Синтезатор для SDR

SDR
SDR синтезатор RZ6FY,модуль сопряжения с com портом на PIC16F628A


Страница разработки модуля сопряжения простого синтезатора разработки RZ6FY с программой «Power SDR».
Первая версия модуля для полной совместимости с программой RZ6FY третьей версии.

Особая благодарность UT3MK за оказанную помощь и содействие!.

Модуль сопряжения Версия 1.00

Схема синтезатора, к которой разрабатывался данный модуль сопряжения здесь.
Печатная плата синтезатора здесь. Откоректированная схема, взятая из интернета, с доработками предоставленная Юрием UT3MK, печатная плата почти неизменяется , все элементы навесным монтажом ! здесь
Данная конструкция предусматривала возможность подключения синтезатора непосредственно к программе «Power SDR» по любому из определённых в настройках com порту.

 

Страница будет разрабатываться с постоянной выкладкой свежей информации по мере наработки !.


Целью разработки устройства сопряжения с программой «Power SDR» — это исключить дополнительную программу управления по CAT пр протоколу синтезатором,что позволит подключить его непосредственно к ком порту по нуль модемному кабелю ( 3 сигнала RX,TXи GND ).Сделать управление PTT от микроконтроллера,тем самым освободив порт LM7001 для введения дополнительных диапазонов ( до 7, вместо 3).Ввести передачу команд от микроконтроллера к программе «Power SDR» для управления ее режимами — это даст возможность работы как с внешним валкодером, а также автономной работы (без поддержки CAT протокола для использования синтезатора с другими программами без поддержки CAT протокола такими как, Winrad, SDradio, Dream. Дополнительно можно реализовать переключение диапазонных фильтров, управление внешним усилителем мощности, а также УВЧ для высокочастотных диапазонов. Данное устройство можно применять и без компьютера при использовании варианта с валкодером для отдельного синтезатора самодельных конструкций трансиверов. Начальная версия программы 1.00 разрабатывается с учетом не внесения никаких изменений в конструкцию синтезатора со сдвиговым регистром здесь. За основу был взят микроконтроллер PIC16F628A благодаря своей доступности и дешевизне. Наличие интегрированного USART также говорит в его пользу! Микроконтроллер посылает запрос программе «Power SDR» в формате CAT протокола о существующей частоте и режиме PTT командой (IF;), получив ответ, обрабатывает его, определяя диапазон, режим PTT и пересчитав коэффициент деления, посылает его на сдвиговый регистр 74HC595 и LM7001. Запрос и установка идет непрерывно! В режиме TX передается поправка на ПЧ , т.е. здесь алгоритм аналогичный программе RZ6FY.
Для экспериментов была собрана простая конструкция модуля.
Схема модуля сопряжения для версии 1.00
Она взята за базовую основу и в дальнейшем путем добавления дополнительных элементов дешифратора ( для расширения до 7 диапазонов К555ИД10 )и других , планируется довести до описанных выше параметров.Кнопки S1 и S2 можно не устанавливать, тем самым освободив порты для других целей. Светодиод «PTT» — отображает переход трансивера в режим передачи. Светодиод «CAT» — наличие связи модуля с программой «Power SDR». Питание модуля можно пустить по тому же кабелю связи с синтезатором , используя при этом свободный вывод разъёма. Как и обещал выкладывать информацию в процессе разработки . Версия 1.00
Прошивка модуля сопряжения PIC16F628 версии 1.00
1
В схеме синтезатора кварц необходимо заменить на 8.000 мГц!!! В настройках программы «Power SDR» установить режим SDR-1000, в CAT Control — свободный ком порт и скорость 19200. Данная замена была произведена для удобства в расчётах, основная сетка в данном случае = 10кГц. С учётом деления на диапазонах 14мГц=2.5кГц; 7мГц=1.25кГц; 3.5мГц=0.625кГц (без учёта сдвигового регистра). Со сдвиговым регистром на 14мГц=10Гц;7мгц=5Гц;3.5=2.5Гц В этой версии реализовано управление модулем на 3 диапазонах: 14.0/7,0/3.5 (дальнейшее расширение до диапазона 1.8 требует установки еще одного делителя), управление PTT через порт микроконтроллера, освободившийся вывод LM7001,впоследствии будем использовать для дополнительного деления на 2. Работает индикатор «CAT» — протокола, который показывает наличие связи с программой «Power SDR», скорость обмена с программой по ком порту 19200бод. Для следующих версий модуля будет изменена схема модуля, добавлен дешифратор диапазонов (9), а в сам синтезатор добавлен еще делитель частоты для 1.8 мГц. Нужно отдать должное Юрию UT3MK, который помогает мне в этом проекте. Он разрабатывает и тестирует электронику, ну а я пишу программу для микроконтроллера, одному мне катастрофически не хватает времени! Вот он уже и сделал доработки к модулю, а также развел печатную плату,которые я и выкладываю. Я думаю, пояснений к ним не нужно! Все програмное обеспечение полностью совместимо!
Отработана и проверена 2 версия поддерживающая диапазон 160 метров


