К расчету параметров тракта (SDR) приемника 2

Когда параметры посчитаны на бумаге, хочется проверить свои выкладки, если не на живом железе, то хотя бы в программе-симуляторе. Подсказали про такую штуку, как ADIsimRF. Симулятор от AD для своих же микросхем. Под wine судя по всему работает.

К расчету параметров тракта (SDR) приемника

Прилагаю ссылку на главу "RF system design" из книги "Digital Radio Systems on a Chip - A Systems Approach", в которой довольно доступно (и с формулами!) объясняются такие базовые вещи как шумы, интермодуляция и пр., а также приведены подробные формулы для их расчета. В общем полезно.

RF system design

Возобновление работ по SDR

После долгого перерыва решил возобновить рисование схемы и платы SDR-приемника. Пока появилось свободное время (а  всего оно опять исчезнет в ближайшем будущем). Посмотрев на начатую когда-то разводку, решил снести ее и проработать схему более тщательно. К великой печали моей случился облом с заказом недорогих печатных плат на www.expert-pcb.ru (сайт закрыт, платы более изготавливаться не будут), ищу другие варианты (может быть "Резонит" или "Вис-плюс"). Один слой можно сделать дома самому, два слоя же хочется отдать на сторону, чтобы была металлизация, зеленка, шелкография и прочее. Если кто знает где можно заказать - прошу в комментарии.

Приступил к трассировке

Завтра принимаю экзамен у студентов. Буду лютовать! Также на шабашном фронте дела наметились к продвижению, это радует.

Исправил ошибки, модифицировал

Найденые ошибки исправлены, внесены изменения в схему, там где это счел нужным. Связался с Алексеем (http://www.expert-pcb.ru) насчет изготовления двуслойной платы. Оказывается можно, только без металлизации переходных (но это не страшно). Так же класс точности улучшился - теперь зазоры и ширину проводников можно делать 0.2. Сначала думал все разместить на одном слое, но попробовав отказался от затеи ибо это нереально для SMD-компонент, ставить thruhole мне не хочется, так как SMD-компонент на работе завались, да и паять их проще. Плюс резистор 0805 выглядит лучше чем МЛТ. Вот что получилось.

Ахтунг! Нашел ошибки.

Как это водится без ошибок в схеме не обошлось. Сижу-исправляю.

Дорисовал схему, приступаю к разводке

Шумовые параметры ОУ

Начал проектировать УНЧ для SDR и столкнулся с проблемой шумов в каскадах усилителя: как считать, какая схема включения лучше (дифференциальный или инструментальный) , шумовое согласование и прочее. Почитал Хоровиц-Хилла, много неясностей, решил спросить у знающих людей. Посоветовали вот такое http://tec.upc.es/ie/AOnoise.pdf Еще нашел занятную книжку Motchenbacher, Connelly "Low noise electronics system design" (на английском) и еще кучу всего на ресурсе http://lord-n.narod.ru/walla.html Недавно удалось заполучить в личное пользование два томика Хоровиц-Хилла. Доволен зело. UPD. В виду отсутствия времени ешил не греть мозг - скопировал НЧ часть у Тасы http://yu1lm.qrpradio.com

Наброски по SDR

Два вечера ковыряния в Eagle. На выходе вот такая схема. По сути перерисовал фазовращатель и смеситель с ТПП "Пилигрим". Осталось дорисовать цепи усилителей квадратурных сигналов I и Q.

Фазовращатель и прочее

Приступил к анализу схемы ТПП "Пилигрим" дабы взять из нее полезные куски, добавить другие и получить в итоге что-то свое. Начал с цифрового фазовращателя, который сделан на сдвиговом регистре 74AC164. С данным фазовращателем можно получить подавление зеркального канала более 60дБ в диапазоне 1-30МГц (при условии что остальные узлы будут выполнены с соответствующим качеством). Тогда как "классическая" схема счетчика на триггерах 74AC74 довольна капризная в плане настройки, и как сообщают, трудно добиться одинаково хорошего подавления зеркального канала в широком диапазоне частот. Этот фазовращатель придуман уже как давно, но при этом не обнаружил в интернете описания SDR, в котором он применялся бы, хотя есть отдельные высказывания на эту тему на радиолюбительских форумах. Ну что же, будем пробовать. Вести с других фронтов не менее радостные. По шабашке дорисовал схему второй платы. На подходе третья плата датчика и можно приступать к трассировке. У студентов занятий сейчас нет, поэтому можно немного расслабиться до начала февраля. Правда на работе сейчас непонятки: надо себя пинать, чтобы что-то сделать. Плохо когда не пинают и нет нормально проект-менеджмента, тогда все зависит от себя самого.

К нам приехал, к нам приехал....

Дорогой SI570. Получил на днях. Том, спасибо!

Опа-опа-опа-па!

Дотянулись руки до платки-макета SDR-приемника. Грешил на генератор. Однако, генератор оказался ни причем - сдох цифровой фазовращатель на 74HC74. Видать не перенес высоких частот. Заменил на КР531ТМ2. Как утверждает документация - это быстродействующая ТТЛШ с временами задержек 3нс. Вроде работает, 14МГц выдает. Осталось затестить в работе. В то же время жду микросхемку синтезатора SI570. Заказал у Томаса KM5H. При этом уже подумываю над окончательной конструкцией приемника. Например, говорят, что плохо использовать триггеры в качестве фазовращателя, лучше сдвиговый регистр (искать схему ТПП "Пилигрим" - там посмотреть как сделан фазовращатель). Ежели делать, то, наверное, стоит делать сразу TRX, за основу взять конструкции YU1LM.

