Трансивер EU2AA4B Глава 1

[EU2AA]

EU2AA4B Глава 1 Основной блок будет дополняться
-
60W SDR-трансивер на 4 диапазона V.4 144, 432, 1296 и 2300 МГц
-
Основной блок
-

-
Благодарю Валерия, EW1Q за помощь и ряд идей, которые были реализованы в данном проекте
-
Глава 1 подробней
-
Вводная глава

[EU2AA]

Электрическая схема платы 4BK4
-

-
Описание схемы
PLUTO — это уже готовый трансивер. От 144 до 5760 МГц.
Есть CW, SSB и все цифровые виды, в том числе на перспективу.
SSB — после цифровой обработки выдает в эфир идеальный сигнал, качество неизменно подтверждают корреспонденты, полоса излучаемых частот гораздо уже, чем у прочих аналоговых трансиверов. Это отчетливо видно на панораме.
Когда я работаю на PLUTO через QO-100,то всякий раз убеждаюсь в этом.
-
PLUTO недостает только мощности и чувствительности.
-
Плата 4BK4 и решает эту задачу. Для диапазонов 144, 432, 1296 и 2300-2400 МГц.
-
Передача
Рассмотрим на примере диапазона 144МГц.
PLUTO выдает на передачу цифровой сигнал, а это сумма нечетных гармоник.
ФНЧ 5 порядка C34-L3-L4-C35-L5-L6-C36 пропускают только основную частоту 144МГц, превращая цифровой выход с PLUTO/TX — в аналоговый.
Узкополосный фильтр Z1 ослабляет внеполосные шумы передатчика.
Аттенюатор R4-R5-R6 убирает излишнее усиление.
D24 и VT1 — Широкополосный усилитель (ШПУ) от 144 до 2400МГц выдает +23dBm.
60Вт ШПУ, реле HF351 и антенный разъем Х6 завершают тракт передачи.
-
Аналогичные пары фильтров и на остальных диапазонах: 432, 1296 и 2320МГц.
Переключение диапазонов — с помощью пары SP4T-коммутаторов D3, D4 типа SKY13322.
-
Прием
Рассмотрим на примере диапазона 144МГц.
Антенный разъем Х6 — широкополосный МШУ D22 SKY67150 - узкополосный фильтр Z1 - ФНЧ 5 порядка C34-L3-L4-C35-L5-L6-C36 — МШУ D21 SPF5043Z.
Коммутаторы SPDT AS179 D2 и D9 позволяют использовать одни и те же фильтры как на прием, так и на передачу.
-
Переключение диапазонов и РТТ
Через 9-контактный разъем Х7.
Для этого на плате PLUTO распаивается 9-контактный гнездный разъем.
Сигналы GPO0 и GPO1 с PLUTO через дешифратор D23 управляют коммутаторами D3, D4.
Сигнал GPO2 формирует сигнал РТТ (в том числе PTT CAT в MSHV, либо WSJT) и управляет передатчиком.
-
Прием в режиме RX SUB
PLUTO — это ДУПЛЕКСНЫЙ приемопередатчик,
поэтому возможен ПРИЕМ во время передачи.
При включении режима RX_SUB ключ D1 AS179 переключает вход RX PLUTO X1 на выход X2.
К разъему Х2 можно подключить антенну и МШУ любого диапазона, от 70МГц до 6ГГц.
Например,
- передача на 2400МГц, а прием на 739МГц (через LNB 10489/739МГц);
- передача на 146МГц, а прием на 435МГц;
- передача на 435МГц, а прием на 146МГц, и т.д
-
Перечень элементов платы 4BK4
-
Конденсаторы
C1,C3,C13,C15,C16,C18,C19,C21,C23,C52,C53,C59,C60,C62,C63,C75,C77,C79 - NP0 - 0603 - 33 пФ ±5 % - 18шт.
