DDS-baserad funktionsgenerator/VFO/fyr

[SA5PMG]

Som jag nämnde i PEP effektmätare-tråden så bygger jag en DDS-baserad funktionsgenerator/VFO/fyr. Vägen har varit lite krokig då jag lärt mig en massa på vägen och hittat mer information och ändrat riktning flera gånger.

Systemet består av en Arduino, ett AD9850-baserat kort och en liten förstärkare.

Första förstärkarbygget var enligt: http://www.k8iqy.com/miscellaneous/23dbbipolarddsamplifier/23dbddsamplifier.htm en transistorbaserad historia. Tyvärr så skickar DDS-kortet en för stark signal för att det skulle funka bra.

Andra varianten: http://www.k8iqy.com/miscellaneous/23dbbipolarddsamplifier/23dbddsamplifier.htm
funkade mycket bättre. Den används också i en tidig version av DDS-30 från http://www.njqrp.org/dds/

Själv har jag bytt ena återkopplingsmotståndet mot en digital potentiometer så jag kan göra frekvenssvep med någorlunda jämn amplitud.

DDS-30 har ersatts av DDS-60 vilket får mig sugen på att uppgradera DDS-en till en AD9851 för att på så sätt även kunna täcka 6m.

Nu återstår mest mjukvaruarbete med att implementera diverse modulationer. CW är i stort sett klart. Tänkte snegla lite andra modulationer som WSPR som http://www.qrp-labs.com/ultimate2.html
gör med en AD9850. Kanske någon mer, DFCW bör vara busenkelt.

För att detta ska bli en sändare som når någonstans planerar jag att bygga ett exemplar till men med en hemmabyggd variant av Sudden TX, http://m0xpd.blogspot.se/2013/10/arduino-sudden-tx-shield-available-now.html

Bilder:

Tidig version på breadboard och utan eget oscilloskåp. Första förstärkaren till höger.


Lådinbyggnad, nu med 20x4 display på I2C.


Frontpanel: Blå knapp/lysdiod = signal av/på. BNC signal ut och sveptrigger. Ratt: UI-navigator och val.


Bygget just nu.

 

[SA5PMG]

Insåg att för kommande förstärkarbyggen att jag vill kunna få ut signalen direkt från DDS:en så det fick bli en enkel brytare för det.

Och sedan var det bara att märka upp fronpanelen och fixa till det sista i mjukvaran. Dvs se till att CW-sändning funkade igen och låsa frekvenserna till IARU:s bandplan.



Nu känns själva hårdvaran klar. Fler modulationsformer kan jag lägga till i efterhand utan att öppna lådan eftersom jag drog ut Arduinons programmeringskontakt på baksidan.

 

[SM6VFZ]

Snyggt bygge! Vad gör toroiden i hörnet?
Möjligen skulle du kunna fundera på att klumpa ihop dina kablar och låta dem passera ferriter för avstörning. (Används toroiden till det?) Blir lätt emissioner från sådana här byggen annars. Många kort och bara plasthölje...

 

[SA5PMG]

Tack.

Jag hade en del problem med strömförsörjningen, bla en trasig modul med en AMS1117-5 som spökade osv. Toroiden var ett försök till att bli av med en del störningar men sedan mätte jag spänningen och den var jämn och fin. Ska absolut tänka mer på kabeldragningen i nästa iteration som blir en kombo av DDS-60 och The Poor Ham's Scalar Network Analyzer eller http://rheslip.blogspot.se/2015/08/the-simple-scalar-network-analyser.html

 

[SA5PMG]

Nu är första instansen av fyrversionen klar, 2W CW på 40m. Bara att byta filtermodul för andra HF-band.
Flera modulationsmoder går att lägga till senare, WSPR är nog den som lockar mest. Men först blir det att försöka få till en antenn i/utanför lägenheten så den kommer upp i luften också.

Lite bilder:

Under displayen finns en Arduino Nano och en AD9850-modul. Den lediga SMA-kontakten är för ev. framtida mottagare.

Locket på, ingen bakgrundsbelysning på displayen men har lärt mig lite om hur den funkar genom att några har gått sönder under byggets gång .
Switchen har tre lägen:
Upp: Fyr, sänder inprogrammerat meddelande varje kvart.
Mitten: Konfiguration av frekvens i fyrläge.
Ned: Bärvåg i max 2 minuter. Variabel frekvens.


