Схема простого SDR приёмника из тумбочных деталей
Всеволновый SDR "Полигон" с "ручным" управлением частотой от Андрея Белоконя, UR5FFR
В сети присутствует достаточно большое количество схем SDR-приёмников для самостоятельного изготовления, построенных на различной элементной базе,
разной степени сложности и с разным количеством схемотехнических шероховатостей.
Одним из (увы) нечастых примеров грамотного подхода к проектированию такого типа устройств является схема SDR-приёмника, разработанная Андреем Белоконем (UR5FFR),
и одновременно опубликованная им на страницах форумов cqham.ru и radioscanner.ru.
Поскольку обсуждения на форумах зачастую ведутся в довольно сумбурной форме, приведём компиляцию из наиболее значимых сообщений автора.
Начнём с основы представленного SDR-приёмника.
Схема формирователя сигналов гетеродина с относительным сдвигом фаз 90°, квадратурного детектора (смесителя) и УНЧ.
Рис.1 Схема SDR приёмника "Полигон"
Входной трансформатор Tr1 намотан на самодельном бинокле, склеенном из двух помехоподавляющих ферритовых трубочек. Первичная обмотка содержит 3 витка,
вторичка – 3+3 витка (мотается сложенным вдвое проводом). После намотки неплохо бы проверить КСВ в диапазоне 2...30 МГц, который
должен быть не хуже 1,3. При завале на низких частотах требуется большее количество витков, и наоборот.
Феррит должен быть высокой проницаемости. Также трубки можно изготовить и из колечек – на форуме есть рекомендации.
"Фишка" квадратурного детектора в том что каждая из вторичных обмоток Tr1 работает на свой канал.
Счетчик Джонсона на 74АС74 формирует квадратурные сигналы управления ключами. В качестве ключей выбраны ИМС 74HC4066, которые могут быть заменены
на 74HC4053, т. к. легко заметить, что в каждом канале ключи управляются в противофазе, т. е. два верхних ключа меняем на один переключающий из 4053.
Можно применить и другие раздельно управляемые ключи например от AD.
Конденсаторы C3-C6 в 2400 пФ выбраны из условий работы с картами с частотой оцифровки 192 кГц (собственно на такой карте все и работает). Больший номинал
приводит к завалу по краям панорамы.
Резисторы подбирались тестером по минимальному отклонению номиналов. При таком "ручном" подборе фазовый дисбаланс между каналами получился около
3 градусов на частоте 25 МГц. С уменьшением частоты он также уменьшается, и на частотах менее 10 МГц зеркалка на панораме не видна.
Амплитудный дисбаланс составил около 2%, но он на подавление зеркалки влияет меньше.
Коэффициент усиления в каждом канале считается по формуле Кус=1+2*R10/R7. При номиналах, указанных на схеме, Кус=15 раз или 23,5 дБ.
Для простых карт имеет смысл поднять его до 30...35 дБ, уменьшив номинал R7/R9 до 150...200 Ом. Логика выбора Кус примерно следующая – при подключении
SDR (с закороченным на землю антенным входом) к аудиокарте, шумовая дорожка должна подняться примерно на 10 дБ.
СДР в данный момент работает без всяких входных фильтров. Печатную плату не разрабатывал, всё собрано навесным монтажом.
Вот панорама на 80-ке (пригород Одессы, около 10км). Встать негде, слушал, как две станции
ругались за частоту.
Побочные каналы приёма возникают только на нечётных гармониках основной частоты, принципиально ослабленные на 12 дБ, а на чётных – ослабленные минимум
на коэффициент ослабления синфазного напряжения операционников. Ниже привожу списком номер гармоники и её уровень относительно 1-й гармоники
(т. е. относительно основного канала приёма), снятые, для примера, на частоте 8 МГц:
2-я – 52дб,
3-я – 12дб,
4-я – 50дб,
5-я – 22дб,
7-я – 55дб.
Соответственно, при изготовлении ДПФ, полосовые фильтры надо делать на максимум подавления 3-й и 5-й гармоник.
Сделал черновую оценку динамического диапазона. Точным измерением это сложно назвать, но всё же – два генератора, настроенные на 15 и 16 МГЦ,
амплитуда каждого выставлена в +90 дБ над уровнем шумов тракта. При этом продукт интермодуляции третьего порядка на частоте 14 МГЦ имел амплитуду +30 дБ
над шумовой дорожкой. Соответственно, точка перехвата третьего порядка будет иметь координату +120 ДБ над шумами. Отсюда ДД = 120*2/3 = 80 дБ, что
вполне похоже на правду.
Уточнил параметры чувствительности тракта и получил 1 мкВ при СШ=10 дБ в полосе 3 кГц, и примерно 0,3 мкВ в полосе 500 Гц. Измерял на 15 МГц.
На 30 МГц наблюдается некоторое повышение мощности шумовой дорожки примерно на 3...4 дБ, соответственно, на эту же цифру ухудшается чувствительность.
При серьёзных намерениях повторить SDR приёмник "Полигон", конечно, имеет смысл ознакомиться и с
первоисточником, однако следует
иметь в виду, что на данный момент автор топика на cqham.ru имеет статус "заблокирован навсегда" и ответить на ваши вопросы не сможет.
Оптимальным вариантом гетеродина (синтезатора) для приведённого SDR-а будут: DDS-синтезатор, а ещё лучше – синтезатор на базе Si570.
Не следует забывать, что частота гетеродина должна в 4 раза превышать рабочую, т. е. частоту принимаемого сигнала.
Продолжая авторскую тему всеволнового SDR приёмника "Полигон" от А. Белоконя, плавно переходим на следующую страницу, где приведём подробное описание высокостабильного
гетеродина с частотой до 120 МГц, собранного на доступных и относительно недорогих элементах.
|
