UR5FFR

Радиолюбительские конструкции и программы
It is currently 23 Mar 2019, 02:36

All times are UTC + 2 hours




Post new topic Reply to topic  [ 6 posts ] 
Author Message
PostPosted: 21 Dec 2018, 23:47 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 21:00
Posts: 452
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Дальнейшее развитие проекта трансивера Raisin. Основная проблема которая присутствует в 1й версии - слабая избирательность по соседнему каналу. Примененный 10ти кристальный QER-фильтр обеспечивает подавление нерабочей боковой в режиме LSB - 65db, в режиме USB - 50dB. В DX версии применено два 8ми кристальных кварцевых фильтра, что существенно повысило подавление и позволило без ухудшения параметров реализовать режим "гетеродин всегда сверху", который более предпочтителен в плане минимизации пораженных точек.

Attachment:
Schematic_TRX-Raisin-DX-1.1.png
Schematic_TRX-Raisin-DX-1.1.png [ 201.83 KiB | Viewed 3200 times ]


Между фильтрами был установлен дополнительный двунаправленный каскад УПЧ Q1Q2, аналогичный используемым. Нагрузка этого каскада шунтирована диодами D8D13 которые работают в ограничителе при передаче. Уровень ограничения выбран сравнительно небольшой, при котором еще не возникает значительных искажений тембра.
От резонансной нагрузки в УПЧ решено было отказаться в пользу дросселей.

Смеситель был переработан и заменен на схему с коммутацией ключами "на землю". Обычно используют схему т.н. "kiss mixer" с трехобмоточным трансформатором.

Attachment:
kissmixer.png
kissmixer.png [ 16.7 KiB | Viewed 3200 times ]


Легко заметить что при любом положении ключа одна из обмоток трансформатора "висит" в воздухе и по сути вносит дополнительную реактивность. В примененном смесителе этого недостатка нет - все обмотки трансформатора T4 всегда подключены. Такой смеситель имеет симметричный вход и трансформирует сопротивление 1:4. Для его согласования с несиметричным 50ти омным входом применен трансформатор T1, который симметрирует сигнал и трансформирует сопротивление до требуемого. Входной импеданс был измерен векторным анализатором и равен 50 ом в широкой полосе частот.

Чувствительность тракта получилась не хуже 0.5uV (MDS = -123dBm/3kHz). При подаче на вход двухтонового сигнала уровнем каждого тона 0dBm приведенный ко входу продукт интермодуляции третьего порядка составил -54dBm что дает значение параметра IP3=+27dBm. Динамический диапазон в режиме приема SSB составит

DR3 = (IP3-MDS)*2/3 = (27+123)*2/3 = 100dB

Конструкция

Трансформатор T1 намотан на бинокле BN43-2402. Первичная обмотка - 3 витка, вторичная - 6 витков. Все остальные трансформаторы однотипны и намотаны на кольцах К10 проницаемостью 1000-2000 скруткой 6 витков.
Дроссели 22uH - стандартные аксиальные. Номинал некритичен и может быть 22uH-47uH.

Кварцевый фильтр применен на частоту 9.216MHz из кварцев-лодочек. Кварцы были отобраны из одной партии по минимальному разбросу с помощью NWT. Могут быть применены фильтры на другую ПЧ с импедансом 200-300ом. Моя практика показывает что QER-фильтры собранные из современных "китайских" лодочек (HC-49s) на частоту 8-11MHz попадают в вилку импеданса 200-300ом. У фильтров из кварцев в больших корпусах HC-49U импеданс будет ниже в диапазоне 100-130ом и их необходимо будет дополнительно согласовывать

Входы гетеродина рассчитаны на непосредственное подключение синтезатора на Si570/Si5351

К разъему P3 необъодимо подключить переменный резистор номиналом 1кОм. Его назначение - регулировка порога срабатывания АРУ. При нулевом сопротивлении порог срабатывания составляет около 10uV. Увеличивая сопротивление можно повысить этот порог до требуемого.

