SDR Micron, приемник с прямой оцифровкой и USB подключением от N7DDC

[rolin]

Всем привет. Данный приемник был задуман как замена SDR Minor еще 5 лет назад и только сейчас, наконец-то, я смог доделать его.
Максимально простой, дешевый, малогабаритный - надеюсь, любой желающий повторит его как конструкцию выходного дня.
Все исходные коды, будь-то программные реализации или прошивки для этого проекта будут опубликованы.
Основу устройства представляет очень доступная, современная и дешевая ПЛИС серии Cyclone 10 - 10CL010YE144C8G (менее 10 долларов).
Интерфейс связи с компьютером выполнен на чипе от FTDI FT232HQ, обеспечивающая высокую скорость передачи данных по USB 2.0.
Радиотракт содержит дешевый легкодоставаемый 14 бит АЦП ADS6143. Подойдут любые из списка ADS6142, ADS6143, ADS6144I, ADS6145 или 12-ти битные ADS6122, ADS6123, ADS6124, ADS6125.
В режиме ожидания приемник потребляет от шины USB около 200 мА, в рабочем режиме 470 мА, что очень близко к максимальному возможному потреблению для шины. Имеет смысл попробовать поставить малопотребляющий АЦП вроде AD9649 / AD9629.
Задающий генератор для АЦП используется типа 5P49V5923, это программируемый, очень дешевый генератор на любую частоту, тактируется от стабильного генератора 10 МГц.
Частота генерации задается с помощью записи его регистров в момент старта приемника. В исходниках прошивки можно найти файлы инициализации для других частот, сгенерированные фирменной программой от IDT.
Частота принята как 76.8 МГц, максимальная частота приема при этом 30 МГц. С этой частотой АЦП потребляет умеренный ток.
Выходной семпл-рейт приемника может быть любой из списка: 48 kHz, 96 kHz, 192 kHz, 240 kHz, 384 kHz, 480 kHz, 640 kHz, 768 kHz, 960 kHz, 1536 kHz. Последние два режима выдают 16-ти битные семплы для экономии трафика передачи данных.

Вложение 319544 Вложение 319545 Вложение 319546

Приемник может выдавать также данные для wide bandscope, что пока не реализовано ни в одной программе.

Для приемника разработана и испытана плата полосовых фильтров, которая устанавливается сверху вторым этажом. Частоты раздела 0 - 2.5 МГц, 2.5 - 6.0 МГц, 6.0 - 12.5 МГц, 12.5 - 20.0 МГц, 20 - 30 МГц.
Частоты подобраны таким образом, чтобы предотвратить перегрузку АЦП мощными внеполосными сигналами.
В качестве аттенюатора в первом образце используются два реле с резисторами, но я решил их заменить на микросхему PE42641. Причина заключается в том, что я разработал плату фильтров для приемника, совмещенную с УКВ трактом на известной микросхеме R820T2, что обеспечит прием вплоть до 1.7 ГГц, а значит нужен соответствующий аттенюатор.
Также, для приемника разработана плата фильтров, совмещенная с трансвертером 2-х метрового диапазона, выполненным на основе высокоскоростного ключевого смесителя. С генератором 100 МГц он обеспечит качественный прием в диапазоне 130 - 160 МГц. Но, к сожалению, для этого тактирование АЦП должно быть 122.880 МГц а максимальная частота приема должна быть ограничена 55 - 60 МГц.
Этот вариант я оставлю на потом, вариант с R820T мне видится более интересным.

Для приемника разработан бутлоадер, позволяющий легко и просто менять прошивки. Достаточно лишь единожды после сборки прошить бутлоадер в приемник программатором. Никакая неудачная прошивка не способна вывести из строя приемник, каждый раз после включения питания, приемник снова готов к прошивке.

На данный момент для приемника написана EXTIO.dll, позволяющая работать с большим количеством программ. Среди них такие известные и качественные программы, как HDSDR, SDR Uno, SDR Sharper.

Все исходники, прошивки, печатные платы, драйвера, описание протокола и сисок компонентов вы можете найти в моем аккаунте на GitHub https://github.com/Dfinitski/SDR-Micron

Первое видео - демонстрация работы приемника с программой SDR Sharper



Добавлено через 8 минут(ы):

Для приемника также разработана активная широкополосная рамочная антенна, именно с ней он работает на видео.

Вся документация на антенну выложу позже.

Графики АЧХ платы фильтров

Вложение 319548 Вложение 319549 Вложение 319550 Вложение 319551 Вложение 319552

[rolin]

Добавил на Гитхаб герберы для заказа плат, инструкцию по работе с бутлоадером, инструкцию по программированию FT232H.

[Tim]

А что разве r820t отдельно можно купить? И паяется "на кухне" с помощью фена?

[SVd2004]

А что разве r820t отдельно можно купить?

Можно https://ru.aliexpress.com/item/33026...chweb201603_52

[romanetz]

На заводскую печатную плату "на кухне" qfn-корпуса паяются нормально с помощью паяльной пасты, желательно иметь микроскоп для последующего визуального контроля

[rolin]

Tim, я паял одно время с помощью 50 Ваттной галогенки с зеркальным отражателем из хозмага.
Кто умеет тот могёт..

[SVd2004]

На данный момент для приемника написана EXTIO.dll, позволяющая работать с большим количеством программ. Среди них такие известные и качественные программы, как HDSDR, SDR Uno, SDR Sharper.

Давид, а PowerSDR будет?

[rolin]

SVd2004, не планирую. Зачем он? Вот если два независимых приемника было бы, тогда обязательно.

[AlexJ]

Давид, если не затруднит, выложите пожалуйста фото Вашей антенны AML-30 в "развернутом", рабочем состоянии, обзор по AML052 читал, но вопросы остались. Есть ли разница в какой конфигурации полотно антенны: круг, треугольник?

[rolin]

Немного измерений.

Чувствительность по калиброванному S-метру MDS(500) -134дБм .



Уровень начала ограничения сигнала -13.5 дБм, уровень шума на расстоянии 10 кГц от такого сигнала -122 дБм. Таким образом, динамический диапазон, ограниченный шумами RMDR равен 109 дБ, общий BDR 120 дБ.



AlexJ, равнобедренный треугольник, направление наилучшего приема вдоль полотна.

P.S. заказал платы на jlcpcb.com, 2 доллара за первый заказ (5 плат) и по 4 за последующие.

[Sergey_gh]

Для этого придется некоторые выводы шины данных FT232H подвести к JTAG входу плисины, то есть повесить на них емкость с непредсказуемым результатом.

Заливать в passive serial. Никаких проблем с ёмкостью и JTAG свободен для отладки.

Я выбрал для себя простой вариант

Простой для Вас, но не для повторяющих. Подумайте насколько изящно и гибко такое решение с "нулевым" firmware в железке. Прошивка не "тяжёлая" и "таскать" её Вам, а не пользователю.

Немного измерений.

А что за палочка в центре панорамы на первом скриншоте?

Понравился генератор. Но где то чуть потеряли от обещанного в даташите. На 10 МГц можно было ожидать лучше 140 dBc/Hz при такой отстройке. У Вас получилось около 137. Можете измерить на расстоянии 100 кГц от несущей, а также показать уровень шума приёмника при отстройке 10 кГц при снижении уровня тестового сигнала на 20 дБ?