RU3GA --- схемотехника , программирование
RK4FB --- схемотехника , PCB-дизайн
|
Плата состоит из связки PIC16F628A+AD9850\51 , нескольких периферийных микросхем, и представляет из себя универсальный блок для применения в радиолюбительских конструкциях.
Добавляя несложные платы индикации и управления, меняя прошивки контроллера, можно использовать универсальную плату в качестве простого DDS-синтезатора для походного QRP трансивера, в качестве ГСС\ГКЧ, в качестве составной части более серьезного синтезатора с ФАПЧ.
Имеется связь с компьютером --- чип MAX232. Если таковая не нужна --- этот чип и его обвязку можно не устанавливать на плату.
AD9850 и AD9851 --- идентичны по управлению. Разница есть в предельной тактовой частоте опорного генератора ( AD9850 - 125 Мгц , AD9851 - 180 Мгц ) , и наличии у AD9851 "аппаратного" умножения частоты опорного генератора. Как включить это умножение --- будет рассказано при описании конкретных конструкций.
Схема базовой платы приведена на рисунке.
Элементы, выделенные красным цветом, устанавливаются либо нет, в зависимости от примененной конфигурации. VD2-VD5 --- устанавливаются при использовании валкода из шагового двигателя, а для оптического валкода --- R17, R20.
Есть возможность применить как раздельные генераторы для DDS и PIC (в этом случае устанавливаются С4-С5 , кварц , а С8 --- не устанавливается), так и общий опорный генератор для DDS и PIC на 20 Мгц ( в этом случае ставится С8 , а кварц и С4-С5 -- не ставятся).
Частоту опорного генератора DDS можно выбрать любую и потом ввести ее значение через пользовательское меню программы. Но надо помнить , что она должна быть как минимум в три раза выше максимальной частоты на выходе синтезатора.
Резистором R7 подбирается минимальное напряжения питания опорного генератора, при котором устойчиво работает DDS. Обычно его номинал лежит в пределах 90-180 Ом.
В качестве индикатора можно использовать как сегментный ЖКИ TIC8148 так и знакосинтезирующий ЖКИ на базе контроллера HD44780 (например, HY1602) --- 2 строки по 16 символов. Схемы платы индикации и управления для двух типов индикаторов приведены ниже. Для индикации режимов возможно применение как светодиодов ( пример включения на первом рисунке ), так и отображение на экране индикатора --- в этом случае на двухстрочном индикаторе режимы просто пишутся на экране , а в TIC8148 они отображаются галочками. Тип индикации можно задать в программе.
В случае применения TIC8148 надо помнить о небольшой тонкости --- все прошивки написаны для рабочего положения индикатора ножками вниз. Это связано с лучшим углом обзора в таком положении при установке на передней панели.
В качестве элемента настройки частоты можно использовать как оптический валкодер , так и валкодер из шагового двигателя --- в схеме предусмотрены компоненты для того и другого случая.
Полную схему в формате sPlan v.6 качаем здесь.
Было спроектировано три варианта печатной платы. Отмечу осогбо --- это лишь конструктивные варианты PCB, сделанные по одной и той же схеме. Печатные платы представлены в формате SprintLayout v.5
Каждый из этих режимов или их комбинацию пользователь может сам задать при прошивке контроллера. Подробно об этом будет описано ниже.
Чуть подробнее о двух последних режимах.
При нажатии на кнопку RIT выдается соответственный сигнал на индикацию и запоминается та частота , коия была в данный момент.
Теперь можно крутить валкодером, но при переходе на передачу, частота вернется на ранее запомненную.
Если мы не в режиме RIT , то кнопка XIT работать не будет. При нажатии на кнопку XIT , ранее запомненная частота (режима RIT) меняется с нынешней частотой местами и выдается сигнал на индикацию режима.
В режиме XIT нельзя отключить режим RIT.
Предполагаемая схема работы в режиме разнесенных частот с DX-экспедициями: настраиваемся на DX-станцию, работающую на разнесенных частотах.
Дожидаемся окончания CQ и включаем RIT – слушаем зовущих ее станций в широкой полосе частот, периодически отключая RIT (контролируем самого DX-а).
