Sdr трансивер – Выбор SDR трансивера | RUQRZ.COM

Выбор SDR трансивера | RUQRZ.COM

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.

Minor 1.2

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).

Minor 1.7

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.

Flex-6300

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

HiQSDR-mini RW6HCH

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

Что еще почитать по теме:

www.ruqrz.com

SDR и Ретро от RA3PKJ



Рекомендую: ПЕЛАГЕЯ!

Фанаты группы ПЕЛАГЕЯ ("Полефаны") В Контакте

Концерт на площади Минина в Нижнем Новгороде 9 Мая 2013

Мини-концерт в Магасе (Ингушетия) 4 Июня 2014

 

 

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: http://ra3pkj.ru/page1.shtml).

4. Управление трансивером через USB (USB-переходник конструктивно описан здесь: http://ra3pkj.ru/page2.shtml, 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 http://ra3pkj.ru/page4.shtml подробнее о этой версии 2.8.0 .

Контроллер AT91SAM7S (используемый для управления синтезатором на AD9958) следует прошивать как описано здесь: http://ra3pkj.ru/page1.shtml.

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 http://ra3pkj.ru/page2.shtml), 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: http://ra3pkj.ru/page2.shtml, 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:

 

Фото готовой (за исключением некоторых деталей) платы от Анатолия RW4CPA

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.

ra3pkj.ru

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  мендалевидной 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...

mk748.ucoz.ru

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-8x7, 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,

www.radioexpert.ru

Первое поколение доступных SDR-трансиверов - «Хакер»

Содержание статьи

Все материалы сюжета:

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.

 

HackRF

300$

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.

 

bladeRF

400$

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

675$

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

1500$

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.

 

xakep.ru

qth.kz - ВЫБОР SDR ТРАНСИВЕРА

Статья в оригинале на сайте автора.

Самое главные достоинства СДР - 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 СДР 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 СДР 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, СДР-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).

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 600-700уё вы получаете визуально то же самое, что и в других СДРах - шикарную панораму ничем не отличающуюся от старших братьев. Ведь управляющая программа PowerSDR by 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).

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-х 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 СДР

Основано на технике прямой оцифровки радиочастотного сигнала - DDC. Лидером здесь несомненно является открытый проект HPSDRначавший 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 SunSDR-2. 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.Проследить параметры трансивера удобно из популярной таблицы сравнения PA1HR.

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 компутера, 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. С подробностями можно ознакомится на форуме СКР. По заявлению автора это будет самый дешёвый на сегодняшний день SDR DDC трансивер.

Предысторией HiQSDR-mini явился SDR DDC приёмник Minorтого 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(250уё).

Сегодня David продолжает свои опыты по оптимизации проекта OpenHPSDR. Результатом явились приёмник и трансивер RadioDeluxe (Hermes)

При практически одинаковых параметрах с оригиналом, David планирует выпускать более дешёвые изделия. С нетерпением ждём новостей.

В ноябре 2014 David открыл русскоязычный персональный сайт для знакомства и заказов своей продукции. Там же можно задать вопросы.

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.

На Yutube выложен рекламный ролик FLEX-6300 Introduction

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

Результатом остался доволен. Впечатления описывает на форуме СКР.

Автономные СДР конструкции

В 2014 году появилось несколько схожих проектов автономных СДР конструкций, т.е. таким, коим не требуется в обязательном порядке компутер. Это весьма удобно и разумно. В СДР трансивер/приёмник встроен микропроцессор, который способен решать задачи обработки сигнала и выводить готовый результат на звук и встроенный дисплей.

Показательными проектами являются разработки mcHF QRP transceiver англичанина Chris M0NKA и трансивера "Тюльпан - DSP" (радиоприёмник Пион-DSP) россиянина Георгия RX9CIM.

Сильное впечатление оставляет разработка радиолюбителя из Усть-Лабинска Владимира R6DAN, которому удалось создать Контроллер SDR трансивера для автономных СДР конструкций с весьма удачным дизайном и насыщенным функционалом.

Я восхищён! Остаётся надеяться, что объединенными усилиями энтузиастов эти разработки превратятся в современный автономный СДР трансивер высокого класса.

Вывод

Если есть желание попробовать СДР 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. Еслиже есть желание сразу пересесть на СДР - прямой путь к подходящей конструкции DDC трансивера. Все дело в ваших возможностях.