C2,C7-C9,C11,C12,C17,C22,C30-C32,C42,C47-C49,C61,C68-C70,C78,C82-C84,C89,C92,C93 - NP0 - 0603 - 150 пФ ±5 % - 26шт.
C4,C14,C20,C24,C25,C26,C27,C28,C29,C43,C46,C64,C67,C76 - X7R - 0603 - 0,01 мкФ ±10 % - 14шт.
C5,C10,C24,C73 - X7R - 0603 - 1000 пФ ±5 % - 4шт.
C6,C33,C40,C41,C44,C45 - X7R - 0603 - 0,1 мкФ ±10 % - 6шт.
C34,C36 - NP0 - 0805 - 30 пФ ±5 % - 2шт.
C35 - NP0 - 0805 - 47 пФ ±5 % - 1шт.
C37,C39 - NP0 - 0603 - 10 пФ ±5 % - 2шт.
C38 - NP0 - 0603 - 15 пФ ±5 % - 1шт.
C66 - NP0 - 0603 - 8,2 пФ ±5 % - 1шт.
C74 - NP0 - 0603 - 22 пФ ±5 % - 1шт.
C80,C81,C85,C90,C94 - X7R - 0805 - 1000 пФ ±5 % - 5шт.
C86 - X7R - 0805 - 0,022 мкФ ±10 % - 1шт.
C87,C88 - X7R - 0805 - 16V - 10,0 мкФ ±10 % - 2шт.
C91,C95,C96,C98 - X7R - 0805 - 0,1 мкФ ±10 % - 4шт.
-
Микросхемы
D1,D2,D9,D10 - AS179-375LF - 4шт.
D3,D4 - SKY13322-375LF - 2шт.
D11,D12,D19,D20 - 74LVC01G - 4шт.
D21 - SPF5043Z - 1шт.
D22 - SKY67150 - 1шт.
D23 - 74LVC139PW - 1шт.
D24 - AG604-89G - 1шт.
D25 - ICL7660 - 1шт.
D26 - LM1117-5,0 - 1шт.
D27-D29 - 74HC14PW - 3шт.
-
Индуктивности
L1,L16 - 0603 - LQW18A-100нГн - 2шт.
L2,L10,L11,L15,L17,L19 - 0603 - LQW18A-15нГн - 6шт.
L3,L5,L7,L8 - 0603 - LQW18A-22нГн - 4шт.
L4,L6 - 0603 - LQW18A-51нГн - 2шт.
L9,L12,L14,L18,L20 - 0805 - LQW2BHN3N3D - 3,3нГн - 5шт.
L13 - 0603 - LQW18A - 2,5нГн - 1шт.
-
Резисторы
R1,R3,R16,R19,R24,R30,R34 - RC-0603 - 1 kОм ±5 % - 7шт.
R2 - RC-0603 - 20 Ом ±5 % - 1шт.
R7,R9 - RC-0603 - 100 Ом ±5 % - 2шт.
R8 - RC-0603 - 68 Ом ±5 % - 1шт.
R17 - RC-0603 – 9,1 kОм ±5 % - 1шт.
R18 - RC-0603 - 51 Ом ±5 % - 1шт.
R20 - RC-1206 - 36 Ом ±5 % - 1шт.
R21,R23,R26,R28,R35,R37 - RC-0603 - 620 Ом ±5 % - 6шт.
R22,R27,R29,R36 - RC-0603 - 5,1 Ом ±5 % - 4шт.
R25 - RC-1206 - 47 Ом ±5 % - 1шт.
R31 - RC-0805 - 390 Ом ±5 % - 1шт.
R32 - RC-0805 - 1 kОм ±5 % - 1шт.
R33 - RC-0603 – 10 kОм ±5 % - 1шт.
R38 - RC-0603 – 10 kОм ±5 % - 1шт.
R42 - RC-0603 – 3 kОм ±5 % - 1шт.
R43 - RC-0603 – 33 kОм ±5 % - 1шт.
R44 - RC-0603 – 15 kОм ±5 % - 1шт.
R45-R48 - RC-0603 – 47 kОм ±5 % - 4шт.
R49-R52 - RC-0603 – 1,8 kОм ±5 % - 4шт.
-
Диоды
VD1 - LL4148 - 1шт.
VD2-VD5 - Светодиод LD0805 - 4шт.
VD6 - US1M - 1шт.
-
Транзисторы
VT1 - FP2189-G - 1шт.
VT2-VT4 - BSS138 - 3шт.
VT6 - BSS315P - 1шт. аналог AO3401A
-
U1 - DC-DC MP1584EN
-
Соединители радиочастотные
X1-X4 - Вилка IPEX SMD - 4шт.
X5 - Вилка PLD9 - 1шт.
-
Фильтры
Z1 - Спиральный фильтр ALT144 - 1шт. https://observablehq.com/@eu2aa/alt144? ... n=@eu2aa/n
Z2 - ПАВ-фильтр HDF640S - 1шт.
Z3 - Спиральный фильтр AI6YP - 1шт. https://observablehq.com/@drom/helical-filter
замена - МТК1300-20 https://observablehq.com/@eu2aa/mtk1300 ... n=@eu2aa/n
Z4 - ПАВ-фильтр TA1073 - 1шт.
-
Необозначенные на схеме C и L являются конструктивными и учтены в печати.
Резисторы R4 - R15 - подборные.
При первоначальной регулировке они НЕ УСТАНАВЛИВАЮТСЯ, а вместо R5, R8, R11 и R14 ставятся проволочные перемычки.

