Joker SDR - dyskusja do wątku

[SP6AUO]

Damian,czy mogę prosić namiar na producenta obudowy Joker-a lub wymiar płyty czołowej.
Z góry dziękuję.

[SP9DK]

No pewnie, wrzucam do załącznika pliki PDF z wymiarami płyty czołowej i dolnej jakie wykonałem
oraz projekty druku 3D stopek i wsporników łączących obie płyty za pomocą śrubek M3 typu imbus.
Ciemną płytę czołową zamawiałem na allegro wysyłając dokładnie ten plik z załącznika, koszt 9zł za jedną sztukę.
https://allegro.pl/oferta/pleksi-dymiona...4795792960
Dystanse mosiężne jakich używam pomiędzy płytkami PCB to M3x30, przy czym pierwsze od spodu to M3x10.
https://allegro.pl/oferta/dystans-m3-l-3...5961199204
Nakrętki pod dolne dystanse i te, które nakręcane są na śrubki stopek, użyłem w wersji samohamownej.

[SP9LVZ]

@SP6AUO, Andrzeju!
Bardzo się cieszę, że grono miłośników Jokera powiększa się, nie tylko z poziomu zainteresowania ale i realizacji.
Bardzo cenimy sobie wszelkie uwagi które wnoszą pozytywne zmiany do projektu.
Mam nadzieję, że będziesz dzielił się swoimi spostrzeżeniami w trakcie uruchamiania Jokera jako doświadczony konstruktor oraz przedstawiał postęp prac.
Ze swojej strony zapewniamy dalszą dobrą zabawę przy projekcie i odlotowe pomysły przy szukaniu nowych rozwiązań radiowych dla dociekliwych, by spełnić wszelkie oraz własne oczekiwania.

[SP6FRE]

Cześć!

Na początku dziękuję Piotrze za wyczerpujące wyjaśnienie sprawy telegrafii. Ja również uważam, że kluczowanie u źródła (Si5351) po pierwsze znacząco upraszcza ten problem a po drugie faktycznie sygnał bez ogonów może być bardziej czytelny w trudniejszych warunkach. Ale mam też sentyment do mojego pierwszego nadajnika gdzie za pomocą stabiliwolt-a (taka lampa - odpowiednik dzisiejszej diody Zener-a) udało się zbudować pięknie brzmiący (dzwoniący) sygnał telegrafii, który był w porywach powodem do zazdrości u innych kolegów z chirp-em;-)

Mam nadzieję, że, jako autorzy tak istotnego projektu, macie świadomość, że wystawienie go publicznie w naturalny sposób naraża go na oceny widzów. To normalne i naturalne, że każdy z widzów może mieć swój własny pogląd na zaproponowane rozwiązania. Mam nadzieję, że moje uwagi nie wykraczają poza normalną granicę krytyki tym bardziej, że daleko mi do drogi jaką zdołaliście już przejść i liczę raczej na życzliwą podpowiedź w razie wątpliwości lub pytań oraz racjonalną ocenę propozycji jakie mogą się pojawić niezależnie od tego czy znajdą Waszą akceptację czy nie.

W tym kontekście widzę, że "rozmiar" procesora jaki został użyty w projekcie świetnie wystarczył na odbiornik ale chyba jest go trochę za mało na nadajnik gdzie co najmniej chciałoby się mieć pomiar mocy i SWR a także ALC na poziomie stopnia mocy. Do obsługi nadajnika zostały chyba dwa sygnały Tx z czego jeden steruje przekaźnikami. Trzeba będzie chyba zastosować jakieś multipleksowanie ostatniego portu do pomiaru kilku wielkości analogowych (moc, swr)?

Oglądałem film z łączności SSB i jestem pod wrażeniem, tym bardziej, że mamy tam bezpośrednią informację zwrotną. To piękny pokaz dokumentujący skuteczność Waszej pracy. Ale nie byłbym sobą gdybym nie zauważył głośnego kłapania przekaźników przy przejściu na nadawanie. Domyślam się, że zastosowane stopnie wzmacniacza mocy nie są na razie ostateczną częścią projektu ale zostały dołączone ad hoc na potrzeby testów nadawania. Nie ma jeszcze dokumentacji nadajnika więc dzielę się jedynie spostrzeżeniem na temat głośnego przekaźnika ale pewnie o tym Wiecie.

