Основная плата SDR-трансивера ADTRX_UR4QBP_V2
Идея разработки универсальной платы ADTRX_UR4QBP_V2 появилась у меня сразу как я решил попробовать свой ноутбук ACER TravelMate 2410 подключить к плате ADTRX_UR4QBP. Прием работал отлично на встроенной AC`97 звуковой карте, коммутация RX/TX работала через USB-COM переходник, но на передачу запустить так и не удалось… Как известно, в большинстве, а я бы сказал у всех ноутбуков, звуковые карты имеют совмещенный линейный и микрофонный входы в одном разъеме. Решил добавить в схему еще одно сигнальное реле с двумя группами контактов для переключения входа звуковой карты либо к выходу ОУ NE5532P в режиме приема, либо к микрофону в режиме передачи. Плата работает с программой KGKSDR. Принципиальная схема платы Рис.1 практически не изменилась по сравнению с платой ADTRX_UR4QBP, я только добавил одно реле и стерео-джек.
Схема соединений платы ADTRX_UR4QBP_V2 Рис.2 очень простая, но все же требует пояснений.
Рис.2 
Соединительный кабель COM-порта запаивается согласно схемы, со стороны компьютера на 7 и 5 вывод разъема запаиваем блокировочный конденсатор. Без него некоторые экземпляры плат отказывались работать на передачу. Микрофон подключаем к разъему "TO MIC” платы, если звуковая карта имеет совмещенный вход (отсутствует розовый разъем на звуковой карте). Аудио-кабели соединяющие плату и звуковую карту компьютера или ноутбука должны быть выполнены из отдельно экранированных жил (каждая жила в своем экране). Стерео-джек 3,5мм кабеля к входу компьютера распаивается параллельно, а кабель линейного выхода распаиваем наоборот. Это связано с особенностью разводки платы, паяем так как я написал выше. Могут быть проблемы не совпадения приема и передачи, если перепутать будет прием с передачей в зеркальном отражении. В настройках программы KGKSDR инверсию IQ сигнала не включаем (галочка в Option>Tranceiver>Swap I/Q in & out должна быть снята), если включить, то панорама перевернется и шкала частоты не будет соответствовать реальности. Разъем "TO LINE OUT PC” платы аудио-кабелем подключаем к линейному выходу звуковой карты, к разъему "TO PHONE” подключаем стереотелефоны или активные компьютерные колонки либо какой-нибудь УНЧ. Удобно использовать "аудио-двойник” имеющий один "папу” 3,5мм и две "мамы” 3,5мм. В одну из "мам” подключены стереотелефоны, а в другой активные колонки, хотим слушаем на телефоны хотим на колонки, включив последние в сеть кнопкой питания. К разъемам "TX ON” и "GND” подключаем педаль согласно схемы, питание подаем на "+12V” и ”GND”. Разъемы "+TX” и ”+RX” подключаем по схеме. На вход платы "RF IN/OUT” подключаем антенну или ДПФ. Сигнал гетеродина амплитудой 200...300мВ подаем на разъем "LO IN”, средняя частота для работы платы рассчитывается по формуле Flo in=Fсредн. х 4 , где Flo in-частота на входе "LO IN”, Fсредн. - средняя частота диапазона (такую же устанавливаем в программе KGKSDR).
Схема платы и соединений в формате SPlane 6, печатная плата в формате Sprint Layout 5 - СКАЧАТЬ
AD9851 DDS-синтезатор для SDR-трансивера
В поисках схемы стабильного гетеродина для SDR-трансивера, на основе конструкций ADTRX_UR4QBP и ADTRX_UR4QBP_V2, были попытки с моей стороны сделать PLL-синтезатор на DDS AD9832. Но из-за большого количества корпусов микросхем и некоторой сложности в настройке, было принято решение сделать синтезатор на основе DDS AD9851. Синтезатор может работать с любыми SDR-устройствами у которых формирователь парафазного сигнала гетеродина встроенный и частота гетеродина равняется F LO*4. Синтезатор рассчитан на работу от 300 кГц до 18МГц, может работать на 6-ти любительских КВ диапазонах (1.9, 3.5, 7, 10, 14, 18 MHz) и имеет сплошное перекрытие в вышеприведенных пределах частот. Управление синтезатором от параллельного порта компьютера (LPT) с помощью программы DDS_AD9851_UR4QBP. В синтезаторе имеется управление ДПФ-ами для 6 диапазонов и квазисенсорное управление из программы УВЧ и аттенюатором. Описывать принцип работы синтезатора не имеет смысла, так как самый главный элемент в синтезаторе, выполняющий основную функцию - это DDS синтезатор от Analog Devices AD9851.
