Синтезатор частоты для кв приемника. Простой, универсальный синтезатор на Si5351. Информация о прошивках и программном обеспечении
16.04.2014г.
Пришёл KIT для сборки синтезатора частоты на Si570 с управлением по USB. Данный синтезатор планируется использовать в составе будущего SDR-трансивера. Набор заказывался . Доставка из Великобритании в Москву обычной почтой заняла меньше трёх недель. На этом сайте можно заказать синтезатор другого типа с ручной подстройкой частоты и индикацией на ЖК-матрице. Так же, можно купить отдельно чип Si570 и многое другое...
20-04.2014г.
Синтезатор собран и проверен - работает. На сборку ушло около двух с половиной часов. Трансформатор 4:1 дополнительно не заказывал. С ним можно получить генератор сигналов с выходом 50Ом и уровнем +10-12dBm и использовать в качестве независимого прибора...
Если же вы хотите сделать, скажем, вседиапазонный SDR-приёмник с независимым синтезатором, цифровым индикатором частоты и плавной регулировкой (вплоть до 1Гц), то подойдёт вот этот наборчик.
Вид со стороны пайки:
12.06.2014
После покупки паяльной станции с термофеном, плата была ещё раз пропаяна. Для пайки планарных и SMD-компонентов, термофен - незаменимая вещь!
16.06.2014
Очень много времени ушло на перебор версий PowerSDR для корректной работы с данным синтезатором в связке с трансивером от UT3MK. Пожалуй, оба устройства я спаял быстрее, чем разбирался с нюансами ПО. В конечном итоге (спасибо за подсказку RA3AIW) синтезатор заработал в серсией 1.19.3.15 . Дефолтный скин для этой версии программы. Драйвер для синтезатора под WinXP и библиотека , которую необходимо положить в папку с программой. Управление синтезатором происходит по USB, подаётся высокий уровень на включение режима передачи в трансивере. Программа управления синтезатором.
26.09.2014
Не знаю, с чем связано (с разводкой печатной платы или с расположением модуля в корпусе трансивера), но на некоторых частотах синтезатор даёт большое кол-во спуров. При перестроении частоты они не мешают, но по панораме вылазят палки по обе стороны от частоты настройки. Возможно, при использовании трансформатора 4:1 на выходе, этой проблемы в таком объёме не будет...
05.03.2015
Предположение о синтезаторе, как об источнике спуров оказалось не верным (проблема оказалась в приёмной части трансивера). Сигнал выходит вполне адекватный. Дополнительно, установил ВЧ-трансформатор 4:1 с трифилярной обмоткой на BN-61-2402, согласно прилагаемой схеме, получив 50-ти омный выход. В общем, вопросов к синтезатору нет и для работы с ПО, где управление частотой производится по USB - вещь, самая подходящая и не дорогая.
К сожалению, имеющиеся драйвера для WIN7 работают не достаточно корректно (при перестройке частоты постоянно выскакивают окна с ошибками). Под XP синтезатор работает прекрасно! Я ещё использую выход с него для переключения трансивера в режим передачи.
17.04.2017
Хочу немного сказать о минусах синтезатора и проблемах версии PowerSDR, с которой он работает. Собственно, минусов синтезатора вижу два:
Отсутствие коммутации для управления диапазонными фильтрами;
Под Win7 при перестройке частоты отваливается связь с синтезатором и в программе управления им и в PowerSDR (приходится работать под XP).
Что касается программы, то здесь я обнаружил массу багов:
Не работает поддержка драйверов ASIO (по крайней мере, у меня под WinXP);
С драйверами ММЕ в телеграфе можно работать только при ширине панорамы 48кГц (если больше - рвётся сигнал на передачу, в режиме SSB программа может работать с панорамой 96кГц);
Не работает корректно функция быстрой записи и трансляции записанного в режиме передачи (на панораме виден записанный сигнал в варианте DSB на нулевой ПЧ, при этом, частота приёма остаётся на месте);
Почему-то не калибруется подавление зеркала при приёме;
Связка с другим ПО через виртуальные аудио-кабели так же не работает (в версии 1.18, например, такой проблемы нет);
Программа частенько вылетает при изменении настроек и их сохранении в сетапе;
Иногда, без видимых причин, изображение на панораме начинает отображаться в зеркальном виде (замечено при частоте дискретизации 48кГц).
Видимо, есть и другие проблемы, которые я пока не обнаружил...
Словом, я решил попробовать вот этот синтезатор для будущих конструкций, чтобы иметь всё необходимое по части коммутации и не быть привязанным к одной версии ПО.
Продолжение следует...
Synthesizer frequency Si5351 transceiver for shortwave. The development of our UT5QBC UV7QAE and colleagues.
