projekte:3cmtrv:start
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projekte:3cmtrv:start [2016/09/06 19:44] – [LO] thasti | projekte:3cmtrv:start [2016/09/08 17:16] – [LO] thasti | ||
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====== 10GHz-Transverter ====== | ====== 10GHz-Transverter ====== | ||
Auf Grundlage der Transverterbaugruppe von VK3XDK entsteht ein portabel-fähiger Transverter, | Auf Grundlage der Transverterbaugruppe von VK3XDK entsteht ein portabel-fähiger Transverter, | ||
- | Als Steuersender kommt der FT-817 zum Einsatz, den Ausgang bildet eine Hornantenne, | + | Als Steuersender kommt der FT-817 zum Einsatz, den Ausgang bildet eine Hornantenne, |
Folgende Baugruppen werden benötigt: | Folgende Baugruppen werden benötigt: | ||
* Transverter (Mischer, Verstärkung, | * Transverter (Mischer, Verstärkung, | ||
- | * Sequencer (Spannungen und Relais steuern) | ||
* 1656 MHz PLL-LO mit 10MHz-Referenzeingang | * 1656 MHz PLL-LO mit 10MHz-Referenzeingang | ||
* LO-Multiplier auf 9936 MHz | * LO-Multiplier auf 9936 MHz | ||
- | * GPSDO als Referenz-Oszillator | ||
* Endstufenmodul für ~1W Ausgangsleistung | * Endstufenmodul für ~1W Ausgangsleistung | ||
* HF-Umschaltung (Koax-Relais) | * HF-Umschaltung (Koax-Relais) | ||
- | * ZF-Umschaltung (mit TX-Pad und RX-ZF-Verstärker) | + | * ZF-Umschaltung (mit TX-Schluckwiderstand |
+ | * Sequencer (Spannungen und Relais steuern) | ||
Zuerst wird ein Transverter aufgebaut, an dem das Design erprobt werden kann. Dessen Fortschritt ist in der folgenden Tabelle zusammengefasst. | Zuerst wird ein Transverter aufgebaut, an dem das Design erprobt werden kann. Dessen Fortschritt ist in der folgenden Tabelle zusammengefasst. | ||
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^ Baugruppe ^ Zustand ^ Bemerkung ^ | ^ Baugruppe ^ Zustand ^ Bemerkung ^ | ||
| Transverter-PCB | Fertig | Dokumentation s.u. | | | Transverter-PCB | Fertig | Dokumentation s.u. | | ||
- | | 10MHz-GPSDO mit 1656 MHz-LO | Fertig | + | | 10MHz-Referenz |
| LO-Vervielfacher | Fertig | Dokumentation s.u. | | | LO-Vervielfacher | Fertig | Dokumentation s.u. | | ||
| 1W-PA | Fertig | Prototyp aufgebaut | | | 1W-PA | Fertig | Prototyp aufgebaut | | ||
- | | Sequencer | Fertig | + | | Sequencer | V2 im Aufbau |
| ZF-Umschaltung | Fertig | Dokumentation s.u. | | | ZF-Umschaltung | Fertig | Dokumentation s.u. | | ||
| Mechanik | in Umsetzung | Baugruppen auf Grundplatte montiert und verdrahtet, s.u. | | | Mechanik | in Umsetzung | Baugruppen auf Grundplatte montiert und verdrahtet, s.u. | | ||
Ein Pegelplan zur Planung und zur Berechnung der Gesamtrauschzahl wurde erstellt: {{: | Ein Pegelplan zur Planung und zur Berechnung der Gesamtrauschzahl wurde erstellt: {{: | ||
+ | |||
+ | Außerdem wurde ein Powerbudget erstellt, was während der Entwicklung weiter vervollständigt wurde: {{ : | ||
===== Mechanische Ausführung ===== | ===== Mechanische Ausführung ===== | ||
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{{: | {{: | ||
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===== Transverterbaugruppe ===== | ===== Transverterbaugruppe ===== | ||
Das Kernstück des Transverters bilden die [[http:// | Das Kernstück des Transverters bilden die [[http:// | ||
