Простой сдр трансивер своими руками. Самодельный SDR трансивер на 80 м: пошаговая инструкция по сборке

Как собрать SDR трансивер своими руками. Какие компоненты потребуются для сборки. Как настроить и откалибровать самодельный SDR трансивер. На что обратить внимание при сборке SDR трансивера.

Компоненты для сборки SDR трансивера

Для сборки простого SDR трансивера на диапазон 80 метров потребуются следующие основные компоненты:

• Плата SDR трансивера (можно заказать готовую или изготовить самостоятельно)
• Синтезатор частоты Si570
• Микросхемы для обработки сигналов (например, MC33179)
• Кварцевые фильтры
• Транзисторы и другие полупроводниковые компоненты
• Конденсаторы, резисторы, дроссели
• Разъемы для подключения антенны, питания, звуковой карты
• Корпус для монтажа

Кроме того, понадобится звуковая карта компьютера и программное обеспечение для работы SDR (например, PowerSDR).

Пошаговая инструкция по сборке SDR трансивера

Процесс сборки SDR трансивера включает следующие основные этапы:

1. Изготовление или заказ печатной платы трансивера
2. Монтаж компонентов на плату согласно схеме
3. Подключение синтезатора частоты
4. Монтаж входных и выходных цепей, фильтров
5. Сборка усилителя мощности (если требуется)
6. Установка платы в корпус
7. Подключение разъемов и органов управления
8. Настройка и калибровка трансивера

Рассмотрим некоторые ключевые моменты более подробно.

Монтаж компонентов на плату SDR трансивера

При монтаже компонентов на плату SDR трансивера следует обратить внимание на следующие моменты:

• Использовать качественный паяльник с тонким жалом
• Применять флюс и припой для радиомонтажа
• Соблюдать полярность электролитических конденсаторов и диодов
• Аккуратно монтировать микросхемы, не допуская замыканий между выводами
• Использовать антистатические меры предосторожности при работе с чувствительными компонентами
• Проверять качество пайки с помощью мультиметра

Правильный и аккуратный монтаж — залог надежной работы трансивера в дальнейшем.

Подключение синтезатора частоты Si570

Синтезатор частоты Si570 является ключевым компонентом SDR трансивера. При его подключении важно учесть следующее:

• Использовать короткие соединения с платой трансивера
• Обеспечить надежное экранирование от помех
• Подать стабильное напряжение питания
• Правильно подключить линии управления I2C
• Настроить тактовую частоту синтезатора в программе

От качества работы синтезатора во многом зависит стабильность частоты и чистота спектра сигнала трансивера.

Настройка и калибровка SDR трансивера

После сборки аппаратной части необходимо выполнить настройку и калибровку SDR трансивера:

1. Настроить уровни сигналов на входе и выходе звуковой карты
2. Откалибровать частоту синтезатора
3. Настроить фильтры по диапазону
4. Отрегулировать усиление микрофонного тракта
5. Настроить выходную мощность передатчика
6. Проверить подавление побочных излучений
7. Откалибровать S-метр приемника

Для качественной настройки потребуются измерительные приборы — осциллограф, частотомер, анализатор спектра.

Типичные проблемы при сборке SDR трансивера

При самостоятельной сборке SDR трансивера могут возникнуть следующие типичные проблемы:

• Наводки и помехи из-за неправильной разводки платы
• Самовозбуждение усилительных каскадов
• Недостаточное подавление зеркального канала
• Искажения сигнала из-за перегрузки входных цепей
• Дрейф частоты синтезатора
• Проблемы с согласованием по входу/выходу

Большинство проблем можно решить, внимательно проверив монтаж и настройки трансивера.

Программное обеспечение для SDR трансивера

Для работы SDR трансивера потребуется специализированное программное обеспечение. Наиболее популярные варианты:

• PowerSDR — многофункциональная программа с открытым кодом
• HDSDR — бесплатная программа для работы SDR приемников и трансиверов
• SDR# — гибко настраиваемая программа для SDR
• GNU Radio — среда разработки SDR приложений

Выбор конкретной программы зависит от используемой аппаратной части и предпочтений оператора.

Заключение

Сборка SDR трансивера своими руками — увлекательный процесс, позволяющий глубже понять принципы работы современной радиоаппаратуры. При аккуратном исполнении и правильной настройке самодельный SDR трансивер может обеспечить отличное качество приема и передачи. Процесс сборки требует определенных навыков, но результат, несомненно, стоит затраченных усилий.

Самодельный SDR-трансивер — 30 Ноября 2015 — Блог

В связи с резким ростом курса валюты, стоимость радиолюбительского оборудования стала запредельной. По этой причине, самодельная аппаратура может быть хорошей альтернативой по доступной многим цене. Кроме того, мне, например, намного интереснее работать на радио, сделанном собственными руками… В том числе и этим отличаются радиолюбители от любителей радио…:))

30.11.2015

Заказал изготовление мелких партий печатных плат двух конструкций US5NCJ — SDR-трансивера версии 13 и маломощного усилителя 5Вт для SDR-трансивера. Заказ выполнен.

Дело в том, что конструкции Александра рассчитаны на использование современной элементной базы и залог успеха повторения изделия — качественная печатная плата. Я пока не освоил утюжный и фото-методы изготовления. Заказ единичной платы, по цене, составляет примерно две трети стоимости мелкой партии в 10-12шт. Исходя из этого, я предпочел заказать небольшие партии каждой разработки и, думаю, что делаю это не в последний раз. .. Тем более, что на форуме есть много единомышленников, которые не откажутся поучаствовать в подобном мероприятии в складчину…

Практически все комплектующие (за редким исключением) для сборки одного комплекта были куплены в чипе-дипе.

Мелочевка покупается от 10-ти штук. Сложнее обстоит дело с биноклями Amidon — их нужно заказывать у производителя. Сами бинокли и кольца (для фильтров) стоят не дорого, но доставка в РФ будет стоить минимум $58, а минимальный заказ должен составлять не менее $20. Соответственно, если уж размещать и оплачивать заказ — нужно хорошенько подумать и выбрать все необходимое и для фильтров BPF и для мощных фильтров LPF, для входных трансформаторов плат TRX, для транзисторных усилителей и даже для балунов антенн… К слову, я планирую однажды приобрести себе феррита на все конструкции, которые я себе наметил на ближайшее будущее…

Что касается этих двух изделий Александра — на один комплект необходимые бинокли у меня есть и в ближайшие выходные я приступаю к сборке.

..

Все фото и исходные файл конструкций выложены здесь. Сами конструкции, в частности, обсуждаются на форуме UT3MK (посты #1917, 1933, 1957, 2118).

05.12.2015

Сегодня спаял плату усилителя. Сразу она не заработала. Просмотрев монтаж, заметил несколько смещенный корпус аналогового ключа — перепаял. Усилитель заработал, но пока получен не совсем ожидаемый результат. По коэффициенту усиления получается около 20 раз по напряжению, но сам уровень сигнала всего несколько вольт. Буду еще раз все измерять и проверять по каскадам… Кроме того, я не нашёл оригинальный транзистор первого каскада и поставил 2SC3905. Как вариант, причина малого усиления кроется в этом…

Процесс шел очень тяжело. Мелкие детали 0805 паять не сложно, но проблема в том, что в некоторых участках платы они расположены очень близко друг к другу. Честно говоря, изрядно помучился…

06.12.2015

Сегодня еще раз убедился, что тесный монтаж — большая проблема. Во входной цепи был дефект, который проявлял себя через пару минут работы.

Входной сигнал падал по уровню практически до нуля. При поиске проблемы пришлось выпаивать по детали, пока не выяснилось, что КЗ возникало под танталовым конденсатором, под которым проходили дорожки входных цепей (желтый, внизу справа). После этого, схема заработала стабильно.

Однако, полученные параметры значительно отличаются от заявленных автором. У меня, при входном сигнале 500мВ амплитудного ВЧ-напряжения, на входе — 15В амплитудного. Ку по напряжению получается 30. Пока не знаю, близок ли я к тому, на что способна схема или очень далек…

10.12.2015

Вчера пообщался с Александром по скайпу. Познакомились, обсуждали схему данного усилителя и другие вопросы… 

Сегодня купил транзистор 2SC3953 и поставил его в первый каскад. Результат превзошел мои ожидания! Фото выложил здесь.

Немного поясню информацию на фото. Подавал синус 7,1МГц и АМ-сигнал на этой же частоте с глубиной модуляции 50%. Максимальный неискаженный сигнал получается при входном уровне примерно 200мВ амплитудного значения. На выходе имеем 13,5В эффективного ВЧ-напряжения (ВУ-15). При одном и том же уровне выхода с Г4-18, амплитуда синуса и АМ-сигнала различаются примерно в 1,57 раза (размах последнего — выше). Но, не суть… Двухтональным сигналом пока не проверял, однако, тенденция понятна. Ку усилителя по напряжению получается около ста. Выходного уровня для QRP маловато (около 4Вт при приемлемом качестве сигнала), но для раскачки гибрида на IRF630+2xГУ-50 — с лихвой. Так же, можно работать телеграфом и в цифре (если установить выходной транзистор на радиатор достаточного размера). Эквивалент нагрузки из двух резисторов 100Омx2Вт каждый в параллель заметно грелся. Радиатор выходного транзистора, на фото по ссылке, оказался маловат. 

В целом, считаю свои изыскания по данному усилителю законченными и приступаю к сборке трансивера…

12.12.2015

Начал сборку платы TRX. Сегодня запаял все корпуса, несколько дросселей, емкостей и т.п..

Очень сложно было паять аналоговые ключи. Так же, танталовые емкости 6,8мкФx25В (длина корпуса 6мм), 10мкФx10В (длина корпуса 7,3мм) и 22мкФx10В (длина корпуса 7,3мм) оказались большего размера. Запаивать эти емкости приходится вертикально. Нужно брать тип «В» (длина корпуса 3,6мм), а я выбрал тип «C» (6мм), т.к. нужных не было. В какой-то степени, сказывается и отсутствие опыта покупки SMD-деталей. Несколько номиналов закажу заново.

Думаю, подхода за три-четыре в выходные дни плату спаяю…

13.12.2015

Осталось немного допаять… 

19.12.2015

Плата TRX собрана и отмыта от флюса. Сегодня буду пробовать запустить…

16:50 того же дня

Плата на приём запущена. Было несколько косяков в монтаже. Самый конский из них — чип MC33179 тракта передачи был запаян с поворотом на 180 градусов. :))) Как такое могло произойти — ума не приложу. Ведь, проверял же и не один раз. Что называется, «глаз замылился». Надеюсь, что чип остался жив…

А вышел я на эту поломку по цепям питания. Дело в том, что стабилизатор напряжения 9В сильно проседал. Благо, на плате используется большое кол-во перемычек и дросселей. Выпаивая их от стабилизатора и по цепям, удалось локализовать проблемный узел. Там уже я и заметил проблему.

Никак не хотел работать делитель опорного сигнала. Выяснилось, что вместо одного из резисторов был ошибочно запаян чип-конденсатор. Далее, формирователь квадратур работал уже как ему и положено.

И, наконец, поиск причины плохого подавления зеркального канала привёл к ляпу оловом между ножками одного из узлов MC33179 тракта приёма. Сейчас, этот тракт работает в штатном режиме. Завтра буду проверять передачу…

20.12.2015

Сегодня запустил передачу. Вернее, она заработала сразу, без проблем. Четырехканальный операционник MC33179 остался цел, на удивление. Что сразу бросилось в глаза — сигнал заметно чище, чем у собранного мною V3B от UT3MK. Даже на уровне программного движка 100% сигнал не имеет явных искажений. Тем не менее, в процессе подбора уровней в PowerSDR остановился на значении 26 единиц движка Drive.

Максимальный же сигнал по уровню, получается около 1В амплитудного, а для выполненного ранее PA достаточно около 300мВ. Все проверялось на нагрузку 50Ом.

Сегодня был забавный эпизод. Я настраивался вверху диапазона 40м на эквивалент, мощностью чуть более двух ватт. Слушал себя через свой WEB-SDR. Вдруг, кто-то стал давать оценку уровню сигнала. Я подумал, что это случайное совпадение и второго корреспондента я не слышу. Потом переспросил и оказалось, что отвечают мне…:)) Корреспондент в этот момент прослушивал ту же частоту и через включенный трансивер небольшой мощностью отвечал в эфире. Потом я подключил антенну на вход трансивера и мы провели QSO, правда, слышно меня было от силы на 7 баллов. Тем не менее, провести одну живую связь через новый трансивер удалось! Разложенное на столе все это выглядело примерно так.

Следующи шаг — нужно все это хозяйство поместить в корпус, еще раз все отстроить и подключить ко внешнему PA. Предполагается использование гибрида на IRF630+2xГУ-50. 120-140Вт мне будет вполне достаточно для первоначально работы в эфире на этом трансивере… 

26.12.2015

На текущий момент сделан LPF-фильтр на 40м и все блоки установлены в корпус.

Транзистор IRF510 установлен на корпус GAINTA через полимерную прокладку и шайбу для болта. Все промазано термо пастой. Не знаю, на сколько эффективно будет отводиться тепло, но этот метод с компонентами позаимствован из старых компьютерных блоков питания. Т.е. с корпусом лепесток основы транзистора электрического контакта не имеет.

Пока нет BPF-фильтра и УВЧ с аттенюатором. Сейчас буду делать только диапазон 40м (до весны других антенн не предвидится). Планируется установка нескольких антенных гнезд для одновременного подключения диапазонных антенн. Будет, как минимум, еще два — для диапазонов 80м и 20м. Коммутация будет управляться с синтезатора. Поэтому, на плате фильтра установлено переключающее реле, которое сейчас не задействовано.

Обнаружил еще одну проблему с недостаточным и неравномерным усилением сигнала с микрофона. Пока не знаю точно, причина в микрофоне или усилительном каскаде. Ясно одно — пока еще выходить в эфир с таким сигналом рано. Прием, передача тестовых сигналов (двухтональный, тональный) проходит с приемлемым качеством, а вот микрофонный сигнал пока никуда не годится… 

27.12.2015

Сегодня почти весь день ушел на установку мелких деталей (светодиоды, разъемы, соединительные шнуры и т.п.), а так же поиск проблемы с микрофонным трактом. 

В какой-то момент я заметил, что на плате имеет место нарушение контакта в какой-то цепи приема. Снял все и прогрел феном каждую деталь с предварительным нанесением флюса ЛТИ. Как и в случае с синтезатором от UT3MK, после этого все проблемы с нестабильностью работы трансивера ушли… Микрофонный тракт заработал как ему и положено. Уровень шума при передаче — низкий при достаточно большом запасе усиления. Единственное, я добавил в параллель емкости по 10uF к имеющимся 100nF в цепях прохождения микрофонного сигнала.

Осталась проблемка с работой цепи управления внешним PA. По какой-то причине цепь на разъеме не замыкается — «буду посмотреть». Как только этот маленький дефект будет устранен — состоится сопряжение трансивера с внешним PA и будет проведен долгожданный тест в эфире!

28.12.2015

Сегодня довелось раньше вернуться домой с работы и за свободное время «довел до ума» конструкцию. Установил внешнюю кнопку калибровки (на полный прогрев и стабилизацию Si570 требуется около часа), разобрался с неработающей коммутацией управления внешним PA и УВЧ с АТТ. Последние два узла предстоит еще сделать, как и полосовой фильтр на 40м. Эти узлы будут делаться неспешно, т.к. основное уже сделано и можно пробовать работать в эфире… Цель — провести тестовые ближние связи до Нового года. 

Завтра буду менять системник (на другом по-лучше встроенная звуковая карта) и подключать внешний PA.

Заказал несколько разных электретных микрофонов и один динамический (МДМ-7). Завтра возьму их в чипе-дипе. В наличии есть еще штук пять разных капсюлей — буду искать свое звучание в эфире! :))

30.12.2015

Около двух часов общался с автором проекта, Александром US5NCJ, по скайпу. За это время узнал больше, чем от прочтения форума в течение нескольких месяцев! Выяснилось, что очень многих тонких моментов я либо не знаю, либо понимал не верно…

Впереди детальная настройка программы с нуля, калибровка трансивера и т.п.

Заменил капсюль в микрофоне — поставил HMO1003A с номинальным напряжением питания 3В. Сразу нормализовался спектр сигнала. Подумать только, все предыдущие связи на других трансиверах через старый микрофон шли с урезанным частотным спектром (дефицит НЧ-составляющей, колючий сигнал). 

Подключил внешний гибридный PA на полевике и двух ГУ-50. Получил мощность неискажённого тонального сигнала (тест двухтоновым сигналом для подбора максимального уровня усиления) около 100Вт на эквивалент. Но, как я уже написал выше — впереди настройка всего приёмо-передающего тракта и новые измерения…

01.01.2016

Всех поздравляю с наступившим Новым 2016-м годом!

Наметил себе небольшой ориентир — выйти в эфир до конца прошлого года, но работа вплоть до 31-го числа и предновогодние хлопоты не позволили это сделать… Сегодня удалось провести тестовое QSO, посмотреть и записать свой сигнал на веб-сдр. В принципе, результатом я доволен, хоть и имеющаяся пока мощность — около 60Вт (80В амплитудного ВЧ-напряжения, если ориентироваться на двухтональный сигнал). Сигнал с выхода трансивера всего лишь около 4,2В на эквивалент 50Ом. В трансивере есть запас примерно до 16В, но входной каскад гибридного PA входит в ограничение гораздо раньше. Подумываю о том, чтобы задействовать имеющийся у меня RM KL-300, находящийся в нерабочем состоянии по причине выхода из строя одного из странзисторов. Транзисторы я приобрел и нужно только взяться и восстановить работу усилителя. Думаю, что в ближайшие дни займусь этим вопросом… Хочется получить хотя бы стандартные 100Вт для повседневной работы в эфире. Второй вариант — переделка гибридного PA в схему с общим катодом и резонансными контурами на входе. Возможно, с добавлением третьей лампы. Но это сделать будет несколько сложнее.

Вчера еще столкнулся с одной неожиданной для меня проблемой. При переходе с системы XP на WIN7, перестала работать «педаль» (у меня она присутствует в виде кнопки на корпусе трансивера — красная слева вверху). Замена системы была сопряжена с заменой железа, т.к. был запланирован переход на более современную и быструю конфигурацию. Кроме того, там имеется более качественная встроенная звуковая карта с полосой вплоть до 192кГц.

Снял плату синтезатора, проверил цепь — все в норме. Подключил к старому системнику — педаль работает. Написал коллегам на форум — оперативно получил ответ с решением — нужно заменить один файл в папке программы PowerSDR. Замена файла пофиксила проблему, чему я очень рад, т.к. включать передачу, не взирая на положение курсора на мониторе и активность окна программы, очень удобно и я быстро привык к этой опции. 

02.01.2016

Поработал в эфире малой мощностью. Корреспонденты, через одного, отмечали высокое качество сигнала. Подобные оценки, конечно, субъективны, но двухтональный сигнал на эквиваленте выглядит замечательно. Несколько уменьшил усиление микрофона в настройках PowerSDR, т.к. на осциллографе было замечено некоторое ограничение сигнала на пиках. Несмотря на малую выходную мощность, все станции, которые принимал я, давали рапорта до +10дБ.

Немного изменил режим работы ламп в PA — повысил экранное напряжение до 280В. Ток покоя при этом увеличился до 80мА. К сожалению, входной транзистор гибрида очень быстро входит в ограничение и получить хотя бы 100Вт на выходе PA пока не получается…

04.01.2016

Сегодня откалибровал S-Meter и настроил работу в цифровых видах. Для первой задачи использовал два генератора — кварцевый на 7,3728МГц с делителем 10кОм:100Ом (уровень ВЧ-сигнала на входе TRX получился 18мВ, что соответствует -25дБм) и Г4-18 с калиброванным ВЧ-выходом. В обоих случаях, калибровка получилась корректной. Т.е. после подключения Г4-18 с уровнем 50мкВ, S-Meter показал уровень «-73dBm».

Для работы в цифровых видах (пока настроил работу с программой JT-65HF) потребовалось установить программу виртуальных com-портов и виртуальный аудио-кабель. Ссылку на настройки выложу позже.

06.01.2016 — 07.01.2016

Похоже, я не правильно определял выходную мощность гибридного PA, ориентируясь на форму неискаженного (визуально) двухтонального сигнала, приводя относительный уровень в настройках для этого теста в программе PowerSDR, к максимально допустимому уровню тонального сигнала и режима SSB.

После очередного измерения уровня сигнала с выхода звуковой карты, я заметил, что при записи меньших значений в соответствующем поле программы, форма двухтонального сигнала искажается (появляются зигзагообразные верхушки на пиках). Кроме того, возникла дилемма — какие значения уровней в вольтах имеются ввиду — амплитудные или эффективные? На осциллографе я видел 0.9В на пиках синусоиды (амплитудное значение). Установив это значение в программе, при максимальном уровне громкости линейного выхода в микшере звуковой карты, на выходе были все те же 0.9В. Записывая бОльшие значения в программе, уровень реального сигнала, наблюдаемый осциллографом, оставался тем же.

Следующее, что я увидел — максимальный размах неискаженного двухтонального сигнала на осциллографе был существенно выше размаха тонального сигнала (кнопка TUNE) с тем же относительным уровнем Drive в PowerSDR, что меня сильно удивило. До этого момента, я был уверен, что размах этих сигналов на пиках должен быть одинаковым по амплитуде…

После попыток выравнивания этих уровней, оказалось, что движок Drive для тестового сигнала был меньше в 2 раза! Переключившись на SSB, я увидел небольшое ограничение сигнала на пиках. Регулятор MIC в программе пришлось убрать до нуля, но этого оказалось недостаточно. В конечном итоге, я пришел к выводу, что в моем конкретном случае, уровень Drive для SSB-сигнала должен быть ниже уровня тонального сигнала в режиме настройки TUNE.

Вечером, я наткнулся на статью, где президент компании FlexRadio высказывался по поводу измерения уровня IMD трансиверов, которые проводятся с помощью все того же двухтонального сигнала и наблюдаются на анализаторе спектра (которого у меня, увы, нет). Там-то я и увидел ответ на свой вопрос — эффективная мощность каждого сигнала двух тонов в четыре раза меньше пиковой мощности (тональный сигнал или PEP в SSB).

Он-лайн калькулятор для пересчета децибелл в разы, обратно и т.п. позволил проверить цифры в статье и попробовать самому проверить утверждения на примере произвольных амплитуд исходных сигналов…

Вот мой пример: 

Представим тональный ВЧ-сигнал амплитудой 20В. По калькулятору определяем, что для переменного напряжения (AC) с такой амплитудой на нагрузке 50Ом имеем 4Вт эффективной мощности. Уровень каждого тона в двухтональном сигнале должен быть меньше на 6дБ относительно тонального сигнала. Это — 2 раза по напряжению. Берем два разных тона с амплитудой 10В, что соответствует 1Вт мощности каждого из тонов в двухтональном сигнале. В определенные моменты, при совпадении фаз, амплитуда результирующего сигнала будет составлять 20В (пики, верхушки двухтонального сигнала), что соответствует четырем ваттам пиковой мощности. Т.е. получается ровно то, о чем говорилось в статье — мощность каждого тона в двухтональном сигнале составит 25% от мощности тонального сигнала, относительно уровня которого проводятся измерения IMD. Разумеется, разницу в 6дБ для двух тонов нужно будет точно выставлять при измерениях на анализаторе спектра, принимая за некую точку отсчета уровень тонального сигнала…

Иными словами, подбирая максимальный уровень неискаженного двухтонального сигнала, я потом настраивал внешний PA тоном с тем же относительным уровнем Drive и работал меньшей мощностью в SSB, нежели было возможно.

Короче говоря, я пришел к такому выводу, что изначально, настроив максимальный уровень двухтонального сигнала (контролируя его форму визуально на осциллографе, не доводя до ограничения пиков  миндалевидной формы до трапециидальной), потом необходимо подобрать такой уровень тонального сигнала, при котором его амплитуда (или размах) будет идентична уровню максимумов двухтонального сигнала. Тональным сигналом этого уровня настраиваем П-контур внешнего усилителя.

Более точно и качественнее можно эту операцию выполнить с помощью анализатора спектра или SDR – приёмника, установив уровень IMD-3 на 34 Дб меньше уровня одного из тонов, что будет составлять 40 Дб по отношению к уровню суммарного сигнала 2-х тонов. (прим.UN8CB)

При такой настройке уровней в PowerSDR, если установить отклонение стрелки ВЧ-индикатора выходного сигнала у внешнего PA на максимум (в режиме TUNE), то при подаче двухтонального сигнала, эта же стрелка будет отклоняться примерно на 75%. При работе в SSB стрелка будет отклоняться на 30-50%, а при громком и длительном «А» — примерно, на 60%. Если в SSB стрелка отклоняется меньше или больше указанных величин, то усиление микрофона недостаточно или избыточно, соответственно.

Тот же уровень Drive в PowerSDR, что и для двухтонального сигнала, можно будет использоваться и для работы в SSB, но предварительно, лучше посмотреть форму сигнала на предмет заметных ограничений на пиках громких звуков. 

В моём случае получилось, что для тонального сигнала TUNE уровень Drive составляет 80 единиц, для двухтонального сигнала (900Гц+2100Гц) и SSB этот уровень составляет 42 единицы. При просмотре двух последних сигналов на осциллографе (подключенном к эквиваленту нагрузки внешнего гибридного PA), верхушки сигналов, визуально, не искажаются.