P.S. Много разговоров о трудностях использования СДР в соревнованиях. В основном они исходят от тех догматов, кто СДР видел лишь на картинках. Не вдаваясь в детали подчеркну, что именно СДР 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 2012годаи пр и тд. Хотя я не контестер в полном понимании этого слова. Так себе, суечусь по старой памяти 😉 А вот что пишет американский контестмен Кейт Эннис KV5J: "I have contested many times from my QTH here in Mexico. I used a Elecraft K3 for about 5 years. Last year in the CQ WW DX phone contest I switched to my ANAN-100D for this contest... Using N1MM Logger+ with VAC1 for DVK. My results were: 1st place in Mexico,1st place is North America, 4th place in the World.I was entered in single operate assisted LP 10 meters. Scores were: 794,240 points and 2,284 QSO's.Total time on air: 25.1 hours. My hopes are some day everyone will stop stating you can not contest with an SDR radio. I frequency have rates of over 200 per hour. The ANAN-100D is a fine contesting radio. I have sold my "contest" Elecraft K3 and plan to use my ANAN-100D for all my contesting." (Если коротко, автор строк отказался от Элекрафт К-3 в пользу проекта Гермес).

P.S.2. И еще одно важное замечание. Владельцу СДР 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 30" 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

qth.kz

Делаем первые шаги с RTL-SDR

Содержание статьи

Все материалы сюжета:

Уверен, для многих из вас, как и для меня совсем недавно, происходящее в радиоэфире было настоящей магией. Мы включаем телевизор или радио, поднимаем трубку сотового телефона, определяем свое положение на карте по спутникам GPS или ГЛОНАСС — и все это работает автоматически. Благодаря RTL-SDR у нас появился доступный способ заглянуть внутрь всего этого волшебства.

Как уже говорилось, RTL-SDR — это целое семейство дешевых ТВ-тюнеров, способных выполнять функцию SDR-приемника. У этих игрушек разные названия и бренды, но объединяет их одно — все они построены на чипсете RTL2832. Это микросхема, содержащая два 8-битных АЦП с частотой дискретизации до 3,2 МГц (однако выше 2,8 МГц могут быть потери данных), и интерфейс USB для связи с компьютером. Эта микросхема на входе принимает I- и Q-потоки, которые должны быть получены другой микросхемой.

R820T и E4000 — это две наиболее удобные для SDR микросхемы, реализующие радиочастотную часть SDR: усилитель антенны, перестраиваемый фильтр и квадратурный демодулятор с синтезатором частоты. На рисунке — блок-схема E4000.

Блок-схема тюнера E4000

Разница между ними следующая: E4000 работает в диапазоне ~52–2200 МГц и имеет немного большую чувствительность на частотах менее 160 МГц. Из-за того что производитель E4000 обанкротился и микросхема снята с производства, остающиеся тюнеры покупать все труднее, и цены на них растут.

R820T работает в диапазоне 24–1766 МГц, однако диапазон перестройки внутренних фильтров сильно затрудняет работу R820T выше 1200 МГц (что делает невозможным, например, прием GPS). На данный момент тюнеры на этой микросхеме легко купить, и стоят они около 10–11 долларов.

Также продаются тюнеры на микросхемах FC0012/FC0013/FC2580 — у них очень серьезные ограничения по частотам работы, и лучше их не покупать. Узнать, на какой микросхеме сделан тюнер, можно в описании товара или спросив у продавца. Если информации по используемым чипам нет — лучше купить в другом месте.

 

Покупка

В розничных магазинах их не найти, поэтому нам поможет aliexpress.com. Пишем в поиске R820T или E4000, сортируем по количеству заказов, внимательно читаем описание (там должно быть явно написано, что тюнер использует микросхемы RTL2832 + E4000 или RTL2832 + R820T), и можно заказывать. Присылают обычно почтой России, в течение 3–6 недель.

В комплекте с тюнером будет и крошечная антенна — ее, конечно, лучше заменить. Хорошие результаты можно получить, используя обычную комнатную телевизионную антенну МВ-ДМВ «рога». В описании товара также нужно обратить внимание на разъем антенны — и либо искать тюнер с обычным телевизионным разъемом, либо расчехлять паяльник и делать переходник / перепаивать разъем. При пайке очень легко убить устройство статическим электричеством, так что заземляйтесь.

