Wzmacniacz pośr. (IF) wg. F6CER, ew. hycas wg. W7ZOI

[SP9LVZ]

W kwestii doczyszczania heterodyny przez pętle powielające PLL to nie jest tak wspaniałe. Pierwsza sprawa, to większość konstruktorów stosowała je do generatorów DDS (ADxxxx). Natomiast Si5351 jest syntezą typu PLL/VCXO. Druga sprawa, to czy mamy problem z generowanym sygnałem (jak z AD) czy może bardziej dokuczliwe zakłócenia od samego sterownika syntezy (mikroprocesora) i elementów peryferyjnych (sterowanie I2C wyświetlaczem).
Moje doświadczenia z powielaczami są złe. Przykładowo ICS502. Problem to pojawiający się szum fazowy synchronizacji PLL. Jest on po prostu słyszalny przy czułym odbiorniku z przemianą częstotliwości! Konstruktorzy chwalili rozwiązania z doczyszczaniem na powielaczu PLL w układach homodynowych z syntezami DDS, w których potrzebujemy powieloną częstotliwość heterodyny. Tu jest kwestia do czego co stosujemy, co się sprawdza w jednym rozwiązaniu (odbiorniki homodynowe), nie koniecznie sprawdzi się w innym rozwiązaniu (odbiornik z przemianą częstotliwości).

W mojej koncepcji dla trx z przemianą częstotliwości nie chciałem powielać częstotliwości heterodyny, by znów ją dzielić przed mieszaczem (przykładowo na 74HC74).
Dlatego zastosowałem rozwiązanie kształtowania sygnału heterodyny bez powielania (HC04+HC86). Uznałem że tak będzie lepiej pod względem braku konieczności generowania wielu harmonicznych częstotliwości podstawowej. Odsłuch testowy w teście 06 zrobiłem od +10 kHz do -10 kHz względem 7.170 kHz - częstotliwość generatora testowego.
Kolejny problem to ten spurs (tzw ostrogi) czyli produkty w postaci prążków obok generowanej częstotliwości podstawowej przez układ syntezy. Jest wiele publikacji na ten temat, ale chyba tak do końca nie wiemy z czym mamy problem. Nie znalazłem publikacji, w której opisano by ten temat jasno i konkretnie.
W generatorach DDS (ADxxx) wg. mojej oceny jest on znacznie większy niż w PLL (Si5351). Kwestia tylko czym on jest?, skąd się bierze? i kiedy te zakłócenia słyszymy?... Wg. analiz są to prążki stałe generowane w ściśle określonych, bardzo bliskich odległościach od częstotliwości heterodyny. Więc efektu spursu jako takiego nie powinniśmy słyszeć przestrajając odbiornik przy braku sygnału od strony anteny. Będziemy go słyszeć (efekt) dopiero jako produkty niepożądane wynikające z mieszania się spursu z silnymi sygnałami z pasma lub z sygnałami niepożądanymi generowanymi przez układ sterownika syntezy?. Ocena bardzo trudna, bo produkty niepodążanie mogą być poniżej odbieranych z pasma. W zasadzie to efekt spursu możemy chyba jedynie ocenić na analizatorach widma oraz zobaczyć ten "spurs" lub można zrobić test z użyciem silnego sygnału z generatora testowego, który zmiesza się z spursem i będziemy słyszeć efekt tego mieszania.

Ja je teoretycznie zminimalizowałem problem spursu poprzez zastosowanie: filtrów doczyszczających za Si5351, mieszacza na kluczach SD5400, diplexer za mieszaczem i tłumik 3dB przed mieszaczem. Dodatkowo jest układ kształtowania symetryzacji sygnału heterodyny. To według opracowań krótkofalowców, którzy analizowali problem efektu powstawania produktów niepożądanych od spursu dali takie wytyczne jak go minimalizować w przypadku mieszaczy dla odbiorników z przemianą częstotliwości.

