LPF Panel
Zgodnie z wcześniejszą zapowiedzą wykonałem ponowne przeliczenie wartości LC na płytce LPF i wymieniłem wszystkie elementy.
Tym razem poza tłumieniem, zwróciłem uwagę również na SWR, a symulację przeprowadziłem w poleconym mi programie ELSIE.
Kalkulacje rozpocząłem od pasma 80m, gdzie zastosowałem posiadane wcześniej kondensatory 910pF.
Ze względu na mój układ elementów na PCB, kondensator środkowy musiałem podwoić do wartości 1,8nF.
Przechodząc kolejno przez pasma 40m, 20, 10m, pojemności i indukcyjności dzieliłem po prostu przez dwa.
Zestawienie wszystkich wartości przedstawia poniższa tabelka. W programie ELSIE wyglądało to bardzo dobrze.
Mogłem lutować na kanapkę środkowy kondensator z dwóch wartości zewnętrznych, ale okazuje się, że nie jest to konieczne.
Na powyższym zestawieniu widać, że wymagana była korekcja zwojów cewki w paśmie 15m, pozostałe wyszły zgodnie z teorią.
Ilość zwojów wyliczyłem w programie mini Ring Core Calculator, ale myślę, że mógłby to być dowolnie inny program.
Teraz seria zdjęć z wynikami po pomiarach NanoVNA, prawie wszystko zgadza się z przewidywaniami.
Pasmo 80m
Pasmo 40m
Pasmo 30m
Pasmo 20m
Pasmo 17m
Pasmo 15m
Pasmo 12m
Pasmo 10m
Moim zdaniem wyszło całkiem dobrze. W pasmach 20m i 10m wartość SWR powinna być bliżej 1.0.
Poniżej jeszcze raz obrazki przedstawiające symulację dla pasma 20m, różni się ona od tego co zostało zmierzone.
Po wykonanych pomiarach widać, że krzywa SWR znajduje się nieco wyżej od tego co przewiduje program.
ELSIE posiada ciekawą możliwość płynnej regulacji dowolnego elementu za pomocą przycisku Tune part.
Sprawdziłem z ciekawości, która konkretnie wartość w użytym filtrze wpływa najbardziej na ten parametr.
Odpowiada za to wartość środkowego kondensatora. Na poniższych obrazkach widać po lewej stronie,
że zwiększenie jego pojemności zaczyna przypominać wykres zmierzony przez NanoVNA.
Wniosek jest taki, że kondensator 470pF jaki mam zamontowany na płytce, posiada prawdopodobnie większą pojemność.
Nie jest to jednak rozbieżność, która uniemożliwia korzystanie z tego filtru, podobna sytuacja dotyczy pasma 10m.
Na razie zostałem przy takiej konfiguracji elementów i zająłem się kolejnymi rzeczami czekającymi w kolejce.
Software
W programie został dopisany wybór koloru strefy filtra audio. Do dyspozycji jest motyw zielony i czerwony,
opisany w ustawieniach jako Matrix i Fire. Ustawienie tego koloru dotyczy oddzielnie modulacji SSB i CW.
Mnie ostatnio spodobał się wygląd płomieni i takiego koloru teraz używam podczas słuchania stacji.
Innymi programowymi dodatkami są dwa ustawienia w menu serwisowym umożliwiające sterowanie pracą SI5351.
Pierwszym jest wybór częstotliwości źródła 25Mhz i 27Mhz. Można teraz używać kwarcu lub tcxo o takim taktowaniu.
Drugim dodatkiem jest wybór sposobu generowania częstotliwości w trybach z przesunięciem fazowym CLK0 i CLK1
lub 4 x CLK0 bez przesunięcia fazowego, ale z czterokrotnie większą częstotliwością. To możliwość dla osób, które będą chciały
użyć demodulatora wyposażonego w dzielnik na przerzutnikach w celu tworzenia dwóch sygnałów przesuniętych w fazie.
