Синтезатор частоты EasySDR - SDR-трансивер ADTRX_UR4QBP - Каталог статей - UR4QBP Home page. Синтезатор частоты для KB трансивера

25.10.2015

Сборка абсолютно новой конструкции - SDR-трансивера от UT3MK, начата с синтезатора частоты. Далее последует сборка, собственно, самой платы трансивера, ДПФ-фильтров и, возможно, усилителя... Есть идея, изготовить полноценное устройство, используя наработки талантливого радиолюбителя - UT3MK.

Вариант схемного решения обсуждался в этой ветке. Я решил собрать 13-ю версию синтезатора. Плату синтезатора и трансивера любезно изготовил Виктор RA3AIW, за что ему огромнейшее спасибо. Так же, он будет помогать запустить устройство, как радиолюбитель, успешно повторивший, в том числе и данную конструкцию...

Все компоненты были куплены в магазине chipdip , кроме Si570, которая осталась от SDR-трансивера Peaberry RX-TX Sound. Кстати, без проблем ее можно купить на sdr-kits .

Фото процесса сборки будут выкладываться .

Сегодня проходила сверловка платы.

Перед запайкой основных чипов, проверяется рабочее напряжение, настраивается напряжение питания синтезатора (3,3В в моем случае). Потом запаиваются все корпуса, кроме Si570, плата проходится феном, моется, визуально контролируется. Далее, заливается тестовая прошивка и, в случае успешной работы всех функций, запаивается синтезатор. Чтобы заливать прошивки - необходимо будет изготовить программатор для ATmega32. Я хочу попробовать сделать самый простой вариант под LPT-порт.

27.10.2015

Все детали, кроме Si570 запаяны. ATmega32 чуть повернулась против часовой стрелки, но, думаю, это не страшно... Сначала лудились контакты под чипы после нанесения раствора ЛТИ. Потом, прогревались феном, для равномерного распределения олова. Далее, снова ЛТИ и прихватка чипов за крайние ножки паяльником. Далее, прогрев каждой стороны феном, ЛТИ, добавление олова жалом паяльника, снова ЛТИ и финальный прогрев феном. Я для себя выбрал такую методику запайки корпусов...

После того как плата полностью заработает (а я очень рассчитываю, что это произойдет) - будет прогрев остального монтажа с предварительным нанесением ЛТИ и финальная мойка платы.

Выставлено напряжение 3,3В на 7-й ножке Si570. При подключении платы к компьютеру по USB, обнаружено новое устройство, которое под WinXP попросило драйвера. Драйверы были установлены.

Следующий шаг - изготовление шлейфа-программатора на LPT-порт и попытка заливки тестовой прошивки...

29.10.2015

Был изготовлен шлейф на LPT-порт. Поскольку, по хорошему им нужно воспользоваться только пару раз - я не стал заморачиваться на эстетику конструкции. Главное, чтобы интерфейсный кабель выполнил свою задачу.

По началу, с версией, размещенной на сайте ponyprog, прошить не получалось. Интерфейс программы отличался и в меню не было нужной версии ATmega32. Потом, я скачал версию с сайта Юрия по ссылке из доки по прошивке атмеги и все в две секунды успешно прошилось. Далее, выставил и записал фьюзы, считал их и стал тестить устройство через PowerSDR 2.5.3. Все функции работали без проблем. После чего я стер память, залил рабочую версию прошивки (Madeira-6) и запаял Si570. К слову, она тоже провернулась и тоже против часовой стрелки. Наплевал...

По началу все работало нормально. CAT держал связь, валкодер работал и т.п. Единственное - я очень долго не мог откалибровать частоту, которая отличалась от эталонной где-то на 2кГц. Как оказалось позже - виной тому, нарушение в работе одного из каналов SDR-приемника, что давало 100%-ю зеркалку на панораме.

Для калибровки и подавления зеркалки я использую кварцевый генератор на 7,3728МГц. Кстати, эти генераторы имеют достаточно высокий выходной уровень (я ставил 1:100) и очень низкий уровень фазовых шумов - на экране четко стоит пика сигнала и частота строго соответствует указанной на корпусе кварца...

К сожалению, после дальнейших экспериментов стала барахлить связь по CAT и потом вообще отвалилась. Переустановка драйверов, смена номера COM-порта, деинсталляция PowerSDR с чисткой реестра и содержимого в скрытых папках, ничего не дали, что сильно огорчило и испортило настроение...

30.10.2015

Сегодня было замечено, что проблема со сбоем была связана с нарушением контакта(ов) в каком-то месте платы (путем ее изгиба в разные стороны). Пришлось пропаять некоторые детали и прогреть всю плату термофеном (чего не было сделано до того момента) и все заработало стабильно.

Так же, был исправлен дефект в одном из каналов приемника (кстати, того, который в основном используется на Web-SDR). После чего, программа была откалибрована по уровню и подавлению зеркала. Чтобы выставить аппаратное подавление в приемнике - была использована версия программы 1.18.6, когда зеркало еще не давилось в автомате. Подавление составило около 45дБ.

После чего, я вернулся к версии 2.3.5.

Использовалась интегрированная звуковая карта на 48кГц, имеющая все присущие ей недостатки... Этим обусловлены палки по краям от нулевой ПЧ, которая тоже порядком шумит.

Поигравшись чуть с приемом эфира, на сегодняшний день, решил остановиться на достигнутых результатах...

На панораме наблюдалось большое кол-во палок. По прежнему опыту, эта напасть, в значительной степени, пропадала после помещения конструкции в металлический экран...

31.10.2015

Что ж, синтезатор стабильно работает, плата отмыта от флюса. Приемник Тасы снова вернулся в состав WebSDR, обзаведясь экранирующим корпусом, на этот раз. Есть собранная основная плата трансивера версии 3B, есть печатка и все компоненты для версии 2А. Видимо, дальше буду собирать плату ДПФ - 3-й компонент будущего SDR-трансивера, если творческий поиск не уведет в другую сторону...

01.11.2015

Сегодня собрал в кучу плату версии 3B и данный синтезатор.

