DDC SDR US4ICI (проект)

[US4ICI]

Низкая ПЧ - зеркалка на 23см.

SAW фильтр в помощь.
Ссылка на АЧХ моих LNA 23cm с SAW фильтром:
https://vhfdesign.com/wp-content/uploads/2014/04/LNA-23cm-EME-SAW-filter-AFC-v2018-12-14-2.png
    Тройной балансный смеситель хорошо давит гетеродин. Полоса фильтра по уровню -3 дБ - 40 МГц.
ПЧ SDR может быть до 70 МГц.

[R1TX]

Ну если нет проблем с доставанием такого фильтра то да, нормально будет.  Мне пришлось ставить фильтр ПЧ1 на 315 МГц потому как ворота  CBP-1280+ широкие.

[US4ICI]

   По результатам испытаний TX части модуля решил разработать плату трансвертера 70см.
Тракты RX, TX раздельные. Общий только LO.

   Изменения относительно платы широкополосного тракта следующие:
1. По ПЧ ТХ убрал усилитель, - достаточно 0 дБм с SDR. На выходе TX 70см примерно 10 дБм.
2. Добавил усилитель LO (отдельные усилители для каждого смесителя). Смесители уровня LO 17 dBm,- одна PGA-103+ с делителем на два смесителя не обеспечила нужный уровень.
3. По выходу ПЧ RX теперь диплексер.  Целесообразность УПЧ решим позже.
4. По RF RX, TX SAW фильтры.
5. Добавлен коммутатор питания.

   Расчет RX тракта позволяет надеяться на динамический диапазон с нашим SDR - DR3 100 dB, NF<3 dB.
Разработка кварцевого генератора  для 70см с низким фазовым шумом и стабилизацией частоты от внешней опоры близится к завершению. Опробуем на частоте 404 МГц.  Кварцы изготовлены в Москве. На выходе SAW 404 MHz.
XO 116 MHz и 130 MHz готовы.
   Если не стремиться к супер параметрам по ДД, то можно использовать в качестве LO  PLL USB.
Рисунок платы Front End модуля диапазона 70см прилагаю.

p.s. После испытаний этой платы решим вопрос целесообразности трансвертера 70см с ПЧ 28 МГц под SDR или любой КВ трансивер. На выходе модуль RA30H4047M.  С PLL USB легко получится трансвертер 23см, - достаточно заменить SAW фильтры.

[US4ICI]

   Плата трансвертера 70см  собрана, осталось провести измерения.

   На плате делитель и два усилителя LO, смесители RX И TX, SAW фильтры RX и TX, RF усилители RX и TX (по одному каскаду), коммутатор питания, стабилизатор 6В. Все усилители PGA-103+
   Фильтры и дуплексер IF пересчитаны под 28 МГц. В качестве LO версии трансвертера с высоким динамическим диапазоном используем XO с PLL 404 MHz, с весьма низким фазовым шумом.  Кварцев под ПЧ 60МГц нет, поэтому перешли на 28 МГц.
    Конструкция трансвертера видится модульная из трех основных плат, - LO, Front End модуль, и РА.  Возможна установка опции ОСХО или GPSDO 10 MHz (отдельная плата). Для работы с КВ трансивером (не SDR) потребуется коммутатор ПЧ с атт. ТХ.  Интересна и версия Front End с двумя трактами RX (для работы ЕМЕ с двумя поляризациями). SDR имеет два независимых приемника.
   Разводить все это хозяйство на одной плате пока не планирую, теряется возможность оперативной замены модулей.
   На плате была ошибка, устранил. 

[UR8IP Андрей]

Фильтры и дуплексер IF пересчитаны под 28 МГц.

Павел покажите АЧХ входных фильтров.Интересно посмотреть, что Вы видите своим прибором.

[US4ICI]

Павел покажите АЧХ входных фильтров.Интересно посмотреть, что Вы видите своим прибором.

https://vhfdesign.com/wp-content/uploads/2014/12/LNA-70cm-SAV-541-SAW-filter-AFC-v2019-04-10.png

   Плата Front End предварительно проверена на прием (с SDR IF 28-30MHz) и передачу.
   В качестве LO использовали XO PLL 404 MHz с СПМШ -144дБн/Гц на 10кГц  (наша новая разработка).  Кварцы 67333 кГц, изготовленные в Москве, оказались с большим разбросом частоты   Буду работать с изготовителем дальше.
LO содержит, - XO VCO c PLL, умножитель на 6, SAW фильтр, усилитель AG303-86 (15 дБм на выходе), TCXO 10 MHz, 0.5 ppm, вход внешнего ОГ (OCXO, GPSDO). Подавление частоты кварца и всех гармоник (ниже 404 МГц) не хуже -50 дБн. График фазового шума LO прилагаю.
    Основные измерения характеристик приемника не проводил. IF фильтр ПРМ надо довести до ума, купил нужные индуктивности.

то UR8IP: Что "по выходу"?  SAW фильтр такой же как в приемном тракте.  Или S22 увидеть? Или Спектр сигнала на ПРД?  Впрочем спектр не сохранил, S параметры не снимал.  Выход на ПРД до 15 dBm (от уровня на входе IF).

[UR8IP Андрей]

Павел покажите АЧХ входных фильтров.Интересно посмотреть, что Вы видите своим прибором.

https://vhfdesign.com/wp-content/uploads/2014/12/LNA-70cm-SAV-541-SAW-filter-AFC-v2019-04-10.png

Это АЧХ SAV фильтра. А по выходу можно увидеть.?

[UR8IP Андрей]

IF фильтр ПРМ надо довести до ума, купил нужные индуктивности.

