UR5FFR
http://dspview.com/

Трансивер Raisin (Изюминка)
http://dspview.com/viewtopic.php?f=8&t=210
Page 1 of 1

Author:  Relayer [ 02 Sep 2018, 17:30 ]
Post subject:  Трансивер Raisin (Изюминка)

Важно! Последняя версия 1.2 ниже в теме!

Листал старые журналы, попалась на глаза схема минитрансивера "Изюминка" конструкции UT5LP. При своей простоте в схеме продуманы вопросы согласования кварцевого фильтра и реализована эффективная АРУ. Транисвер содержит реверсивные узлы и его можно рассматривать как некую альтернативу распространенному Клопику, у которого, к сожалению, есть различные недостатки.

Attachment:
Изюминка.jpg
Изюминка.jpg [ 530.17 KiB | Viewed 24589 times ]


За прошедшие с момента публикации 10 лет существенно расширилась доступная элементарная база. Это позволяет некоторые узлы выполнить более компактно и эффективнее. Оставив общую концепцию реверсивных каскадов на полевых транзисторах я модернизировал схему. Что было сделано:

1. Использование сегодня смесителей на диодах выглядит анахронизмом. Поэтому смеситель выполнен на коммутаторе 74LVC1G3157. Это снизило требования к мощности "раскачки" и позволило отказаться от драйвера сигнала ГПД.
2. Первый каскад УПЧ (post-mixer amplifier) выполнен на J310. Немного проигрываем по динамике, но отказываемся от малодоступных ныне КП903.
3. Второй смеситеь выполнен на SA612, что позволило получить лишние 20дб усиления в тракте и отказаться от микрофонного усилителя
4. Предварительный УНЧ и активный ФНЧ выполнен на ОУ. Оконечный УНЧ выполнен на TDA7052A. Отсутствие электролитов на выходе УНЧ устраняет щелчки при переключении прием/передача.
5. Реализованан быстрая АРУ
6. Реализова электронный переключатель RX/TX
7. Схема была максимально упрощена и полностю переведена на импортные комплектующие

Attachment:
Schematic_TRX-Raisin-1.0_Sheet-1_20180922213908.png
Schematic_TRX-Raisin-1.0_Sheet-1_20180922213908.png [ 181.07 KiB | Viewed 23692 times ]


Фрагмент схемы от антенного входа до второго смесителя включительно является полностью реверсивным и работает как на прием, так и на передачу. Первый и второй каскады УПЧ охвачены АРУ на диодах D2D3, работающими в режиме управляемого сопротивления.

С антенного входа до входа второго УПЧ на транзисторе Q3 усиление составляет около 14dB. Второй УПЧ резонансный и совместно со второым смесителем дает еще порядка 45dB усиления.

На ОУ NE5532 выполнен предварительный УНЧ и активный ФНЧ. Резистором R49 устанавливают порог срабатывания системы АРУ. Резистор R43 задает максимальную громкость в наушниках/динамике, т.к. при работе АРУ напряжение на выходе предварительного УНЧ составляет порядка 600-700мв, что много для TDA7052 у которой Кус составляет 40dB.
Система быстрой АРУ на D4D5D6Q8Q9 подробно описана в [2] и особенностей не имеет.

В трансивере применен самодельный 10ти кристальный QER-фильтр на резонаторах на частоту 11.059MHz с характеристическим сопротивлением 200ом.

Трансформаторы T2T3 намотаны скруткой в два провода и содержат 8 витков на кольцах K7 проницаемостью 1500. Трансформатор T4 - скруткой в три провода 10 витков на кольце К10 проницаемостью 1500.
L4 - стандартный дроссель. L1 - 32 витка на кольце T37-6

Конденсатор C9 подбирают при настройке по максимуму сигнала на выходе тракта в режиме приема.

В разъем P7 подключается резистор 100к для регулировки громкости. Разъем P12 можно использовать для отключения АРУ или для снятия сигнала на S-метр. Электретный микрофон подключается к разъему P10. Для перехода в режим передачи на вход P1 надо подать низкий логический уровень либо замкнуть его на землю.

В качестве ГПД используется синтезатора на SI5351, который генерирует так же частоту второго гетеродина (вход BFO)

Напряжение питания платы - 12в.

Основная плата трансивера собрана с использованием SMD компонент типоразмера 1206/0805 и имеет размеры 75мм на 85мм. Печатная плата односторонняя. Вторая сторона залита "землей". Цепи питания и АРУ разведены перемычками

Attachment:
DSCF5850_sm.jpg
DSCF5850_sm.jpg [ 109.34 KiB | Viewed 24589 times ]


Attachment:
DSCF5848_sm.jpg
DSCF5848_sm.jpg [ 121.3 KiB | Viewed 24589 times ]


Проект доступен для модификации на сайте EasyEDA https://easyeda.com/ban.relayer/trx-raisin-1-0
Печатка и схема в формате PDF
Attachment:
TRX Raisin.1.0.zip [436.11 KiB]
Downloaded 952 times


Литература
1. С.Левченко, Минитрансивер "Изюминка", Радиомир КВ и УКВ №12 2009
2. Белоконь А.Н. UR5FFR, Трансивер с преобразованием вверх Phoenix (Феникс)
3. Реверсивные усилители