Часть функций синтезатора пока не используется. Так же, здесь нет никаких фильтров и усилителя. На выходе, при приемлемом качестве двухтонального сигнала, имеем около 1В амплитудного ВЧ-напряжения. Формированием полосы SSB-сигнала, в целом, доволен, но его нужно фильтровать... Есть идея, попробовать в аналогичном корпусе собрать ДПФ-ы и предварительный усилитель.

04.11.2015

Сегодня сделал BPF-фильтр на диапазон 40м. Схема, так же, взята с сайта Юрия. Моделировал данный фильтр в RFSimm99. Однако, после его изготовления и тщательного измерения всех элементов L/C-метром, оказалось, что полоса пропускания фильтра сдвинута выше где-то на 1МГц. Пришлось подбирать емкости и, в конечном итоге, был получен следующий результат:

Как потом выяснилось, была сбита калибровка L/C-метра и все измерения индуктивностей были некорректны... Планирую, позже, ещё раз промерить и переделать фильтр.

Приборчика NWT-7 у меня пока нет, но мой АА-330М вполне сгодится для этой задачи. В принципе, он показывает обратную картинку, как мне видится. И, посредством КСВ на графике, можно определить полосу пропускания фильтра... Методика измерения простая - ко входу фильтра подключается безиндукционная нагрузка - сопротивление 50Ом (два МЛТ-2 100Ом в параллель), выход фильтра подключается к анализатору и сканируется весь диапазон.

Платка для BPF расчитана на 3 фильтра. Планирую сделать ещё диапазоны 80м и 20м. Платку поместил внутрь корпуса.

Есть идея, разместить на оставшемся месте небольшой предварительный усилитель на OPA2764 или AD8009, чтобы получить 1Вт на выходе устройства...

09.11.215

Смоделировал диапазонные полосовые фильтры на 20м и 80м.

Здесь и в других фильтрах подбирал номиналы элементов простым перебором.

10.11.2015

Для диапазона 80м сделал фильтр LPF, на скорую руку.

Со вчерашнего дня, трансивер работает в составе WebSDR приемника, в режиме теста. Суть идеи - переключение приема на разные диапазоны, в зависимости от времени суток (с учетом особенностей прохождения) и проверка стабильности работы узлов трансивера. Процесс управления всеми компонентами системы происходит дистанционно, через удаленный доступ к компьютерам.

13.04.2017

Из опыта эксплуатации данного синтезатора. К плюсам можно отнести развитые возможности коммутации и управления, наличие валкодера и световую индикацию. Очевидных минусов вижу два. Самый главный - занятый com-порт и невозможность стыковки программы синтезатора с программами-логами (я использую UR5EQF). Вроде бы, можно использовать программные сплиттеры для работы различных приложений через один com-порт, но я пока такую возможность не пробовал. Второй, существенный, минус - отсутствие возможности подключения телеграфного ключа или манипулятора.

Продолжение следует...

16.04.2014г.

Пришёл KIT для сборки синтезатора частоты на Si570 с управлением по USB. Данный синтезатор планируется использовать в составе будущего SDR-трансивера. Набор заказывался . Доставка из Великобритании в Москву обычной почтой заняла меньше трёх недель. На этом сайте можно заказать синтезатор другого типа с ручной подстройкой частоты и индикацией на ЖК-матрице. Так же, можно купить отдельно чип Si570 и многое другое...

20-04.2014г.

Синтезатор собран и проверен - работает. На сборку ушло около двух с половиной часов. Трансформатор 4:1 дополнительно не заказывал. С ним можно получить генератор сигналов с выходом 50Ом и уровнем +10-12dBm и использовать в качестве независимого прибора...

Если же вы хотите сделать, скажем, вседиапазонный SDR-приёмник с независимым синтезатором, цифровым индикатором частоты и плавной регулировкой (вплоть до 1Гц), то подойдёт вот этот наборчик.

Вид со стороны пайки:

12.06.2014

После покупки паяльной станции с термофеном, плата была ещё раз пропаяна. Для пайки планарных и SMD-компонентов, термофен - незаменимая вещь!

16.06.2014

Очень много времени ушло на перебор версий PowerSDR для корректной работы с данным синтезатором в связке с трансивером от UT3MK. Пожалуй, оба устройства я спаял быстрее, чем разбирался с нюансами ПО. В конечном итоге (спасибо за подсказку RA3AIW) синтезатор заработал в серсией 1.19.3.15 . Дефолтный скин для этой версии программы. Драйвер для синтезатора под WinXP и библиотека , которую необходимо положить в папку с программой. Управление синтезатором происходит по USB, подаётся высокий уровень на включение режима передачи в трансивере. Программа управления синтезатором.

26.09.2014

Не знаю, с чем связано (с разводкой печатной платы или с расположением модуля в корпусе трансивера), но на некоторых частотах синтезатор даёт большое кол-во спуров. При перестроении частоты они не мешают, но по панораме вылазят палки по обе стороны от частоты настройки. Возможно, при использовании трансформатора 4:1 на выходе, этой проблемы в таком объёме не будет...

05.03.2015

Предположение о синтезаторе, как об источнике спуров оказалось не верным (проблема оказалась в приёмной части трансивера). Сигнал выходит вполне адекватный. Дополнительно, установил ВЧ-трансформатор 4:1 с трифилярной обмоткой на BN-61-2402, согласно прилагаемой схеме, получив 50-ти омный выход. В общем, вопросов к синтезатору нет и для работы с ПО, где управление частотой производится по USB - вещь, самая подходящая и не дорогая.

К сожалению, имеющиеся драйвера для WIN7 работают не достаточно корректно (при перестройке частоты постоянно выскакивают окна с ошибками). Под XP синтезатор работает прекрасно! Я ещё использую выход с него для переключения трансивера в режим передачи.

17.04.2017

Хочу немного сказать о минусах синтезатора и проблемах версии PowerSDR, с которой он работает. Собственно, минусов синтезатора вижу два:

Отсутствие коммутации для управления диапазонными фильтрами;

Под Win7 при перестройке частоты отваливается связь с синтезатором и в программе управления им и в PowerSDR (приходится работать под XP).