Back Panel
Do powstającej konstrukcji zaprojektowałem i dodałem uniwersalną ściankę tylną, która zwiększa otoczenie potencjału uziemienia
oraz będzie pozwalała na wygodniejsze podłączenie zasilania, anteny itd. podczas testów. Płyta zawiera lustrzane odbicie gniazd
ponieważ nie mogłem zdecydować się po której stronie będzie to najwygodniejsze. Położenie modułów nie jest jeszcze zaplanowane
dla wersji końcowej, możliwe więc, że będą one zamieniane miejscami między sobą. Jako gniazda USB i Jack wybrałem łatwe w montażu
rozwiązania oparte na standardzie 22mm, można w tym rozmiarze kupić różne wersje takich gniazd, jest tego dużo na aliexpress.
Druga ścianka tylna przeznaczona jest dla Piotra, który posiada kopię tej konstrukcji w celach testowych. Tak samo jak panel przedni,
tutaj też użyte są blaszki sprężyste zapewniające połączenie z płytą dolną. Po zamontowaniu tylnej ścianki całość nabiera kształtu.
Hardware
Teraz informacje sprzętowe. Do tej pory miałem szczęście użytkować moduły ADC z układem PCM1808 działające poprawnie,
ale Piotrowi trafiły się działające wadliwie i objawiało to się efektem obniżonej czułości. Przez jakiś czas próbowaliśmy
analizować moduły zwracając uwagę na sprzedawców, datę zakupu, wygląd płytki, sposób jej cięcia, ułożenie opisów,
ale nie potrafiliśmy jednoznacznie określić płytek działających dobrze od tych działających niewłaściwie.
Piotr poświęcił więcej czasu na taką analizę i wydaje się, że znalazł źródło problemu. Okazuje się, że na płytkach montowane są
różne kondensatory na wejściu sygnałów w parze z rezystorami 10k. Tworzą one filtr dolnoprzepustowy zależny od tych kondensatorów.
Na płytkach, które nie działały dobrze, kondensatory miały wartość 100nF i tworzyły filtr o częstotliwości 159Hz.
Częstotliwość filtra jest tak niska, że mimo łagodnego nachylenia zbocza, mocno tłumił on wszystkie użyteczne sygnały.
Na płytkach, które z kolei działają dobrze, kondensatory te mają wartość 1nF i tworzą one filtr o częstotliwości 15,9kHz.
Jeśli ktoś trafi na płytkę ADC pracującą z wyraźnie osłabioną czułością, może wtedy zweryfikować kondensatory wejściowe.
Jeszcze jedną istotną informacją jest omówienie płytek enkoderów EC11 jakich używam. Zakupione płytki z enkoderami
posiadają komplet rezystorów i kondensatorów, które uniemożliwiają działanie enkodera w projekcie Joker.
Sygnały przechodzą tam przez rezystory 10k z kondensatorami do masy. Rezystory 10k są za duże biorąc pod uwagę
podciągnięcie do zasilania na płytce Display Panel rezystorami 1k. Kondensatory z kolei wprowadzają zakłócenia
podczas szybkiego obrotu gdy sygnały muszą przełączać się równie szybko. Od początku używania tych płytek
wylutowuję zawsze wszystkie rezystory i kondensatory pozwalając mikrokontrolerowi przetwarzać czyste sygnały.
Wymaga to jednak wykonania połączenia na miejscu rezystorów R1 i R4 lub wstawienia tam rezystorów zerowych.
ATT Panel
Zaprojektowałem płytkę PCB kolejnego modułu nazywanego przeze mnie ATT Panel, który jest tłumikiem i przedwzmacniaczem.
Układ przedwzmacniacza zaproponowany przez Piotra zbudowany jest na dwóch tranzystorach BF998 pracujących przeciwsobnie.
