Бюджетный двухканальный модульный DDC/DUC КВ|УКВ ПЧ

[EU1SW]

В продолжение темы http://www.cqham.ru/forum/showthread...-%F1-%C0%EB%E8 бюджетных модульных трансиверов предлагается вариант исполнения на основе модуля содержащего 2 канала АЦП AD9226, 12 битный АЦП, 65 М.
Пример https://ru.aliexpress.com/item/FREE-...563131271.html
Для постепенного расширения, с целью снизить первоначальные затраты и порог вхождения возможна комплектация двумя одноканальными модулями https://ru.aliexpress.com/item/RS485...827169756.html
Степень и глубина доработки модулей зависит от степени и желания дорабатывающего, для старта достаточно выпаять входной резистивный делитель, и на освободившиеся пятаки запаять ФНЧ 30 МГц третьего порядка и его нагрузку 50 Ом, для согласования с антенной, для приема 160-80-40 этого более чем достаточно. Без доп. УВЧ, при использовании полноразмерных антенн, на 40 метрах обычный эфирный шум диапазона в тихой сельской местности превышает уровень шумов АЦП на 1-2 балла шкалы S-метра. WSPR, JT - без проблем. Вещалки не мешают.
В продвинутом варианте вся входная часть заменяется на ФНЧ, и трансформатор 1:2, согласно даташита, за счет исключения ОУ понижает шум АЦП еще балл.
Базовый модуль ПЛИС Альтера Циклон 4 обьемом 22К ячеек
Пример https://ru.aliexpress.com/item/FPGA-...834586200.html
Для загрузки прошивки необходим USB-Blaster, для тех, у кого нет, возможен комплект https://ru.aliexpress.com/item/FPGA-...834582202.html
Сетевой обмен последством модуля PHY 100Мбит
пример https://ru.aliexpress.com/item/Lan87...673201037.html
Набортный ввод/вывод аудио - модуль WM8731
пример https://ru.aliexpress.com/item/FREE-...674210328.html
Доработка модуля описана здесь http://www.cqham.ru/forum/showthread...=1#post1497262
Опорный генератор 122,88 МГц, возможны варианты установки CMOS или PECL, ПП предполагает возможность задействовать внешний источник опорной частоты, Гиацинт, к примеру, тут возможны варианты, я еще не определился, в текущей прошивке не поддерживается.
Модули тактируются половинный значением опорной, т.е. 61,44 МГц, ЦАП - полной скоростью
TX ЦАП DAC904 или AD9744 (для 9744 25-й пин соединить с 26-м капелькой припоя)
Текущая прошивка поддерживает выходной рейт 48/96/192/384, 2 независимых RX, 1 TX, регулировку мощности, набортное аудио, формирование огибающей CW и самоконтроль в ФПГА.
В архиве исходники и файлы прошивки под приложеный lay.
На ПП разведен буферный каскад на BFG591, можно использовать в зависимости от сферы применения, как буфер опорника для смесителей трансвертеров, либо как буфер выхода ЦАП (перемычка из тонкого коаксиала).
Выход ЦАП можно паять под свои нужды, либо трансформатор, либо просто резистивная нагрузка, в зависимости от того, какой уровень выхода нужен, на резисторах -10 дБм, с трансформатором до +5-6 дБм
Разводил под VCXO с выходом PECL, прислали CMOS, в общем все запаивать не нужно, руководствуйтесь здравым смыслом и схемами из предыдущей темы. В ПП сделаны вырезы под разъем PHY и разъем программирования ФПГА. Доработки разводки, с условием последующей публикации в теме, естественно приветствуются.
Для примера компоновки фото плат и "бутерброда", АЦП не показан, расположен на шлейфе, на плате трансвертеров 144.
На шлейфе естественно можно подключить и AD6645, с прошивками из предыдущей темы, откорректировав распиновку, освободившиеся пины вторым шлейфом завести на плату коммутации ДПФ.
Исходные коды и разводка ПП представлены "как есть" и могут использоваться с любыми целями, в пределах исходных лицензий, развитие ведется автором в свободное время, претензии по недостатку функционала/"не так должно работать" не принимаются