Od sprawa bieżących powrócę do koncepcji urządzenia. Tu się powołam na dostępne źródła. Jak podaje to dokument nr 3 na rysunku:

[Obrazek: http://lx-net.pl/img/fft-phase.jpg]
 
oraz w opisie:
" Joker używa aktualnie metody fazowej dla audio i FFT dla wodospadu, korzystając w całości ze zgromadzonych doświadczeń.
Można więc powiedzieć, że to co słychać w głośniku nie jest tym co widać na wodospadzie, ponieważ są to dwie niezależne ścieżki.
Wzrok karmimy metodą FFT, słuch metodą fazową, ale jedno i drugie pracuje na tej samej częstotliwości VFO, więc odczuwamy spójność."

Na podstawie tych danych wyobrażałem sobie, że przebieg sygnałów w najważniejszych punktach wygląda jak na moim uproszczonym rysunku:

[Obrazek: http://lx-net.pl/img/concept.jpg]

Przepraszam za skrótowość pokazania tego złożonego procesu ale zrozumiałem z dokumentu doc3, że odbiór odbywa się na zasadzie eliminacji jednej ze wstęg przez zastosowanie transformaty Hilberta natomiast transformata Fouriera ma służyć przede wszystkim wizualizacji sygnału co można zrobić z danych dowolnego z kanałów I/Q.
Wybór wstęgi zapewnia prosta operacja wyboru sumowania lub odejmowania sygnałów po transformacie Hilberta a sygnał słyszymy przez głośnik po zmianie treści cyfrowej w konwerterze D/A. Znak zapytania na tym rysunku wskazuje, że domyślam się w tym miejscu jakiś dodatkowych, nietrywialnych (jak np. głośność) manipulacji na sygnale.
W tym kontekście nieco zbija mnie z tropu informacja z doc15:
" 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."
To typowy opis dotyczący operacji w domenie częstotliwości czyli po wykonaniu FFT. Czyżby pod znakiem zapytania na tym schemacie kryła się kolejna transformata FFT - tym razem wykonana na prawidłowo już sformowanym sygnale USB lub LSB?

Jak szacujecie na dziś koszt wykonania urządzenia? Z moich obliczeń wynika, że procesor to ok. 80-160PLN, płytki (5 szt.) ok. 15-20USD, obudowa 300PLN, przekaźniki, rdzenie ok. 150PLN, gniazda, wtyki sma, kable ok. 100 reszta ok. 100PLN czyli na start bez stopnia mocy trzeba mieć ok.  800PLN - mocno się pomyliłem? I raczej nie będzie to sprzęt dla młodego nasłuchowca, któremu zależy aby najmniejszym kosztem zacząć najszybciej słuchać na pasmach. Biorąc pod uwagę zasadę działania oceniam jednak konstrukcję jako łatwą do wykonania dla początkujących bo wystarczy poprawnie zmontować płytki i wszystko poprawnie połączyć aby uzyskać skuteczny efekt bez konieczności dobierania częstotliwości, strojenia heterodyn i generatorów BFO, dobierania kwarców do filtrów etc. Z trudniejszych rzeczy to sprawdzenie poprawności działania filtrów pasmowych na co wystarczy pomoc starszego kolegi :-)

Będę miał jeszcze kilka pytań jak wyjaśni się ostateczny schemat przepływu sygnałów ale mam nadzieję, że nie jestem jeszcze dostatecznie natrętny aby mnie zignorować ;-)

l.j.

