med en nivå på 9 + 40 ... + 60 dB. På en klassisk analog transceiver tappar du luften tills du är cirka 5...25 kHz från nästa station. När du använder en SDR-sändtagare, genom att minska mjukvarufiltret med 50-200 Hz, slutar du nästan att höra den störande signalen.
Närvaron av endast en mixer i signalbehandlingsvägen ökar avsevärt luftens "transparens". Du hör de svagaste signalerna och delar dem lätt med de starkaste, du hör "djupet" med öronen och känner radions "dynamik". Och komplext arbete med alla signaler i 100 kHz-bandbredden gör det enkelt att grafiskt veckla ut spektrumet upp till 200 kHz i realtid och göra med det vad du vill. Ingen klassiker klarar detta med analog signalbehandling!
Ett blockschema över Sun SDR2-transceivern visas nedan.
En separat konversation gäller återgivningen av spektrumpanorama. Den maximala upplösningen på skärmen där spektrumet visas är endast 1080 pixlar. I avancerade grafikkort är det möjligt att sträcka ut spektrumet till 2 bildskärmar - Windows-videodrivrutinen låter dig göra detta. Resultatet är maximalt 2160 poäng. Av det totala antalet punkter används ofta hela bredden mycket sällan, en liten del av punkterna upptas av kanterna och ramarna i programfönstret, och ganska ofta hålls panoramaspektrumfönstret utvidgat inte till helskärm, men bara en liten del av det, d.v.s. 30...60% av maximalt antal poäng används.
Vid beräkning av spektrum och filter används komplexa matematiska algoritmer för funktionerna för snabb Fouriertransform (FFT). Antalet referenspunkter under FFT-behandling tas vanligtvis med ett litet överskott - 4096, 8192, och mycket sällan för specifika uppgifter mer än 16384 poäng. Ju fler punkter som används, desto visuellt ser spektrumet vackrare ut och låter dig undersöka signalelementen mer i detalj när det ökas. Men antalet beräkningar, beräkningstiden och spektrumritningstiden ökar också. Men även 32 768 tusen poäng är bara ett litet antal jämfört med 30...60 miljoner avläsningar som kommer från ADC.
Utöver huvudprogrammet (Expert SDR2) kan du öppna fönster för andra program, såsom hårdvaruloggen (UR5EQF Log 3), etc.
Nedan är ett foto av transceiverns kretskort
Den kan styras från en dator med hjälp av en separat WI-FI-modul, som köps separat.
Fans av PELAGEYA-gruppen ("Polefans") VKontakte
Konsert på Minin Square i Nizhny Novgorod 9 maj 2013
Minikonsert i Magas (Ingusjetien) 4 juni 2014
Skapa ett ämne (om det inte redan har skapats) på forumet http://ra3pkj.keyforum.ru
SDR HAM - Introduktion
Uppmärksamhet! På vintern kan mikrokretsen CY7C68013 misslyckas på grund av nedbrytning av statisk elektricitet, som ackumuleras i luften och på omgivande föremål, och sedan rinner ner på ett oförutsägbart sätt. Det är nödvändigt att utrustningen är jordad och att SDR-jordbussen är ansluten till datorhöljet med en separat tråd. Beröring av brädor och delar på brädorna som är anslutna till utrustningen bör endast göras efter att statisk elektricitet har avlägsnats från händerna, till exempel genom att röra vid massiva metallföremål. Jag rekommenderar STARKT att du ansluter USB-kontakthöljet (som finns på SDR-kortet) direkt till SDR-jordbussen, för vilket du behöver kortsluta parallellkretsen C239, R75 (nära USB-kontakten).
För att köpa tomma tavlor, kontakta Yuri (R3KBL) [e-postskyddad]
Jag kommer att säga direkt - jag tillverkade inte den här transceivern, jag är bara intresserad av själva ämnet och resultaten. Dessutom använder transceivern en synthesizer baserad på AD9958 i min design, och jag skrev också en ny firmware för USB-adaptern integrerad i kortet, som ersatte den ursprungliga föråldrade firmware "från tyskan" (detta diskuteras nedan).