Takie połączenie wymaga transformatorów konwertujących sygnały na symetryczne i przesunięte w fazie o 180 stopni.
Początkowo miałem trudności ze zrozumieniem bifilarnego nawijania na rdzeniach dwuotworowych takich jak BN43-202.
W końcu po dokładnym wytłumaczeniu przez Piotra co to jest bifilarne nawijanie i jak liczyć zwoje, wykonałem je poprawnie.
Przejdźmy może najpierw do części schematu z układem sterowania. W menu serwisowym istnieją pozycje określające adresy i2c
dla modułów BPF, LPF i ATT. Ten ostatni adres jest użyty właśnie do komunikacji z modułem tłumika i przedwzmacniacza.
Moduł BPF miał adres 0x20, moduł LPF 0x21, moduł ATT ma adres 0x22 co odpowiada wyprowadzeniu A1 podłączonego do zasilania.
Przypominam, że adresy mogą być dowolne, ale muszą być różne, projektując płytki możemy użyć innych konfiguracji A0, A1, A2.
Na etapie planowania sposobu sterowania tym modułem podjęliśmy z Piotrem decyzję o stopniowej regulacji wzmocnienia,
żeby można było zobaczyć jak taki przedwzmacniacz działa pomiędzy stanami minimalnego i maksymalnego wzmocnienia.
Zachowując logikę poprzednich modułów, tutaj też użyty jest układ 4028, który przełącza wyjścia (S0 – S8) ze stanu niskiego na wysoki.
W układzie PCF8574 wyjście P4 włącza przedwzmacniacz, P5 włącza pierwszy tłumik, P6 włącza drugi tłumik, P7 to sygnał pomocniczy.
Sygnały S0 - S8 włączają kolejne tranzystory, a te z kolei zwierają drabinkę rezystorową jak na poniższych schematach.
Można było to zrobić inaczej, przykładowo używając potencjometru cyfrowego, ale myślę, że lepiej jest zachować
spójność sterowania na wszystkich modułach PCF8574 + CD4028 i wykonać ten moduł łatwym do zrozumienia.
Rezystory w drabince gwarantują, że napięcie bramki drugiej tranzystorów nie przekroczy poziomu 5V.
Kiedy przedwzmacniacz jest wyłączony, wtedy drabinka zamknięta jest sygnałem V0. Wyjście drabinki Preamp_VAR
trafia na bramki tranzystorów BF998 przez filtry dolnoprzepustowe.
Na powyższym schemacie widać wspomniane transformatory, gdzie na wejściu przewidziana jest wersja BN43-2402,
którą trzeba nawijać samodzielnie albo zamontować jeden z transformatorów firmy Mini-Circuits np. ADT9-1.
Na zaprojektowanej płytce przewidziałem możliwość montażu obu rodzajów transformatorów, ale montowałem
gotowe produkty Mini-Circuits. Podczas moich prób poprawnie pracowały wszystkie jakie miałem czyli kolejno
ADT2-1T, ADT4-1WT, ADT9-1T i nie zauważyłem żeby któryś pracował lepiej albo gorzej, wszystkie działały dobrze.
Po pomiarach wykonanych przez Piotra, najlepsze wyniki posiadał ADT9-1, więc ostatecznie takiego użyłem.
Wyjściowy transformator musiałem nawinąć ręcznie ze względu na prąd mogący magnesować małe rdzenie ADT.
Taki układ z dwoma tranzystorami jest moim zdaniem bardzo wdzięcznym rozwiązaniem, nie jest skomplikowany,
toleruje różnice użytych transformatorów, po poprawnym złożeniu powinien od razu dobrze pracować.
Moje odczucia po uruchomieniu opiszę za chwilę, teraz jeszcze dokończymy schemat modułu części tłumików.
Dwa tłumiki mają wartości 6db i 12db, mogą również pracować w szeregu tworząc jeden tłumik 18db.
