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.



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

[SVd2004]

А на фото старый микрон (Cyclone III)?

[UN7RX]

Двоякое ощущение, с одной стороны миниатюрный широкодиапазонный "всеядный" приемник - в то же время привязан к внешнему компьютеру, превращаясь в неподвижный настольный аппарат. Дэвид, он не запоздал в своей концепции на несколько лет?

[SVd2004]

Меня так всё устраивает.
Почему настольный аппарат должен быть больших размеров?

[rx9cim]

Нормально. Не мешало бы сделать все таки прием в зонах Найквиста для УКВ.

[SVd2004]

Платы DPF в разных вариантах, просто DPF и DPF+R820

[RA6AGY]

Хоть мне и нравится панорама, но так намучился "подружить" компьютер со "свистком" и Ensemble что покончил с SDR-ами навсегда.

[UA0YAS]

Ну вообще сдр не означает наличие панорамы и наоборот.
А Автору респект за очередной безвозмездный подарок паяющей публике!

[Genadi Zawidowski]

Хорошая (на мой взгляд) идея: тактировать r820t не от собственного генератора а от деленного основного. Не использовать режимы дробных делителей pll. При этом калибровка частоты опорного генератора дает предсказуемые частоты и на укв. Я проверял, работает.

В моем аппарате было так:

	#define R820T_IFFREQ 4063000uL
	#define R820T_REFERENCE (REFERENCE_FREQ / 4)	// 122.88 / 4 = 30.720 MHz
	#define R820T_LOSTEP (R820T_REFERENCE / 32)	// 920 kHz

[RW9OW]

Было бы прикольно купить готовые печатные платы, а еще круче - набор с детальками.