Модуль Сопряжения Версия 1.02
С ПОДДЕРЖКОЙ ДИАПАЗОНА 160 МЕТРОВ .


Прошивка модуля с поддержкой 160 м. PIC16F628 версии 1.02
Печатная плата модуля

Схема модуля

Схема синтезатора

На этом разработка первой версии модуля(без переделки схемы синтезатора завершена).
Следующим этапом будет разработка отдельного синтезатора.
В этой версии реализуется поддержка всех диапазонов ,кроме 50 мГц.
Вот раскладка по диапазонам ,К-деления и частоте гуна,всего используется 3 гуна.

10 метров К.ДЕЛ.4 ГУН-3 диапазон 10 112-120 МГЦ
12 метров К.ДЕЛ.4 ГУН-2 диапазон 12 96-100 МГЦ
15 метров К.ДЕЛ.4 ГУН-2 диапазон 15 84-86 МГЦ
17 метров К.ДЕЛ.4 ГУН-2 диапазон 17 72-73 МГЦ — ОЧЕНЬ ТЯЖЕЛО!! НО МОЖНО
20 метров К.ДЕЛ.4 ГУН-1 диапазон 20 56-8 МГЦ
30 метров К.ДЕЛ.8 ГУН-2 диапазон 30 80-81 МГЦ
40 метров К.ДЕЛ.8 ГУН-1 Диапазон 40 56-59 МГЦ
60 метров K.ДЕЛ.16 ГУН-2 диапазон 60 80 -96 МГЦ
80 метров К.ДЕЛ.16 ГУН-1 диапазон 80 56-64 МГЦ
160 метров К.ДЕЛ.32 ГУН-1 диапазон 160 56-64 МГЦ
Это будет новая конструкция ,объединяющая на одной плате синтезатор и модуль сопряжения. Разработкой печатной платы и корректировкой тестовой схемы в данный момент занимается Юрий (UT3MK)


КОНСТРУКЦИЯ СИНТЕЗАТОРА ДЛЯ ВСЕХ ДИАПАЗОНОВ .
 

Внешний вид конструкции синтезатора

Обзорный вид

Вид сверху

Вид со стороны печати



Прошивка PIC16F628 Синтезатор на все диапазоны

Печатная плата синтезатора (исправлена!)

Кто решил сделать двухстороннюю печатную плату-рекомендации!

Схема синтезатора (исправлена!)

Схема синтезатора формат » gif «

!!!!! Приносим свои извинения, по ошибке была выложена печатная плата под LM7000 на которой были ошибки по пинам этой микросхемы. Файлы схемы и печатной платы исправлены, для тех кто уже изготовил плату по ранее выложенным документам рекомендую внести небольшие изменения в печатной плате

 


Синтезатор на все радиолюбительские диапазоны отлажен и проверен! В этом еще раз хочу выразить благодарность UT3MK Юрию, он проделал громадную работу по разработке этого варианта. Как и планировалось, синтезатор поддерживает все радиолюбительские диапазоны до 50 мГц. Конструкция выполнена в виде моноблока вместе с модулем сопряжения на одной плате.При использовании программы «Power SDR» , последняя имеет диапазон 60 метров , тоже реализована поддержка этого диапазона.


Рекомендации по наладке собранной схемы :
(материал подготовлен Юрием UT3MK)


Настройка синтезатора.
Описывать изготовления платы, я не буду,а опишу пошагово, как настроить и запустить синтезатор. После сборки схемы, в первую очередь, нужно проверить работу связи компьютера с синтезатором. Для этого, необходимо подключиться через прямой СОМ кабель на любой свободный порт. В меню программы POWERSDR SETUP/CAT CONTROL устьанавливаем PORT =COM1, BAUD=19200 активируем порт птичкой.

