UR5FFR

Радиолюбительские конструкции и программы
It is currently 01 Nov 2020, 03:33

All times are UTC + 2 hours




Post new topic Reply to topic  [ 5 posts ] 
Author Message
PostPosted: 12 Aug 2020, 21:29 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 21:00
Posts: 659
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Дальнейшее развитие проекта Raisin DX. Работа была сосредоточена на повышении динамики и избирательности.

Кратко что было изменено и улучшено:
1. Смеситель заменен на более "серьезный"
2. Postmixer amplifier умощнен для получения большей динамики
3. Изменение порога срабатывания АРУ не приводит к изменению громкости
4. Логарифмический детектор для S-метра.
5. S-метр отображает не абсолютную силу сигнала, а уровень сигнала по отношению к порогу срабатывания АРУ. Подробнее зачем и почему читать тут
6. Добавлены цепи балансировки смесителя на передачу
7. Добавлен активный ФНЧ на MAX7400 (опционально)
8. Добавлен микрофонный усилитель с АРУ на BA3308 (опционально)
9. Более мощный УНЧ на TDA2030

Attachment:
File comment: Трансивер Raisin DX2 схема
Schematic_TRX-Raisin-DX-2.0_2020-08-12_22-56-10.png
Schematic_TRX-Raisin-DX-2.0_2020-08-12_22-56-10.png [ 397.74 KiB | Viewed 1730 times ]


Смеситель собран по схеме Г.Брагина RZ4HK предложенной в 2007г. В отличии от оригинальной схемы вместо трансформаторов на линиях используются обычные широкополосные трансформаторы. Это упрощает схему так как вместо 6 трансформаторов используется только два. Впервые этот вариант смесителя был описан в моей статье "Пассивные смесители" в 2013.
Ключи смесителя работают в режиме замыкания на землю и питаются повышенным до максимально допустимого напряжения питания 7 вольт.

После смесителя сигнал поступает на диплексер L2C49R24C59L5 и далее на двунаправленный усилитель который собран на трех J310 по схеме с общим затвором. Входное сопротивление такого каскада порядка 25 ом. Для его приведения к 50ом используется трансформатор T1. Транзистор Q7 в режиме приема не работает. Коэффициен усиления этого каскада по напряжению составляет 6 раз. В стоках J310 во всех каскадах включены антипаразитные резисторы 10 ом - это снижает риск самовозбуждения на СВЧ, так как транзистор достаточно высокочастотный.

Каскады УПЧ и детектор/модулятор (SA612) не претерпели никаких существенных изменений по сравнению с предыдущей версией. Добавлена цепь балансировки смесителя R9R21R22

После детектирования сигнал НЧ поступает на усилитель АРУ на U2.1 и детектор D4D5D6. В трансивере применена т.н. АРУ с задержкой - система АРУ начинает отрабатывать не сразу, а начиная с некоторого уровня входного сигнала. Порог срабатывания АРУ определяется коэффициентом усиления усилителя АРУ U2.1 который регулируется с помощью переменного резистора подключенного к разъему P3. Система АРУ ограничивает напряжение в точке [H] на уровне 500mVrms. При небольшом усилении в петле АРУ она будет реагировать только на сильные сигналы и уменьшать их уровень, а слабые пропускать без изменений. Это позволяет получить "прозрачный" эфир когда сильные и слабые станции различимы оператором по уровню, а ограничение наступает только при срабатывании АРУ на чрезмерно сильные сигналы.
Регулируя усиления в петле АРУ порог срабатывания изменяется от 5мкв до 100мкв.

Детектор АРУ выполнен по схеме удвоения напряжения. Цепочка C31R34Q8 управляет разрядом конденсатора в цепи АРУ. При уменьшении уровня сигнала ниже порогового происходит разряд конденсатора C31 через резистор R34 и примерно через 100-200мсек открывается транзистор Q8 и разряжает конденсатор C62. Такое поведение минимизирует потерю информации при завершении передачи сильной станции - усиление восстанавливается очень быстро.
Времязадающие цепи детектора АРУ C32C62C9C64R4R41 разведены "с запасом", что позволяет модифицировать АРУ под свои вкусы. В минимальном "штатном" варианте устанавливается конденсатор C62, вместо R40 устанавливается перемычка.