Типичный приемник на основе RTL2832 — EzTV668

На многих тюнерах рядом с коннектором антенны отсутствуют защитные диоды (в данном случае U7) — их можно либо впаять самому (один к земле, один от земли — я, например, впаял 1N4148), либо оставить как есть, и антенну голыми руками не трогать и всячески беречь от статического электричества.

 

Софт и API для работы с RTL2832

rtl_sdr

Rtl_sdr – драйвер, обеспечивающий «нецелевое» использование данных с TV-тюнеров на базе rtl2832. В Windows вам придется заменить драйвер тюнера по умолчанию на WinUSB с помощью программы Zadig.

Rtlsdr.dll требуют все SDR-программы, и зачастую эта DLL уже идет в поставке софта, использующего RTL2832.

Rtl_sdr также можно использовать и через консольную утилиту, чтобы протестировать тюнер или слить кусок эфира в файл:

rtl_sdr -f 1575520000 -g 34 -s 2048000 out.dat

При дальнейшей обработке нужно помнить, что в файле байты I- и Q-потоков идут поочередно.

SDRSharp

SDRSharp — одна из популярных и простых в использовании программ под Windows для работы с RTL2832 (и некоторыми другими SDR). При старте нужно выбрать RTL2832, нажав на кнопку Front-end. Вводить частоту руками нужно в поле Center.

Слева вверху — выбор типа демодулирования. FM используется для обычного FM-вещания и аудио в аналоговом телевидении, AM — в радиостанциях на низких частотах и переговоров самолетов, NFM — в рации.

Прием переговоров по рации на частоте 446 МГц в SDRSharp

Многие внешние декодеры цифровых передач работают через «аналоговый» интерфейс — то есть ты запускаешь SDRSharp, устанавливаешь программу Virtual Audio Cable (программа платная), настраиваешь SDRSharp, чтобы он декодированный звук выводил в VAC, и в системных настройках Windows указываешь VAC как устройство записи по умолчанию. В результате внешняя программа-декодер будет получать звук от SDRSharp.

Таким образом подключаются декодеры P25 раций (милиция), данных с метеоспутников, пейджеров, навигационных сообщений самолетов (ADS-B) и многого другого (об этом ниже). Такой необычный способ подключения сложился исторически — раньше к компьютеру подключали аналоговые приемники. Со временем декодеры дописывают, чтобы они напрямую работали с RTL-SDR.

GNU Radio

GNU Radio — настоящий зубр SDR. Это программный пакет, предназначенный для обработки данных, полученных от SDR-приемника, в реальном времени. Являющаяся стандартом де-факто для всех более-менее профессиональных забав в области радио, программа построена на модульной основе с учетом парадигмы ООП. Это настоящий радиоконструктор, в котором роль элементов отведена функциональным блокам: фильтрам, модуляторам/демодуляторам и несметному множеству других примитивов обработки сигналов. Таким образом, имеется возможность составить из них практически любой тракт обработки. Делается это в прямом смысле слова в несколько кликов мышкой в наглядном графическом редакторе, имя которому gnuradio-companion. Более того, gnuradio-companion написан на Python и позволяет генерировать схемы на Python. Но у такой гибкости есть и обратная сторона — освоить GNU Radio за десять минут невозможно.

 

Аппаратные дополнения

Расширение диапазона поддерживаемых частот

Ниже ~52 МГц / 24 МГц находится бОльшая часть интересного в радиоэфире — поэтому ограничение по минимальной частоте серьезно сужает возможности этих приемников. Расширить диапазон можно, купив up-converter, который сдвинет сигнал с антенны на 100 или 125 МГц вверх. Среди продающихся конвертеров пока лучше всех себя показывает NooElec — Ham It Up v1.2 с кварцем на 125 МГц. Использование кварца на 125 МГц очень важно, так как в районе 100 МГц находится много мощных FM-станций и без очень качественного экранирования всех частей системы они будут мешать приему.

RF-конвертер NooElec — Ham It Up v1.2

Этот конвертер можно использовать с любыми SDR-системами, в том числе и работающими на передачу (есть ограничение на мощность).

Для приема на частотах менее 50 МГц придется больше внимания уделить антенне, так как габариты ее растут пропорционально увеличению длины волны. Конструкций антенн для любительской радиосвязи в КВ-диапазоне очень много, но в самом простейшем случае — это спускаемый с балкона провод длиной 5–20 м.

