тпп Трансивер прямого преобразования ТПП/SDR "Nika" UR5FYG

[UT3FT]

Привет всем. Хочу поделится своей новоиспеченной конструкцией ТПП/SDR "Ника"



Это конечно пока только основная плата. Остальные узлы еще не готовы но всё в процессе. Трансивер на основе этой платы может работать самостоятельно как ТПП, и как SDR в связке с компьютером.

Реализовано:

Цифровой ВЧ фазовращатель (U2, U5, IC1).

 

Аналоговый НЧ фазовращатель 8-го порядка (U9, U11-U13).

 

Два ФНЧ 8-го порядка. с регулируемой полосой пропускания (U10, U14).

 

Notch Filter 100 - 3000 гц (DA11, DA12).

 

Шумоподавитель (DA6.2).

 

2 варинта выхода для S-Meter (DA6.1 и Q4). Хотя скорее это показометр нежели с-метр, так как в тпп его сложно реализовать. Если использовать увч, и завести на него ару используя один из выходов, то с-метр таки станет похож на S-Metr.

Качественная АРУ с нормальным и медленным режимом. (DA8, DA10).

 

Микрофонный усилитель с мягким ограничением сигнала (Q8, DA13.2).

УНЧ (DA1).

 

CW генератор (U8).

 

Режимы CW/LSB/USB.

Режим Digital, для работы цифровыми модами.

Режим SDR, для работы как SDR трансивера в связке с компьютером.

 

Характеристики:

 

R Вх/Вых 50 Ом

Диапазон рабочих частот 0,5-30 МГц

Чувствительность во всем диапазоне частот не хуже 0.6 мкВ
Динамический диапазон при расстройках более 25кГц, не менее 120дБ
Избирательность при расстройке более 3,8кГц, не менее 80дБ
Полоса пропускания по уровню -6 дБ 0,8 - 3кГц
Уровень выходного напряжения со смесителя 0.6в. (Эфф).
* Подавление нерабочей боковой полосы не хуже 55dB и более при дотошной настройке НЧФВ

* Подавление несущей в среднем не хуже 70дБ. (При тщательной балансировке смесителя можно добиться до 90 dB на один из диапазонов)

Входное сопротивление формирователя цифрового фазовращателя 100 Ом и зависит от установленного резистора R1

(C гетеродина или синтезатора необходимо подавать частоту в четыре раза выше рабочей. F гет. = F прм. х 4. Амплитудой 1 - 3 в. эффективного значения. Оптимально 1,2-1,7в. ).

 

* по отношению к максимальному сигналу с выхода смесителя.

 

 

Ошибки и доработки

 

На плате есть мелкие ошибки, типа резистор назвал С а конденсатор R, на схеме все исправления присутствуют.

Резистор R221 на плате отсутствует, и припаивается обычный выводной резистор прямо к выводам микросхем DA11, DA12

 

Есть небольшая доработка, необходимо изготовить дополнительный усилитель (микросхема Т1, TDA2822M) который включается в разрыв между НЧФВ и входом усилителей перед смесителем для усиления амплитуды сигнала при передаче в режиме ТПП. Эту доработку можно и не делать, но при этом выходная амплитуда сигнала со смесителя в режиме ТПП будет примерно 0.3в.

 

То что на схеме отмечено красным крестиком, ставить либо не надо, либо ставится другое (к примеру вместо R75 ставится конденсатор). Некоторые резисторы и перемычки ставятся в зависимости от конфигурации управления. Микросхему U6  и обвес устанавливать не надо, на плате она разведена под мои цели, а возможно и вам пригодится.

 

 

Детали:

 

В основном вся рассыпуха SMD 0805, но при хорошем зрении можно ставить 0603. Весь список деталей находится в детали.txt

Все микросхемы в корпусах SOIC-8, 14 и 16/150. U5 в корпусе 20-SOIC/300. УНЧ SIP-5H. Стабилизаторы TO-220.

Некоторые конденсаторы танталовые, но можно припаять на пятачки и обычные маленькие электролиты. В принципе в списке компонентов я указал типы корпусов. Некоторые конденсаторы должны быть пленочными, я их в списке обозначил как "Пленка" и некоторые как "Пленка Подобрать" то есть желательно подобрать одинаковые. В принципе можно использовать любые пленочные которые подойду по размеру, я использовал в основном Китайские полистироловые зеленого цвета

 

 

Трансформатор TR-1 BN-43-2402, мотается в два слегка скрученные провода 0,2 мм. Всего 7 витков.

Можно и без него, тогда соединяем точки 1, 3, 5.

 

По поводу фазовращателя,

наилучшие результаты показала микросхема SN74AC574DWR. Не хуже работает 74AC574 без индексов, но требуется экранировка корпуса (Кусочек медной фольги на двухсторонний скотч к корпусу и на GND).