Схема электрическая принципиальная схема синтезатора приведена на Рис.1
Рис.1
Кабель для подключения синтезатора 10-ти жильный в экране. Распаивается согласно схемы. Кабель реверсивный, разъемы применяются типа DRB-25 (папа).
Схема электрическая принципиальная кабеля LPT-SINTEZ
Схема подключения реле платы ДПФ Рис.2
Рис.2
Фото платы в сборе - 
Полосовые диапазонные фильтры для основной платы ADTRX_UR4QBP
При построении схемы платы полосовых диапазонных фильтров внимание было уделено прежде всего совместимости данной схемы с основной платой SDR-трансивера ADTRX_UR4QBP_V2 и основной платой SDR-трансивера ADTRX_UR4QBP , а также с AD9851 DDS-синтезатором для SDR-трансивера . За основу полосовых фильтров взята схема из платы RFE трансивера SDR-UA, которая в свою очередь один в один с интегральными субоктавными полосовыми фильтрами из книги РЭДа "Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике". Полосовые фильтры работают в диапазоне частот 1,6...21,5 МГц, входное/выходное сопротивление 50 Ом. Плата имеет отключаемый аттеннюатор "АТТ" -20дБ и "УВЧ" +12дБ. Схема электрическая принципиальная полосовых диапазонных фильтров для основной платы ADTRX_UR4QBP приведена на рисунке.
Схема построения таких фильтров предполагает "красивую" АЧХ при очень маленьком затухании в полосе пропускания по уровню -3dB (0,1...1,0dB) и приличном затухании (до 50dB) вне полосы пропускания данных фильтров. Для примера наблюдаем АЧХ полосового фильтра для частотного диапазона 7,3...12,0 Мгц выполненного по данной схеме на ниже приведенном рисунке.
Аттенюатор выполнен по "П-образной" схеме на резисторах R1...R3, который включается с помощью контактов реле К13.1 и К14.1 и имеет затухание -20дБ. Реле К13, К14 в свою очередь включаются/выключаются кнопкой "АТТ" программы управления синтезатором на AD9851. Сигнал управления(+5В) с платы синтезатора поступает на разъем Jmp1 контакт "АТТ" платы и через микросхему DD1 ULN2803 имеющую 8 ключей с защитными диодами управляет реле аттеннюатора. Широкополосный усилитель высокой частоты выполнен по "стандартной" схеме с коррекцией и с применением высокочастотного транзистора КТ368 включенного по схеме с общим эмиттером с широкополосным ВЧ-трасформатором в нагрузке. Усиление каскада (+12дБ) подбирается с помощью резистора R7, коррекция АЧХ в области 13...20МГц выполняется подбором резистора R8 и конденсатора С70. Ток покоя усилителя устанавливаем в пределах 40...50 мА резистором R4. Трасформатор Т1 выполнен на ферритовом кольце 600-1000НН Ø7...10мм проводом 0,2мм в два провода 7 витков, начало одной обмотки соединяем с концом другой, таким образом образовывается средний вывод. УВЧ включается с помощью реле К15 и К16 по аналогии с аттеннюатором. Полосовые диапазонные фильтры аналогичны схеме платы RFE вседиапазонного SDR-трансивера SDR-QU выполнены на ферритовых кольцах марки Т50-2 и Т50-6 американской фирмы AMIDON . Переключаются с помощью реле К1...К12 в зависимости от диапазона. Возможно применение ферритовых колец марки 50ВЧ отечественного производства Ø12...18мм, если выполнить фильтры на таких кольцах при соответствии значений индуктивностей контурных катушек приведенных в схеме, АЧХ фильтров выполненных на таких кольцах можно скачать и посмотреть в формате "pdf" . Фильтры настроены измерителем АЧХ NWT-7 от Виктора US5CAA . Привожу моточные данные для полосовых фильтров с применением колец американской фирмы AMIDON .
