| Line 1... |
Line 1... |
| 1 |
\documentclass[12pt,a4paper,oneside]{article} |
1 |
\documentclass[12pt,a4paper,oneside]{article} |
| 2 |
\usepackage[colorlinks=true]{hyperref} |
2 |
\usepackage[colorlinks=true,unicode]{hyperref} |
| 3 |
\usepackage[utf8]{inputenc} |
3 |
\usepackage[utf8]{inputenc} |
| 4 |
\usepackage[czech]{babel} |
4 |
\usepackage[czech]{babel} |
| 5 |
\usepackage{graphicx} |
5 |
\usepackage{graphicx} |
| 6 |
\usepackage{pdfpages} |
6 |
\usepackage{pdfpages} |
| 7 |
\textwidth 16cm \textheight 25cm |
7 |
\textwidth 16cm \textheight 25cm |
| 8 |
\topmargin -1.3cm |
8 |
\topmargin -1.3cm |
| 9 |
\oddsidemargin 0cm |
9 |
\oddsidemargin 0cm |
| - |
|
10 |
\usepackage{footnote} |
| 10 |
\pagestyle{empty} |
11 |
\pagestyle{empty} |
| 11 |
\begin{document} |
12 |
\begin{document} |
| 12 |
\title{Softwarově definovaný přijímač SDRX01B nejen pro radioastronomii} |
13 |
\title{Softwarově definovaný přijímač SDRX01B nejen pro radioastronomii} |
| 13 |
\author{Jakub Kákona, kaklik@mlab.cz } |
14 |
\author{Jakub Kákona, kaklik@mlab.cz } |
| 14 |
\maketitle |
15 |
\maketitle |
| Line 29... |
Line 30... |
| 29 |
|
30 |
|
| 30 |
\newpage |
31 |
\newpage |
| 31 |
\tableofcontents |
32 |
\tableofcontents |
| 32 |
|
33 |
|
| 33 |
\section{Technické parametry} |
34 |
\section{Technické parametry} |
| - |
|
35 |
\begin{savenotes} |
| 34 |
\begin{table}[htbp] |
36 |
\begin{table}[htbp] |
| 35 |
\begin{center} |
37 |
\begin{center} |
| 36 |
\begin{tabular}{|c|c|p{5cm}|} |
38 |
\begin{tabular}{|c|c|p{5cm}|} |
| 37 |
\hline |
39 |
\hline |
| 38 |
\multicolumn{1}{|c|}{Parametr} & \multicolumn{1}{|c|}{Hodnota} & \multicolumn{1}{|c|}{Poznámka} \\ \hline |
40 |
\multicolumn{1}{|c|}{Parametr} & \multicolumn{1}{|c|}{Hodnota} & \multicolumn{1}{|c|}{Poznámka} \\ \hline |
| 39 |
Napájecí napětí analogové části & $\pm$12V & 60mA (první kusy vyrobené do 1.8.2011 ale mohou mít osazené pouze 10V konenzátory 100uF)\\ \hline |
41 |
Napájecí napětí analogové části & $\pm$12V \footnote{první kusy vyrobené do 1.8.2011 ale mohou mít osazené pouze 10V konenzátory 100uF} 100mA & Typicky 30mA \\ \hline |
| 40 |
Napájecí napětí digitální části & +5V & 300mA \\ \hline |
42 |
Napájecí napětí digitální části & +5V & 300mA \\ \hline |
| 41 |
Napájecí napětí LNA & do +20V & max 500mA \\ \hline |
43 |
Napájecí napětí LNA & do +20V & max 500mA \\ \hline |
| 42 |
Přijímaný frekvenční rozsah & 0,5 - 200 MHz & Prakticky je omezen kvalitou vstupních spínačů směšovače \\ \hline |
44 |
Přijímaný frekvenční rozsah & 0,5 - 200 MHz\footnote{Prakticky je omezen kvalitou vstupních spínačů směšovače} & \\ \hline |
| 43 |
Vstupní frekvenční rozsah LO & 1 - 400 MHz & Digitální část je dimenzována do cca 1GHz \\ \hline |
45 |
Vstupní frekvenční rozsah LO & 1 - 400 MHz \footnote{Digitální část je dimenzována do cca 1 GHz} & Limitem je LO \\ \hline |
| 44 |
IIP3 & $>$ 0dB & Údaj je velmi závislý na parametrech zvukové karty \\ \hline |
46 |
IIP3 & $>$ 0 dB & Údaj je velmi závislý na parametrech zvukové karty \\ \hline |
| 45 |
MDS & -120dBm & -117dBm pro 3dB nad šumem \\ \hline |
47 |
MDS & -120 dBm & -117 dBm pro 3 dB nad šumem \\ \hline |
| 46 |
Potlačení zrcadlového příjmu & >50d: & Běžně dosažitelných je 70dB (hodnota závisí na kvalitě nastavení P1)\\ \hline |
48 |
Potlačení zrcadlového příjmu & $>$ 50 dB & Typicky 70dB \footnote{Hodnota závisí na přesnosti nastavení P1}\\ \hline |
| 47 |
Zisk & 40-60dB & Lze částečně ovlivnit konfigurací NF zesílení\\ \hline |
49 |
Zisk & 40-60dB & Lze částečně ovlivnit konfigurací NF zesílení\\ \hline |
| 48 |
Šumové číslo & $<$ 30dB & \\ \hline |
50 |
Šumové číslo & $<$ 30dB & \\ \hline |
| 49 |
\end{tabular} |
51 |
\end{tabular} |
| 50 |
\caption{Údaje uvedené v tabulce jsou platné pro příjem na frekvenci 150MHz.} |
52 |
\caption{Údaje uvedené v tabulce jsou platné pro příjem na frekvenci 150MHz.} |
| 51 |
\end{center} |