Ссылка на тему (стр.62). И еще, соотношение мощностей различных сигналов в картинках:

Для измерения уровня IMD3 можно попробовать задействовать SDR-приёмник, что я планирую сделать в ближайшем будущем. Там уже можно будет настроить уровень сигнала точнее…

13.01.2016

Сегодня разобрался с настройками для работы в моде CW. Есть возможность работать вертикальным ключом, манипулятором, с клавиатуры и макросами. Два первых варианта подключаются на COM-порт (см.инструкцию от Flex-Radio). Для всех вариантов необходимо использовать режим сплит [SPLT], иначе, передача идет со смещением CW Pith (Hz), минимальное значение которого можно установить только 200Гц. После каждой настройки на станцию, нужно правильно выставить частоту «VFO B» с учетом смещения. 

Вот мои настройки в программе PowerSDR 1.18.6

Работать вертикальным ключом, с клавиатуры и макросами можно без мониторинга своего сигнала, а вот манипулятором уже не поработаешь. К сожалению, мониторинга сигнала в этой версии трансивера — нет. Нужно использовать контрольный приемник.

Так же, затестил сегодня несколько микрофонов, включая динамический. Лучшие результаты показали капсюли HMO-1003A и HCA-034. У динамического микрофона (AIWA DM-h200), подключенного к тому же разъему через две неполярные smd-емкости 1uF в параллель, явно не хватало верхов. Тот же микрофон прекрасно работает через dvd-плейер с функцией караоке. Видимо, его частотная характеристика для полосы SSB-сигнала не совсем подходит или не совсем подходит имеющийся в схеме каскад усиления…

14.01.2015

Купил ещё одну карту ASUS XONAR DX под этот проект, пока бакс не вырос ещё в полтора раза. Две аналогичные карты стоят в сервере Web-SDR приемника. Удовольствие дорогое, но оно того стоит… Откалибровал уровни на приём, подавил зеркалку, настроил передачу. Вот несколько скринов.

Обнаружилось, что при подключении трансивера, на панораме появляются спуры и области с повышенным уровнем шума. Предстоит определить источник этих неприятностей. Здесь вариантов несколько: блок питания системника, наводка на соединительный аудио-шнур, помеха от синтезатора и т.п.

Визуально, сигнал на передачу заметно «ровнее», нежели с интегрированной картой на базе Realtek ALC887. 

16.01.2016

Сегодня целый день посвятил вопросу поиска причины наводок, видимых на панораме… Заменил блок питания — стало чуть лучше, но не радикально. Потом достал все свои ферритовые кольца и стал наматывать соединительные аудио-кабели на них. Те кольца, которые прозванивались тестером, дали поразительный результат — спуры, в значительной степени, уходили в шумовую дорожку… Сделал себе два кабеля.

Так выглядела панорама со шнуром средней цены 0,7м длиной. А вот так выглядел другой кабель длиною полтора метра с кольцом 2000НМ. Без ферритового кольца панорама с этим кабелем выглядела аналогично первому варианту. Подъемы по краям панорамы — особенности данной карты. При подключении реальной антенны, эти области маскируются шумами эфира. При панораме 96кГц (наиболее оптимально для реальной работы, на мой взгляд) этих областей нет.

А вот так выглядит панорама с отключенным от входа ЗК трансивером с полосой 96кГц, 192кГц.

Все скриншоты были сделаны после калибровки уровня и подавления зеркала с использованием родного ASIO-драйвера. В последствии, мне пришлось установить ASIO4ALL, т.к. уровень сигнала с карты даже при минимальных значениях был избыточен. После этого, всю процедуру калибровки и настройки уровней пришлось делать заново… В конце дня удалось даже провести интересное и продолжительное QSO, правда, через Web-SDR, работая на эквивалент, находящийся рядом с приемником. 🙂

17.01.2016

Сегодня был достигнут замечательный результат в плане подавления обратной боковой. Очень долго я не мог подобрать методику настройки. Проще всего было бы использовать для этой цели второй sdr-приемник, но городить несколько системников было затруднительно.

Способ был найден чисто случайно. Работая сегодня в эфире, я включил запись в PowerSDR и она шла на протяжении всей работы. В процессе я перестраивался, настраивал внешний PA тональным сигналом и т.п. Прослушивая запись, я случайно обратил внимание, что в момент тональной посылки, отчетливо виден сигнал обратной боковой с незначительным подавлением, расположенный симметрично относительно частоты настройки. Тут я решил воспользоваться режимом записи тона и последующим прослушиванием сигнала с просмотром его на панораме, изменяя значения подстройки уровня и фазы в блоке подавления внеполосного излучения.

Процесс занял достаточно много времени, но результат того стоил! При нулевых настройках, подавление составляло около 38дБ, после подстройки оно составило 76дБ и это, наверняка, не предел. По требованиям к радиосигналу, подавление побочных излучений должно составлять не менее 50дБ. У меня это значение даже для более близкой области внеполосных излучений оказалось существенно ниже. Словом, полученным результатом я очень доволен! 

Каков смысл подавления обратной боковой? Допустим, подавление обратной боковой вашего сигнала — 38дБ. Если у корреспондента шум эфира составляет, скажем, 5 баллов, а ваш сигнал он будет принимать с уровнем 5.9+10дБ, то внеполосного излучения в вашем сигнале он не увидит. А если шум эфира будет составлять балла 3 и проходить вы будете с уровнем 5.9+20дБ, то обратная боковая у корреспондента пойдет с уровнем 6-7 баллов (6 баллов до ровня 5.9 x 6 децибелл + 20дБ=56дБ, минус подавление 38дБ = 18дБ, что составляет 3 балла по шкале S-метра). Т.е. отстроившись на 3кГц в сторону (вверх при LSB или вниз при USB), ваш сигнал в виде плохо подавленной обратной боковой будет приниматься с уровнем 6-7 баллов. Соответственно, вы будете мешать рядом работающей станции. Кроме того, на внеполосный сигнал, как и на побочные излучения, тратится часть полезной мощности. А ее, как известно, много не бывает…

19.03.2016

Попробовал динамический микрофон AIWA DM-h200 600Ohm, подключенный через DVD-плейер с функцией  караоке. Уже не помню, какими судьбами этот микрофон оказался у меня, при том, что я не любитель караоке. С плейера выходит сигнал линейного уровня, есть возможность добавить эхо. В трансивере пришлось установить дополнительное гнездо (под тюльпан) и выключатель, подающий 12В на эл.коммутатор (предусмотрен в схеме трансивера). Надо сказать, что сигнал с динамического микрофона — гораздее, чем с электретного. Всамделишный микрофон приятнее держать в руках, есть какая-никакая ветрозащита, нет таких сильных задуваний как у электретного капсюля, кардиодиная диаграмма направленности, шире динамический диапазон, звук — сочнее и т.п. Кстати, капсюль МДМ-7, в сравнении с DM-h200, даёт несколько бедный, но более естественный звук. Подключить динамический микрофон можно через неполярную ёмкость от 1uF. 

29.11.2016

Переделал свой гибридный PA под данную конфигурацию — SDR-трансивер и предварительный усилитель. Имеющихся 3,6Вт на выходе описываемого здесь усилителя хватило для раскачки двух ГУ-50 по схеме с ОК. Так же, на выходе предварительного усилителя установил ФНЧ для согласования с последующим каскадом и фильтрации гармоник. Без фильтра сигнал имел явную ассиметрию даже при токе покоя IRF510 — 400mA. Кроме того, при попытке посмотреть его осциллографом, усилитель возбуждался. На выходе оконечного PA получил около 100 ватт. Для ближних связей и повседневной работы на поиск этого достаточно…

18.02.2017

Некоторые измерения параметров приемной части трансивера. Способ измерения IMD3 передающей части трансивера.

Продолжение следует…

Статья ‘SDR FLEX-3000 – трансивер сегодняшнего дня!’

ВВЕДЕНИЕ
В начале 2000-х годов фирма Flex-radio предложила революционный способ обработки и формирования радиосигнала с помощью обычного персонального компьютера, который сегодня есть практически у каждого человека и тем более у радиолюбителя. Первая модель была представлена SDR трансивером Flex-1000. В течение нескольких лет эта модель трансивера был единственной и популярной моделью SDR трансивера. В России несколько человек даже начали выпускать улучшенные копии данного трансивера. Через некоторое время и в других странах начали производить клоны. Время шло, технологии и программное обеспечение развивались.

Все сотрудники компания Flex Radio являются радиолюбителями и ведут постоянный диалог с пользователями своей продукции. Были устранены все недоработки и ошибки, а так же введены улучшения и пожелания пользователей. И наконец, была разработана полная, максимальная концепция SDR трансивера, которая вылилась в производство трансивера Flex-5000, в котором были реализованы все самые последние достижения и передовые технологии. В программе управления трансивером PowerSDR и в схемотехнике трансивера были полностью учтены все пожелания пользователей, максимально эффективно продуман пользовательский интерфейс. Гибкая конфигурация конструктива трансивера позволяет выбрать трансивер в ценовой категории от 3 до 6 тыс. долларов в зависимости от его наполнения, тем самым был закрыт ценовой сегмент трансиверов Delux класса (более подробно о Flex-5000 мы поговорим в следующей статье). Следующим шагом стало упрощение схемотехники и разработка трансивера среднего класса и соответственно средней ценовой категории – Flex-3000, ценою 2000 долларов, и наконец, в 2010 году, был закрыт бюджетный сегмент, ознаменованный выпуском SDR трансивера Flex-1500, о котором я уже рассказывал в предыдущих статьях.

В данной статье, мы рассмотрим средний уровень SDR трансивера, представленный моделью Flex-3000.

В трансивере Flex-3000, в отличие от бюджетной версии Flex-1500, реализован полноценный, 100-ваттный усилитель мощности, работающий на всех любительских диапазонах от 1.8 до 54 МГц. Трансивер штатно укомплектован хорошим автоматическим антенным тюнером, позволяющим согласовывать антенны с сопротивлением от 17 до 150 Ом, что позволяет эффективно защитить передатчик трансивера от повреждения. Полоса обзора трансивера Flex-3000, составляет уже 96 кГц, в отличие от 48 кГц младшей модели Flex-1500(ссылка), но меньше чем в старшей модели FlexSDR-5000, у которого полоса обзора составляет 192 кГц – возможный максимум. Блок питания трансивера 100-Ваттной модели уже должен выдерживать ток 20-25 Ампер. Например, такой или такой.

В трансивере применены самые передовые технологии обработки сигнала. Как было описано в статье «SDR-radio, передовые технологии уже сегодня!», это трансивер SDR класса и обрабатывает радиосигнал после перенесения его из радиочастотного спектра в низкочастотный. Уже на низкой частоте, сигнал оцифровывается высоко скоростным АЦП, имеющим очень хорошие динамические и частотные характеристики. Полная обработка сигнала в самом трансивере, позволила избавиться от звуковой карты и максимально упростить выбор и настройку компьютера, к которому подсоединён трансивер. Управляется трансивер по высокоскоростной шине FireWare-1394. По этой же шине передаётся аудио-поток в/из трансивера. В этом есть небольшое неудобство, так как не все компьютеры на сегодняшний день оснащаются данным интерфейсом. На момент проектирования трансиверов, более скоростных интерфейсов не существовало для того что бы пропустить в компьютер оцифрованный сигнал полосою 192 кГц, разрядностью 24 бит. Потому плату интерфейса FireWare скорее всего придется докупать отдельно, благо, на рынке их присутствует большое количество.

Распаковка

Открывая коробку, в ней видим внимательный подход к клиенту, так же как и в случае с трансивером Flex-1500. Трансивер находится в мягких нейлоновых стойках, которые избавят трансивер от повреждения при случайном падении или ударе коробки при транспортировке. В комплект так же входит диск, с программным обеспечением. Очень приятно, на этот раз диск оказался со свежими драйверами и последней версией программы PowerSDR. Но сильно не обольщайтесь, уже завтра этот софт может стать устаревшим. Скачать самые последние свежие драйвера и самую последнюю версию программы PowerSDR, Вы можете самостоятельно, на сайте производителя www.flex-radio.com. Так же в комплекте идёт кабель питания и кабель FireWare.

Опять же стоит отметить – на всех прилагаемых кабелях присутствуют ферритовые защёлки, которые предохраняют от попадания ВЧ энергии в компьютер и блок питания. Качество изготовления кабелей отменное. Кабель FireWare, выполнен с хорошим экранированием, а кабель питания, для уменьшения просадки напряжения на передачу, сделан двойным. Вероятно, такое исполнение кабеля питания было задумано специально для того что бы он остался гибким. Толстый кабель, подобного сечения, было бы уже трудно сгибать с малыми радиусами.

Первые чувства при открытии коробки были «О боже, какой он огромный!» После общения с маленьким кирпичиком Flex-1500, Flex-3000 показался достаточно большим и тяжелым. 5.5 кг против 1 кг Flex-1500. Сразу же на ум пришла интересная аналогия. Да это же «Синий квадрат Малевича!»
Конечно, это уже не бюджетный QRP трансивер, выполненный в виде маленького кирпичика, а полноценный взрослый аппарат, которым уже может заменить устаревшую классику и применять как основной трансивер.

Общее описание

Корпус трансивера выполнен из прочного металла с качественной покраской. На столе, в шеке, он может красиво и удобно расположиться под монитором — прочности хватит. А можно спрятать корпус в какую-нибудь нишу и трансивер уже не будет видно вообще.

Для любителей классического стиля расположения аппаратуры на столе уже конечно не столько творчества, но для тех, у кого радио шек скажем на балконе расположен – это несомненное удобство. Места занимает очень мало.
По расположению разъёмов Flex-3000 более эргономичен, чем его младший собрат. На передней панели из органов управления и коммуникаций находится все только самое необходимое. Кнопка питания, разъём под тангенту, разъём для подключения электронного ключа и разъём для подключения наушников.

Как и в случае с Flex-1500, в комплектности трансивер отсутствует микрофон. Но это не беда. Проблему отсутствия микрофона можно решить несколькими путями, в зависимости от поставленных целей и задач. Самый простой — трансивер применяется для цифровых видов связи, и микрофон тут в принципе не нужен. Звук передается в трансивер виртуальным звуковым потоком, например из программы UR5EQF или MixWin. Посредствам этих же программ можно осуществлять запись логов. Так же, можно использовать микрофон и наушники, подключенные к компьютеру. Передача сигнала так же будет осуществляться посредствам виртуальных потоков.

Другой простой способ – применить готовый микрофон от КВ трансиверов Yaesu серии FT-8×7, к примеру, MH-31a8j, распайка разъёма в трансивере FLEX-3000 совпадает с распайкой микрофонных разъёмов этих трансиверов. В этом случае, просто достаточно подключить микрофон к трансиверу и можно выходить в эфир.
Ну а если у вас нет, готового микрофона, то можно сделать бюджетный вариант своими руками. Тут можно нафантазировать целую гору вариантов, от копии фирменного микрофона, до настольного микрофона с педалью под столом. Главное — есть схема распайки микрофонного разъема трансивера FLEX-3000.

Попробуйте немного поискать в ваших запасниках, находите любой электретный микрофон – таблетку, парочку резисторов и парочку конденсаторов. Если у вас ничего подобного нет, то этого добра сейчас масса во многих магазинах радиодеталей или радио рынке. Берем в руки паяльник, и по схемам, которых в интернете достаточное количество, изготавливаем микрофон. К примеру, вы можете использовать следующую схему:

Для любителей сверх высококачественного Hi-Fi звучания, можно порекомендовать применение фирменных микрофонов известной американской компании HeilSound. Вот целый список микрофонов.

Наличие ключа на передней панели это – несомненно, большое удобство! Просто подключаем ключ к трансиверу и можно работать в CW. В табличке указано, к каким контактам разъёма подключать контакты ключа.

При большой необходимости, CW-ключ можно подключить к com-порту компьютера, по следующей распиновке:

Задняя часть трансивера так же не очень богата на разъёмы. Опять же, выведен только самый необходимый минимум.

Разъём питания так сделан, что перепутать полярность невозможно! Он просто не влезет иначе, чем это позволено. Мелочь, а приятно, благо умельцев спутать полярность на просторах нашей родины хватает. Под разъёмом присутствует болт заземления с двумя шайбами. Наилучшим вариантом крепления заземления тут будет вот такое.

Антенный разъём применён BNC-типа. По словам разработчиков – это сделано с целью удешевления аппарата при технологической сборке. Так же BNC разъём имеет более стабильные параметры, чем SO-239. У подавляющего большинства классических трансиверов антенный разъём применён типа SO-239. На этот случай Flex Radio, комплектуют свой товар переходником BNC – SO-239. Опять же приятно! Усилитель мощности трансивера выдаёт стандартные 100 Вт мощности и выполнен на полевых транзисторах RD70HHF1 разработанных специально для линейных усилителей мощности.

Что бы максимально защитить выходной каскад трансивера и облегчить работу в эфире, трансивер имеет встроенный автоматический антенный тюнер. Полоса настраиваемых сопротивлений достаточно широка и позволяет согласовать не только большинство распространённых фирменных направленных или вертикальных антенн, но и правильно выполненных верёвочных антенн. Главное – что бы ВЧ энергия минимум возвращалась по кабелю назад к трансиверу. Почитать более подробно на эту тему, отправляю вас на 4-ую статью об SDR.

Тут же находиться разъём FireWare, для подключения шнура управления. Рядом расположены два разъёма RC-типа. Разъём PTT предназначен для подключения педали или кнопки ручного управления передачей. Разъём TXout может управлять внешним усилителем мощности или трансвертером. Характеристики времени задержки сигнала относительно сигнала PTT можно в программе PowerSDR задавать вручную. Из фирменных педалей могу порекомендовать: MFJ-1709, Heil FS-3 или, если совместно с трансивером управлять усилителем, то Heil FS-2.

Дальше идёт разъём для подключения внешней активной акустической системы или усилителя. Это стерео выход, позволяющий прослушивать две приёмные частоты или бинуарным способом слушать псевдо стерео сигналы высококачественных АМ радиостанций радиовещательного диапазона. Максимальный уровень выходного сигнала составляет -10 дБ на нагрузке 600 Ом. Если по русский – это линейный стерео выход.
Последний крайний разъём это фирменная шина FlexWare.

Выполнена она в стандартном 9-пиновом разъёме DB-9F. Этот разъём содержит в себе несколько сигналов: собственно шина Flex-ware, которая в настоящее время не активирована в программе и предназначена для дальнейших расширений функций. Исходя из того что это обычная шина I2C, можно пока предположить что по ней можно будет управлять тюнером, преселектором, коммутатором, поворотным устройством или еще чем-нибудь.

На настоящий момент в данном разъеме еще есть линейные моно вход и выход аудио сигнала, что позволяет подключать внешние формирователи сигналов, микшеры и другие устройства обработки аудио сигнала. Например, это может быть система для формирования ESSB сигнала или магнитофон для регистрации звука или мониторинга, внешние декодеры цифровых сигналов.

Измеренные характеристики

Максимальная полоса обзора трансивера SDRFlex-3000 составляет 96 кГц. Смотрим картинку.

Хотя, в режиме обычной работы в масштабе 1:1 отображается только 48 кГц. И это более удобно в плане повседневного использования и удобства настройки. Сравните верхний скрин и нижний

Чувствительности трансивера хватает, что бы охотиться за DX как в SSB режиме, так и CW.
Смотрим скриншоты:

Минимальный сигнал, который я смог услышать сидя в наушниках, с включенным предварительным усилителем составил -129 дБм.

На минимальных и максимальных значениях сигнала программа немного врёт. Потому я сфотографировал значения цифр с прибора для особо въедливых читателей.

Эти цифры соответствуют уровню чувствительности в 80 нановольт. Неплохо, однако!!!
Без предусилителя, чувствительность составляет -120 дБм или 0,22 мкВ
Начиная с 2-3х баллов, программа показывает правильные уровни сигнала. Также, на максимальных значениях входного сигнала S-метр начинает опять привирать.
Максимальный уровень, после которого АЦП входит в ограничение составляет -7 дБм или 100 мВ, а с аттенюатором, это значение повышается до +2 дБм или 0.28 Вольт

Максимальный уровень с аттенюатором

Из полученных цифр легко высчитать динамический диапазон приёмника. Он составляет 120-7=114 дБ. Этого ДД вполне хватит, что бы работать в эфире без напрягов с соседом, находящимся на расстоянии где то метров 700-1000м, который будет работать на 100-ватный аппарат.

Одним из животрепещущих вопросов на сегодняшний день стоит вопрос цены современной связной аппаратуры. В ценовую категорию 1500-2500 долларов входят несколько трансиверов среднего класса известных фирм, которые сегодня составляют основную массу потребительского рынка. В эту же нишу входит и SDR трансивер Flex-3000. Он относится к современным трансиверам среднего класса, но это еще не всё. Трансивер Flex-3000 относится не только к трансиверам среднего класса, но и к трансиверам абсолютно иного, нового класса — класса программных трансиверов, за которыми уже совсем ближнее будущее. Еще несколько лет, и трансивер будет неотделим от компьютера. Технология SDR — это первый шаг к освоению новой платформы. Что бы понять, почему трансивер стоит таких немалых денег, давайте разберем аппарат по частям, заглянем во внутрь и ответим на несколько вопросов. Чем же нас Флексы могут порадовать? Каковы новейшие достижения применяются в схемотехнике трансивера? Чем применяемая схемотехника, отличается от классики и каковы её параметры? Что такого можно было установить в столь плоский корпус и чем обеспечиваются хорошие приёмо-передающие характеристики. Ответим на эти вопросы и придём к пониманию, почему Flex-3000 стоит именно столько сколько стоит.

Открываем трансивер

Для открытия трансивера необходимо открутить 3 болта с торца и 7 болтов с нижней стороны трансивера. Ножки трансивера откручивать НЕ НУЖНО!

С передней части корпуса необходимо открутить 2 гайки, фиксирующие разъём наушников и CW – ключа.

После этого очень аккуратно нужно начать сдвигать верхнюю часть корпуса по направлению, показанному стрелкой.

Первое что мы видим – хорошо продуманная компоновка плат и качественная пайка. Это первое на что я обратил внимание. В такой плоский корпус умудриться вставить полноценный 100-ваттный трансивер, со всевозможным наполнением – это нужно постараться. Основные элементы приёмо-передающего тракта спрятаны в хорошие экраны. Вся начинка цифровой обработки так же помещена в свои экраны. Совместно с применением современной сверхмалошумящей схемотехники, обеспечены очень хорошие параметры по шумовым характеристикам и сведены к возможному минимуму помехи от наводок электромагнитного характера и цифровых шин передачи данных при обработке сигналов. Некоторое недоумение возникло по поводу радиатора усилителя мощности. Как можно в таком плоском корпусе обеспечить эффективный отвод тепла? Однако можно! Как? Ниже по тексту узнаете…

Сразу отмечу! Если вы совершенно случайно перепутаете полярность при подключении шнура питания, или трансивер перестанет включаться, то вам придется раскрыть трансивер и лезть вовнутрь, что бы поменять предохранитель.

Предохранитель находится непосредственно возле разъёма питания. Его номинал – 30 А. Похожие предохранители применяются в автомобилях, и поэтому найти их легко можно в автомагазинах или на радиорынке.

Управление режимами и связь с РС

Интерфейс связи с компьютером реализован на отдельном чипе TSB41AB2. Он включает в себя 2 физических порта -IEEE1394, который соединяется непосредственно с чипом управления TCD2210. В Flex-3000 второй физический порт не реализован.
Управление всеми аудио потоками осуществляется специальной микросхемой TCD2210 т.н. системой на кристалле ASIC, включающей в себя 32-битный ARM-процессор. В этой микросхеме осуществляется обработка цифровых аудио потоков, приведение их к стандарту IEEE1394, управление режимами приёма\передачи, управление синтезатором частоты.
Для желающих ознакомиться поближе с описанием микросхем – идём на сайт TCTECHNOLOGIES. А порт IEEE1394 смотрим тут:

Выбор столь специфического интерфейса связи не случаен. Для того что бы обработать полосу частот в 96-192 кГц с разрядностью 24 бита с минимальной задержкой, необходимо обеспечить хорошую пропускную способность канала связи. Интерфейс USB 2.0 позволил с нужными характеристиками обработать всего 48 кГц, и на нём был реализован бюджетный проект Flex-1500 (ссылка). Поэтому разработчики от интерфейса USB 2.0 отказались и применили интерфейс IEEE1394, который смог обеспечить нужную скорость. На время разработки Flex-3000 более скоростного и широко распространённого интерфейса еще не было. Сегодня уже есть интерфейс USB 3.0, который совершеннее и быстрее интерфейса IEEE1394. Будем надеяться, что в скором времени Флексы перейдут на него.

Тракт приёма\передачи и АЦП\ЦАП

Для оцифровки сигналов на приём и передачу в Flex-3000 применена микросхема фирмы CIRRUS LOGICCS42448. Это современный, 24-битный высокоскоростной АЦП\ЦАП с очень высокими динамическими характеристиками и минимальными собственными шумами. К этой же микросхеме подключаются аудио сигналы с шины Flex-ware и обрабатывается сигнал с микрофона.

Микросхема CS42448 имеет следующие характеристики:
Динамический диапазон АЦП – 105дБ.
Соотношение Сигнал\Шум АЦП\ЦАП – 98дБ.
Полоса частот, обрабатываемых АЦП\ЦАП – 192кГц
Даташит на микросхему смотрим тут.