Что касается программы, то здесь я обнаружил массу багов:

Не работает поддержка драйверов ASIO (по крайней мере, у меня под WinXP);

С драйверами ММЕ в телеграфе можно работать только при ширине панорамы 48кГц (если больше - рвётся сигнал на передачу, в режиме SSB программа может работать с панорамой 96кГц);

Не работает корректно функция быстрой записи и трансляции записанного в режиме передачи (на панораме виден записанный сигнал в варианте DSB на нулевой ПЧ, при этом, частота приёма остаётся на месте);

Почему-то не калибруется подавление зеркала при приёме;

Связка с другим ПО через виртуальные аудио-кабели так же не работает (в версии 1.18, например, такой проблемы нет);

Программа частенько вылетает при изменении настроек и их сохранении в сетапе;

Иногда, без видимых причин, изображение на панораме начинает отображаться в зеркальном виде (замечено при частоте дискретизации 48кГц).

Видимо, есть и другие проблемы, которые я пока не обнаружил...

Словом, я решил попробовать вот этот синтезатор для будущих конструкций, чтобы иметь всё необходимое по части коммутации и не быть привязанным к одной версии ПО.

Продолжение следует...

Простой синтезатор для SDR приемников и трансиверов

В качестве вступления:

Заинтересовавшись технологией SDR и собрав для пробы приемник по схеме YU1LM, я столкнулся с проблемой гетеродина для него… Использование для этой цели генератора сигналов – громоздко, кварцевые же генераторы, кроме затруднений в поисках нужного кварца, еще и ограничивали диапазон приема. Приспосабливать для этих целей синтезаторы, разработанные для «обычных» трансиверов – тоже не решение, поскольку не все они для этого годятся, да и, если речь идет не о создании законченной конструкции, а об «ознакомительных» экспериментах, подобные переделки просто нецелесообразны…

Однако, выход есть и идея «лежит на поверхности»: для работы с программами SDR нужны «опорные» частоты с достаточно большим интервалом, определяемым частотой дискретизации звуковой карты, а это, как минимум, 48 КГц – значит можно использовать доступные микросхемы синтезаторов частоты для вещательных приемников, которые без труда обеспечат такой шаг. Но такой микросхемой надо как-то управлять, и тут тоже само напрашивается решение – поскольку SDR немыслимо без компьютера, то пусть тот же компьютер и управляет синтезатором! Подобные решения применяются и есть в сети, но они предназначены, как правило, для вещательных УКВ диапазонов, по крайней мере, мне не удалось найти готового решения для SDR, что и заставило взяться за разработку самостоятельно… Что получилось – судить вам...

Сразу оговорюсь – я не программист и не разработчик радиоэлектронных устройств, все это – чистое «хобби»…

Вариант первый:

Первое, с чем надо было определиться – с микросхемой синтезатора. Выбор пал на LM7000, по очень простой причине – она была в наличии в магазине… Да и остальные детали недефицитны – по принципу «что есть в тумбочке»…

Получилось так (рис.1):

Некоторые пояснения к схеме (рис.1):

На транзисторах VT1-VT3 собран узел сопряжения синтезатора с COM-портом компьютера. Транзисторы включены как повторители. Конденсаторы и резисторы в базах служат для защиты от помех и согласования уровней. Микросхема синтезатора включена по даташиту Кварцевый резонатор 7200 или 8000 КГц. Транзистор VT6 – ключ фазового детектора. ГУН на транзисторе VT10 – обычная емкостная трехточка. На транзисторе VT7 выполнен усилитель ГУН, на транзисторе VT8 – эмиттерный повторитель для лучшей развязки с ГУН-ом и согласования с ТТЛ входом микросхемы DD2 (74АС74). Связь транзистора VT8 и микросхемы DD2 – гальваническая, необходимый уровень обеспечен подбором номиналов резисторов R25, R26. Транзисторы VT4, VT5 – ключи управления реле К1 и К2, которыми изменяется коэффициент деления микросхемы DD2. Ключ на VT9 на печатной плате не разведен, монтируется при необходимости управления дополнительными узлами (УВЧ, АТТ). Питается схема от 13,8 вольт: ключи управления реле – напрямую, микросхемы DD1,DD2 – через стабилизатор +5 вольт, аналоговые узлы – через маломощный стабилизатор +9 вольт.

Как это работает:

Управляющая программа, запущенная на компьютере, через узел сопряжения с COM-портом передает микросхеме DD1 последовательность бит, определяющую выходную частоту синтезатора. Частота эта лежит в пределах 54-62 МГц. На формирователь гетеродинного сигнала смесителя SDR приемника надо подавать частоту в четыре раза большей частоты настройки. Это необходимо для получения пары выходных сигналов со сдвигом фазы в 90 градусов. Таким образом, при частоте ГУН-а 54-62 МГц мы можем перекрыть 20-ти метровый любительский диапазон. Поделив частоту ГУН-а на два и на четыре триггерами микросхемы DD2, можно настроиться, соответственно, на частоты диапазонов 40 и 80 метров. В пределах указанных диапазонов частоту можно изменять с шагом 40 КГц, что позволяет даже при 48-ми килогерцовой звуковой карте получить непрерывное перекрытие.

Конструктивное исполнение:

Синтезатор собран на односторонней печатной плате размером 110 на 70 мм.(рис.2, 3)

рис. 2

рис. 3

Настройка:

Самый критичный к настройке узел – ГУН. Необходимо, чтобы при изменении напряжения в точке соединения резисторов R19, R20 (точка А) от 0,5 до 8,5 вольт, частота ГУН-а менялась в пределах 54-62 МГц. Удобнее это делать так: отсоединить вывод резистора R20 от точки А и соединить его со средним выводом дополнительного переменного резистора номиналом в несколько десятков килоом. Крайние выводы дополнительного резистора соединить с корпусом и +9 вольт соответственно. Изменяя напряжение на варикапе D1 при помощи этого резистора, подбором емкости конденсатора С17 и количества витков катушки L1 (при точной настройке сдвигая-раздвигая витки) надо уложить частоту ГУН-а в нужный диапазон.