[EU2AA]

Монтажная схема платы 4BK4
-
Лицевая сторона платы

Оборотная сторона платы

Необходимо распаять 8 перемычек - цепи управления постоянного тока. Удалены из печати, чтобы не разрывать ВЧ-связи по КОРПУСУ.
В версии 3 эти цепи были в печати, что пагубно отразилось на 2320МГц на Кусиления как на ПРИЕМ, так и на ПЕРЕДАЧУ.
-
Фото платы 4ВК версии 3, доработанной до версии 4.
Лицевая сторона платы

Оборотная сторона платы

[EW6O]

EU2AA4B Глава 1 Основной блок
-
60W SDR-трансивер на 4 диапазона V.4 144, 432, 1296 и 2300 МГц
-
Основной блок
-

ОТЛИЧНАЯ РАБОТА ,ЖДЁМ ПРОДОЛЖЕНИЕ.

[EU2AA]

Регулировка платы 4BK4
1.Проверяем монтаж на соответствие монтажной схеме и перечню элементов.
2.Подключаем Имитатор 1 PLUTO из Главы 3 https://observablehq.com/@eu2aa/eu2aa4b-n-3
3.Проверяем АЧХ фильтров от D3/8 до D4.3, например с помощью VNA.
Потери в полосе пропускания не должны превышать (1-2)dB.
Ослабление 2-х гармоник - не менее 40dB.
АЧХ в полосе пропускания должна соответствовать приведенной на странице https://observablehq.com/@eu2aa/eu2aa4b
Примеры АЧХ:

4.Включаем режим ПРИЕМА на 144МГц, подаем первичное напряжение +24В и измеряем напряжения на выходе U1 DC-DC +8В.
ВНИМАНИЕ! Напряжение +8В выставить ДО УСТАНОВКИ на плату!
5.Измеряем напряжение на выходе D26 +5В.
6.Ток потребления от источника +24В - около 30мА.
7.Подаем на разъем X5 АНТЕННА 144МГц с начальным уровнем минус (40-50)dBm и измерить на выходе X4 Кусиления, который должен быть в пределах +(20-30)dB.
8.Повторяем все измерения на остальных диапазонах - 432, 1296 и 2320 МГц.
9.Кусиления у меня получились такие: на 144 - +21dB, на 432- +37dB, на 1296 - +23dB, на 2320 - +11dB.
10.Включаем кратковременно режим ПЕРЕДАЧИ и измеряем напряжение +TX=+8В и ток потребления около 145мА.
11.Подаем на X3 144МГц с начальным уровнем минус 10dBm и плавно увеличивая уровень добиваемся на выходе X4 мощности +23dBm (0,2Вт). Раскачка на X3 должна быть в пределах от 0 до +4 dBm.
12.Избыточное усиление убрать аттенюатором R7 - R9.
13.Повторяем все измерения на остальных диапазонах - 432, 1296 и 2320 МГц.
-
Карта регулировки