В трансивере Flex–3000 реализованы только половина от всех возможностей микросхемы – 96 кГц полосы оцифровки. Это можно объяснить, как маркетинговый ход, выполненный специально. Что помещает трансивер в среднюю ценовую категорию.
Всего в микросхеме 6 дифференциальных входов АЦП и 8 дифференциальных выходов ЦАП:
2 входа АЦП используется для приемника, один для микрофона и один – линейный вход с шины Flex-ware.
2 выхода используются для смесителя передатчика, один выход идет на усилитель для наушников, один на выход для внешней акустической системы и один выход идет на шину Flex-ware.

На плате микросхема АЦП\ЦАП помещена вместе с синтезатором и трактом приёма\передачи в одно пространство и находится в хорошо экранированном корпусе. Это позволило минимизировать наводки и помехи от цифровых линий и процессора.

Смеситель RX\TX

Во всей линейки трансиверов фирмы FlexSDR применен смеситель приема и передачи выполненный по одной и той же схеме. Квадратурный балансный смеситель на высокоскоростных аналоговых ключах. Использована схемотехника быстрого квадратурного мультиплексирования на основе микросхемы 74CBT3253PW. Данная схемотехника имеет самую максимальную энергоотдачу и максимальный КПД преобразования. Убедиться в этом можно, расписав графически временные диаграммы работы ключей. Отдельно микросхема используется для передачи, и отдельно — на приём.
В МШУ приёмника, применены новые микросхемы от Texas Instruments — THS4520. По параметрам они схожи с INA163, применяемые в SDR-1000. Схемотехника так же практически одинакова с Flex-1500. Даташит на микросхему смотрим тут.

Тракт передачи реализован уже иначе, чем в младшей модели трансивера Flex-1500 . Тут уже есть микросхемы буфера между ЦАП и смесителя – как и приёмном тракте, стоит микросхема THS4520. Примечательной особенностью нашего SDR-трансивера является применение элементов подавления зеркального канала. Буферный каскад перед смесителем введён не случайно. Этот каскад управляется от ДСП и посредством смещения регулируется усиление по канально и соответственно разбаланс каналов. От величины разбаланса амплитуд и фаз каналов зависит величина подавления зеркального канала. Т.о. проводя анализ сигналов в ДСП и имея обратную связь с буфером, автоматический можно давить зеркальный канал. Причём, такой же элемент настройки есть и в приёмном тракте. Так реализована автоматика подавления зеркального канала на приём и на передачу.

Синтезатор гетеродина

Одним из самых важных элементов SDR-трансивера является его синтезатор гетеродина. Во многом от него зависит качество картинки спектра радиоэфира на экране монитора, количество пораженных частот — спурами — (продуктами нелинейного построения синусоиды сигнала), нижний уровень шумовой дорожки в ближней зоне от сигнала (при расстройке 1-5 кГц от 0 Гц), качество излучаемого сигнала в радиоэфир. И в целом – комфортная работа в эфире.

Стандартом де-факто с недавнего времени в структуре построения гетеродинов стало применение DDS-синтезаторов.

DDS-синтезатор (Direct Digital Synthesis) – это новый тип синтезаторов частоты. Выполнен он на принципе математического построения синусоиды. В отличии от синтезаторов классического типа, выполненного с применением петли фазовой автоподстройки частоты (Синтезатор с ФАПЧ, он же PLL), в синтезаторе DDS отсутствуют частотозадающие LC цепочки. Тем самым мы имеем потрясающую стабильность частоты, определяемую внешним высокоточным тактовым генератором. И возможность перестройки синтезатора с шагом в доли Герца. Современная технология высокой интеграции цифровых схем позволяет выполнить синтезатор DDS на одной микросхеме с минимум внешних элементов. Стоимость таких синтезаторов на сегодняшний день получается низкой и их можно применять даже в самодельных конструкциях.

В трансивере Flex-3000 применен синтезатор фирмы AnalogDevices AD9959. На сегодняшний день – это один из самых «чистых» и качественных DDS-синтезаторов. Тактируется DDS-синтезатор с помощью высококачественного и точного кварцевого генератора частотою 38.400 кГц. Стабильность его составляет +\-2.5 ppm, что составляет уход частоты всего 2.5 Гц на 1 МГц.

Описание на синтезатор частоты смотрим тут.

Для сравнения приведены шумовые характеристики синтезатора, применяемого в первой модели трансивера Flex-1000

Шумовые характеристики DDS-синтезатора на AD9854

Из графиков видно, что синтезатор на новом DDS-чипе работает куда лучше. Новый чип имеет более чистый спектр, а это значит что на экране мы увидим и услышим меньше пораженных частот, меньше «свистулек» будет раздражать, и в общем будет меньше помех от побочных преобразований. В ближней зоне (1-2 кгц) так же меньше помех будет наблюдаться, в случае, если под боком включиться мощный сосед.

Для примера, когда работал трансивер Flex-1000, то некоторые часто используемые частоты на 10, 15 и 20-метровом диапазоне были поражены помехой от синтезатора. Соответственно работать в эфире на этих частотах и вблизи них не представлялось возможным. В трансивере Flex-3000 во многом эти проблемные участки устранены, благодаря применению нового более дорогого и совершенного чипа DDS-синтезатора.

Еще одной особенностью нового DDS-чипа является наличие одновременно 4-х парафазных канала генерации частоты. Благодаря этому получилось разделить в пространстве на плате тракт передачи и тракт приёма. Они меньше стали друг на друга влиять и соответственно меньше стало наводиться помех на элементы трактов. Теперь каналы генерации I и Q для приёма и передачи имеют свои выходы. Нагружаются они на двухфазные трансформаторы, а потом фильтруются своим ФНЧ. Применяя такое схемотехническое решение, хорошо подавляются синфазные помехи и упрощается схемотехника фильтрации.

ДПФ и предусилитель

На входе приёмника стоят 3х-контурные ДПФ с гибридной связью, что обеспечивает хорошую селективность. При расстройке на одну октаву подавление за пределами полосы пропускания у такого полосового фильтра превышает 40 дБ. В дополнении ко всему на входе ДПФ стоит последовательный колебательный контур, который давит побочный канал приёма. Схемное решение очень мудрое т.к. смеситель в трансивере хоть и очень хорош, но всё же не идеален и имеет маленький недостаток в виде приёма помех на нечётных гармониках. Дополнительно фильтрацией высших гармоник по приёму занимается ФНЧ 7-ого порядка, который стоит на самом входе радиоприёмного тракта. Катушки ДПФ выполнены на высококачественных стандартных индуктивностях фирмы Coilcraft. Вопросы вызывает применение полупроводниковых ключей в коммутации ДПФ. Есть мнение, что применение полупроводников коммутации снижает динамический диапазон приёмника и может вызвать прямое детектирование сигнала. И для того что бы все эти проблемы избежать – необходимо применять только высококачественные реле.

Думаю это мнение не безосновательно, но было основано на том, что раньше применяли в качестве коммутации pin-диоды. В данном же трансивере применяются специализированные ключи, которые не ухудшаю характеристик приёмника и не подвержены прямому детектированию.

Предусилитель выполнен на микросхеме, разработанной для входных каскадов радиоприёмных устройств — GALI-74, которая имеет нормированное усиление в широкой полосе и обладает хорошим динамическим диапазоном по входу.
Описание смотрим тут.

ФНЧ

2х-звенные ФНЧ 7-ого порядка в трансивере выполнены по стандартной П-образной схеме. Применены 7 фильтров на все основные диапазоны. Подавление 2-ой гармоники таким ФНЧ составляет лучше 40 дБ и лучше 60 дБ подавлены высших гармоник.Следует отметить, что вся коммутации осуществляется высококачественными реле японского производства. Это вам не китайские Tanbo, JRC или, что ещё хуже NO NAME. Словом – настоящий Американец!

Автоматический антенный тюнер

Одной из самых замечательных особенностей трансивера Flex-3000 является наличие встроенного автоматического антенного тюнера. По схемотехнике, данный тюнер похож 1:1 на тюнеры фирмы LDG. В конструкции трансивера Flex-1000 применялся модуль тюнера LDG Z-100, о чем нужно было указать при конфигурации трансивера в программе. Вероятно, что тут стоит нечто похожее. В узле перестройки индуктивности применено 8 звеньев и 7 звеньев в узле перестройки ёмкостей. Схемотехника тюнера позволяет подключать LC – звенья параллельно или последовательно с нагрузкой. Это означает, что тюнер сможет перестраиваться в гораздо более широкой полосе сопротивлений, чем это реализовано в классических трансиверах известных фирм. При данной схемотехнике тюнер может подстраивать КСВ=3:1 , или более широкий диапазон КСВ=7:1.5

На фото ниже хорошо виден датчик КСВ-метра, по которому тюнер определяет рассогласование антенны, с выходом усилителя мощности.

Драйвер и оконечный усилитель

За годы изготовления трансиверов, схемотехника усилителей отработана очень хорошо и находится на достаточно высоком уровне. Сегодня разработаны и повсеместно используются транзисторы, специально предназначенные для линейного усиления сигналов на КВ или УКВ диапазонах. Соответствующее типовое решения можно увидеть так же в нашем трансивере. Драйвер выполнен на полевых транзисторах средней мощности RD16HHF1, они специально разработаны для линейного усиления сигнала в полосе частот 1-60 МГц и имеют высокий КПД усиления. Оконечный каскад выполнен на полевых транзисторах RD70HHF1. Это мощные транзисторы, так же предназначенные для оконечных каскадов. Высокое КПД усилителя обеспечивается двухтактным включением каскадов и работа в режиме АB, что так же способствует подавлению синфазных помех при усилении и подавлению чётных гармоник.

УНЧ и разъёмы

Разъём для наушников, для тангенты и CW-ключа вынесены на плате в одно место. УНЧ трансивера сделано на малошумящей микросхеме LM4911, предназначенной для применения в аппаратуре класса Hi-Fi и усиления сигнала для наушников.

Описание микросхемы смотрим тут.
Наушники и CW-ключ подключаются с помощью качественных разъёмов 1/8” . Разъём тангенты совместим с 8-контактным разъёмом фирмы Yaesu. Это означает, что легко можно подключить тангенту от трансивера Yaesu FT-857/897 или совместимый переходник для микрофонов HEIL. В случае применения высококачественных микрофонов HEIL, трансивер можно сконфигурировать для ESSB передачи.

Вентиляция и охлаждение

Реализуя 100-ваттный усилитель мощности в таком плоском корпусе, необходимо обеспечить очень эффективный отвод тепла. Это возможно, применяя принудительную вентиляцию. После открытия аппарата, первые мысли были о том каким образом 100 Вт мощности, уходящие в тепло, отводятся? Под основной платой можно увидеть массивный, но плоский радиатор.

В непосредственной близости к радиатору стоят 2 мощных вентилятора. Пространство под вентиляторами специально сформировано перегородками так, что воздух прогоняется прямиком по поверхности радиатора.

В корпусе по бокам трансивера так же предусмотрены вентиляционные отверстия. Тем самым происходит очень эффективный отвод тепла, в столь плоском корпусе.

Итого

За вполне адекватные деньги сегодня можно позволить себе купить современный СДР трансивер SDRFlex-3000, который полностью удовлетворит все потребности среднестатистического радиолюбителя. Это и охота за DX и возможность пообщаться с друзьями на 80-метровом диапазоне. Блеснуть ESSB сигналом и поработать цифровыми видами связи не заморачиваясь на необходимость правильного подключения множества кабелей.

Данный трансивер может быть не только вторым, но и основным в шеке радиолюбителя. Со временем, когда вы сможете оценить все прелести цифровой обработки сигнала, сравнить SDR технологию с классической обработкой – данный аппарат, несомненно, станет первым. А потраченные на трансивер деньги окупятся приятными впечатлениями от использования, душевным спокойствием и удовлетворением от времени, проведённого в эфире с трансивером Flex-3000.

radioexpert.ru,

Строим цифровой DDC SDR приёмник своими руками (часть 1)

На стыке интересных мне областей программирования и радио зародился долгий, но интересный проект по созданию цифрового приёмника прямого преобразования, в котором аналоговых частей будет абсолютный минимум.

С каждой частью статьи я планирую дорабатывать приёмник, улучшать его характеристики, обвешивать его разными доработками, а в итоге возможно и получить полноценный трансивер.

Базовый комплект будет построен на китайской АЦП AD9226.
Цифровым сердцем приёмника будет являться FPGA матрица Altera EP4CE10.
Для того, чтобы не мучатся с наушниками добавлен простейший УНЧ с питанием в 5 вольт и динамик.

Итак, соединяем все воедино (точки подключения особой роли не играют, всё настраивается и назначается программно).

Идея приёмника заключается в смешивании оцифрованного с помощью АЦП радиосигнала с гетеродином, выдающим 2 сигнала со смещением в 90 градусов (синус и косинус).
Тем самым мы получаем комплексный сигнал (I и Q), с помощью которого достаточно легко добиться подавления зеркального канала и демодулировать полезный сигнал.

Устанавливаем среду разработки Quartus.

Начинаем с подключения АЦП (вход и тактовый сигнал). Т.к. внешнего кварцевого генератора нет, будем тактовать модуль силами самой FPGA (а это очень плохо в плане качества приёма, но для первой версии сгодится).

Добавляем вход кварцевого генератора планы FPGA (50 мегагерц).

Первым делом создаём гетеродин, настроенный на частоту приёма. Его задача состоит в переносе частот с диапазона радиоволн в звуковой.

Его параметры на скриншотах:

Для управления частотой гетеродина  в него необходимо передать слово частоты, задающее смещение фазы, для этого подготовим отдельный модуль. Сейчас частота будет статична, но дальше планирую менять её энкодером.

Слово частоты это число, получаемое делением необходимой частоты в герцах на частоту кварцевого генератора и умноженную на двойку в степени, равной разрядности DDS-генератора (гетеродина).

Полученный сигнал подаём на 2 смесителя (умножителя), которые обеспечивают смешивание сигнала АЦП (вход А) с сигналом гетеродина (вход B).

Полученный сигнал смещён на частоту гетеродина, т.е. выбранная частота теперь размещается в нулевой. А слева (да, в отрицательной части) и справа от неё находятся весь необходимый нам спектр.

Чтобы дальше эффективно работать с сигналом, нам необходимо его децимировать (уменьшить частоту выборок), эту роль выполняет CIC фильтр.

После этого частота выборок сокращается с 50 миллионов раз в секунду до 100 000.

Далее нам необходимо сделать полосовой фильтр, т.к. будем принимать SSB сигнал, то фильтр полоса пропускания потребуется в районе 2700гц. Для этого воспользуемся фильтром конечных импульсных характеристик (FIR).

Для его расчёта удобно использовать следующие программы:
Iowa Hills FIR Filter Designer
WinFilter

Также, фильтр сократит число выборок с 100 000 до 50 000, что подходит для вывода на динамик.

Далее сокращаем разрядность (количество бит) в потоке для дальнейшей обработки.
Ещё, потребуется PLL модуль для тактования частоты 50кгц (равной частоте дискретизации потока на текущем этапе).

Полученные сигналы уже можно выводить на динамик, но мы не избавились от основной проблемы приёмников прямого преобразования — зеркального канала. Т.е. слушая передачи слева и справа от принимаемой частоты будем принимать их одинаково хорошо. Необходимо получить однополосный приём.

Для этого поток Q (смешанный с синусом) необходимо довернуть по фазе на 90 градусов, тем самым потоки I и Q будут относительно друг друга в 180 градусах. Их дальнейшее сложение или вычитание будет давать USB и LSB полосу приёма соответственно, подавляя всё лишнее.

Помочь нам в этом может преобразователь (фильтр) Гильберта, рассчитанный в программе MatLab.

Т.к. фильтр Гильберта вызывает задержку сигнала на ((количество ступеней фильтра-1)/2) то необходимо задержать сигнал I на столько же шагов.

Далее мы можем сложить (или вычесть) коплексные составляющие сигнала, получив необходимую полосу приёма.

Итоговый результат подадим на дельта-сигма модулятор, смысл работы которого заключается в восстановлении синусоидального сигнала из ШИМ с помощью RC-цепочки (резистор 3.3к, конденсатор 47нф).

Программный код готов, можно привязать выводы в прошивке к ножкам FPGA.

Готово, можно включить приёмник, подключить антенну ко входу АЦП и наслаждаться его работой.

Следующим шагом наверное буду делать УВЧ, управление частотой, дисплей.

Исходники прошивки тут.

Вторая часть статьи.

При создании были использованы материалы следующих статей, без которых было бы не реально сделать хоть что-то, огромное спасибо авторам.

Простой одноплатный SDR трансивер. Выбор трансивера Информация о прошивках и программном обеспечении

Фанаты группы ПЕЛАГЕЯ («Полефаны») В Контакте

Концерт на площади Минина в Нижнем Новгороде 9 Мая 2013

Мини-концерт в Магасе (Ингушетия) 4 Июня 2014

Создайте тему (если она ещё не создана) на форуме http://ra3pkj.keyforum.ru

SDR HAM — Вводная информация

Внимание! В зимнее время возможен выход из строя микросхемы CY7C68013 из-за пробоя статическим электричеством, которое накапливается в воздухе и на окружающих предметах, а затем стекает по непредсказуемому пути. Необходимо, чтобы оборудование было заземлено, а земляная шина SDR была соединена с корпусом компьютера отдельным проводом. Прикосновение к платам и деталям на платах, которые подключены к оборудованию, производить только после снятия статического электричества с рук, например прикоснувшись к массивным металлическим предметам. НАСТОЯТЕЛЬНО рекомендую подключить корпус USB-разъёма (который на плате SDR) непосредственно к земляной шине SDR, для чего необходимо закоротить параллельную цепочку C239, R75 (около USB-разъёма).

По поводу приобретения чистых плат обращаться к Юрию (R3KBL) [email protected]

Скажу сразу — я не изготавливал этот трансивер, просто мне интересна сама тема и результаты. Тем более, что в трансивере применён синтезатор на AD9958 моей разработки, а также написана мной новая прошивка для интегрированного в плату USB-переходника, которая заменила исходную устаревшую прошивку «от немца» (об этом сказано ниже).

Общая информация

Трансивер SDR HAM является клоном SDR-1000, конструктивно разработан Владимиром RA4CJQ. В трансивере использованы известные схемные решения, наработанные многими радиолюбителями. Отличие от известного «киевского» клона SDR-1000UA довольно заметное. Краткое описание особенностей:

1. Одноплатная конструкция.

2. Усилитель мощности передатчика не менее 8 Вт (у кого есть талант, тот может выжать и больше).

3. Синтезатор частоты на микросхеме DDS AD9958 с низким уровнем спуров (синтезатор описан здесь: ).

4. Управление трансивером через USB (USB-переходник конструктивно описан здесь: , но для SDR-HAM прошивка специальная!!!).

5. Питание: +13,8В и двухполярное +-15В.

6. Двухступенчатый релейный аттенюатор на входе приёмника.

7. Измеритель КСВ и мощности.

8. Работа без тормозов в ЛЮБЫХ операционных системах Windows без установки драйвера (используется системный HID-драйвер самой Windows), что стало возможным после замены прошивки интегрированного в плату USB-переходника (об этом сказано ниже).

Информация о прошивках и программном обеспечении

Трансивер работает с официальными PowerSDR от FlexRadio Systems версий не выше 2.5.3 (начиная с версии 2.6.0 трансивер SDR-1000 и его клоны не поддерживаются), но работает с PowerSDR 2.8.0 от KE9NS, которая была в свою очередь адаптирована под SDR-1000 радиолюбителем Excalibur (последний писк моды). Здесь подробнее о этой версии 2.8.0 .

Контроллер AT91SAM7S (используемый для управления синтезатором на AD9958) следует прошивать как описано здесь: .

Теперь поговорим о прошивке микросхемы памяти 24C64, которая необходима для функционирования контроллера CY7C68013 в качестве USB-переходника. Исторически, когда трансивер пошёл в массы, в микросхему памяти «заливали» прошивку USB-LPT переходника от «немца» (описан у меня на сайте ), но как оказалось, в версиях Windows выше, чем Windows 7-32, прошивка по-человечески не работает. Тормоза и проблемы с цифровой подписью драйвера!!! (обладатели Windows XP и Windows 7-32 могут спать спокойно). Проблема была решена после написания мной новой прошивки, которая работает в любых операционных системах без тормозов и к тому же не требует установки драйвера (Windows сама найдёт в своих закромах HID-драйвер). Прошивка создана мной в содружестве с US9IGY.
Но есть нюанс — ПЕРЕпрошивка микросхемы памяти, находящейся на плате, требует упражнений с паяльником, так как связана с поднятием одной ножки микросхемы и подключением временного тумблера (об этом будет сказано ниже). Прошитие в плате ЧИСТОЙ микросхемы (т.е. в свежеизготовленном трансивере или когда микросхема памяти установлена их магазина) не требует дополнительных упражнений с паяльником. Оба варианта Вашего поведения описаны ниже:

1. чистую микросхему памяти 24C64 следует прошивать как описано здесь: , за исключением того, что используется специальная новая прошивка и не устанавливается упомянутый в конце указанной страницы основной рабочий драйвер. Скачать новую прошивку sdr_ham.iic: sdr_ham.zip . Прошивка прошивается в самом трансивере через USB (в этом же архиве лежит прошивка sdr_ham.hex для тех, кто пожелает прошить микросхему памяти вне трансивера, т.е. при помощи программатора). Перед прошиванием не забудьте переставить джампер на плате (который около 24C64) в положение разрешения программирования, а также не забудьте потом после прошивания вернуть его в первоначальное положение.

2. кто будет перепрошивать микросхему памяти 24C64 (которая имеет старую прошивку от «немца»), должен сделать всё тоже самое, что описано выше в пункте 1, но с учётом следующего: отпаять временно ножку 5 микросхемы 24C64 (делаем вид, что у нас чистая микросхема) и подключить её через тумблер, переставить джампер на плате (который около 24C64) в положение разрешения программирования и при разомкнутом тумблере подключить SDR к usb-гнезду компьютера. Далее включить питание SDR и запустить программу прошивальщика. Непосредственно перед прошиванием замкнуть тумблер. После прошивания выключить SDR и восстановить всё обратно.

Для справки. SDR (а точнее его USB-переходник) определяется компьютером как Устройство HID, в свойствах которого имеются следующие значения ID: VID_0483 и PID_5750.

После того, как все хлопоты по прошиванию завершены, можно смело выдохнуть и уже спокойно поместить в папку с PowerSDR файл Sdr1kUsb.dll от RN3QMP — cкачать sdr1kusb_rn3qmp.zip . В PowerSDR, в меню General -> Hardware Config поставьте галочку «USB Adapter».

Информация для обладателей различных других SDR-трансиверов!!! В прошивке микросхемы памяти 24C64 (для CY7C68013) я ограничился только тем, что необходимо для SDR HAM. Прошивка не предназначена для модернизации USB-переходников на CY7C68013 для SDR-1000 с DDS AD9854. Это подтверждается экспериментом UR4QOP в трансивере от UR4QBP — DDS AD9854 не работает! Так что констатирую, что прошивка предназначена только для SDR HAM. Что-либо адаптировать в прошивке для других применений (кроме как для SDR-HAM) не имею времени и мотивации.

Чистые платы от yuraws

Чистые платы с металлизацией отверстий, паяльной маской и маркировкой.

Прямая сторона:

Обратная сторона:

Схема

Скачать и распаковать схемы (а также чертежи платы с двух сторон) в формате PDF: sdr_ham_shema_pdf.7z Эти же схемы для общего ознакомления показаны ниже.

Входной аттенюатор, УВЧ:

Диапазонные полосовые фильтры (на схеме кольца Amidon указаны цветом — красные T50-2, жёлтые T50-6):

Смесители, усилители приёмника и передатчика:

Автоматика управления_1:

Автоматика управления_2:

Синтезатор частоты:

Переходник USB/LPT:

Микроконтроллер управления синтезатором частоты:

Усилитель мощности передатчика и АЦП измерителя КСВ и мощности:

Плата

Качественные чертежи платы в формате PDF находятся в том же документе, что и схемы (скачать в предыдущем параграфе). Ниже показан общий вид для ознакомления:

Дизайнерский проект

Скачать проект (со схемой и платой): project_sdr_ham.7z Просмотрщик AltiumDesignerViewer на официальном сайте: http://downloads.altium.com/altiumdesigner/AltiumDesignerViewerBuild9.3.0.19153.zip

Перечень элементов

Перечень от RA4CJQ сформирован автоматически программой разводки печатной платы, поэтому названия многих элементов носят не конкретный, а условный характер. Имейте в виду, что такие названия часто не пригодны для составления заказов на элементы в магазинах. Скачать перечень элементов в формате Excel 2007-2010 : sdr_ham.xlsx .

Перечень от Стива (KF5KOG). Этот перечень, кроме того, включает ссылки на магазины Mouser и Digikey (названия элементов кликабельны). Указаны названия по каталогу этих магазинов (они немного отличаются от названий самих производителей элементов): Parts List with Manufacturer part Numbers 18 Sep 2014.pdf

Ошибки и усовершенствования

Иногда от радиолюбителей поступают сообщения на форумах о замеченных ошибках, а также предлагаются различные усовершенствования. По мере возможности я буду здесь их публиковать.

#1. На плате перепутаны позиционные обозначения резисторов R90 и R94 в обвязке одного из транзисторов RD06 усилителя мощности. На рисунке правильное обозначение (резисторы помечены выделением):

#2. В схеме УВЧ, в цепи питания микросхемы DA1 AG604-89 резисторы R5 и R6 должны быть по 130 Ом каждый.