53 |
\end{center} |
| 52 |
\end{table} |
54 |
\end{table} |
| - |
|
55 |
\end{savenotes} |
| 53 |
|
56 |
|
| 54 |
\newpage |
57 |
\newpage |
| 55 |
\section{Popis konstrukce} |
58 |
\section{Popis konstrukce} |
| 56 |
|
59 |
|
| 57 |
\subsection{Zapojení} |
60 |
\subsection{Zapojení} |
| Line 71... |
Line 74... |
| 71 |
|
74 |
|
| 72 |
Při provozu je také vhodné zabezpečit dostatečný útlum zpětně vyzařovaného útlumu ze směšovače, který by mohl rušit jiná zařízení a spoje. Na vstupu přijímače proto musí být zařazen izolační prvek, jako například LNA. |
75 |
Při provozu je také vhodné zabezpečit dostatečný útlum zpětně vyzařovaného útlumu ze směšovače, který by mohl rušit jiná zařízení a spoje. Na vstupu přijímače proto musí být zařazen izolační prvek, jako například LNA. |
| 73 |
|
76 |
|
| 74 |
\subsection{Mechanická konstrukce} |
77 |
\subsection{Mechanická konstrukce} |
| 75 |
|
78 |
|
| 76 |
Mechanická konstrukce je řešena na dvouvrstvé desce s geometrií kompatibilní se základovou deskou MLAB (Pro lepší odstínění přijímače je vhodné použít duralovou desku ALBASE). Dvouvrstvý plošný spoj je zvolen hlavně kvůli kvalitnímu odstínění okolního rušení horní měděnou vrstvou. To umožňuje přijímače instalovat i velmi blízko sebe případně i nad sebe avšak všechny konektory kromě NF audio výstupu předpokládají přivedení kabelu kolmo na rovinu desky. SMA konektor je možné osadit i úhlový s přivedením kabelu do boku, ale za cenu nepatrně vyššího útlumu úhlového konektoru. Při těsné montáži je potřeba počítat i s určitou teplotní stabilizací, neboť digitální část okolo spínaného směšovače má poměrně velký příkon a způsobuje zahřívání zhruba o 15$^\circ C$ nad okolní teplotu. Pokud je od přijímače vyžadována dlouhodobá stabilita je proto vhodné jej umístit do termostatovaného boxu společně s LO. |
79 |
Mechanická konstrukce je řešena na dvouvrstvé desce s geometrií kompatibilní se základo\-vou deskou MLAB (Pro lepší odstínění přijímače je vhodné použít duralovou desku ALBASE). Dvouvrstvý plošný spoj je zvolen hlavně kvůli kvalitnímu odstínění okolního rušení horní měděnou vrstvou. To umožňuje přijímače instalovat i velmi blízko sebe případně i nad sebe avšak všechny konektory kromě NF audio výstupu předpokládají přivedení kabelu kolmo na rovinu desky. SMA konektor je možné osadit i úhlový s přivede\-ním kabelu do boku, ale za cenu nepatrně vyššího útlumu úhlového konektoru. Při těsné montáži je potřeba počítat i s určitou teplotní stabilizací, neboť digitální část okolo spínaného směšovače má poměrně velký příkon a způsobuje zahřívání zhruba o 15$^\circ C$ nad okolní teplotu. Pokud je od přijímače vyžadována dlouhodobá stabilita je proto vhodné jej umístit do termostatovaného boxu společně s LO. |
| 77 |
|
80 |
|
| 78 |
\section{Výroba a testování} |
81 |
\section{Výroba a testování} |
| 79 |
Výrobu vlastní desky pro přijímač nemohu doporučit. Neboť domácí výroba je dvouvrstvého plošného spoje je náročná sama o sobě a tento motiv plošného spoje navíc obsahuje plošky pro komponenty s poměrně vysokou třídou přesnosti. |
82 |
Výrobu vlastní desky pro přijímač nemohu doporučit. Neboť domácí výroba je dvouvrstvého plošného spoje je náročná sama o sobě a tento motiv plošného spoje navíc obsahuje plošky pro komponenty s poměrně vysokou třídou přesnosti. |
| 80 |
|
83 |
|
| 81 |
\subsubsection{Osazení} |
84 |
\subsection{Osazení} |
| 82 |
Vlastní osazení přijímače předpokládá zvládnutí SMT technologie. Nejkomplikovanější část je letování analogových spínačů u kterých je nutné dát pozor na přehřátí a je tedy vhodné použít více tavidla. |
85 |
Vlastní osazení přijímače předpokládá zvládnutí SMT technologie. Nejkomplikovanější část je letování analogových spínačů u kterých je nutné dát pozor na přehřátí a je tedy vhodné použít více tavidla. |
| 83 |
|
86 |
|
| 84 |
\subsubsection{Nastavení} |
87 |
\subsection{Nastavení} |
| 85 |