О выборе синтезатора для SDR

Столкнулся с проблемой построения синтезатора для SDR-приемника. Как известно при разработке чего-либо имеется три критерия: дешевизна, качество и время разработки. Знающие дяди говорят, что одновременно можно удовлетворить только двум критериям. В чем я и сам убедился прорабатывая различные варианты построения синтезатора. Итак, что имеем:

1. Синтез на одно-, двухконтурных ФАПЧ, с перестройкой опоры
2. Синтез на софт-DDS в качестве опоры ФАПЧ
3. Синтез на CY27EE16 и прочих
4. Синтез на SI570
5. Синтез на DDS от ADI

Первые два варианта хороши своей дешевизной. Однако, чтобы довести такие вещи до ума и получить приемлимые характеристики, требуется много времени и мозговых усилий. Оба ресурса у меня сейчас заняты. Третий вариант тоже недорогой, быстро покупается, но при этом характеристики такого синтеза  - увы и ах. Слишком велики шумы. Два последних варианта подкупаются быстротой и качеством, однако кусаются ценой. У SI570 еще и доставабельность плохая (но не тут-то было). Однако, как было упомянуто выше, мозговые и временные ресурсы ограничены, поэтому выбор пал на SI570. Ибо доставабельность доставабельностью, но корпус у нее для домашних поделий лучше, чем у ADIшных DDS-ов. По шумам оба варината примерно одинаковы, ну по крайней мере для меня (специалисты утверждают, что DDS-ы все таки лучше). Так что вот. Скоро попробую заказать и буду ждать чудо-микросхемки.

Новости эмбеддерской жизни

Плохая новость: сгорел генератор на 56.664МГц. Это печалит. Видать сам Бог велел делать синтезатор частоты. Изучаю основы PLL и DDS. Хочется чтобы было дешево, просто и качественно, вопреки известному правилу. Как получится на самом деле посмотрим. Хорошая новость: заборол ЖКИ. Скоро напишу о том как его бороть, ибо когда разработчики изобретали контроллер ЖК, они явно что-то употребляли и без поллитра здесь не разберешся, заодно накидаю библиотечку для работы с контроллером. Благо, нашел вот такую мегаполезную штуку для отладки ЖКИ http://www.geocities.com/dinceraydin/djlcdsim/djlcdsim.html Там же можно скачать. С ее помощью обнаружил у себя баг, который обычными методами может детектироваться очень-очень долго. Вот. Рекомендую.

Маленькие радости

За вчера-сегодня произошло несколько вещей, которые не могут не радовать. Во-первых, всех с праздником, с днем космонавтики! Слава тем, кто почти что 50 лет назад вывел человечество в космос! Ура! Во-вторых, штурмуем 20ку - не так давно обнаружил на древней ATIшной видеокарте кварцевый генератор на 56,664МГц, а это значит, что при делении сигнала с генератора на четыре, получим прием на частоте 14,166МГц. В-третьих, немножко заборол один из предполагаемых источников шумов в приемнике, путем добавления емкости (2.2мкФ, керамика) на питание фазовращателя. На картинке приведены выходные сигнал цифрового фазовращателя до и после, как говорится, результат налицо:

Как это скажется на приеме - пока не ясно, ибо еще не пробовал по причине того, что села батарейка, от которой питался мой SDR. Но не беда! Подарили мне источник питания от принтера. Как оказалось, вполне рабочий, это четыре. Единственное, пришлось подобрать и припаять нагрузку, ибо источник выполнен по схеме обратноходового преобразователя и без нагрузки работать не может. Без нагрузки он бодро щелкает, а с нагрузкой 200 Ом +5В, +12В и +/-15В. Радует.

КТ315 и паразитные емкости

Один из недостатков SDR-приемника, описываемого в предыдущей заметке - это то, то частота гетеродина должна быть выше в четыре!!! раза, чем частота диапазона. Ладно, если я слушаю 80-метровый диапазон (3.5 МГц). Для диапазона 20м частота гетеродина должна быть равна 56 МГц. Что плохо по нескольким причинам, одна из которых - отсутствие кварцевых резонаторов на такую частоту. Жизнь облегчается, если подавать на смеситель два противофазных сигнала от гетеродина, тогда достаточно иметь удвоенную частоту. Для этого можно преобразовать сам гетеродин, либо добавить фазовращатель дающий два сигнала, сдвинутые друг относительно друга на 180 градусов. Был выбран второй путь.

В итоге сваял вот такую простенькую схему:

Включаю, подаю на вход синус с частотой 30 МГц и... с обоих выходов снимаю синфазный сигнал, хотя теория гласит, что с коллектора мы должны снимать противофазный сигнал Симуляция в SPICE показала тот же самый результат. Подвох в больших емкостях база-коллектор и база-эмиттер и тут уже надо что-то придумывать. Так как на раздумье времени нет, пришлось делать генератор с двумя противофазными выходами. 

Ничто не долговечно, только HAMRADIO вечно!

Как известно, эмбеддеры сыты не только Ымбеддидом. Так и я решил податься в HAM'ы, по нашему радиолюбители. Пока начал с прослушивания эфира в Клубе юных техников, а также со сборки приемника. Да не простого, а SDR. Кто думает, что SDR - это только sex, drugs und rock'n'roll (или препод по дифурам), то он глубоко ошибается. Это также и Software Defined Radio, по сути ППП - приемник прямого преобразования (кстати, в технику ПП большой вклад внес наш соотечественник, товарищ Поляков, так сказать отец и бог)