Ловим момент , когда DX кому-то ответил. В режиме RIT настраиваемся на его корреспондента.
По окончании их QSO включаем XIT и даем вызов – на прием мы в данный момент настроены на DX, а на передачу – на той частоте , на которой слушает DX.
При повторном нажатии на кнопку RIT отключается индикация режима и частота возвращается к ранее запомненной. Т.е происходит «обнуление» сдвига приема относительно передачи. Таким образом в двух функциональных кнопках совмещается режим «двух VFO» и режим «расстройки»
Реализован обмен по протоколу CI-V. Обмен с компьютером реализован частично – т.е идет обмен частотой и видом модуляции.
Режим работы – аппарат IC-706 , скорость 4800 бод, 8 бит, без контроля четности, 1 стоп-бит .
Тестировалось с программами HamRadioDeluxe, N1MM, N6TR. Также проверена работа с программами WriteLog, Logger32, MixW
Для работы в N6TR в файле logcfg.dat должны быть прописаны следующие строчки:
RADIO ONE TYPE = IC706
RADIO ONE BAUD RATE = 4800
RADIO ONE RECEIVER ADDRESS = 72
RADIO ONE CONTROL PORT = SERIAL 1
Возможна запись в память частоты ПЧ и частоты опорного генератора DDS
Включаем питание синтезатора при нажатой кнопке RIT – на индикаторе появляется частота ПЧ (по умолчанию зашито 8820 Кгц) – настраиваем валкодером нужную ПЧ (кнопка FAST функционирует). Для записи значения ПЧ в память нажимаем опять кнопку RIT.
Включаем питание синтезатора при нажатой кнопке PRE --- на индикаторе появляется частота опорника (по умолчанию зашито 80 Мгц) – настраиваем валкодером нужную частоту опорника (кнопка FAST функционирует). Для записи значения Fоп в память нажимаем опять кнопку PRE.
Для тех кто еще не сталкивался с прошивкой PIC-контролллера --- маленькая статейка "Как запрограммировать PIC для синтезатора" Там приведена схемка простенького программатора, даны рекомендации по используемой для прошивки программе и описан сам процесс.
Задать частоту ПЧ , частоту опорника можно через пользовательское меню. Однако что бы не "перематывать" каждый раз частоту валкодом --- можно задать эти частоты прямо во время прошивки , а в последствии , через пользовательское меню --- только подстроить поточнее, если это потребуется.
Так же во время прошивки можно задать требуемы режимы работы синтеза через конфигурационный байт. Итак , все по порядку. Открываем HEX файл нашей прошивки программой-"прошивальщиком". Вот как это будет выглядеть на примере программы WinPic800
Заходим на закладку EEPROM. Именно в EEPROM находятся нужные нам константы
Смотрим верхнюю строчку.
Первые четыре байта -- они выделены красным цветом --- по умолчанию 00 86 95 20 --- это частота ПЧ в шестнадцатеричном виде. Берете свою ПЧ с точностью до Гц , с помощью "виндового" калькулятора , переводите частоту в шестнадцатиричный вид и "ручками" вписываете побайтно прямо в окошке. Пример --- частота ПЧ 8867000 Гц --- переводим в шестнадцатеричный вид --- получаем 874CB8. Значит в окошко , помеченное красным надо ввести --- 00 87 4С B8
Байты выделенные синим цветом -- по умолчанию 04 C4 B4 00 --- это значение частоты опорника в шестнадцатеричном виде. Их можно править аналогично байтам частоты ПЧ.
Байт выделенный зеленым цветом цветом --- по умолчанию 08 --- является конфигурационным.
Запишем его в двоичном виде --- 0x08=00001000 --- видим восемь бит. Функциональное назначение каждого бита , для наглядности показано на рисунке. Для определенности --- условимся , что нулевой бит --- это крайний справа.
Итак --- нулевой и первый биты отвечают за умножение на выходе DDS:
Второй бит отвечает за включение режима CW ТПП --- если он равен единице, то при передаче , вне зависимости от умножения --- на выходе DDS будет частота приема +\-800 Гц в зависимости от USB\LSB --- таким образом можно формировать телеграфный сигнал передачи с помощью простого ключевого каскада непосредственно с DDS
Третий бит --- включение\выключение режима вывода информации на индикатор. Если вы применяете для индикации режимов светодиоды , то лишние галочки и надписи на индикаторе вам не нужны --- установите этот бит в ноль и отображения не будет.