Ze względu na nietypowe wartości rezystorów, musiałem wykonać montaż równoległy rezystorów jeden na drugim.
Użyłem rezystorów o tolerancji 1% z książki jaką kupiłem wcześniej razem z takim samym zestawem kondensatorów.
Teraz widok płytki PCB z programu Kicad. Płytkę starałem się wykonać z elementami na jednej stronie.
Opisy tłumików mają nazwy ATT-1 i ATT-2 dla dwóch stopni tłumienia, więc za pomocą kalkulatorów można wyliczyć
dowolnie inne wartości tłumienia i zastosować je jako ATT-1 i ATT-2. Włączenie tłumików i przedwzmacniacza
sygnalizują diagnostyczne diody LED. Ścieżki prowadzące sygnał z anteny pomiędzy gniazdami SMA są krótkie.
Do zasilania płytki użyłem przetwornic 3.3V dla logiki i 9V dla przedwzmacniacza, nie słyszę żadnych zakłóceń.
Poniżej wygląd fizyczny płytek. Zlutowałem dwa egzemplarze, drugi dla bliźniaczego Jokera u Piotra,
dzięki temu będzie można przetestować działanie przy różnych warunkach antenowych.
Podczas pierwszego uruchomienia nie było żadnych niespodzianek, po skonfigurowaniu adresu i2c moduł zaczął działać.
Bardzo podoba mi się to modułowe podejście, każdy z modułów jest niezależny, posiada własny układ zasilania,
a nieobecność modułu nie blokuje działania całości. Można byłoby każdy moduł zamontować w oddzielnej obudowie
łącząc je ze sobą jak klocki. Z jednej strony modułowa konstrukcja wymusza większy rozmiar całości, ale z drugiej strony
będzie przyjazna przy żonglerce modułami w przyszłości jeśli powstaną inne wersje modułów do sprawdzenia.
Przyrost szumu bez podłączonej anteny istnieje, ale jest tak niewielki, że mógłbym uznać go
za nieistniejący i pomijalny względem tego jak podnosi słabe sygnały stacji na wyższych pasmach.
Nie wprowadza przesterowania i zniekształceń na demodulatorze ADE1-L jakiego jeszcze używam,
tak samo na wzmacniaczu operacyjnym, którego ostatnio polubiłem MCP6022 i również na przetworniku ADC.
Z ciekawości wykonałem doświadczenie porównawcze podnosząc 10-cio krotnie poziom cyfrowy sygnału
z wyłączonym przedwzmacniaczem i efekt był o wiele gorszy na korzyść pracy tego przedwzmacniacza.
Modułem przedwzmacniacza steruje się pozycją P lewego menu podręcznego, gdzie mamy nastawy jak na grafice.
Istnieje łącznie 13 stopni regulacji, 3 dla tłumików, 9 dla przedwzmacniacza i pominięcie całego układu.
Krok 9 realizowany jest w sposób całkowitego otwarcia drabinki przy pełnym napięciu na bramkach tranzystorów.
Poniżej zdjęcia w paśmie 15m i 10m z wyłączonym i włączonym przedwzmacniaczem na ostatnim kroku P+.9
Widać, że pojawiły się niewidoczne wcześniej stacje na wodospadzie, ale tło wodospadu utrzymało nienasycony kolor.
Jestem bardzo zadowolony z pracy tego przedwzmacniacza przy tak prostej jego budowie na dwóch tranzystorach.
Bands
Podczas różnych ćwiczeń z przetwarzaniem dźwięku, przetestowana została cyfrowa demodulacja w prawdziwym trybie AM.
Wbrew pozorom, wcale nie jest łatwiejsza od demodulacji SSB, wymaga zupełnie innego podejścia do pracy z sygnałami IQ.
W celu odbioru stacji AM, niektóre pasma zostały rozszerzone w górę i w dół tak jak na poniższym zestawieniu,
obejmując zakresy wieczorne i dzienne. Siła takich stacji jest wystarczająca do pokonania bariery filtrów pasmowych.