Все остальное оставляем по умолчанию. Если на синтезаторе светодиод САТ периодически вспыхивает, значит, связи нет. Если светится САТ постоянно, значит, все работает правильно. В противном случае надо проверить работу транзисторов VT1 и VT2. Их рекомендуется ставить КТ-315 с буквой А. Если устанавливать с буквой Б, то резисторы R3 и R2 уменьшить в два раза. В этом узле прекрасно работают КТ-3102, без изменения в схеме. Следующим шагом проверки – это правильность работы узла переключателя полосовых фильтров, на 155ИД10 (DD2). При переборе диапазонов в программе PSDR, на выходе микросхемы DD2 ножки от 1 до 10, должен выбираться низким уровнем (0), нужный вам диапазон. На 11 ножке дополнительно выведен диапазон 60 метров. Кто пожелает, может и его включить в работу своего синтезатора. Настроек в этом узле нет. Напомню, что реле, которые будут подключены к DD2, должны быть шунтированы диодами как в примере. Следующим шагом — проверка работы HC595. Выставляем частоту на шкале PSDR с нулевым “хвостом”, к примеру, 7100000. Изменяя ее значение на 7099999, следим, как изменится напряжение в точке — (А) (подстроечный резистор 100 к ). В этот момент должен быть резкий бросок напряжения. Это связано с тем, что HC595 перешла с минимального дешифрации на максимальное. При плавном увеличении частоты 7100000 с шагом 10 Гц, напряжение в точке А будет медленно изменяться в пределах от 0.5 до 4V и при переходе коэффициента деления с 256 на 0 резко упадет до минимума. Размах амплитуды в точке А изменяется резистором RP1 — 100 к от 2.5 до 4 вольт. Переходим к проверке правильности работы кварцевого генератора (ОКГ ). Ток транзистора ОКГ устанавливается R51 около 10 мА. С запуском его на генерацию сложности нет. А вот с укладкой в частоту расстройки (2.5 кГц), у многих возникают проблемы. Кварц лучше всего использовать типа “лодочка”. Или по крайней мере -малогабаритные. Катушка L5 взята от ПЧ радиоприемника диаметр каркаса 6.8 мм, высота 15 мм. Сердечник подбирал по принципу максимального увода частоты кварца. Им оказался сердечник ~600 нн. d-2.8 мм, с 5 мм полиэтиленовым наконечником. С этим сердечником, катушка имеет индуктивность около 20-25 мГн. Наматываем с вершины катушки 50–60 вит ., укладывая их виток к витку. А не поместившиеся витки, в навал или слоями. Провод любой, диаметром 0.15 – 0.3 мм Следующий шаг. В схему внесены дополнения на элементе инверсии 561лн2, а точнее — это то, от чего ранее отказались. Это позволило стабилизировать к.деления по диапазонам. Можно было и прошивку перешерстить, но два фторопластовых провода куда надежней, чем очередная прошивки. Для этого, надо разрезать дорожку между 13 ножкой 74AC74-2 и 9 ножкой LM7001. В разрезе установить свободный элемент 561ЛН2 ножки 13 и 12. Все дополнения выделены на схеме красным цветом. А на печатке фторопластовый провод помечен желтым цветом.

После этих изменений, проверяем правильность переключения делителей на 74AC74-1 74AC74-2 и 74AC74. В таблице выложены уровни сигналов и коэф. деления по диапазонам. В программе PSDR переключаем диапазоны и смотрим, как будут меняться уровни на входах (1,13,1) микросхем делителей 74АС74.

ТАБЛИЦА:

 

СХЕМА СИНТЕЗАТОРА:

