"Dream" - приёмник мечты

[Genadi Zawidowski]

В этом сообщении лежит обновленная версия исходных текстов программного обеспечения данного проекта.
Желающие могут использовать по своему усмотрению. Предложения, собственные доработки - пишите здесь, присылайте - введу в проект.

История изменений в коде - файл history.txt в каталоге архива исходных текстов.

Сейчас при разработке используется SVN
https://188.134.5.254/svn/hfreceiver/trunk/

анонимный доступ
https://188.134.5.254/browser/trunk

Старый сервер SVN
http://subversion.assembla.com/svn/hfreciever/trunk/


В этой теме я попытаюсь свести вместе три части разработки - приемный тракт, синтезатор и управляющую программу.
Вот три темы, в которых ранее это обсуждалось -

http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?t=4455 - Фильтры для "инфрадина" - 64.455 МГц
http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?t=15274 - Программа для любого трансивера или приёмника
http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?t=4298 - http://www.cqham.ru/forum/showthread...4455Синтезатор - три гетеродина и два DDS

Очень интересные темы:
http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?t=1400 - "Вменяемый" ПЧ-НЧ тракт для инфрадина
http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?t=531 - Смеситель на FST3125+74АС86

Старый синтезатор, совмещённый с контроллером:
http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?p=262868#262868

"Синтезатор с хорошим сервисом" - только прямой синтез.
Приёмник "Воронёнок" - упрощённая версия Dream
Проект Павлин (TFT LCD 4.3") - большой цветной индикатор
Синтезаторы "Колибри" и "Воробей" - малогабаритные синтезаторы (прямой синтез) - моя реализация "синтезатора с хорошим сервисом".
Простой синтезатор на AD9835
Новая программа для синтезатора 4Z5KY
Soft NCO/DDS на микроконтроллере

Фото первой версии платы было выложенно позже вот тут:
http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?p=278001#278001

Более новая версия платы (с микросхемой AT91SAM7S64 как контроллер, доработанный аналоговый тракт), появилась тут:
http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?p=340520#340520

Последняя одноплатная версия тут:
http://www.cqham.ru/forum/showthread...l=1#post419236

Перейти к одноплатному варианту я решил после того, как заметил, что во всех предидущих вариантах заменить отдельно плату преимного тракта, оставив синтезатор мне так и не пришлось. Хотя нет, переключать платы прёмников приходилось в процессе сравнения разных вариантов решений. Но эти случаи были так редки, что их можно не учитывать.

Кроме того, сначала предполагалась компоновка - синтезатор, приемный тракт и плата контроллера с клавиатурой и индикатором. Так же, хотелось дополнять платой диапазонных фильтров и передающим трактом. Чтобы это всё работало, навешивались почти десяток кабелей - всё это было очень неудобно для настройки. Хотя корпус для получения работоспособного аппарата не требовался - всё работало просто разложенным на столе - удобства маловато будет.

Ещё одна причина - совершенствование аппарата. Синтезатор без изменения прошивки управляющего контроллера не мог обслужить тракты с разными значениями промежуточных частот, собственно синтезатор делался для строго определённой "раскладки".
Тракты приема слегка отличались по управлению - в одних было отключение УВЧ, но отсутствоавл аттенюатор, в других - появлялся тракт приёма ЧМ (два варианта). Так же, слегка отличалась настройка усилителей сигналов гетеродинов в зависимости от типов применяемых смесителей.

Короче, законченная плата, к которй подключается антенна, наушники, клавиатура и индикатор показалась более удобной, чем набор блоков. Как выяснилось, заметных помех от контроллера, смонтированного на печатной плате, нет. Описание, документация на изготовления и фото лежат здесь - http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?p=268192#268192

Часть "передающий тракт", для подключения которой на плате приемника предусмотрены выходы гетеродинов и управляющей шины, вообще не начиналась. Предусмотрены выходы вокруг ЭМФа на 3.1 кГц - для возможного его использования в передатчике. Управляющая программа умеет преключать VFO A/B и двигать третий гетеродин для формирования телеграфного сигнала.
CAT с системой команд Kenwood сделал. Минимальный набор, проверял с LogHX.
UPD: позже набор был расширен - вплоть до поддержки передачи морзе по командам CAT.
http://www.cqham.ru/forum/showthread...l=1#post468609

Добавлена компиляция под управляющий процессор ATSAM3S4B (Atmel, CORTEX-M3). Начата доработка под STM32F10x (ST, CORTEX-M3).