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* LO-Unterdrückung min. 30 dB | * LO-Unterdrückung min. 30 dB | ||
* Spiegelfrequenzunterdrückung war nicht messbar, da RX-Input mangels 10 GHz-Generator aus dem TX-Output gespeist wurde | * Spiegelfrequenzunterdrückung war nicht messbar, da RX-Input mangels 10 GHz-Generator aus dem TX-Output gespeist wurde | ||
- | ===== LO-Vervielfacher ===== | ||
- | Auch der Vervielfacher stammt [[http:// | ||
- | Der Vervielfacher wurde nach Aufbaubeschreibung aufgebaut und liefert die angegebene Ausgangsleistung (8-10 dBm) bei 0-3 dBm Ansteuerleistung. Die Anpassung am LO-Ausgang ist kritisch für das Erreichen der vollen Ausgangsleistung. Das Vervielfacher-Passband ist sehr genau getroffen. Eine LO-Frequenz von 1242 MHz statt 1656 MHz liefert bei der gleichen Ansteuerleistung etwa 10 dB weniger Leistung auf 9936 MHz. | ||
- | ===== LO ===== | + | ===== LO auf 1656 MHz ===== |
- | An eine 10 MHz-Referenz wird ein 1656 MHz-Oszillator (Pout = 0-3 dBm) mittels PLL angebunden. Die 10 MHz-Referenz dafür ist ein OCXO Trimble 65256, der eine mehr als ausreichend stabile | + | An eine 10 MHz-Referenz wird ein 1656 MHz-Oszillator (Pout = 3 dBm) mittels PLL angebunden. Die 10 MHz-Referenz dafür ist ein doppelt geheizter |
- | Zu Anfang stand die Hypothese im Raum, dass die notwendige Frequenzgenauigkeit nur durch eine GPS-Anbindung erreicht werden kann. Die zu diesem Zweck entwickelte GPS-Referenz wird [[projekte: | + | Zur Entwicklung: |
+ | Im praktischen Einsatz stellte sich jedoch heraus, dass die GPS-Stabilisierung garnicht notwendig ist, weil sich mit dem OCXO allein bereits | ||
- | Weitere Erfahrungen zeigten, dass der VCO auf 1656 MHz eine gute Anpassung | + | Zum anderen müsste hoher Aufwand (thermische Isolierung, Kapselung...) getrieben werden, um die Kurzzeitstabilität des Systems nicht vom " |
+ | |||
+ | Ein weiterer kritischer Faktor ist die Anpassung | ||
Die entstandene Hardware: | Die entstandene Hardware: | ||
- | * Schaltplan {{ : | + | |
- | * Layout {{ : | + | |
+ | * Layout V2 - {{ : | ||
+ | * Software V2 - {{ : | ||
+ | * Changelog zu V2: | ||
+ | * Spannungsversorgungskonzept (ADP151 aus 5V, 7808 neu, Abblockung aller Rails) | ||
+ | * GPS entfernt, durch Referenz und Poti ersetzt | ||
+ | * **Version 1** | ||
+ | * Schaltplan - {{ : | ||
+ | * Layout | ||
* Phasenrauschen des 1656 MHz-Signals: | * Phasenrauschen des 1656 MHz-Signals: | ||
+ | |||
+ | |||
+ | ===== LO-Vervielfacher ===== | ||
+ | Auch der Vervielfacher stammt [[http:// | ||
+ | Der Vervielfacher wurde nach Aufbaubeschreibung aufgebaut und liefert die angegebene Ausgangsleistung (8-10 dBm) bei 0-3 dBm Ansteuerleistung. Die Anpassung am LO-Ausgang ist kritisch für das Erreichen der vollen Ausgangsleistung. Das Vervielfacher-Passband ist sehr genau getroffen. Eine LO-Frequenz von 1242 MHz statt 1656 MHz liefert bei der gleichen Ansteuerleistung etwa 10 dB weniger Leistung auf 9936 MHz. | ||
===== RX/ | ===== RX/ | ||
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===== ZF-Baugruppe ===== | ===== ZF-Baugruppe ===== | ||