Точность выходной частоты синтезатора зависит от точности установки частоты опорного кварца (7200 или 8000 КГц). Эту настройку удобнее делать на работающем синтезаторе, измеряя его выходную частоту и подбирая номиналы конденсаторов С5, С6. Для удобства настройки конденсатор С5 можно заменить подстроечным.

Остальные узлы при исправных деталях в настройке, как правило, не нуждаются.

Программа управления:(Файл SyntSDR_1.zip Скачать )

Рабочее окно программы (рис.4):

рис. 4

Окно установки параметров (рис.5):

рис. 5

Управлять программой несложно (рис.4) – слева кнопки выбора диапазона, внизу – кнопки выбора центральной частоты в пределах диапазона. Выбранная центральная частота отображается в соответствующем окне с точностью до единиц Гц. Кнопка, по умолчанию обозначенная буквой F, служит для включения/выключения дополнительного реле К (рис.1). Нажатием кнопки Setup открывается небольшое окно предварительных установок (рис.5). В нем можно дать название кнопке F (например, АТТ или УВЧ) длиной не более 6 знаков. Также нужно выбрать номинал кварца, реально включенного в схему, и номер COM-порта, к которому подключен синтезатор. Необходимость выбора разделителя (точка или запятая) после единиц мегагерц в окне центральной частоты объясняется следующим: в программе предусмотрено автоматическое сохранение значения выбранной центральной частоты в буфере обмена. Это сделано для того, чтобы при работе с программой PowerSDR в режиме SoftRock удобнее было вносить это значение в окно CenterFreq. Т.е. достаточно только, после изменения значения центральной частоты в программе управления синтезатором, переместить курсор в поле CenterFreq программы PowerSDR и дать команду «Вставить». Но, в зависимости от настройки операционной системы, PowerSDR принимает это число или только с запятой, или только с точкой в качестве разделителя. Чтобы приспособить настройки программы управления под операционную систему, и предусмотрен этот выбор.

Нажатием кнопки ОК сохраняются произведенные настройки и программа возвращается в рабочее окно. При закрытии программа управления синтезатором создает в той папке, откуда была запущена, файл с расширением.INI, в котором хранятся настройки пользователя и, при последующих запусках, она загрузится с теми настройками, с которыми была закрыта.

Плата синтезатора соединяется с COM-портом компьютера «прямым» кабелем, и можно работать (рис.6)…

рис. 6

Разводку печатной платы в формате.lay и схему в формате.spl можно взять здесь:(Файл Dok_1.zip Скачать )

Вариант второй:

При более детальном знакомстве с программой PowerSDR привлекла внимание одна ее особенность, а именно – при включенном режиме Spur Reduction (нажата кнопка SR на передней панели) PowerSDR перестраивает синтезатор подключенного SDR-1000 с шагом 3051-3052 Гц, а в пределах этого шага перестраивается программно с дискретностью 1 Гц. Причем, момент переключения на следующий сегмент шириной 3051-3052 Гц жестко привязан к абсолютному значению частоты. И еще, в программе PowerSDR есть САТ-интерфейс, работающий через СОМ-порт по Kenwood-овскому протоколу. Причем, обмен данными успешно проходит не только через физический СОМ-порт, но и через виртуальные СОМ-порты с другими программами (например, Hyper Terminal).

Эти два свойства PowerSDR натолкнули на мысль – написать программу управления синтезатором на LM7000, которая по САТ-интерфейсу через виртуальный СОМ-порт будет периодически запрашивать у PowerSDR данные о режиме работы (RX/TX) и текущей частоте, и, через физический СОМ-порт, устанавливать выходную частоту синтезатора с шагом 3051-3052 Гц таким образом, чтобы она наиболее точно соответствовала частоте текущего 3-х килогерцового сегмента. В пределах же этого сегмента частота будет перестраиваться программно (кнопка SR при этом должна быть нажата). Это позволит работать с программой PowerSDR не только в режиме SoftRock, но и в режиме SDR-1000, что гораздо удобнее, т.к. позволяет переключать диапазоны и перестраиваться по частоте в пределах трех любительских диапазонов органами управления PowerSDR.

Для реализации такого режима необходимо, чтобы шаг синтезатора был равен 3051-3052 Гц. Поскольку набор коэффициентов деления опорной частоты LM7000 ограничен, необходим кварцевый резонатор определенной частоты. При переборе вариантов оказалось, что вполне подходит для этой цели распространенный кварц 8867 КГц. При его использовании шаг будет 3079 Гц, что не соответствует необходимому на 27-28 Гц. Это несоответствие будет проявляться в том, что при перестройке по частоте через каждые 3051-3052 Гц будет «пропущенный» участок шириной 27-28 Гц, на частоту внутри которого невозможно настроиться. Мне кажется, это небольшая плата за простоту схемы. Еще одной платой за простоту является то, что частоты приема и передачи будут точно совпадать только через каждые 3051-3052 Гц. Это объясняется тем, что в режиме приема в PowerSDR используется промежуточная частота 11,025 КГц, а при передаче сигнал формируется на «нулевой» ПЧ (речь идет о SSB). При переходе в режим передачи, PowerSDR перестраивает синтезатор SDR-1000 точно на 11,025 КГц. Рассматриваемый же синтезатор «шагнуть» с такой точностью не может, но он может «шагнуть» на четыре своих шага, т.е. 12208 Гц (3052*4), что позволит попасть в участок программной перестройки, в одной из точек которого частоты приема и передачи совпадут (рис.7).

Поскольку абсолютные значения частоты, на которых PowerSDR при включенном режиме SR делает переход на следующий 3-х килогерцовый сегмент, «вычислялись» эмпирическим путем – «прошагиванием» диапазонов, синтезатор в этом режиме может работать только в пределах трех любительских диапазонов (на большее терпения не хватило)...