Mätning pågår: får mycket högre effekt än med min signalgenerator, 2W mot 1,25W. Ska nog se över lågpassfiltret på dess utgång och kanske uppgradera till AD9851 och kanske nytt förstärkarsteg och mjukvara ihop med RF-power-mätaren så det blir en PHSNA och så vidare...

 

[SA5PMG]

Nu har jag uppdaterat min DDS-baserade signalgenerator.

Nytt innanmäte med ett "DDS experiment board" från PHSNAprojektet. DDS-kortet är modifierat genom att utgångarna inte passerar modulens filter utan går direkt till transformatorn som summerar de båda utgångarna. Signalen filtreras sedan av lågpassfiltret som följde med experimentkortet.

Bakom filtret syns mitt första egendesignade PCB som innehåller förstärkare och ALC. Förstärkarkonstruktionen är tagen från DDS-60 projektet och ALC är från http://www.cwtd.org/May_6-2014.html fast med lite förenklingar (försämringar?).


Det är fortfarade en Arduino som styr, nu en Nano i stället för en Pro Mini.

Skärming byggdes också:


Och RF:en får åka i coax istället:


Viss skillnad:

ALC är svårjusterad men gör sitt jobb

Och ett gäng spektrumbilder:

Är faktiskt osäker på hur värdena ska utläsas. UI:et i Rigol-skåpet säger dBV men Units är inställt på dB/dBm. Får inte ihop hur offset 30dBV och topparna blir 10dBm samt hur höga övertonerna egentligen är?

 

[SA5PMG]

Ah, spänning vs effekt. Så övertonerna är cirka 30dBc, eller?

 

[SM5XUN]

Vi får hoppas att det är minus (-) 30dB under carrier isåfall annars är det ju en renodlad övertonsgenerator med undertryckt carrier

Nu vet jag inte om jag tolkar FFT:n rätt men är det 10dB per ruta så ser det ut som att andra övertonen ligger på ca. -35dBc och det kanske är normalt på en ofiltrerad DDS utan stabilare klocka eller pulsbreddskontroll?
Att det skulle vara en amplitud på 10dBV håller jag för osannolikt då det motsvarar drygt +23dBm, du kanske lurar dig genom att mäta oterminerat med en oscilloskopprob?

 

[SA5PMG]

Ja, minus såklart ;-)

Den är inte ofiltrerad men lågpassfiltret är ganska snällt.
Mäter rakt in i oscilloskopet med BNCkabel via en 50-Ohmsgenomföring. Skopkanalen står på 1x..

0-nivån är där M-et är så amplituden är ca 0-2dBV och beroende på fönster (Hamming osv) och precisionen hos skopet så är väl det rimligt. Borde visa typ -3dBV.
En spektrumanalysator står rätt långt fram i byggkön.

 

[SA5PMG]

Inser att jag glömt och berätta om när fyren hördes i världen. I våras. tror jag det var testade jag att koppla in den på klubbstationens (SK5AS) antenn men ingen framgång på 20, 40 eller 80m med 2W. Så jag gick hem och började leta efter förstärkarkonstruktioner och fastnade till slut för Ashhar Farhans http://hfsignals.blogspot.in/p/25-watt-linear-for-40-and-20.html.

Här är lite byggbilder:

Min plan var att fortfarande mata med 12V DC och boost-modul för att komma upp i 28-30V. Kanske inte det bästa ur störningssynpunkt men har inte mätt utan slängde in ett common-mode-filter på chans också.


Filterbygge på gång. Inplastade induktanser på tork. Plasten är gjord av packchips och lösningsmedel (Toulen egentligen Nitor Benco 14). Rätt intressant att se 3l chips försvinna i en deciliter vätska.

Funderingar över komponentplacering av lågpassfilter med bandväljarrelä och RX/TX-relä.


Ganska färdig konstruktion. Ganska känslig för hög SVF, tur att IRF510 är billig. Är nog inne på den tredje nu. Några reläer gick också åt.


Bygget märktes upp i husstilen med min Dymo från sent 70-tal.


Effektmätning pågår, med endast hembyggda grejer (riktkopplare, konstlast, stegdämpare, effektmätarex2).
Resultat: 25.1-31.6W beroende på band.


Provkörning från SK5AS, någon/några av träffarna kan vara utan förstärkare, dvs endast 2W.

 

[SA5AKL]

Stiligt!