Synthesizer of microcontroller assembled on STM32F100C8T6B, all the information is displayed on the color display size of 1.8 "
Small dimensions of the PCB (85mm x 45mm) allow its use in small constructions transceiver
Output CLK0 - frequency VFO.
Out CLK1 - SSB BFO frequency.
Out CLK2 - frequency CW BFO
You can set the frequency with reverse transmission in "SYSTEM MENU" option "TX REVERSE".
The signals at the outputs of the option "TX REVERSE" = ON,
| OUTPUT | RX | TX | CW RX | CW TX |
| CLK0 | VFO | SSB BFO | VFO+CW SHIFT | --- |
| CLK1 | SSB BFO | VFO | CW BFO | VFO |
| CLK2 | --- | --- | --- | CW BFO |
Buttons.
Up, Dn - Up, down the ranges menu.
Mode - LSB Shift, USB, CW in the operating mode, the menu for fast input frequency.
Menu - Input / Output menu.
Selecting the functions of the buttons in the "SYSTEM MENU" option "BUTTON MODE".
VFO, Step - Switch VFO A / B, step frequency tuning. The menu changes the value.
Or.
Inc (+), Dec (-) - restructuring the frequency in operation. The menu changes the value.
Entrance to the "USER MENU" short press Menu button.
Entrance to the "SYSTEM MENU" press and hold the Menu button more than 1sec.
USER MENU.
| 01.FREQUENCY STEP | 1/5/10/50/100/500/1000 Hz | Step frequency tuning |
| 02.ENCODER DYNAMIC SPEED | ON/OFF | Dynamic speed frequency hopping. |
| 03.ENCODER DIVIDER | 1-300 | Divider Encoder. Frequency Hopping on one turn of the encoder. |
| 04.RIT ENABLE | YES/NO | Switching on and off the RIT. |
| 05.RIT SHIFT | +-1000Hz | frequency offset receiving. |
| 06.CW SHIFT | 100Hz - 1500Hz | The tone of the CW reception. |
| 07.CW TX TIMEOUT | 0ms - 1000ms | The delay time after the key is released to return to receive. |
SYSTEM MENU.
| 01.ENCODER ENABLE | YES/NO | VFO/Step or Frequency |
| 02.ENCODER REVERSED | YES/NO | Reverse encoder |
| 03.INPUT VOLTAGE DIVIDER | 4-12 | The input voltage divider 4 - 12 |
| 04.OUTPUT CURRENT OUTPUTS | 2mA - 8mA | Adjustable output voltage CLK0, CLK1, CLK2 setting output current. |
| 05.TX OTPUT REVERSED | ON/OFF | Reverse Output frequency VFO and BFO transmission. |
| 06.BANDWIDTH FILTER SSB | 1000Hz - 10 000Hz | SSB band pass filter. |
| 07.BANDWIDTH FILTER CW | 100Hz - 1000Hz | CW band pass filter. |
| 08.VFO FREQUENCY MODE | FREQ+IF,FREQ,FREQx2,FREQx4 | CLK0=VFO+BFO, CLK0=VFO, CLK0=(VFOx2), CLK0=(VFOx4) |
| 09.FREQUENCY BFO LSB | 100kHz - 100mHz | IF LSB rate. |
| 10.FREQUENCY BFO USB | 100kHz - 100mHz | IF rate USB. |
| 11.FREQUENCY BFO CW LSB | 100kHz - 100mHz | IF rate LSB CW. |
| 12.FREQUENCY BFO CW USB | 100kHz - 100mHz | IF rate USB CW. |
| 13.FREQUENCY Si5351 | 100kHz - 100mHz | Clock frequency Si5351a (correction). |
| 14.BINARY CODE ENABLE | YES/NO | To form conclusions on the management of binary code decoder / multiplexer. |
| 15.DECODER CODE | YES/NO | Binary code decoder for another code for FST3253 multiplexer. |
| 16.S-METER VALUE 1 | 0mV - 3300mV | Calibration S Meter. |
| 17.S-METER VALUE 9 | 0mV - 3300mV | Calibration S Meter. |
| 18.S-METER VALUE +40 | 0mV - 3300mV | Calibration S Meter. |
| 19.ALL BANDS 1MHz-30MHz | YES/NO | Solid range 1 - 30 MHz. WARC 30M, 16M, 12M. |
| 20.BAND WARC STATUS | ON/OFF | Only mode RANGE 1-30MHz = YES |
| 21.BAND 160M | ON/OFF | |
| 22.BAND 80M | ON/OFF | Selecting the radio operating range (the receiver) |
| 23.BAND 40M | ON/OFF | Selecting the radio operating range (the receiver) |
| 24.BAND 20M | ON/OFF | Selecting the radio operating range (the receiver) |
| 25.BAND 15M | ON/OFF | Selecting the radio operating range (the receiver) |
| 26.BAND 10M | ON/OFF | Selecting the radio operating range (the receiver) |
| 27.LSB MODE | ON/OFF | |
| 28.USB MODE | ON/OFF | The choice of modulation transceiver (receiver) |
| 29.CW MODE | ON/OFF | The choice of modulation transceiver (receiver) |
| 30.SHUTDOWN LOW VOLTAGE | ON/OFF | Auto power off, saving the current data. |
| 31.LOW VOLTAGE | 5.0V - 14.0V | The threshold voltage auto shutdown. |
| 32.RCC STATUS | RCC HSI/RCC HSE | Clock source, internal / Quartz. |
To control decoder / multiplexer uses pins BAND 160, BAND 80, BAND 40, BAND 20 (See diagram).