Вот это я и имел ввиду.
Точная копия Вашего устройства.(еще кое что допаять нужно)

[UR8IP Андрей]

Нашел в своих запасах генератор 5Х7 мм. С частотой 408МГц.
Павел как вы думаете будет ли работать в этой конструкции в качестве гетеродина.

[US4ICI]

Павел как вы думаете будет ли работать в этой конструкции в качестве гетеродина.

Андрей! О вашем LO нет информации (кроме спектра, весьма грязного). Если вас устраивает частота, стабильность и фазовый шум, остается позаботиться об уровне. На вход смесителя надо 17 дБм. Перед усилителями резистивный делитель с потерями -6дБ. Считайте с учетом усиления ваших микросхем. 
    По моему убеждению для хорошего трансвертера (с высоким ДД и стабильностью) основная проблема именно LO! На плате Front End нет ничего уникального.  Если не стремиться к предельным характеристикам,- проще трансвертеров Александра Шатуна не придумать.
С Олегом, UR3IQO, больше года работаем над созданием достойного гетеродина. На сегодня готовы для частот 116, 130 и 404 МГц. Есть одна проблема, резонаторы с точностью установки частоты и температурной стабильностью  не хуже +-10ppm. Диапазон перестройки VCO на частоте кварцевого резонатора +-1кГц (примерно). По этой причине точность установки частоты кварца нужна высокая, иначе не будет захвата ФАПЧ PLL.  Дальше дело техники, - PLL стабилизирует гетеродин, х2 или х6, фильтр, усилитель. Фото такой платы для 116 МГц публиковал в др теме.  404 МГц чуть позже.

p.s. К сожалению фазовый шум LO на основе традиционных PLL недостаточно хорош. Наш PLL USB на MAX2871 на частоте 404 МГц не дотягивает до -110 дБс/Гц, 10 кГц. Это лучше чем у большинства любимых нами "мыльниц" типа IC910H, TS2000 и пр. Но этого мало для работы в сложной ЭМО.

[UR8IP Андрей]

К сожалению фазовый шум LO на основе традиционных PLL недостаточно хорош.

Понял, спасибо.Подумаю над гетеродином на 404 МГц. На основе кварца с умножением 2Х2.

[US4ICI]

Very low phase noise, high stability UHF LO - гетеродин с весьма малым фазовым шумом и высокой стабильностью UHF диапазона.

   Выполнен на частоту 404 МГц, для трансвертера диапазона 430 МГц с ПЧ 28 МГц.
Состоит из малошумящего, перестраиваемого кварцевого генератора 67333 кГц, PLL ADF4002 c TCXO 10MHz, умножителя на 6, SAW фильтра 404 МГц и усилителя AG303.  Фазовый шум не хуже -144 dBc/Hz., 10 kHz, выходной уровень 14 дБм.  Предусмотрен вход внешнего опорного генератора 10 МГц, - ОСХО или GPSDO. Схема автоматического переключения на внешний ОГ.
  Стабильность и точность установки частоты определяется исключительно стабильностью опорного генератора. В экземпляре на фото частота 403999.800 кГц (ошибка 200 Гц), определена разбросом частоты ТСХО на плате. Даже с таким ОГ получаем стабильность 0.5ррм, недостижимую для кварцевых генераторов без ФАПЧ.  Для прецизионных применений нужно использовать внешний опорный генератор. ОСХО 10 МГц на сегодня не дорог (есть собранные платы по 30$). С GPSDO чуть сложнее. Такая разработка в планах коллектива.
  При замене кварца можно получить другие частоты кратные 1МГц.
  Для трансвертеров диапазона 144 МГц разработан аналогичный LO с х2 (частоты 116МГц и 130МГц).

p.s. Из десяти резонаторов только два оказались достаточно точны для работы LO. Остальные отправляю в Москву для доработки.

[ua3aoh]

Павел, каким техническим требованиям должен отвечать кварцевый резонатор для VCO  в Вашей конструкции LO, включая температурную нестабильность в интервале рабочих температур; номер гармоники; точность настройки при +25 Ц; старение; нагрузочную емкость

[UR8IP Андрей]

Проверил IF фильтра на своей плате.
Вот так выглядят.

[US4ICI]

Павел, каким техническим требованиям должен отвечать кварцевый резонатор для VCO  в Вашей конструкции LO, включая температурную нестабильность в интервале рабочих температур; номер гармоники; точность настройки при +25 Ц; старение; нагрузочную емкость

Юрий! Резонаторы заказывал у поставщиков магазина http://www.quartz1.com/ по следующему ТЗ:

UM5, 67.3333 MHz ,  (можно UM1 или HC49U)
Dviver Level 100µW
Temperature range -10...+60C,
Temperature stability +-10ppm,
Frequency tolerance +-10ppm, +25С
Load capacitance 15pF ,
3rd overtone

   Все резонаторы оказались выше нужной нам частоты, и только два попадают в зону 10 ррм   Отправил назад, вместе с платой генератора, обещают исправить.  Может у вас есть возможность помочь с резонаторами? Старение делать нужно, есть опасение что с годами убежит из полосы захвата ФАПЧ.   
   Генератор выполнен на логических  элементах с уводом частоты варикапом. Есть возможность в небольших пределах, последовательной с кварцем индуктивностью, устанавливать центральную частоту.
   Китайцы фирмы WTL изготовили неплохие кварцы для 116 МГц (опытная партия 10 шт). Позже отказались делать партию меньше 100 шт. Жаль, цена была в разы меньше московской! Заказывать 100 шт не решился, нет уверенность что в наших рядах осталось достаточно конструкторов, желающих собирать хорошие трансвертеры самостоятельно