SoftRock Exciter
( Alte Unterlagen, aber wegen der Grundlagen weiter interessant )
letzte Änderung / Ergänzung: 27. November 2006
Inzwischen ist es soweit. Den lange erwarteten Exciter zum SoftRock v.6.0 wird es jetzt bald geben. Hier ein Auszug aus einer eMail von Tony, KB9YIG vom 8. September 2006:
The v6 exciter kit is now at the prototype stage with the prototype
kits available around September 15. This kit design is based on
design and breadboard work done a small group in the UK with the
board layout and kit production by me, KB9YIG
The following general information is presented with detailed
information to follow in the next couple weeks:
1) Two board design with a QSE board that plugs on top of a v6
SoftRock receiver.
2) The second board, the PA board, a mezzanine board with the power
amp and band-specific filters plugs on top of the QSE board.
3) Resulting three board stack will have a height of around 1.5
inches and have the same footprint as the v6 SoftRock receiver.
4) Exciter power output near one watt.
5) Single band operation with first 40m and then a bit later 30m,
80m and 160m.
6) Exciter will support, (with the proper software), CW, phone and
digital modes.
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Die Schaltung wurde von einer Gruppe englischer Funkamatuere ( Jan (G0BBL), Alan (M0PUB) und John
(G8BTR) ) entworfen und ausgetestet. Tony, KB9YIG hat die Platinen entworfen und wird dann auch die Kits anbieten.
Weitere Unterlagen werden kurzfristig veröffentlch. Zunächst ist eine kleine Serie von 20 Prototypen für das 40m Band vorgesehen. Ich werde die Kits für einen Prototypen noch im September erhalten. Wenn alles gut funktioniert, ist mit Bausätzen ab Mitte Oktober zu rechnen. Voraussetzung für den Sendebetrieb ist eine entsprechende Software. Hier engagiert sich Bill, KD5TFD. Ich gehe davon aus, dass auch andere Programmautoren, wie Duncan M0KGK sich mit angepasster Software beteiligen werden. Inzwischen liegen die Schaltungen für die beiden Platinen vor. Sie besitzen die gleichen Abmessungen wie die Empfängerplatine. Zusammengesteckt ergibt sich eine Gesamthöhe von etwa 4cm für die 3 Platinen. |
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Ich habe inzwischen meinen Prototypen fertig aufgebaut und mit den Messungen begonnen. Die PA erreicht für linearen Betrieb eine Ausgangsleistung von ca. 400 mW bei 13 Volt Versorgungsspannung. Bei CW-Betrieb wird bis 800mW ein sauberes Ausgangssignal erzeugt. Nicht so erfolgreich verliefen die Messungen zur Nebenwellenunterdrückung. Von der amerikanischen FCC werden >43 dB Unterdrückung gefordert. Diese Werte habe ich mit meinem Beta-Kit bisher nicht erreichen können. Dabei ist eben zu berücksichtigen, dass der Sinn von Beta-Versionen eben diese grundlegenden Messungen sind, um anschließend verbesserte Bausätze anbieten zu können.