allmän information
SDR HAM-sändtagaren är en klon av SDR-1000, designad av Vladimir RA4CJQ. Transceivern använder välkända kretslösningar utvecklade av många radioamatörer. Skillnaden från den berömda "Kiev"-klonen SDR-1000UA är ganska märkbar. Kort beskrivning av funktionerna:
1. Enkeltavla design.
2. Sändareffektförstärkare på minst 8 W (den som har talang kan klämma ut mer).
3. Frekvenssynthesizer på ett DDS AD9958-chip med låg nivå av sporrar (synthesizern beskrivs här:).
4. Transceiverkontroll via USB ( USB-adaptern beskrivs strukturellt här:, men firmwaren är speciell för SDR-HAM !!!).
5. Strömförsörjning: +13,8V och bipolär +-15V.
6. Tvåstegs relädämpare vid mottagarens ingång.
7. SWR och effektmätare.
8. Arbeta utan bromsar i NÅGOT Windows-operativsystem utan att installera en drivrutin (systemets HID-drivrutin för själva Windows används), vilket blev möjligt efter att ha bytt fast programvaran för USB-adaptern som är integrerad i kortet (detta diskuteras nedan).
Information om firmware och mjukvara
Transceivern fungerar med officiella FlexRadio Systems PowerSDR-versioner som inte är högre än 2.5.3 (från och med version 2.6.0 stöds inte SDR-1000-transceivern och dess kloner), men den fungerar med PowerSDR 2.8.0 från KE9NS, som i sin tur var anpassad för SDR -1000 radioamatörer Excalibur (det senaste inom mode). Här är mer om denna version 2.8.0.
AT91SAM7S-kontrollern (används för att styra synthesizern på AD9958) ska blinka enligt beskrivningen här: .
Låt oss nu prata om firmware m minneschip 24C64, vilket är nödvändigt för driften av CY7C68013-kontrollern som en USB-adapter. Historiskt sett, när transceivern gick till massorna, "fylldes" firmwaren för USB-LPT-adaptern från den "tyska" i minneschippet (beskrivs på min webbplats), men som det visade sig, i Windows-versioner högre än Windows 7-32, firmware är mänsklig fungerar inte. Bromsar och problem med förarens digitala signatur!!! (Ägare av Windows XP och Windows 7-32 kan sova lugnt). Problemet löstes efter att jag skrev en ny firmware som fungerar i alla operativsystem utan bromsar och som inte heller kräver drivrutinsinstallation (Windows hittar själv en HID-drivrutin i sina papperskorgar). Firmware skapades av mig i samarbete med US9IGY.
Men det finns en nyans - blinkande minneskrets som finns påbräda, kräver övningar med en lödkolv, eftersom det är förknippat med att höja ett ben på mikrokretsen och ansluta en tillfällig vippströmbrytare (detta kommer att diskuteras nedan). Att blinka ett CLEAN-chip på kortet (dvs i en nytillverkad transceiver eller när minneschippet är installerat från butiken) kräver inga ytterligare övningar med en lödkolv. Båda alternativen för ditt beteende beskrivs nedan:
1. Ett tomt 24C64 minneschip ska flashas enligt beskrivningen här: , förutom att en speciell ny firmware används och den huvudsakliga drivrutinen som nämns i slutet av denna sida inte är installerad. Ladda ner ny firmware sdr_ham.iic: sdr_ham.zip . Den fasta programvaran flashas i själva transceivern via USB (samma arkiv innehåller firmwaren sdr_ham.hex för de som vill flasha minneschippet utanför transceivern, d.v.s. med hjälp av en programmerare). Innan du blinkar, glöm inte att ordna om bygeln på brädet (som är ungefär 24C64) tillnen, och glöm inte att återställa den till sin ursprungliga position efter att ha blinkat.
2. vem som ska ladda om 24C64-minneschippet (som har den gamla firmwaren från "tyskan") måste göra allt som beskrivs ovan i punkt 1, men med hänsyn till följande: tillfälligt lossa ben 5 på 24C64-chippet (vi låtsas att vi har en ren mikrokrets) och anslut den genom vippströmbrytaren, flytta bygeln på kortet (som är ungefär 24C64) till programmeringsaktiveringsläget och, med vippströmbrytaren öppen, anslut SDR:n till datorns usb-uttag. Slå sedan på SDR-strömmen och kör flashdrivrutinprogrammet. Stäng vippströmbrytaren omedelbart innan blinkning. Efter att ha blinkat, stäng av SDR och återställ allt.