При правильном монтаже схема запускается сразу и наладки не требует.

Attachment:
DSCF6062_sm.jpg
DSCF6062_sm.jpg [ 106.57 KiB | Viewed 2634 times ]


В атаче комплект печатных плат для ЛУТ. Платы двухсторонние. Если нет опыта двухстороннего ЛУТа то второй слой можно залить землей и сделать перемычками.
Так же проект открыт для клонирования/модификации/заказа плат на сервисе EasyEDA https://easyeda.com/ban.relayer/trx-raisin-dx-1-1

Attachment:
pcb.png
pcb.png [ 145.45 KiB | Viewed 3200 times ]


Attachment:
TRX Raisin DX.zip [550.23 KiB]
Downloaded 234 times


1. Трансивер Raisin, UR5FFR
2. Подбор кварцевых резонаторов для фильтров


Top
 Profile  
 
PostPosted: 22 Dec 2018, 23:06 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 21:00
Posts: 452
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Были проведены измерения для определения максимально достижимых параметров для примененного типа смесителя. Для этого между смесителем и первым каскадом УПЧ (post-mixer amplifier) был установлен аттенюатор в 10dB. Параметр IP3 улучшился с +27dBm до +30dBm, т.е. на 3dB вместо 10dB. Симуляция в программе расчета IP3 для многокаскадных схем дает значение IP3=+31dBm для смесителя и +23dBm для первого каскада УПЧ. Таким образом ставить в post-mixer amplifier что-то более сильноточное и с большей динамикой (например те же КП903 или четверку J310) не имеет смысла - динамика будет ограничена на уровне +31dBm применяемым смесителем и прибавка в ДД не превысит 3dB, что на мой взгляд непринципиально. Я считаю что примененный фронтэнд является сбалансированным с точки зрения динамики и простоты. Попытки увеличить ДД приведут к непропорциональному усложнению схемы.


Top
 Profile  
 
PostPosted: 26 Dec 2018, 00:29 
Offline

Joined: 06 Oct 2018, 16:38
Posts: 1
Позывной: sp9mrn
looks promising. ;-)
Happy New Year

MAc
sp9mrn


Top
 Profile  
 
PostPosted: 07 Jan 2019, 10:36 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 21:00
Posts: 452
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Потихоньку движемся дальше. Плата ДПФ для Изюминки в процессе намотки и запуска
5 основных диапазонов - 80/40/20/15/10. Коммутация на FSA3157. Аттенюатор на 20дб. УВЧ нет, т.к. на мой взгляд смысла в нем нет - чувствительности тракта и так хватает

Attachment:
DSCF6058_sm.jpg
DSCF6058_sm.jpg [ 131.82 KiB | Viewed 2634 times ]


Top
 Profile  
 
PostPosted: 03 Mar 2019, 19:07 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 21:00
Posts: 452
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Во многих знаниях многие печали. Имея вольтметр и ГСС ты радуешся что ДПФ пропускают полезный сигнал. Имея NWT с динамикой в 60дб ты радуешся что твои ДПФ таки полосовые. Но имея NWT с динамикой под 80дб ты понимаешь что с подавлением за полосой пропускания не всегда так все радужно как тебе рисует RFSimm :)

Изначально планировались достаточно "узкие" трехзвенные ДПФ. Типовая схема и результат симуляции в RFSim для фильтра на 14МГц

Attachment:
2019-03-03 at 19-45-10.png
2019-03-03 at 19-45-10.png [ 87.03 KiB | Viewed 660 times ]


А вот реальная АЧХ фильтра собранного на макетке

Attachment:
2019-01-12 at 16-26-03.png
2019-01-12 at 16-26-03.png [ 110.74 KiB | Viewed 660 times ]


Внчале фильтр был подключен к NWT просто короткими проводами по 10см длиной. АЧХ красного цвета. Жесть. Не вопрос, взял два кусочка коаксиала и подключил фильтр как положено. На макетке обратная сторона - цельная фольга. В зависимости от того подключать ли ее к земле или оставить висеть в воздухе АЧХ получается существенно разная - черный и синий графики. Если удалить фользу с обратной стороны то ситуация особо не улучшается - зеленый и синий графики на АЧХ чуть ниже. Еще немного подолбавшись с этой топологией я пришел к выводу что она существенно зависит от конструктивных емкостей.

