Popularny odbiornik krótkofalowy na miarę XXI wieku

Projekt SP3FHI i SP3VZX

DigiReX
 Dzięki rozwojowi nowoczesnych układów elektronicznych obecnie mozliwe jest zbudowanie w warunkach amatorskich urządzeń radiowych o mozliwościach, które kilka lat temu dostępne były tylko w urządzeniach fabrycznych. Mimo to większość konstrukcji amatorskich bazuje na tradycyjnej technologii a najczęściej spotykanym unowocześnieniem jest cyfrowa synteza częstotliwości. Koncepcja naszego odbiornika polega na połączeniu najnowszych i jednocześnie niedrogich układów scalonych. Nowatorskim pomysłem jest skorzystanie z przetwarzania sygnału m.cz. przez mikrokontroler, który jednoczesnie jest sercem całego urządzenia i zapewnia sterowanie wszystkimi elementami, interfejs użytkownika, obsługę syntezy i funkcje dodatkowe.
Jednocześnie jest to urządzenie z założenia tanie, szacowany koszt przy samodzielnym wykonaniu płytek drukowanych to kwota rzędu 200zł. Do celów niekomercyjnych korzystanie z zamieszczonych schematów i oprogramowania jest darmowe.

Najważniejsze cechy naszego odbiornika:

  • cyfrowe przetwarzanie w torze m.cz.; sygnał przetwarzany jest do postaci cyfrowej, analizowany i przetwarzany w mikroprocesorze
  • w pełni cyfrowe sterowanie nawet takimi funkcjami jak głośność, używamy tylko przycisków stykowych i potencjometru kodującego; umożliwia to również sterowanie wszystkimi elementami odbiornika w sposób automatyczny,
  • synteza DDS – z wykorzystaniem popularnego układu Analog Devices zapewnia pokrycie całego zakresu fal krótkich, wysoką precyzję i łatwość strojenia,
  • odbiór sygnałow w modulacjach CW i SSB (USB i LSB), możliwość odbioru stacji AM po dokładnym dostrojeniu do częstotliwości nośnej
  • zakres częstotliwości 7kHz-30MHz (odbiór w zależności od zastosowanego filtra wejściowego),
  • podwójne ARW (analogowe z zakresem regulacji 50dB i cyfrowe z zakresem regulacji 25dB) sterowane przez mikroprocesor
  • programowana szybkość (w torze analogowym i cyfrowym) i zakres wzmocnienia ARW (w torze cyfrowym),
  • system ochrony słuchu (Ear Protection System) zapobiegający powstawaniu głośnych trzasków na wyjściu m.cz.,
  • możliwość ręcznej regulacji wzmocnienia w torze analogowym p.cz.,
  • tłumik antenowy sterowany ręcznie lub automatycznie, w trybie automatycznym zapewnia szybką ochronę przed przesterowaniami,
  • S-meter z kompensacją działania tłumika antenowego,
  • dwa banki po cztery definowalne kroki strojenia oraz automatyczne zwiększanie kroku strojenia (Smart tuning) z programowanym mnożnikiem,
  • 20 pamięci, możliwość pracy w trybie VFO lub w trybie pamięci,
  • oprogramowanie do strojenia odbiornika wbudowane w procesor, oraz inne funkcje wspomagające regulację,
  • interfejs pozwalający połączyć urządzenie z komputerem, możliwość pełnego sterowania funkcjami odbiornika przez komputer, możliwośc zastosowania jako tuner internetowy
  • złącze do klawiatury komputerowej pozwalające na wygodne operowanie pamięciami i wprowadzanie częstotliwości,
  • dodatkowe wbudowane oprogramowanie pozwalające wykorzystać urządzenie jako syntezer częstotliwości (po wyprowadzeniu na zewnątrz sygnału wyjściowego DDS),
  • darmowe oprogramowanie dla PC - analizator widma dla zakresu KF,
  • darmowe kody źródłowe w języku C pozwalające na tworzenie własnych aplikacji sterujących odbiornikiem.
Aby zachować prostotę konstrukcji, niską cenę i łatwość montażu konieczne było przyjęcie pewnych ograniczeń. W podstawowej wersji zakładamy użycie jednego filtra wejściowego (może to być filtr dolnoprzepustowy 10MHz zapewniający w miarę dobry odbiór w zakresie do 10MHz lub dowolny filtr pasmowy). Wykonanie dobrego filtra w warunkach amatorskich nie jest łatwe a dla niedoświadczonych konstruktorów może to być problemem największym. Stąd decyzja o uproszczeniu tej części toru odbiornika. Jednakże dla tych, którzy chcą uzyskać lepsze parametry i operować kilkoma filtrami pasmowymi przewidzieliśmy złącze do przełączania jednego z siedmiu filtrów wejściowych. Przewidujemy również możliwość prostego przełączania pomiędzy dwoma filtrami co najczęściej może oznaczać zastosowanie filtra dolnoprzepustowego 8MHz i filtra pasmowego 14MHz co umożliwi odbiór najpopularniejszych pasm amatorskich. Kolejnym kompromisem jest zastosowanie popularnych układów mieszaczy NE612. Urządzenie niewątpliwie się upraszcza ale odporność na modulację skrośną jest niestety niewielka. W torze p.cz. stosujemy częstotliwość 10.7MHz. Podyktowane to zostało wzgledną łatwościa zdobycia odpowiednich rezonatorów kwarcowych. Przewidzieliśmy jednak w oprogramowaniu możliwość wprowadzenia innej częstotliwości p.cz. co umożliwi zaawansowanym konstruktorom próby z wyższymi czestotliwościami p.cz.


Koncepcyjny schemat przedstawia poniższy rysunek (kliknij prawym klawiszem myszki -> pokaż obrazek)


Podstawowe moduły odbiornika to część analogowa, część cyfrowa (zawierająca również wzmacniacz m.cz.), panel czołowy i DDS.

Schemat blokowy przedstawia szczegółową budowę odbiornika (kliknij prawym klawiszem myszki -> pokaż obrazek)



Sygnał z anteny po przejściu przez filtr dolnoprzepustowy (opcjonalnie filtry pasmowe) mieszany jest z sygnałem z syntezy DDS. Dalej mamy 4 kwarcowy filtr p.cz., regulowany wzmacniacz p.cz. i kolejny mieszacz. Wzmocniony sygnał m.cz. przechodzi przez konwerter poziomu na przetwornik A/D wbudowany w mikrokontroler. Po przetworzeniu następuje kolejna konwersja na postać analogową, filtrowanie filtrem dolnoprzepustowym i wzmocnienie m.cz.
Mikrokontroler steruje tłumikiem antenowym, wzmocnieniem p.cz. (przez cyfrowy potencjometr), przełączaniem BFO, wzmocnieniem m.cz. , syntezą DDS i oczywiście interfejsem użytkownika, klawiaturą zewnętrzną i interfejsem do PC.

Szczegółowe informacje na temat funkcji i obsługi odbiornika zawiera instrukcja obsługi.

Dostępny jest również darmowy program analizatora widma dla zakresu KF (obrazek).

Wszystkie informacje potrzebne do budowy odbiornika dostępne są na stronie www w tym kompletne schematy ideowe, montażowe, oprogramowanie.

Aha. I jeszcze tylko pozostaje odpowiedzieć na pytanie dlaczego to robimy - BO TO NASZA PASJA.

Opracowanie stron SP3FHI (C) 2005
DigiReX (C) 2005 SP3FHI, SP3VZX