Усилитель S-метра выполнен на U2.2 и имеет логарифмическую передаточную характеристику. Напряжение на выходе детектора не превышает 4-5в. В целях защиты АЦП установлен стабилитрон ZD1 на напряжение 4,7в. Вход усилителя S-метра подключен к детектору системы АРУ. Это приводит к тому, что показания S-метра зависят от усиления в петле АРУ и, соответственно, от порога ее срабатывания. На практике это поволяет визуально выставить требуемый порог срабатывания АРУ контролируя уровень шума и станций на диапазоне.

Демодулированный сигнал низкой частоты поступает на предварительный усилитель на U9.1 c коэффициентом усиления 11 и далее на активный фильтра на U9.2. В тракте НЧ можно установить дополнительный активный фильтр на MAX7400. Печатная плата позволяет использовать микросхему как в DIP корпусе, так и в SMD исполнении. Полоса пропускания активного фильтра регулируется с помощью переменного резистора 10ком подключенного к разъему P9. Диапазон регулировки - от 1кгц до 3кгц. При подаче на разъем P10 (CW) управляющего сигнала высокого уровня диапазон регулировки составляет от 600гц до 1кгц. Это позволяет реализовать узкополосный прием телеграфа не переключая кварцевые фильтры. Для этого в режиме CW синтезатор должен уменьшить/увеличить частоту второго гетеродина на 500-600 герц от начала/конца полосы пропускания КФ. Таким образом, принимаемый сигнал получается расположен максимально близко к одному из скатов КФ. Формирование второго ската в телеграфном режиме выполняет MAX7400. Мы получаем при приеме регулируемую полосу пропускания порядка 100-300гц с центральной частотой 600-700гц.
Активный фильтр на MAX7400 является опциональным. Если он отсутствуют то устанавливается перемычка WC1.

УНЧ выполнен на TDA2030 по стандартной схеме. Чтобы устранить завязку по питанию и самовозбуждение тракта питание УНЧ разделено и должно подводиться от блока питания трансивера отдельными проводами.

Тракт рассчитан на подключение электретного микрофона. В зависимоти от типа примененного микрофона может потребоваться подобрать резистор R56 так чтобы на микрофоне было постоянное напряжение 1в.
На микросхеме U13 BA3308 выполнен микрофонный усилитель с АРУ. В случае его отсутствия устанавливается перемычка WC2. Смеситель в режиме передачи балансируют подстроечным резистором R21 добиваясь максимального подавления несущей в точке [E]. Диоды D8D13 в первом каскаде двунаправленного УПЧ работают как ВЧ ограничитель SSB сигнала, снижают его пик-фактор и повышают раборчивость в условиях помех. Уровень ограничения зависит от номинала R2.
При передаче дополнительно работает транзистор Q7 так как при реверсировании postmixer усилителя на Q10Q11Q13 он включен по схеме истокового повторителя и не усиливает сигнал. Уровень сигнала на выходе тракта при указанных номиналах составляет 100-200мв и может быть изменен при изменении номинала R18.

Плата полностью переработана и переведена на SMD типоразмера 0805. Размер платы был уменьшен и доведен до 8х10см.

Attachment:
File comment: Трансивер Raisin DX2 плата в сборе
Raisin_DX2_top.jpg
Raisin_DX2_top.jpg [ 320.89 KiB | Viewed 2719 times ]


Attachment:
File comment: Трансивер Raisin DX2 плата в сборе
Raisin_DX2_bottom.jpg
Raisin_DX2_bottom.jpg [ 367.85 KiB | Viewed 2719 times ]


1. Трансивер Raisin DX
2. Рассуждения о S-метре и АРУ в любительской аппаратуре
3. Статья "Пассивные смесители"


Top
 Profile  
 
PostPosted: 14 Aug 2020, 13:40 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 21:00
Posts: 659
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Конструкция и детали

Плата рассчитана на использование SMD типоразмера 0805.