[SP9DK]

Słusznie zwróciłeś uwagę na różne techniki operowania sygnałami, wynika to z faktu, że zamiast opublikować urządzenie,
które jest już w całości gotowe do pracy, opisujemy kolejne etapy jakie faktycznie realizujemy powoli krok po kroku.
Ma to zalety, przykładowo daje czytelnikowi dłuższy czas na zapoznanie się z konkretną płytką albo czas na zaplanowanie
innej wersji danego modułu, własnego pomysłu i wykonania, zgodnego i działającego na dokładnie tej samej zasadzie.
Przykładowo przedwzmacniacz, o którym pisaliśmy wcześniej, można go wykonać na podstawie innego, sprawdzonego układu,
a drabinkę rezystorową, dzięki której mogłeś stworzyć wykres krzywej sterowania, dopasować do nowego przedwzmacniacza.
Płytki BPF czy LPF tak samo można wykonać używając inaczej, lepiej zaprojektowanych filtrów, demodulator podobnie.
Przerwy techniczne pomiędzy publikacjami nie pozwalają też od razu utonąć nikomu w złożoności całego projektu,
zanim pojawi się nowy moduł, wcześniejszy jest już dobrze poznany i zrozumiany. Ze względu na taki sposób tworzenia,
trzeba przyzwyczaić się do programowych zmian interfejsu, menu, funkcji takich jak redukcja szumu czy przesunięcie
odbioru stacji względem DC. Przy uruchamianiu nowej płytki RF dla poprawy toru nadawczego również pojawią się
bardzo interesujące zmiany programowe, ale o tym powstanie inny odcinek opowieści. Wracając do obróbki sygnałów,
zgadza się, przeplatamy teraz zgrabnie metody fazowe i FFT, żeby uzyskać zamierzony efekt końcowy.

Zagadnienia jakie staram się omawiać nie służą szczególnie doświadczonym konstruktorom, którzy doskonale rozumieją
zasadę działania transceivera, ale przeznaczone są głównie dla mniej zaawansowanych, ale mających ochotę na budowę,
wszystkich pozostałych radioamatorów. Wbrew pozorom, wśród odbiorców takich opisów mogą pojawić się również nasłuchowcy,
którzy mają umiejętności posługiwania się lutownicą. Złożenie kompletu elementów płytki cyfrowej i płytki Display Panel
tworzy już gotowy zestaw do prób obsługi jakiegoś demodulatora i rozpoczęcie nasłuchów na wykonanym przez siebie sprzęcie.

Na temat przeprowadzonej łączności z Jackiem DL1NCH wypowie się Piotr.

[SP9LVZ]

