Yaesu FT-450D SDR uchun RF-ni o'zgartirish: 8 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

Salom, kim qiziqishi mumkin bo'lsa, O'ylaymanki, avvalo, bu ko'rsatma nima haqida ekanligini tushuntirib bergan bo'lardim. Loyihaning asosiy tarkibiy qismlari quyidagicha:

Yaesu FT-450D-bu 100 Vt quvvatli 160-6 metrli havaskor bantlarni qamrab oladigan zamonaviy ixcham HF/50MGts qabul qilgich. Ro'yxatga olish uchun juda ko'p funktsiyalar, shuning uchun ko'proq bilishni istasangiz, faqat Google radiosi.

SDRPlay - bu 1KGts dan 2Gigtsagacha chastotali diapazonni qamrab oluvchi va diapazonini 10MGts gacha kengligida ko'rish imkonini beruvchi, keng polosali dasturiy ta'minot radiosi.

SDRPlay:

(Men ularning ajoyib mahsulotini sotib olishdan boshqa kompaniya bilan aloqam yo'q)

Bu ikkala jihoz ham o'z -o'zidan ajoyib. Biroq, bu ko'rsatmaning maqsadi - ikkita jihozni birlashtirish va har ikki dunyoning eng yaxshisini ishlatishdir. Bu shuni anglatadiki, men FT-450D radiosidan maqsadli foydalana olaman (tor diapazonli radio qabul qilgich sifatida), lekin ayni paytda keng diapazonli kanalni vizualizatsiya qilish uchun SDRPlay qabul qilgichidan foydalana olaman.

Bu tabiiy ravishda muammo tug'diradi, chunki FT-450D va SDRPlay antennani ko'rishi kerak. Bitta yondashuv - ikkita antennadan foydalanish. Ikkinchi yondashuv bitta antennadan foydalanish bo'lishi mumkin, lekin chastota chastotasini ajratish va in-line kommutatsiya yordamida uzatish/qabul qilish. Uchinchi va ma'qulroq usul-past chastotali mos keladigan FT-450D ichidagi qabul qilish chastotasini uzib tashlash va SDRPlayga uzatilgan signalni taqdim etish. Bu oxirgi yondashuv FT-450D va SDRPlayning bir xil antennani ko'rishiga olib keladi. Kam shovqin davri faqat qabul qilish paytida quvvatlanadi, shuning uchun uzatish paytida SDRPlay qabul qilgichining kirishini himoya qiluvchi katta izolyatsiyani ta'minlaydi. Kam shovqin davri yuqori empedansli kirishga ega, shuning uchun FT-450D ichidagi tegish nuqtasiga minimal yuk tushadi. Bu oxirgi nuqta muhim, chunki FT-450D mos keladigan tegish nuqtalari 50 ohmli passiv passiv filtrlarning har ikki tomonida joylashgan. Qo'shimcha kontaktlarning zanglashiga olib keladigan har qanday yuklanish yoki impedans o'zgarishi filtrlarning uzatish funktsiyasini o'zgartiradi, shuningdek, kerakli signal yo'lidagi quvvatni kamaytiradi.

Rafdagi ko'p bo'lmagan shovqin kuchaytirgichlari (LNA) daromad olish uchun, shuningdek 50 ohmlik kirish empedansiga ega bo'lish uchun teskari aloqa xizmatidan foydalanadi - bu xususiyatlarning hech biri istalmagan.

Oddiy yuqori empedansli kran sxemasi Deyv G4HUP tomonidan ishlab chiqilgan va uni sotib olish mumkin edi. Afsuski, men Deyvning vafot etganini tushunaman. Men dizaynning bir qismini oldim va o'zgartirib, o'z bosma platamni ishlab chiqardim, sinovdan o'tkazdim va o'z FT-450D-ga o'rnatdim. Aynan mana shu jarayon bu ko'rsatmali mavzuni tashkil qiladi.