Author:  Relayer [ 06 Sep 2018, 21:12 ]
Post subject:  Re: Трансивер Raisin (Изюминка)

Сегодня провел измерения динамики тракта. При подаче двухтонового сигнала с уровнем -10dBm приведенный ко входу продукт интермодуляции составил -69dBm (=77uV). Соответственно точка перехвата третьего порядка по входу составляет

IIP3 = -10 + (-10 - (-69))/2 = 19.5dBm

Чувствительность измерить достаточно сложно, т.к. тракт не экранирован и много посторонних наводок. Но сигнал с уровнем 0,3uV слышен. Можно оценить чувствительность исходя из рассчетного NF (noise figure). Смеситель у нас имеет NF=6dB, каскад усилителя на J310 после смесителя имеет согласно даташита 1dB, примем его NF=2dB с запасом. Еще 3dB мы потеряем в ДПФ. Итого NF тракта составит 12dB. Для полосы 3кГц и отношении С/Ш=10dB получим чувствительность равную

MDS = -174 + 12 + 10*log(3000) = -128dBm
чувствительность = MDS + 10 = -118dBm = 0.28uV

Динамический диапазон составит

DR3 = 2*(IIP3 - MDS)/3 = 98.3dB

Я считаю что для такого простого тракта параметры просто превосходные.

Author:  Relayer [ 06 Sep 2018, 22:10 ]
Post subject:  Re: Трансивер Raisin (Изюминка)

ГПД надо приличной амплитуды, порядка 1Vpp или больше прямоугольной формы. Второй гетеродин можно реализовать на самой SA612 если подключить к ней кварц по стандартной схеме. Если второй гетеродин берется с синтезатора то надо подобрать амплитуду порядка 200мв на 6й ноге с помощью R38

Еще некоторые цифры. Усиление со входа до выхода SA612 составляет 62dB (АРУ отключена). Распределяется оно следующим образом:

смеситель -6dB
postmixer amp +20dB
кварцевый фильтр -4dB
УПЧ +34dB
SA612 +18dB

Порог срабатывания АРУ составляет около 500mV на выходе U2.1. Исходя из этого выбирается номинал R49. Например для порога 10uV общее усиление составит 500mV/10uV=94dB, а требуемое усиление УНЧ 94-62=32dB или 40 раз. Соответственно R49~=385ом

Кварцевый фильтр собран на резонаторах на частоту 11.0592MHz типа "лодочка". По своему типу это LSB-фильтр, использование его как USB влечет ухудшение подавления нерабочей боковой полосы. У меня получились следующие цифры: подавление нерабочей боковой в режиме LSB - 65db, в режиме USB - 50dB

Author:  Relayer [ 30 Oct 2018, 22:41 ]
Post subject:  Re: Трансивер Raisin (Изюминка)

Тюнинг

Измеренные выше цифры уровня интермодуляционных искажений и динамического диапазона были получены при отключенной системе АРУ. В реальной работе они будут хуже. Причина этого в регулировке усиления в первом каскаде УПЧ Q1Q2 (post mixer amplifier).

Attachment:
2018-10-30 at 23-04-29-2.png
2018-10-30 at 23-04-29-2.png [ 44.68 KiB | Viewed 22602 times ]


Самый простое решение состоит в том, чтобы исключить цепочку АРУ R10C23D2. Кроме этого номинал R4 имеет смысл уменьшить до 560-680ом, тем самым снизив Кус каскада и улучшив его перегрузочную способность.
Но при таком решении умешьтся глубина АРУ до ~55дБ, что можт оказаться мало.

Code:
С одним регулирующим звеном АРУ выходит на режим при входном сигнале 30uV. При увеличении входного сигнала на 55dB (до ~15mV) уровень выходного сигнала увеличивается в 2 раза (6dB).


Увеличить глубину АРУ можно включив дополнительную цепочку перед вторым смесителем как показано на следующей схеме:

Attachment:
2018-10-30 at 23-31-13-2.png
2018-10-30 at 23-31-13-2.png [ 53.22 KiB | Viewed 22602 times ]


При такой доработке глубина АРУ увеличивается до 75dB: при изменении уровня входного сигнала от 30uV до ~150mV выходное напряжение изменяется в 2 раза (6dB).
Полная схема доработанного тракта:

Attachment:
Schematic_TRX-Raisin-1.1.png
Schematic_TRX-Raisin-1.1.png [ 185.76 KiB | Viewed 22602 times ]


Страница версии 1.1 на EasyEDA https://easyeda.com/ban.relayer/trx-raisin-1-1
Печатка для ЛУТ и схема одним архивом
Attachment:
TRX Raisin.1.1.zip [424.48 KiB]
Downloaded 985 times

Author:  arsenal [ 08 Sep 2019, 11:59 ]
Post subject:  Re: Трансивер Raisin (Изюминка)

Можливо трохи дитяче питання:
1) чому каскад перед 612/602 резонансний? В DX версії він не резонансний
2) Якщо поставити перед ним фільтр з вірікапами для регулювання полоси, або просто перемикати на 500Гц телеграфний, то тоді попливе узгодження каскаду з фльтром? Наскльки це погіршить сам тракт?
Чи краще зібрати DX?
Наскільки я розумію на нерезонансні каскади змінний вхідний і вихідний опір фільтра має менший вплив.
Хочу для портативного використання простий, малогабаратний однодіапазонний варіант SSB/телеграф (з фільтром зі змінною полосою).
Завчасно дякую.

