SDR трансивер на AVR с ФАПЧ для радиоуправления и не только

Штефан

Давно увлекаюсь самодельной аппаратурой радиоуправления.

Хочу собрать аппаратуру с обратной связью, чтобы модель ( самолет ) сообщала о высоте полета, разряде батареи, уровне сигнала своих координатах (с телеметрией), люблю парить высоко и долго, управлять моделью на приделе видимости, несколько раз терял, но находил с помошью пишалки.

Собрал трансирвер прямого преобразованяе на кварцевом резонаторе. По отдельности все работает более-менее, но при влкючении полудуплексного режима (прием/передача 30Гц) здорово начинает мучать постоянная состовляющая на выходе смесителя.
Смеситель на встречных диодах (частота гетеродина в 2 раза меньше), как выяснилось очень не любит 2ю гармонику в частоте гетеродина. Снизить поразитную постоянную состовляющую полезно еще для того, чтобы применить УПТ, тк вырезание постоянной составляющей сказывается на качестве ЧМ демодуляции.
Для удаления 2й гармоники желательно поделить сигнал гетеродина на 2. Но начинаются проблемы с кварцами на 28МГц.
А тут еще старая навязчивая идея мучает сделать синтезатор на AVR.
В конторллере есть замечательный таймер №1 частота гуна подается на тактовый вход контроллера. А частота опорного генератора (часовой кварц) на вход устройства захвата таймера. По прерыванию проверяется количество импулсов которые насчитал таймер за интервал времени равный периоду чатоты сетки (минимальная сетка у меня вышла 256Гц). Тк сигнал с опорного генератора подается через синхронизатор контроллера, то синтезатор получает замечательное свойсво накапливать фазовую ошибуку, что я с успехом и использовал. Пока качество синтеза попытался проверить с помощью рации Беркут, но невышло, на слух 100Гц наводки от ИБП сильно маскирует огрехи синтеза.

На фото предыдущий трансирвер с кварцевым ЗГ
И плата нового трансирвера с синтезатором к которому подключен дисплей от нокии (данные в дисплейный модуль идут по UARTу, там свой конторллер)

ГУН управляется варикапом, схема взята из книжки Полякова, управляющие напряжение формирует RC цепь из танатлового электролита 150МКф и резистора 62К. Большой конденсатор нужен для того чтобы минимизировать компенсации на утечки, иначе придется ставить хороший интегратор на ОУ. Упрвление ведется через один из выводов контроллера. При большой ошибке управление частотй идет с помщью ШИМ. Фазовая компенсация импульсами 0 или 5В или Z состояние если нет фазовой ошибки.

Реклама

Jemchug

Штефан писал(а):На фото предыдущий трансирвер с кварцевым ЗГ

А зачем нам Ваши картинки?
Что по ним можно сказать?
Схемы выкладывайте, тогда посмотрим.

Реклама

Штефан

Вот моя рання поделка:
http://depositfiles.com/files/jerwhw3wl

Я хотел во 1х поделиться вполне рабочей идеей синтезатора на AVR с програмным ФЧД, при этом синтез отнимает всего 8% процессорного времени.
А во 2х есть одна проблема, нужен резонансный УВЧ на 27МГц в приемный тракт с усилением 40ДБ регулируемый, устойчивый, малошумящий.
Наиболее важный вопрос устойчивость - усиление. Если у кого экспереметальные и теоретические данные, например сравнение усилителей каскодных, ОЭ, ОБ в плане устойчивости на ВЧ.

sw1972

Штефан писал(а):Давно увлекаюсь самодельной аппаратурой радиоуправления.

Хочу собрать аппаратуру с обратной связью, чтобы модель ( самолет ) сообщала о высоте полета, разряде батареи, уровне сигнала своих координатах (с телеметрией), люблю парить высоко и долго, управлять моделью на приделе видимости, несколько раз терял, но находил с помошью пишалки.

Собрал трансирвер прямого преобразованяе на кварцевом резонаторе. По отдельности все работает более-менее, но при влкючении полудуплексного режима (прием/передача 30Гц) здорово начинает мучать постоянная состовляющая на выходе смесителя.
Смеситель на встречных диодах (частота гетеродина в 2 раза меньше), как выяснилось очень не любит 2ю гармонику в частоте гетеродина. Снизить поразитную постоянную состовляющую полезно еще для того, чтобы применить УПТ, тк вырезание постоянной составляющей сказывается на качестве ЧМ демодуляции.
Для удаления 2й гармоники желательно поделить сигнал гетеродина на 2. Но начинаются проблемы с кварцами на 28МГц.
А тут еще старая навязчивая идея мучает сделать синтезатор на AVR.
В конторллере есть замечательный таймер №1 частота гуна подается на тактовый вход контроллера. А частота опорного генератора (часовой кварц) на вход устройства захвата таймера. По прерыванию проверяется количество импулсов которые насчитал таймер за интервал времени равный периоду чатоты сетки (минимальная сетка у меня вышла 256Гц). Тк сигнал с опорного генератора подается через синхронизатор контроллера, то синтезатор получает замечательное свойсво накапливать фазовую ошибуку, что я с успехом и использовал. Пока качество синтеза попытался проверить с помощью рации Беркут, но невышло, на слух 100Гц наводки от ИБП сильно маскирует огрехи синтеза.