Kilka dalszych wyjaśnień ... z mojej strony...
To "kłapanie"... już uspokajam, to nie było od przekaźnika/ów,.. W Jokerze są wykorzystane mini przekaźniki, które aż tak nie kłapią i po zamknięciu w obudowie będą cicho pracować. Kłapanie pochodziło od największego przełącznika dwupozycyjnego jaki posiadam z silną sprężyną, który posłużył mi do pewnego załączania wzmacniacza nadajnika prawą ręką gdy mikrofon trzymam w lewej. Wzmacniacz nadajnika na 2xRD16 (QRP max 10W) który użyłem do prowadzenia QSO to był zewnętrzny moduł, który wykorzystuję do testowania moich konstrukcji. Nie ma on podłączonego sterowania N/O od Jokera i muszę go załączać ręcznie... i to tak kłapie...
Na obecnym etapie pracujemy nad torem formowania sygnału SSB. Obecne testy łączności dotyczą weryfikacji poprawności pracy toru cyfrowego tworzenia sygnałów IQ audio, pracy modulatora Tayloe, tworzenia sygnału SSB, sposobu wytłumienia fali nośnej oraz korekty elementów w torze audio nadajnika. 
Zwracamy uwagę na kwestię czystości sygnału, tworzenie się produktów niepożądanych określając maksymalne sygnały sterujące. Wprowadzamy programowy ogranicznik poziomu sygnałów audio, tak by nie było możliwości przesterowania modulatora i wzmacniacza nadajnika. Prób i testów jest dużo.
Nie mamy jeszcze zmontowanego modułu wzmacniacza nadajnika Jokera i dla prób "ruchowych" wykorzystuję taki zewnętrzny moduł wzmacniacza. Ma on określone wzmocnienie i mogę dzięki temu określić poziomy sygnałów po BPF - czy będą wystarczające do sterowania projektowanego wzmacniacza w Jokerze. Jest to bardzo wygodne, gdyż wykonując dużo konstrukcji mogę na wstępnym etapie testować tory nadajników bez wykonywania kilku kolejnych modułów.
Tu taka dygresja, często zaczynamy jakieś konstrukcje, nie kończymy ich z różnych powodów, zaczynamy kolejne, ciekawsze,.. By nie marnować wcześniejszej pracy warto z tych nie "zużytych" modułów wykonać funkcjonujące "klocki" BPF, LPF, PA, syntezy, tory p.cz, m.cz,.. itp, które możemy praktycznie wykorzystać przy uruchamianiu czy szybkim testowaniu kolejnych konstrukcji.
Co do samego wzmacniacza mocy... dużej mocy. Nie planujemy, by w obecnym kształcie Jokera zamknąć w tej samej obudowie wzmacniacz mocy - mam na myśli poziom minimum 100W. W związku z tym, że obecna wersja Jokera z małym wyświetlaczem, to początek nie kończącej się historii, wzmacniacz mocy będzie oddzielnym modułem z swoim zestawem sterującym, zabezpieczeniami, wyświetlaczem, itd... Nie koniecznie do realizacji od zera, być może jakiś z dostępnych modułów z demobilu do adaptacji lub gotowy wzmacniacz.
Jeśli dysponujemy takim wzmacniaczem, potrzebujemy na wyjściu swojej konstrukcji tylko driver o mocy 2-5W..  Biorąc pod uwagę ilość wykonywanych home made transceiverów dawno doszedłem do przekonania, że bez sensu jest wykonywać każde urządzenie z własnym wzmacniaczem 100W... Osobiście posiadam taki uniwersalny wzmacniacz, czyli uruchomienie Jokera z pełną mocą to tylko podłączenie PA gdy będzie gotowy driver. 
Plan jest taki, by Joker zawierał wzmacniacz nadajnika o regulowanej mocy do 5W. Wprowadzenie regulacji mocy, uprzedzając kolejne pytanie można bez problemu zrealizować poprzez sterownik Jokera, sterowanie za pośrednictwem i2c, elementu wykonawczego sterującym tłumikiem diodowym.  W BLU miałem wykonany bardzo dobrze pracujący wzmacniacz QRP na 2xRD07, który oddaje do 10W. Taka moc jest dobra do pracy QRP, ale aż tyle nie potrzeba do wysterowania PA 100W. W związku z powyższym zaprojektujemy jeszcze jedną wersję wzmacniacza nadajnika Jokera z jednym RD07 (oprócz wersji na 2 x RD07). 
Kwestia ewentualnej informacji zwrotnej do ESP32-S3/na wyświetlacz z pomiaru parametrów pracy drivera w Jokerze. Podczas nadawania SSB wykorzystywane jest tylko jedno wejście kodeka ADC jako wejście mikrofonowe, w związku z tym na drugie wejście można podać sygnał analogowy - pomiarowy. W przypadku nadawania telegrafią, kodek ADC w ogóle nie jest zajęty.  Mówiąc krótko, to tego etapu jeszcze nie doszliśmy, a projekt Joker to historia, która ciągle jest tworzona.
SDR Joker, to moja pierwsza poważna konstrukcja tego typu. Jestem zafascynowany poznanymi możliwościami obróbki cyfrowej sygnałów i efektami jakie one dają. Warunek, musi to być dobre. Chcemy te możliwości wykorzystać do maksimum.. widzę teraz, jak konstrukcje analogowe klasyczne i homodynowo-fazowe są zamknięte w swoich możliwościach,.. myślałem nad tym, ... powrotu już chyba nie ma. Jednak, doświadczenie z konstrukcji analogowych bardzo przydaje się do realizacji Jokera. Połączenie SDR z klasyką, czyli hybryda będzie uwieńczeniem sukcesu.