Малошумящий усилитель

И E4000, и R820T — кремниевые микросхемы, и усилитель внутри них шумит сильнее, чем более дорогие отдельные GaAs-усилители. Для некоторого снижения уровня шумов (на 1,5–3 дБ) и улучшения возможностей приема очень слабых сигналов можно купить малошумящий усилитель, который включается между антенной и тюнером.

Один из вариантов — LNA for all.

Малошумящий усилитель LNA for all

 

Что послушать в радиоэфире?

 

Радиопереговоры в безлицензионных диапазонах

Гражданские рации, не требующие регистрации в России, работают на частотах 433 и 446 МГц. Впрочем, в Москве русскую речь там услышать сложно. Их сразу и без проблем слышно в SDRSharp, модуляция NFM.

Поскольку каналов много, очень полезен плагин для SDRSharp AutoTuner Plugin — он автоматически включает частоту, на которой ведется передача, и таким образом можно слушать сразу все каналы раций.

Чтобы слушать рации на частоте 27 МГц, нужен тюнер с микросхемой R820T или внешний конвертер в случае E4000 (например, описанный ранее Ham It Up v1.2). Оптимальная антенна для 27 МГц уже требуется более серьезная, длиной ~2,59 или ~1,23 м.

Радиопереговоры полиции

Полиция в Москве и во многих других регионах России перешла на использование цифровых радиостанций, работающих в стандарте APCO-25 (P25). В P25 данные передаются в цифровом виде со сжатием и кодами коррекции ошибок — это позволяет увеличить дальность устойчивой связи и больше каналов впихнуть в ту же полосу радиочастот. Также существует опциональная возможность шифрования переговоров, однако обычная полиция работает без шифрования.

Для приема P25-раций можно использовать декодер DSD. DSD ожидает аудиоданные на входе. Перенаправить аудио с SDRSharp в DSD можно с помощью Virtual Audio Cable. DSD весьма критичен к настройкам SDRSharp — я рекомендую устанавливать AF Gain около 20–40%, возможно отключать галочку Filter Audio. Если все идет по плану — в окне DSD побегут декодированные пакеты, а в наушниках будут слышны переговоры. Эта схема также работает с упомянутым плагином AutoTuner в SDRSharp.

Найти частоты предлагаю читателям самостоятельно, так как эта информация не является открытой.

Радиопереговоры самолетов и диспетчеров

По историческим причинам для радиосвязи в авиации используется амплитудная модуляция. Обычно передачи с самолетов лучше слышно, чем от диспетчеров или погодных информаторов на земле. Диапазон частот — 117–130 МГц.

Прием сигналов с автоматических передатчиков самолетов ADS-B

ADS-B используется для того, чтобы и диспетчер, и пилот видели воздушную обстановку. Каждый самолет регулярно передает параметры полета на частоте 1090 МГц: название рейса, высота, скорость, азимут, текущие координаты (передаются не всегда).

Эти данные можем принять и мы, чтобы лично наблюдать за полетами. Два популярных декодера ADS-B для RTL2832 — ADSB# и RTL1090. Я использовал ADSB#. Перед запуском желательно настроиться на 1090 МГц в SDRSharp, посмотреть, есть ли сигнал и какая ошибка частоты из-за неточности кварцевого генератора. Эту ошибку необходимо скомпенсировать в настройках Front-end’а: Frequency correction (ppm). Нужно помнить, что величина этой ошибки может изменяться вместе с температурой приемника. Найденную коррекцию нужно указать и в окне ADSB### (предварительно закрыв SDRSharp).

Оптимальная антенна-монополь для 1090 МГц получается длиной всего 6,9 см. Так как сигнал очень слабый, тут очень желательно иметь дипольную антенну, установленную вертикально с такой же длиной элементов.

ADSB# декодирует пакеты и ждет подключений по сети от клиента, отображающего воздушную обстановку. В качестве такого клиента мы будет использовать adsbSCOPE.

После запуска adsbSCOPE необходимо открыть пункт меню Other -> Network -> Network setup, нажать внизу на кнопку adsb#, убедиться, что указан адрес сервера 127.0.0.1. Затем на карте необходимо найти твое местоположение и выполнить команду Navigation -> Set Receiver Location. Затем запустить подключение к ADSB#: Other -> Network -> RAW-data client active.