#3. Неоднократно сообщалось, что на чистых платах от производителя (ссылка на производителя вверху страницы) встречаются коротыши в зоне элементов ДПФ. Причём сопротивление коротышей может быть самым разным, например несколько Ом и выше. В режиме приёма это бывает не особо заметно на слух, а вот при передаче мала выходная мощность. Также коротыши встречались в зоне микросхем INA163, что выражалось в дисбалансе сигналов, подаваемых на левый и правый каналы звуковой карты. Часто коротыши не видны даже при большом увеличении. В таких случаях коротыши надо «выжигать» электрическим током небольшого напряжения, но достаточной мощности.

#4. Обратите внимание, что микросхема DD6 на плате изначально развёрнута на 180 град. по сравнению с микросхемами DD4, 8, 9. Это правильно! Можно машинально припаять DD6 аналогично DD4, 8, 9 и это будет не правильно.

#5. Трансивер требует для питания внешнее двухполярное напряжение +-15В (помимо напряжения +13,8В). В принципе можно питать от трансформаторного источника +-15В, но многие радиолюбители применяют микросхемы преобразователей DC/DC, мирясь с некоторым увеличением шумов от таких преобразователей. Для этого изготавливают платку, на которой распаивают микросхему и элементы обвязки, а саму платку размещают на плате трансивера. Используют микросхемы MAX743 (преобразователь из +5В в +-15В), ссылка на даташит http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX743.pdf , в даташите есть рисунок печатной платы, обвязка микросхемы достаточно сложна. Также используют микросхемы P6CU-1215 (из +12В в +-15В) или P6CU-0515 (из +5В в +-15В), требующих меньше элементов обвязки, ссылка на даташит http://lib.chipdip.ru/011/DOC001011940.pdf . Также упоминаются микросхемы RY-0515D и NMV0515S (обе из +5В в +-15В), последняя шумит мало. Надо сказать, что при использовании преобразователей из +5В в +-15В требуется увеличенный радиатор на стабилизатор +5В, т.к. ток потребления преобразователей заметный.

#6. Для получения выходной мощности 10Вт (и более) следует заменить транзисторы RD06HHF1 на RD16HHF1. Ток покоя каждого транзистора выставить 250мА. Если размер радиатора позволяет, то можно сделать ток покоя значительно больше. Stew KF5KOG в yahoo-группе предлагает поменять номиналы элементов обвязки этих транзисторов. Конденсаторы C254,268 изменить на 0,1 мк, а резисторы R91,102 изменить на 680 Ом.

#7. ВЧ-трансформатор на бинокле BN-43-202 на выходе усилителя мощности сильно греется. Предлагается заменить сердечник на трубки 2643480102 FERRITE CORE, CYLINDRICAL, 121OHM/100MHZ, 300MHZ. Размеры Dвнешн.12,3мм х Dвнутр.4,95мм х Длина 12,7мм, материал-43. Даташит http://www.farnell.com/datasheets/909531.pdf (на фото справа лежит для сравнения прежний трансформатор на бинокле):

Stew KF5KOG в yahoo-группе предлагает заменить сердечник на BN43-3312. Конденсатор C261 изменить на 100пФ, при этом выходная мощность на диапазоне 6м получается не менее 8Вт (при использовании транзисторов RD16HHF1). Вторичная обмотка 3 витка!

По-другому решал проблему радиолюбитель с ником Lexfx (форум CQHAM). Он установил дополнительный дроссель (на схеме красным цветом), при этом средний вывод бинокля уже не используется. Сердечник дросселя 10х6х5мм (вероятно 1000НН), 7 витков в два провода диаметром 0,8мм:

#8. Информация из yahoo-группы. Чтобы уменьшить шум УВЧ необходимо отрезать в одном месте земляную дорожку (на рисунке — Bridge gap), а в другом месте добавить SMD-индуктивность, разорвав в этом месте проводник (на рисунке — Cut Trace):

#9. Для выравнивания шумовой дорожки на панораме PowerSDR рекомендуют уменьшить величину ёмкости конденсаторов C104, 107, 112, 113 (на выходах смесителя FST3253 приёмника) до 0,012мк или даже до 8200пф.

#10. Ошибка при разводке платы. Выводы 2,3 (исток, сток) транзистора VT2 IRLML5103, подающего питание на микросхему УВЧ, надо поменять местами. Как это сделать, решайте сами. Возможно проводочками. Даташит IRLML5103.pdf

#11. Неудачная схема обхода усилителя мощности. При переходе на передачу кабель обхода остаётся подключённым к входу усилителя, что приводит к возбуду усилителя на частоте 50 МГц. Предлагается использовать свободные контакты реле K26 для полного отключения кабеля обхода. Реле К26 имеет две группы контактов. Выпаиваем К26 (если оно уже было впаяно) и выполняем согласно схеме и рисунку ниже. Используем обмоточный провод ПЭВ для перемычек. Возможно придеться немного подогнуть ножки реле перед запайкой. Будет почти не заметно. На фрагменте платы белыми чёрточками показаны места перерезания дорожек, а тонкими чёрными линиями показаны проволочные перемычки:

Радиатор — алюминиевая пластина толщиной 3…4мм, закреплённая снизу платы на стойках. Транзисторы усилителя мощности и стабилизатор +5В распаяны на обратной стороне платы и прикручены к радиатору.

Software Defined Radio -программно определяемое радио, новое течение в построении радиолюбительских конструкций, где часть функций приёмника (местами и передатчика) переложены на компьютер (микропроцессор, микроконтроллер). Взглянем на структурную схему:

Сигнал с антенны поступает на входные цепи, где отфильтровывается от ненужных сигналов, может усиливаться или делиться, всё зависит от задач устройства. В смесителе полезный сигнал смешивается с сигналами гетеродина. Да да, именно сигналами! Их два, и они сдвинуты по фазе на 90 градусов один относительно другого.

На выходе смесителя мы уже имеем сигналы звуковой частоты, спектр которых лежит от частоты гетеродина выше и ниже. К примеру: гетеродин равен 27,160мегагерц, а частота полезного сигнала 27,175мегагерц, на выходе смесителя мы имеем сигналы частотой 15килогерц. Да! Снова два. Их ещё называют IQ сигналами. Аудио усилителем уровень доводится до нужного уровня и подаётся на АЦП. По сдвигу фаз IQ сигналов, программа определяет выше или ниже гетеродина был полезный сигнал и подавляет ненужную зеркальную полосу приёма.
Примерно на тех же принципах кстати, работает и SDR передатчик: сдвинутый по фазам низкочастотный сигнал из ЦАП, смешивается с гетеродином в смесителе, на выходе мы имеем уже модулированный высокочастотный сигнал, годный для усиления по мощности и подаче на антенну.
Также следует отметить, что появились ещё более современные SDR системы, в них полезный сигнал напрямую подаётся на быстродействующий АЦП.

В радиолюбительской технике нижнего и среднего сегмента в основном, в качестве АЦП используется звуковые карты компьютера. Как встроенные в материнскую плату, так и внешние, подключаемые по USB или вставляемые в PCI разъём материнской платы. Причина этому проста: обычно встроенные в материнскую плату звуковые карты не блистают хорошими характеристиками и это компенсируют установкой внешних. Полоса обзора (полоса, в которой sdr способен принять полезный сигнал без перестройки гетеродина) напрямую зависит от звуковой карты: чем выше частота которую способна оцифровать звуковая карта, тем шире полоса обзора. Обычно это значения 44 килогерца(полоса обзора 22), 48 килогерц(полоса 24), 96 килогерц(48)и даже 192(96) килогерца. В технике высокого сегмента применяют качественные и дорогостоящие АЦП, сигнал с которых преобразуют встроенным в SDR микропроцессором к понятному компьютеру.
Основное примущество SDR технологии в радиолюбительской практике: это большое количество видов модуляций, регулируемые параметры трансивера (ведь обработка сигналов идёт программно) и панорамный обзор диапазона.

Так как SDR трансиверы и приёмники по сути своей есть приёмники и трансиверы прямого преобразования, будет полезно ознакомиться с теорией процессов происходящих в данных устройствах. Как именно выделяется или формируется нужная боковая полоса в SDR становиться понятно после прочтения документа.

Самое главные достоинства SDR — потрясающая панорама событий эфира, когда вы не просто тупо уставились в цифровую шкалу, а видите и ощущаете реальную его обстановку. Второе качество — «обалденный» приемник, который почему то не шипит и не шумит позволяя сделать любую мыслимую полосу пропускания без «перезвонов» и дополнительных затрат.

Впервые я попробовал SDR в 2010 году. С того времени я прочно оседлал этого коня и в ближайшей обозримой перспективе не собираюсь с него слезать. Ни один самый лучше — дорогущий Yaecomwood/Елекрафтор более не достоин моих ушей. Я лишь сожалею о том, что не удосужился сделать этого раньше. Информации было достаточно, но смущало необъяснимое внутреннее предубеждение, как по всей вероятности и многих нынче.

Поскольку в моем шэке перебывали почти все известные SDR аппараты, то думаю, что могу дать неискушенному в вопросе аматору совет по выбору достойного приобретения.

Первое поколение СДР

Все началось с американца Flex-1000. Благодаря подвижническим усилиям группы энтузиастов, среди которых в первую очередь отмечу RW3PS и UT2FW, SDR-техника получила достаточно широкое распространение на просторах СНГ. Появились клоны тысячника. Я сам начинал с модели от UR4QBP. Именно тогда я понял — это радио мечты и надо двигаться дальше. Тысячники и их многочисленные клоны конечно же остаются работопригодными, но начиная со второй версии управляющей программы PowerSDR фирма FlexRadio более эту серию не поддерживает. Поскольку прогресс двигается вперед семимильными шагами, считаю приобретение Flex-1000 подобного трансивера занятием бесперспективным. Кроме всего прочего надо углубленно дружить с HT.

Уходящее поколение от FLEX

Flex-5000 несомненно самый совершенный из всей линейки. У него великолепные параметры приемника, 100 ватт выходной мощности, автотьюнер. Особым его качеством является мощнейший антенный селектор, который позволяет коммутировать и антенны и дополнительные конверторы, трансиверы, приемники, сплиттеры в самых немыслимых комбинациях. Плюс возможность опциональной достройки трансивера вторым автономным приемником (с такими же высокими параметрами) и VHF/UHF трансвертером. Одним словом ЭКСТРА класс. Два недостатка. Первый — необходимость иметь в компутере специфический порт IEE1394 (FireWire). Второй — относительно высокая цена. Базовая конфигурация около 3тд. (Фирмой была выпущена модификация 5000С, которая представляла из себя моноблок с компьютером вместе. Во-первых, это безумно дорого. Во-вторых, это путь в никуда, т.к. компьютерный прогресс на столько стремителен, что не успеваешь за ним угнаться. Встроенный в 5000С компутер по сегодняшним меркам допотопен).

Flex-1500 маленький симпатичный аппарат на USB шнурке. Для тех, кто не бьется в контестах, для тех у кого ограниченный бюджет эта игрушка в самый раз. За 600-700 у.е. вы получаете визуально то же самое, что и в других SDRах — шикарную панораму ничем не отличающуюся от старших братьев. Ведь управляющая программа PowerSDR от FlexRadio единая для всей линейки серии 1000-1500-3000-5000. Приемник здесь середнячок, т.к. используется не самый продвинутый аудио кодек в основном и определяющий качественные показатели ресивера (хотя как смотреть: в ранге таблицы QST Magazine Product Reviews он выше, чем многокилобаксовые топ-модели).

Flex-3000 — на мой взгляд оптимальный вариант, лучший выбор по соотношению цена/производительность. В начале его от меня отталкивала некая несуразность внешнего вида, но это свойство оказалось абсолютно обманчивым. Аппарат превосходно вписался на моем рабочем столе и является ныне основным. Приемник почти такой же как и у старшей модели 5000. Меньше полоса обзора, она равна 96 кГц против 192-кГц у Flex-5000. Но, к слову, 96 кГц наиболее удобная полоса обзора. Она прекрасно сочетается и с цифровыми программами. На выходе передатчика имеем 100-120 ватт и автотьюнер, что является плюсом при отсутствии антенн. Аппарат весьма неприхотлив, легко разбирается для чистки и ремонта, если таковой понадобится. Добавлю. Для снижения уровня шума я заменил вентиляторы охлаждения. Теперь трансивер практически не слышно.

Замечу, клонов этого поколения от наших умельцев не последовало, т.к. кроме схем «железа» требовались микропрограммы управления Firmware, а такое по всей видимости оказалось недоступным и непосильным.

Новое поколение SDR

Основано на технике прямой оцифровки радиочастотного сигнала — DDC . Лидером здесь несомненно является открытый проект HPSDR начавший свой путь с публикации Phil Harman VK6APH (now VK6PH) в 2008 году и впервые презентованный на Dayton Hamvention в 2010 году. Итогом проекта стал одноплатный трансивер HERMES , на базе которого сделано ряд законченных конструкций: индийские Anan и Angelia, украинский DUCSI.VD, воронежский конструктив с 300-т ваттным усилителем, и, вероятно, есть иные производители. Аппарат суперский. Заполучив плату HERMES и приделав к нему любой подходящий усилитель коротковолновик получает непревзойденный инструмент для работы в эфире. Плату с небольшим (до 10-15 ватт) можно встроить в отсек жестких дисков компутера и запитать его от того же БП. При этом получается замечательный моноблок. Дополнительный плюс — управляющая программа построена на базе PowerSDR, что позволяет оператору не переучиваться и не перестраиваться на новый лад. Имеется встроенная возможность управления трансивером с помощью медийного пульта HERCULES. Для HERMES создано ряд интересных программ и полезных программ сторонними программистами. Одна из них HermesVNA, превращающая трансивер в высокоточный векторный анализатор (аналог многокилобаксовых приборов). Ныне приверженцы HPSDR начали осваивать технологию линеаризации амплифайеров при помощи компенсации предискажений. Почитать, посмотреть и «пощупать» можно по этой ссылке. Эффект ошеломляющий.

Таганрогскими радиолюбителями-конструкторами создан российский DDC трансивер SunSDR2 . Принцип работы тот же самый, детали разные. Но программная оболочка имеет иной внешний вид, к которой прежнему владельцу Flex подобных систем придется приспосабливаться. Но в конце-концов это дело вкуса и привычек. Сам аппаратик замечательный, у него большое будущее по развитию программного обеспечения. Нельзя сбрасывать со счетов, что это отечественный производитель, а значит гарантийное и постгарантийное обслуживание не будут обременительными. Для информации: пустячный ремонт Flex-5000 в Штатах обошелся моему другу в полтыщи зеленых. В то же время стоит обратить внимание на любопытную статью RN3KK.

Интересна разработка DDC трансивера ZS-1 из С-Петербурга. Хотя динамические качества приемника выше, чем у таганрогской модели, есть и несомненный недостаток — отсутствие встроенного DAC, что приводит к ощутимым задержкам сигнала в процессе его обработки.

Тем не менее, программа Zeus Radio сейчас находится в стадии активного развития и кто знает что будет дальше. Желание авторов сделать её мультиплатформенной вызывает уважение. Парни из Питера стремятся к развитию.

В ближайшие дни на рынке должен появится итальянский DDC трансивер FDM-DUO , который позволяет работать и без компьютера, т.е. имеет встроенный блок DSP и управляющую микроЭВМ.

А что же легендарный Flex?

Фирма в 2013 году выпустила на рынок линейку DDC трансиверов 6000 серии . Принцип обработки тот же, что и в HPSDR. К сожалению ценовая политика производителя направлена на состоятельных покупателей. Программное обеспечение до конца не доработано и первая полнофункциональная версия SmartSDR ожидается лишь к концу 2014 года и будет платной для последующих обновлений.

Мне видится, что клоны HPSDR вскоре будут «шлепать» как пирожки на рынке самые разные производители, в том числе и ребята из поднебесной. Так что скорее всего политику ценообразования флэксам придется поменять.

В конце апреля 2014 появился самый маленький (100х75мм) DDC трансивер HiQSDR-mini от David Fainitski из Германии, который изначально задумывался как клон всем известного HiQSDR, однако впоследствии, схемотехника ушла от оригинала значительно. По заявлению автора это будет самый дешёвый на сегодняшний день SDR DDC трансивер.

Предысторией HiQSDR-mini явился SDR DDC приёмник Minor того же автора с размерами PCB 90х60мм. Приёмник классный, слов нет. Великолепно работает под PowerSDR (by OpenHPSDR). Реализация VAC&CAT — 100%. Встроенная поддержка Hercules DJ Control. Что очень понравилось: минимальная задержка обработки сигнала (сравнивал с IC-756, сигналы идут почти вровень). Такой задержкой можно пренебречь даже при приёме скоростного CW.

В июле 2014 David подготовил к выпуску окончательный вариант Minor ver.1.7. В приёмнике добавлены существенные модернизации ещё более улучшающие качество приёма, в т.ч. и диапазонные полосовые фильтры на входе. Размер приёмника в корпусе наряду с его высочайшими параметрами вызывает восхищение, всего 98х70мм. Это в полтора раза меньше моего мобильника. Цена на приёмник весьма демократичная и на сегодня это самый дешёвый на мировом рынке DDC RX такого класса (250 у.е).

Как и следовало ожидать, Flexradio Systems выпустила на рынок модель 6300 по более-менее вменяемой цене $2,499.00. То есть, это такое своеобразное подобие Flex-3000 из прошлой линейки. Параметры почти те же, что и у старших братьев 6000, но без излишеств и фенечек. Зато полезные опции как автотюнер, пульт с валкодом и кнопками управления придётся покупать за отдельную плату. Радует бесплатная доставка, правда не ясно касается она всего шарика или только штатов.

Борис RW6HCH приобрёл готовую плату HiQSDR-mini и на её базе изготовил законченный DDC трансивер:

Результатом остался доволен.

Вывод

Если есть желание попробовать SDR технику и не морочить себе голову компьютерными и сетевыми познаниями, начните с недорогого, но классного DDC приемника Afedri (скачал/запустил бесплатную программу и работай — практически plug-n-play). Его можно использовать и в связке с обычным трансивером. Весьма подходящим и более продвинутым вариантом для решения такой задачи может быть и DDC приёмник Minor у которого и динамика выше и задержка обработки сигнала меньше. Если же есть желание сразу пересесть на СДР — прямой путь к подходящей конструкции DDC трансивера. Все дело в ваших возможностях.

Много разговоров о трудностях использования SDR в соревнованиях. В основном они исходят от тех догматов, кто SDR видел лишь на картинках. Не вдаваясь в детали подчеркну, что именно SDR предоставляет уникальные возможности для участия в соревнованиях, которых традиционный сундук не имеет принципиально. На вскидку, победа в Кубке России, победа в SAC contest, победа в первенстве ЮФО, победа в подгруппе CQ-M, ряд призовых мест в достаточно престижных контестах 2012года и пр и тд. Хотя я не контестер в полном понимании этого слова. Так себе, суечусь по старой памяти 😉

Владельцу SDR следует обратить внимание на компутер и монитор. Первый должен быть достаточно высокопроизводительным и безотказным. Второй с максимальными физическими размерами и разрешением с тем, чтобы на одном экране разместить возможно большее количество окон с запущенными программами. Я использую монитор 27″ с разрешением матрицы 2560х1440. Хотя и люблю ноутбук, но считаю его малоподходящим для радиолюбительского шэка.

Сегодня любительская радиостанция должна строится не на основе приемопередатчика (как многие ошибочно считают), а на основе хорошего компутера, который связывает все устройства радиостанции, Интернет, оператора в единое информационно-коммуникационное поле и позволяет решать задачи любительской связи на самом современном уровне.

Удачи. 73,
de R6YY

Традиционно, на протяжении последнего столетия преобладал один единственный метод, ставший классическим, — это вращение ручки настройки определённого узла внутри радиостанции (входной контур, гетеродин, синтезатор). То есть, настройка, связанная с механическим или электрическим изменением одного или нескольких её. Этот метод настройки накладывает ряд ограничений для операторов радиостанций. В один момент времени мы можем принимать передачу только от одной станции. Для того чтобы послушать другую станцию, нам нужно, прежде всего, потерять предыдущую станцию и затем настроиться на новую. А это уже некий процесс, занимающий определённое время и исключающий в принципе комплексное и полное восприятие радиоэфира как источника информации. Ограниченность этого метода такова, что мы не можем увидеть живой эфир. Сначала обязательно нужно просканировать определённый участок, а потом развернуть «замороженное» изображение, как это пока реализовано в большинстве трансиверов компании Yaesu.
Кроме того, как известно из теории построения современных радиоприёмных устройств, основное усиление в супергетеродинных приёмниках обеспечивает его усилитель промежуточной частоты (УПЧ), который и определяет реальную чувствительность приёмника, т. е. его способность принимать слабые сигналы.
Фильтры сосредоточенной селекции (ФСС) этого тракта обеспечивают селективность (избирательность) приёмника по соседнему каналу. Лучше всего с этой задачей справляются кварцевые фильтры, имеющие крутые скаты характеристики.

На приведённом рисунке показана характеристика фильтра. Его полоса пропускания (ПП) определяется по уровню 0,7·К, где К – коэффициент передачи фильтра. Из рисунка видно, что амплитуда помехи значительно ослаблена относительно амплитуды полезного сигнала: К2 Отсюда очевидно, что чем более пологие скаты характеристики, тем меньше подавляется сигнал мешающей помехи и наоборот. Селективность по соседнему каналу – это параметр характеризующий, способность приёмника выделить нужный сигнал на данной частоте в заданной полосе.
Помимо селективности по соседнему каналу в супергетеродинах существует такое понятие, как селективность по зеркальному каналу, которая определяется конструкцией входных цепей приёмника.
Но самая главная особенность супергетеродинных приёмников заключается в том, что чем ниже значение его промежуточной частоты, тем более прямоугольные скаты характеристики его полосовых фильтров можно получить и тем выше селективность по соседнему каналу. Но, чем ниже значение промежуточной частоты, тем хуже селективность по соседнему каналу. Поэтому, выбирали компромиссное значение промежуточной частоты 465 кГц для радиоприёмников, выпускавшихся в СССР и 455 кГц для современного радиооборудования. Чтобы улучшить селективность по зеркальному каналу, приходилось применять схемы с двойным и тройным преобразованием. Но, при этом, увеличивались собственные шумы приёмника, а увеличение количества смесителей приводило помимо этого ещё и к ухудшению динамического диапазона приёмника и к снижению устойчивости этих приёмников к интермодуляционным помехам. Динамический диапазон определяет способность принимать слабый сигнал на данной частоте, когда рядом в стороне на другой частоте включается другая мощная станция. Он определяется линейным участком характеристики и ограничен «снизу» собственными шумами приёмника, а «сверху»-нелинейностью элементов схем смесителей. В современном эфире уровень сигналов в антенне приёмника может достигать нескольких сотен милливольт. При таком уровне входного сигнала приём уже не возможен и фактически блокируется. Понятие «динамический диапазон» описывает максимальные уровни сигналов, подаваемых на вход приёмника при которых радиоприёмный тракт способен нормально работать и не перегружаться. Типовые цифры динамического диапазона для трансиверов сегодняшнего дня составляют 80…100 дБ и позволяют комфортно работать в эфире на одном диапазоне, даже если в радиусе до 1км от вас будет находиться соседняя радиостанция с мощностью 100 Вт.