Четвертый бит --- включение\выключение умножения Fоп на 6 (для AD9851) --- умножение на 6 будет если этот бита равен 1. Заметьте , что эта функция работает только для AD9851. В AD9850 умножения нет и этот бит будет игнорироваться.
Биты с пятого по седьмой --- нужны для задания коэфиициента деления частоты на выходе DDS.
Ну и для примера --- смотрим что у нас по умолчанию --- поднят только третий бит (0x08=00001000) --- значит у нас включен режим вывода информации на индикатор, умножения на выходе DDS --- нет, режим умножения Fоп на 6 --- отключен , режим CW ТПП также отключен.
Важно! В WinPic800 по умолчанию при запуске процесса прошивки файл HEX читается заново с диска, поэтому все изменения , которые вы сделали руками --- пропадут. Что-бы этого не случилось надо отключить эту функцию перечитывания через меню программы , убрав галочку из соответствующего чек-бокса
Для двухстрочного знакосинтезирующего индикатора
Простой сменой прошивки можно превратить синтез в " ГКЧ+ГСС" --- для настройки ДПФ и КФ, для просмотра АЧХ РА и т.д.
Частота и ширина качания --- запоминаются , так что при следущем
включении --- все сохранится.
Для входа в пользовательское меню установки F_op --- включаем прибор с нажатой
кнопкой RIT. После установки --- повторно нажимаем эту кнопку
Байт конфигурации полностью соответствует байту конфигурации синтеза, но ненужные функции отключены , т.е. можно установить частоту опорника , поднять бит умножения на 6 для AD9851 и включить\выключить отображение режимов на индикатор --- остальные биты игнорируются.
Импульс синхронизации для осциллографа выведен на вывод разъема EXT0 ( т.е. вывод RA3 у
PIC16F628)
"Качание частоты" начинается от частоты на индикаторе и заканчивается на
частоте "частота на индикаторе+ полоса качания". Так что крайнее левое
положение на экране осциллографа соответствует частоте на индикаторе.
Во время "качания частоты" валкод работает, поэтому частоту любой точки АЧХ
легко можно узнать, подведя валкодом эту точку в крайнее левое положения
экрана осциллографа --- начало развертки --- и считать частоту с индикатора.
Валкод --- "интеллектуальный"
Частота ГСС программно ограничена половинной частотой опорника. И не забудьте про частоту среза выходного ФНЧ DDS --- ее нужно сделать соответствующей !
Для двухстрочного знакосинтезирующего индикатора
Эта прошивка для синтезатора была написана за один вечер и является не законченной , а пробной , экспериментальной. Тем не менее она позволяет подключить "Универсальную плату" к SDR приемнику , подобному по структуре SDR-1000, и управлять его частотой и переключением ДПФ через СОМ порт с помощью программы PowerSDR. На выходе синтеза --- учетверенная частота с учетом ПЧ=11025Гц, так что не забудьте изменить частоту среза у ФНЧ на выходе DDS.
Клавиатура, индикатор и валкодер --- не поддерживаются, поэтому их можно вообще не устанавливать ( хотя , чисто для индикации, поддержка TIC8148 все же присутствует и его можно подключить , но только не вижу в этом никакого смысла --- частота итак будет отображаться на экране в программе как VFO A).
В программе PowerSDR на закладке General выставляем Radio Model как SDR-1000.
На закладке САТ выставляем тип трансивера "ID as --- Kenwood-50" .
Там же ставим фишку в чек-бокс Enable CAT.
Выставляем параметры обмена:
Port --- COM1 (или любой нужный вам физический порт)
Baud --- 57600
Parity --- none
DATA --- 8
Stop --- 1
Байт конфигурации тот же. Поддерживается только установка бита умножения на 6 для AD9851
Последняя версия прошивки
По всем вопросам обращайтесь в соответствующую ветку форума СКР.
Домашняя страничка Клюихина Александра (c) RU3GA Home Page.