Если все сделано правильно, то в течение нескольких минут ты сможешь увидеть информацию о самолетах (если, конечно, они пролетают рядом с тобой). В моем случае с антенной-монополем можно было принимать сигналы от самолетов на расстоянии примерно 25 км. Результат можно улучшить, взяв более качественную антенну (диполь и сложнее), добавив дополнительный усилитель на входе (желательно на GaAs), используя тюнер на основе R820T (на этой частоте он имеет более высокую чувствительность по сравнению с E4000).

Декодированные сообщения ADS-B
Прием длинно- и коротковолновых аналоговых и цифровых радиостанций

До прихода интернета КВ-радиостанции были одним из способов узнавать новости с другого конца земного шара — короткие волны, отражаясь от ионосферы, могут приниматься далеко за горизонтом. Большое количество КВ-радиостанций существует и поныне, их можно искать в диапазоне ~8–15 МГц. Ночью в Москве мне удавалось услышать радиостанции из Франции, Италии, Германии, Болгарии, Великобритании и Китая.

Дальнейшее развитие — цифровые DRM-радиостанции: на коротких волнах передается сжатый звук с коррекцией ошибок + дополнительная информация. Слушать их можно с помощью декодера Dream. Диапазон частот для поиска — от 0 до 15 МГц. Нужно помнить, что для таких низких частот может понадобиться большая антенна.

Помимо этого, можно услышать передачи радиолюбителей — на частотах 1810–2000 кГц, 3500–3800 кГц, 7000–7200 кГц, 144–146 МГц, 430–440 МГц и других.

Радиостанция «судного дня» — UVB-76

UVB-76 расположена в западной части России, передает на частоте 4,625 МГц с начала 80-х годов и имеет не до конца ясное военное назначение. В эфире время от времени передаются кодовые сообщения голосом. Мне удалось принять ее на RTL2832 с конвертором и 25-метровую антенну, спущенную с балкона.

GPS

Одна из самых необычных возможностей — прием навигационных сигналов со спутников GPS на TV-тюнер. Для этого понадобится активная GPS-антенна (с усилителем). Подключать антенну к тюнеру нужно через конденсатор, а до конденсатора (со стороны активной антенны) — батарейка на 3 В для питания усилителя в антенне.

Далее можно либо обрабатывать слитый дамп эфира matlab-скриптом — это может быть интересно в целях изучения принципов работы GPS, — либо использовать GNSS-SDR, который реализует декодирование сигналов GPS в реальном времени.

Принять аналогичным способом сигнал с ГЛОНАСС-спутников было бы затруднительно — там разные спутники передают на разных частотах, и все частоты в полосу RTL2832 не помещаются.

Другие применения и границы возможного

RTL2832 можно использовать для отладки радиопередатчиков, подслушивания за радионянями и аналоговыми радиотелефонами, для разбора протоколов связи в игрушках на радиоуправлении, радиозвонках, пультов от машин, погодных станций, систем удаленного сбора информации с датчиков, электросчетчиков. С конвертором можно считывать код с простейших 125 кГц RFID меток. Сигналы можно записывать днями, анализировать и затем повторить в эфир на передающем оборудовании. При необходимости тюнер можно подключить к Android-устройству, Raspberry Pi или другому компактному компьютеру для организации автономного сбора данных из радиоэфира.

Можно принимать фотографии с погодных спутников и слушать передачи с МКС — но тут уже потребуются специальные антенны, усилители. Фотографии декодируются программойWXtoImg.

Есть возможность захватывать зашифрованные данные, передаваемые GSM-телефонами (проект airprobe), в случае если в сети отключен frequency-hopping.

Возможности SDR на основе RTL2832 все-таки не безграничны: до Wi-Fi и Bluetooth он не достает по частоте, и, даже если сделать конвертер, из-за того, что полоса захватываемых частот не может быть шире ~2,8 МГц, невозможно будет принимать даже один канал Wi-Fi. Bluetooth 1600 раз в секунду меняет рабочую частоту в диапазоне 2400–2483МГц, и за ним будет не угнаться. По этой же причине невозможен полноценный прием аналогового телевидения (там нужна принимаемая полоса 8 МГц, с 2,8 МГц можно получить только черно-белую картинку без звука). Для таких применений нужны более серьезные SDR-приемники: HackRF, bladeRF, USRP1 и другие.

Тем не менее возможность исследовать как аналоговый, так и цифровой радиоэфир, прикоснуться к спутникам и самолетам теперь есть у каждого!

 

xakep.ru

0 comments on “Sdr трансивер – Выбор SDR трансивера | RUQRZ.COM

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *