UR5FFR

Радиолюбительские конструкции и программы
It is currently 22 Jul 2017, 16:50

All times are UTC + 2 hours




Post new topic Reply to topic  [ 4 posts ] 
Author Message
PostPosted: 04 Jul 2017, 21:08 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 21:00
Posts: 264
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Конструкция является дальнейшим развитием синтезатора на Si5351 из китайских модулей. Архитектура синтезатора осталась практически без изменений:

    Процессор - Arduino Nano 328
    Дисплей - 2.8" SPI TFT ILI9341
    Синтез - Si570 и/или Si5351
    Часы и EEPROM - TinyRTC
    Периферия - PCF8574

На печатной плате предусмотрены установочные места как для Si5351, так и для Si570. Причем устанавливать их можно в любых комбинациях. В случае если установлены оба чипа то первый гетеродин формируется на выходе Si570, а второй и третий (по необходимости) на выходах Si5351. В случае если установлен один только Si570 то формируется единственный сигнал первого гетеродина.

Управление синтезатором переработано - количество кнопок сокращено с 12 до 7. Основные функции управления назначены на 6 кнопок: BandUp/Down, Attenuator/Preamp, VFO A/B, RIT, Lock. 7-я кнопка Fn является модификатором - при ее нажатии выполняются вторичные функции связанные с кнопками управления.

Внешний вид конструкции:

Attachment:
DSC06146.jpg
DSC06146.jpg [ 197.18 KiB | Viewed 284 times ]


Attachment:
DSC06150.jpg
DSC06150.jpg [ 163.4 KiB | Viewed 284 times ]


Синтезатор собран на двух печатных платах с односторонним монтажем (вторая сторона "залита" землей) выполненых ЛУТом в домашних условиях. Платы собраны "этажеркой" и соединены между собой 9ти контактным шлейфом. На передней панели установлены кнопки управления и переменный резистор расстройки RIT.
Общие размеры конструкции - 140мм*50мм*45мм

Из изменений в программном обеспечении отмечу

    Добавлено автоматическое сохранение состояния в энергонезависимую память
    Упрощена процедура калибровки Si5351
    Поддерживается CAT по протоколу Kenwood

Поддерживаются различные архитектуры трансиверов:
    1. Супергетородины с одной или двумя ПЧ
    2. Преобразование "вверх" с непрерывным перекрытием 2-30MHz
    3. Прямое преобразование с гетеродином работающим на удвоенной или учетверенной частоте
    4. Прямое преобразование с квадратурным гетеродином

Для любителей что-то доработать есть еще примерно 1к свободного места для кода.

Проект полностью открытый и опенсоурсный. Лицензия GPL.

Исходные коды и вся документация (схемы, печатки, описание) доступно на гитхабе:
https://github.com/andrey-belokon/Syntez_Si5351_Si570

_________________
Кацапи, йдiть до дому!


Top
 Profile  
 
PostPosted: 06 Jul 2017, 22:48 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 21:00
Posts: 264
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Схемы процессорной и интерфейсной плат

Attachment:
Si5351-Syntez-CPU.png
Si5351-Syntez-CPU.png [ 147.53 KiB | Viewed 238 times ]


Attachment:
Si5351-Syntez-Interface.png
Si5351-Syntez-Interface.png [ 76.9 KiB | Viewed 238 times ]


Страницы проектов на сайте EasyEDA:

Si570/Si5351 CPU board
Si570/Si5351 interface board

В атаче архив с готовым рисунком печаток для ЛУТа в формате pdf. Несмотря на то, что печатки двухсторонняя, их можно выполнить и в одностороннем виде использовав некоторое кол-во перемычек в основном для соединения "земли" и две перемычки для сигнальных цепей на плате процессора.

Используемые детали и компоненты

Обратите внимание что часть деталей используется в SMD корпусах. Так все емкости по 0,1u имеют типоразмер 1206.

Процессорный модуль - Arduino Nano 328 V3.0. На самом модуле установлены 4 светодиода которые неотключаемы и мигают при работе с компортом или просто светятся. Смысла в них нет никакого - только лишнее потребление тока и наводки по цепям питания. Рекомендую демонтировать их с помощью фена.

Применены I2C расширители PCF8574AT в SMD исполнении. При использовании микросхем без буквы A в маркировке необходимо будет в программе изменить адреса, т.к. они у них отличаются.

Для преобразования уровней I2C шины и SPI к 3.3 вольтам используются готовые модули преобразования уровней.

При использовании литиевой батареи CR2032 в модуле TinyRTC его необходимо доработать.

Модуль TinyRTC можно не устанавливать. При этом не будут работать часы и не будет сохранятся состояние синтезатора в EEPROM

Si5351 монтируется на переходной панельке, т.к. сделать ЛУТом под нее дорожки достаточно проблематично.

Кварц - любой на 25-27MHz, но обязательно в корпусе "лодочка". С кварцами в других корпусах могут быть проблемы с запуском генератора.

Si570/Si5351 могут быть распаяны как обе, так и любая из них в отдельности.

Ток потребления при установленных Si570 и Si5351 составляет порядка 230 mA. При этом стабилизатор 7805 на плате процессора достаточно сильно греется - при входном напряжении 12v на нем рассеивается мощность 1.6Вт. Имеет смысл не только прикрутить его к плате (фланец у него соединен с землей), но и снабдить небольшим радиатором.

Синтезатор изначально проектировался для использования с оптическим энкодером, выдающим 400 имп/оборот. При использовании энкодеров с другим кол-вом импульсов необходимо изменить константу ENCODER_PULSE_PER_TURN в модуле config.h


Attachments:
Si570_Si5351_doc.zip [225.73 KiB]
Downloaded 22 times

_________________
Кацапи, йдiть до дому!
Top
 Profile  
 
PostPosted: 12 Jul 2017, 21:58 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 21:00
Posts: 264
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Управление синтезатором

Клавиатура
Все кнопки на клавиатуре имеют две функции. Основная – вызывается просто нажатием кнопки. Вторичная – вызывается при нажатии кнопки с одновременным нажатием кнопки Fn.

Attachment:
keyboard.png
keyboard.png [ 9.02 KiB | Viewed 144 times ]


BandUp, BandDown - переключение по диапазонам в режиме любительских диапазонов. Увеличить/уменьшить частоту настройки на 1МГц в режиме непрерывного перекрытия.
Lock - блокировка валкодера и команд клавиатуры, которые могут привести к изменению частоты настройки. При этом вспомогательные функции остаются доступными (например включение аттеюатора)
VFO A/B - на каждом диапазоне доступны два гетеродина с независимой частотой настройки. Кнопка позволяет переключаться между ними
Att/Pre - По кругу включает аттенюатор, УВЧ, или отключает оба
VFO A=B - устанавливает частоту второго гетеродина равной частоте текущего. При этом переключение гетеродинов не происходит
RIT - включает режим расстройки при приеме. Расстройка задается переменным резистором в пределах -1..+1kHz.
Zero - выставляет частоту "по нулям". Частота округляется до ближайшего целого числа kHz
USB/LSB - переключение принимаемой боковой полосы
Split - включает split-режим, в котором при переходе в режим передачи происходит переключение на другой гетеродин.
QRP - включает режим работы пониженной мощностью и формирует сигнал на выходе синтезатора “QRP”
Ham/GC - кнопка переключает режим непрерывного перекрытия 1-30MHz и работу на преднастроенных (любительских) диапазонах
Для вызова меню необходимо дважды нажать кнопку Fn в течении 1 сек.