1 -qadam: LNA sxemasi va PCB sxemasini yaratish

Sharh

Yillar davomida men mahsulotlar uchun va uyda foydalanish uchun bir nechta bosma elektron platalar (PCB) yaratdim. Dastlabki paytlarda, mis bilan qoplangan taxta, o'tkazgichlar va maxsus qalamlar yordamida dizaynni misga chizish mumkin edi. Keyin taxta temir xlorid bilan o'ralgan bo'lib, u misni olib tashlash va kerakli izlarni qoldirish imkonini beradi. Bundan tashqari, nurga sezgir mis qoplamali taxtani sotib olish va niqob yordamida rezba qilishdan oldin qarshilik ko'rsatish mumkin edi. Tijorat maqsadlarida bir martalik taxtaga ega bo'lish juda qimmatga tushdi va havaskorlar uchun mavjud bo'lmagan asboblar kerak edi.

Hozirgi vaqtda kompyuter asboblari bir necha soat ichida emas, balki bir necha soat ichida dizayn taxtalari uchun bepul va keng tarqalgan. Bundan tashqari, Xitoyda va Buyuk Britaniyaning tashqarisida ko'plab arzon ishlab chiqaruvchilar mavjudligi tufayli ishlab chiqarish xarajatlari keskin tushib ketdi. Ammo, agar siz etkazib berishni o'z ichiga olsangiz, bitta taxtani yasash hali ham arzon emas.

Yana bir yondashuv va men bu loyihada qo'llagan usul - bu CNC frezalash dastgohi yordamida taxtani maydalash. Shubhasiz, siz bitta taxta yasash uchun CNC mashinasini sotib olmaysiz, lekin menda yog'och, metall va shishani frezalash bilan bog'liq boshqa ko'plab loyihalarda ishlatilgan mashinam bor edi.

PCB -ni CNC dastgohi yordamida frezalash uchun kerakli izlar atrofidagi izolyatsiyani kesish uchun juda nozik kesuvchi asbobdan foydalanish kerak, lekin hamma misni tegirmang. Bu yondashuv, ayniqsa, RF davrlarini qurishda foydalidir, chunki qolgan mis orollari barqarorlik va ish faoliyatini yaxshilaydigan er tekisligi vazifasini bajaradi. Men bu loyihada ikki tomonlama mis qoplamali taxtadan foydalandim va yuqori va pastki mis yuzalarini bog'lab qo'ydim.

EasyEDA yordamida PCB dizayni

Men har xil PCB dizayn paketlarini sinab ko'rdim va haqiqatan ham DipTrace deb nomlangan paketga joylashdim. Shunga qaramay, dizayn paketlari mustaqil dasturni ishlatishdan ko'ra, Internetga asoslangan bo'lishi har doim mashhur. Bir muncha vaqt DipTrace-dan foydalanmaganimdan, men biroz zanglab ketgandim, atrofga qaradim va Internetga asoslangan EasyEDA dizayn vositasini topdim. Men bu vositani juda zo'r, juda intuitiv va ishlatish uchun oddiy deb topdim. Bir necha daqiqada sxemani tuzish va keyin uni PCBga o'tkazish juda oson, butun jarayon bir necha o'zgartirish va takomillashtirishni o'z ichiga olgan holda bir soatdan kam vaqtni oldi. Asbob -dizaynerlar, albatta, siz taqdim etilgan ishlab chiqarish vositalaridan foydalanasiz deb umid qilmoqdalar, lekin dizaynni gerber formatidagi sanoat eksportini keyingi asboblar zanjiri uchun eksport qilish mumkin.