Som referens. SDR (mer exakt, dess USB-adapter) definieras av datorn som en HID-enhet, i vars egenskaper det finns följande ID-värden: VID_0483 och PID_5750.
När alla problem med att blinka är klara kan du säkert andas ut och redan säkert placera filen Sdr1kUsb.dll från RN3QMP i PowerSDR-mappen - ladda ner sdr1kusb_rn3qmp.zip. I PowerSDR, i menyn Allmänt -> Maskinvarukonfiguration, markera kryssrutan "USB-adapter".
Information till ägare av diverse andra SDR-sändare!!! I firmwaren för 24C64-minneschippet (för CY7C68013) begränsade jag mig till vad som behövs för SDR HAM. Den fasta programvaran är inte utformad för att uppgradera USB-donglar till CY7C68013 för SDR-1000 med DDS AD9854. Detta bekräftas av UR4QOP-experimentet i transceivern från UR4QBP - DDS AD9854 fungerar inte! Så jag konstaterar att firmware endast är för SDR HAM. Jag har inte tid eller motivation att anpassa något i firmwaren för andra applikationer (förutom SDR-HAM).
Rengör brädor från yuraws
Tomma brädor med hålplätering, lödmask och markeringar.
rak sida:
Baksida:
Schema
Ladda ner och packa upp schemat (liksom brädritningarna på båda sidorna) in PDF-format: sdr_ham_shema_pdf.7z Samma diagram visas nedan för allmän referens.
Ingångsdämpare, UHF:
Bandpassfilter (i diagrammet är Amidon-ringarna indikerade i färg - röd T50-2, gul T50-6):
Blandare, mottagare och sändarförstärkare:
Styrautomation_1:
Styrautomation_2:
Frekvenssynt:
USB/LPT-adapter:
Frekvenssynteskontrollmikrokontroller:
Sändareffektförstärkare och ADC för SWR och effektmätare:
Betala
Högkvalitativa ritningar av tavlan i PDF-format finns i samma dokument som schemat (ladda ner i föregående stycke). Nedan är en allmän vy för din referens:
designprojekt
Ladda ner projektet (med schema och tavla): project_sdr_ham.7z
Objektlista
Listan från RA4CJQ genereras automatiskt av PCB-layoutprogrammet, så namnen på många element är inte specifika, utan villkorade. Tänk på att sådana namn ofta inte lämpar sig för att beställa varor i butik. Ladda ner listan över element i excel-format 2007-2010: sdr_ham.xlsx.
Lista från Steve (KF5KOG). Den här listan innehåller också länkar till Mouser- och Digikey-butikerna (varunamnen är klickbara). Katalognamnen för dessa butiker anges (de skiljer sig något från namnen på elementtillverkarna själva): Reservdelslista med tillverkarens artikelnummer 18 sep 2014.pdf
Buggar och förbättringar
Ibland finns det meddelanden från radioamatörer på forumen om de uppmärksammade felen, och olika förbättringar föreslås också. Jag kommer att lägga upp dem här så snart som möjligt.
#ett. På kortet är positionsbeteckningarna för motstånden R90 och R94 blandade i bandningen av en av effektförstärkarens RD06-transistorer. I figuren, den korrekta beteckningen (motstånd är markerade med markering):
#2. I UHF-kretsen, i strömkretsen för mikrokretsen DA1 AG604-89, måste motstånden R5 och R6 vara 130 ohm vardera.
#3. Det har upprepade gånger rapporterats att det på rena brädor från tillverkaren (länk till tillverkaren högst upp på sidan) finns korta stackar i zonen av DFT-element. Dessutom kan resistansen hos shorty vara mycket olika, till exempel flera ohm och högre. I mottagningsläget är detta inte särskilt märkbart på gehör, men vid sändning är uteffekten låg. Även kortslutningar hittades i zonen för INA163-mikrokretsar, vilket uttrycktes i obalansen i signalerna som levererades till vänster och höger kanal på ljudkortet. Ofta är shorts inte synliga även vid hög förstoring. I sådana fall måste shorts "brännas ut" elchock liten spänning, men tillräcklig effekt.
#4. Observera att DD6-chippet på kortet initialt roteras 180 grader. jämfört med DD4, 8, 9 marker. Det stämmer! Du kan automatiskt löda DD6 på samma sätt som DD4, 8, 9 och detta blir inte korrekt.