Zaraz opiszę moje wnioski z przeprowadzonych odsłuchów, ale najpierw jeszcze informacja, że pole callsign w ustawieniach
zostało rozszerzone do 9 znaków. Dzięki temu nasłuchowcy budujący Jokera będą mogli wpisać tam własny znak SWL,
który jest widoczny przy każdym uruchomieniu na ekranie powitalnym. Poniżej widok różnych sytuacji przy odbiorze stacji AM.
Dwa pierwsze ekrany to sposób ustawienia i wyświetlania znaku nasłuchowca. Na częstotliwości 9Mhz widać dwie stacje AM,
nie są one tam odbierane przez wąski filtr i demodulację CW, ale pokazuje to zajętość stacji na widmie wodospadu.
Na częstotliwości 15Mhz odbiornik pracuje w trybie AM przy filtrze 4kHz, zakres audio wyróżniony jest kolorem fioletowym.
Dwa następne ekrany to odbiór stacji AM metodą SSB na dolnej lub górnej wstędze z wyborem usunięcia zakłócenia.
Widać tam, że na dolnej wstędze istnieje zakłócenie, które przeszkadza w odbiorze, na górnej wstędze jest w porządku.
Ostanie dwa zdjęcia również przedstawiają odbiór AM w trybie SSB, ale z powodu bliskości stacji sąsiedniej.
Gdyby próbować odbierać ten ostatni przypadek w trybie AM to obie stacje byłyby zniekształcone przez siebie wzajemnie.
Zakładając, że nie ma żadnego zakłócenia i stacji przeszkadzającej, odbiór w trybie AM i SSB są tak samo skuteczne,
różnica jednak polega na strojeniu VFO. W trybie SSB zanim znajdziemy się na środku stacji AM, słychać pisk nośnej,
nie ma tego gdy stacja znajduję się w centrum widma wodospadu. W trybie AM nie ma w ogóle pisku nośnej przy strojeniu
ponieważ detektor obwiedni jest całkowicie niewrażliwy na fazę i częstotliwość nośnej, reaguje tylko na amplitudę sygnału.
Ze względu na wprowadzenie demodulacji AM, dodane zostały możliwości wyboru nowego koloru Rose i szerszego filtru 4kHz.
Upgrade
Podjęliśmy z Piotrem decyzję o przesunięciu strefy DC ze środka wodospadu w lewo o 9 kHz, pozostawiając obszar DC ciągle widocznym.
Jest kilka powodów, dla których zostało to zrobione, ale żaden z nich nie jest koniecznością wymuszoną zanieczyszczeniem audio wokół DC.
Realizacja odbioru na innej częstotliwości tworzy układ z pośrednią częstotliwością w miejsce odbioru homodynowego (zero IF).
Nauka nowych umiejętności pozwoliła na zmianę sposobu obróbki cyfrowej sygnałów oraz wprowadzenie kolejnych funkcji.
Strefa DC przesunięta jest 9kHz w lewo co przy widoku ze znacznikami 3kHz stawia DC na trzecim znaczniku od środka w lewo.
Przesunięte DC daje wygodną kontrolę wzrokową podczas pracy odbiornika w trakcie eksperymentów z modułami i zasilaniem.
Poprawnie zaprojektowane, złożone i uruchomione moduły, czysto pracujące zasilacze, odfiltrowane tory zasilania,
dobrze połączona masa, to wszystko powinno pozostawić strefę DC wolną od jakichkolwiek widocznych prążków.
Jednak gdyby z jakiegoś powodu zakłócenie było widoczne na znaczniku 9kHz w lewo, będzie można wtedy odbierać stacje
bez tego zakłócenia i spokojne skupić się na ewentualnej walce z doprowadzeniem do porządku miejsca wokół DC.