Основной особенностью трансиверов, выполненных по классической схеме с несколькими преобразованиями, являются повышенный уровень тепловых шумов всех полупроводниковых элементов тракта на выходе радиоприёмника. Чем больше в тракте элементов преобразования и усиления, тем, соответственно, выше уровень шумов на выходе. Сюда же прибавляются шумы синтезаторов и других генераторов. Применение автоматической регулировки усиления слабо влияет на общий шум тракта, т.к. количество элементов усиления/преобразования остаётся постоянным. Проявляется эта проблема как постоянный назойливый шум в наушниках или динамике радиоприёмника даже с отключенной антенной. При подключении антенны — этот шум может маскироваться шумами радиоэфира, но при этом теряется самое главное — хорошо слышимая любым ухом прозрачность эфира!
С широким распространением в последние 20 лет цифровой техники и алгоритмов цифровой обработки сигналов (ЦОС или DSP по англ.), в тракт обработки ПЧ стали внедрять микропроцессоры DSP. Это позволило существенно улучшить качество основной селекции сигнала (Полоса фильтра от 50 Гц, уровни подавления соседнего канала до -100 дБ) и ввести множество дополнительных и полезных функций, начиная от отчистки спектра принимаемого сигнала от шумов и помех до декодирования цифровых видов модуляции.
Внедряя в один корпус несколько радиоприёмных трактов с несколькими трактами ПЧ и DSP, производители научились реализовывать такую новую и популярную функцию, как отображение панорамы спектра на рабочем диапазоне. Больше всех в использовании этой технологии преуспела компания ICOM.
Однако, когда с применением DSP максимально улучшилась селекция по соседнему каналу приёма, на первый план вышло несколько проблем, которые в предыдущих реализация тракта ПЧ были решены примерно на одном уровне с трактом ПЧ и не были так актуальны. Это избирательность по побочным каналам приёма и динамический диапазон принимаемых сигналов.
В любом варианте построения приёмного тракта с одной или несколько промежуточных частот всегда будут присутствовать побочные каналы приёма. Это так называемые зеркальные каналы от частот ПЧ и каналы от преобразования на гармониках. Их появление связано как с математикой преобразования сигналов, так и с нелинейностью элементов преобразования, без которых обойтись нельзя в принципе. Количество побочных каналов приёма может быть очень большим и зависит от количества ПЧ и их номинала. Производители пытаются решить возникающие проблемы самыми разными способами и ухищрениями, придумывая новые способы подавления побочных каналов приёма. Это и минимизация количества ПЧ, и выбор ПЧ намного выше частоты принимаемых сигналов, и применение сложных схем предварительной селекции. На сегодняшний день, типовая цифра подавления зеркальных каналов составляет примерно -60…-70 дБ. Её достаточно для того, чтобы в современном перегруженном эфире более или менее находится комфортно.
Избавится если не от всех, то хотя бы от большинства описанных выше проблем позволили методы прямого преобразования сигналов из радиодиапазона в спектр звуковых частот и обработка конечного сигнала фазовым способом, где основное усиление и обработка сигнала происходит не на промежуточной, а на низкой (звуковой) частоте.
Принцип прямого преобразования был известен ещё в 30-х годах прошлого века. Но в то время, при той элементной базе получить приемлемое качество приёма было невозможно. Радиолюбители вернулись к приёмникам и трансиверам прямого преобразования уже в 70 года прошлого века. У нас в стране пионером в этой стал Владимир Тимофеевич Поляков, который написал множество статей и выпустил книги по технике прямого преобразования. Опубликованные им практические схемы приёмников и трансиверов, работающих на принципе прямого преобразования, повторили многие радиолюбители, в том числе и начинающие. Но в то время элементная база не позволяла добиться ощутимого преимущества, кроме себестоимости по сравнению с супергетеродинами. В настоящее время, с появлением компьютеров, имеющие современные звуковые карты, на которых производится основная обработка сигналов, техника прямого преобразования переживают своё второе рождение.
Сегодня компьютер всё больше и больше входит в нашу жизнь. Если раньше, ещё каких-то 15 лет назад применение ПК ограничивалось только ведением аппаратного журнала, управлением трансивера по САТ-интерфейсу да обработкой сигнала в цифровых видах связи, то уже сейчас все производители современного оборудования стремительно внедряют самые передовые инженерные решения в схемотехнику современных трансиверов. Со стремительным увеличением вычислительных мощностей и миниатюризацией интегральных схем, появилась возможность широкого внедрения микропроцессоров. Сначала обрабатывали детектированный НЧ сигнал, потом стали оцифровывать сигнал уже на низкой, приближенной к звуковой ПЧ – 12..48 кГц, и уже программно кодировать/декодировать любые виды модуляции. Осталась всё та же технология основной фильтрации и обработки сигнала на промежуточной частоте. Весь упор делается на расширении сервиса управления и отображения, пока в 2004-2006 годах на рынок радиосвязи не вышла компания Flex-radio, начавшей серийной производство трансивера Flex SDR-1000 (Software Define Radio — программно определяемое радио), работающего по принципу прямого преобразования. Технологически, это позволило значительно упростить схему и снизить себестоимость по сравнению с классическими трансиверами. В конструкции осталось только несколько узлов: синтезатор частоты, управляемый от компьютера, смеситель приёма и передачи, малошумящий УНЧ, узлы коммутации приёма/передачи, усилитель мощности передатчика и диапазонные фильтры.
Примерно с 2005 года по всему миру сразу несколько компаний, а так же энтузиасты-одиночки начали копировать трансивер SDR Flex-1000 со всякими модификациями и без оных. Самым известным и популярным в России стал клон трансивера от г-на Тарасова, UT2FW. Только благодаря его усилиям для многих россиян стал доступен 3-х платный, во многом улучшенный вариант-клон трансивера SDR Flex-1000, а так же 100 Ваттный полностью законченный вариант трансивера.
В России SDR трансиверы стали известны благодаря таганрогской компании Expert Electronics, которая в 2007 году начала выпускать свой вариант SDR-трансивера под наименованием Sun SDR-1 . Он является улучшенной копией трансивера Flex-1000 и принципиально иной схемой управления. Если оригинальный трансивер Flex-1000 имел управление по морально устаревшему параллельному интерфейсу LPT, то разработчики Sun SDR-1 управление трансивером реализовали через USB-интерфейс и полностью с нуля написали свою программу трансивера. Примерно в конце 2005 — начале 2006 года, происходит действительно эпохальное событие, с которого начался переворот в мире радио и широкое распространение архитектуры DDC.
Российская компания из Таганрога Expert Electronics весною 2012 объявляет о выпуске своего новой рации Sun SDR2 .
В конце лета 2012 года они выпускают в продажу свои первые готовые трансиверы. Таганрогцы выпуситили не просто относительно дешевый и функционально законченный DDC/DUC трансивер на КВ диапазон, но ещё смогли реализовать в нём работу на УКВ-диапазоне, сделали беспроводную связь с трансивером — полное управление по Wi-Fi, а также все ПО для трансивера написать сами с нуля.
Смесители, применяемые в современных приёмниках, выполненных по SDR технологии, построены по двойной балансной схеме и вносят минимум потерь. Благодаря тому, что в качестве элементов смесителя используются аналоговые высокоскоростные ключи – такой смеситель практически не шумит. Всё усиление происходит на низкой частоте и обеспечивается специализированными малошумящими микросхемами. Для того, чтобы сохранить высокое значение динамического диапазона АЦП, усиление УНЧ выбрано минимально возможным. Оно только компенсирует потери в смесителе и входных цепях. С выхода АЦП оцифрованный сигнал обрабатывается уже программным методом.
Например, в трансиверах Flex SDR это усиление соответствует 20 дБ. Дополнительное усиление осуществляется регулировкой малошумящего усилителя (МШУ) по низкой частоте. Даже без предусилителя чувствительность трансиверов Flex SDR, составляет -116 дБм – это соответствует 0,35 мкВ. С включенным предусилителем в среднем положении чувствительность улучшается до значения -127 дБм или 0,099 мкВ, с максимальным усилением чувствительность составляет уже -139 дБм или 0,025мкВ и ограничена уже шумами самого предусилителя.
По сравнению с обычными трансиверами, SDR выигрывает не только по чувствительности, но и по «шумности», что является одним из главных субъективных оценок качества работы трансивера.
Структурная схема распределения усиления по основным блокам приведена ниже.

Итак, одной из самых главных характеристик радиоприёмного тракта является его способность выделять полезный сигнал необходимой полосы на любой из рабочих частот с минимальными искажениями и минимальной неравномерностью.
Даже самый простой SDR трансивер семейства Flex, практически превосходит все аппараты по чувствительности, хотя и уступает по динамическому диапазону. Динамический диапазон АЦП AIC33 в 16-битном определяется его избирательностью по побочным каналам, по зеркальным каналам, и точкой компрессии. В SDR-трансиверах точка компрессии обычно имеет высокий уровень. Избирательность по зеркальному каналу в SDR-технологии обеспечивается правильной симметрией и точностью квадратурных сигналов гетеродина и каналов обработки по НЧ. Фактически это обеспечивается технологичностью сборки печатной платы, правильностью разводки принципиальной схемы и правильностью проектирования схемы. Все неточности технологического цикла автоматически компенсируются уже в программе обработки цифрового потока.
В SDR трансиверах сигнал с помощью единственного смесителя переносится с радиодиапазона на низкую ПЧ (0-100 кГц) и оцифровывается с помощью звуковой карты, а дальше программными методами демодулируется нужная полоса частот с нужным видом модуляции. Для вычисления фазовым методом требуется пара максимально идентичных каналов приёма сдвинутых по фазе на 90 градусов. В результате преобразования сигнала в 2-х каналах мы имеем зеркальный канал, отстоящий на 180 градусов относительно прямого канала и легко задавливаемый программными методами на -100…140 дБ. Ещё проще получается селекция сигнала по соседнему каналу. При использовании ЦОС, уровень подавления соседнего канала примерно равен динамическому диапазону АЦП DSP — т.е. легко укладывается в цифры -100…-120 дБ с коэффициентом прямоугольности фильтра очень близким к 1.
Достичь подобных цифр подавления при использовании аналоговых фильтров в принципе невозможно. Для сравнения, подавление соседнего канала хорошим кварцевым фильтром на уровне -60дБ происходит при отстройке на 1…2 кГц. В программном фильтре подавление на -100 дБ происходит при отстройке всего на 50-100 Гц. Это разница хорошо заметна в случае, когда соседний сигнал идёт с уровнем 9+40…+60дБ. На классическом аналоговом трансивере вы теряете эфир, пока не отстроитесь от соседней станции примерно на 5…25 кГц. При использовании SDR-трансивера, сузив программный фильтр на 50-200 Гц, вы мешающий сигнал практически перестаёте слышать.
Наличие всего одного смесителя в тракте обработки сигнала, существенно повышает «прозрачность» эфира. Вы слышите самые слабые сигналы и легко их разделяете с самыми сильными, вы слышите ушами «глубину» и чувствуете «динамику» радиоэфира. А комплексная работа со всеми сигналами в полосе 100 кГц позволяет графически легко развернуть спектр полосой до 200 кГц в реальном масштабе времени и сделать с ним то, что вам заблагорассудится. Никакая классика не способна на такое при аналоговой обработке сигналов!
Блок-схема трансивера Sun SDR2 приведена ниже.

Отдельный разговор касается прорисовки панорамы спектра. Максимальное разрешение экрана монитора, на котором отображается спектр, составляет всего 1080 точек. В продвинутых видеокартах есть возможность растягивать спектр на 2 монитора — видео драйвер системы Windows это позволяет сделать. В итоге получается максимум 2160 точек. Из всего количества точек полную ширину зачастую используют очень редко, небольшую часть точек занимают бордюры и обрамления окна программы, и достаточно часто окно спектра панорамы держат развёрнутым не на весь экран, а лишь небольшую её часть, т.е. используется 30…60% от максимального количества точек.
При расчёте спектра и фильтров используются сложные математические алгоритмы функций быстрого преобразования Фурье (БПФ). Количество точек отсчётов при БПФ-обработке обычно берут с небольшим избытком — 4096, 8192 и совсем редко для специфических задач больше 16384 точек. Чем больше используется точек — тем визуально спектр выглядит красивее и позволяет более детально рассмотреть элементы сигнала при его увеличении. Однако, увеличивается и количество расчётов, время расчёта, время прорисовки спектра. Но, даже 32768 тысячи точек — это сущий мизер по сравнению 30…60 миллионами отсчетов, которые поступают из АЦП.

Помимо основной программы (Expert SDR2), можно открыть окна других программ, например, аппаратный журнал (UR5EQF Log 3) и т.п.

Ниже приведена фотография печатной платы трансивера

Управление с компьютера в нём можно осуществлять при помощи отдельного WI-FI модуля, который приобретается отдельно.

2013 год замечателен тем, что у любителей SDR наконец-то появился выбор, а не просто метания от 20-долларового RTL-SDR к 700-долларовому USRP. Сразу несколько девайсов позволяют подобрать трансивер под конкретную задачу. Давай посмотрим на сильные и слабые стороны каждого.

Самое доступное полноценное SDR. Это уже не первый удачный продукт Майкла Оссмана, в прошлом выпустившего первый бюджетный Bluetooth-снифер Ubertooth (см. статью «Хакерский чемоданчик» в августовском «Хакере» за прошлый год). Майкл уже провел успешную кампанию на Kickstarter, собрав на производство HackRF около 600 тысяч долларов. Первые 500 предпродажных образцов уже были выданы бета-тестерам, и на основе их отзывов будут исправлены недочеты в финальном продукте.

HackRF’у из коробки доступен достаточно широкий диапазон частот, от 30 МГц до 6 ГГц, что сравнимо с более дорогими устройствами из семейства USRP (50 МГц — 6 ГГц). Частота дискретизации составляет 20 МГц. Это значит, что с помощью приемника можно будет анализировать, например, Wi-Fi-сигнал на частоте 5 ГГц и высокоскоростные LTE-передачи. В более дорогой комплектации идет конвертер Ham It Up, с помощью которого можно будет улавливать сигнал на частоте от 300 кГц.

Среди недостатков можно отметить то, что HackRF работает только в режиме полудуплекса, то есть в один момент можно либо отправлять, либо принимать сигнал. Для переключения между режимами каждый раз придется отправлять соответствующую команду, что может добавить нежелательную задержку. Однако при желании можно объединить два приемника и получить поддержку полного дуплекса. Также, в отличие от bladeRF и более дорогих USRP, HackRF использует USB 2, а не USB 3. Кроме того, в HackRF используется 8-битный АЦП (у bladeRF — 12 бит), что негативно сказывается на точности срабатывания.

Еще один успешный проект с Kickstarter’а. BladeRF работает с меньшим по сравнению с HackRF диапазоном частот, от 300 МГц до 3,8 ГГц, так что 5-гигагерцовый Wi-Fi-сигнал ему недоступен. Также ведется работа над дополнительной платой, которая должна позволить прием сигнала на частоте от 10 МГц.

Отличительная особенность bladeRF — возможность работы в режиме полного дуплекса. По сравнению с HackRF данный приемник имеет большую частоту дискретизации (28 МГц), большую разрядность АЦП (12 бит) и поддержку USB 3.0. С использованием USB 3 в SDR-приемниках связаны определенные опасения, так как это может вносить помехи на частоте 2,4 ГГц, поэтому bladeRF поставляется с дополнительным экранированием чувствительных элементов.

UmTRX

Устройство от Fairwaves не вписывается в обзор по цене, но достойно упоминания просто потому, что было разработано российской командой. Это единственный полноценный (не MIMO) двухканальный приемопередатчик в этом обзоре. В качестве радиочипов используются два чипа LMS6002D, поэтому частотный диапазон и разрядность ЦАП/АЦП полностью совпадают с bladeRF, использующим тот же чип. Трансивер разрабатывался с большим фокусом на телеком, поэтому и частота дискретизации совпадает с таковой у GSM и составляет 13 МГц. Заменой опорного генератора можно довести частоту дискретизации до 20 МГц, а в будущих версиях UmTRX — до 40 МГц. Кроме стандартной прошивки, есть прошивка, поддерживающая четыре канала приема без передачи.

Кроме двухканальности, отличительная черта UmTRX — это индустриальное исполнение, использование «взрослого» 1Gb Ethernet вместо USB и наличие на борту приемника GPS — для обеспечения высокой точности опорного генератора, требуемой для таких стандартов, как GSM. Всеми этими наворотами и объясняется высокая цена устройства.

USRP B100 Starter/B200

Сразу два устройства в семействе USRP можно приобрести по одной и той же цене. При этом B100 значительно уступает более дешевым HackRF и bladeRF. Ему доступен диапазон частот от 50 МГц до 2,2 ГГц, а частота дискретизации составляет 16 МГц. При этом для подключения в B100 используется USB 2. В обеих моделях доступен режим полного дуплекса.

B200 работает с более широким диапазоном частот, от 50 МГц до 6 ГГц. Частота дискретизации составляет 61,44 МГц. Для подключения в B200 используется USB 3. Более дорогая (1100 долларов) версия B210 оснащена двумя передатчиками.

Сильная сторона USRP заключается в том, что эти продукты существуют на рынке с 2006 года и за это время успели обрасти огромным количеством стороннего софта и наработок.

Вывод

Будущее SDR выглядит как никогда позитивно: на рынок выходит сразу несколько доступных трансиверов. HackRF, благодаря своей цене, возможностям и открытости, станет хорошим выбором для начинающих пользователей. Более мощный bladeRF с его навороченным FPGA и поддержкой USB 3 лучше подойдет для автономных проектов, ну а многофункциональные USRP B100 и B200 вплотную приближают любительский сегмент рынка к «взрослым» решениям уровня N210.

Начинающим радиолюбителям — LiveJournal

Всем привет! Уже много лет простым радиолюбителям доступно изготовление промышленных печатных плат заводского качества. В связи с этим было принято решение перенести наш самодельный конвертер на такую, заводскую плату. И это решение принесло плоды — приём существенно улучшился. Но, обо всём по-порядку.

Эту версию конвертера назвали 1.1. Вот его схема:

В принципе, ничего особого не изменилось. Немного подкорректировали данные ФНЧ, ФВЧ и фильтра по питанию. Изначально мы планировали собрать конвертер, в котором после кварцевого генератора будет стоять ФНЧ на 50МГц, вы его увидите чуть ниже на фотках платы. Однако, как показала практика, он и не особо нужен, да и может внести трудности. Дело в том, что некоторые кварцевые генераторы выдают сигнал всего 0.8В, а ФНЧ его гасит почти в ноль, тем самым, не позволяя конвертеру работать. Поэтому было принято решение от него отказаться.

Конечно, можно было бы собрать усилитель на СВЧ транзисторах, чтобы поднять сигнал с генератора, но, это усложнение, оно не нужно. Смеситель ADE отлично работает и при 0.8В, т.к. в нём — мост на диодах Шотки, которым, как известно нужно меньшее напряжение, чем обычным диодам.

Печатную плату разрабатывали в отечесвтенной программе DipTrace, вот 3D модели платы.

А вот реальные фотки конвертера, что получилось. Конечно, монтаж не заводской, не идеальный))), но, главное, что всё работает.

А теперь видео, как принимает такой конвертер:

Что можно сказать. Мы — очень довольны! Заметно возросла чувствительность. Стал уверенно работать 160м диапазон, и хулиганская «пионерка» на 1.7МГц. Так же, наконец-то заработал и 20м диапазон на 14МГц, со старым конвертером там станции еле-еле прослушивались, а сейчас — очень громко проходят. В общем — всё просто супер!!

Теперь файлы и детали.

Файлы.

1. Печатная плата в формате программы DipTrace, если захотите что-то подправить https://yadi.sk/d/Lk20k4wPcklKaA
2. Гербер архив печатной платы для заказа на заводе https://yadi.sk/d/aqRcgsAyLnZomQ

Как закзать платы. Заходите на сайт завода https://jlcpcb.com регистрируйте аккаунт и загружаете туда гербер архив из п.2. Далее выбираете кол-во плат (по умолчанию минимум 5шт), цвет платы и больше там ничего(!!) не меняйте. И оформляете заказ. Удобнее всего оплачивать через PayPal. Если что-то непонятно, можете посмотреть видео:

Приёмники.

1. Сам SDR приёмник. Рекомендуем только две модели, которые сами(!!!) лично пробовали и можем их рекомендовать.

Белый.

магазин 1 http://ali.pub/55m0dq

магазин 2 http://ali.pub/55m0gn

Это лучший SDR приёмник из самых дешёвых, всякие чёрные, синие, зелёные — не рекомендуем, у них плохое питание, много спуров («палок») на экране. Только этот, запомните картинку.

RTL SDR V3

базовый комплект (только приёмник) http://ali.pub/4ctkn4

полный комлпект (провода, разъёмы, антенны) http://ali.pub/4ctl1b

Это один из лучших SDR приёмников. Он может принимать КВ частоты даже без конвертера, но с конвертером лучше. Так же, он немного более чувствителен, чем дешёвые приёмники и меньше шумит. Поэтому, если средства позволяют, рекомендуем взять его, чем «Белый». Обратите внимание, что из-за дикой популярности, на Али очень много дешёвых подделок под него, поэтому берите ТОЛЬКО в официальном магазине, по ссылкам выше.

Детали конвертера.

1. Смеситель ADE-1-24, б/у, но рабочие http://ali.pub/42z7qp или http://ali.pub/42z7ue Если же знаете хорошо технический английский, можете попробовать бесплатно получить ADE-R6+ по программе EZ-Sample https://www.minicircuits.com/WebStore/dashboard.html?model=ADE-R6%2B Регистрируетесь на сайте и составляете заявку, для каких целей вам нужны эти смесители. Если уговорите, вам могут бесплатно выслать несколько штук 😉

2.  SMD дроссели в фильтр питания, можете взять любые от 2 до 20мкГн. Место на плате разрабывалось именно под них http://ali.pub/3aa16r

3. 50МГц кварцевый генератор http://ali.pub/1spax9 или http://ali.pub/1t0dtk (мы брали по второй ссылке)

4. R2 — 1k, оригинальный Bourns из США http://ali.pub/42z8wp , или китайские http://ali.pub/42z91k Этот резистор можно ставить 2к или 1к. Если будете использовать китайские резисторы, то будьте готовы к тому, что через год-два-три у них начнёт сыпаться резистивный слой, конвертер начнёт барахлить. Поэтому, или сразу поставьте американские, ну или раз в 2-3 года просто замените резистор.

5. SMD конденсаторы 1206, 22-100пф http://ali.pub/42z97z , 120-510пф http://ali.pub/42z9a4 , 1-10нф http://ali.pub/4ctqnq , 100нф http://ali.pub/4ctq9x

6. ВЧ кремниевые диоды 1N4148 http://ali.pub/4ctr2b это современный аналог отечественных КД522Б

А провод для намотки катушек ФНЧ и ФВЧ рекомендуем брать с дросселя подавления сетевых помех, вот такого:

Провод на нём очень мягкий, не пружинит и легко залуживается паяльником, даже без зачистки от изоляции ножом. Такие дроссели стоят по входу питания в кинескопных старых телевизорах и мониторах.

Заключение.

Не забывайте, что никакой конвертер и приёмник не помогут, если у вас плохая антенна. Чтобы хорошо примнимать сигналы радиолюбителей — нужна только уличная, и только полноразмерная антенна, как можно выше над землёй. Минимум — наклонный луч, а лучше — диполи, треугольники и т.д.

Так же не забывайте, что вокруг нас — тысячи источников импульсных помех, поэтому — ОБЯЗАТЕЛЬНО заземляйте как конвертер, так и корпус системного блока.

На этом всё, до скорых встреч!

Ламповый трансивер сделать самому своими руками

Ламповый трансивер – это устройство, которые предназначено для передачи сигналов определенной частоты. Как правило, он используется в качестве приемника. Основным элементом трансивера принято считать трансформатор, который соединяется с катушкой индуктивности. Особенность ламповых модификаций заключается в стабильности передачи низкочастотного сигнала.

Дополнительно они отличаются наличием мощных конденсаторов и резисторов. Контроллеры в устройстве устанавливаются самые разнообразные. Для устранения различных помех в системе применяются электромеханические фильтры. На сегодняшний день многие заинтересованы в установке маломощных трансиверов на 50 Вт.

Трансиверы короткой волны (КВ)

Чтобы сделать трансивер КВ своими руками, необходимо использовать трансформатор малой мощности. Дополнительно следует позаботиться об усилителях. Как правило, в этом случае проходимость сигнала значительно увеличится. Чтобы была возможность бороться с помехами, в устройстве устанавливают стабилитроны. Используются чаще всего трансиверы данного типа в телефонных станциях. Некоторые делают КВ трансивер своими руками (ламповый), используя катушку индуктивности, которая должна выдерживать сопротивление максимум 9 Ом. Проверяется прибор всегда по первой фазе. В данном случае контакты необходимо выставить в верхнее положение.

Антенна и блок для трансивера КВ

Антенна для трансивера своими руками делается с применением различных проводников. Дополнительно требуется пара диодов. Пропускная способность антенны проверяется на маломощном передатчике. Еще для устройства требуется такой элемент, как геркон. Он необходим для передачи сигнала на внешнюю обмотку катушки индуктивности.

Для того чтобы сделать блок питания трансивера своими руками, необходим высокочастотный генератор, который работает на пару со смесителем. Дополнительно специалистами используются конденсаторы различной емкости. Максимальное напряжение прибор должен выдерживать на уровне 50 В. Предельная частота в данном случае не превышает 60 Гц. Для решения проблем с электромагнитными помехами применяются специальные контуры. В устройстве они предназначены также для удвоения напряжения.

Устройства ультракороткой волны (УКВ)

Сделать УКВ-трансивер своими руками довольно сложно. В данном случае проблема заключается в поиске нужной катушки индуктивности. Работать она обязана на ферритовых кольцах. Конденсаторы лучше всего использовать различной емкости. Для смены фазы применяются только контроллеры. Использование многоканальной модификации для трансиверов не целесообразно. Дроссели в системе необходимы с высокой частотой, а для увеличения точности устройства применяются стабилитроны. Устанавливаются они в трансиверах только за трансформатором. Чтобы транзисторы не перегорали, некоторые специалисты советуют припаивать электромеханические фильтры.

Модели трансиверов длинной волны (ДВ)

Сделать длинноволновые ламповые трансиверы своими руками можно только с участием мощных трансформаторов. Контроллер в этом случае должен быть рассчитан на шесть каналов. Смена фазы приемника осуществляется через модулятор, который работает на частоте 50 Гц. Чтобы минимизировать помехи на линии, фильтры используются самые разнообразные. Повысить проводимость сигнала у некоторых получается за счет использования усилителей. Однако в такой ситуации следует позаботиться о наличии емкостных конденсаторов. Транзисторы в системе важно устанавливать за трансформатором. Все это позволит повысить точность устройства.

Особенности устройств средней волны (СВ)

Сделать средневолновые ламповые трансиверы своими руками самостоятельно довольно сложно. Работают указанные приборы на светодиодных индикаторах. Лампочки в системе устанавливаются попарно. Катоды в данном случае важно закреплять непосредственно через конденсаторы. Решить проблему с повышением полярности можно за счет применения дополнительной пары резисторов на выходе.

Для замыкания цепи используется реле. Антенна к микросхеме всегда крепится через катод, а мощность устройства определяется через напряжение в трансформаторе. Встретить чаще всего трансиверы данного типа можно на самолетах. Там управление осуществляется через панель или дистанционно.

Антенна и блок для трансивера СВ

Сделать антенну для трансивера данного типа можно, используя обычную катушку. Внешняя обмотка ее должна соединяться с усилителем на выходе. Проводники в данном случае необходимо припаивать к диоду. Приобрести его в магазине не составит особого труда.