#5. Transceivern kräver en extern bipolär spänning på +-15V för strömförsörjning (utöver spänningen på +13,8V). I princip är det möjligt att driva från en + -15V transformatorkälla, men många radioamatörer använder DC/DC-omvandlarchips och tål en liten ökning av bruset från sådana omvandlare. För att göra detta görs en halsduk, på vilken mikrokretsen och bandelementen löds, och själva halsduken placeras på transceiverkortet. De använder MAX743 mikrokretsar (en omvandlare från + 5V till + -15V), en länk till databladet http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX743.pdf, det finns en tryckt kretskortritning i databladet, ledningarna för mikrokretsen är ganska komplicerade. De använder också P6CU-1215 mikrokretsar (från + 12V till + -15V) eller P6CU-0515 (från + 5V till + -15V), som kräver färre bandningselement, länk till databladet http://lib.chipdip.ru/ 011/DOC001011940 .pdf . RY-0515D- och NMV0515S-chipsen nämns också (båda från + 5V till + -15V), det senare låter lite. Jag måste säga att när du använder omvandlare från + 5V till + -15V, krävs en förstorad radiator för + 5V stabilisatorn, eftersom. omvandlarnas strömförbrukning märks.
#6. För att få en uteffekt på 10W (eller mer), byt ut RD06HHF1-transistorerna mot RD16HHF1. Ställ in viloströmmen för varje transistor till 250mA. Om storleken på kylflänsen tillåter kan du göra viloströmmen mycket större. Stew KF5KOG i yahoo-gruppen föreslår att man ändrar värdena för de bindande elementen i dessa transistorer. Kondensatorerna C254.268 ändras till 0,1 mikron, och motstånden R91.102 ändras till 680 ohm.
#7. RF-transformatorn på BN-43-202-kikaren vid utgången på effektförstärkaren blir väldigt varm. Det föreslås att kärnan ersätts med rör 2643480102 FERRITKÄRNA, CYLINDRISK, 121OHM/100MHZ, 300MHZ. Mått Dext.12.3mm x Dint.4.95mm x Längd 12.7mm, material-43. Datablad http://www.farnell.com/datasheets/909531.pdf (på bilden till höger är den gamla transformatorn på kikaren för jämförelse):
Stew KF5KOG i yahoo-gruppen föreslår att kärnan byts ut mot BN43-3312. Ändra kondensatorn C261 till 100pF, medan uteffekten på 6m-bandet är minst 8W (med RD16HHF1-transistorer). Sekundärlindning 3 varv!
En radioamatör med smeknamnet Lexfx (CQHAM-forum) löste problemet annorlunda. Han installerade en extra choke (i rött på diagrammet), medan kikarens mittutgång inte längre används. Chokekärna 10x6x5mm (troligen 1000NN), 7 varv i två trådar med en diameter på 0,8mm:
#åtta. Information från Yahoo-gruppen. För att minska UHF-brus är det nödvändigt att skära av markspåret på ett ställe (Bruggap i figuren) och lägga till en SMD-induktans på en annan plats, vilket bryter ledaren på denna plats (Cut Trace i figuren):
#nio. För att utjämna brusspåret på PowerSDR-panorama, rekommenderas att reducera kapacitansvärdet för kondensatorerna C104, 107, 112, 113 (vid utgångarna på FST3253-mottagarmixern) till 0,012 mikron eller till och med till 8200 pf.
#tio. Kortlayoutfel. Slutsatser 2.3 (källa, drain) för VT2 IRLML5103-transistorn, som levererar ström till UHF-mikrokretsen, måste bytas ut. Hur man gör det, bestäm själv. Eventuellt ledningar. Datablad IRLML5103.pdf
#elva. Misslyckad effektförstärkarens bypass-krets. När man växlar till sändning förblir bypass-kabeln ansluten till förstärkarens ingång, vilket gör att förstärkaren kör med en frekvens på 50 MHz. Det rekommenderas att använda de fria kontakterna på K26-reläet för att helt koppla bort bypass-kabeln. Relä K26 har två grupper av kontakter. Vi löder K26 (om den redan är lödd) och utför den enligt diagrammet och bilden nedan. Vi använder PEV-lindningstråd för byglar. Du kan behöva böja stafettbenen lite innan du tätar. Det kommer att vara nästan osynligt. På ett fragment av tavlan visar vita streck platserna där spåren skärs, och tunna svarta linjer visar trådbyglarna:
Kylaren är en aluminiumplåt 3...4 mm tjock, fäst i botten av skivan på stativ. Effektförstärkartransistorerna och +5V stabilisatorn är lödda på baksidan av kortet och skruvas fast i kylflänsen.