- | Auf der ZF-Baugruppe wird die RX-TX-Umschaltung mittels PIN-Dioden realisiert. Die geschalteten 8 V, die auch am Transverter gebraucht werden, werden hierfür genutzt. Im TX-Zweig realisiert ein Dämpfungsglied einstellbar 20..30 dB Abschwächung. Um weitere Verluste (Kabel zum TRX) auszugleichen gibt es im RX-Zweig einen ZF-Verstärker mit etwa 20 dB Verstärkung. Bei diesem Wert verschlechtert auch eine schlechte Rauschzahl des Empfängers (FT-817, >5dB) die Gesamtrauschzahl nicht signifikant. | + | Auf der ZF-Baugruppe wird die RX-TX-Umschaltung mittels PIN-Dioden realisiert. Die geschalteten 8 V, die auch am Transverter gebraucht werden, werden hierfür genutzt. Im TX-Zweig realisiert ein Dämpfungsglied einstellbar 20..30 dB Abschwächung. Um weitere Verluste (Kabel zum TRX) auszugleichen gibt es im RX-Zweig einen ZF-Verstärker mit etwa 20 dB Verstärkung. Bei diesem Wert verschlechtert auch eine schlechte Rauschzahl des Empfängers (FT-817, >5dB) die Gesamtrauschzahl nicht mehr signifikant. |
CAD-Files: | CAD-Files: | ||
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===== Sequencer ===== | ===== Sequencer ===== | ||
- | Ein Brainstorming zum Sequencer | + | Zur RX/ |
- | * Schaltplan - {{: | + | |
- | * Layout - {{: | + | |
- | * Errata | + | * Changelog V2 |
- | * Ungeroutete Leiterbahn am 3V3-Regler (behoben mit CuL-Draht) | + | * Ungeroutete Leiterbahn am 3V3-Regler gezogen |
- | * Footprint für Klemmleiste falsch (viel zu klein) | + | * Footprint für Klemmleiste korrigiert (war viel zu klein) |
- | * 7808 besser geeignet als LM317, da Kühlfahne mit an Masse kann, Verlustleistung könnte kritisch sein | + | * 7808 statt LM317, da Kühlfahne mit an Masse kann, Verlustleistung dort ist kritisch |
- | * Schutzdioden an den Relaiskontakten sind nicht vorgesehen | + | * Schutzdioden an den Relaiskontakten vorgesehen |
- | * Software: {{ : | + | * BTS4140 durch P-FET ersetzt |
+ | | ||
+ | * Layout - {{: | ||
+ | * Software | ||
+ | * **Version 1** | ||
+ | * Schaltplan - {{: | ||
+ | * Layout - {{: | ||
+ | * Software | ||
<hidden Software-Ablaufbeschreibung> | <hidden Software-Ablaufbeschreibung> | ||
Zeile 142: | Zeile 164: | ||
* Der Lerneffekt ist dafür sehr groß | * Der Lerneffekt ist dafür sehr groß | ||
* durchdachtes mechanisches Konzept (alle Ebenen auf gleicher Größe, um Stapelbarkeit zu gewährleisten o.ä.) ist wichtig | * durchdachtes mechanisches Konzept (alle Ebenen auf gleicher Größe, um Stapelbarkeit zu gewährleisten o.ä.) ist wichtig | ||
+ | * das Gesamtsystem ist nur so gut wie die Summe seiner Teile | ||
+ | * das Gesamtsystem ist nicht besser als die Summe seiner Teile | ||
Transverter/ | Transverter/ | ||
Zeile 150: | Zeile 174: | ||
* viele Buchsen sind immer auch ein Kostenfaktor, | * viele Buchsen sind immer auch ein Kostenfaktor, | ||
* Abgleich der Microstrip-Filter ist nicht einfach, es gibt kein Patentrezept für erfolgreichen Abgleich auf eine andere Frequenz | * Abgleich der Microstrip-Filter ist nicht einfach, es gibt kein Patentrezept für erfolgreichen Abgleich auf eine andere Frequenz | ||
+ | |||
+ | LO | ||
+ | * Auch die Entwicklung eines " | ||
+ | * Spannungsversorgungen sollten immer sauber abgeblockt sein | ||
+ | * um eine zweite Iteration wird man selten herumkommen, | ||
+ | * eine GPS-Stabilisierung stellt sich bei einem so stabilen Ofen und der Möglichkeit zur Kalibrierung an einer heimischen Referenz als nicht notwendig heraus | ||
projekte/3cmtrv/start.txt · Zuletzt geändert: 2018/06/13 09:16 von yc