Чтобы сделать блок для трансивера данного типа, используется реле, а также генератор на 50 В. Транзисторы в системе применяются только полевые. Дроссель в системе необходим для соединения с контуром. Проходные конденсаторы в блоках данного типа используются очень редко.

Модификация трансивера УКВ-1

Сделать данный трансивер своими руками на лампах можно с применением трансформатора на 60 В. Светодиоды в схеме задействуются с целью распознавания фазы. Модуляторы в устройстве устанавливаются самые разнообразные. Высокое напряжение трансивером выдерживается за счет мощного усилителя. В конечном счете сопротивление трансивером обязано восприниматься до 80 Ом.

Чтобы устройство успешно прошло калибровку, важно очень точно настроить положение всех транзисторов. Как правило, замыкающие элементы ставятся в верхнее положение. В данном случае тепловые потери будут минимальными. В последнюю очередь накручивается катушка. Диоды на ключах в системе проверяются перед включением обязательно. Если соединение их будет плохим, то рабочая температура резко может повыситься от 40 до 80 градусов.

Как сделать трансивер УКВ-2?

Чтобы правильно сложить трансивер своими руками, трансформатор необходимо взять на 60 В. Предельную нагрузку он обязан выдерживать на уровне 5 А. Для повышения чувствительности устройства используются только качественные резисторы. Емкость одного конденсатора обязана равняться как минимум 5 пФ. Калибруется устройство в конечном счете через первую фазу. При этом замыкающий механизм сначала выставляется в верхнее положение.

Включать блок питания необходимо, наблюдая за системой индикации. Если предельная частота будет превышать 60 Гц, значит, происходит снижение номинального напряжения. Проводимость сигнала в данном случае можно повысить за счет электромагнитного усилителя. Устанавливается он, как правило, рядом с трансформатором.

Модели КВ с медленной разверткой

Сложить трансивер КВ своими руками не представляет никакой сложности. В первую очередь следует подобрать необходимый трансформатор. Как правило, используются импортные модификации, которые способны выдерживать максимальную нагрузку до 4 А. В этом случае конденсаторы подбираются, исходя из показателя чувствительности устройства. Полевые транзисторы в трансиверах встречаются довольно часто. Однако они не лишены недостатков. Главным образом они связаны с большой погрешностью на выходе.

Происходит это из-за повышения рабочей температуры на внешней обмотке. Чтобы решить эту проблему, транзисторы можно использовать с маркировкой ЛМ4. Показатель проводимости у них довольно хороший. Модуляторы для трансиверов данного типа подходят только на две частоты. Соединение ламп происходит стандартно через дроссель. Чтобы добиться быстрой смены фазы, усилители в системе необходимы только в начале цепи. Для улучшения производительности приемника, антенна подсоединяется через катод.

Многоканальная модификация трансивера

Сделать многоканальный трансивер своими руками можно только при участии высоковольтного трансформатора. Предельную нагрузку он обязан выдерживать до 9 А. В этом случае конденсаторы используются только с емкостью свыше 8 пФ. Повысить чувствительность устройства до 80 кВ практически невозможно, это следует учитывать. Модуляторы в системе применяются на пять каналов. Для смены фазы используются микросхемы класса ППР.

Трансивер СДР прямого преобразования

Чтобы сложить СДР трансивер своими руками, важно использовать конденсаторы с емкостью свыше 6 пФ. Во многом это связано с высокой чувствительностью устройства. Дополнительно указанные конденсаторы помогут при отрицательной полярности в системе.

Для хорошей проводимости сигнала требуются трансформаторы как минимум на 40 В. При этом нагрузку они должны выдерживать около 6 В. Микросхемы, как правило, рассчитаны на четыре фазы. Проверка трансивера начинается сразу с предельной частоты в 4 Гц. Чтобы справляться с электромагнитными помехами, резисторы в устройстве используются полевого типа. Двухсторонние фильтры в трансиверах встречаются довольно редко. Максимальное напряжение на второй фазе передатчик обязан выдерживать на уровне 30 В.

Для повышения чувствительности устройства применяются переменные усилители. Работают они в трансиверах на пару с резисторами. Для преодоления низкочастотных колебаний задействуются стабилизаторы. В цепи анода лампы устанавливаются последовательно через дроссель. В конечном счете в устройстве проверяется замыкающий механизм и система индикации. Делается это по каждой фазе отдельно.

Модели трансиверов с лампами Л2

Собирается простой трансивер своими руками с применением трансформатора на 65 В. Модели с указанными лампами отличаются тем, что проработать способны много лет. Параметр рабочей температуры у них в среднем колеблется в районе 40 градусов. Дополнительно следует учитывать, что соединяться с однофазными микросхемами они не способны. Модулятор в данном случае лучше устанавливать на три канала. Благодаря этому показатель рассеивания будет минимальным.

Дополнительно можно избавиться от проблем с отрицательной полярностью. Конденсаторы для таких трансиверов применяются самые разнообразные. Однако в данной ситуации многое зависит от предельной мощности блока питания. Если рабочий ток на первой фазе превышает 3 А, то минимальный объем конденсатора должен составлять 9 пФ. В результате можно будет рассчитывать на стабильную работу передатчика.

Трансиверы на резисторах МС2

Для того чтобы правильно сложить трансивер своими руками с такими резисторами, важно подобрать хороший стабилизатор. Устанавливается он в устройстве рядом с трансформатором. Резисторы данного типа способны выдерживать максимальную нагрузку около 6 А.

По сравнению с другими трансиверами это довольно много. Однако расплатой за это является повышенная чувствительность устройства. Как следствие, модель способна давать сбои при резком повышении напряжения на трансформатор. Чтобы минимизировать тепловые потери, в устройстве задействуется целая система фильтров. Располагаться они должны перед трансформатором, чтобы сопротивление в конечном счете не превышало 6 Ом. В таком случае показатель рассеивания будет незначительным.

Устройство однополосной модуляции

Собирается трансивер своими руками (схема показана ниже) из трансформатора на 45 В. Модели данного типа чаще всего можно встретить на телефонных станциях. Однополосные модуляторы по своей структуре являются довольно простыми. Переключение по фазе в данном случае осуществляется напрямую через смену положения резистора.

Предельное сопротивление при этом резко не снижается. В результате чувствительность прибора всегда остается в норме. Трансформаторы для таких модуляторов подходят с мощностью не более 50 В. Использовать полевые конденсаторы в системе специалистами не рекомендуется. Гораздо лучше, с точки зрения экспертов, воспользоваться обычными аналогами. Калибровка трансивера осуществляется только на последней фазе.

Модель трансиверов на усилителе РР20

Сделать трансивер своими руками на усилителе данного типа можно с использованием полевых транзисторов. Сигналы передатчик в этом случае будет передавать только коротковолновые. Антенна у таких трансиверов подсоединяется всегда через дроссель. Предельное напряжение трансформаторы обязаны выдерживать на уровне 55 В. Для хорошей стабилизации тока применяются низкочастотные катушки индуктивности. Для работы с модуляторами они подходят идеально.

Микросхему для трансивера лучше всего подбирать на три фазы. С вышеуказанным усилителем он эксплуатируется хорошо. Проблемы с чувствительностью у аппарата возникают довольно редко. Недостатком данных трансиверов можно смело назвать низкий коэффициент рассеивания.

Трансиверы с антеннами несимметричного питания

Трансиверы данного типа на сегодняшний день встречаются довольно редко. Связано это в большей степени с низкой частотой выходного сигнала. В результате отрицательное сопротивление у них порой достигает 6 Ом. В свою очередь предельная нагрузка на резистор оказывается в районе 4 А.

Чтобы решить проблему с отрицательной полярностью, применяются специальные переключатели. Таким образом, смена фазы происходит очень быстро. Настроить эти приборы можно даже на дистанционное управление. Вышеуказанная антенна на реле устанавливается с маркировкой К9. Дополнительно в трансивере должна быть хорошо продумана система индуктивности.

В некоторых случаях устройство выпускается с дисплеем. Высокочастотные контуры в трансиверах также являются не редкостью. Проблемы с колебаниями в цепи решаются за счет стабилизатора. Устанавливается он в устройстве всегда над трансформатором. Находиться они друг от друга при этом обязаны на безопасном расстоянии. Рабочая температура прибора должна быть в районе 45 градусов.

В противном случае неизбежен перегрев конденсаторов. В конечном счете это приведет к неминуемой их порче. Учитывая все вышесказанное, корпус для трансивера должен хорошо вентилироваться воздухом. Лампы к микросхеме стандартно крепятся через дроссель. В свою очередь реле модулятора должно соединяться с внешней обмоткой.

Переключатель антенного входа SDR приемника

 

Переключатель антенного входа SDR приемника

 

     В последнее время всё большую популярность получает использование SDR приёмников в качестве обзорных или панорамных при работе на любительских диапазонах. С их помощью можно быстро и наглядно получить представление о количестве станций, работающих на диапазоне различными видами излучения, помеховой обстановке и т.д. Как говорится: «Лучше один раз увидеть…». А если использовать для просмотра панорамы диапазона в окне управляющей программы отдельный монитор, информативность и удобство просмотра ещё более возрастут. Возможность с помощью компьютера, SDR приёмника и его управляющей программы не только слышать, но и видеть эфир, даёт новое качество и удобство работы в эфире.

     На сегодняшний день радиолюбителю доступны многие типы SDR приёмников с разными техническими характеристиками по цене от нескольких десятков долларов и более. С обзором таких приёмников можно познакомиться здесь

 

      http://www.rtl-sdr.com/roundup-software-defined-radios.

 

      Кроме того, для желающих собрать подобный приёмник своими руками, также можно найти публикации в интернете, например, такой коротковолновый SDR приёмник

 

      http://ra4nal.qrz.ru/sdr_2.shtml,

 

также в продаже много предложений о приобретении наборов для сборки SDR приёмников.

      Итак, приёмник, тем или иным способом, появился в вашем распоряжении и теперь встал вопрос о его правильном подключении и использовании.

    Самый простой способ – это подключить SDR приёмник к антенне трансивера. Наблюдая за диапазоном с помощью приёмника, перестраивая его по частоте, удобно синхронно перестраивать частоту трансивера. Это можно сделать с помощью управляющей программы SDR приёмника. Для этого необходимо соединение трансивера и компьютера при помощи CAT интерфейса. Управляющие SDR приёмниками программы, как правило имеют функцию синхронной перестройки SDR>Трансивер и Трансивер>SDR.

      После того как осуществлена настройка на нужную станцию можно переходить в режим передачи. При этом вход SDR приёмника необходимо отключить от антенны и заземлить, во избежание его перегрузки. Для этой цели предназначен переключатель, описание которого будет приведено ниже. За основу взято проверенное схемотехническое решение, используемое в коммутаторе MFJ-1708 и преселекторе MFJ-1040C.

 

 

Схема переключателя

 

      При подаче питания на переключатель заряжается конденсатор 10 мкФ и через время, определяемое переменным резистором задержки 1МОм, напряжение на затворе полевого транзистора достигает величины, достаточного для его открытия. Срабатывает реле, и антенна подключается ко входу SDR приёмника. Стабилитрон ограничивает напряжение на затворе полевого транзистора на уровне 4,7 Вольт.

      Для управления переключателем могут использоваться да способа. Первый способ предусматривает подключение входа PTT переключателя к цепи трансивера, которая при переходе его на передачу заземляется. Название разъёма и номер контакта можно найти в инструкции на трансивер. Эта цепь используется при подключении к трансиверу внешнего усилителя. При заземлении входа PTT переключателя, конденсатор 10 мкФ быстро разряжается через резистор 150 Ом и диод 1N4148, полевой транзистор закрывается и реле отпускает. Вход приёмника заземляется. При переходе трансивера на приём, на входе PTT появляется положительное напряжение, диод запирается и конденсатор 10 мкФ заряжается, как при подаче питания во время включения. Переменным резистором можно выбрать задержку переключения реле. Например, при работе телефонией в режиме SSB задержку надо увеличить, чтобы исключить частые срабатывания реле во время пауз речи.

  Второй способ подразумевает подключение входа RF переключателя непосредственно к антенне. Пример подключения коммутатора к трансиверу YAESU FT-2000 приведён на рисунке ниже. Напряжение радиочастоты с антенны поступает на вход RF переключателя, детектируется и открывает биполярный транзистор MMBT3904. Конденсатор 10 мкФ быстро разряжается через резистор 150 Ом и открытый транзистор. Далее коммутатор работает также, как описано выше.

    Питание переключателя возможно от блока питания трансивера или любого сетевого адаптера с выходным стабилизированным напряжением +12…14 Вольт.

 

 

   Увеличить

Схема подключения коммутатора к трансиверу YAESU FT-2000

 

     В качестве «тройника» между антенной, переключателем и антенной удобно использовать коаксиальный адаптер SO-239.

 

 

Адаптер SO-239

 

      Печатная плата двухсторонняя. Файл печатной платы в формате программы Sprint-Layout имеется. Плата изготовлена по лазерно-утюжной технологии (ЛУТ). Лужение выполнялось сплавом Розе в кипящей воде с добавлением лимонной кислоты.

   Применение деталей поверхностного монтажа необязательно, оно вызвано предпочте-ниями автора по минимизации сверления и обеспечения быстроты сборки.

   Можно применить любое маломощное реле на 12 Вольт с двумя парами переключающих контактов. Полевой транзистор — любой маломощный с N-каналом и током стока более 0,2 А, например, 2N7002 или IRLML2502. Биполярный транзистор MMBT3904 можно заменить любым маломощным NPN транзистором с коэффициентом передачи не менее 100 и током коллектора не менее 0,1 А.

    Диод 1N4148 заменим на любой выпрямительный с током не менее 0,1 А. Диодную сборку BAV99 можно заменить двумя отдельными высокочастотными или импульсными диодами. Стабилитрон – любой на напряжение 4,7-5, 1 В. Рабочее напряжение конденсатора 22 пФ, на входе RF переключателя должно быть не менее 100 Вольт.

 

      Смотри плату переключателя в сборе

 

      Переключатель собран в корпусе из алюминиевого сплава подходящих размеров.

 

 

 

 

Переключатель в сборе

 

      В заключение необходимо отметить, что коммутатор не предназначен для работы на частотах более 50 МГц. На высоких частотах он будет вносить рассогласование в антенно-фидерный тракт и шунтировать вход SDR приёмника.

 

      RA2FKD

 

 

Planet Analog — Создайте свое собственное программно-определяемое радио

Мы должны быть в состоянии построить законченный простой приемник с прямым преобразованием на кристалле с использованием современной технологии IC. Возможная частота приема будет ограничена технологией IC, используемой в смесителях. Кажется, с каждым днем ​​рабочие частоты немного поднимаются, поэтому можно рассчитывать на регулярные улучшения.

В статье, опубликованной 11 лет назад в журнале QEX Magazine, Джеральд Янгблад показывает нам, что разместить целое радио на чипе было бы легко.

В обычном супергетродинном приемнике вы смешиваете сигнал гетеродина с входящим РЧ для получения промежуточной частоты (ПЧ). Затем вы усиливаете это по мере необходимости и обнаруживаете результат. Это применимо к обнаружению сигналов AM, FM или SSB. В программно-определяемом радио (SDR) один из методов использует прямое преобразование (без IF), поэтому на выходе микшера является сигнал основной полосы частот. Вот пример, в котором используется фильтр нижних частот для ограничения полосы пропускания не более 1,5 кГц.Таким образом, ширина полосы принимаемого сигнала составляет от 14 МГц до 14,0015 МГц

(Источник: QEX Magazine, июль / август 2002 г.)

К сожалению, этот простой приемник также может принимать от 13,9985 МГц до 14 МГц. Это частота (полоса) изображения. Чтобы обойти это и избежать необходимости в суперселективных перестраиваемых сетях фильтров на входе или в секции усилителя ПЧ, отличным решением является секция преобразователя IQ. IQ означает синфазный и квадратурный (сдвинутые на 90 ° или синусоидальные и косинусоидальные сигналы).Используя эту секцию смесителя квадратурной выборки и два фильтра нижних частот, мы можем получить сигналы основной полосы частот, которые можно подавать на два АЦП.

(Источник: QEX Magazine, июль / август 2002 г.)

После того, как сигналы попадают в цифровую область, выполняется дальнейшая обработка. В оригинальной статье QEX Youngblood использует звуковую карту на ПК и доступное программное обеспечение для выполнения быстрого преобразования Фурье и обратного быстрого преобразования Фурье.

(Источник: QEX Magazine, июль / август 2002 г.)

В качестве примера того, насколько простыми могут быть некоторые из этих схем, Youngblood показывает квадратурный детектор входной дискретизации.

(Источник: QEX Magazine, июль / август 2002 г.)

Запчастей не так много, а те, что есть, очень дешевы. Youngblood использовал это как основу для SDR, который мог работать от 100 кГц до 54 МГц. Он также делал передатчик, но эта часть проста — простой синтезатор частот для радиолюбительских диапазонов от 160 до 6 метров.

Вот еще один взгляд на блок-схему SDR, на этот раз из статьи в журнале QEX Magazine за март / апрель 2012 года.

(Источник: QEX Magazine, март / апрель 2012 г.)

Опять же, мы видим, что это довольно просто. Все это требует изготовления на микросхеме.

Вы работали над SDR? Насколько хорошо они работали?

Похожие сообщения:

10 популярных программно-определяемых радиостанций (SDR) 2021 года

Еще в 2016 году мы написали один из самых популярных постов, посвященный 12 популярным программно-определяемым радиоприемникам или SDR.Хотя предыдущий пост по-прежнему содержит очень ценную информацию, за 3 года многое изменилось … особенно технологии, связанные с SDR. Поэтому мы подумали, что пришло время для обновления.

Как и в прошлый раз, мы постарались включить как можно больше разнообразия с точки зрения цен, приложений, частот и простоты использования. Мы надеемся, что идеальный программно-конфигурируемый радиоприемник для вашего приложения находится в этом списке.

Без лишних слов, вот 10 отличных программно-конфигурируемых радиостанций, доступных для дальнейшего развития ваших электронных проектов:

** Раскрытие информации: этот пост содержит партнерские ссылки без дополнительных затрат для вас.
** Изображения продуктов и описания с веб-сайтов продуктов

HackRF One от Great Scott Gadgets — это программно-определяемое периферийное радиоустройство, способное передавать или принимать радиосигналы от 1 МГц до 6 ГГц. HackRF One — это аппаратная платформа с открытым исходным кодом, предназначенная для тестирования и разработки современных радиотехнологий и технологий следующего поколения, которую можно использовать в качестве периферийного USB-устройства или запрограммировать для автономной работы.

● Рабочая частота от 1 МГц до 6 ГГц
● Полудуплексный приемопередатчик SDR
● До 20 миллионов выборок в секунду
● 8-битные квадратурные выборки (8-битные I и 8-битные Q)
● Совместимость с GNU Radio, SDR # и др.
● программно конфигурируемые усиление RX и TX и фильтр основной полосы частот
● программно управляемая мощность антенного порта (50 мА при 3.3 В)
● Гнездовой антенный разъем SMA
● Гнездовой вход и выход для синхронизации
● удобные кнопки для программирования
● внутренние штыревые разъемы для расширения
● Hi-Speed ​​USB 2.0
● USB-питание
● оборудование с открытым исходным кодом

Ubertooth One — это платформа для разработки беспроводных устройств с открытым исходным кодом на частоте 2,4 ГГц, подходящая для экспериментов с Bluetooth. Одна вещь, которая отличает Ubertooth от других платформ разработки Bluetooth, заключается в том, что он способен не только отправлять и получать 2.Сигналы 4 ГГц, но также могут работать в режиме мониторинга, отслеживая трафик Bluetooth в режиме реального времени. Этот режим работы Ubertooth One уже много лет присутствует в недорогих модулях WiFi и нашел множество применений в исследованиях, разработках и аудите безопасности, но до сих пор такого решения для стандарта Bluetooth не существовало. Кроме того, поскольку это платформа с полностью открытым исходным кодом (программное и аппаратное обеспечение), схемы и код легко доступны для всех ваших хакерских задач.

Накопитель

YARD (еще один радиомодуль) Один может передавать или принимать цифровые беспроводные сигналы на частотах ниже 1 ГГц.Он использует ту же радиосхему, что и популярный IM-Me. Функции радио, которые возможны при настройке прошивки IM-Me, теперь у вас под рукой, когда вы подключаете YARD Stick One к компьютеру через USB.

Возможности:
● полудуплексная передача и прием
● официальные рабочие частоты: 300–348 МГц, 391–464 МГц и 782–928 МГц
● неофициальные рабочие частоты: 281–361 МГц, 378–481 МГц, и 749–962 МГц,
● модуляции: ASK, OOK, GFSK, 2-FSK, 4-FSK, MSK
● скорость передачи данных до 500 кбит / с
● полноскоростной USB 2.0

YARD Stick One поставляется с установленной прошивкой RfCat, любезно предоставленной atlas. RfCat позволяет вам управлять беспроводным трансивером из интерактивной оболочки Python или вашей собственной программы, запущенной на вашем компьютере. YARD Stick One также имеет установленный загрузчик CC, поэтому вы можете обновить RFCat или установить свою собственную прошивку без какого-либо дополнительного оборудования для программирования. Антенна в комплект не входит. ANT500 рекомендуется в качестве стартовой антенны для YARD Stick One.

KiwiSDR — это программно-определяемая радиостанция (SDR), охватывающая коротковолновые, длинноволновые и AM-диапазоны вещания, различные коммунальные станции и любительские радиопередачи по всему миру в диапазоне от 10 кГц до 30 МГц.KiwiSDR — это специальная монтажная плата (накидка), которую вы подключаете к компьютеру BeagleBone Green или BeagleBone Black. Вы просто добавляете антенну, блок питания и подключение к сети. Программное обеспечение поставляется на карте micro-SD.

Браузер с поддержкой HTML5 и подключение к Интернету позволят вам слушать общедоступный KiwiSDR в любой точке мира. Одно радио могут одновременно слушать до четырех человек — каждый слушатель настраивается независимо.

Особенности:
● Интерфейс на основе браузера для четырех одновременных пользовательских подключений.
● Каждое соединение настраивает независимый канал приемника по всему спектру.
● Водопад настраивается независимо от звука и включает масштабирование и панорамирование.
● Многоканальная параллельная конструкция DDC с использованием фильтров CIC с оптимизацией разрядности.
● Хорошая производительность на VLF / LF, так как мы лично проводим время, контролируя эти частоты.
● Автоматическая калибровка частоты по полученному времени GPS.
● Интерфейс расширения для добавления декодеров и утилит.

NESDR Mini 2+ настроен для использования SDR, в том числе высокоточного, японского производства, с рейтингом GPS 0.Кристалл 5PPM TCXO; переработанный источник питания, пригодный для использования в радиочастотах; и улучшенные конденсаторы и катушки индуктивности по сравнению с обычными устройствами. Снижено энергопотребление, улучшена чувствительность и снижен уровень шума.

Высококачественная телескопическая антенна и прочное магнитное основание для крепления на присоске, входящие в комплект бесплатно, позволяют использовать широкий спектр вариантов установки антенны. Для тех, кто хочет подключить антенны SMA к NESDR Mini 2+, также бесплатно включен адаптер SMA с внутренней резьбой.

Идеальное устройство для обучения программно определяемому радио по доступной цене. Любительское радио, ADS-B, полицейское и пожарное сканирование, транкинг, спутниковые изображения — что угодно, этот маленький парень, вероятно, может это сделать. В 10 раз превосходит многие устройства своей стоимости!

Статья по теме: 10 отличных планшетов с USB-портами для SDR

Совершенно новый дизайн! NESDR Nano 2+ специально созданы NooElec для приложений SDR. Корпус также был переработан, чтобы поддерживать более низкие температуры, чем в предыдущем поколении.

Небольшой размер и возможность работы в режиме 24/7 делают Nano 2+ идеальным для встраиваемых приложений! Насколько маленький? Всего 24 мм x 21 мм x 8 мм (15/16 «x 13/16» x 5/16 «)!

Nano 2+ содержит новый нестандартный TCXO, изготовленный специально для NooElec. Важные характеристики TCXO: Стабильность частоты: 0,5 ppm (макс.) Фазовый шум при смещении 1 кГц: -138 дБн / Гц (или лучше) Фазовый шум при 10 кГц: -150 дБн / Гц (или лучше) Фазовый шум при 100 кГц: -152 дБн / Гц (или лучше) Это, безусловно, самый высокопроизводительный TCXO, доступный в любой недорогой SDR.

Полная совместимость с широким спектром популярных программных пакетов SDR, таких как Matlab, HDSDR, SDR Touch, Planeplotter, SDR # — слишком много, чтобы перечислять. Мы говорим о Windows, Mac, Linux, Android, Raspberry Pi … вам будет сложно найти место, где вы не сможете их использовать!

Это программно-определяемый радиоприемник RTL-SDR с микросхемой АЦП RTL2832U, 1PPM TCXO, разъемом SMA F, тюнером R820T2 и алюминиевым корпусом с пассивным охлаждением. Настраивается от 500 кГц до 1,7 ГГц до 3.2 МГц (стабильно 2,4 МГц) мгновенной полосы пропускания. (Режим HF работает в режиме прямой выборки — только модели V3 и выше). Идеально подходит для использования в качестве компьютерного радиосканера с бесплатными программами, такими как SDR #, HDSDR, SDR-Radio, Linrad, GQRX или SDR Touch на Android. Работает на Windows, MacOS, Linux, Android и даже на встроенных компьютерах Linux, таких как Raspberry Pi.