И еще... подстроечные конденсаторы для фильтров 1,6...2,5 МГц, 2,5...4,0 МГц можно не устанавливать, при "правильной " индуктивности катушек и соответствии номиналов конденсаторов в фильтрах АЧХ получается "идеальной"!!! Все реле отечественные РЭС-49 с напряжением срабатывания 12...13,8 В. Печатная плата полосовых фильтров выполнена на двухстороннем стеклотекстолите марки FR-4 с защитной маской синего цвета и маркировкой номиналов элементов. Чертеж печатной платы в Sprint Layout 5 качаем .
В реальной конструкции трансивера размер и крепежные отверстия платы полосовых фильтров совпадают с платой ADTRX_UR4QBP_V2. Плата фильтров устанавливается на монтажных стойках над платой ADTRX_UR4QBP_V2.
Всем успехов и чистого эфира!!!
Усилитель мощности для SDR-трансивера ADTRX_UR4QBP
Для построения усилителя мощности я потратил примерно 2-3 часа времени, пока писать особо некогда... Поэтому пока привожу схему самого УМ-а который я применяю в своей конструкции ADTRX-а.
Трансформатор Т1 выполнен на кольце 7...10 мм проницаемостью 1000НН, 9
витков в два провода без скрутки диаметром 0,2...0,3 мм.
Т2 - типа
бинокль из двух столбиков по 3 кольца диаметром 10 мм и проницаемостью
1000НН. Первичная обмотка 3 витка монтажного провода в изоляции (диаметр
провода без изоляции примерно 1мм). Вторичная обмотка - один виток
провода ПЭВ или ПЭЛ диаметром 0,8...1 мм.
Т3 - типа бинокль из двух
столбиков по 5 колец диаметром 10 мм и проницаемостью 1000НН. Первичная
обмотка один виток провода ПЭВ или ПЭЛ диаметром 0,8...1 мм,
вторичная обмотка 3 витка монтажного провода в изоляции (диаметр провода
без изоляции примерно 1мм).
Программа для работы трансивера .
25.10.2015
Сборка абсолютно новой конструкции - SDR-трансивера от UT3MK, начата с синтезатора частоты. Далее последует сборка, собственно, самой платы трансивера, ДПФ-фильтров и, возможно, усилителя... Есть идея, изготовить полноценное устройство, используя наработки талантливого радиолюбителя - UT3MK.
Вариант схемного решения обсуждался в этой ветке. Я решил собрать 13-ю версию синтезатора. Плату синтезатора и трансивера любезно изготовил Виктор RA3AIW, за что ему огромнейшее спасибо. Так же, он будет помогать запустить устройство, как радиолюбитель, успешно повторивший, в том числе и данную конструкцию...
Все компоненты были куплены в магазине chipdip , кроме Si570, которая осталась от SDR-трансивера Peaberry RX-TX Sound. Кстати, без проблем ее можно купить на sdr-kits .
Фото процесса сборки будут выкладываться .
Сегодня проходила сверловка платы.
Перед запайкой основных чипов, проверяется рабочее напряжение, настраивается напряжение питания синтезатора (3,3В в моем случае). Потом запаиваются все корпуса, кроме Si570, плата проходится феном, моется, визуально контролируется. Далее, заливается тестовая прошивка и, в случае успешной работы всех функций, запаивается синтезатор. Чтобы заливать прошивки - необходимо будет изготовить программатор для ATmega32. Я хочу попробовать сделать самый простой вариант под LPT-порт.
