Сборка трансивера HiQSDR и первое включение.

В 2010 году Джеймс Ахлстром N2ADR разработал трансивер с приемным и передающим трактами прямой оцифровки (DDC/DUC) на основе 14 битных АЦП от Analog Devices, который в свою очередь подключен к ПЛИС типа ППВМ(FPGA) Altera Cyclone III. ПЛИС уменьшает или увеличивает количество отсчетов дискретизации (ресемплинг), фильтрует сигналы и пересылает данные в Ethernet порт 100BaseT. Все данные пересылаются в протоколе UDP через запрограммированный в ПЛИС IP адрес.

Журнал ARRL QEX в Январе/Феврале 2011 года написал статью о полностью цифровом трансивере от Джеймса Ахлстрома под заголовком «Построй свой собственный КВ трансивер, используя ПЛИС и программное обеспечение». В статье был описан первый прототип трансивера.

Хельмут Гоебкес DB1CC использовал этот концепт как базу для создания современной многослойной печатной платы с поверхностным монтажом. С некоторыми функциональными улучшениями появилась основная плата DDC/DUC трансивера HiQSDR.

Особенности:

• Сетевой интерфейс 10/100 Мбит. Ethernet контроллер LAN9115 фирмы SMSC с полным дуплексом, разъем RJ-45 (8 позиций, 8 контактов). Все коммуникации по протоколу UDP через Ethernet. Программа в ПЛИС поддерживает диагностику ICMP, ARP, Tx, Rx сэмплы, настройку и статистику.
• Программируемая логическая интегральная схема Cyclone III фирмы Altera. Для хранения программы используется микросхема памяти EPCS16SI8N.
• Аналогово-цифровой преобразователь ADS5500 фирмы Texas Instruments, 14 бит, 125 МГц, с предварительным усилителем LTC6405 фирмы Linear Technology и программируемым аттеньюатором RF2420 фирмы RF Micro Devices на прием.
• Цифрово-аналоговый преобразователь AD9744 фирмы Analog Devices, 14 бит, на передачу.
• 8 бит ЦАП для контроля выходного уровня на передачу AD7801 фирмы Analog Devices.
• Кварцевый генератор, управляемый напряжением 122.880 МГц фирмы Crystek серии CVHD-950
• Очень низкий уровень фазовых дрожаний (джиттер) (-162дБн/1МГц).

Итак, от R3KBL, была получена плата АЦП-ПЛИС версии 2.4, плата преселектора/ предусилителя. Разводкой печатных плат занимался RA4CJQ. Сразу хочу сказать , что разводка печатных плат хоть и не существенно, но отличается от оригинального немецкого варианта. А именно — применены другие типы разъемов, изменена схема выходного усилителя платы АЦП, SMD детали размера 0603 в немецкой версии заменены на размер 0805, добавлен разъем JTAG для отладки ПЛИС. Поэтому, при комплектовании набора радиодеталей рекомендую пользоваться списком от YL2GL, который написан именно для платы RA4CJQ. Скачать полностью весь комплект документации можно тут(Спасибо YL2GL).

Большинство деталей было заказано с Aliexpress. Основные сложности по сборке были с комплектовкой деталей. Если посчитать сколько я потратил времени именно за сборкой основной платы — то это 10-14 дней. Сложность может составить монтаж основных компонентов платы — микросхем АЦП, ПЛИС и сети. 240 выводов ПЛИС запаять без паяльного фена и нижнего подогрева платы очень сложно, АЦП и сетевой контроллер тоже обычным паяльником не запаять. В остальном плата собирается довольно быстро и легко. Советую не впаивать разъем JTAG — если использовать стандартный шнур ActivProg, то разъем надо запаивать с обратной стороны платы, так как со стороны микросхем разъем отзеркален. На фото как раз видно, что я его запаял, но затем демонтировал.

Первое включение произошло не без проблем. Не было напряжения 1.2В с выхода стабилизатора. Оказалось — бракованный стабилизатор. После замены стабилизатора все напряжения появились, были запаяны джамперы, плата ожила и при помощи программатора USB Blaster в ПЛИС была зашита управляющая программа. Установлена родная программа SDR приемника QUISK на компьютер. И тут снова проблема — нет сетевого соединения и горят светодиоды ошибки приема/передачи сетевого контроллера. Осциллографом проверил кварцевый ГУН 122,88 МГц и кварц на 25 МГц — оказалось что на последнем тишина. Из неработающей материнской платы от компьютера был выпаян аналогичный кварц, генерация появилась, однако ошибки сети все равно горели. Уже думал, что неисправен сетевой контроллер LAN9115, но попробовал снять его с платы, а потом снова запаять обратно. Все получилось — трансивер ожил.

Работа программы QUISK:

Чуть позже, я установил на компьютер программу Zeus Radio версии 2.9.1. Проверил работу на прием и на передачу. Даже без платы преселектора прием очень понравился. Правда на передачу без платы преселектора и предусилителя мощность всего 50 мВт. Поэтому услышал меня в эфире пока только мой WebSDR, который находится рядом.

Ссылки

Сайт проекта HiQSDR
Тема на форуме CQHAM
Статья YL2GL(Валерий Тетерюк) о сборке HiQSDR
Персональный блог EW8BAK

(ↄ)R6FEJ(ex.UB6HMI)