Author:  Relayer [ 08 Sep 2019, 12:36 ]
Post subject:  Re: Трансивер Raisin (Изюминка)

arsenal wrote:
1) чому каскад перед 612/602 резонансний? В DX версії він не резонансний

Каскад резонансный потому что иначе не хватает усиления и его придется наверстывать в УНЧ. Я писал выше что усиление этого каскада вместе с вторым смесителем порядка 45дб. При этом сам смеситель на SA612 дает порядка 16дб. Итого резонансный каскад отдает порядка 30дб усиления. Если делать его нерезонансным то при таком Кус он будет нестабильно работать со склонностью к самовозбуждению.
arsenal wrote:
2) Якщо поставити перед ним фільтр з вірікапами для регулювання полоси, або просто перемикати на 500Гц телеграфний, то тоді попливе узгодження каскаду з фльтром? Наскльки це погіршить сам тракт?

Вырастет неравномерность в полосе пропускания. Оптимально все же не ставить фильтр с варикапами, а поставить два переключаемых фильтра каждый со своей цепью согласования (тогда в истоках 1/2УПЧ дроселя поставить), либо привести импеданс телеграфного к импедансу SSB. Вобщем тут есть разные варианты
arsenal wrote:
Чи краще зібрати DX?

В DX можно попробовать сделать второй фильтр перестраиваемым на варикапах. Но это надо пробовать.
Как вариант заузить полосу в тракте НЧ используя MAX7400

Author:  Relayer [ 18 Nov 2019, 21:51 ]
Post subject:  Re: Трансивер Raisin (Изюминка)

В собранном виде

Attachments:
DSCF6385.jpg
DSCF6385.jpg [ 231.25 KiB | Viewed 14487 times ]
DSCF6384.jpg
DSCF6384.jpg [ 401.38 KiB | Viewed 14487 times ]
DSCF6382.jpg
DSCF6382.jpg [ 295.38 KiB | Viewed 14487 times ]

Author:  Relayer [ 27 May 2020, 22:27 ]
Post subject:  Re: Трансивер Raisin (Изюминка)

Новая версия 1.2

С учетом накопившихся замечаний и пожеланий сделал очередную версию Изюминки. Что нового:

1. Печатка полностью переразведена под 0805. Размер уменьшен до 75х60мм
2. Добавлен подстроечный резистор для балансировки SA612
3. Добавлены антипаразитные резисторы в стоках J310 препятствующие самовозбуждению на СВЧ
4. Добавлен простой пассивный ФНЧ перед УНЧ
5. Добавлен дополнительный усилитель и детектор для S-метра - дает более растянутую шкалу в области малых значений и больший уровень напряжения на выходе - максимум 8 вольт. При подключении к АЦП синтезаторов нужен делитель!

Attachment:
File comment: Трансивер Raisin 1.2 схема
Schematic_TRX-Raisin-1.2_2020-05-27_23-09-08.png
Schematic_TRX-Raisin-1.2_2020-05-27_23-09-08.png [ 201.82 KiB | Viewed 490 times ]


Так же для трансивера был разработан 5ти диапазонный блок ДПФ с электронной коммутацией, аттенюатором и УВЧ. Пдробнее он описан тут: Блок 5ти диапазонных ДПФ для TRX Raisin

Attachment:
File comment: ДПФ BPF Raisin 1.2
Schematic_BPF-Raisin-1.0_2020-05-27_23-09-54.png
Schematic_BPF-Raisin-1.0_2020-05-27_23-09-54.png [ 157.08 KiB | Viewed 490 times ]


Собранная основная плата и плата ДПФ

Attachment:
File comment: Трансивер Raisin 1.2
Raisin 1.2 main+BPF.jpg
Raisin 1.2 main+BPF.jpg [ 209.27 KiB | Viewed 490 times ]


Attachment:
Raisin 1.2 main+BPF back.jpg
Raisin 1.2 main+BPF back.jpg [ 210.74 KiB | Viewed 490 times ]


Схема рассчитана на использование КФ с характеристическим сопротивлением около 300 ом.
Собранная схема в особой наладке не нуждается. Необходимо проверить соответствие напряжений в контрольных точках и выставить минимум несущей в режиме передачи на истоке Q3. Потребление тока около 80-100мА в зависимости от громкости.

проекты открыты для клонирования/правок и генерации герберов на сервисе EasyEDA:
https://easyeda.com/ban.relayer/trx-raisin-1-2
https://easyeda.com/ban.relayer/bpf-raisin-1-0

Литература
1. Блок 5ти диапазонных ДПФ для TRX Raisin

Page 1 of 1 All times are UTC + 2 hours
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
http://www.phpbb.com/