Yaesu FT-450D SDR üçün Tap Tap Modifikasiyası: 8 Addım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

Salam maraqlananlar ola biler

Düşünürəm ki, əvvəlcə bu təlimatın nə olduğunu izah etməliyəm. Bu layihədə iştirak edən əsas komponentlər aşağıdakılardır:

Yaesu FT-450D, 100W gücündə 160-6 metrlik həvəskar qrupları əhatə edə bilən müasir kompakt HF/50MHz ötürücüdür. Siyahıya almaq üçün çox xüsusiyyət var, daha çox bilmək istəyirsinizsə, yalnız Google radiosunu seçin.

SDRPlay, 1KHz -dən 2GHz -ə qədər tezlik diapazonunu əhatə edən və spektrin 10MHz -ə qədər bir bant genişliyi ilə baxılmasına imkan verən üstün bir genişzolaqlı proqram təminatlı radiodur.

SDRPlay:

(Mükəmməl məhsullarını almaqdan başqa şirkətlə əlaqəm yoxdur)

Bu avadanlıqların hər ikisi də özünəməxsusdur. Ancaq bu təlimatın məqsədi iki cihazı bir araya gətirmək və hər iki dünyanın ən yaxşısını istismar etməkdir. Bununla FT-450D radiosunu nəzərdə tutulduğu kimi (dar diapazonlu radio ötürücü kimi) istifadə etməyi, eyni zamanda geniş diapazonlu kanalı görüntüləmək üçün SDRPlay qəbuledicisini istifadə etməyi nəzərdə tuturam.

Həm FT-450D, həm də SDRPlay-ın antenə ehtiyacı olduğu üçün bu özlüyündə bir problem yaradır. Bir yanaşma, sadəcə iki anten istifadə etməkdir. İkinci bir yanaşma, tək bir anten istifadə etmək ola bilər, ancaq RF yolunu bölmək və xəttin keçidindən istifadə etməklə ötürmək/almaq. Üçüncü və üstünlük verilən bir yanaşma, uyğun aşağı səs-küylü bir dövrə istifadə edərək FT-450D içərisində qəbul edilən RF yolunu kəsmək və vurulmuş siqnalı SDRPlay'a təqdim etməkdir. Bu sonuncu yanaşma həm FT-450D, həm də SDRPlay ilə eyni antenanı görür. Aşağı səs -küy dövrəsi yalnız qəbul edərkən işləyir və buna görə də ötürmə zamanı SDRPlay alıcısına girişi qoruyan əhəmiyyətli bir izolyasiya təmin edir. Aşağı səs-küylü dövrə, yüksək bir empedans girişinə malikdir və beləliklə FT-450D daxilindəki tap nöqtəsinə minimum yük təqdim edir. Bu son nöqtə vacibdir, çünki FT-450D içərisində uyğun tap nöqtələri passiv 50 ohm bant keçid filtrlərinin hər iki tərəfində yerləşir. Əlavə bir dövrə tərəfindən edilən hər hansı bir yükləmə və ya empedans dəyişikliyi filtrlərin ötürmə funksiyasını dəyişdirəcək və eyni zamanda axtarılan siqnal yolundakı gücü azaldır.

Rəfdə olan aşağı səs -küy gücləndiricilərinin (LNA) əksəriyyəti mənfəət əldə etmək üçün rəydən istifadə edir və 50 ohm giriş empedansına malikdir - bu xüsusiyyətlərin heç biri arzuolunmazdır.

Sadə bir yüksək impedance tap dövrə Dave G4HUP tərəfindən hazırlanmış və satın alınmışdır. Çox təəssüf ki, Deyvin dünyasını dəyişdiyini başa düşürəm. Dizaynın bir hissəsini götürdüm və modifikasiya edərək öz çap elektron kartımı hazırladım, sınadım və öz FT-450D-ə quraşdırdım. Bu təlimatın mövzusunu təşkil edən bu prosesdir.

Addım 1: LNA Şematik və PCB Layoutunun yaradılması

Baxış

İllər ərzində məhsullar və ev istifadəsi üçün bir neçə Çaplı Devre Kartı (PCB) yaratdım. İlk günlərdə dizaynı misin üzərinə çəkmək üçün mis örtüklü lövhə, köçürmələr və xüsusi qələmlər istifadə olunurdu. Lövhə daha sonra açılmış misin çıxarılması və axtarılan izlərin buraxılması üçün Ferric Chloride ilə həkk olunacaq. İşığa həssas mis örtüklü lövhə almaq və aşınmadan əvvəl müqavimət göstərmək üçün maska istifadə etmək də mümkün idi. Kommersiya məqsədli birdəfəlik lövhəyə sahib olmaq çox bahalı idi və həvəskarlar üçün əlçatan olmayan alətlər lazım idi.