Валкодер
Синтезатор изначально проектировался для использования с оптическим энкодером, выдающим 360-400 имп/оборот. При использовании энкодеров с другим кол-вом импульсов необходимы config.h прописать правильное значение в константе ENCODER_PULSE_PER_TURN.
В обычном режиме перестройка составляет 3kHz на оборот. В ускоренном режиме в 4 раза выше - 12kHz на оборот. Переключение между обычным и ускоренным режимом перестройки осуществляется автоматически в зависимости от скорости вращения валкодера.
При вращении валкодера с нажатой кнопкой Fn частота настройки будет изменяться с 10ти кратным ускорением - 30 kHz на оборот.

_________________
Кацапи, йдiть до дому!


Top
 Profile  
 
PostPosted: 12 Jul 2017, 22:04 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 21:00
Posts: 264
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Разъемы на плате синтезатора

P12 – Управление
In TX – включение режима передачи. Активный уровень – низкий.
Вход защищен от дребезга контактов кнопки. В режиме TX блокируются любые действия с клавиатурой и валкодером. На выходе TX формируется активный управляющий сигнал.
Out TX – выход сигнала переключения тракта в режим передачи. Активный уровень – высокий
In Tune – вход включение режима настройки. Активный уровень – низкий.
Вход защищен от дребезга контактов кнопки. В режиме TUNE формируются управляющие сигналы TX, QRP и Tone. В результате формируется SSB сигнал передатчика частотой 1kHz (в заданной боковой полосе) пониженной мощности. Режим предназначен для безопасной настройки согласования с антенной.
Out QRP – выход сигнала включения режима пониженной мощности. Активный уровень – высокий

P17 – Tune tone
на этом выводе генерируется сигнал частотой 1kHz в режиме Tune. Необходимо подключить этот вывод через аттенюатор к микрофонному усилителю трансивера

P18 – S-Meter
Вход сигнала S- метра. Входное сопротивление высокое, что позволяет подключать вход непосредственно к конденсатору детектора АРУ. Калибровка S-метра производится в соответствующем пункте меню. В зависимости от калибровки автоматически выбирается режим прямой либо инверсной шкалы.

P11 – Encoder
Разъем подключения энкодера. Цвета соответствуют оптическому энкодеру на 360-400 импульсов на оборот.

P2 – COM
Сигналы COM-порта RxD и TxD. Позволяют подключить Bluetooth модуль для беспроводного управления по CAT-протоколу.

P3, P14, P15 – I2C
Наличие на плате процессора слотов расширения I2C позволяет устанавливать конечные устройства управления трактом трансивера непосредственно в его блоках и минимизировать количество межблочных соединений.
Так, например, на плате процессора установлен расширитель U8 PCF8574 для формирования сигналов управления ДПФ и аттенюатором/УВЧ. В зависимости от конструкции эту микросхему можно не устанавливать на плате процессора, а установить непосредственно во входном блоке ДПФ. Управление для нее берется с одного из разъемов расширения I2C. При этом в два раза сокращается количество проводов управления.

P13 – Ext
Свободные пины A0-A3. В перспективе будут задействованы для контроля мощности и SWR в режиме передачи.

P8 – Att/Band
Выходы управления ДПФ, аттенюатором и УВЧ. На выводах 1-4 формируется двоичный код диапазона. 6й вывод – включение аттенюатора. 7й вывод – включение УВЧ. Логика формирования сигналов описана в функции UpdateBandCtrl в модуле Syntez.ino.

P9 – Power
Питание синтезатора 8-14 вольт

P5, P6, P7, P15 – CLK0-CLK3
Выходы гетеродина

_________________
Кацапи, йдiть до дому!


Top
 Profile  
 
Display posts from previous:  Sort by  
Post new topic Reply to topic  [ 4 posts ] 

All times are UTC + 2 hours


Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 1 guest


You cannot post new topics in this forum
You cannot reply to topics in this forum
You cannot edit your posts in this forum
You cannot delete your posts in this forum
You cannot post attachments in this forum

Search for:
Jump to:  
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group