Nastavení přijímače spočívá v opatrném připojení na napájecí napětí. (Symetrický napájecí zdroj musí být dostatečně kvalitní a vyhlazený, aby nedocházelo k průniku rušení do analogové části. Je též vhodné aby zdroj měl proudové omezení.) |
88 |
Nastavení přijímače spočívá v opatrném připojení na napáje\-cí napětí. Symetrický napájecí zdroj musí být dostatečně kvalitní a vyhlazený, aby nedocházelo k průniku rušení do analogové části. A je též vhodné aby zdroj měl proudové omezení |
| 86 |
|
89 |
|
| 87 |
Následně je důležité nastavení shodných amplitud obou výstupních kanálů I a Q na stejnou úroveň pomocí trimru na horní straně desky. To lze udělat buď pomocí zvukové karty a minimalizace zrcadlových kmitočtů nějakého relativně silného AM vysílače. Lze použít i metodu, kdy pomocí Jumperů, které slouží na výběr zesílení odpojíme jeden kanál (ten ve větvi s trimrem) a v softwaru si označíme aktuální úroveň signálu z antény. Pak analogicky kanál odpojíme připojíme naopak původně odpojený. Pomocí trimru pak nastavíme stejnou hodnotu signálu. Tento způsob je velmi jednoduchý a lze ho použít i za chodu, ale není příliš přesný. hodí se spíše na detekci poruchy (nefungující jeden z kanálů). |
90 |
Následně je důležité nastavení shodných amplitud obou výstupních kanálů I a Q na stejnou úroveň pomocí trimru na horní straně desky. To lze udělat buď pomocí zvukové karty a minimalizace zrcadlových kmitočtů nějakého relativně silného AM vysílače. Lze použít i metodu, kdy pomocí Jumperů, které slouží na výběr zesílení odpojíme jeden kanál (ten ve větvi s trimrem) a v softwaru si označíme aktuální úroveň signálu z antény. Pak analogicky kanál odpojíme připojíme naopak původně odpojený. Pomocí trimru pak nastavíme stejnou hodnotu signálu. Tento způsob je velmi jednoduchý a lze ho použít i za chodu, ale není příliš přesný. hodí se spíše na detekci poruchy (nefungující jeden z kanálů). |
| 88 |
|
91 |
|
| 89 |
Nejpřesnější metoda je použití signálového generátoru, který necháme vysílat do přijímače signálem cca -50dBm na požadovaném kmitočtu, kde potřebujeme přijímač zkalibrovat a trimrem nastavíme zrcadlový kmitočet ve spektrogramu na minimální hodnotu. Pokud nemáme signálový generátor lze využít například další přijímač SDRX01B s jiným LO. Který díky zpětnému vyzařování do antény umožní stejný postup. |
92 |
Nejpřesnější metoda je použití signálového generátoru, který necháme vysílat do přijí\-ma\-če signálem cca -50dBm na požadovaném kmitočtu, kde potřebujeme přijímač zkalibrovat a trimrem nastavíme zrcadlový kmitočet ve spektrogramu na minimální hodnotu. Pokud nemáme signálový generátor lze využít například další přijímač SDRX01B s jiným LO. Který díky zpětnému vyzařování do antény umožní stejný postup. |
| 90 |
Další potlačení zrcadlového kmitočtu lze provádět vhodným nastavením zesílení jednotlivých kanálů ADC a jejich fázovým posuvem. Většina programů pro SDR má proto možnost vyvážení amplitudy a fáze. |
93 |
Další potlačení zrcadlového kmitočtu lze provádět vhodným nastavením zesílení jednotlivých kanálů ADC a jejich fázovým posuvem. Většina programů pro SDR má proto možnost vyvážení amplitudy a fáze. |
| 91 |
|
94 |
|
| 92 |
\section{Programové vybavení} |
95 |
\section{Programové vybavení} |
| 93 |
|
96 |
|
| 94 |
Základním programovým vybavením jsou všechny softwary využívající zvukovou kartu v komplexním režimu (I/Q) pro vstup signálu. Tedy například programy jako Winrad, WinradHD, HDSDR či Spectrum Lab. Do kterých většinou stačí přidat knihovnu pro ovládání LO s Si570, nebo lokální oscilátor ovládat jiným softwarem. |
97 |
Základním programovým vybavením jsou všechny softwary využívající zvukovou kartu v komplexním režimu (I/Q) pro vstup signálu. Tedy například programy jako Winrad, WinradHD, HDSDR či Spectrum Lab. Do kterých většinou stačí přidat knihovnu pro ovládání LO s Si570, nebo lokální oscilátor ovládat jiným softwarem. |