рис. 7

Изменения в схеме по сравнению с предыдущим вариантом минимальны (рис.8) – заменить кварц (на 8867 КГц) и, если предполагается работа на передачу, смонтировать ключ на VT9, который в этой версии переключает режимы TX/RX:

рис. 8

При работе над схемой синтезатора были опробованы другие решения некоторых узлов (рис.9):

рис. 9

В этом варианте схемы (рис.9) для изменения коэффициента деления делителя на микросхеме 74АС74 использовано свойство D-триггера при подаче на вход R низкого уровня работать как инвертор по входу S и выходу Q, т.е. без деления входной частоты. Это позволило исключить из схемы ключи на транзисторах VT4, VT5 и реле, сохранив возможность получать на выходе частоту ГУН-а как непосредственно, так и поделенную на 2 или на 4. Поскольку для управления таким делителем потребовался инвертор (из-за особенностей LM7000), в качестве которого был использован элемент 561ЛН2, еще три элемента этой микросхемы применены для узла сопряжения с СОМ-портом. Работа такого варианта схемы проверена на макете, печатная плата не разводилась.

Программа управления:(Файл SyntSDR_2.zip Скачать )

Для работы программы необходима пара виртуальных СОМ-портов, которую можно создать при помощи программы-драйвера, например:(Файл N8VBvCOMSetup-226a.zip Скачать)

Рабочее окно, режим SoftRock (рис.10):

В этом режиме (рис.10) программа управления синтезатором никак не связана с программой PowerSDR и синтезатор формирует сетку частот с шагом около 44 КГц. Поскольку значение опорной частоты не «круглое», и шаг, и центральная частота тоже не «круглые». Так же, как и в первой версии, значение центральной частоты автоматически сохраняется в буфере обмена для более простого ввода в поле CenterFreq программы PowerSDR. Изменять центральную частоту можно пошагово «вверх – вниз» кнопками «Частота». Центральной кнопкой можно вернуться к начальному значению, близкому к началу SSB участка соответствующего диапазона. Переключение диапазонов производится кнопками «Диапазон» по «кольцу». В отдельном окне отображается выходная частота синтезатора (вычисленная). Именно этого значения надо добиваться подстройкой опорного кварцевого генератора.

Рабочее окно, режим SDR-1000 (рис.11):

В этом режиме (рис.11) программа управления синтезатором по САТ-интерфейсу периодически опрашивает PowerSDR о текущей частоте и настраивает синтезатор на начало текущего 3-х килогерцового участка (кнопка SR на панели PowerSDR должна быть нажата). В пределах этого участка перестройка происходит программно. Частота, отображаемая в поле «Частота настройки», хоть и незначительно, но отличается от частоты, отображаемой в соответствующем окошке PowerSDR. Это связано с крупным шагом сетки частот синтезатора. Правильная частота – в окне программы управления синтезом.

Как упоминалось ранее, частота передачи будет совпадать с частотой приема только при определенных значениях каждые 3051-3052 Гц. Момент совпадения этих частот отображается на панели программы цветовым индикатором (рис.15). Причем, если разность частот не превышает 50 Гц – индикатор зеленый, при разности 100 Гц – желтый, в остальных случаях – красный. Отображается также знак и значение текущей разности частот приема-передачи и текущая частота передачи. В отдельном поле отображается выходная частота синтезатора.

Окно установки параметров (рис.12):

Нажатием кнопки Setup открывается окно предварительных установок (рис.12). В нем выбирается вид опорного кварцевого генератора (для представленных выше схем – фиксированный), вид схемы узла сопряжения с СОМ-портом, вид схемы управления коэффициентом деления микросхемы 74АС74, режим работы, тип разделителя.

В поле выбора частоты опорного кварца два значения – 8867 и 8789 КГц. О первом значении говорилось выше. Второе значение – это частота, при которой шаг синтезатора будет равен точно 3052 Гц, что позволит перестраиваться по диапазону без пропусков в 27-28 Гц. Для кого это важно, могут постараться найти такой кварц, или подстроить частоту кварца 8867 КГц известными методами, например, при помощи отработанного фиксажа…

В поле SyntSDR выбирается СОМ-порт, к которому подключен синтезатор, а в поле Pow.SDR – виртуальный СОМ-порт для связи с программой PowerSDR.

Все настройки сохраняются в.INI-файле, который при закрытии программа управления синтезом создает в той папке, из которой была запущена. При последующих запусках, она загружается с теми настройками, с которыми была закрыта.

Порядок запуска программы управления в режиме SDR-1000 следующий:

1. Запустить программу PowerSDR;
2. В Setup PowerSDR выбрать режим SDR-1000, или Demo (рис.13);
3. В установках CAT Control PowerSDR выбрать протокол TS-50, порт из виртуальной пары, скорость 57600 (рис.14);
4. В поле Clock Offset (General - Hardware Config - DDS) записать 0 (значение может изменится при запуске калибровки, что для данного синтеза делать не рекомендуется, т.к. не имеет смысла);
5. На панели PowerSDR нажать кнопку SR;
6. Запустить программу управления синтезом;
7. В окне предварительных установок программы (рис.12) выбрать второй порт из виртуальной пары, физический порт синтеза, частоту кварца, режим SDR-1000 и нажать ОК;
8. Нажать кнопку «Старт» - во всех окошках рабочего окна программы должны появиться значения соответствующих частот.

Если программа управления по какой-то причине теряет связь с PowerSDR, в поле «Частота настройки» появляется сообщение: «Нет связи с Pow.SDR». В таких случаях для восстановления связи бывает достаточно заново активировать САТ-интерфейс PowerSDR, для чего в поле CAT Contol надо снять и тут же поставить «галочку» в окошке Enable CAT, после чего нажать последовательно кнопки Apply, ОК и кнопку «Старт» программы управления. Если перечисленные действия не привели к восстановлению связи – перезапустите программу управления, если не помогло и это - перезапустите PowerSDR. Надо отметить, что потеря связи между программами происходит, как правило, при экспериментах и частых перенастройках в обеих программах. При обычной работе (например, при прослушивании диапазонов), программы не теряли связи часами. Кстати, САТ-интерфейс в PowerSDR работает, даже если она не включена (кнопкой Stendby), а просто запущена и находится на рабочем столе или в трее.

В режиме Sofr Rock (рис.16) данный синтез совместно с программой управления работают автономно, как генератор сетки частот, и могут использоваться совместно с любой другой программой SDR приемника или трансивера.

