UR5FFR

Радиолюбительские конструкции и программы
It is currently 08 Aug 2022, 01:14

All times are UTC + 2 hours [ DST ]




Post new topic Reply to topic  [ 20 posts ]  Go to page 1, 2  Next
Author Message
PostPosted: 03 Dec 2020, 01:12 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 22:00
Posts: 1796
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Проект в стадии разработки. Информация дополняется

Сигнальные процессоры стали не только доступны и дешевы, но и сравнительно просты в программировании. Уже есть примеры использования их в любительских конструкциях (например Белка-DSP). Но хотелось чего-то более функционального и с передачей конечно же.

Данный проект изначально задумывался как гибридный тракт с цифровой обработкой сигнала. Поэтому искать схему Altair'а без DSP безсмысленно :) По структуре это супергетеродин с ПЧ 24.573MHz. Выбор такой высокой ПЧ позволил существенно упростить входные фильтры и свести их к двум полосовым фильтрам которые перекрывают 2-14MHz и 14-30MHz.

Применен модифицированный смеситель Брагина RZ4HK. Впервые этот вариант смесителя был описан в моей статье "Пассивные смесители" в 2013. После смесителя сигнал через диплексер поступает на кварцевый QER фильтр шириной 10kHz. Выбор такой широкой полосы обусловлен желанием иметь не только SSB, но и АМ. Согласование фильтра выполнено с помощью Г-цепочек. Фильтр собран из купленных на али кварцев на частоту 24.573MHz в корпусе "лодочка". Отбор и замер производился с помощью NWT.

После фильтра сигнал усиливается двухкаскадным УПЧ и подается на второй смеситель на FSA3157. В УПЧ работают транзисторы BFR93 при токе коллектора 20мА. На плате предусмотрена возможность для установки BFG541. Вторая ПЧ ультразвуковая 15кГц. Сигнал второй ПЧ подается на процессор цифровой обработки сигнала ADAU1761. Для защиты от перегрузок и расширения динамического диапазона в тракте работает контур АРУ D3D4D5D6Q14. Срабатывает он при уровне сигнала на входе DSP выше 500мв и защищает DSP от перегрузки.

Attachment:
Schematic_TRX-Altair-DSP-Main.png
Schematic_TRX-Altair-DSP-Main.png [ 321.67 KiB | Viewed 8609 times ]


Блок фильтров имеет отключаемый аттенюатор и УВЧ. Режекторный контур L14C51 настроен на частоту ПЧ

Attachment:
Schematic_TRX-Altair-DSP-BPF.png
Schematic_TRX-Altair-DSP-BPF.png [ 111.41 KiB | Viewed 8609 times ]


Модуль управления собран на процессоре Atmega128. Применен 1.8" TFT со встроенным конвертором уровней, что упростило схемотехнику. На борту так же есть энергонезависимые часы и EEPROM. Управление - 6ти кнопочная клавиатура и валкодер

Attachment:
Schematic_TRX-Altair-DSP-Display-board.png
Schematic_TRX-Altair-DSP-Display-board.png [ 231.48 KiB | Viewed 8609 times ]


Вся конструкция уместилась на двух платах. Плата управления 10*4см и основная плата с BPF размерами 10*9см.
Энергопотребление - 200мА от 12в


Top
 Profile  
 
PostPosted: 08 Dec 2020, 02:39 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 22:00
Posts: 1796
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Характеристики по модам

SSB полоса пропускания 300Гц...1500-3500Гц с шагом 100Гц
CW центральная частота 700Гц. Полоса пропускания 100-500Гц с шагом 100Гц. в полосе пропускания вершина плоская или выпуклая с завалом 6-10дб по краям
DIGI полоса пропускания 300-600Гц...1000-3500Гц с шагом 100Гц
AM полоса пропускания 100Гц...3000-5000Гц с шагом 500Гц

Изменение фильтров в меню реалтаймовое - то есть меняем валкодером полосу и сразу слышим как меняется сигнал.
Реализованы две системы АРУ. Одна классическая для АМ. Вторая для SSB - АРУ по шумовой дорожке + компрессор.


Top
 Profile  
 
PostPosted: 08 Dec 2020, 15:05 
Offline

Joined: 08 Dec 2020, 15:04
Posts: 1
Позывной: UR5WPR
Доброго дня, є в наявності плати даного трансівера?


Top
 Profile  
 
PostPosted: 08 Dec 2020, 17:39 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 22:00
Posts: 1796
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Платы то есть, но без прошивки они не имеют никакого смысла. А вот с прошивкой еще идет работа - выкладывать сырое и полурабочее я не буду. Ждите. В январе наверное будет первый релиз. Пока могу фотками поделиться

Attachment:
altair_dsp_1.jpg
altair_dsp_1.jpg [ 173.48 KiB | Viewed 8337 times ]


Attachment:
altair_dsp_4.jpg
altair_dsp_4.jpg [ 77.91 KiB | Viewed 8337 times ]


Attachment:
altair_dsp_2.jpg
altair_dsp_2.jpg [ 99.31 KiB | Viewed 8337 times ]


Top
 Profile  
 
PostPosted: 06 Feb 2021, 10:47 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 22:00
Posts: 1796
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Ресурсов в 1761 не так много - длина программы 1000 инструкций. Воюя с нехваткой места и ару решился на кардинальный шаг - всю логику ару вынес и реализовал в атемеге. В адау от ару осталось по минимуму - пиковый детектор и два каскада усиления. Атмега с интервалом 5мсек считывает показания пикового детектора, рассчитывает и выставляет новый коэффициент усиления. Были сомнения в том хватит ли быстродействия. Но оказалось что все очень даже неплохо работает.
Разгрузка адау позволила реализовать более навороченную логику работы быстрой ару с задержкой и адаптивным временем отпускания, а так же отдельную логику ару для АМ сигналов.