Poniżej ekrany przedstawiające zakłócenie przy przesuniętym DC wywołane celowo na potrzebę obrazowania widoku.
Zdjęcia zostały wykonane przy dotykaniu pęsetą wejścia przetwornika ADC, wejścia wzmacniacza operacyjnego,
pracy lutownicy transformatorowej bardzo blisko demodulatora. Duże zakłócenie na ostatnim zdjęciu wywołane jest
przez dotykanie pęsetą wyprowadzenia CLK1 na płytce SI5351. Widać dobrze, w którym miejscu znajduje się strefa DC.
Przesunięcie DC to nie jedyna zmiana przy ćwiczeniach z przetwarzaniem sygnałów, zostało również uruchomione ograniczenie szumu.
Działa to na zasadzie ciągłego śledzenia i szacowania energii szumu metodą adaptacyjną z odejmowaniem wyniku od całego sygnału.
Funkcja okazuje się bardzo przydatna i dobrze radzi sobie również na dolnych pasmach z obniżeniem bardziej intensywnego szumu.
Działanie redukcji szumu może być wyłączone lub włączone w krokach od 1 do 10 i działa przy każdej modulacji, również dla AM.
Oprócz redukcji szumu można skorzystać także z automatycznego notch. Jego działanie nie jest skomplikowane,
sygnał rozkładany jest na pojedyncze biny i sprawdzana zostaje ich moc. Wyróżniający się bin na tle otoczenia
zostaje wyzerowany co skutkuje skasowaniem tej częstotliwości z sygnału po złożeniu binów do domeny czasu.
Podczas testowania automatycznego notch używałem generatora podłączonego do gniazda antenowego
nakładając nośną na istniejące stacje. Automatyczny notch działa również na nośne stacji AM w trybie SSB.
RF Panel
Nie czekając na projekt płytki RF, nad którą pracują i testują Piotr z Rafałem, z niecierpliwości zaprojektowałem eksperymentalną wersję,
w której zdecydowałem się wypróbować wzmacniacze instrumentalne AD8421 w torze odbiorczym. Wzmacniacze instrumentalne
charakteryzują się wysokim współczynnikiem tłumienia zakłócających sygnałów współbieżnych CMRR (Common-Mode Rejection Ratio).
Przy użyciu detektora Tayloe otrzymujemy na jego wyjściu dwie pary sygnałów różnicowych, które wymagają jak najbardziej dokładnego i równego
zsumowania oraz wzmocnienia, jednocześnie eliminując zakłócenia wspólne dla poprawnego wyodrębnienia informacji o fazie i amplitudzie sygnałów IQ.
Stosując układ AD8421 w miejscu trzech odrębnych wzmacniaczy operacyjnych pozbyłem się potrzeby precyzyjnego dobierania elementów zewnętrznych,
zamiast tego wszystkie wartości są laserowo trymowane przez producenta wewnątrz struktury układu. Takie wzmacniacze wymagają jedynie
użycia rezystora RG (Resistor Gain) określającego wzmocnienie zgodnie ze wzorem podanym w dostępnej dokumentacji.
Producent informuje również o poprawnym sposobie na zadawanie napięcia referencyjnego poprzez układ OP1177.
Zastosowałem się do tego zalecenia i jako bias użyłem wymienionych wyżej OP1177. Wzmacniacze AD8421 pracują po jednym
dla każdej pary sygnałów 0/180 oraz 90/270. Jako kluczy użyłem CBT3253 w połączeniu podwójnie zbalansowanym.
Wzmocnienie wynosi 30 razy przy zastosowanych rezystorach 330Ω i dobrze współpracuje to z dynamiką układu PCB1808.
Na wejściu detektora znajduje się transformator ADT2-1T. Początkowo próbowałem ADT4-1WT, ale Piotr wytłumaczył mi,
że nie chodzi o wzmocnienie sygnału dzięki transformacji, ale o zachowanie właściwej impedancji i obciążenia transformatora.