Следующий шаг – это, как запустить диапазонный ГУН. Посмотрите на схему, все, что отмечено красным цветом, улучшит запуск генератора и главное увеличит генерируемую амплитуду. С этими изменениями генератор запускается очень легко, и амплитуда генерируемого сигнала стала одинакова на всех диапазонах. Замените все резисторы и конденсаторы согласно поправок. Можете проконтролировать ток транзисторов по контрольным точкам. Дроссель DR6 подключается с обратной стороны катушек, что позволило снизить емкостную нагрузку на ГУН. Это позволило увеличить количество витков на катушках ГУН. Настройка генератора начинается с катушек на диапазоны 160,80,40,20 – это максимальное количество витков. Мотаем 13 витков проводом 0.3 -0.47 мм на оправке 4 мм и плотно их сжимаем виток к витку. Подпаиваем эту катушку на крайние точки подключения схемы (С40,С41). В программе PSDR выбираем любой из выше перечисленных диапазонов (пример-160 м). Тестером, меряем напряжение в точке (Б), возле транзистора КТ-3102. Начинаем медленно раздвигать, диэлектриком, витки катушки ГУН и одновременно контролируем показания вольтметра. Если частота ошибочная, то в точке (Б) будет 0v или около 9V. При подходе к нужной частоте, напряжение будет плавно подыматься (опускаться) – это, значит, начат захват петли ФАПЧ. Половина напряжения должна соответствовать середине любительского диапазона (пример 1850 кГц – 4.5V). На остальных диапазонах, этой группы, частота попадет автоматически. Теперь мы знаем, какое количество витков катушки ГУН нам надо. Для настройки другого ГУНА, нам придется выпаять эту катушку и намотать следующую, только с уменьшив количество на два или три витка. На шкале PSDR выбрать следующий 17 метр. диапазон и повторить всю процедуру как описано выше. И так на все диапазонные группы. Имея четыре катушки, мы знаем сколько надо витков на каждом диапазоне. Запаиваем катушку с максимальным количеством витков и делаем выводы на диоды КД409 согласно данных, полученных ранее. Если есть в наличии частотомер, то он многим облегчит процесс настройки частоты ГУН. Для этого, надо его подключить на выход синтезатор (5 нога 74АС47) и производить замер. Только учтите, что частота в этой точка должна быть равна частоте PSDR умноженной на 4. Пример: 3500 кГц*4=14000 кГц. После всех этих настроек, синтезатор готов к работе. Единственное, что осталось так — это совместить частоту на панели PSDR и синтезатора. Как его откалибровать? Первым делом, для этого надо иметь идеальный генератор… Сомневаюсь, что многие его имеют. Поэтому, включаем 40 метров и ищем вещательную станцию, благо они там еще есть.

Вещалки стоят по частоте с шагом кратной 5 кГц. Устанавливаемся на любую АМ и включаем в программе PSDR режим DSB. На шкале монитора подгоняем точно по нулям частоту кратную 5 кГц (7100000,7105000,7110000,7115000…) и шагом на PSDR в 1-10 Гц. Только обязательно надо быть уверенным, что АМ стоит без сдвига частоты. Не забудьте, в PSDR выставить ПЧ 10000 Гц. Это очень важно!!!!

Шпичек (всплеск синусоиды на панели PSDR) несущей АМ станции будет стоять чуть в стороне – это и есть погрешность синтезатора. Устраняем не совпадение, вращением сердечника катушки L5 пока шпичек не станет по центру красной линии и появится нулевые биения по звуку. Но этого не достаточно. Следующим шагом настройки – это понижение частоты скачком на 10Гц и смотрим, как при этом прыгнет шпичек. Если бросок очень большой и уход частоты больше 10 Гц, надо вращать подстроечный резистор RP1(100 к). Подгоняя им шпичек почти до нулевых биений, а остаток частоты догоняем уже сердечником. Возвращаем частоту PSDR на прежнее 0000 положение и смотрим как и куда прыгнул шпичек. Возможен вариант, что вы много накрутили резистором и частота вместо того, что бы повысилась, она слишком понизилась — перебор. Крутим сердечник и загоняем шпичек несущей на нулевые биения. Эту операцию надо повторить несколько раз, меняя частоту на PSDR в пределах броска 10 Гц. Эта процедура схожа с балансировкой смесителя на модуляторе в UW3DI…. Быстрота настройки зависит от того, как быстро поймете, что от вас требуется. В конечном результате, при понижении частоты, например с 7150000 Гц  до 7149990 Гц, Вы практически не должны заметить броска частоты и изменения звука в телефонах. Это мы получили точность близкую к 10 Гц, а если кто желает точней, включайте шаг 1 Гц в PSDR и повторите выше сказанное с большей точностью. Но я не советую, кварц дрейфует в этих пределах, и ваш труд будет напрасным. Из того, что описано выше, можно взять на вооружение и для настройки синтезатора Павла RZ6FY.