Słyszymy jednak powyżej podłogi szumowej odbiornika też inne produkty niepożądane pochodzące raczej od sterownika i być może tylko częściowo od syntezy Si5351? To jest bardziej denerwujące bo słychać to w podłodze szumowej odbiornika bez wkręconej anteny podczas przestrajania po paśmie. Można te zakłócenia eliminować ustawiając symetryzację sygnału heterodyny. Niestety na każdym z pasm ustawienie jest inne.

Test 01 - odbiornik CW z Si5351 i sterownik na Arduino NANO z ATMEGA328P, wyświetlacz OLED. Pojawiają się w jednym miejscu w pasmie telegraficznym na 14 Mhz silnie zakłócenia nie do wyeliminowania (słychac je też na harmonicznych na wyższych pasmach). To jest na pewno od sterownika syntezy. Trudno określić czy od komunikacji I2C z OLED i Si5351, czy wynika to z niskiej częstotliwości zegara ATMEGA? Taka konfiguracja jest wykorzystywana w prostych TRX i może być problematyczna pod względem własnych zakłóceń odbiornika od syntezy.
Tak to słychać:
https://youtu.be/wu8KjVK2z20

Test 02 - odbiornik SSB z Si5351 i sterownik na ESP32 (nasz aktualny projekt). Odbiór w paśmie CW na 14 Mhz w tym samym zakresie jak powyżej. Nie ma tych zakłóceń, pomimo że Si5351 jest sterowany po I2C.
Tak słychać:
https://youtu.be/2oxTCE4Hsig

Test 03 - odbiornik SSB z Si5351 i sterownik na ESP32 (nasz aktualny projekt). Problem zakłóceń prawdopodobnie? od sterownika (ale tego nie jestem pewny) - jest on do wyeliminowania poprzez symetryzację w układzie kształtowania sygnału na HC04 znajdujący się na płytce mieszacza z SD5400
Tak słychać:
https://youtu.be/8RmrCqrDAsE

Test 04 - odbiornik SSB z Si5351 i sterownik na ESP32 (nasz aktualny projekt). Pasmo SSB 21MHz po wyeliminowaniu problemu zakłóceń - podłoga szumowa odbiornika i test przyrostu szumu z pasma po wkręceniu anteny (szum z pasma). Problem sygnałów niepożądanych można przyjąć, że całkowicie wyeliminowany.
Tak słychać:
https://youtu.be/cUNQXLGH_DA

Test 05 - odbiornik SSB z Si5351 i sterownik na ESP32 (nasz aktualny projekt). Pasmo SSB 7 Mhz, można określić że wolne od jakichkolwiek zakłóceń "od syntezowych".
Porównanie podłogi szumowej odbiornika do szumu z pasma po wkręceniu anteny w ciągu dnia (niski poziom sygnałów z pasma).
Tak słychać:
https://youtu.be/qqbjCnhItYQ

Test 06 - odbiornik SSB z Si5351 i sterownik na ESP32 (nasz aktualny projekt).
Pasmo SSB częstotliwość testowa 7,170 Mhz, bez anteny. Na wejście antenowe podany jest pojedynczy silny sygnał (poziom najsilniejszych stacji na paśmie, co widać po s-metrze). Jeśli wystąpi problem spursu, to wokół częstotliwości pożądanej były by słyszane prążki wynikające z mieszania się częstotliwości sygnału z generatora z prążkami niepożądanymi (spursem). Oczekiwany wynik testy to czysty odbiór wokół częstotliwości generowanej.
Przy okazji tego testu słychać, że płytka p.cz. nie ma "przesłuchów" wejście - wyjście filtru SSB (PP9). Filtr według aktualnej koncepcji filtr PP9 jest bardzo dobrze dopasowany, są zachowane ostre zbocza.
Tak słychać:
https://youtu.be/d6KijCRPDUU

Przypomnę, że w kwestii technicznej rozwinięcia projektu IF na mosfetach (dotyczące syntezy, mieszacza, pozostałych bloków trx) brałem pod uwagę następujące czynniki: prostotę wykonania w przypadku powielenia projektu, dostępność elementów, niski koszt elementów, jak najwyższy efekt radiowy, wrażenia ogóle (emocje związane z projektem).