Hermes-Lite 14 bit SDR DUC/DDC Трансивер от EU1SW

Код для этого трансивера подготовил Сергей EU1SW. Печатные платы разработал Антон (linoobs). Трансивер представляет собой DUC/DDC архитектуры, т.е. прямая оцифровка сигнала.

Прием.

Сигнал с антенны попадает на коммутацию прием/передача, после этого поступает на подключаемый резистивный аттенюатор -10дБ, после на ДПФ и далее на отключаемый УВЧ на интегральной микросхеме MMIC и потом на АЦП. АЦП применен 14-и битный. После оцифровки данные обрабатывает ПЛИС. Тут поступили очень интересно и сделали универсальную плату. В связи с дефицитом и дороговизны ПЛИС на рынке, на плате можно применить 3 разные ПЛИС Cyclon IV EP4CE10E22, EP4CE15E22 или EP4CE22E22. В зависимости от установленной ПЛИС запаивается необходимые перемычки согласно надписи на самой плате. Ширина панорамы регулируемая, от 48 до 384 Кгц (кроме 10к ПЛИС, там только 384 Кгц). На плате также присутствует термостабильный кварцевый генератор TCXO для коррекции частоты. После ПЛИС все данные передаются на сетевой адаптер LAN8720. К устройству в локальной сети подключается компьютер/планшет/телефон. Также для управления отлично подойдет одноплатный компьютер с Linux, отладочная плата по типу Orange Pi или подобные. Далее в специальной программе происходит “магия” и принимаемый сигнал выводится на “Панораму” и на динамик устройства. В случае удаленного управления, звук выводится через программу на звуковое устройство самого компьютера.

Передача.

При передаче все происходит в обратном порядке. Звук с микрофона на кодеке устройства или звукового устройства комьютера оцифровывается программой управления и передается по локальной сети в трансивер. Дальше цифровой сигнал попадает на ЦАП DAC904E 14 бит. После ЦАП сигнал поступает на ФНЧ со срезом 54 МГц и потом на ШПУ на паре транзисторов RD01MUS2, что в некоторых случаях достаточно избыточно по усилению. После драйвера сигнал поступает на плату усилителя мощности выполненного на паре RD01MUS2 и паре RD16HHF. Выходная мощность после ФНЧ составляет от 15 Ватт на 6м диапазоне до 30 Ватт на диапазонах 160-10м. Направленный ответвитель служит для измерения КСВ и выходной мощности.

Из удобств, на плате также присутствует кодек для ввода/вывода звука, УНЧ с динамиком и гнездо для подключение микрофона или тангенты MH-48.

Низкочастотный 12-ти битный двухканальный АЦП типа MCP3202 имеет максимальный размах измеряемого напряжения 3 Вольта и позволяет получать данные, необходимые для расчета значений выходной мощности и КСВ.

Размеры плат 150х100мм и все это умещается в стандартный корпус “черный ящик” размерами 150х100х55мм.

Некоторые ключевые особенности:

• Два независимых приемника
• выходная мощность 15-30 Вт
• встроенный УМЗЧ и динамик
• низкочастотный АЦП для измерения выходной мощности и КСВ
• доступные элементы
• встроенный телеграфный ключ
• управление внешним усилителем мощности (выход uln2003)

Разница в версиях ПЛИС:

• EP4CE10E22 – один приемник, панорама всегда 384 Кгц, нет встроенного телеграфного ключа.
• EP4CE15E22 – один приемник, панорама регулируемая 48 – 384 Кгц, есть встроенный телеграфный ключ.
• EP4CE22E22 – два приемника, прием одновременно только в полосе выбранного ДПФ, панорама регулируемая 48 – 384 Кгц, есть встроенный телеграфный ключ.

Трансивер будет работать с таким SDR  программами как Thetis, PowerSDR MRX, SDR Console V3, QUISK и другими, которые поддерживают Protocol 1.