рис. 13

рис. 14

рис.15

рис. 16

Схемы в формате.spl можно взять здесь: (Файл Dok_2.zip Скачать )

Вариант третий:

Для полноценной работы синтезатора на LM7000 с программой PowerSDR в трансиверном режиме, т.е. с возможностью перехода на передачу на любой частоте диапазона, необходимо уменьшить шаг частоты хотя бы до 10-20 Гц. Наиболее просто это сделать «уводом» частоты опорного кварцевого генератора. Такое решение давно и достаточно успешно применяется радиолюбителями. Подобный узел был добавлен и в ранее предложенную схему простого синтезатора для SDR.

Такая доработка позволила отказаться от привязки к шагам PowerSDR, хотя и ценой меньшей точности настройки. Поэтому кнопку SR, как при использовании предыдущей версии нажимать не нужно, точнее – нельзя, во избежание казусов с установкой частоты.

Шаг настройки составляет 3-4 Гц на диапазоне 80 м, 6-8 Гц на 40-ке и 12-16 на 20-ке. На передачу можно переходить на любой частоте рабочего диапазона, частоты RX/TX будут совпадать с указанной выше точностью.

Схема доработанного синтезатора (рис.17):

рис.17

На регистре 74НС595 (DD3) и резисторах R43-R58 собран ЦАП, формирующий ступенчато меняющееся напряжение. При восьми разрядах регистра получается 255 «ступенек», что и определяет указанный выше шаг синтезатора. Кварцевый генератор – обычная емкостная «трехточка». Частота подстраивается в пределах 3-х килогерц варикапом D2 типа КВ109. Границы «увода» частоты устанавливаются подстройкой индуктивности L и подстроечным резистором R. По управляющим входам регистр на 74НС595 включен последовательно с микросхемой синтезатора LM7000, инверторы на транзисторах VT11, VT12 необходимы для согласования фазы управляющих сигналов 74НС595 и LM7000. Остальные узлы синтезатора остались без изменений.

Был отмакетирован и другой вариант схемы (рис.18):

рис. 18

Здесь использован «безрелейный» делитель на 74АС74 и узел сопряжения с СОМ-портом на инверторах. Печатные платы не разрабатывались. На показанных ниже фотографиях представлен макет «комбинированного» варианта обеих схем (рис.19, 20).

рис.19

рис. 20

Программа управления:(Файл SyntSDR_3.zip Скачать )

Программа управления этим вариантом синтезатора претерпела не только внутренние, но и внешние изменения. Рабочее окно программы уменьшено в размерах для того, чтобы его можно было накладывать поверх окна программы PowerSDR (рис.21). Для этого в настройках программы есть галочка «Поверх всех окон». При желании это свойство можно отменить. Из-за уменьшенных размеров окна пришлось отказаться от пояснительных надписей к кнопкам управления, но понять их назначение не сложно, особенно, если приходилось работать с предыдущими версиями программы. Частота настройки в соответствующем поле программы отображается с точностью до десятков Герц. Запуск программы и ее предварительные настройки не отличаются от аналогичных настроек в предыдущей версии (рис.22). По-прежнему, возможны два режима работы программы – SDR-1000 и SoftRock. Для облегчения отладки перестраиваемого опорного генератора предусмотрены дополнительные поля, доступные при щелчке по кнопке без названия в левом нижнем углу (рис.23, 24, 25). В них отображается состояние регистра ЦАП в виде десятичного числа 0-255, выходная частота синтезатора, а также вид регулируемого элемента и момент, когда его нужно подстраивать, причем, в режиме SoftRock в регистре ЦАП можно установить как крайние, так и любое промежуточное значение соответствующими кнопками. Общий принцип такой – при зеленом индикаторе и букве L над ним – подстраивать индуктивность катушки L, добиваясь на выходе синтезатора фактического значения частоты, отображаемого в поле «Выход Synt», при зеленом индикаторе и букве R над ним – вращать подстроечный резистор R, добиваясь того же. Настройки взаимозависимые, их нужно повторить несколько раз. При красном индикаторе настройку производить не рекомендуется. Хотя выходная частота отображается с точностью до единиц Герц, на последний разряд внимания обращать не стоит – достаточна настройка с точностью до десятков Герц.

Галочка «Расширенный диапазон» снимает программные ограничения перестройки частоты в режиме SoftRock, пределы перестройки будут ограничены полосой ГУН-а.

рис. 21

рис. 22

рис.23

рис. 24

рис.25

Схемы в формате.spl можно взять здесь: (Файл Dok_3.zip Скачать )

RZ6FY, Бакулин Павел, Ставрополь, 2007г.

Зайдя в очередной раз на сайт местного радиомагазина, обнаружил в продаже интересный девайс. Модуль DDS (direct digital synthesis) - синтезатор частоты на микросхеме AD9850 . Такой:

Заявленные характеристики:

• частота генерации от 0,029 Гц до 62,5 МГц;
• количество разрядов ЦАП – 10;
• выходной ток ЦАП – до 10,24 мА при напряжении ограничения 1,5 В;
• встроенный компаратор для получения двух оппозитных ТТЛ выходов;
• возможность цифрового управления частотой как по параллельному, так и по последовательному интерфейсу;
• напряжение питания – 5 В;
• потребляемый ток до 96 мА.

И вот, приобретя данный девайс, я решил тряхнуть стариной и исключительно для удовольствия и из любви к искусству изготовить блок управления любительским КВ приемником прямого преобразования на диапазоны 40 и 80 метров.

Для управления модулем синтезатора будем использовать ARDUINO UNO R3 (в моем случае – китайский совместимый клон). Информацию о частоте и других параметрах будем отображать на алфавитно-цифровом ЖК дисплее 16*2, регулировать частоту будем энкодером, переключение диапазонов – логический уровень «0» или «1» на одном из входов ARDUINO.

Схема устройства:

Выходной синусоидальный сигнал снимается с выхода OUT2 платы синтезатора. Амплитуда 0,5 В, постоянная составляющая – 0,512 В, выходное сопротивление – 100 Ом.

Выдаваемые частоты по диапазонам:

• 80 м – 1745,00 – 1900,00 кГц (принимаемый диапазон 3490 – 3800 кГц);
• 40 м. – 3500,00 – 3610,00 кГц (принимаемый диапазон 7000 – 7220 кГц).

