NMF-mottagare för kortvåg

Jo tanken är att minimera antal funktioner till enbart de som behövs. När allt kommer omkring så blir det ju inte så många knappar och rattar som är nödvändiga.

Nästa etapp är att utvärdera Si5351 klockoscillatorn huruvida den är "bra nog" för användning som lokaloscillator till en portabelstation som denna. På plussidan står litenheten och det faktum att det bara behövs några få kringkomponenter för att generera valfri frekvens mellan 8 kHz och 160 MHz. Den låter sig styras via en I2C-bus från t ex en Atmega 238P som sitter i Arduino Pro Mini som jag använder i labbkoplingen. Det negativa är relativt hög strömförbrukning 36 mA vid max utnivå +9 dBm i 50 ohm. Utnivån är ställbar i fyra fördefinierade steg och vid lägsta nivån -1 dBm drar kretsen 52 mA mätt på +5 V före 3,3 V stabkretsen. Men det finns ju möjlighet att switcha ner batterispänningen +10...15V och på så sätt minimera förlusteffekten i den biten. Arduino Pro Mini drar just nu 26 mA och där finns nog också möjligheter att spara lite ström. Släcka lysdioderna kan man börja med. Alla bäckar små.

1.jpg

Adafruits breakout-kort med Si5351, spänningsstab och nivåkonverter för 5 V logik används i labkopplingen. I min färdiga lösning så gör jag ett eget kort komplett med Atmega 238P. Detta för att få ner storleken och minska på antalet ledningar m m.

Det finns en del skrivet på nätet om denna klockoscillator och dess användbarhet som lokaloscillator för mottagare och även styroscillator för sändare. Någon skriver att den är helt oanvändbar p g a spurioser. Andra som inte mätt alls tycker den är jättebra. Kretsen innehåller tre oscillatorer och om alla tre är aktiva samtidigt så fås faktiskt en hel skog av blandningsprodukter och då duger den nog inte mer än till det den egentligen är avsedd för.

Med enbart en oscillator aktiverad gör jag den preliminära bedömningen att den nog är tillräckligt bra för en QRP-station med låg effekt i häradet 10 W PEP.

2.jpg

I mottagaren används en LO som är fyra gånger infrekvensen. För 28 MHz bandet blir LO-frekvensen då 112 MHz. Mätresultatet ovan är dock ganska nedslående och en sådan LO duger definitivt inte för en högpresterande mottagare eller sändare för högre effekter. Spurioserna ligger bara -53dBc. Vid lägre frekvenser blir spektrat betydligt renare och för 3,5 MHz (LO = 14 MHz) mäter jag lite drygt -70 dBc.

Topparna kring +/- 25 MHz är sannolikt blandningsprodukter från kristalloscillatorn som är 25 MHz. Dom ligger tillräckligt långt bort i frekvens för att dämpas i bandpassfiltret plus att antennen i sig ju fungerar som ett "filter". Så i praktiken inga problem. De toppar som ligger nära 112 MHz i plotten ovan kan däremot ställa till lite trassel men med tanke på att signalstyrkorna på de högre banden sällan är höga så klarar vi oss här också.

I läge sändning med 10 W uteffekt på högsta band 28 MHz (spurioser blir där c:a -60 dBc) så betyder det att div oönskade signaler alldeles i närheten av 28 MHz hamnar kring -20 dBm. Lite väl högt. Men samtidigt lägre värden än många andra amatörradiosändare som finns på marknaden genererar.

Si570-kretsen som används som LO i bl a Elecraft KX3 är betydligt renare men faller på alldeles för hög strömförbrukning. Dock skulle den ju kunna användas i läge sändning för att få en ren och fin utsignal. Det är en pytteliten krets den också och kan ju hakas på I2C-bussen. Något att överväga om man nu vill uppfylla de regulatoriska kraven för radiosändare...
 
Jag sitter också och trixar med en Adafruit Si5352 och mina mätningar med all tre utgångarna igång gav samma resultat som hos dig.
Däremot är mitt minne av renheten med endast en oscillator att den var mycket bättre än bilden ovan.
Jag såg endast två sidband och inte en hel skog som du har. Kanske hade jag bara ett större span på mitt svep så jag inte såg alla sidbanden.
Om nu mina mätninagr var jämförbara så kan också beror på om man kör med spread-spectrum eller inte.
I min kod så undvek jag det läget för att få så rent som möjligt.