Control outputs.
Pin BAND 160 = DATA1/A
Pin BAND 80 = DATA2/B
Pin BAND 40 = DATA4/C
Pin BAND 20 = DATA8/D
Binary code decoder.
| BANDS | Pin BAND 160 | Pin BAND 80 | Pin BAND 40 | Pin BAND 20 |
| 01.BAND 160M | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 02.BAND 80M | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 03.BAND 40M | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 04.BAND 30M | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 05.BAND 20M | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 06.BAND 16M | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 07.BAND 15M | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 08.BAND 12M | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 09.BAND 10M | 0 | 0 | 0 | 1 |
The software for this device is used with the permission of the authors.
Shipment within 14 days.
Тема конечно заезженная, но все таки в связи с реалиями сегодняшнего времени решил изобрести недорогой синтезатор частоты для SDR-ов ADTRX и им подобным. Синтезатор построен на базе PLL синтезатора от Silicon Labs Si5351, в США стоимость данной микросхемки всего 0.92$ (оригинальные Si5351 можно приобрести у Андрея UR8QP) . Прежде чем вернуться к теме синтезатора для ADTRX-оподобных я опробовал разные контроллеры для управления синтезатором и способы получения данных от PowerSDR. Тема управления по САТ отпала сразу так как есть некоторые неудобства при работе с логами. Для работы пришлось бы ставить так называемые программы "сплиттеры" позволяющие использовать один и тот же номер СОМ-порта как для лога так и для синтезатора. Я решил пойти более классическим путем, а именно перехват данных от порта LPT по которому и управляет PowerSDR оригинальным SDR-1000. Вдаваться в подробности протокола управления PowerSDR не буду, эту информацию можно подробно почитать у Николая RA3PKJ в его статье "Протокол обмена SDR-1000" . Николаю отдельное спасибо за статью, очень познавательно. Собственно обеспечивает перехват данных от порта LPT и управление синтезатором и периферией трансивера 32-х разрядный микроконтроллер STM32F030K6T6 от STM. Микроконтроллер работает на частоте 50 МГц что обеспечивает достаточную скорость обработки данных и в целом стабильную работу устройства. Стоимость контроллера в Украине на сегодняшний день чуть более 1$. Таким образом получаем очень дешевый синтезатор частоты для SDR.
Собственно схема электрическая принципиальная синтезатора.
Сам PLL синтезатор тактируется от кварца 27 МГц, управление по шине I2C. Микроконтроллер получает данные от программы PowerSDR по шине LPT, данные D0...D7 и стробы C0...C3. Получая данные частоты из протокола обмена микроконтроллер преобразует её значение(AD9854 в оригинальном SDR-1000) в реальную частоту и по I2C отправляет в Si5351. В программе PowerSDR в Setup->Hardware Config->DDS->PLL Multiplier можно установить множитель с которым будем получать частоту на выходе синтезатора. Например для формирователя фазы смесителя ADTRX нужен множитель 4, но существуют формирователи умеющие работать с множителем х2 и х4. В этом же окне настроек выбирается режим работы SDR-1000, а порт принтера указывается так же как для SDR-1000. Si5351 позволяет построить синтезатор частоты для SDR-трансивера обеспечивающий работу во всем КВ-диапазоне. Заявленная максимальная генерируемая частота 160 МГц, я смог получить 220 МГц. Нам же необходима максимальная частота 120 МГц на диапазоне 10 метров. Синтезатор имеет на своем борту ключи с открытым коллектором для управления диапазонными полосовыми фильтрами, это специализированная микросхема ULN2803(8 ключей). Так же есть сигналы RX/TX и GAIN управляемые PowerSDR. Схема подключения CW-манипулятора и РТТ взята из предыдущих моих разработок клонов SDR-1000. Она построена на триггере 74LVC14D. Таким образом имеем "полноценную" педаль и CW-манипулятор которые работают так же как в SDR-1000. Синтезатор работает с любой версией PowerSDR поддерживающей режим работы SDR-1000, если в вашем компьютере нет LPT-порта можно использовать USB-LPT адаптер. Например такой:
Печатная плата выполнена на одностороннем стеклотекстолите методом ЛУТ.