Смеситель приемника прямого преобразования работает на частоте гетеродина, равной половине частоты принимаемого сигнала, поэтому выходные частоты синтезатора имеют соответствующие значения. При этом на ЖК дисплей выводится значение частоты принимаемого сигнала, т.е. из диапазона, указанного в скобках.

Для регулирования частоты используется энкодер BR1 на 24 положения, 5 выводной, с кнопкой. Кнопка энкодера управляет режимом «Грубо/Точно». После включения устройства по умолчанию включен режим «Грубо». При этом шаг изменения частоты принимаемого сигнала – 1 кГц. При однократном нажатии на кнопку (вал) энкодера режим переключается в «Точно». Шаг изменения частоты принимаемого сигнала при этом уменьшается до 10 Гц. При этом на ЖК дисплее справа от значения частоты отображается буква «Т». Повторное нажатие кнопки энкодера возвращает режим «Грубо».

На нижнюю строку ЖК индикатора выводится полоса прогресса, отображающая текущую частоту относительно полного диапазона.

Переключение диапазонов осуществляется подачей логического «0» (диапазон 80 м) или «1» (диапазон 40 м) на вход «BAND». Вход активный, т.е. при обрыве линии, на нем присутствует логическая единица, благодаря подключенному внутреннему подтягивающему резистору контролера ARDUINO. Таким образом, для переключения диапазонов достаточно механической коммутации данного входа на массу.

На вход ААС подается напряжение АРУ приемника для вывода на дисплей показаний S-метра. В моем случае напряжение АРУ 6-10 В соответствует величине принимаемого сигнала S9- S1 соответственно. Значение S выводится на ЖК дисплей.

Кроссовая плата устройства односторонняя, разведена в программе SprintLayout, изготовлена методом ЛУТ. Вид со стороны элементов:

Готовая плата:

Поработав паяльником, получили набор.

Основная плата SDR-трансивера ADTRX_UR4QBP_V2

Идея разработки универсальной платы ADTRX_UR4QBP_V2 появилась у меня сразу как я решил попробовать свой ноутбук ACER TravelMate 2410 подключить к плате ADTRX_UR4QBP. Прием работал отлично на встроенной AC`97 звуковой карте, коммутация RX/TX работала через USB-COM переходник, но на передачу запустить так и не удалось… Как известно, в большинстве, а я бы сказал у всех ноутбуков, звуковые карты имеют совмещенный линейный и микрофонный входы в одном разъеме. Решил добавить в схему еще одно сигнальное реле с двумя группами контактов для переключения входа звуковой карты либо к выходу ОУ NE5532P в режиме приема, либо к микрофону в режиме передачи. Плата работает с программой KGKSDR. Принципиальная схема платы Рис.1 практически не изменилась по сравнению с платой ADTRX_UR4QBP, я только добавил одно реле и стерео-джек.

Схема соединений платы ADTRX_UR4QBP_V2 Рис.2 очень простая, но все же требует пояснений.

Рис.2

Соединительный кабель COM-порта запаивается согласно схемы, со стороны компьютера на 7 и 5 вывод разъема запаиваем блокировочный конденсатор. Без него некоторые экземпляры плат отказывались работать на передачу. Микрофон подключаем к разъему "TO MIC” платы, если звуковая карта имеет совмещенный вход (отсутствует розовый разъем на звуковой карте). Аудио-кабели соединяющие плату и звуковую карту компьютера или ноутбука должны быть выполнены из отдельно экранированных жил (каждая жила в своем экране). Стерео-джек 3,5мм кабеля к входу компьютера распаивается параллельно, а кабель линейного выхода распаиваем наоборот. Это связано с особенностью разводки платы, паяем так как я написал выше. Могут быть проблемы не совпадения приема и передачи, если перепутать будет прием с передачей в зеркальном отражении. В настройках программы KGKSDR инверсию IQ сигнала не включаем (галочка в Option>Tranceiver>Swap I/Q in & out должна быть снята), если включить, то панорама перевернется и шкала частоты не будет соответствовать реальности. Разъем "TO LINE OUT PC” платы аудио-кабелем подключаем к линейному выходу звуковой карты, к разъему "TO PHONE” подключаем стереотелефоны или активные компьютерные колонки либо какой-нибудь УНЧ. Удобно использовать "аудио-двойник” имеющий один "папу” 3,5мм и две "мамы” 3,5мм. В одну из "мам” подключены стереотелефоны, а в другой активные колонки, хотим слушаем на телефоны хотим на колонки, включив последние в сеть кнопкой питания. К разъемам "TX ON” и "GND” подключаем педаль согласно схемы, питание подаем на "+12V” и ”GND”. Разъемы "+TX” и ”+RX” подключаем по схеме. На вход платы "RF IN/OUT” подключаем антенну или ДПФ. Сигнал гетеродина амплитудой 200...300мВ подаем на разъем "LO IN”, средняя частота для работы платы рассчитывается по формуле Flo in=Fсредн. х 4 , где Flo in-частота на входе "LO IN”, Fсредн. - средняя частота диапазона (такую же устанавливаем в программе KGKSDR).

Схема платы и соединений в формате SPlane 6, печатная плата в формате Sprint Layout 5 - СКАЧАТЬ

AD9851 DDS-синтезатор для SDR-трансивера

В поисках схемы стабильного гетеродина для SDR-трансивера, на основе конструкций ADTRX_UR4QBP и ADTRX_UR4QBP_V2, были попытки с моей стороны сделать PLL-синтезатор на DDS AD9832. Но из-за большого количества корпусов микросхем и некоторой сложности в настройке, было принято решение сделать синтезатор на основе DDS AD9851. Синтезатор может работать с любыми SDR-устройствами у которых формирователь парафазного сигнала гетеродина встроенный и частота гетеродина равняется F LO*4. Синтезатор рассчитан на работу от 300 кГц до 18МГц, может работать на 6-ти любительских КВ диапазонах (1.9, 3.5, 7, 10, 14, 18 MHz) и имеет сплошное перекрытие в вышеприведенных пределах частот. Управление синтезатором от параллельного порта компьютера (LPT) с помощью программы DDS_AD9851_UR4QBP. В синтезаторе имеется управление ДПФ-ами для 6 диапазонов и квазисенсорное управление из программы УВЧ и аттенюатором. Описывать принцип работы синтезатора не имеет смысла, так как самый главный элемент в синтезаторе, выполняющий основную функцию - это DDS синтезатор от Analog Devices AD9851.