Отлично подходит для многих приложений, включая общее радиоуправление, управление воздушным движением, радио общественной безопасности, авиационный радар ADS-B, лодочный радар AIS, ACARS, транковое радио, цифровую голосовую связь P25 / MotoTRBO, POCSAG, метеорологические шары, APRS, метеоспутники NOAA APT , Спутники Meteor M2, радиоастрономия, мониторинг рассеяния метеоров, DAB или для использования в качестве недорогого панадаптера с традиционным радиолюбителем.

Эта модель имеет несколько улучшений по сравнению с другими моделями. Он использует улучшенный тюнер R820T2, поставляется с TCXO 1PPM (без дрейфа и точной настройки с начальным смещением 2 PPM и температурным дрейфом 1 PPM), улучшенными допусками компонентов, переработанной печатной платой, улучшенным охлаждением, дополнительной защитой от электростатического разряда и разъемом SMA F. Он также поставляется с программно активируемой цепью тройника смещения для питания внешних устройств, таких как малошумящие усилители и активные антенны.

Хотя это не отдельный SDR, он все равно попал в наш список.Повышающий преобразователь Ham It Up работает с наиболее распространенными платформами SDR для создания радиолюбителей.

Радиолюбители, радуйтесь! Наш конвертер MF / HF для программно определяемого радио позволит вам слушать MF и HF через существующее программно определяемое радио (SDR).

Усовершенствования включают повышенную чувствительность, сверхнизкий уровень шума, опциональное питание от батареи, боковые светодиодные индикаторы, полностью собранную широкополосную схему источника радиочастотного шума, гнездо u.fl для опционального ввода внешних часов, поверхностный монтаж с высоким уровнем генератор точности и многое, многое другое!

Комплект NESDR Nano 3 USB OTG включает в себя все необходимое для начала работы с мобильным SDR на существующем устройстве, совместимом с USB On-The-Go! NESDR Nano 3 совместим с большинством хост-устройств, включая Windows, Mac OS X, Linux, Android и Raspberry Pi.

NESDR Nano 3 быстрые характеристики: диапазон настройки 25–1700 МГц, точность настройки 0,5 ppm, алюминиевый корпус, антенный вход MCX и SMA.

Включено:

● NESDR Nano 3 Software Defined Radio (RTL-SDR), установленный внутри алюминиевого корпуса
● Антенна Nano
● Nano-размер USB OTG адаптер
● USB OTG Y-адаптер
● USB OTG кабель
● USB OTG Y-кабель
● Прямоугольный антенный переходник SMA
● Радиатор SDR (опция)

Входящие в комплект аксессуары обеспечивают широкий спектр вариантов установки и конфигурации.Входящие в комплект Y-образный кабель и Y-адаптер позволяют подключить дополнительный источник питания (зарядное устройство USB или дополнительный аккумулятор) для обеспечения питания SDR и продления срока службы аккумулятора вашего основного телефона или планшета. Адаптер и антенна USB OTG размером с наноразмеры обеспечивают минимально возможную занимаемую площадь для установки по сравнению с любыми SDR, доступными в любом месте.

Полноценное широкополосное ВЧ-решение для тех, кто хочет начать работу с программно-конфигурируемой радиосвязью и проявляет большой интерес к ВЧ-диапазонам.
В пакете NESDR SMArt HF Bundle используется хорошо спроектированный преобразователь с повышением частоты — Ham It Up — для приема ВЧ, а НЕ прямых приемов дискретизации.Это приводит к совершенно иному восприятию ВЧ — гораздо более высокой производительности и без потери контроля усиления.
В комплект входит преобразователь с повышением частоты Ham It Up v1.3, установленный в специальный черный алюминиевый корпус; NESDR SMArt RTL-SDR, 3 антенны, балансир для согласования импеданса для длиннопроводных и дипольных антенн, а также переходники для межкомпонентных соединений.

Полное раскрытие информации: некоторые из приведенных выше ссылок являются партнерскими ссылками, что означает, что без каких-либо дополнительных затрат для вас мы будем получать небольшую комиссию, если вы перейдете по ссылке и сделаете покупку.

Создание программно-определяемого радио | DigiKey

Программно-конфигурируемая радиосвязь (SDR) представляет собой сложную комбинацию RF, преобразования данных и цифровой обработки сигналов. Кроме того, эти устройства теперь обладают производительностью, позволяющей создавать экономичные системы SDR. В этой статье рассматривается, как создать систему SDR, включая последние разработки с открытым исходным кодом.

Программно-определяемые системы становятся все более распространенными, при этом беспроводные системы лидируют. Использование единой архитектуры для обработки широкого диапазона частот и все более сложных протоколов снижает стоимость и размер, а также может снизить общее энергопотребление.

Однако создание программно-определяемого радио (SDR) традиционно было непростой задачей. Внешний интерфейс должен захватывать как можно большую часть полосы частот и иметь возможность преобразовывать ее с понижением частоты для захвата аналого-цифровыми преобразователями (АЦП), чтобы RF-поток мог быть обработан для извлечения соответствующих цифровых данных. Для этого потребовались высокопроизводительные тюнеры, высокоскоростные АЦП и сложные процессоры цифровых сигналов (DSP), и только недавно каждый элемент имел уровень производительности для реализации SDR из дискретных компонентов, как показано на рисунке 1 от Texas Instruments.

Здесь показаны различные элементы, от захвата высокоскоростного сигнала через АЦП до механизмов DSP, обрабатывающих данные.

Рисунок 1: Типичная архитектура SDR, показывающая сложность конструкции.

В многоканальных системах реализации аппаратно-определяемого радио (HDR) требуют значительного объема обработки аналогового сигнала для каждого канала, что приводит к большой площади платы, высокой сложности аналоговой конструкции, ограниченной гибкости и восприимчивости к радиочастотным помехам.Гигабайтный АЦП позволяет объединить несколько узкополосных и широкополосных каналов в один сверхширокополосный канал; тем самым продвигая разделение каналов из аналоговой области в DSP, FPGA или ASIC, где частотами и полосой пропускания можно управлять в цифровом виде, обеспечивая максимальную гибкость системы и возможность перенастройки.

Подход SDR обеспечивает преимущества за счет более низкой аналоговой сложности с меньшими платами, а также меньшего энергопотребления и стоимости системы, поскольку несколько каналов оборудования заменяются одной системой.Он также менее восприимчив к радиочастотным помехам, поэтому требуется меньшее экранирование.

Хотя SDR уже использовался в военных системах связи и радиолокационных системах, он все чаще используется в базовых станциях 3G / 4G и для широкополосных транзитных радиорелейных сетей, а также в оптических сетях и новейшем испытательном и измерительном оборудовании. Благодаря большей интеграции и меньшим затратам он теперь пригоден и для потребительских мультимедийных приложений.

Одна компания, Lime Microsystems, взяла радиочастотные элементы и интегрировала их в единый чип с аппаратным обеспечением с открытым исходным кодом, чтобы стимулировать развитие систем SDR.

Одиночный чип для SDR

LMS6002D от Lime Microsystems — это полностью интегрированный, многодиапазонный, многостандартный радиочастотный приемопередатчик для приложений 3GPP (WCDMA / HSPA, LTE), 3GPP2 (CDMA2000) и 4G LTE, а также для приложений GSM pico BTS. Он сочетает в себе LNA, драйвер PA, смесители RX / TX, фильтры RX / TX, синтезаторы, управление усилением RX и управление мощностью TX с очень небольшим количеством внешних компонентов.

Рисунок 2: Интегрированный интерфейс LMS6002D для SDR.

Архитектура верхнего уровня приемопередатчика LMS6002D показана на рисунке 2.И передатчик, и приемник реализованы в виде архитектуры с нулевой ПЧ, обеспечивающей полосу модуляции до 28 МГц, что делает ее эквивалентной полосе IQ основной полосы частот 14 МГц.

На передающей стороне выборки IQ DAC от процессора основной полосы частот передаются в LMS6002D по 12-битной мультиплексированной параллельной шине входного уровня CMOS. Аналоговые сигналы IQ генерируются передающими ЦАП на кристалле и подаются на входы TXINI и TXINQ. Передающие фильтры нижних частот (TXLPF) удаляют изображения, генерируемые эффектом удержания нуля ЦАП, а затем сигналы IQ усиливаются, а смещение постоянного тока вставляется в тракт IQ ЦАП с утечкой гетеродина (LO), чтобы отменить утечка гетеродина.Затем сигналы IQ смешиваются с выходным сигналом ФАПЧ передачи для получения модулированного радиочастотного сигнала. Этот РЧ-сигнал затем разделяется и усиливается двумя отдельными усилителями с регулируемым усилением (TXVGA2), и два внешних выхода предоставляются как РЧ-выход.

Диапазон регулировки усиления передатчика 56 дБ обеспечивается усилителем ПЧ TXVGA1 с диапазоном 31 дБ и усилителем ВЧ TXVGA2 с диапазоном 25 дБ. Оба этих усилителя передатчика имеют ступенчатую регулировку усиления 1 дБ.

LMS6002D обеспечивает опцию обратной связи по РЧ (см. Рис. 2), которая позволяет передавать РЧ-сигнал TX обратно в основную полосу для калибровки и тестирования.Сигнал обратной связи RF усиливается вспомогательным усилителем мощности (AUXPA) для увеличения динамического диапазона петли.

На приемной стороне три отдельных входа снабжены выделенным малошумящим усилителем. Предварительно подготовленный радиочастотный сигнал для каждого порта сначала усиливается программируемым малошумящим усилителем (RXLNA). Затем РЧ-сигнал смешивается с выходным сигналом ФАПЧ для прямого преобразования с понижением частоты до основной полосы частот. Большие ступени АРУ могут быть реализованы усилителем ПЧ (RXVGA1) перед фильтрами выбора канала нижних частот с программируемой полосой пропускания (RXLPF).Полученный сигнал IQ дополнительно усиливается усилителем с программируемым усилением RXVGA2. Смещение постоянного тока применяется на входе RXVGA2 для предотвращения насыщения и сохранения приема в динамическом диапазоне АЦП. Результирующие аналоговые IQ-сигналы приема преобразуются в цифровую область с помощью встроенных в кристалл АЦП приема и передаются в качестве выходного сигнала процессору основной полосы частот на мультиплексированной 12-битной параллельной шине выходного уровня CMOS. Тактовая частота приема, RX_CLK, предоставляется вне кристалла на выводе RX_CLK_OUT и может использоваться для синхронизации с тактовой частотой дискретизации цифровых данных приема.

При замыкании переключателя RXOUT и выключении RXVGA2 выводы RXOUTI и RXOUTQ можно использовать в качестве входов АЦП IQ. В этой конфигурации АЦП можно использовать для измерения двух внешних сигналов, таких как датчик температуры внешнего усилителя мощности или пиковый детектор.

Два выхода передатчика (TXOUT1, TXOUT2) и три входа приемника (RXIN1, RXIN2, RXIN3) предназначены для многодиапазонной работы. Приемник имеет три элемента регулировки усиления: RXLNA, RXVGA1 и RXVGA2. Регулировка усиления RXLNA состоит из одного шага 6 дБ для АРУ, когда присутствуют большие блокаторы совмещенного канала и приемлемо снижение системного NF.Основные МШУ (МШУ1 и МШУ2) имеют точную регулировку усиления с помощью 6-битного слова, которое предлагает регулировку ± 6 дБ, предназначенную для частотной коррекции, когда требуются большие входные полосы пропускания.

Блок RXVGA1 обеспечивает диапазон управления 25 дБ, используется 7-битное управляющее слово и ответ не является лог-линейным. Максимальный размер шага составляет 1 дБ, поскольку RXVGA1 предназначен для шагов АРУ, необходимых для уменьшения усиления системы перед канальными фильтрами, когда присутствуют большие внутриполосные блокираторы. Это усиление может контролироваться основной полосой частот или фиксироваться при калибровке.Между тем, RXVGA2 обеспечивает большую часть регулировки усиления для АРУ, если требуется постоянный уровень сигнала RX на входе АЦП. Он имеет регулировку диапазона усиления 30 дБ с шагом 3 дБ.

Для обеспечения полнодуплексной работы LMS6002D содержит два отдельных синтезатора (TXPLL, RXPLL), оба из которых управляются одним и тем же источником опорной частоты PLLCLK. Сигнал PLLCLK подается на выходной контакт PLLCLKOUT и может использоваться в качестве тактовой частоты основной полосы частот.

Выходные порты передатчика оптимизированы для дифференциальной нагрузки 65 Ом, усилители оконечного каскада имеют открытый сток и требуют +3.Напряжение питания 3 В. Однако входы ресивера у всех разные. RXIN1 — это низкочастотный вход и может работать в диапазоне 0,3–2,8 ГГц, RXIN2 — это высокочастотный вход и может работать в диапазоне 1,5–3,8 ГГц. И для RXIN1, и для RXIN2 требуются согласующие схемы для оптимальной производительности, в то время как RXIN3 — это широкополосный вход, охватывающий диапазон 0,3–3,0 ГГц, с дифференциальным входом 200 Ом, который обычно согласовывается с широкополосным трансформатором.

Дифференциальная сигнализация выполняется в аналоговых трактах приема и передачи по всей микросхеме с использованием двух синтезаторов с низким фазовым шумом для обеспечения полнодуплексной работы.Оба синтезатора способны выдавать частоты до 3,8 ГГц. В каждом синтезаторе используется архитектура ФАПЧ с дробным коэффициентом деления, и для обоих синтезаторов используется одна и та же опорная частота, которая может изменяться в диапазоне от 23 до 41 МГц. Синтезаторы производят сложный выходной сигнал с подходящим уровнем для управления микшерами IQ как в тракте передачи, так и в тракте приема.

LMS6002D может принимать ограниченные синусоидальные сигналы, а также сигналы уровня CMOS в качестве опорных тактовых импульсов ФАПЧ. Поддерживается связь как по постоянному, так и по переменному току, но для режима связи по переменному току необходимо включить самосмещение внутреннего буфера.Вход опорного тактового сигнала ФАПЧ также может быть низковольтным КМОП (например, 2,5 В или 1,8 В), который реализуется за счет уменьшения питания буфера тактового сигнала.

Устройство объединяет высокоселективные фильтры нижних частот как в тракте передачи, так и в тракте приема, а фильтры имеют программируемую полосу пропускания, чтобы обеспечить большую гибкость в отношении тактовой частоты ЦАП / АЦП, а также обеспечить превосходное подавление соседнего канала при приеме. цепь. Фильтры также можно настраивать для компенсации колебаний процесса / температуры.Фильтры TX и RX одинаковы, но управляются через канал SPI независимо.

Ключевым элементом конструкции является то, что все функции LMS6002D полностью контролируются набором внутренних регистров, доступ к которым можно получить через последовательный порт. Это позволяет контроллеру устанавливать различные критерии для микросхемы в зависимости от среды. Они выделены на аппаратной плате MyriadRF с открытым исходным кодом на рисунке 3.

Рисунок 3: Аппаратная плата MyriadRF с открытым исходным кодом для внешнего интерфейса LMS6002D SDR.

Новые архитектуры RF-дискретизации помогают сделать SDR более эффективным. Компания Texas Instruments расширила свой портфель АЦП с частотой дискретизации гигасэмплов в секунду (GSPS), добавив в него семейство прямой РЧ-дискретизации. Эти АЦП с ВЧ-дискретизацией обеспечивают производительность выше 2,7 ГГц, основываясь на существующем семействе 12-разрядных АЦП TI. Вместе с широкополосными усилителями и решениями для синхронизации и синхронизации с низким уровнем шума это позволяет использовать новые системы РЧ-дискретизации и широкополосного SDR, которые эффективно увеличивают емкость, масштабируемость и гибкость системы, одновременно уменьшая размер, вес, мощность, стоимость и время разработки системы.

Преимущества RF-Sampling

АЦП с ВЧ-дискретизацией могут решить некоторые проблемы интеграции. Один АЦП с прямой РЧ-дискретизацией может заменить всю подсистему IF- или ZIF-дискретизации, состоящую из смесителей, синтезаторов гетеродина, усилителей, фильтров и АЦП, при этом сокращая стоимость спецификации материалов (BOM), время разработки, размер платы, вес и мощность.

Кроме того, функция аналогового преобразования с понижением частоты перенесена в DSP, FPGA или ASIC, где частотами и полосой пропускания можно управлять в цифровом виде, что обеспечивает максимальную гибкость системы и возможность перенастройки.Полоса пропускания по Найквисту 1,8 ГГц семейства АЦП с ВЧ-дискретизацией гарантирует, что решение может быть легко масштабировано для более широкой полосы пропускания в будущих продуктах.

Один АЦП с прямой РЧ-дискретизацией может заменить всю подсистему IF- или ZIF-дискретизации с фильтрами и смесителями, реализованными в цифровом виде, что позволяет значительно повысить программируемость и масштабируемость системы. Они совместимы по выводам от 500 MSPS до 3,6 GSPS, что сокращает время разработки и затраты и упрощает будущие обновления.

Они включены в платформу разработки малого форм-фактора.Здесь используется система на кристалле TMS320DM6446 DSP с ядром TMS320C64x + DSP 594 МГц вместе с ядром процессора ARM926 297 МГц и богатым набором периферийных устройств, включая последовательные порты, USB, EMAC, DDR2 EMIF, а также видеопорты. ПЛИС Virtex-4 SX35 от Xilinx обеспечивает дополнительную аппаратную обработку. ADS5500, 125 MSPS, 14-битный двухканальный АЦП находится рядом с 16-битным двухканальным DAC5687 со скоростью 500 MSPS, и плата позволяет выбирать каналы 5 МГц или 20 МГц. На платформу разработки можно установить дополнительные платы с радиочастотным модулем, работающим в диапазоне от 360 МГц до 960 МГц, а также с дополнительным вторым радиочастотным модулем для полнодуплексной работы или для покрытия дополнительных диапазонов.

Высокопроизводительный интерфейс для SDR

При работе с высокопроизводительными преобразователями данных необходим высокопроизводительный широкополосный модулятор. ADL5375 от Analog Devices — это широкополосный квадратурный модулятор, предназначенный для работы в диапазоне от 400 МГц до 6 ГГц. Точность фазы и баланс амплитуды обеспечивают высокопроизводительную промежуточную или прямую радиочастотную модуляцию для систем связи SDR.

Рис. 4. Широкополосный квадратурный модулятор ADL5375.

Кремниево-германиевая биполярная архитектура (рис. 4) обеспечивает широкую полосу частот модулирующего сигнала вместе с равномерностью выходного усиления, которая изменяется не более чем на 1 дБ в диапазоне от 450 МГц до 3,5 ГГц. Эти особенности, в сочетании с широкополосными обратными потерями на выходе ≤ −12 дБ, делают ADL5375 идеально подходящим для широкополосных приложений с нулевой ПЧ или низкого соотношения ПЧ к РЧ, широкополосных цифровых передатчиков с предыскажением и многополосных радиопередатчиков. Он принимает два дифференциальных входа основной полосы частот и несимметричный гетеродин и генерирует несимметричный выход 50 Ом.Две версии предлагают уровни входного смещения основной полосы частот 500 мВ (ADL5375-05) и 1500 мВ (ADL5375-15).

ADL5375 можно разделить на пять схемных блоков: интерфейс гетеродина, преобразователь напряжения в ток в основной полосе частот (V-to-I), смесители, дифференциально-несимметричный (D-to-S) каскад и цепь смещения, как на рисунке 5.

Рисунок 5: Модулятор ADL5375 можно разбить на пять отдельных блоков.

Интерфейс гетеродина генерирует два квадратурных сигнала гетеродина. Эти сигналы используются для управления смесителями.Входные сигналы основной полосы частот I / Q преобразуются в токи ступенями V-to-I, которые затем управляют двумя смесителями. Выходы этих микшеров объединяются для подачи на выходной балун, который обеспечивает несимметричный выход. Ячейка смещения генерирует опорные токи для каскада V-to-I.

Интерфейс гетеродина состоит из многофазного квадратурного делителя, который устанавливает входной импеданс, и ограничивающего усилителя. Каждый квадратурный сигнал гетеродина затем проходит через усилитель-ограничитель, который обеспечивает смеситель ограниченным управляющим сигналом.

Вход гетеродина может быть несимметричным или дифференциальным. Для приложений выше 3 ГГц улучшенная утечка OIP2 и гетеродина может быть результатом дифференциального управления входом гетеродина.

Дифференциальные входы основной полосы частот (QBBP, QBBN, IBBN и IBBP) имеют высокий импеданс. Напряжения, приложенные к этим контактам, управляют каскадом V-to-I, который преобразует напряжения основной полосы в токи. Дифференциальные выходные токи ступеней V-to-I питают каждый из своих смесителей. Синфазное напряжение постоянного тока на входах основной полосы частот устанавливает токи в двух сердечниках смесителя, а изменение синфазного напряжения основной полосы частот влияет на ток в смесителе и влияет на общие характеристики модулятора.Рекомендуемое постоянное напряжение для синфазного напряжения основной полосы составляет 500 мВ _DC для ADL5375-05 и 1500 мВ для ADL5375-15.

ADL5375 имеет два двойных балансных смесителя: один для синфазного канала (I канал) и один для квадратурного канала (Q-канал). Выходные токи двух смесителей складываются во внутреннюю нагрузку. Сигнал, развиваемый через эту нагрузку, используется для управления каскадом D-to-S, который состоит из активного балуна на кристалле, который преобразует дифференциальный сигнал в несимметричный сигнал.Балун обеспечивает выходное сопротивление 50 Ом, поэтому для оптимальной передачи мощности в среде с сопротивлением 50 Ом на выходе ВЧ не требуется никакой согласующей цепи.

I / Q модулятор разработан для легкого взаимодействия с высокоскоростным ЦАП AD9779A, поскольку это хорошо согласованные устройства с одинаковыми уровнями смещения и одинаковыми высокими отношениями сигнал / шум (SNR). Согласованные уровни смещения 500 мВ позволяют использовать бесклеевой интерфейс, нет необходимости в сети смещения уровня, которая добавляла бы шум и вносимые потери вместе с дополнительными компонентами.Добавление резисторов ограничения размаха (RSLI, RSLQ) позволяет масштабировать размах ЦАП соответствующим образом без потери разрешения или уровня смещения 0,5 В. Высокий SNR каждого устройства сохраняет высокий SNR в цепи.

ADL5375 разработан для взаимодействия с членами семейства аналоговых устройств преобразователей TxDAC (AD97xx) с минимальным набором компонентов для упрощения построения системы SDR. Входы модулирующих сигналов ADL5375 требуют синфазного напряжения смещения постоянного тока 500 мВ, и с каждым выходом AD9779A, колеблющимся от 0 мА до 20 мА, одиночный резистор 50 Ом на землю от каждого из выходов ЦАП обеспечивает требуемое значение 500 мВ _DC смещение.При наличии всего четырех резисторов по 50 Ом колебание напряжения на каждом выводе составляет 1 В _PP . Это приводит к размаху дифференциального напряжения 2 В _PP на каждой входной паре.

Добавив резисторы RSLI и RSLQ к интерфейсу, можно уменьшить размах выходного сигнала ЦАП без потери разрешения ЦАП. Резистор размещен как шунт между каждой стороной дифференциальной пары. Это приводит к уменьшению размаха переменного тока без изменения смещения постоянного тока, уже установленного резисторами 50 Ом.

Обычно необходимо выполнить фильтр нижних частот на выходах ЦАП, чтобы удалить частоты изображения при управлении модулятором. Вышеупомянутый интерфейс хорошо подходит для введения такого фильтра. Фильтр может быть вставлен между резисторами установки смещения постоянного тока и резистором, ограничивающим колебания переменного тока. Таким образом устанавливаются входное и выходное сопротивление фильтра.

Вывод

Создание программно-определяемой беспроводной системы становится проще благодаря доступным сейчас высокопроизводительным и высокоинтегрированным компонентам.Каскады приема, передачи и модуляции теперь интегрированы в один гибкий чип, которым можно управлять с помощью внешнего микроконтроллера, либо высокопроизводительные компоненты можно без клея комбинировать на платах для разработки, чтобы ускорить процесс проектирования.

Отказ от ответственности: мнения, убеждения и точки зрения, выраженные различными авторами и / или участниками форума на этом веб-сайте, не обязательно отражают мнения, убеждения и точки зрения Digi-Key Electronics или официальную политику Digi-Key Electronics.

Вводный проект для программно-определяемого радио

Этот проект состоит из двух частей. Сначала мы послушаем FM-радиостанции: например, станции, которые можно прослушать, настроив автомобильное радио. Это позволит нам познакомиться с программным обеспечением и пройти настройку программно-определяемого радио (SDR).

Вторая часть этого проекта немного сложнее, но, в конце концов, мы сможем расшифровать обычные живые разговоры по радио. Эти частоты больше зависят от вашего района, включая дорожные департаменты, пожарные депо и полицейские участки.Это предназначено только для образовательных целей и не должно использоваться в какой-либо другой деятельности.

Внимание, прежде чем мы начнем: это руководство посвящено операционной системе Windows. К сожалению, поскольку это задача, требующая интенсивного использования программного обеспечения, это может быть совсем другой опыт в другой ОС. Прокомментируйте или напишите автору по электронной почте, если вы хотите получить дополнительную публикацию для операционных систем Linux или Mac.

Дополнительная информация

Что такое программно-определяемое радио?