2 -qadam: Geometriya va asboblar yo'llarini yaratish uchun FlatCAM -dan foydalanish

EasyEDA sxemasi va PCB sxemasini tuzishda foydalanilgandan so'ng, keyingi bosqich - CNC frezalash dastgohini boshqarish uchun asboblar yo'llarini yaratish va oxir -oqibat gcode. Men bu maqsadga erishish uchun turli dasturiy ta'minotni sinab ko'rdim va nihoyat FlatCAM -ga joylashdim. Bu dasturiy ta'minot bepul, barqaror va ulardan foydalanish intuitiv. Kengash uchun FlatCAM asboblar yo'llaridan foydalanib, kesish va burg'ulash ishlarini tezda tuzish mumkin. Bundan tashqari, har bir narsani o'zgartirish talab qilinadigan geometriya muharriri juda qulay. Ushbu bosqichning bir qismini tashkil etuvchi videoda men FlatCAM -dan gerber fayllarini import qilish va ba'zi asosiy tahrirlarni bajarish uchun qanday ishlatilishini ko'rsataman. Asbobni oxiridan oxirigacha qanday ishlatishni ko'rsatadigan ko'plab batafsil videolar mavjud. Men faqat ushbu loyiha uchun kerak bo'lgan o'zgartirishlarni ko'rib chiqdim.

3 -qadam: Frezeleme jarayoni - CNC mashinasi amalda

OK, shuning uchun so'nggi bir necha qadamda quyidagilarga erishildi:

- O'chirish sxemasi EasyEDA yordamida olingan.

- Sxemadan PCB sxemasi EasyEDA yordamida ham tuzilgan.

- Kengash uchun Gerber fayllari yaratilgan, shuningdek burg'ulash fayllari yaratilgan.

- FlatCAM yo'l geometriyasini yaratish/tahrirlash va taxta va kesish uchun gcode yaratish uchun ishlatilgan.

- FlatCAM matkap faylini import qilish va o'lchash uchun ishlatilgan, natijada gcode paydo bo'ladi.

Endi bizda taxta, kesish va burg'ulash uchun uchta gcode fayli bor.

Keyingi bosqich - taxtani maydalashni boshlash. Men ishlatgan taxta ikki tomonlama shisha tolali mis qoplamali taxta. Men buni on -layn buyurtma qilishim mumkin edi, lekin aslida Maplin juda yaxshi katta varaqni yaxshi narxda topdi va men uni bir soat ichida qo'limda tutdim - faqat frezalashni xohlardim!

Mening frezalash dastgohim - Sable 2015, men uni boshqarish uchun Mach3 dasturidan foydalanaman. Tarmoqli rölyefni frezalash uchun men 0,5 mm uzunlikdagi tegirmondan foydalanardim. Plitalar va teshiklar uchun men 1,5 mm uzunlikdagi tegirmondan foydalanardim. To'g'ridan -to'g'ri taxtadan o'tqazish uchun sizga tenglikni tagiga tegirmoqchi bo'lgan narsa kerak bo'ladi - mening tegirmon to'shagim qalin alyuminiydir va siz uni maydalashni xohlamaysiz! Men PCB uchun PCB ostida ishlatiladigan eng yaxshi material 5 mm qalinlikdagi ko'pikli panelni topdim. Siz bu ko'pikli taxtani onlayn yoki hunarmandchilik do'konlaridan juda arzon narxda olishingiz mumkin. Modellashtirish pichog'i bilan kesish oson va juda qalinligi bir xil. Mis qoplamali taxta ko'pikli taxtaga yupqa ikki tomonlama lenta yordamida o'rnatiladi. Ko'pikli taxta ham xuddi shu lenta yordamida CNC to'shagiga o'rnatiladi - men hech qachon taxtani bo'shatib yoki frezalash paytida qimirlamaganman.

Shubhasiz, 0,5 mm freze juda nozik va shuning uchun men tezlikni 60 mm/min gacha ushlab turaman. PCB/ko'pikli sendvichni mustahkamlovchi tasmadan chiqarib yubormaslik uchun men kesish uchun bir xil tezlikni ishlataman.