Die eigentlichen Programme zum Betrieb dieser SoftRock-Transceiver sind auch nocht fertig entwickelt. Bill, KD5TFD arbeitet an der Integration der SoftRock-Sendefunktion in die PowerSDR-Software. Duncan, M0KGK hat die ersten Schritte zum CW-Betrieb mit seiner Software getan. Es bleibt spannend! Es folgen einige Fotos der QSE- und PA-Platine, sowie darunter des Gesamtaufbaus. |
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| Zum "Entwicklungsstand" (29. Oktober 2006) des Exciters folgen hier einige Bemerkungen. Wie schon weiter oben beschrieben, habe ich bei meinem Prototyp kämpfe ich mit meinem Exciter mit unzureichend unterdrückten Nebenwellen. Inzwischen habe ich einen 2. Exciter hier zum Test liegen, der von DJ8OM aufgebaut wurde. Er hat die gleichen unzureichenden Eigenschaften. Im Forum (Yahoo) waren Berichte zu lesen, die offensichtlich von erfolgreicheren Tests sprachen. Ich habe daher ersucht zu klären, welcher Teil der Schaltung bei den mir zur Verfügung stehenden Exemplaren die Probleme bewirkt. Da die Software 'PowerSDR' noch nicht auf den Betrieb angepasst ist, habe ich ein Programm zur Erzeugung von I/Q-Signale zur Ansteuerung der QSE-Platine genutzt. Auch wenn die Samplerate mit 44,1 kHz festgelegt ist, eignet sich der zweikanalige Generator hervorragend, der im Programm Scope integriert ist. Um den Einfluss der kleinen PA-Baugruppe auszuschließen, habe direkt am Ausgang der QSE-Platine mit einem Trafo entsprechend T1 der PA-Platine gemessen. Die Ansteuersignale besitzen Harmonische in einem Abstand von mehr als 60 dB. Wie die folgende Messung mit einem 4 kHz Sinussignal zeigt (linkes Bild), erscheinen mit nur etwa 40 dB Abstand harmonische Seitenbänder. Als Ursache kommt nur der Schalter FST3253 infrage, gemeint sind Unterschiede im Ron, statisch sowie dynamisch, wobei insbesondere der Wert auch aussteuerungsabhängig ist! Zur Linearisierung habe ich in den Ausgang der Schalter einen Widerstand von jeweils 39 Ohm eingefügt. Das rechte Bild zeigt das Ergebnis, die Werte zeigen eine Verbesserung in der Größenordnung von 10 dB. Die geforderte Nebenwellenunterdrückung scheint auf diesem Wege erreichbar. |
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Ich habe vor einigen Tagen meine Messergebnisse Tony, KB9YIG mitgeteilt. Inzwischen kann im Forum (Yahoo) gelesen werden, dass Tony meinen Vorschlag an andere Tester des Prototyps weitergeleitet hat und meine Messungen bestätigt wurden. Der Wert von 39 Ohm ist ein von mir 'geratener' Wert und keineswegs optimiert. Ich wollte nur die Richtung für eine Verbesserung aufzeigen. Diese Ergebnisse gelten natürlich ebenso für die 1-Platinen-Version des 'v.6 RxTx'. Die Unterdrückung des unerwünschten Seitenbandes erscheint hier auch noch unzureichend, ist aber später mit dem dann möglichen Feinabgleich der Phasen- und Verstärkungunterschiede deutlich zu steigern.
Ich habe inzwischen eine kleine Messreihe durchgeführt, um den Einfluss des Reihenwiderstandes am Trafo T1 auf die Unterdrückung des Trägers und den maximalen Pegel der unerwünschten Nebenwellen zu bestimmen. Hier ist das Ergebnis:
R max. Pegel Träger
Nebenwellen
0 Ohm -42 dB -43.6 dB
39 Ohm -50.3 dB -48.8 dB
100 Ohm -58.9 dB -62.8 dB
150 Ohm -56.1 dB -53.4 dB
Die Pegelangaben sind relativ zum Pegel des erwünschten Seitenbandes. Der Messaufbau entspricht den Abbildungen oben. Danach ist offensichtlich ein Wert von 100 Ohm eine gute Wahl.