 

В принципе не плохо справляется CD74AC574M PBF, но наблюдается джиттер после 28 мгц

 

74HC574 нормально работает до диапазона 18мгц.

 

Но я все же рекомендую использовать именно SN74AC574DWR

 

 

Настройка:

 

Для настойки нам понадобится кварцевый или другой стабильный генератор (к примеру на частоту 3,7 Мгц.)

 

(*1) НЧ анализатор спектра (Я использую USB Oscil. очень удобно, рекомендую). Либо наушники и очень хороший слух

 

Можно использовать звуковую карту компьютера и соответствующий софт, к примеру VIRTINS Multi-Instrument.

 

(*2) В режиме передачи для настройки удобно использовать RTL DVB Dongle с конвертером.

 

 

 

(*2) В первую очередь снимаем резисторы R118. R119. Переводим плату в режим передачи и подстроечными резисторами R19, R39 добиваемся максимального подавления несущей (К примеру на частоте 3,7 Мгц). После настройки фиксируем их, и впаиваем на место резисторы R118. R119

 

Настройка по приему:

Предварительно устанавливаем движки подстроечных резисторов примерно... :

R159 - 8к
R160 - 37к
R180 - 8,7к
R181 - 18к
R195 - 35к
R196 - 48к
R205 - 50к
R206 - 167к

(Эти замеры производились прямо на плате. Выпаивать подстроечники для регулировки сопротивления не надо)!

R19, R39, R213 - в среднее положение (для R19, R39 половина напряжения около 2,48в на плюсах С17, С20).

 

Приемник устанавливаем в предполагаемом режиме приема нижней боковой, LSB. (По умолчанию).
На вход смесителя подаем вч сигнал с генератора (к примеру, 3,7 Мгц). Поймав сигнал, расстраиваем приемник вниз по частоте  на 1.4 Кгц.

(*1) Подключаем анализатор к разъему J20, видим на экране тон этой же частоты, на которую расстроили приемник.

Вращая R213 добиваюсь максимального подавления этого сигнала.

Чтобы настроить НЧ фазовращатель, нужно вспомнить, что у него 8-мь точек «бесконечного» подавления верхней боковой –  
43, 144, 294, 545, 989, 1831, 3731 и 12445 Гц. Поэтому расстраивая приемник вниз по частоте от входного «измерительного»  
сигнала, т.е. 3,7 МГц таким образом, чтобы на выходе мы видели(слышали) тон частотой 43 Гц, мы подстраиваем R206 на  
максимальное подавление этого тона (сигнала), затем изменяем частоту приемника до свиста с частотой 144 Гц и подстраиваем R205  
на максимальное подавление этого сигнала и т.д. для остальных 6-и частот «бесконечного» подавления (294, 545, 989, 1831,  3731 и 12445 Гц.).

Данная операция потребует от вас немного терпения и усидчивости. Покрутив так несколько раз подстроечники, вы очень  
скоро поймете, что вам нужно делать, чтобы добиться максимального подавления нерабочей боковой полосы.

После каждой такой «подстройки» НЧ фазовращателя, нужно подстраивать R213 (1,4 Кгц).

Затем подключаем антенну, находим громкую любительскую, "качественно работающую" станцию, и смотрим на сколько хорошо удалось подавить нерабочую БП.

 

Повторяем этот процесс несколько раз пока не добьемся максимального подавления нерабочей БП.

Как практика показывает, 3-x - 4-х таких подстроек обычно достаточно.

 

Фиксируем резисторы.


Настройка по передаче:

 

(*2) Переводим плату в режим передачи.

Резистором R141 добиваемся максимального подавления нерабочей боковой полосы в режиме ТПП.

 

Другие настройки:

 

Резистором R163 настраивается уровень сигнала при передачи в режиме ТПП.

R193 уровень громкости сигнала с выхода звуковой карты компьютера, на УНЧ платы в режиме SDR

Резистором R215 настраивается подавление зеркального канала при передаче в режиме SDR

 

 

Режимы:

 

В режиме SDR используется микрофонный усилитель и УНЧ платы.

В этом режиме коммутация переводит схему на работу от звуковой платы компьютера. Отключается НЧ фазовращатель, фнч, Notch Filter, AGC, шумоподавитель.

 

В режиме Digital так же коммутация переводит плату на работу со звуковой картой компьютера, но при этом отключается только микрофонный усилитель.

 

В режиме CW отключается микрофонный усилитель, и используется (*3) телеграфный генератор запускающийся от ключа. Предусмотрен самоконтроль, громкость которого подбирается резистором R149.

 

(*3) Режим CW при передаче можно реализовать еще одним способом, не используя таймер NE555 (U8) - (не припаиваем либо отпаиваем если уже припаяли).

