Настало время и желание погрузится в этот удивительный мир SDR (программно управляемое радио) и цифровой обработки сигналов! Отличие от аналоговой техники простое, вся обработка сигналов, фильтрация, усиление, демодуляция/модуляция и прочее, выполняется математикой, читай программным кодом. Цель — построить несложный, не дорогой, компактный SDR КВ трансивер. А так как мне не совсем интересно просто взять отработанную схему и повторить ее, решил погрузится в теорию.
В качестве входной части была выбрана схема детектора Dan Tayloe, N7VE, останавливаться на принципе ее работы не буду, все хорошо расписано автором, отмечу только то, что данная схема имеет очень не плохие характеристики как по чувствительности так и по шуму, а самое главное копеечную цену компонентов, вот авторская схема
а вот перевод авторской статьи
Для дальнейших экспериментов был собран стенд на «дырчатой» макетке и паре платок-переходников на базе тактового генератора SI5351 и микроконтроллера STM32F401CCU6
Все это дело как то заработало, даже удалось вывести звук с простой обработкой через STM32 и ЦАП PCM5102. Но и тут же пришло понимание, что прежде чем переходить непосредственно к ЦОС, надо получить пригодный для этой обработки сигнал. Изначально, для усиления сигнала с выходов детектора Тейло, была применена схема на операционных усилителях NE5532 от Александра R2AUK, которую автор успешно применяет в CW трансивере. После долгих экспериментов и обсуждений с опытной публикой на форуме cqham.ru, а именно благодаря рекомендациям Олега ака Oleg 9, была применена схема инструментального усилителя на трех NE5532
что это дало? В первую очередь данная схема хорошо подавляет синфазные сигналы, что видно на симуляции ниже
Второе, при использовании программы HDSDR не потребовалась калибровка разбаланса сигналов IQ на выходах ОУ, это видно на скрине ниже
Так же замечу, что станции принимаются просто шикарно, да эмоции прут! Детектор Тейло на самом деле имеет низкий собственный уровень шума.
Но как быть с питанием, ведь конструкция планируется носимой, а значит должна иметь низкое энергопотребление, для примененных ОУ требуется питание минимум 10в. Так же по совету опытных коллег, была применена схема на ОУ TS972, эти микросхемы могут спокойно работать от 3,3в и имеют меньший уровень шума. Подобная схема применена в известном приемнике «Белка DX/DSP».
Для дальнейших экспериментов, была разработана следующая схема стенда уже на печатной плате, все таки отсутствие нормальной «земли» на «дырчатой» макетке очень сильно сказывается не в лучшую сторону
Эта схема позволяет использовать два выше озвученных ОУ при разном питании. Мультиплексор FST3253 при питании ниже 5в уже не работает как надо, поэтому можно использовать низковольтный аналог SN74CBTLV3253. Т.е. на плате предусмотрено использование двух вариантов микросхем и два варианта питания 10в или 5в.
Теперь о включении входного трансформатора. Сколько было обсуждений на эту тему….. На плате теперь есть возможность реализовать один из двух вариантов включения трансформатора, просто запаивая перемычки в необходимой конфигурации, т.е. плату курочить не надо будет!
Первый вариант включения трансформатора, классический
в требуемой полосе частот потери копеечные. Oleg 9 подсказал вариант с повышающим трансформатором, как он сказал +5dB усиления на халяву :-), на симуляции это все подтвердилось
теория это все хорошо, а как же будет на практике, а вот что
сигнал с генератора через аттенюатор с уровнем -20dB заведен на вход схемы, на выходе схемы наблюдаем халявные +5dB усиления! На «дырчатом» макете все не так как хотелось бы с таким вариантом трансформатора. Потому было принято решение дождаться плат с Китая, собрать два варианта с питанием 10в и 5в, на ОУ NE5532 и TS972 соответственно, сравнить их в боевых условиях.
По поводу чем выполнять ЦОС, опытные коллеги меня почти переубедили, что применять АЦП STM32 не совсем хороший вариант, с более лучшими результатами будет применение аудиокодека, есть варианты и по маленькой цене. Потому на плате также предусмотрены выходы как для подключения АЦП STM32, так и для подключения аудиокодеков. Будем сравнивать на практике!
Продолжение следует…
73!