На фото предыдущий трансирвер с кварцевым ЗГ
И плата нового трансирвера с синтезатором к которому подключен дисплей от нокии (данные в дисплейный модуль идут по UARTу, там свой конторллер)

ГУН управляется варикапом, схема взята из книжки Полякова, управляющие напряжение формирует RC цепь из танатлового электролита 150МКф и резистора 62К. Большой конденсатор нужен для того чтобы минимизировать компенсации на утечки, иначе придется ставить хороший интегратор на ОУ. Упрвление ведется через один из выводов контроллера. При большой ошибке управление частотй идет с помщью ШИМ. Фазовая компенсация импульсами 0 или 5В или Z состояние если нет фазовой ошибки.

Мысль интересная. Сам думал делать PLL-синтезатор, используя таймеры микроконтроллера LPC1111(ARM Cortex-M0). Но потом появились сомнения, а не будет ли прыгать частота на выходе синтезатора, ведь таймеры синхронизируются от тактового генератора микроконтроллера и самая высокая частота внешнего тактирования этих таймеров должна быть в два раза меньше частоты тактового генератора контроллера.
Микроконтроллеры LPC1111 имеют четыре таймера:
два 16-разрядных таймера с 16 разрядными предделителями
два 32-разрядных таймера с 32-разрядными предделителями.
Тактовая частота может быть задана до 50 МГц и получается путём умножения частоты кварцевого генератора. Рабочая частота кварцевого генератора контроллера в диапазоне до 25МГц.
Цены контроллеров LPC111x на уровне ATmega8 и дешевле.
Можно прошивать через UART.

Реклама

Anuvsenahren

Штефан писал(а): нужен резонансный УВЧ на 27МГц в приемный тракт с усилением 40ДБ

Схем усилителей с таким усилением на данной частоте можно много привести, но делать в приемнике УВЧ с усилением 40 дб это полный абсурд и непонимание принципов приема.
Усиление УВЧ нужно делать не более 5 - 10 раз. Основное усиление в приемнике делается после фильтра основной селекции, т.е. В УПЧ супергетеродина, а не в УВЧ или в УНЧ в случае приемника прямого преобразования, т.е. опять же после фильтра. Поэтому и нет смысла приводить здесь данные схемы.

Вы что, считаете что в эфире полная тишина и приемник только и ждет Вашего передатчика?

К сожалению там очень много помех и они полностью забьют ваш приемник с таким УВЧ, т.к. полоса его будет большой.
Основное правило усиления. Сначала нужно выделить сигнал, потом усилить. Если хотите усилитель 40 дб, то сначала выделите сигнал с этими же 40 дб, что на 27 мгц проблематично, а потом уж усиливайте.
Вот поэтому и делают усиление после фильтра, т.е. после выделения.
Вам нужно почитать книжки про принципам работы радиоприемников.

Кстати Вашего файла по ссылке нет.

Реклама

Штефан

Валя писал(а): это полный абсурд и непонимание принципов приема.

Наверно вы правы, но я уже год летаю с приемником на низкой ПЧ и доволен, но хотелось бы больше наворотов.

Схема моего кварцевого трансивера содержит 2 каскада ОЭ BFG67 (спаянных со SWA555) и дает дальность 1км (на вытянутой руке) на спиральных антеннах усиление НЧ 66Дб, и 30-25Дб максимально от УВЧ, АРУ изменением питания УВЧ, передатчик 300мВт. Просто 2 каскада с ОЭ думаю не придел. Я вот собирал каскодную схему и сравнивал ее с ОЭ и не заметил большой разницы ни в усилении ни входном сопротивлении, а что дает каскодная схема по устойчивости ХЗ. Вот мне понравилась комбинация ОК-ОЭ, вроде супербета называется. И тут я понимаю, что мудрить с УВЧ так можно долго, и в результате вернуться к старому 2х каскаднику на ОЭ.
Схемы прилагаю

sw1972 тк таймеры именно синхронизируются от системной частоты, ГУН я использовал в качестве системного клока. А вот на вход устройство захвата подал опорную частоту.
Код прошивки PLL в прицепе.
Позже я может пересяду на АРМ, тк у меня еще и скорость данных ограничена 2кбит, меги едва хватает.
Интересно то, что после срабатывания устройства захвата таймер не сбрасывается, а считает дальше, число импульсов подсчитывается потом вычитанием текущего значения из предыдущего. Поэтому если есть расхождение с опорной частотой скажем на 1/10 периода, то через 10 тактов опорной будет импульс подстройки (ошибка накопится).
У меня между проверками количества накопленных импульсов происходит 1 переполнение те счет 17ти разрядный, но я на это забиваю.
Еще филипсы меня пугают скупыми даташитами

Реклама

Штефан

С днем кошек всех поздравляю!
Пристроил девиацию через кондер 100n к интегрирующему конденсатору варикапа, работает даже очень.
Подал сигнал с рации беркут на звукаху, снял спектры и осц-мы. Если кому интересно выложу принтскрины. При девиации 3Кгц грязь от синтеза не превышает -30Дб, что мой немузыкальный слух почти не напрягает. Можно конечно и лучше, если ГУН хороший сделать. Но тут уж делема: или HIFI или трансивер в спичечном коробке.

Вывод синтез на МК возможен и не хуже чем на спец микрухах, для портативной CB техники годится.