Моточные данные катушек и трансформаторов указаны на схеме. Провод используется диаметром 0.2-0.3. Трансформаторы T1T9 и дроссель L8 выполнены на биноклях BN43-2402. В случае их отсутствия дроссель можно взять обычный "полосатый" выдерживающий ток в 100мА. T1T9 можно намотать скруткой на колечках проницаемостью 1000-2000. T9 должен содержать 6-8 витков скруткой в два провода. T1 мотаем скруткой в 5 проводов 4 витка. Соединяем последовательно три обмотки (с учетом фазировки) и получаем первичную обмотку которая идет к смесителю. Две оставшиеся обмотки так же соединяем последовательно и получаем вторичную обмотку которая идет к усиилителю на J310.
При намотке трансформаторов если колечки тестером звонятся то следует обратить внимание на отсутствие замыканий между обмоткой и сердечником - это приводит к деградации параметров.

Дросселя L3L6 - помехоподавляющие Murata или аналогичные. В случае отсутствия установить перемычки (ни в коем случае не ставить резисторы!). На плате они обозначены как R44R45

Стабилитрон ZD1 можно применить любой слаботочный на напряжение стабилизации 4.7в. Узлы на MAX7400 и BA3308 опциональны. Их можно не устанавливать, при этом необходимо установить соответствующие перемычки WC1 и/или WC2.
MAX7400 может быть установлена как в SOP-8 так и в DIP корпусе.

Времязадающие цепи детектора АРУ C32C62C9C64R4R41 разведены "с запасом", что позволяет модифицировать АРУ под свои вкусы. В минимальном "штатном" варианте устанавливается конденсатор C62, вместо R40 устанавливается перемычка.

Attachment:
agc-default.png
agc-default.png [ 34.12 KiB | Viewed 1801 times ]


Схема рассчитана на применение КФ с импедансом около 300ом. Обычно такое сопротивление получается у фильтров на частоты 8-12МГц собранных из китайских резонаторов в корпусе "лодочка". Резистор R42 должен быть равен характеристическому сопротивлению КФ. В схеме можно использовтаь КФ с друим сопротивлением, но при этом необходимо будет изменить цепи согласования с каскадами УПЧ, которые имеют входное/выходное сопротивление около 70ом. Для согласования необходимо либо изменить соотношение витков трансформаторов T2T3T4T9 либо использовать Г-цепочки для согласования, а у каскадов УПЧ включить в истоки дросселя. Г-цепочки можно посчитать с помощью RFSimm99. Трансформатор T9 необходимо пересчитать так, чтобы к стокам Q10Q11Q13 приводилось порядка 150ом. Например для КФ с импедансом 120ом R42 будет равен так же 120ом и нам необходимо трансформировать 120ом || 120ом = 60ом в 150ом. Соотношение витков пропорционально корню квадратному из соотношения сопротивлений и равно sqrt(150/60)=sqrt(2.5)~=1.6. Мотаем 3+5 витков или 4+6.

Номиналы диплексера L2C49R24L5C59 указаны для ПЧ=9,216МГц. Для другой ПЧ необходимо пересчитать любым софтом. Результат желательно проверить в RFSimm. Добротность имеет смысл брать низкую порядка 3-4. При этом настройки его не требуется.

Запуск платы

Из приборов необходим ГСС со ступенчатым аттенюатором и осциллограф. Наличие прямых рук и опыта в постройке приемопередающей аппаратуры так же приветствуется.