Берем диод 1N4148, катод припаиваем к коллектору транзистора Q7, а анод  к выводу 11 FST3125 (IC1). Конденсатор С75 так же следует отпаять. В режиме передачи в CW, происходит разбалансировка смесителя, на выходе получаем несущую. Но в таком включении отсутствует самоконтроль.

Для исправления ситуации в случае если самоконтроль необходим, оставляем микросхему U8 и конденсатор C75 на месте, отпаиваем резистор  R148, добавляем в схему еще один транзистор обратной проводимости (npn), который припаиваем базой к базе и эмиттером к эмиттеру транзистора Q7, а катод диода к его коллектору.

 

 

!!!

Немного переделал схему разбалансировки смесителя в режиме CW. Обратил внимание что амплитуда сигнала зависит от частоты. Оказалось, что и не удивительно, смеситель надо разбаланировать по двум фазам.

 

Сделал маленькую платку которую установил над смесителем, подпаяв к выводам IC тонкими отрезками проводов.

 

CW_Comm_Cheme.spl7

CW_Comm_PCB.lay6

 

 

 

Плавная регулировка усиления по передаче.

 

Для регулировки плавного усиления по передаче в режиме ТПП, можно вместо подстроечного резистора R163 через экранированный провод припаять переменный резистор, который выводится на переднюю панель аппарата. Получается прекрасный регулятор выходной мощности трансивера работающий от нуля и до максимума.

 

Перечень элементов

детали.txt

 

 

Файлы:

 

Схема:

TPP-SDR Nika UR5FYG.pdf

 

Платы:

 

 

В архивах изображение в высоком разрешении.

tpp-sdr_nika_verh.rar

tpp-sdr_nika_niz.rar

 

tpp-sdr_nika_verh.pdf

tpp-sdr_nika_niz.pdf

 

Дополнительная плата усилителя T1:

Доп. Плата.lay6

 

Усилитель мощности 1-30 мгц. 50 Вт.:

PA TPP-SDR Nika UR5FYG.pdf

 

Подключение платы:

 

 

Аудио записи:

 

На прием

 

На передачу

 

На передачу LSB/USB (Открывать в HDSDR) см. в районе 3,615 МГц.

Скачать файл

 

Видео:

Смотреть

 

*** Источники вдохновения ***

1. Коротковолновый трансивер прямого преобразования (ТПП UR5FYG)

2. В.Т. Поляков. Приемники прямого преобразования для любительской связи.
3. В.Т. Поляков. Радиолюбителям о технике прямого преобразования.
4. Цифровые фазовращатели 90град с повышенной точностью.
5. НЧ широкополосный фазовращатель (КВ Журнал №1, 93)
6. Трансивер прямого преобразования Сергея 4Z5KY
7. Трансивер "Пилигрим SMD"

8. Малосигнальный тракт SSBTRX’a прямого преобразования

 

-----------------------

 

Для желающих самостоятельно собрать, есть платы хорошего качества заводского изготовления с маской и шелкографией. Плата имеет размеры 160х107 мм.

 

[UR5FKO]

Юра, эти фото мне помогут при сборке! 

Спасибо!

[Relayer]

Эта местность нам знакома как окраина китая

http://dspview.com/viewtopic.php?f=9&t=20

[UT3FT]

Да местность известная, в почем как и некоторые другие. Этот фазовращатель действительно достоин внимания, так как по сравнению со всеми другими что я испытывал, у него минимальная ошибка фазы. Очень корректно работает.

[Relayer]

по этому фазовращателю более подробно читать тут:

Цифровые фазовращатели 90град с повышенной точностью

http://dspview.com/viewtopic.php?f=9&t=10

[UT3FT]

Relayer

Так вы автор этого ЦФВ?

 

[Relayer]

Да нет, что вы. Я же чисто тэоретик, как вы изволили выразиться в одной из тем ))

[UT3FT]

Что то было но то другая история, не надо сарказма. И всё же, вы автор?

[Relayer]

да, я автор. а ссылки ведут на мой сайт. все что там выложено - мои разработки

[UT3FT]

да, я автор. а ссылки ведут на мой сайт. все что там выложено - мои разработки

Спасибо за замечательное схемное решение ЦФВ!

[Relayer]

пользуйтесь на здоровье

[UT3FT]

Отснял видео работы трансивера в режиме SDR

 

[UT3FT]

Предлагаю следующий вариант усилителя для ТПП/SDR "Nika"

Собрано, проверено, работает отлично.

 

PA TPP-SDR Nika UR5FYG.pdf

[Relayer]

Предлагаю следующий вариант усилителя для ТПП/SDR "Nika"

Собрано, проверено, работает отлично.

А как у него дела с АЧХ обстоят? 50Вт - это линейно до 28МГц?

[UT3FT]

Линейность в приделах нормы. На выходе получаю амплитуду 140-175в. (Up-p), в зависимости от частоты в приделах  1-30 мгц.