Joker SDR - Simple SDR HF transceiver project

[SP9LVZ]

Filtry dolnoprzepustowe LPF toru wzmacniacza nadajnika.

Koncepcja realizacji toru nadawczego Jokera opiera się na założeniu wykonania wzmacniacza o mocy ok. 5W. Będzie on pełnił funkcję nadajnika QRP lub drivera do PA o mocy 100-300W.
Planuję jako tranzystory końcowe użyć dwa RD07MUS2B w układzie przeciwsobnym.
Biorąc po uwagę założenie, że Joker będzie kończył się driverem do stopnia mocy, można nie wykonywać LPF. Tak konstruowane są profesjonalne stopnie mocy.
Zakładamy jednak pracę QRP, w związku z tym została opracowana płytka LPF.
By wprowadzić kompatybilność z innymi modułami, płytka jest tych samych wymiarów co płytka BPF i wzmacniacza mocy. Przełącznik pasm jest identycznie sterowany jak w opisywanej wcześniej płytce BPF przez magistralę I2C.
Ze względu na małą moc toru nadajnika – zakładana moc wyjściowa 5W układ LPF został uproszczony do dwu ogniwowych pi-filtrów (П). Zostały użyte rdzenie proszkowe wielkości T37. Jako kondensatory w filtrach można użyć opcjonalnie kondensatorów typu SMD lub przewlekane. Muszą być jednak wysokonapięciowe typowo 500V i z dobrym dielektrykiem. Im wyższa dobroć użytych elementów tym filtr będzie miał lepsze parametry: niską stratę w zakładanej szerokości pasm i duże wymagane tłumienie poza pasmowe głownie interesuje nas druga i trzecia harmoniczna.
Bierzemy też pod uwagę, iż będą wspólne filtry dla pasm 17-15m oraz 12-10m.

Schemat filtrów typu pi. Elemnty L i C wg tabeli (pomiędzy L są dwa kondensatory o wartości C jak z tabeli lub jeden o sumarycznej wartości)



Poniżej zestawienie proponowanych wartości elementów.



Widok płytki LPF z obu stron.





Płytki testowe zostały już wykonanie i zmontowane do weryfikacji poprawności.
Widok zmontowanej płytki LPF.



W wersji testowej użyłem kondensatorów przewlekanych, uzyskując tłumienia w pasmach ok. 0,3-0,4 dB oraz poza pasmowe na drugich harmonicznych ponad 20dB i na trzecich ponad 40dB.
W przypadku użycia kondensatorów SMD dobrej jakości uzyskane parametry powinny być zdecydowanie lepsze. Zakładam jednak, że z RD07MUS2B uzyskujemy ok. 7W outp, powinniśmy po LPF otrzymać zakładane 5W, co jest aż zapasem do wysterowania PA 100W.

Przykładowa pomierzona charakterystyka LPF dla pasma 28MHz



Widok etapu montażu.



Układ LPF jest przystosowany do pracy z omijaniem LPF podczas odbioru oraz z możliwością wykorzystania wspólnego tłumienia obu filtrów BPF+LPF podczas odbioru. Wszystko zależy jaką opcję przyjmiemy i jak zmontujemy filtr. Dodatkowe wnoszone tłumienie LPF do sygnałów odbieranych jest bez większego znaczenia ze względu na poziom tłumienia. Podczas testów takiej konfiguracji BPF+LPF w torze odbiorczym nie zauważyłem poprawy odbioru czy zmieszenia szumów pasmowych. Decyzja czy wykorzystywać LPF przy odbiorze jest zatem indywidualna.

Testowe połączenie obu płytek BPF + LPF. Sygnał z anteny wpierw przechodzi przez LPF, a następnie przez BPF. Na zdjęciu widać wszystkie płytki wykorzystywane jako odbiornik Joker.



Kolejnym modułem do testów będzie wzmacniacz nadajnika, płytki są już wykonane.



Kwestia zasilania płytki LPF.
Na pytce znajdują się dwa stabilizatory na napięcia 10V i 3,3 V. Stabilizator 10V zasila przekaźniki LPF, które są zabudowane po dwa na każde pasmo. Są one na napięcie zasilania 5V z cewkami połączonymi szeregowo. Taki układ zasilania daje na duży margines możliwego do użycia zasilania głównego urządzenia od 12V do 13,8V bez problemów z przełączaniem przekaźników. Ze względu na małą różnicę pomiędzy napięciem zasilania a napięciem stabilizowanym 10V oraz małym prądem cewek przekaźników straty są niewielkie. Nie ma uzasadnienia by stosować wysoko sprane przetwornice w tym miejscu. Napięcie 3,3V jest potrzebne do zasilania układów logiki przełączania przekaźników PCF8574A oraz CD4028. Pobory prądów przez te układy są mikroamperowe, w związku z tym tu nie ma mowy o jakiś startach na zasilaniu które miły by jakiekolwiek znaczenie.

Adresowanie PCF8574A
Układ PCF8574A jest sterowany z mikrokontrolera magistralą I2C. W związku z tym, iż będziemy wykorzystywać więcej niż jeden expander muszą one mieć przypisane różne adresy. Na płytce są widoczne pady do wlutowania zworek na piny A0, A1 i A2. Należy wybrać inny adres niż na płytce BPF. Wcześniej w post #3 zostało już przedstawione jak zostało zaprojektowane wybieranie dowolnych adresów dla PCF8574A na płytkach BPF i LPF. Dokonuje się tego w servis menu jako adres w programie, a zworkami na płytkach jako adres w PCF8574A.

W załączeniu: schemat LPF oraz pliki gerber spakowane .zip.

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 <<<