Фото платы со стороны установки компонентов.
Фото платы со стороны пайки.
Конструктивно микросхема синтезатора Si5351 выполнена в корпусе MSOP10, корпус довольно таки "мелкий" и поэтому для удобства я использовал переходник MSOP10-DIP10.
Переходничок можно купить . Микроконтроллер можно прошить через SWD с помощью программатора ST-LINK или через USART с помощью TTL USB-COM преобразователя. Разъемы для программирования присутствуют на плате, J9 и J10 соответственно. Методика прошивки подробно описана в просторах интернета.
Прошивка под кварц 27 МГц. СКАЧАТЬ .
Прошивка под кварц 25 МГц. СКАЧАТЬ .
Прошивка под кварц 25 МГц с пониженной частотой PLL(600МГц). Работает на "сишках" с любой маркировкой!!!
Прошивка для Si5351 с маркировкой "AADR 116" под кварц 30 МГц.
Зайдя в очередной раз на сайт местного радиомагазина, обнаружил в продаже интересный девайс. Модуль DDS (direct digital synthesis) - синтезатор частоты на микросхеме AD9850 . Такой:
Заявленные характеристики:
- частота генерации от 0,029 Гц до 62,5 МГц;
- количество разрядов ЦАП – 10;
- выходной ток ЦАП – до 10,24 мА при напряжении ограничения 1,5 В;
- встроенный компаратор для получения двух оппозитных ТТЛ выходов;
- возможность цифрового управления частотой как по параллельному, так и по последовательному интерфейсу;
- напряжение питания – 5 В;
- потребляемый ток до 96 мА.
И вот, приобретя данный девайс, я решил тряхнуть стариной и исключительно для удовольствия и из любви к искусству изготовить блок управления любительским КВ приемником прямого преобразования на диапазоны 40 и 80 метров.
Для управления модулем синтезатора будем использовать ARDUINO UNO R3 (в моем случае – китайский совместимый клон). Информацию о частоте и других параметрах будем отображать на алфавитно-цифровом ЖК дисплее 16*2, регулировать частоту будем энкодером, переключение диапазонов – логический уровень «0» или «1» на одном из входов ARDUINO.
Схема устройства:
Выходной синусоидальный сигнал снимается с выхода OUT2 платы синтезатора. Амплитуда 0,5 В, постоянная составляющая – 0,512 В, выходное сопротивление – 100 Ом.
Выдаваемые частоты по диапазонам:
- 80 м – 1745,00 – 1900,00 кГц (принимаемый диапазон 3490 – 3800 кГц);
- 40 м. – 3500,00 – 3610,00 кГц (принимаемый диапазон 7000 – 7220 кГц).
Смеситель приемника прямого преобразования работает на частоте гетеродина, равной половине частоты принимаемого сигнала, поэтому выходные частоты синтезатора имеют соответствующие значения. При этом на ЖК дисплей выводится значение частоты принимаемого сигнала, т.е. из диапазона, указанного в скобках.
Для регулирования частоты используется энкодер BR1 на 24 положения, 5 выводной, с кнопкой. Кнопка энкодера управляет режимом «Грубо/Точно». После включения устройства по умолчанию включен режим «Грубо». При этом шаг изменения частоты принимаемого сигнала – 1 кГц. При однократном нажатии на кнопку (вал) энкодера режим переключается в «Точно». Шаг изменения частоты принимаемого сигнала при этом уменьшается до 10 Гц. При этом на ЖК дисплее справа от значения частоты отображается буква «Т». Повторное нажатие кнопки энкодера возвращает режим «Грубо».
На нижнюю строку ЖК индикатора выводится полоса прогресса, отображающая текущую частоту относительно полного диапазона.
Переключение диапазонов осуществляется подачей логического «0» (диапазон 80 м) или «1» (диапазон 40 м) на вход «BAND». Вход активный, т.е. при обрыве линии, на нем присутствует логическая единица, благодаря подключенному внутреннему подтягивающему резистору контролера ARDUINO. Таким образом, для переключения диапазонов достаточно механической коммутации данного входа на массу.
На вход ААС подается напряжение АРУ приемника для вывода на дисплей показаний S-метра. В моем случае напряжение АРУ 6-10 В соответствует величине принимаемого сигнала S9- S1 соответственно. Значение S выводится на ЖК дисплей.
Кроссовая плата устройства односторонняя, разведена в программе SprintLayout, изготовлена методом ЛУТ. Вид со стороны элементов:
Готовая плата:
Поработав паяльником, получили набор.