Transformator ADT2-1 jest projektowany dla obciążeń 50Ω na wejściu i 2 x 50Ω na wyjściu. Jako dopasowanie zastosowałem
rezystory 43Ω ponieważ klucze (około 5Ω) wraz z kondensatorami tworzą niską rezystancję zamknięcia o wartości kilku Ω.
Reaktancja kondensatora 22nF wygląda następująco
xc = 1 / (2 * PI * f * C)
xc = 1 / (2 * PI * 3500000 * 0.000000022) = 2.06Ω (80m)
xc = 1 / (2 * PI * 7000000 * 0.000000022) = 1.03Ω (40m)
xc = 1 / (2 * PI * 14000000 * 0.000000022) = 0.52Ω (20m)
xc = 1 / (2 * PI * 28000000 * 0.000000022) = 0.26Ω (10m)
Po pomiarach NanoVNA na wejściu antenowym płytki RF wyszło, że SWR utrzymuje się w granicach 1.2 we wszystkich pasmach.
Przy tym pomiarze VFO było ustawione w paśmie 40m i widać to na wykresie w postaci ostrego wniesienia.
Sprawdziłem jeszcze pomiar na wejściu modułu przedwzmacniacza z włączonym wzmocnieniem czyli to co widzi moduł BPF.
Dopasowanie jest również przyzwoite i to znaczy, że charakterystyka filtrów nie będzie ulegała mocnemu zniekształceniu.
Dzięki temu gdyby dopasowanie demodulatora nie było poprawne, można wtedy zawsze pracować z przedwzmacniaczem
także na dolnych pasmach przy minimalnym wzmocnieniu co zapewni stałe dopasowanie dla filtrów pasmowych.
Wartość 22nF została dobrana na podstawie obliczenia filtru dolnoprzepustowego jaki tworzy ten kondensator.
Każdy z czterech kondensatorów próbkujących dołączony jest do źródła sygnału przez 1/2 czasu przy równolegle pracujących
zestawach kluczy w połączeniu podwójnie zbalansowanym. Z tego powodu stała czasowa ładowania wydłuża się dwukrotnie.
f = 1 / (4 * PI * 100 * 0.000000022) = 36kHz
W obliczeniach 100Ω określiłem na podstawie impedancji transformatora z rezystorami 43Ω i rezystancją kluczy.
Podwójnie zbalansowany układ korzysta oddzielnie z obu połówek uzwojenia wtórnego względem środkowego odczepu.
W celu zachowania obciążenia impedancyjnego każdej połówki, na zewnętrznych wyprowadzeniach zostały dodane rezystory 43Ω.
Kondensatory widzą w sumie impedancję połowy uzwojenia, rezystancję rezystora i rezystancję kluczy, co łącznie wynosi około 100Ω.
Wynik 36kHz jest wystarczający dla widma wodospadu po wykonanym przesunięciu 9kHz, o którym pisałem wcześniej.
Połowa wodospadu to 12kHz co z przesunięciem daje 21kHz, filtr nie będzie jeszcze osłabiał tej strony widma.
Istotne tłumienie zacznie się dopiero powyżej tego zakresu, osiągając około -3 dB w pobliżu częstotliwości 36 kHz.
Jako kondensatorów najlepiej użyć NP0/C0G zamiast zwykłych X7R ze względu na nieliniowość, zniekształcenia i szumy.
Bias jest wykonany osobno dla toru odbiorczego i nadawczego. Rezystor na wyjściu izoluje obciążenie pojemnościowe
oraz tworzy z kondensatorami filtr dolnoprzepustowy wygładzający napięcie. Na wejściu jest dławik blokujący zakłócenia RF.