Схема электрическая принципиальная схема синтезатора приведена на Рис.1
Рис.1

Кабель для подключения синтезатора 10-ти жильный в экране. Распаивается согласно схемы. Кабель реверсивный, разъемы применяются типа DRB-25 (папа).

Схема электрическая принципиальная кабеля LPT-SINTEZ

Схема подключения реле платы ДПФ Рис.2
Рис.2

Фото платы в сборе -

Полосовые диапазонные фильтры для основной платы ADTRX_UR4QBP

При построении схемы платы полосовых диапазонных фильтров внимание было уделено прежде всего совместимости данной схемы с основной платой SDR-трансивера ADTRX_UR4QBP_V2 и основной платой SDR-трансивера ADTRX_UR4QBP , а также с AD9851 DDS-синтезатором для SDR-трансивера . За основу полосовых фильтров взята схема из платы RFE трансивера SDR-UA, которая в свою очередь один в один с интегральными субоктавными полосовыми фильтрами из книги РЭДа "Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике". Полосовые фильтры работают в диапазоне частот 1,6...21,5 МГц, входное/выходное сопротивление 50 Ом. Плата имеет отключаемый аттеннюатор "АТТ" -20дБ и "УВЧ" +12дБ. Схема электрическая принципиальная полосовых диапазонных фильтров для основной платы ADTRX_UR4QBP приведена на рисунке.

Схема построения таких фильтров предполагает "красивую" АЧХ при очень маленьком затухании в полосе пропускания по уровню -3dB (0,1...1,0dB) и приличном затухании (до 50dB) вне полосы пропускания данных фильтров. Для примера наблюдаем АЧХ полосового фильтра для частотного диапазона 7,3...12,0 Мгц выполненного по данной схеме на ниже приведенном рисунке.

Аттенюатор выполнен по "П-образной" схеме на резисторах R1...R3, который включается с помощью контактов реле К13.1 и К14.1 и имеет затухание -20дБ. Реле К13, К14 в свою очередь включаются/выключаются кнопкой "АТТ" программы управления синтезатором на AD9851. Сигнал управления(+5В) с платы синтезатора поступает на разъем Jmp1 контакт "АТТ" платы и через микросхему DD1 ULN2803 имеющую 8 ключей с защитными диодами управляет реле аттеннюатора. Широкополосный усилитель высокой частоты выполнен по "стандартной" схеме с коррекцией и с применением высокочастотного транзистора КТ368 включенного по схеме с общим эмиттером с широкополосным ВЧ-трасформатором в нагрузке. Усиление каскада (+12дБ) подбирается с помощью резистора R7, коррекция АЧХ в области 13...20МГц выполняется подбором резистора R8 и конденсатора С70. Ток покоя усилителя устанавливаем в пределах 40...50 мА резистором R4. Трасформатор Т1 выполнен на ферритовом кольце 600-1000НН Ø7...10мм проводом 0,2мм в два провода 7 витков, начало одной обмотки соединяем с концом другой, таким образом образовывается средний вывод. УВЧ включается с помощью реле К15 и К16 по аналогии с аттеннюатором. Полосовые диапазонные фильтры аналогичны схеме платы RFE вседиапазонного SDR-трансивера SDR-QU выполнены на ферритовых кольцах марки Т50-2 и Т50-6 американской фирмы AMIDON . Переключаются с помощью реле К1...К12 в зависимости от диапазона. Возможно применение ферритовых колец марки 50ВЧ отечественного производства Ø12...18мм, если выполнить фильтры на таких кольцах при соответствии значений индуктивностей контурных катушек приведенных в схеме, АЧХ фильтров выполненных на таких кольцах можно скачать и посмотреть в формате "pdf" . Фильтры настроены измерителем АЧХ NWT-7 от Виктора US5CAA . Привожу моточные данные для полосовых фильтров с применением колец американской фирмы AMIDON .

И еще... подстроечные конденсаторы для фильтров 1,6...2,5 МГц, 2,5...4,0 МГц можно не устанавливать, при "правильной " индуктивности катушек и соответствии номиналов конденсаторов в фильтрах АЧХ получается "идеальной"!!! Все реле отечественные РЭС-49 с напряжением срабатывания 12...13,8 В. Печатная плата полосовых фильтров выполнена на двухстороннем стеклотекстолите марки FR-4 с защитной маской синего цвета и маркировкой номиналов элементов. Чертеж печатной платы в Sprint Layout 5 качаем .

В реальной конструкции трансивера размер и крепежные отверстия платы полосовых фильтров совпадают с платой ADTRX_UR4QBP_V2. Плата фильтров устанавливается на монтажных стойках над платой ADTRX_UR4QBP_V2.

Всем успехов и чистого эфира!!!

Усилитель мощности для SDR-трансивера ADTRX_UR4QBP

Для построения усилителя мощности я потратил примерно 2-3 часа времени, пока писать особо некогда... Поэтому пока привожу схему самого УМ-а который я применяю в своей конструкции ADTRX-а.

Трансформатор Т1 выполнен на кольце 7...10 мм проницаемостью 1000НН, 9 витков в два провода без скрутки диаметром 0,2...0,3 мм.
Т2 - типа бинокль из двух столбиков по 3 кольца диаметром 10 мм и проницаемостью 1000НН. Первичная обмотка 3 витка монтажного провода в изоляции (диаметр провода без изоляции примерно 1мм). Вторичная обмотка - один виток провода ПЭВ или ПЭЛ диаметром 0,8...1 мм.
Т3 - типа бинокль из двух столбиков по 5 колец диаметром 10 мм и проницаемостью 1000НН. Первичная обмотка один виток провода ПЭВ или ПЭЛ диаметром 0,8...1 мм, вторичная обмотка 3 витка монтажного провода в изоляции (диаметр провода без изоляции примерно 1мм).

Программа для работы трансивера .