Software Defined Radio - en ny trend inom byggandet amatörradiodesigner, där en del av mottagarens funktioner (på vissa ställen och sändaren) överförs till en dator (mikroprocessor, mikrokontroller). Låt oss ta en titt på blockdiagrammet:
Signalen från antennen kommer in i ingångskretsarna, där den filtreras bort från onödiga signaler, kan förstärkas eller delas, allt beror på enhetens uppgifter. I mixern blandas den användbara signalen med lokaloscillatorsignalerna. Ja, ja, precis signalerna! Det finns två av dem, och de är 90 grader ur fas med varandra.
Vid mixerutgången har vi redan signaler ljudfrekvens, vars spektrum ligger från den lokala oscillatorfrekvensen över och under. Till exempel: lokaloscillatorn är 27,160 megahertz, och den användbara signalfrekvensen är 27,175 megahertz, vid mixerutgången har vi signaler med en frekvens på 15 kilohertz. ja! Två igen. De kallas också IQ-signaler. Ljudförstärkarnivån bringas till önskad nivå och matas till ADC:n. Genom fasförskjutningen av IQ-signalerna bestämmer programmet om det fanns en användbar signal över eller under lokaloscillatorn och undertrycker det onödiga spegelmottagningsbandet.
Ungefär på samma principer fungerar förresten även SDR-sändaren: en fasförskjuten lågfrekvent signal från DAC:n blandas med en lokaloscillator i mixern, vid utgången har vi redan en modulerad högfrekvent signal lämplig för effektförstärkning och matning till antennen.
Det bör också noteras att ännu mer moderna SDR-system har dykt upp, där en användbar signal matas direkt till en höghastighets-ADC.
I amatörradioutrustning i de nedre och mellersta segmenten används datorljudkort huvudsakligen som ADC. Som inbyggd moderkort, och extern, ansluten via USB eller insatt i PCI-kontakten på moderkortet. Anledningen till detta är enkel: vanligtvis lyser inte ljudkort inbyggda i moderkortet. bra framträdande och detta kompenseras genom installation av externa. Spännet (bandet där sdr kan ta emot en användbar signal utan att ställa in lokaloscillatorn) beror direkt på ljudkortet: ju högre frekvens det kan digitalisera Ljudkort, ju bredare strängen. Vanligtvis är dessa värden 44 kilohertz (span 22), 48 kilohertz (band 24), 96 kilohertz (48) och till och med 192 (96) kilohertz. I avancerad teknik används högkvalitativa och dyra ADC:er, varifrån signalen omvandlas av en mikroprocessor inbyggd i SDR till en begriplig dator.
Den största fördelen med SDR-teknik i amatörradiopraxis är ett stort antal moduleringstyper, justerbara transceiverparametrar (signalbehandling sker trots allt av programvara) och en panoramavy av räckvidden.
Eftersom SDR-sändtagare och -mottagare i sig är direktkonverteringsmottagare och -mottagare, kommer det att vara användbart att bekanta dig med teorin om de processer som förekommer i dessa enheter. Hur exakt det önskade sidbandet allokeras eller bildas i SDR blir tydligt efter att ha läst dokumentet.
2013 är fantastiskt eftersom SDR-älskare äntligen har ett val, och inte bara växla mellan $20 RTL-SDR till $700 USRP. Flera enheter samtidigt låter dig välja en transceiver för en specifik uppgift. Låt oss titta på styrkorna och svagheterna hos var och en.
Den mest prisvärda fulla SDR. Detta är inte den första framgångsrika produkten från Michael Ossman, som tidigare släppte den första budgeten Bluetooth-sniffer Ubertooth (se artikeln "Hackers fall" i augusti "Hacker" förra året). Michael har redan kört en framgångsrik Kickstarter-kampanj och samlat in cirka 600 000 $ för produktionen av HackRF. De första 500 pre-sale-proverna har redan distribuerats till betatestare, och baserat på deras feedback kommer buggar i den slutliga produkten att fixas.