Программно-конфигурируемая радиосвязь — это тип радиочастотной системы, которая использует программное обеспечение для выполнения задач, традиционно выполняемых аппаратными средствами, таких как генерация или декодирование сигналов основной полосы частот.Это дает больше свободы в системах радиосвязи: изменение того, что делает ваша радиостанция, становится вопросом редактирования кода вместо модификации оборудования.

Программно определяемая радиостанция (далее SDR) должна иметь преобразователь данных (АЦП для приема, ЦАП для передачи) и процессор, который может запускать необходимое программное обеспечение.

Есть много проявлений SDR и моделей, которые можно купить на рынке. Поскольку это вводный проект, я буду использовать недорогой ключ R820T2, ссылка на который приведена в списке требований ниже.Этот ключ может настраиваться на прием сигналов на частотах от 500 кГц до 1,7 ГГц. Этот диапазон охватывает множество диапазонов вещания, включая любительское радио, спутниковое телевидение и обычные диапазоны вещания, такие как музыкальные станции.

Плата внутри электронного ключа R820T2. Изображение любезно предоставлено Amazon.

Сам по себе ключ — это всего лишь часть SDR. У него есть РЧ-приемник и АЦП, но он использует компьютер, к которому он подключен, для обработки сигнала.Стоит отметить, что это устройство ограничено приемом сигналов. Другие устройства, такие как ключи HackRF и BladeRF, также обеспечивают возможность передачи в широком диапазоне частот — за резкое повышение цены (они доступны от 300 до 650 долларов за устройство).

Также стоит отметить, что для передачи сигналов может потребоваться специальная лицензия. В США, в зависимости от мощности ваших передач, вас могут классифицировать как станцию, для чего требуется лицензия на радиолюбительство от FCC.

Необходимое оборудование и программное обеспечение для первой части

Восстановление FM-радио

После подключения ключа SDR подождите, пока Windows перестанет пытаться автоматически установить драйверы для устройства. Убедитесь, что вы прикрутили антенну, поставляемую с ключом. Без него вы ничего не сможете забрать!

Самый простой способ получить драйверы для вашего электронного ключа — использовать Zadig, который автоматически определит подходящие драйверы для вашей системы.Убедитесь, что «Список всех устройств» включен в меню «Параметры», затем выберите RTL2838 в раскрывающемся меню. Zadig выберет нужный драйвер, и все, что вам нужно сделать, это нажать кнопку «Установить».

После того, как вы разобрались с драйверами, самое время загрузить пакет программного обеспечения SDR. Он должен быть вверху страницы.

Страница загрузки SDRSharp на Airspy.com

Разархивируйте загруженный файл и сохраните его в запоминающемся каталоге (вам придется снова перейти в эту папку, чтобы открыть программу).Никакой дополнительной установки не требуется! Идите вперед и откройте приложение SDRSharp

Снимок экрана нашего первого использования SDRSharp

При первом открытии приложения оно будет выглядеть примерно так, как показано выше. Что наиболее важно, источником по умолчанию является AIRSPY. Чтобы использовать USB-ключ, необходимо изменить раскрывающийся список (выделен на рисунке) и выбрать «RTL-SDR (USB)».

Затем нажмите на шестеренку, выделенную красным на картинке.Вы попадете в меню настроек. Убедитесь, что в раскрывающемся меню указано нужное устройство. Затем выберите наивысшую доступную частоту дискретизации — без этого ваши сигналы будут иметь более низкое разрешение и вы получите больше шума.

Наконец, увеличьте усиление RF, перемещая стрелку вправо. Это имеет большое значение в четкости получаемых вами сигналов.

А теперь самое интересное! Послушаем прямые трансляции.

Нажмите кнопку воспроизведения слева от шестеренки, чтобы начать прием сигналов.В большинстве регионов США вы будете принимать FM-радиопередачи в диапазоне 90–100 МГц, так что это хорошее место для начала. Обязательно установите настройки радио на прием WFM.

Прослушивание FM-радио в SDRSharp

В моем примере на скриншоте выше вы видите четкие пики в верхнем окне и гораздо более темный спектр, показывающий, где находится мой курсор. Каждый пик символизирует сигнал одной станции. Если у вас плохое качество сигнала, вы можете изменить настройку полосы пропускания.Подсказка: постарайтесь, чтобы он соответствовал ширине сигнала. Меньшая полоса пропускания должна работать, но если она намного больше, чем сигнал, вы получите много дополнительных шумов.

На этом первая часть этого проекта завершена! Если у вас возникли проблемы с какой-либо частью этих настроек, не стесняйтесь оставлять комментарии или посмотреть, было ли это рассмотрено здесь: http://www.rtl-sdr.com/rtl-sdr-quick-start-guide/

Если вы хотите изучить больше частот, которые можно получить с помощью SDR, я настоятельно рекомендую надстройку Frequency Manager Suite к SDRSharp.Он включает в себя функции, которые значительно повышают удобство использования SDRSharp с такими функциями, как ввод частоты, на которую вы хотите перейти (вместо прокрутки), а также частоты сканирования для проверки сигналов и планирования. Вы можете найти Frequency Manager Suite здесь: http://www.freqmgrsuite.com/

Заявление об ограничении ответственности перед частью 2

Используя цифровой речевой декодер, мы сможем декодировать сигналы, передаваемые на общедоступных частотах. Они могут включать в себя частоту отправки в полицию, аналогично тому, как работают коммерческие полицейские сканеры.

Существуют некоторые юридические ограничения для полицейских сканеров. Например, в Нью-Йорке нельзя иметь радио, которое может напрямую принимать эти частоты за пределами дома (если у вас нет лицензии на радиолюбительство). Я не юрист, так что разберитесь сами!

Тем не менее, в большинстве случаев это не является незаконным. Просто используй свои силы во благо, хорошо?

Требуемое программное обеспечение для части 2

Самодельный диспетчерский сканер

Сначала установите аудиокабель VB.После установки перейдите к своим записывающим устройствам. Виртуальный кабель VB-audio должен появиться как опция: убедитесь, что он включен.

Затем щелкните свойства этого устройства и перейдите в меню «Слушать». Убедитесь, что установлен флажок «Слушать это устройство», как показано на рисунке ниже.

Настройки устройства виртуального аудиокабеля. Отметьте «Слушать это устройство»!

В SDRSharp откройте раздел «Аудио». В раскрывающемся разделе «Вывод» выберите аудиокабель VB.Это показано на следующем снимке экрана.

Настройка параметров вывода звука SDRSharp. Используйте виртуальный аудиокабель в качестве выхода!

Мы на полпути!

Теперь нам нужен цифровой декодер речи. Загрузите приложение DSDPlus и его библиотеки DLL (это две отдельные загрузки! Убедитесь, что вы делаете и то, и другое, иначе вы не сможете запустить программу должным образом). После распаковки обоих файлов скопируйте все библиотеки DLL в папку, в которой находится DSDPlus.

Запустите DSDPlus. Тогда все, что вам нужно сделать, это найти свои частоты для прослушивания и начать слушать!

Какие частоты вам нужны? Что ж, это будет зависеть от вашего географического положения. FCC требует, чтобы вещательные организации обнародовали эти частоты. Я нашел свои частоты, зайдя в Radio Reference и посмотрев в своем географическом районе.

Что дальше с SDR?

Это только верхняя часть того, на что способна SDR.Благодаря широкому диапазону вы можете слушать погодные радиопередачи NOAA, сообщения о местоположении самолетов и кораблей и даже получать изображения со спутников (если у вас есть подходящая антенна)!

Что вы будете делать со своим SDR? Обязательно оставьте комментарий или напишите автору на [email protected] с вопросами, предложениями и ссылками на любые изображения или видео ваших собственных проектов!

Есть много дополнительных ресурсов для изучения сообщества энтузиастов SDR.

• RTL-SDR.com — отличный веб-сайт, на котором есть учебные пособия, списки совместимого программного обеспечения, вики для идентификации получаемых вами сигналов и многое другое — это отличная первая остановка!
• ARRL имеет отличную подборку онлайн-ресурсов о SDR здесь
• На форуме беспроводных инноваций есть отличная серия статей о SDR.
• Локализованные радиостанции, доступные через SDR, задокументированы на этом замечательном веб-сайте, поэтому обязательно посмотрите, есть ли рядом с вами станция!
• Great Scott Gadgets предлагает серию онлайн-видео о создании приложений SDR с помощью программы GNU Radio с открытым исходным кодом.
• Наконец, ознакомьтесь с проектами High Performance SDR с открытым исходным кодом здесь.

Попробуйте сами! Получите спецификацию.

Радио

DIY SDR DSP с Raspberry Pi и RTLSDR

Радиоприемник, представленный на видео выше, способен принимать весь спектр от 500 кГц до 2 мегагерц. Он может декодировать все цифровые и аналоговые радиосигналы. Также содержит ручку настройки для облегчения набора частоты.

——————————————— —————————
Получите 10 печатных плат всего за 5 долларов https: // www.pcbway.com/
——————————————— —————————

Устройство состоит из нескольких частей:
— Сердце устройства — плата Raspberry Pi 3 model B + , И ключ RTL SDR
— Поворотный энкодер с платой управления (Плата управления на самом деле представляет собой USB-мышь, на которой первоначальный поворотный энкодер был заменен более надежным энкодером)
— 7-дюймовый сенсорный дисплей с разрешением 1024 на 600 пикселей
— Маленькая плата аудиоусилителя D-класса
— Динамик
— маленький вентилятор для охлаждения Raspberry Pi CPU
— Разъем источника питания
— и антенный разъем BNC

SD-карта содержит программное обеспечение HamPi для радиолюбителей для Raspberry Pi от W3DJS.На самом деле это образ операционной системы Raspbian Pi с предустановленными всеми необходимыми программами HAM. Ссылки для скачивания и способы установки SD-карты приведены в тексте и видео ниже:
https://sourceforge.net/projects/hampi/

Энергопотребление RTLSDR составляет около 300 мА, а потребление дисплея — 1 А, поэтому у меня были проблемы. со стабильностью всей системы. Я решил это, подключив питание USB-ключа напрямую к + 5В, как показано на картинках в описании.Аудиовыход Raspberry Pi подключен к входу платы усилителя мощности, к выходу которой подключен динамик.

Позвольте мне упомянуть, что вместо RTLSDR мы можем использовать AirSpy, ключ FUNcube, HackRF или SDRPlay SDR. Я использую программное обеспечение «GQRX — Software defined Radio Receiver», чтобы показать вам основные радиовозможности этого устройства. Но у нас также есть десяток других доступных программ обработки сигналов, которые не представлены в этом видео, и я надеюсь представить их вам в одно из следующих видео.Короче говоря, все, что мы можем делать с этим радиооборудованием SDR в ОС Windows, доступно здесь, в ОС Raspbian Pi HamPi. В этом случае большим преимуществом является использование функции сенсорного экрана и поворотного энкодера, например, тот факт, что это полностью компактное устройство в относительно небольшом корпусе. Для простоты использования используется небольшая комбинация беспроводной клавиатуры и мыши.

Что такое SDR и что можно делать с SDR?

Фон

С момента появления первых систем беспроводной передачи, радио методы передачи постоянно развивались, позволяя каждому быть возможность оставаться на связи с увеличением скорости передачи.

Раньше голосовая связь в основном осуществлялась с использованием аналоговых сигналов и проводов. Спустя несколько лет появились сотовые телефоны, которые позволили осуществлять беспроводную голосовую связь по радиосигналам, а позже появились Wi-Fi и Bluetooth.

Как работают традиционные радиоприемники?

В традиционной радиостанции большая часть обработки выполняется на самих аппаратных компонентах. Из-за этого он ограничивает возможности перепрограммирования или реконфигурации очень низким уровнем.Поскольку он менее гибкий, нет разумного способа исправить проблему, если возникает ошибка в оборудовании. Кроме того, встроенные уязвимости очень сложно удалить.

Однако SDR обеспечивает лучшее решение этой проблемы, наряду со многими другими функциями, и мы поговорим больше в этом блоге.

Что такое SDR?

SDR расшифровывается как Software Defined Radio, в котором радиосвязь осуществляется с помощью программного обеспечения или встроенного программного обеспечения для выполнения задач обработки сигналов, которые обычно обрабатываются аппаратными средствами.Это оборудование включает в себя смесители, фильтры, усилители, модуляторы, демодуляторы и т. Д. Следовательно, SDR использует только АЦП и ЦАП для преобразования аналогового сигнала в цифровой и цифро-аналоговый вместе с антеннами, без необходимости использования многих аппаратных компонентов. Это, в свою очередь, делает SDR очень гибким и упрощает устранение проблем в случае возникновения проблемы, поскольку большая часть обработки выполняется на программном обеспечении, а не на оборудовании. Программное обеспечение можно запускать как на персональном компьютере, так и во встроенной системе.

Блок-схема SDR-приемника
ref: www.researchgate.net/ Блок-схема передатчика SDR
ref: www.researchgate.net/

Различные типы SDR

SDR в основном можно разделить на два типа:

• Приемопередатчики SDR
• Приемники SDR

Приемопередатчики SDR

Приемопередатчики

SDR могут как передавать, так и принимать радиосигналы. Давайте посмотрим на некоторые SDR-трансиверы, предлагаемые Seeed Studio.

HackRF One

HackRF One — это периферийное устройство с программно-определяемой радиосвязью (SDR), способное передавать или принимать радиосигналы от 1 МГц до 6 ГГц, предназначенное для тестирования и разработки современных радиотехнологий и технологий следующего поколения.HackRF One охватывает множество лицензионных и нелицензионных диапазонов любительского радио. HackRF One — это аппаратная платформа с открытым исходным кодом, которую можно использовать в качестве периферийного USB-устройства или запрограммировать для автономной работы.

HackRF One работает как звуковая карта компьютера. Он преобразует цифровые сигналы в радиоволны, что позволяет интегрировать крупномасштабные сети связи. Он предназначен для тестирования, разработки, импровизации и модификации современных радиочастотных систем.

YARD Stick One

YARD Stick One (еще один радиомодуль) может передавать или принимать цифровые беспроводные сигналы на частотах ниже 1 ГГц.Он использует ту же радиосхему, что и популярный IM-Me. Функции радио, которые возможны при настройке прошивки IM-Me, теперь у вас под рукой, когда вы подключаете YARD Stick One к компьютеру через USB.

YARD Stick One поставляется с установленной прошивкой RfCat, любезно предоставленной atlas. RfCat позволяет вам управлять беспроводным трансивером из интерактивной оболочки Python или вашей собственной программы, запущенной на вашем компьютере. YARD Stick One также имеет установленный загрузчик CC, поэтому вы можете обновить RFCat или установить свою собственную прошивку без какого-либо дополнительного оборудования для программирования.

Приемники SDR

Приемники

SDR могут принимать только радиосигналы. Давайте посмотрим на некоторые SDR-ресиверы, предлагаемые Seeed Studio.

SDRPlay Радиоспектральный процессор 2

SDRPlay Radio Spectrum Processor 2 — это мощный широкополосный полнофункциональный SDR, который покрывает все частоты от 1 кГц до 2 ГГц. Эта усовершенствованная версия популярного RSP1 предоставляет три антенных входа, выбираемых программным способом, а также новые функции стабильности и синхронизации, идеально подходящие для промышленных, научных и образовательных приложений.

В сочетании с мощью программного обеспечения приемника SDRuno этот универсальный приемник может одновременно контролировать спектр до 10 МГц. RSP2 размещен в прочном пластиковом корпусе с радиочастотным экраном.

Плата и комплект KiwiSDR

KiwiSDR — это программно-определяемая радиостанция (SDR), охватывающая коротковолновые, длинноволновые и AM-диапазоны вещания, различные коммунальные станции и любительские радиопередачи по всему миру в диапазоне от 10 кГц до 30 МГц. KiwiSDR — это специальная монтажная плата (накидка), которую вы подключаете к компьютеру BeagleBone Green или BeagleBone Black.Вы просто добавляете антенну, блок питания и подключение к сети.

KiwiSDR доступен в двух версиях:

Обе версии включают программное обеспечение, поставляемое на карте micro-SD.

Браузер с поддержкой HTML5 и подключение к Интернету позволят вам слушать общедоступный KiwiSDR в любой точке мира. Одно радио могут одновременно слушать до четырех человек — каждый слушатель настраивается независимо.

Преимущества и недостатки SDR

Как и любая другая технология, использование программно-определяемого радио имеет свои преимущества и недостатки.

Преимущества технологии SDR

• Способен достичь очень высокого уровня производительности.
• Возможность изменения производительности путем обновления программного обеспечения (однако, будет невозможно обновить атрибуты, зависящие от оборудования).
• Возможность перенастроить радиомодули путем обновления программного обеспечения
• Возможность использовать одну и ту же аппаратную платформу для нескольких разных радиостанций.

Недостатки технологии SDR

• АЦП ограничивают верхние частоты, которые могут использоваться цифровой секцией
• Базовая платформа может быть дорогостоящей для очень простых радиомодулей
• Для разработки SDR требуются как аппаратные, так и программные навыки.

Но что управляется программным обеспечением Радио?

Радио с программным управлением (SDR)

не следует путать с радио с программным управлением.
Software Controlled Radio — это радио, в котором некоторые или все функции физического уровня управляются программным обеспечением. Это означает, что это похоже на традиционное радио, но с программной управляемостью захватывающего оборудования.
С другой стороны, в программно-определяемом радио большинство аппаратных компонентов, характерных для традиционных радио, заменено программными методами, и поэтому оно сильно отличается от радио с программным управлением.

Что нужно для настройки SDR?

Теперь, когда мы узнали, что означает SDR, давайте перейдем к настройке программно определяемого радио.Для этого вам в основном понадобятся три компонента.

• SDR
• Антенна (и)
• Компьютер с программным обеспечением SDR

Мы уже говорили о SDR ранее. Теперь давайте посмотрим на различные антенны, которые можно использовать с SDR.

Антенна (ы)

При использовании приемника или приемопередатчика SDR важно подключить антенны для приема и передачи радиосигналов на большие расстояния.

Мы предлагаем следующие антенны для SDR, и вы можете выбрать их в соответствии с вашими требованиями.

Программное обеспечение SDR

Существуют различные программы SDR, и вы можете выбрать программное обеспечение для радио в зависимости от продукта SDR, который вы хотите использовать.

Вот список некоторого доступного программного обеспечения SDR:

• SDR #
• HDSDR
• SDR-RADIO.COM V2 / V3
• Linrad
• GQRX
• Studio1
• SDRUno

и многое другое.

HDSDR IDE
Ссылка: www.rtl-sdr.com

Что можно делать с SDR?

С помощью SDR можно выполнять разные операции следующим образом:

• Прием радиопередач
• Любительское радио
• Радиоастрономия
• Отслеживание судов с помощью передач AIS
• Отслеживание самолетов с помощью передач в режиме S
• Настройка передатчика DRM
• Создание сети GSM
• Эксперимент с LTE
• Узнайте, как Работа глобальных навигационных спутниковых систем

Заключение

Мы надеемся, что этот блог был полезен для ознакомления вас с технологией SDR, и с нетерпением ждем возможности увидеть создание интересных проектов с использованием этой технологии!

Следите за нами и ставьте лайки:

Продолжить чтение

VK5TM Простой SDR

Простой SDR

Мне дали мобильный хлыст Comet SB15 6/2/70 и различные предварительно вырезанные куски алюминия для трехэлементного яги (см. Страницу с антеннами) в обмен на создание следующего проекта для друга.Проект представляет собой Simple SDR (программно определяемое радио), которое было опубликовано в журнале WIA «Amateur Radio», том 79, выпуски 9 и 10 2011. Питер озаглавил «Простой SDR: базовое программно определяемое радио, которое может построить каждый». Паркер VK3YE. Редактор AR и Питер VK3YE любезно разрешили мне опубликовать оригинальные принципиальные схемы со страниц 28 и 30 октябрьского выпуска 2011 года, показанные на рисунках 2 и 3 ниже. Также посмотрите видео Питера на Youtube с оригиналом в действии.(Ссылки внизу страницы). На схемах вы заметите, что они контролируются xtal и покрывают часть диапазонов 40 и 80 метров. Мой друг хотел бы, чтобы Simple SDR покрыл не только диапазоны 40 и 80 метров, но и полностью 20-метровые диапазоны. Для этого вместо генератора xtal потребуется VFO. По мере сборки я буду добавлять сюда больше информации, но для начала вот схемы, а также несколько изображений донорского радио и его частей.

Обратите внимание на различие в выходном каскаде и питании от USB второй схемы. (Щелкните изображения, чтобы увеличить версию. Щелкните еще раз, чтобы закрыть.)

Донорская радиостанция — одна из тех якобы сверхмощных, водонепроницаемых радиостанций, которые можно найти на стройплощадках. Я могу сказать вам, что они не такие водонепроницаемые, и этот отказался от трансформаторов if, регулируемой крышки, поворотного переключателя, замедленного привода и ручки для переключателя. Катушки были модифицированы с учетом индуктивностей, необходимых для того, чтобы VFO мог покрывать 20 м, 40 м и 80 м.К сожалению, нет фотографий модификации, так как внутри этих банок формирователи размером с муравья среднего размера.

Удивительно, но привод slo-motion, показанный выше, неплохо справляется. Белая пленка вокруг вала должна быть гидроизоляцией — это не работает. Грязь и песок также попадают внутрь механизма, и их необходимо очистить. Если вы не можете сделать это, замочив его в чем-то, вам придется согнуть эти бирки, чтобы разобрать его. Будьте осторожны, они не предназначены для того, чтобы их сильно сгибать вперед и назад, и они могут сломаться.

VFO

Я поработал над VFO для Simple SDR. Ниже приведена схема, с которой я начал, и несколько фотографий, показывающих, где она находится. На данном этапе VFO работает на 80 м и 40 м, но немного сварлив на 20 м (я внес некоторые изменения в схему, поэтому она немного отличается от рисунка).

(Щелкните изображение, чтобы увеличить. Щелкните еще раз, чтобы закрыть.)

Поскольку я был единичным экземпляром, я не делал печатную плату для этого проекта, вместо этого пометил острова текстовой меткой и гравировал ее с помощью Dremel.Быстро и просто.

Как видите, гравировка не слишком прямая, но она будет спрятана в коробке, так что ее никто не увидит.

Передняя и задняя часть собранной платы. Это временная установка, которую я использовал для проверки работы схемы. Как вы можете видеть на снимке прицела ниже, хорошая чистая синусоида с большим количеством уровней (2,6 В).

VFO Часть 2

Хорошо, большинство проблем решено в VFO.Теперь он дает красивую чистую синусоидальную волну на диапазонах 80 м, 40 м и 20 м, хотя все же необходимо включить его в анализатор спектра, чтобы убедиться, что у него нет неприятных шпор. Выходное напряжение действительно падает примерно на 1 В в диапазоне 20 м, поэтому нам нужно будет посмотреть, не возникнет ли это позже. Должно быть, это как-то связано с частотной характеристикой 2N3819, хотя они должны быть хороши в УКВ (это марки Fairchild). Пересмотренная схема ниже. Те, кто придерживается более математического дизайна, заметят, что значения C4, C5, C6 и C7 не совпадают с теоретическими значениями для генератора Колпитса в различных частотных диапазонах.Я не исследовал, почему (я предполагаю, что это емкость затвора J-Fet), но эти значения работают, так что пока так и останется.

(Щелкните изображение, чтобы увеличить. Щелкните еще раз, чтобы закрыть.)

Для любого, кто может решить построить этот VFO, значение C1, C2 и C3 выбрано, чтобы обеспечить необходимое покрытие диапазона, и они будут варьироваться в зависимости от используемых катушек. В этом VFO я не считал обороты, но использовал LC-метр, чтобы получить значения катушек примерно 30uh, 7uh и 1.5uh для диапазонов 80 м, 40 м и 20 м соответственно. В зависимости от того, какой J-Fet вы используете, C4, C5, C6 и C7 также могут нуждаться в настройке. Существуют определенные уравнения для расчета различных значений конденсаторов генератора Колпитца (которые вы можете найти в Интернете, если они вам действительно нужны), но следующие значения — это те, которые должны были использоваться здесь: — 80 м — C4 500pf, C5 и C6 1000пф. 40 м — C4 210pf, C5 и C6 500pf. 20 м — C4 100pf, C5 и C6 250pf. (C7 в этом VFO предназначен для увеличения обратной связи в диапазоне 80 м для надежного запуска).Затем нужно собрать остальную часть приемника и опробовать его, а пока ниже приведены несколько изображений VFO в почти готовом состоянии, прежде чем он попадет в закрытый ящик.

Ресивер

Плата приемника сделана так же, как и плата VFO. Отметьте острова тонким маркером и с помощью дремеля срежьте вокруг них медь.

Чтобы приемник оставался компактным, печатная плата приемника была небольшой. Как видно на фото ниже, некоторые из островов, вероятно, следовало сделать немного больше.

Ниже приведены несколько фотографий приемной платы, установленной на vfo. Когда были сделаны эти фотографии, я не подключал катушки 40 м и 20 м к переключателю (два незакрепленных провода на фото), так как я хотел протестировать приемник на 80 м, прежде чем заходить слишком далеко. Проблема № 1 — нет антенны для подключения к ней, поэтому, думаю, используйте генератор сигналов. Проблема №2 — у меня нет генератора сигналов, который работает ниже 10 МГц для тестирования. Лекарство заключалось в покупке пары модулей DDS, доступных в Китае, модуля AD9850 и модуля AD9851.Сделав это и составив генератор сигналов с одним из них (я опишу его на другой странице), была сделана окончательная разводка и настроен SDR. Теперь остается только подключить антенну, подключить SDR к ПК и посмотреть, что произойдет.