Frezeleme jarayonini ko'rsatadigan video ilova qilingan:)

Shuningdek, final taxtalarining uchta tasviri ilova qilingan. Bitta rasmda taxtaga birinchi urinish ko'rsatilgan va keraksiz misning kichik joylari aniq ko'rinib turibdiki, tranzistor yostiqchalari orasida. FlatCAM -ga geometriya qo'shib, bu kiruvchi mis joylarining ikkinchi urinishi olib tashlandi. Uchinchi rasmda komponentlar bilan to'ldirilgan oxirgi taxta ko'rsatilgan.

Taxta to'ldirilgandan so'ng, misning rangsizlanishini va rangini yo'qotishni to'xtatish uchun lak bilan juda engil purkagich berildi.

4 -qadam: tugatilgan taxtaning chastotali javobi

Tayyor aholi punkti spektr analizatori yordamida daromad keltirdi. Analizator chastotani 10 kGts dan 30 MGts gacha tozalash va daromadni o'lchash uchun o'rnatildi. FT-450D qabul qiluvchi va SDRPlay qabul qiluvchisi o'rtasida yaxshi izolyatsiyani talab qiladigan, biz uzatayotgan vaqtda radioda sodir bo'layotgan voqealarni simulyatsiya qilish uchun daromad o'chirilgan holda ham o'lchandi.

LNA -ga kirish darajasi -40dBm edi

1 -rasm - 7.1 MGts chastotada o'rnatilgan marker, LNA -ning daromadi +2.5 dB

2 -rasm - LNA quvvatining o'chirilishi> 34dB izolyatsiyani ko'rsatadi

3 -rasm - Past chastotali -3dB 1,6 MGts ga past

Asosan, HF havaskor guruhlarida LNA tekis 3MHz - 30MHz (~ 500MHzgacha tekis edi)

5-qadam: Yaesu FT-450D ni mos keladigan RF tap va Power Point uchun tahlil qilish

LNA kartasini FT-450D-ga o'rnatishdan oldin, mos keladigan RF tegish nuqtasi va quvvat nuqtasini aniqlash kerak. Bunga radio xizmat ko'rsatish qo'llanmasidan foydalanib va sxemadan foydalanib, chastotali tegish nuqtasini tanlashni takomillashtirishdan oldin, qabul qiluvchining blok diagrammasini ko'rib chiqish orqali erishildi.

Avvalo, SDR FT-450D ga ulangan antennani har qanday IF konvertatsiya qilish bosqichidan oldin ko'rishini xohlardim, shuning uchun bu tergovni ancha qisqartirdi. Birinchi IF mikseridan oldin ikkita aniq nuqta bor edi. Rx signali PA-kartadan RF-IF kartasiga kirgandan so'ng, u quyidagi bosqichlardan o'tadi:

- Kirish kuchlanishidan himoya

- O'zgartiriladigan (o'rni) 20dB kirish susayishi

- sakkizta o'zaro eksklyuziv kommutatsion tarmoqli o'tish filtrlari

- O'zgaruvchan (o'rni) IPO oldindan kuchaytirgichi

- Birinchi bosqich IF mikser (LO boshqariladigan birinchi mikser)

Shunday qilib, ikkita diqqatga sazovor joy tarmoqli filtrlashdan oldin yoki keyin tushdi. Men SDR -ni iloji boricha ko'proq signalni ko'rishni xohlardim, shuning uchun tarmoqli o'tkazgichli filtr tarmog'idan oldin o'chirishga qaror qildim. Yodingizda bo'lsin, signalni o'chirish uchun ishlatiladigan LNA yuqori empedansli kirishga ega va shuning uchun radio signal yo'liga ta'siri minimal bo'ladi.

Ko'rib chiqilishi kerak bo'lgan boshqa joy - bu LNA kengashi o'z kuchiga ega bo'ladigan joy. Yaxshiyamki, FT-450D sxemasi juda aniq va yaxshi izohlangan, shuning uchun mos quvvat nuqtasini topish mumkin. Tanlangan quvvat nuqtasi LNA -ni qabul qilishda quvvat beradi, lekin uzatishda LNA -ni o'chiradi. Bu uzatish paytida SDR kirishini> 30dB ga ajratadi. Quvvatlangan LNA oqim iste'moli ~ 9mA.