Квартус у меня 15.0 не изменился с предыдущего проекта, ответы на многие вопросы можно попробовать сначала посмотреть по ссылке в начале поста, используя предыдущую тему как ФАК

Дополнение для этого модуля:


Описание модификации от Сергея, пост 82.
----------------------------------------------------------------------------------------

Комментарий модератора

1. UN7RX:
2. Всех предупреждаю - авторские ветки на CQHAM будут модерироваться предельно жестко. Если вам что-то не нравится, вы в них просто не заходите, а за наезды на авторов будут баны вплоть до пожизненных. Никаких шуток!

[EU1SW]

144 МГц
RX: spf5043z, трехзвенный ДПФ, ADE-1-24, ФНЧ 32 МГц, УПЧ (2 каскада BFG540, общее усиление 38 дб), AD9226 (тактирование 61,44 МГц, внешний делитель 74lvc74). NF со входа примерно 1.2 дБ.
TX: DAC904 (тактирование 122,88 МГц), ФНЧ 32 МГц, резистивный сплиттер на 2 выхода, ADE-1-24, трехзвенный ДПФ, spf5043z, BFG591 (9 вольт, ном. выход +20 дБм при IMD ~-45 дБ), RA60H1317M - 80 W.
Опорная частота системы и трансвертера 122,88, VCXO + буфер BFG591, стабилизирован GPS на основе модуля NEO-7N + ФД в коде ПЛИС, частота сравнения 3,072 МГц, полоса фильтра ~1 Гц. Прошивка ранее тут: http://www.cqham.ru/forum/showthread...=1#post1624498
Второй канал АЦП и второй выход TX сплиттера для подключения трансвертера 1296 (не показан). Опорная 1268 МГц генерируется ADF4351 от общей опоры 122,88.
Коэффициенты в синтезатор заливаются arduino pro mini. В плане сейчас допилить скетч под выдачу двух частот с переключением, трансвертер 1296 и апконвертер 2400 для известного популярного геостационарного спутника )
Проходной аттенюатор 6 дБ на входе АЦП - для теста.
Изначально между каскадами УПЧ был установлен АТТ 8 дБ для снижения усиления динамический диапазон естественно больше на тех же 8 дБ, чувствительности достаточно для наземных связей, NF при этом порядка 2 дБ.
Реле RX/TX - какие были, РПА-14, от 14 вольт срабатывает нормально, и вроде как 80 ватт нормально пережевывает

[UN7RX]

Хотя, проблемы с языком могут возникнуть.

Ничего, учитывая сколько в последнее время отличных конструкций от наших отечественных разработчиков на западе повторяют, пусть привыкают )))
Отправил им ссылки на темы Сергея

[EU1SW]

Стив считает, что произведено некорректное преобразование из прямой формы в дополнительную )

[vadim_d]

Может не поглядел на конкретный тип АЦП? Вроде там все сходилось, этот момент как-то запомнился

[EU1SW]

Думаю просто поспешил...
Формально он прав, если рассуждать просто в контексте перевода чисел из одного представления в другое, не упираясь в реалии
но в данном случае мы переводим из прямого кода [0...4095] в дополнительный [-2048...2047].
И для этого случая кажется все верно ) иначе бы мы ничего не приняли )
Сам пока не могу ему ответить, заявка на участие на рассмотрении )

[vadim_d]

Мы середину шкалы 0...4095 приводим к новому нулю, то есть вычитаем 2048 или просто инвертируем старший бит. "Звучит логично!" (с) Дятел Вуди из мультика

[ra3tes]

Небольшое уточнение к посту #222 , модет кому пригодится.
Там про подключение сигнала OTR c модуля АЦП на Альтеру.

1. В файл hermes_lite_core.v добавить строки:

input ADC_ovr,
wire OVERFLOW; - меня это было уже
assign OVERFLOW = ADC_ovr;

2. В Hermes_Lite_SDK.v :
input ADC_ovr,
.ADC_ovr(ADC_ovr),

3. В пинпланере добавить ADC_ovr на ногу 53 Альтеры (у меня АЦП одноканальный, для первого канала, на плате Сергея, разводка сделана на 53 ногу)

4. Компилим и т.д.