Min minnes bild kan ju vara felaktig men jag skall köra igång en ny mätning när jag kommer hem ikväll och bifoga resultatet.
Min LO frekvens var runt 127MHz för en vädersatellit mottagare och jag har för mig sidbanden låg närmare -70 dBc.

//Harry
Tilläg, jag såg att det ligger en DC spänning på utgångarna som jag inte ville köra in i min Spektrumaanlysator eftersom den inte tål någon DC alls och jag inte har någon DC block adapter. Så jag skar upp et spår i utgångspadden och lödde in en SMD konding på 100pF för att slippa oroa mig att knäcka ett instrument.
 
Last edited:
Intressant. Det kanske skiljer mellan vilken av de tre oscillatorerna som används. Plats för fler experiment.
 
Var tvungen att slita mig från trädgårdssoffan och kolla. Jo utgången ligger mycket riktigt på VCC/2 och efter att ha infört 47 nF i serie med utgången så minskade strömförbrukningen 5 mA med RF porten terminerad i en 50 ohms last. Spurioserna blev aningen lägre samtidigt som utnivån ökade c:a 3 dB vilket gjorde att jag kunde ställa ner drivningen ett steg vilket i sin tur gav c:a -67 dBc på sämsta band och i övrigt -70 dBc utom på 14 MHz (3.5 MHz) där mer än -80dBc mättes. En klar förbättring alltså. Tack för tipset. :)

Jag kör nu i läge 6MA om du vill mäta under samma förhållanden.

si5351.drive_strength(SI5351_CLK0, SI5351_DRIVE_6MA);

Du kan växla mellan 2, 4, 6 och 8MA som nu ger c:a +12 dBm.
 
Last edited:
Nu har jag satt samma frekvens som du 112,17MHz och ställt in spektrumanalysatorn på samma mätområde och jag får exakt samma resultat som du, se bild. Det enda jag inte kunde ändra var utgångströmmen som är fast på 8mA i adafruits bibliotek som jag har använt. Jag antar vi kör med olika bibliotek.
EQL upställning.png


Men det intressanta är om man justerar PLL divosorn lite till ett jämnare värde så får man bort "skogen" av sidband och får en renare signal med två sidband längre ifrån.
Bilden ovan körde jag med PLLen satt till 673,02MHz 0ch Feedback Divider = 26 1151/1250 eftersom Si5351 Clock builder Desktop räknade ut det åt mig.

Men om jag istället justerar det till 26 1250/1250 så får jag nedanstånde rena signal på 112,498MHz.
Med annan divisor.png

Det här betendet verkar typiskt på fractional-n PLLer att när man hamnar rätt i delningstalen så får man mycket renare signaler.
Det vore intressant om någon kunde implementera ett mode i arduino biblioteken där man kunde ange som en parameter att man vill undvika ojämna delningstal för att få rena signaler på bekostnad av frekvensexakthet.


Jag labbade med Raspberry Pi PLLen härom veckan och det var samma där, när man angav en delning som var jämn så fick man ut rena signaler men annars inte.
 
Bra info! Resultatet efter din ändring är ju helt utmärkt. Spurioserna +/- 12.5 MHz hamnar en bit ner på filterflankerna i mina bandpassfilter och kan knappast ställa till något problem.

Jag använder biblioteket "Etherkit Si5351"
 
OK, jag läste på lite om det igår och det fina med det är att han har implementerat fasskiftinställningar så du kan få din 28MHz signal direkt ut på utgång noll och 1 där utgång 1 har samma frekvens men 90 graders fasförskjuten. Det går att med andra ord att driva I och Q direkt ut från Si5351 om man så önskar och skippa ggr 4 delaren.
Si5351 ger dessutom mycket renare signaler ut under 112 MHz verkar det som så det kan vara ett alternativ för dig.
Å andra sidan så kanske det ger andra problem vid kontinuerlig tuning eftersom det verkar som man måste slå av och på utgångarna för att ställa fasen.
Så det kanske är bättre att köra det som du tänkte och leva med sidbanden som den ger, precis som du skrev tidigare så är det ändå inte sämre än vad många "köperadio" ger ut.
Det där är ju en balansgång med vilka parametrar man vill optimera. Lite skräp 60 dB ner kanske inte är mycket att orda om.
 
You must log in or register to reply here.
Back
Top