27.10.2015
Все детали, кроме Si570 запаяны. ATmega32 чуть повернулась против часовой стрелки, но, думаю, это не страшно... Сначала лудились контакты под чипы после нанесения раствора ЛТИ. Потом, прогревались феном, для равномерного распределения олова. Далее, снова ЛТИ и прихватка чипов за крайние ножки паяльником. Далее, прогрев каждой стороны феном, ЛТИ, добавление олова жалом паяльника, снова ЛТИ и финальный прогрев феном. Я для себя выбрал такую методику запайки корпусов...
После того как плата полностью заработает (а я очень рассчитываю, что это произойдет) - будет прогрев остального монтажа с предварительным нанесением ЛТИ и финальная мойка платы.
Выставлено напряжение 3,3В на 7-й ножке Si570. При подключении платы к компьютеру по USB, обнаружено новое устройство, которое под WinXP попросило драйвера. Драйверы были установлены.
Следующий шаг - изготовление шлейфа-программатора на LPT-порт и попытка заливки тестовой прошивки...
29.10.2015
Был изготовлен шлейф на LPT-порт. Поскольку, по хорошему им нужно воспользоваться только пару раз - я не стал заморачиваться на эстетику конструкции. Главное, чтобы интерфейсный кабель выполнил свою задачу.
По началу, с версией, размещенной на сайте ponyprog, прошить не получалось. Интерфейс программы отличался и в меню не было нужной версии ATmega32. Потом, я скачал версию с сайта Юрия по ссылке из доки по прошивке атмеги и все в две секунды успешно прошилось. Далее, выставил и записал фьюзы, считал их и стал тестить устройство через PowerSDR 2.5.3. Все функции работали без проблем. После чего я стер память, залил рабочую версию прошивки (Madeira-6) и запаял Si570. К слову, она тоже провернулась и тоже против часовой стрелки. Наплевал...
По началу все работало нормально. CAT держал связь, валкодер работал и т.п. Единственное - я очень долго не мог откалибровать частоту, которая отличалась от эталонной где-то на 2кГц. Как оказалось позже - виной тому, нарушение в работе одного из каналов SDR-приемника, что давало 100%-ю зеркалку на панораме.
Для калибровки и подавления зеркалки я использую кварцевый генератор на 7,3728МГц. Кстати, эти генераторы имеют достаточно высокий выходной уровень (я ставил 1:100) и очень низкий уровень фазовых шумов - на экране четко стоит пика сигнала и частота строго соответствует указанной на корпусе кварца...
К сожалению, после дальнейших экспериментов стала барахлить связь по CAT и потом вообще отвалилась. Переустановка драйверов, смена номера COM-порта, деинсталляция PowerSDR с чисткой реестра и содержимого в скрытых папках, ничего не дали, что сильно огорчило и испортило настроение...
30.10.2015
Сегодня было замечено, что проблема со сбоем была связана с нарушением контакта(ов) в каком-то месте платы (путем ее изгиба в разные стороны). Пришлось пропаять некоторые детали и прогреть всю плату термофеном (чего не было сделано до того момента) и все заработало стабильно.
Так же, был исправлен дефект в одном из каналов приемника (кстати, того, который в основном используется на Web-SDR). После чего, программа была откалибрована по уровню и подавлению зеркала. Чтобы выставить аппаратное подавление в приемнике - была использована версия программы 1.18.6, когда зеркало еще не давилось в автомате. Подавление составило около 45дБ.
После чего, я вернулся к версии 2.3.5.
Использовалась интегрированная звуковая карта на 48кГц, имеющая все присущие ей недостатки... Этим обусловлены палки по краям от нулевой ПЧ, которая тоже порядком шумит.
Поигравшись чуть с приемом эфира, на сегодняшний день, решил остановиться на достигнутых результатах...
На панораме наблюдалось большое кол-во палок. По прежнему опыту, эта напасть, в значительной степени, пропадала после помещения конструкции в металлический экран...