Все очень компактно и достаточно удобно расположено. Трансивер обладает неплохими характеристиками и не уступает, а иногда даже и превосходит импортные трансиверы благодаря цифровой обработке сигнала.

Для обсуждения или вопросов касательно данной конструкции есть канал в Телеграм: Hermes-Lite by linoobs

———————–ENGLISH———————————

The Software for this transceiver was prepared by Sergey EU1SW. The PCBs were designed by Anton (linoobs). The transceiver is a DUC/DDC architecture, i.e. direct signal digitization.

Receiving.

The signal from the antenna goes to the receive/transmit switching, then goes to a switchable resistive attenuator -10 dB, then to the BPF and then to the switchable LNA on the MMIC and then to the ADC. The 14-bit ADC is used. After digitization, the data is processed by the FPGA. Here we did a very interesting thing and made a universal board. Due to the high cost of FPGAs on the market, 3 different FPGAs Cyclon IV EP4CE10E22, EP4CE15E22 or EP4CE22E22 can be used on the board. Depending on the installed FPGA, the necessary jumpers are soldered according to the inscription on the board itself. The panorama width is adjustable, from 48 to 384 KHz (except for 10k FPGAs, there is only 384 KHz). The board also contains a thermally stable TCXO crystal oscillator for frequency correction. After the FPGA, all data is transferred to the LAN8720 network adapter. A computer/tablet/phone is connected to a device on the local network. Also, a single-board computer with Linux, a development board like Orange Pi or similar is perfect for control. Next, “magic” happens in a special program and the received signal is output to the “Panorama” and to the device’s speaker. In the case of remote control, the sound is output through the program to the sound device of the computer itself.

Transmitting.

By transmitting, everything happens in reverse order. The sound from the microphone on the device’s codec or computer’s audio device is digitized by the control program and transmitted over the local network to the transceiver. Then the digital signal goes to the DAC904E 14-bit DAC. After the DAC, the signal goes to the low-pass filter with a cutoff of 54 MHz and then to the pre driver using a pair of RD01MUS2 transistors, which in some cases is quite excessive in amplification. After the driver, the signal goes to the power amplifier board made on a pair of RD01MUS2 and a pair of RD16HHF(RD15VHF). The output power after the low-pass filter ranges from 15 Watts on the 6m band to 30 Watts on the 160-10m bands. The directional coupler is used to measure SWR and output power.

Among the conveniences, the board also contains a codec for audio input/output, a audio AMP with a speaker, and a jack for connecting a microphone or MH-48 tangent.

The low-frequency 12-bit two-channel ADC type MCP3202 has a maximum measured voltage swing of 3 Volts and allows you to obtain the data necessary for calculating the values of output power and SWR.

The dimensions of the boards are 150x100mm and all this fits into a standard “black box” case with dimensions of 150x100x55mm.

Some features:

• Two independent receivers (only by using 22k)
• output power 15-30 W
• built-in audio AMP and speaker
• Low-frequency ADC for measuring output power and SWR
• available items
• built-in telegraph key
• optional control of external power amplifier (open collectors output)
• frequency 0.1 – 60 Mhz

Difference in FPGA versions:

• EP4CE10E22 – one receiver, panorama is always 384 KHz, no built-in CW key.
• EP4CE15E22 – one receiver, adjustable panorama 48 – 384 KHz, has a built-in telegraph key.
• EP4CE22E22 – two receivers, simultaneous reception only in the selected BPF band, adjustable panorama 48 – 384 KHz, has a built-in telegraph key, Puresignal.

The transceiver will work with SDR programs such as Thetis, PowerSDR MRX, SDR Console V3, QUISK and others that support Protocol 1.

Everything is very compact and quite conveniently located. The transceiver has good characteristics and is not inferior to, and sometimes even superior to, imported transceivers thanks to digital signal processing.

For discussion or questions regarding this design, there is a Telegram channel: Hermes-Lite by linoobs