Описание структуры последней версии:

С антенны сигнал через две ступени аттенюатора на реле поступает на ФНЧ 60 МГц, реле диапазона до 1.6 МГЦ - на аттенюатор 10 дБ, ФВЧ 100 кГц и ФНЧ 1.6 МГц или на ФВЧ 1.5 МГц и через коммутатор на диодах - один из семи фильтров - шесть полосовиков пятого порядка и ФВЧ на 34 МГц - в самом высокочастотном диапазоне.
На выходе фильтров стоит реле (самый низкочастотный диапазон) и пин-диоды (остальные диапазоны) - УВЧ (с обходом его реле) - ФНЧ на 60 МГц+диплексор - диодный смеситель ADE-1H. Сигнал гетеродина с уровнем 100 мВт подаётся с усилителя на AD8350.
За диодным смесителем - диплексор и первый УПЧ на мощном монолитном усилителе. Затем (через аттенюатор) - кварцевый фильтр первой ПЧ. Далее - через согласующую LC цепь - второй смеситель AD831. За ним коммутатор на четыре положения на двух корпусах ADG713 - обход (ФНЧ на 1.5 МГЦ) и до трёх ЭМФ (вход-выход каждого ЭМФ или пъезофильтра с согласованием LC цепю). ВЫходной коммутатор ЭМФ аналогичен. Далее согласующий трансформатор и регулируемый УПЧ на AD605 (с ФНЧ на 1.5 МГц между половинками). Далее - ключевой смеситель по схеме RW3FY - трансформатор, коммутатор (ADG713) и инструментальный усилитель AD620 - дифвход в однополярный сигнал. к.у всего 2. Далее коммутатор НЧ сигналов (CD4051) и активный ФНЧ 8-го порядка (две микросхемы AD8599 или чего попроще). Без усиления. Далее регулятор громкости (переменный резистор) и УНЧ для наушников с к.у около 3 - TDA1308. Схема АРУ включена на выход УПЧ - как и АМ и ЧМ (MC3361) детекторы через коммутатор ADG713 - усилитель на AD8032, детектор АРУ диодный, УПТ на AD822. Схема АРУ практически без изменений от RW3FY. Переключается время отпускания - подключением конденсаторов ключами на 2N7002.

SSB детектор, ФНЧ, коммутатор НЧ сигналов питаются от 9..10 вольт. Выход SSB детектора дополнительно выведен через половину усилителя TDA1308 в обход фильтров - для подключения программ обработки сигнала на ультразвуковой ПЧ (12 кГц) - DRM детектор, например.

Синтезатор третьего гетеродина - AD9834 в классической схеме.
Второй гетеродин - отфильтрованный сигнал кварцевого генератора на 64 МГц или другая нужная частота.

Первый гетеродин - гибридный. Микросхема DDS AD9951 формирует опорный сигнал около 10.7 МГц, который фильтруется пъезофильтрами и подаётся в систему ФАПЧ на ADF4001. Частота стравнения около 500 или 450 кГц (не пересекается с частотой второй ПЧ). Шесть ГУН с пропорционально одинаковым перекрытием. Выходы ГУН через коммутатор на pin-диодах и полосовой фильтр (ФВЧ+ФНЧ) подаются на уже упомянутый усилитель сигнала первого гетеродина.

Управление - процессор AT91SAM7S64, нескоростные сигналы идут с цепочки сдвиговых регистров 74HC595, скоростные (манипуляция, самоконтроль) - с самого процессора.