31.10.2015
Что ж, синтезатор стабильно работает, плата отмыта от флюса. Приемник Тасы снова вернулся в состав WebSDR, обзаведясь экранирующим корпусом, на этот раз. Есть собранная основная плата трансивера версии 3B, есть печатка и все компоненты для версии 2А. Видимо, дальше буду собирать плату ДПФ - 3-й компонент будущего SDR-трансивера, если творческий поиск не уведет в другую сторону...
01.11.2015
Сегодня собрал в кучу плату версии 3B и данный синтезатор.
Часть функций синтезатора пока не используется. Так же, здесь нет никаких фильтров и усилителя. На выходе, при приемлемом качестве двухтонального сигнала, имеем около 1В амплитудного ВЧ-напряжения. Формированием полосы SSB-сигнала, в целом, доволен, но его нужно фильтровать... Есть идея, попробовать в аналогичном корпусе собрать ДПФ-ы и предварительный усилитель.
04.11.2015
Сегодня сделал BPF-фильтр на диапазон 40м. Схема, так же, взята с сайта Юрия. Моделировал данный фильтр в RFSimm99. Однако, после его изготовления и тщательного измерения всех элементов L/C-метром, оказалось, что полоса пропускания фильтра сдвинута выше где-то на 1МГц. Пришлось подбирать емкости и, в конечном итоге, был получен следующий результат:
Как потом выяснилось, была сбита калибровка L/C-метра и все измерения индуктивностей были некорректны... Планирую, позже, ещё раз промерить и переделать фильтр.
Приборчика NWT-7 у меня пока нет, но мой АА-330М вполне сгодится для этой задачи. В принципе, он показывает обратную картинку, как мне видится. И, посредством КСВ на графике, можно определить полосу пропускания фильтра... Методика измерения простая - ко входу фильтра подключается безиндукционная нагрузка - сопротивление 50Ом (два МЛТ-2 100Ом в параллель), выход фильтра подключается к анализатору и сканируется весь диапазон.
Платка для BPF расчитана на 3 фильтра. Планирую сделать ещё диапазоны 80м и 20м. Платку поместил внутрь корпуса.
Есть идея, разместить на оставшемся месте небольшой предварительный усилитель на OPA2764 или AD8009, чтобы получить 1Вт на выходе устройства...
09.11.215
Смоделировал диапазонные полосовые фильтры на 20м и 80м.
Здесь и в других фильтрах подбирал номиналы элементов простым перебором.
10.11.2015
Для диапазона 80м сделал фильтр LPF, на скорую руку.
Со вчерашнего дня, трансивер работает в составе WebSDR приемника, в режиме теста. Суть идеи - переключение приема на разные диапазоны, в зависимости от времени суток (с учетом особенностей прохождения) и проверка стабильности работы узлов трансивера. Процесс управления всеми компонентами системы происходит дистанционно, через удаленный доступ к компьютерам.
13.04.2017
Из опыта эксплуатации данного синтезатора. К плюсам можно отнести развитые возможности коммутации и управления, наличие валкодера и световую индикацию. Очевидных минусов вижу два. Самый главный - занятый com-порт и невозможность стыковки программы синтезатора с программами-логами (я использую UR5EQF). Вроде бы, можно использовать программные сплиттеры для работы различных приложений через один com-порт, но я пока такую возможность не пробовал. Второй, существенный, минус - отсутствие возможности подключения телеграфного ключа или манипулятора.
Продолжение следует...
16.04.2014г.
Пришёл KIT для сборки синтезатора частоты на Si570 с управлением по USB. Данный синтезатор планируется использовать в составе будущего SDR-трансивера. Набор заказывался . Доставка из Великобритании в Москву обычной почтой заняла меньше трёх недель. На этом сайте можно заказать синтезатор другого типа с ручной подстройкой частоты и индикацией на ЖК-матрице. Так же, можно купить отдельно чип Si570 и многое другое...
20-04.2014г.