Tony hat die PA überarbeitet, da Rückmeldungen wegen zu geringer Ausgangsleistung bei ihm eintrafen. Die Drossel RFC1 wird durch einen Widerstand von 49.9 Ohm ersetzt. Für die Diode D1 wird anstelle der 1N4003 eine 1N4148 eingesetzt. Terry, WB4JFI hat inzwischen mit den oben ermittelten 100 Ohm am Trafo T1 und den anderen Änderungen von Tony ausführliche Messungen durchgeführt. Das gesamte Projekt ist offensichtlich auf der Zielgeraden! Nun fehlen nur noch die angepassten Programme. Von Tom, DG8SAQ kommt ein entscheidender Hinweis auf die ungenügende Belastbarkeit der Ausgänge der TLC2262. Bevor diese Typen ggf. durch geeignetere ersetzt werden, ist als Zwischenlösung der Einsatz von 1kOhm Pull-Up Widerständen an den Ausgängen gegen die +5V Versorgung vorzusehen. Damit ergeben sich fast perfekte Ergebnisse. Das I/Q-Eingangssignal ist weiter ein 4 kHz Sinus wie oben. Die Schirmfotos zeigen das Ergebnis bei 10 kHZ/div. bzw. 50 kHz/div. horizontal und 10 dB/div. vertikal. Die Seitenbandunterdrückung wird durch den später möglichen Feinabgleich der I/Q-Signale in der Amplitude und Phase optimiert. Alle unerwünschten Anteile einschlißlich dem Träger werden mit >55dB unterdrückt. Ich habe inzwischen mit dem Tool von Duncon, M0KGK 'IQout' die Aussteuerung getestet und den I/Q-Abgleich für das QSE-Board durchführen können. Das unerwünschte Seitenband lässt sich hervorragend unterdücken.
Der Aussteuerbereich mit der Zwischenlösung mit den Pull-Up Widerständen ist eingeschränkt. Auf Hinweis von Dan Tayloe, N7VE werden die TLC2262 durch TLV2462 ersetzt. Wenn diese neuen Verstärker ICs vorliegen, werde ich die Ergbnisse beschreiben. Speziell ist ein Pegelplan zuerstellen, um zusammen mit der PA dann optimale Daten zur Träger- und Nebenwellenunterdrückug zu erreichen. Ich überlege z.Z. auch die PA durch ein Interface zur Ansteuerung der QRP-AG-PA oder der 10W PA von DL2AZK (Klaus Nathan, KNE) zu ersetzen. Ich habe inzwischen die TLC2262 durch TLV2462 auf der QSE-Platine ersetzt. Im Ausgang des FST3253 wurden je 100 Ohm Serie zu den Eingängen von T1 auf der PA-Platine eingesetzt. Die Kondensatoren C9, C13, C18 und C20 (22nF) habe ich auf 10nF verringert. Dies ergab sich daraus, dass ich die nominell 22nF Kondensatoren ausgemessen habe und dazu ausgelötet hatte. Die Toleranzbereich dieser C's lag bei >12%. Ich habe dann 10nF Kermikkondensatoren ausgemessen, die Werte liegen nun bei besser +/- 0,5%. Dies sind die einzigen Änderungen gegenüber der ursprünglichen Bestückung. Auf der PA-Platine habe ich die komplette Stufe mit dem 2N3866 entfernt. Der Ausgang der Vorstufe mit dem 2N2222 wurde direkt mit dem Eingang des ausgangsseitigen Tiefpassfilters verbunden. Die Ausgangsimpedanz dieser 2N2222 Stufe gestattet diese direkte Verbindung.
Mit dieser Anordnung erreiche ich >10mW Ausgangsleistung an 50 Ohm. Gestestet habe ich mit dem Programm IQOUT von M0KGK. Hier lässt sich die Amplitude und Phase der I/Q-Signale fein abgleichen. Ich messe bei 10 mW Ausgangsleistung eine Trägerunterdrückung von besser 55dB, ebenso eine Unterdrückung des unerwünschten Seitenbandes von >60dB, die unerwünschten Nebenwellen liegen auch bei besser -55dB. Mit der oben schon erwähnten QRP-PA von KNE entsteht so ein kompletter SDR-Transceiver. Die PA befindet sich im Aufbau. Dies ist meine persönliche Lösung. Ich gehe davon aus, dass Tony die 2N3866 auf der RxTx-Platine auch ersetzen wird. In einer Mail erwähnte er Überlegungen für eine Gegentaktstufe. Inzwischen (27.11.2006) liegt von Duncan, M0KGK auch eine erste Version eines Transceiver-Programms zunächst nur für CW vor: Transceiver (KGKSDR 1.1) Ein Test damit steht für mich noch aus. |