KR_4BK4.pdf

(32.06 КБ) 376 скачиваний

-

FNCH146.pdf

(147.67 КБ) 391 скачивание

FNCH450-HDF640S.pdf

(228.86 КБ) 403 скачивания

FNCH450.pdf

(153.55 КБ) 382 скачивания

FNCH1296.pdf

(175.8 КБ) 412 скачиваний

FNCH2400-TA1073.pdf

(232.06 КБ) 390 скачиваний

FNCH2400.pdf

(139.55 КБ) 388 скачиваний

-
*динамические характеристики в формате markdown

[EU2AA]

GERBER-файл платы 4BK4

4BK4.zip

(196.68 КБ) 525 скачиваний

-
*для экономии при заказе плат,
добавил внизу вспомогательные платы. Про них будет в Главе 3

[EU2AA]

Плата PLUTO
-

Демонтируем генератор RXO3225M_40MHz с низкой стабильностью 25ppm, взамен устанавливаем разъем IPEX для подачи высокостабильной опорной частоты с уровнем +(7-10)dBm.

[EU2AA]

Тестирование платы PLUTO
-
Для тестирования платы PLUTO используется Имитатор 2 платы 4BK4 из Главы 3 https://observablehq.com/@eu2aa/eu2aa4b-n-3
Подавая поочередно команды GPO0, GPO1, GPO2 (PTT) и GPO3, контролируем прохождение команд по свечению соответствующих светодиодов.

[EU2AA]

Электрическая схема основного блока
-

Платы 4BK4, PLUTO и GNSS3.5 расположены внутри корпуса трансивера.
РА 60Вт расположен снаружи.

[EU2AA]

Добавлено Описание схемы

[ew6ba]

Владимир Ильич, большое Вам спасибо за эту разработку!! Очень интересно, собираюсь заказывать эту плату в Китае. Жаль что Pluto у меня только один, для QO-100. Если понравится, то перейду полностью на этот проект. А то что-то я подразочаровался в QO-100. Запустил пока прием,а там оказывается активны только пару немцев. Первые дни жадно слушал, потом стал реже, думаю теперь делать ли передачу.За все время я только один раз слышал русскую речь. И вообще никого из DX. А этот Ваш проект 4-х диапазонного УКВ трансивера просто супер, как минимум там есть панорама!!
С уважением, Виталий 73!!

[EU2AA]

Виталий,
спасибо за добрые слова!
С заказом плат сейчас сложно, для Беларуси JLCPCB убрал дешевую почту, остались только FedEx за $17 и DHL за $74.
Мне версию 3 - 4ВК3 прислали через FedEx быстро, но пришлось сжечь еще полбака, ездил сам растаможивать в Минск-2.
Таможня тоже взяла 8р22коп/день за "хранение", дороговато. Вышло по $8,8 за 1шт.
Для России дешевая доставка осталась.
--
27 августа пришла версия 2 - 4ВК2, которую заказывал 31 января .... очень долго.
Нужно искать где-нибудь еще.
-
На QO-100 DX-ов полно, просто они не любят работать на общий вызов, регулярно встречаю FR4, FR5, 3B8, VU, ZS, PY огромное количество! Если даю общий вызов, все тут же строятся в очередь! Беларусь - редчайший DX.
Важно иметь хороший прием, многие идут на пределе слышимости - 55-56.
CW работает мало кто, Digital - еще реже, чаще SSB, причем многие по-французски. Африка - в основном.
Трудно понять даже позывной, как послушаю дня 3, начинаю разбирать речь.