Top
 Profile  
 
PostPosted: 08 Feb 2021, 16:22 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 22:00
Posts: 1796
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Разбирался с подчеркнуто-высокочастотным звучанием. Архитектура тракта исключительно фильтровая, используются фильтры Чебышева максимального 20го порядка. И вот выяснилось что Чебышев тип I совершенно не совместим с моими ушами при таком порядке. Вот спектр белого шума прошедшего через LPF+HPF

Attachment:
chebychev_hpf1_lpf1.png
chebychev_hpf1_lpf1.png [ 9.51 KiB | Viewed 7164 times ]


Эти "уши" на частотах среза - артефакты которые выдает Чебышев I. Первым делом заменил LPF на Чебышев II - стало лучше справа. Но слева все еще торчит одно "ухо"

Attachment:
chebychev_hpf1_lpf2.png
chebychev_hpf1_lpf2.png [ 8.92 KiB | Viewed 7164 times ]


Замена HPF так же на Чебышев II полностью выровняла спектр

Attachment:
chebychev_hpf2_lpf2.png
chebychev_hpf2_lpf2.png [ 7.8 KiB | Viewed 7164 times ]


Top
 Profile  
 
PostPosted: 08 Feb 2021, 18:43 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 22:00
Posts: 1796
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Синтетический тест работы АРУ.

Оценивалась работа самого алгоритма АРУ в цифре. Поэтому сетап был такой - в самой ADAU был сделан источник тестового сигнала который включал в себя генератор белого шума и двухтональный генератор на частоты 1.2кГц и 1.5кГц. Двухтональный генератор модулировался по амплитуде и формировал посылки длительностью 1сек с паузой между посылками 3сек. Амплитуда каждой посылки увеличивалась на 10дб по отношению к предыдущей.

Первые две посылки не приводят к срабатыванию АРУ.

Attachment:
twotone_agc_off.png
twotone_agc_off.png [ 16.77 KiB | Viewed 7140 times ]


Треться выше уровня срабатывания АРУ на 5дб, четвертая посылка соответственно выше на 15дб

Attachment:
twotone_agc_15.png
twotone_agc_15.png [ 17.59 KiB | Viewed 7140 times ]


Последняя посылка выше порога срабатывания АРУ на 65дб

Attachment:
twotone_agc_65.png
twotone_agc_65.png [ 17.15 KiB | Viewed 7140 times ]


Ну и сама запись
Attachment:
agc_test.mp3 [225.31 KiB]
Downloaded 418 times


Top
 Profile  
 
PostPosted: 08 Feb 2021, 20:12 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 22:00
Posts: 1796
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
На 80ке пусто, буду писать пока шумы. В атаче шум диапазона, По кругу включается аттенюатор, преамп, и выключаются. АРУ по шумовой дорожке очень быстро отслеживает изменения. Аналогичная картина при переходе с диапазона на диапазон - система адаптируется к уровню шума. Переходной процесс имеет длительность порядка полсекунды и по ушам не бьет

Attachment:
noise_att_pre.png
noise_att_pre.png [ 2.27 KiB | Viewed 7148 times ]


Attachments:
noise_att_pre.mp3 [168.67 KiB]
Downloaded 370 times
Top
 Profile  
 
PostPosted: 10 Feb 2021, 18:40 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 22:00
Posts: 1796
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
Записал 40м. Шум диапазона 7 балов. На громкие станции отрабатывает АРУ

Attachment:
1002_1640_40m.mp3 [1.44 MiB]
Downloaded 448 times


Чуть позже перешел на 80ку. Шум выше - 8-9 балов, включен аттенюатор. В конце записи после 10й мин примерно переключаюсь между двумя частотами

Attachment:
1002_1715_80m.mp3 [4.48 MiB]
Downloaded 396 times


По сравнению с версией со старыми цифровыми фильтрами звучание стало гораздо лучше - нет настолько сильно подчеркнутых искажений на частотах среза


Top
 Profile  
 
PostPosted: 11 Feb 2021, 00:49 
Offline
Site Admin

Joined: 21 Apr 2012, 22:00
Posts: 1796
Location: Odessa
Позывной: UR5FFR
80ка, шум 9 балов. В течении записи меняется порог срабатывания АРУ, который по сути определяет динамический диапазон сигналов на выходе. В начале он дефолтный (порядка 10-12дб), далее понижается на 6дб, потом на 10дб, потом восстанавливается до -3дб относительно дефолтного и в конце возвращается на порог по умолчанию.
Слышно что максимальный уровень сигнала не изменяется, но при уменьшении ДД повышается уровень шума в паузах вплоть до основного сигнала

Attachment:
1002_2325_80m.mp3 [2.19 MiB]
Downloaded 385 times


Важно, что порог срабатывания выставляется не в абсолютном значении уровня, а в относительном и привязан к уровню шума диапазона. Специальный контур АРУ отслеживает изменение шумовой дорожки при смене диапазона либо просто в течении времени. Таким образом при смене диапазона или условий приема независимо от абсолютного уровня шума динамический диапазон на выходе будет ограничен на уровне заданного. В этом существенное отличие задания относительного порога от привычных ручек "Усиление ПЧ" и т.п. которыми обычно в аналоговых трактах регулируют порог срабатывания АРУ


Top
 Profile  
 
Display posts from previous:  Sort by  
Post new topic Reply to topic  [ 20 posts ]  Go to page 1, 2  Next

All times are UTC + 2 hours [ DST ]


Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 2 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:  
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group