[bav]

Iscander, при чём тут "барин"?
Фильтры для "инфрадина" - 64.455 МГц - 9 стр
Программа для любого трансивера или приёмника - 11 стр
Синтезатор - три гетеродина и два DDS - 18 стр
Искать в них "жемчужное зерно" просто нет времени.

[RU0ANX]

К bav

Добрый вам совет - вы все таки это прочитайте! Правда - это того стоит. И зерно появится. И вот тогда со знанием дела можно автору вопросы задавать. Лично я буду читать. Успехов!

[Genadi Zawidowski]

Некоторе время назад я записывал работу радиолюбителей в эфире и предложил оценить качество - http://mgs2001.pochtamt.ru/records/index.html

Работая с этими записями, Илья RW3FY обнаружил какой-то странный подъём шумов на спектрограмме в районе частот от 0 до 50 герц. Мне кажется, я нашёл причину.

Переключив приёмник в режим приёма DRM (при этом вход УНЧ присоединен к "аналоговой виртуальной земле" - половине питания 9 вольт) - я услышал хорошо знакомый (но, естественно, тихий) звук приёма в режиме АМ! Микросхема 74HC4051 (с питанием 9 вольт), коммутирующая выходы детекторов, не идеальный ключ, да и монтаж мог внести свою долю в "пролаз" - на уровне -70 dB FS спектроанализатор вполне мог показать это. Вход АМ детектора у меня раньше не отключался.

Теперь АМ детектор отключается и от выхода УПЧ и от входа УНЧ (от ФНЧ 8-го порядка перед ним). Проверил эту ситуацию на старой плате - да, АМ больше не прослушивается. Но теперь я услышал другую помеху - щелчки, совпадающие по времени с бросками стрелки S-метра... Отключил прибор - щелчки остались. Как это поведёт себя на новой плате - где немного больше места на плате между цепями АРУ и УНЧ - ещё не знаю. Как и не выяснил, какая цепь АРУ даёт наводки (питания, выход УПТ, ограничительные стабилитроны во времязадающих и выходных цепях).

Теперь понятна причина странного "хруста" (слышал только я) при прослушивании сигналов с работающей АРУ - это (в моём случае) не нелинейные искажения - это продифференцированна я огибающая сигнала.

Искать в них "жемчужное зерно" просто нет времени.

Я не представляю, как можно найти что-то темах на сотни страниц... А что искали-то?

[Илья RW3FY]

Но теперь я услышал другую помеху - щелчки, совпадающие по времени с бросками стрелки S-метра... Отключил прибор - щелчки остались.
---------------
Теперь понятна причина странного "хруста" (слышал только я) при прослушивании сигналов с работающей АРУ - это (в моём случае) не нелинейные искажения - это продифференцированна я огибающая сигнала.

Привет, Гена!
Была и у меня проблема с такими щелчками. Это была одна из причин, потянувших за собой год назад очень серьёзное перепахивание моей АРУ. Хотя сумел услышать щелчки я тоже не сразу --- сначала обратил внимание на недостатки в области переходной характеристики.

Суть "эффекта" мне видится такой --- "быстрый" канал АРУ реагирует на короткие выбросы огибающей, но, если этот канал имеет слишком малое время отпускания, такая реакция имеет вид щелчка --- быстрый канал АРУ, подобно ограничителю, попросту срезает короткие пички огибающей сигнала, а медленный канал в условиях сильно меняющегося уровня огибающей за всем этим не поспевает заряжаться, из-за чего он отрабатывает в основном некий средний уровень.

