RM4HQ

Мои многолетние поиски идеального походного трансивера кажется увенчались успехом.
Встречаем uSDX.



Благодаря усилиям нескольких иностранных радиолюбителей был создан простой и достаточно функциональный КВ трансивер по SDR технологии. Существует несколько версий этого трансивера, отличающиеся главным образом топологией печатной платы и незначительно схемой. Конкретно свой образец я разрабатывал на основе схемы от DL2MAN и K1FM. Первый выделяется от базового варианта модулем переключения фильтров, а от второй - КСВ-метром.

Количество диапазонов я ограничил тремя наиболее популярными в полевой работе - 20, 40 и 80м. Модуляция LSB, USB, CW, AM и FM, но последние две в работе не проверялись. Выходная мощность около 5Вт. Ток потребления на прием 55мА с включенной подсветкой и 53мА с выключенной подсветкой дисплея. На передачу - 600мА. По этому важнейшему для походного трансивера параметру uSDX оставил позади всех своих конкурентов. Необходимо отметить, что выходные транзисторы работают в режиме класса Е, чем достигается невероятно высокий КПД порядка 80%. Вес трансивера в стеклотекстолитовом корпусе - 180гр. Габаритные размеры 120х60х30мм. В трансивере есть расстройка, VFO-A/VFO-B, различные режимы CW. Таким образом по совокупности параметров uSDX можно назвать лучшим трансивером для походной работы.

Итак, перейдем непосредственно к самой конструкции. Трансивер собран на основе микроконтроллера ATmega 328. Конечно это довольно слабый контроллер для подобных задач, но не стоит забывать, что мы имеем дело с полевым трансивером, где главное - низкое потребление. Для обычной работы в эфире этого контроллера вполне хватает. Если кому нужен аппарат для работы в соревнованиях или предъявляет повышенные требования к прозрачности эфира, то стоит выбрать другой, более совершенный трансивер, коих в последнее время появилось множество.

Базовый вариант uSDX собран на контроллере в обычном (DIP) корпусе, но он 28-и выводной. Для работы с КСВ-метром необходимо использовать SMD корпус на 32 вывода.



Следует обратить внимание на резисторы 82К в цепи обратной связи LM4562. Они должны быть с погрешностью не более 0,1%. Во избежание микрофонного эффекта конденсаторы С13 и С14 желательно поставить металлопленочные.



В схеме УМ используются 3шт BS170, но на плате предусмотрено место и для варианта на одном IRLML2060. Класс Е позволяет обойтись без радиатора, что уменьшает вес и габариты трансивера и исключает необходимость защиты вещей от повреждения об острые края радиатора. Переключение диапазонных фильтров происходит бистабильными реле HFD4/5L, что опять же позволяет уменьшить ток потребления. Все катушки намотаны на кольцах Амидон. Это должны быть обязательно оригинальные кольца, китайские не будут нормально работать. Конденсаторы фильтров 0805 на рабочее напряжение 100В.



Данные катушек немного отличаются от авторских, но именно в таком варианте мне удалось получить выходную мощность не 2Вт, а 5-6Вт. Подавление второй гармоники при этом составляет 48-50дБ.







КСВ-метр выполнен на бинокле BN-43-202.





Тактовые кнопки лучше применять дорогие, качественные. Энкодер на 24 импульсов с кнопкой. Мне удобнее использовать с трещоткой.



Возможно использовать либо ЖК 2-х строчный дисплей, либо 0,96" OLED. Мне больше нравится ЖК. Во-первых, он не засвечивается в яркую погоду. На OLED летом на солнце ничего не видно. А во-вторых, с ним чуть меньше потребление. Но у него есть и минусы: зимой в мороз он может сильно тормозить и с ним невозможно использовать САТ.

Подключение ЖК 1602



OLED



САТ



Теперь перейдем непосредственно к конструкции. Трансивер выполнен на двух печатных платах - основной и дисплейной. На основной расположены все элементы кроме дисплея и органов управления. Внешние подключения так же происходят через дисплейную плату (кроме выхода на антенну). При разводке основной платы я допустил ошибку с контроллером. Atmega328 придется распаивать "вверх ногами". Для этого на твердой ровной поверхности сначала аккуратно выгибаются в обратную сторону все выводы, а затем она припаивается на плату. Не совсем удобно, но справится можно. Во всяком случае, это не самый трудный этап сборки, пайка SI5351 куда сложнее. На плате присутствуют 3 проволочные перемычки на КСВ-метр. Размеры основной платы 100х50мм.