[EU2AA]

А то что-то я подразочаровался в QO-100. Запустил пока прием,а там оказывается активны только пару немцев. Первые дни жадно слушал, потом стал реже, думаю теперь делать ли передачу.За все время я только один раз слышал русскую речь. И вообще никого из DX.

AMSAT-DL готовит "LUNART" - лунный любительский ретранслятор по типу QO-100 на платформу которая прилунится на Луне.
Вверх - 2,4 ГГц, вниз - 10,5 ГГц, Частоты смежные с QO-100.
VHF / UHF (145 МГц / 435 МГц дополнительно.
-
Там будет не только восточное полушарие, а весь мир.
Так что самое интересное впереди.

[ew6ba]

А то что-то я подразочаровался в QO-100. Запустил пока прием,а там оказывается активны только пару немцев. Первые дни жадно слушал, потом стал реже, думаю теперь делать ли передачу.За все время я только один раз слышал русскую речь. И вообще никого из DX.

AMSAT-DL готовит "LUNART" - лунный любительский ретранслятор по типу QO-100 на платформу которая прилунится на Луне.
Вверх - 2,4 ГГц, вниз - 10,5 ГГц, Частоты смежные с QO-100.
VHF / UHF (145 МГц / 435 МГц дополнительно.
-
Там будет не только восточное полушарие, а весь мир.
Так что самое интересное впереди.

Да,это здорово конечно!! Хорошая новость, я давно о чем-то подобном мечтал (типа репитер на Луне). Но только там уже не отделаешься просто тарелкой, смотрящей в одну точку, нужна будет еще и прецизионная поворотка с элевацией... А это уже сильно все усложнит.

[EW2CC]

Ну что ?
LUNART так LUNART
Это конечно на гране фантастики, но вполне реально

[EU2AA]

Ну что ?
LUNART так LUNART
Это конечно на гране фантастики, но вполне реально

Комплект практически готов, задержка за доставкой.
Следим за запусками ЕКА - Европейского Космического Аленства.
-
Все произойдет, как всегда, "неожиданно".
-
Системы слежения за Луной активно обсуждаются

[EU2AA]

Экран при работе на 144:
*здесь, где пишу, нет антенн 144, 432 и 1296, поэтому эфир чистый.

Экран при работе на 432:

Экран при работе на 1296:

Экран при работе на 2320:

Экран при работе на 2400:
Включил режим RX-SUB и увел частоту приема на 739МГц, как раз такая на выходе LNB для работы через QO-100.

Точно так же можно накрутить режим SPLIT с любым мыслимым разносом,
например 145,9МГц и 435,1МГц.
Было бы желание.
-
Обращаю внимание, что для режима RX-SUB нужна отдельная антенна с МШУ.

[EU2AA]

Рекомендую в обязательном порядке заземлять ноутбук (корпус компьютера) (или хотя бы соединить шину "минус" ноутбука с корпусом трансивера).
Зачем?
При втыкании кабеля USB в PLUTO контакты соединяются в случайной последовательности.
И не факт, что КОРПУСА соединятся ПЕРВЫМИ ...
У меня такое случилось и PLUTO пришлось ремонтировать.
Спасибо Алексею EW7AA!
-
После этого на сетевом БП припаял к минусовому проводу отросток ~100мм с гнездом 4мм. Туда воткнул штеккер и соединил шину "минус" ноутбука с корпусом трансивера.
Для тех, кто не внемлет моей рекомендации, привожу две схемы PLUTO, пригодятся для ремонта:

Пришлось заменить U15 USB3320-EZK и U16 ADP198ACBZ-11
Аналогично рекомендую поступать с прочими SDR, имеющими USB-разъем. И даже с "SDR-свистками".