У меня работает, правда проверял генератором :-) Сосед есть в 200 метрах, но включается редко.
Для двух канального, посмотреь куда OTR второго канала заведен и по аналогии, к ADC_ovr второго канала добавить какой-нибудь индекс.

[EU1SW]

Имейте ввиду, что если скомпилять, а сигналы не подать, то будет очень весело. Обмен будет стопориться через пару секунд, по якобы "непонятным причинам" )

[EU1SW]

Возможно кому то окажется полезной следующая информация о взаимодействии PowerSDR и MAP65.
Как известно PowerSDR позволяет выдавать в VAC сырые IQ данные в 24 битном формате. Естественно появляется желание использовать эту фичу для подключения декодирования EME JT65 по всей полосе с помощью MAP65. Конфигурируем, мужественно сражаемся с ошибками/глюками MAP65*, запускаем... и видим кучу корреллированного мусора на водопаде MAP65 и уровень сигнала в программе 0 дБ, и почти полное отсутствие реакции на подключение/отключение LNA|антенны. При этом PowerSDR четко показывает рост шума при подключении антенны, гладкая панорама, т.е. выглядит и звучит нормально. Так в чем же дело... Из такого поведения можно сделать предположение, чтоMAP65 открывает аудиоустройства в 16 битном режиме (исходники не смотрел), т.е 8 младших бит полезного шума и слабых сигналов улетают в страну вечной охоты, а на оставшиеся 16 подсистема Win еще и дизеринга подбрасывает. Отсюда мусор на панораме и отсутствие реакции на антенну в MAP65. для проверки данного предположения усиление УПЧ после смесителя перед АЦП было увеличено на 10 дб. MAP65 четко отреагировал "градусником" уровня приемного сигнала и панорама стала выглядеть почти прилично и как настоящая ) стала заметна реакция на антенну. Естественно при этом на входе АЦП уровень шума стал уже избыточен, но для EME это вполне допустимо.
Таким образом для нормальной работы связки PowerSDR и MAP65 через IQ можно рекомендовать вводить избыточное аналоговое усиление в тракте, +10-20 дБ против оптимального, при этом конечно насыщение АЦП будет при меньших уровнях на входе, но со стороны Луны таких сигналов прямо скажем ждать не стоит, возможно конечно влияние от местных станций, но более вероятно что местные раньше закроют прием боковыми шумами своих передатчиков, чем упрут АЦП в потолок.
Либо второй путь - добавить в прошивку сдвиг выходного слова на 3-4 бита, но тогда эффект тот же самый, как описано выше, но только в цифровом домене. Суть та же, просто участок тракта другой. И необходимость ковыряния в коде.

Т.е. в двух словах: если в PowerSDR выглядит и слышится хорошо, то еще не факт, что MAP65 что нибудь надекодирует. Нужно ориентироваться на его "градусник"

*у меня получилось запустить только предыдущую версию r2587, по моим предположениям, исходя из анализа ошибок, в последней версии всегда включен 4-х канальный режим, независимо от галки в меню, возможно ошибка, возможно дело еще в чем то, но ошибка возникает одна и та же, и с последней версией конфигурация неработоспособна. Пришлось качать из архивов.

З.Ы. про корреляционный прием EME на 144 с помощью кросс яги тоже стоило бы написать, но в реале антенны такой у меня нет, и по факту нужна патченая версия PowerSDR, либо ковыряться в исходниках MAP65, либо писать программную прокладку в виде аудиоустройства, у которого с одной стороны будет 2 стерео входа, а с другой стороны квадро выход. В любом случае и в такой конфигурации вопрос усечения 24 бит в 16 актуален, и нужно наваливать усиления.

[r3ya]

В августе попробуем прием EME на 144 с помощью кросс яги.
Но версия PowerSDR пропатчена...Отпишус ь с картинками.