Część odbiorczą uruchomiłem i przetestowałem, działa bardzo dobrze. Części nadawczej jeszcze nie uruchamiałem,
ale opiszę schemat jaki przygotowałem i wykonałem na jego podstawie płytkę modułu RF. Tor nadawczy ma swoje klucze
taktowane tymi samymi sygnałami VFO, ale podobnie jak tor odbiorczy pozostają nieaktywne jeśli nie są używane.
Tak samo został wykonany bias przy użyciu drugiego układu OP1177.
Przesunięcia 180 stopni na sygnałach IQ realizują wzmacniacze operacyjne, których typu jeszcze nie określiłem, ale myślę,
że to nie jest krytyczny wybór, powinny to być po prostu układy o niskich szumach, przykładowo MCP6022.
Przełączaniem zestawu kluczy nadajnika i odbiornika zajmują się dwa tranzystory 2N7002, które aktywują wybrany układ CBT.
Równocześnie z aktywowaniem kluczy zostaje także przełączone wejście antenowe za pomocą przekaźnika.
Nieużywany tor nadawczy lub odbiorczy po przełączeniu dołączany jest do masy na wejściu antenowym.
Zadaniem opcjonalnego dławika na domyślnie włączonym wejściu antenowym odbiornika jest odprowadzenie
gromadzących się ładunków z anteny do masy. Włączenie trybu nadawania sygnalizowane jest diodą LED.
Wszystko pracuje przy wspólnym napięciu 5V z przetwornicy DC-DC. Poniżej obrazki z programu Kicad.
Płytkę można byłoby wykonać na pewno trochę lepiej, ale kierując się zamiarami, że elementy będą tylko na jednej stronie
z zachowaniem wystarczających odstępów pomiędzy nimi w celu łatwego lutowania oraz grupowanie ich w bloki funkcyjne,
trudno było ułożyć wszystko w bardziej kompaktowy sposób. To jednak tylko płytka ćwiczeniowa, która działa zadziwiająco dobrze.
Na płytce Digital Panel wprowadziłem zmianę na wyjściach CLK0 i CLK1, zamiast kondensatorów wlutowałem rezystory 43om.
Przy demodulatorze na kluczach nie potrzebuję blokować składowej stałej, przeciwnie, trzeba dostarczyć składową stałą napięcia.
Rezystory 43Ω dopasowują obciążenie impedancyjne wyjść układu SI5351, a wraz z pojemnością na wejściach kluczy
tworzą filtr wygładzający co powinno w jakimś stopniu zapobiegać odbiciom i harmonicznym.
Poniżej zdjęcia modułu RF Panel zamontowanego w komplecie z resztą płytek. Cała konstrukcja zaczyna wyglądać już przyzwoicie.
Korzystanie z tak zbudowanego urządzenia stało się dla mnie teraz bardzo satysfakcjonujące zarówno dla uszu jak i dla oczu.
Wzmacniacze AD8421 działają wzorowo, nie zrezygnuję z nich nawet jeśli płytka RF miałaby zmienić się z powodu toru nadawczego.
Zdaję sobie sprawę, że zadowalająca jak dla mnie praca tego demodulatora nie jest zasługą wyłącznie wzmacniaczy instrumentalnych,
ale całego szeregu zależności począwszy od stalowej płyty montażowej aż do wylewanych na płytkach obszarach masy.
Jednak skoro ten zestaw sprawuje się tak dobrze to warto obecnie przy nim pozostać i kontynuować dalsze prace.
Do załącznika wrzucam projekty KiCad płytki przedwzmacniacza, płytki RF i pierwszą wersję pliku Jokera SDR.
UWAGA : W celu zachowania czytelności wątku i możliwości wygodnej aktualizacji wpisów,
bardzo proszę wszystkich o ewentualne dyskusje w przygotowanym do tego miejscu.
Wpisy tutaj będą tworzyły osoby zaangażowane w projekt, przedstawiając bieżące postępy z prac.
Link do dyskusji >>> tutaj <<<
Joker SDR - Simple SDR HF transceiver project