Qo'shilgan rasmlarda quyidagilar ko'rsatilgan:

- RF diagrammasi blok -diagrammada ko'rsatilgan

- Chastotada ko'rsatilgan RF chastotasi

- RFning tegish nuqtasi taxta tartibida ko'rsatilgan

- Sxemada ko'rsatilgan LNA quvvat nuqtasi

- LNA quvvat nuqtasi taxtada ko'rsatilgan

6-qadam: LNA kartasini Yaesu FT-450D ga o'rnatish

Endi LNA kartasi ishlab chiqarildi, tavsiflandi va mos keladigan nuqta aniqlandi, taxtani FT-450D ga moslashtirish vaqti keldi.

Bu vaqtda siz ushbu modifikatsiyani o'zingizning xavf -xataringiz ostida bajarishingizni ta'kidlash odatiy holdir. Bu murakkab emas, lekin har doim shikastlanish xavfi bor va men shaxsan men hali ham kafolatlangan radioda bu modifikatsiyani bajarmagan bo'lardim - aminmanki, o'zgartirishdan keyin kafolat bekor bo'ladi. Men FT-450D ikkinchi qo'lini ebaydan sotib oldim, shuning uchun mening ishimda xavotirlanishga kafolat yo'q.

Agar siz bunday modifikatsiyani amalga oshirishga qaror qilsangiz, diqqat bilan va uslubiy ravishda o'ting - eng nozik vaziyatlarga tegishli bo'lgan dono eski so'zlardan foydalaning … … ikki marta o'lchab, bir marta kesing:)

Men FT-450D korpusida hech qanday teshik ochmaslikka qaror qildim, aksincha SDRni FT-450D yon tomoniga o'rnatib, SDR antenna kirishiga to'g'ridan-to'g'ri vidalanish uchun SMA tugatilgan uchini olib tashladim. Chiqib ketishdan himoyalanish uchun uchish moslamasi radio chiqish nuqtasida mustahkamlangan.

Qo'shilgan rasmlarni ko'ring ….

7 -qadam: SDR LNA kengashi orqali RF tebranishidan olingan

Bu bosqichda SDR radiosi ko'rsatilayotgan qisqa videotasvir bor, uning antenna manbai LNA platasi orqali FT-450D antenna kranidir. Ushbu test kechasi (kech) o'tkazildi va guruh biroz o'lik, lekin SDRning javobi kutilganidek. FT-450D uzatilganda, SDR-ga kirish o'chirilgan bo'lsa, LNA kartasining izolyatsiyasi tufayli o'chiriladi.

8 -qadam: Xulosa

Eng muhimi, bu ko'rsatma juda qiziqarli bo'ldi va men natijadan juda mamnunman. Hamma yaxshi loyihalar singari uchta asosiy maqsad bor …. yangi ko'nikmalarni o'rganish, loyihani muvaffaqiyatli amalga oshirish va shu paytgacha o'qishni istaganlar bilan bilim almashish.

Men shu payt boshimni kech Deyv G4HUPga bog'ladim. Agar Deyvning ishi bo'lmaganida, bu loyiha amalga oshmagan bo'lardi. Men LNA -ning asl dizaynini o'zimniki deb da'vo qila olmayman, lekin men faqat dizaynni olganman va uni o'z uslubimda qilishga harakat qilganman. Umid qilamanki, Deyv o'z ishini ishlab chiqilishini va boshqalar bilan bo'lishishini ma'qullaydi.

Xulosa qilib aytganda, loyiha muvaffaqiyatli bo'ldi.

Iltimos, har qanday savolga javob berishga jur'at eting va men ularga javob berish uchun qo'limdan kelganicha harakat qilaman.

Eng yaxshi ezgu tilaklar bilan, Deyv (G7IYK)