HackRF har ett ganska brett frekvensområde tillgängligt direkt, från 30 MHz till 6 GHz, vilket är jämförbart med mer dyra enheter från USRP-familjen (50 MHz - 6 GHz). Samplingsfrekvensen är 20 MHz. Det innebär att mottagaren kommer att kunna analysera till exempel en 5 GHz Wi-Fi-signal och höghastighets LTE-sändningar. I en dyrare konfiguration finns en Ham It Up-omvandlare, med vilken du kan plocka upp en signal med en frekvens på 300 kHz.
Bland nackdelarna kan det noteras att HackRF bara fungerar i halvduplexläge, det vill säga att man i ett ögonblick antingen kan skicka eller ta emot en signal. För att växla mellan lägen måste du skicka lämpligt kommando varje gång, vilket kan lägga till oönskad fördröjning. Men om så önskas kan du kombinera två mottagare och få full duplex-stöd. Till skillnad från bladeRF och dyrare USRP:er använder HackRF också USB 2, inte USB 3. Dessutom använder HackRF en 8-bitars ADC (bladeRF har 12 bitar), vilket negativt påverkar driftnoggrannheten.
Ännu ett framgångsrikt Kickstarter-projekt. BladeRF arbetar med ett mindre frekvensområde än HackRF, från 300 MHz till 3,8 GHz, så 5 GHz Wi-Fi-signalen är inte tillgänglig för den. Arbete pågår även med ett extra kort som ska möjliggöra mottagning av en signal med en frekvens på 10 MHz.
En utmärkande egenskap hos bladeRF är förmågan att arbeta i full duplex-läge. Jämfört med HackRF har denna mottagare en högre samplingsfrekvens (28 MHz), en större ADC (12 bitar) och USB 3.0-stöd. Med använder USB 3 är ett problem i SDR-mottagare eftersom det kan störa vid 2,4 GHz, så bladeRF kommer med ytterligare sensorskärmning.
UmTRX
Enheten från Fairwaves passar inte in i recensionen för priset, men är värd att nämnas bara för att den utvecklades av ett ryskt team. Detta är den enda sanna (icke-MIMO) dubbelkanalssändtagaren i denna recension. Två LMS6002D-chips används som radiochips, så frekvensomfång och DAC/ADC-bitbredden är exakt densamma som bladeRF med samma chip. Transceivern utvecklades med stort fokus på telekom, så samplingshastigheten är densamma som för GSM och är 13 MHz. Genom att byta ut referensoscillatorn kan samplingshastigheten ökas till 20 MHz, och i framtida versioner av UmTRX - upp till 40 MHz. Utöver standardfirmware finns det en firmware som stöder fyra mottagningskanaler utan överföring.
Förutom dualitet, utmärkande drag UmTRX är av industriell kvalitet, använder "vuxen" 1 Gb Ethernet istället för USB, och har en inbyggd GPS-mottagare för att ge den höga referensoscillatornoggrannheten som krävs av standarder som GSM. Alla dessa klockor och visselpipor förklarar enhetens höga pris.
USRP B100 Starter/B200
Två enheter i USRP-familjen kan köpas till samma pris samtidigt. Samtidigt är B100 betydligt sämre än billigare HackRF och bladeRF. Den har ett frekvensområde från 50 MHz till 2,2 GHz och en samplingshastighet på 16 MHz. Samtidigt används USB 2 för anslutning i B100. Full duplex-läge finns tillgängligt i båda modellerna.
B200 fungerar över ett bredare frekvensområde, från 50 MHz till 6 GHz. Samplingshastigheten är 61,44 MHz. B200 använder USB 3 för anslutning. Den dyrare ($1 100) B210-versionen har två sändare.
Styrkan med USRP ligger i det faktum att dessa produkter har funnits på marknaden sedan 2006 och under denna tid har vuxit stor mängd tredje parts programvara och utvecklingar.
Slutsats
Framtiden för SDR ser ljusare ut än någonsin, med flera prisvärda transceivrar som kommer in på marknaden samtidigt. HackRF, på grund av dess pris, funktioner och öppenhet, kommer att bli bra val för nybörjare. Kraftfullare bladeRF med dess snygga FPGA- och USB 3-stöd bättre passform för fristående projekt, och de multifunktionella USRP B100 och B200 för amatörmarknadssegmentet närmare de "vuxna" lösningarna på N210-nivån.