Так выглядит собранный трансивер в режиме измерения КСВ с платой ЖК дисплея 1602. В трансивере применен миниатюрный дисплей, стандартный 1602 не влезет. Необходимо отметить, что КСВ-метр работает только в CW. Так же на дисплейной плате предусмотрена установка оптореле внешней коммутации RX/TX.



Вариант с 0,96" OLED дисплеем. Низ первой строки смазан из-за недостаточной выдержки фотоаппарата, в реале там все нормально отображается. Единственное - слева от диапазона (там где должно быть А или В) какая-то кракозябра. С чем это связано разбираться не стал. Возможно это особенность конкретного дисплея.



Пара слов о деталях. К выбору деталей необходимо отнестись очень серьезно. Я рекомендую заказывать детали через https://ru.mouser.com У них есть представительство в Санкт-Петербурге, поэтому доставка достаточно быстрая. Цена доставки для России уже входит в стоимость деталей. Конечно на это уйдет пару недель, но лучше подождать, чем потом мучиться с настройкой трансивера. Особенно это касается микросхем, BS170 и конденсаторов 0805 на 100В, которые вообще больше нигде не найти. Про оригинальный Амидон я уже упоминал.

Реле
https://www.chipdip.ru/product/hfd4-5l-im43ts

Индикатор 1602 на Али https://aliexpress.ru/item/328708760...0a2eeb6d30b54f

Шлейф для него
https://aliexpress.ru/item/400065637...013.1595609581

После установки всех деталей необходимо запрограммировать контроллер. Как это сделать очень подробно и наглядно рассказывает Мануэль DL2MAN в этом видео



Можно включить субтитры и выбрать перевод на русский. Если кратко, то программирование происходит через плату Arduino UNO. Сначала она переводится в режим программатора, затем подключается к трансиверу, в контроллер загружается загрузчик и только потом в контроллер загружается сам скетч. Его перед этим необходимо исправить в соответствии с нашей конфигурацией. В нем // выключаем или включаем соответствующую функцию. Я программирую в соответствии с картинкой ниже. Тут надо обратить внимание на вариант коммутации фильтров, частоту кварца (27 или 25МГц) и адрес SI5351. Обычно он 60, но у меня были сишки с адресом 6F, который и надо указать.



Если все сделано правильно, то трансивер начинает работать сразу. Придется только подстроечным резистором отрегулировать контрастность ЖК дисплея. Из настроек необходимо точно указать частоту кварца, что бы частота трансивера совпадала с частотой корреспондента. А так же в пункте 8.3 настраивается max смещение на транзисторах УМ.

Когда TX находится в режиме CW, увеличьте максимальное значение, наблюдая за выходным радиочастотным сигналом. Если увеличение, скажем, 10 не приводит к увеличению выходной мощности, уменьшите ее на 10, пока не увидите падение мощности. Правильная настройка находится в точке или около той, где дальнейшее увеличение настройки Max не приводит к увеличению выходной мощности RF. Если вы можете одновременно контролировать ток 12 В постоянного тока, это также будет довольно хорошей индикацией. Увеличение значения PA Bias Max выше оптимального приведет к увеличению тока источника питания, но не приведет к дополнительному высокочастотному выходу. На этом этапе вы перегрузили PA FET, и они больше не относятся к классу E. Продолжительное перегрузка, скорее всего, приведет к отказу FET.

Программное обеспечение постоянно модернизируется, поэтому дам ссылку где выкладывают последние версии
https://github.com/threeme3/QCX-SSB/...re-rx-improved

Форумы с обсуждением трансивера
https://groups.io/g/ucx/topics
http://www.cqham.ru/forum/showthread...%E8%E5-QCX-SSB

Страничка DL2MAN, где подробно рассказано о процессе сборки и есть гербер файлы для заказа многодиапазонных печатных плат.
https://dl2man.de/

Проект K1FM с КСВ-метром и другими (пока не реализованными) плюшками
https://github.com/adecarolis/K1FM-TQFP-Sandwich

В завершение отмечу, что получился очень удачный полевой трансивер. Без спектров и красивых дисплеев, но простой и функциональный. По чувствительности он почти не уступает Маламуту М2. По динамическому диапазону конечно проигрывает. При сильном сигнале приходится убавлять громкость, иначе перегружается. Нет кристальной чистоты и прозрачности эфира. Слабый выходной НЧ сигнал, которого хватает только на наушники. У него другие достоинства - малые габариты, вес и ток потребления. И только ради этого его стоит использовать.



И напоследок звучание трансивера на прием и передачу.