Синтезатор собран и проверен - работает. На сборку ушло около двух с половиной часов. Трансформатор 4:1 дополнительно не заказывал. С ним можно получить генератор сигналов с выходом 50Ом и уровнем +10-12dBm и использовать в качестве независимого прибора...
Если же вы хотите сделать, скажем, вседиапазонный SDR-приёмник с независимым синтезатором, цифровым индикатором частоты и плавной регулировкой (вплоть до 1Гц), то подойдёт вот этот наборчик.
Вид со стороны пайки:
12.06.2014
После покупки паяльной станции с термофеном, плата была ещё раз пропаяна. Для пайки планарных и SMD-компонентов, термофен - незаменимая вещь!
16.06.2014
Очень много времени ушло на перебор версий PowerSDR для корректной работы с данным синтезатором в связке с трансивером от UT3MK. Пожалуй, оба устройства я спаял быстрее, чем разбирался с нюансами ПО. В конечном итоге (спасибо за подсказку RA3AIW) синтезатор заработал в серсией 1.19.3.15 . Дефолтный скин для этой версии программы. Драйвер для синтезатора под WinXP и библиотека , которую необходимо положить в папку с программой. Управление синтезатором происходит по USB, подаётся высокий уровень на включение режима передачи в трансивере. Программа управления синтезатором.
26.09.2014
Не знаю, с чем связано (с разводкой печатной платы или с расположением модуля в корпусе трансивера), но на некоторых частотах синтезатор даёт большое кол-во спуров. При перестроении частоты они не мешают, но по панораме вылазят палки по обе стороны от частоты настройки. Возможно, при использовании трансформатора 4:1 на выходе, этой проблемы в таком объёме не будет...
05.03.2015
Предположение о синтезаторе, как об источнике спуров оказалось не верным (проблема оказалась в приёмной части трансивера). Сигнал выходит вполне адекватный. Дополнительно, установил ВЧ-трансформатор 4:1 с трифилярной обмоткой на BN-61-2402, согласно прилагаемой схеме, получив 50-ти омный выход. В общем, вопросов к синтезатору нет и для работы с ПО, где управление частотой производится по USB - вещь, самая подходящая и не дорогая.
К сожалению, имеющиеся драйвера для WIN7 работают не достаточно корректно (при перестройке частоты постоянно выскакивают окна с ошибками). Под XP синтезатор работает прекрасно! Я ещё использую выход с него для переключения трансивера в режим передачи.
17.04.2017
Хочу немного сказать о минусах синтезатора и проблемах версии PowerSDR, с которой он работает. Собственно, минусов синтезатора вижу два:
Отсутствие коммутации для управления диапазонными фильтрами;
Под Win7 при перестройке частоты отваливается связь с синтезатором и в программе управления им и в PowerSDR (приходится работать под XP).
Что касается программы, то здесь я обнаружил массу багов:
Не работает поддержка драйверов ASIO (по крайней мере, у меня под WinXP);
С драйверами ММЕ в телеграфе можно работать только при ширине панорамы 48кГц (если больше - рвётся сигнал на передачу, в режиме SSB программа может работать с панорамой 96кГц);
Не работает корректно функция быстрой записи и трансляции записанного в режиме передачи (на панораме виден записанный сигнал в варианте DSB на нулевой ПЧ, при этом, частота приёма остаётся на месте);
Почему-то не калибруется подавление зеркала при приёме;
Связка с другим ПО через виртуальные аудио-кабели так же не работает (в версии 1.18, например, такой проблемы нет);
Программа частенько вылетает при изменении настроек и их сохранении в сетапе;
Иногда, без видимых причин, изображение на панораме начинает отображаться в зеркальном виде (замечено при частоте дискретизации 48кГц).
Видимо, есть и другие проблемы, которые я пока не обнаружил...
Словом, я решил попробовать вот этот синтезатор для будущих конструкций, чтобы иметь всё необходимое по части коммутации и не быть привязанным к одной версии ПО.
Продолжение следует...