Так как печатка была уже сделана и существенно ее переделывать не хотелось, то пораскинув мозгами решено было использовать достаточно близкую по схемотехнике топологию

Attachment:
2019-03-03 at 20-02-58.png
2019-03-03 at 20-02-58.png [ 2.89 KiB | Viewed 660 times ]


Использовав те же самые индуктивности на 3.85uH на той же макетке была сходу получена следующая АЧХ (черная линия)

Attachment:
2019-01-14 at 01-29-41.png
2019-01-14 at 01-29-41.png [ 106.08 KiB | Viewed 660 times ]


Видно что полоса пропускания увеличилась, но подавление в районе зеркального канала (14+2*9=32МГц) существенно улучшилось. Данная топология оказалась гораздо более "дуракоустойчивая" к реализации и конструктивным емкостям.
Так как никакой информации по расчету подобных фильтров найти не удалось (хотя есть примеры двухзвенных фильтров) то пришлось выдумывать свою [1]. Данная топология достаточно легко настраивается просто по максимуму на центральной частоте полосы пропускания - при этом форма АЧХ получается приемлемая. Это позволяет рекомендовать ее к повторению в случае отсутствия измерительных приборов типа NWT.

1. T-образные полосовые фильтры, UR5FFR


Top
 Profile  
 
PostPosted: 05 Mar 2019, 21:19 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 21:00
Posts: 452
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
ДПФ собран на стандартных "полосатых" дросселях. Для коммутации используются FSA3157. Фильтры рассчитаны на 5 основных диапазонов: 80/40/20/15/10м. Есть аттенюатор на 20дб. УВЧ нет.

Attachment:
Schematic_BPF-Raisin-DX-1.0_Sheet-1_20190305214004.png
Schematic_BPF-Raisin-DX-1.0_Sheet-1_20190305214004.png [ 141.81 KiB | Viewed 577 times ]


Фото собранной платы

Attachment:
DSCF6094_sm.jpg
DSCF6094_sm.jpg [ 107.87 KiB | Viewed 577 times ]


Attachment:
DSCF6092_sm.jpg
DSCF6092_sm.jpg [ 113.67 KiB | Viewed 577 times ]


Подстроечные конденсаторы - отечественная керамика КТ4-23 4/15пф. Можно применить импортные или любые другие которые есть в наличии. Индуктивности - стандартные дросселя или самодельные на кольцах/каркасах.
Чтобы устранить "пролаз" между индуктивностями установлены экранирующие перегородки.
Настройка фильтров производится по максимуму коэффициента передачи на центральной частоте каждого диапазона.
Получившееся затухание не превышает 3-4дб. При этом сами коммутаторы вносят 1дб (по 0.3дб на ключ) и фильтры имеют 2-3дб. АЧХ фильтров:

Attachment:
2019-03-04 at 01-42-11.png
2019-03-04 at 01-42-11.png [ 92.97 KiB | Viewed 577 times ]


Печатка разрабатывалась под ЛУТ и доступна для модификации на сервисе EasyEDA: BPF Raisin DX 1.0. Так же комплект для изготовления печаток в архиве

Attachment:
2019-03-05 at 21-54-17.png
2019-03-05 at 21-54-17.png [ 106.62 KiB | Viewed 577 times ]


Attachments:
BPF Raisin DX 1.0.zip [672.69 KiB]
Downloaded 57 times
Top
 Profile  
 
Display posts from previous:  Sort by  
Post new topic Reply to topic  [ 6 posts ] 

All times are UTC + 2 hours


Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 0 guests


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