При первом включении гетеродины не подключаем. Контролируем потребляемый ток - он должен быть порядка 180-200мА. Устанавливаем перемычку AGC Off тем самым отключая АРУ. Подключаем второй гетеродин. Первый гетеродин не подключаем. Правый по схеме вывод C53 который идет к коммутаторам замыкаем перемычкой на землю. На вход платы с ГСС подаем сигнал в полосе пропускания КФ. Контролируем прохождение сигнала. Подбираем конденсаторы C40C51 по максимуму НЧ сигнала на выходе SA612 (не забываем что у нее ограничение на выходе наступает при 300-400мв rms). Снимаем перемычку с С53, подключаем первый гетеродин. Убеждаемся что первый смеситель корректно работает. При подаче на вход сигнала 10мв должны быть такие напряжения в контрольных точках:

A - 4.8мв
B - 29мв
C - 7.2мв
D - 66мв
E - 40мв
F - 500мв

Снимаем перемычку AGC Off. Подавая сигнал с ГСС с разным уровнем убеждаемся что система АРУ работает. Калибровку S-метра выполянем следующим образом. Резистор подключенный к разъему P3 выставляем на максимум. Подаем на вход тракта сигнал с ГСС и увеличивая его уровень добиваемся в контрольной точке H напряжения 400мв-rms. При этом на выходе разъема P6 будет напряжение соответствующее точке S9 по шкале S-метра. Вводя ослабление сигнала ГСС ступенями по 6дб размечаем точки S1-S8. Повышая уровень ступенями по 20дб отмечаем точки S9+20/+40+60.
При работе ручкой регулировки усиления АРУ выставляем ее такой, чтобы шум эфира был на отметке S3-S5. При этом сигналы с уровнем выше S9 будут ослабляться.

Запуск на передачу не вызывает особых сложностей. R56 необходимо подобрать чтобы на микрофоне было постоянное напряжение порядка 1-1.5в. Резистором R21 балансируют смеситель на передачу добиваясь минимума несущей в контрольной точке E. Изменяя номинал R2 можно варьировать ограничение сигнала на передачу. Уровень сигнала на выходе тракта можно изменять с помощью R18.

Проект открыт на сервисе EasyEDA https://easyeda.com/ban.relayer/trx-raisin-dx-2-0
По вопросу приобретения печаток пишем в личку


Top
 Profile  
 
PostPosted: 23 Aug 2020, 17:05 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 21:00
Posts: 659
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Специально для Raisin DX2 разработан комплект ДПФ на платах одинакового типоразмера - можно устанавливать "этажеркой". ДПФ рассчитаны на 9 диапазонов, коммутация электронная, есть аттенюатор и УВЧ.
Полное описание: Блок 9ти диапазонных ДПФ для TRX Raisin DX2

Attachment:
File comment: Raisin DX2 BPF
Raisin_DX2_BPF_top2.jpg
Raisin_DX2_BPF_top2.jpg [ 284.1 KiB | Viewed 2269 times ]


Attachment:
File comment: Raisin DX2 with BPF
Raisin_DX2_with_BPF_1.jpg
Raisin_DX2_with_BPF_1.jpg [ 191.01 KiB | Viewed 2199 times ]


Attachment:
File comment: Raisin DX2 with BPF
Raisin_DX2_with_BPF_2.jpg
Raisin_DX2_with_BPF_2.jpg [ 301.63 KiB | Viewed 2199 times ]


Top
 Profile  
 
PostPosted: 07 Oct 2020, 08:59 
Offline

Joined: 10 Jan 2019, 06:57
Posts: 13
Позывной: LZ5ZI
А Q9 и Q14 на передаче можно управлять примерно для ALC?


Top
 Profile  
 
PostPosted: 07 Oct 2020, 09:25 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 21:00
Posts: 659
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Нет, нельзя. Ток через них не будет влиять на усиление в режиме передачи т.к. они шунтированы через диоды D7D11


Top
 Profile  
 
Display posts from previous:  Sort by  
Post new topic Reply to topic  [ 5 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:  
cron
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group