Выход я нашёл такой. Во-первых, я поставил третий фильтр напряжения АРУ, сразу после выпрямителя, с очень быстрым временем заряда и относительно быстрым временем отпускания --- в результате сначала сглаживаем ВЧ заполнение и слегка подравниваем наиболее резкие выбросы напряжения, и лишь после этого подаём результирующее напряжение на быструю и на медленную цепи. Во-вторых, саму быструю цепь сделал существенно медленнее по части времени отпускания. Следующее --- ввёл в нескольких местах пропорционально-интегрирующие фильтры (это вообще на все динамические характеристики влияет благотворно, повышая устойчивость системы, а для быстрой цепи даёт ещё и такой интересный эффект --- её к-т передачи как бы динамически меняется в зависимости от длительности воздействия). Последнее --- время заряда медленной цепи сделал примерно одинаковым для всех вариантов её времени отпускания (это облегчает сопряжение быстрого и медленного каналов).

Ну и попутно со всем этим вылизывал переходную характеристику, одновременно следя за тем, чтобы IMD в полосе пропускания не портились (собственно, всё тут взаимозавязано, и предпринятые меры, в общем-то, влияют на все эти параметры).

В итоге сейчас я результатом работы АРУ доволен и уже ровно год, как ничего в ней не менял.

[Genadi Zawidowski]

Илья, я слышу щелчки АРУ в положении mute, когда сигнал с детектора на УНЧ не подаётся. С той же амплитудой, что и при подающемся сигнале.
Я предполагал, что хруст - это внесенные в сигнал искажения от неотфильтрованного управляющего напряжения АРУ. А оно (его изменения) прямо на вход УНЧ попадает... ослабленное.

Как я уже писал, в приёмнике использована именно твоя схема с пропорционально-интегрирующими фильтрами. И действительно, сильно улучшилось качество работы АРУ.

[Oleg UR6EJ]

Genadi Zawidowski

Скачал один из файлов "14002p00_27-09-2008_15-01-20.wav" посмотрел.
Свои замечания навскидку:
1. Плохая переходная характеристика АРУ, выбросы в начале каждой просылки. Dream CW02.gif
2. АРУ болтает сигнал НЧ по постоянке. См. Dream CW01.gif
3. Полоса широковата (3,5кГц) даже для SSB/
4. Затухание за полосой невысокое.

Выкладываю сравнительную запись. Уровень станции специально выбрал небольшой, а треск диапазона в моем QTH практически постоянно.

[Oleg UR6EJ]

Не вошло...
Геннадий, скинь мне кусок схемы с АРУ, может я чего увижу.
Или дай точную ссылку.

[Genadi Zawidowski]

Здесь:
http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?p=268192#268192

Схема:
http://forum.cqham.ru/download.php?id=32958

Затухание за полосой невысокое - возможно, из-за единственного ЭМФ. Или пролазы...
А ещё и для АМ делал, потому полоса фильтра по НЧ (Bessel, 4.5 kHz LPF, 4-th order) такая и выбрана. Возможно, придётся думать о наборе фильтров с разными характеристиками.

Да, записи сделаны ещё не на том одноплатном приёмнике, что в последних постах темы про фильтры для инфрадина, а на предыдущей версии (с пассивным первым смесителем) - идентичном практически по схемотехнике ПЧ-НЧ аппарате, но отличающемся расположением блоков.

Послушал Dream + M2007.mp3 - в случае m2007 ощущение что АРУ совсем нет - или она в "сработавшем" состоянии. Во всяком случае, не мешает.

болтает по постоянке - с этим и разбираюсь. По схеме - не должно.
Чем спектрограммки делали?

[Oleg UR6EJ]

Чем спектрограммки делали?

Если нужно оперативно, то Adobe Audition 1.5

в случае m2007 ощущение что АРУ совсем нет

По идее так и должна работать АРУ.
Алгоритм работы такой, что после окончания сигнала (или посылки) есть время ожидания следующей.
Это время плавно регулируется с передней панели, по его истечении АРУ быстро восстанавливает усиление.
Именно быстро, а не плавно!
В записи Dream измеренное мною время ожидания не больше 20_25мСек, а между знаками пауза около 200мСек.
Вот шипение и вылазит...
Если не в QSK, можно сделать 200_250, тогда шума слышно не будет.
Нашел старую картинку.
См вложение.