İndiki vaxtda kompüter alətləri bir neçə gün ərzində deyil, bir neçə saat ərzində dizayn lövhələri üçün pulsuzdur və geniş yayılmışdır. Həm də Çində və İngiltərədən kənarda bir çox ucuz istehsalçıların olması ilə istehsal xərcləri aşağı düşdü. Bununla birlikdə, çatdırılma daxil edildikdən sonra tək bir taxtaya sahib olmağın hələ də ucuz olmadığını söylədi.

Başqa bir yanaşma və bu proyektdə istifadə etdiyim üsul CNC freze maşını istifadə edərək taxtanı freze etməkdir. Aydındır ki, bir taxta düzəltmək üçün bir CNC maşını almayacaqsınız, amma mənim taxta, metal və şüşə frezelemeyi əhatə edən bir çox digər layihələrdə istifadə olunan bir maşınım var idi.

Bir PCB -ni bir CNC maşını ilə freze etmək, axtarılan izlərin ətrafındakı izolyasiyanı kəsmək üçün çox incə bir kəsici alət istifadə etməyi, lakin bütün misləri üyütməməyi nəzərdə tutur. Bu yanaşma, RF dövrələrini qurarkən xüsusilə faydalıdır, çünki qalan mis adaları sabitliyi və performansı artıran bir yer müstəvisində çıxış etmək istəyər. Bu layihədə iki tərəfli mis örtüklü lövhədən istifadə etdim və üst və alt mis səthləri birləşdirərək qazdım.

EasyEDA istifadə edərək PCB dizaynı

Müxtəlif PCB dizayn paketlərini sınadım və həqiqətən də DipTrace adlı bir paketi həll etdim. Bununla birlikdə, dizayn paketlərinin tək başına bir tətbiqdən daha çox veb əsaslı olması daha populyardır. Bir müddət DipTrace istifadə etmədiyim üçün bir az paslı idim, buna görə ətrafa baxdım və EasyEDA adlı veb əsaslı bir dizayn vasitəsi tapdım. Bu vasitəni əla, çox asan və istifadəsi asan tapdım. Bir neçə dəqiqə ərzində bir sxem yaratmaq və sonra PCB -yə çevirmək çox asandır, bütün proses bir neçə dəyişiklik və dəqiqləşdirmə daxil olmaqla bir saatdan az çəkdi. Alət dizaynerləri, açıq şəkildə təqdim olunan istehsal vasitələrindən istifadə edəcəyinizə ümid edirlər, lakin sonrakı bir alət zənciri tərəfindən istifadə üçün sənaye standart gerber formatında bir dizayn ixrac etmək hələ də mümkündür.

Addım 2: Həndəsə və Alət Yolları Yaratmaq üçün FlatCAM -dan istifadə

EasyEDA sxematik və PCB düzeni yaratmaq üçün istifadə edildikdən sonra, növbəti addım CNC freze maşınını idarə etmək üçün alət yolları və nəticədə gcode yaratmaqdır. Bu məqsədə çatmaq üçün müxtəlif proqramlar sınamışam və nəhayət FlatCAM -da məskunlaşmışam. Bu proqram pulsuzdur, sabitdir və istifadəsi olduqca asandır. Lövhə üçün FlatCAM alət yollarından istifadə edərək, kəsmə və qazma işləri çox tez yaradıla bilər. Bir şey düzəltmək tələb olunarsa, çox istifadəçi dostu bir həndəsə redaktoru da var. Bu addımın bir hissəsini təşkil edən videoda, FlatCAM -ın gerber fayllarını idxal etmək və bəzi əsas redaktə etmək üçün necə istifadə edildiyini göstərirəm. Alətin sonundan uca necə istifadə olunacağını göstərən bir çox ətraflı video mövcuddur. Yalnız bu layihə üçün xüsusi olaraq etməli olduğum dəyişiklikləri əhatə etdim.

Addım 3: Freze Prosesi - CNC Maşın Fəaliyyətdədir

Yaxşı, son bir neçə addımda aşağıdakılar əldə edildi:

- Dövrə sxemi EasyEDA istifadə edərək çəkilmişdir.

- Şematik olaraq PCB düzeni EasyEDA istifadə edərək yaradılmışdır.

- Gerber faylları lövhə üçün yaradılıb və yaradılan qazma faylları da yaradılıb.

- FlatCAM, yol həndəsəsini yaratmaq/redaktə etmək və lövhə və kəsmə üçün gcode yaratmaq üçün istifadə edilmişdir.

- FlatCAM, gcode ilə nəticələnən qazma faylını idxal etmək və miqyaslandırmaq üçün istifadə edilmişdir.

Beləliklə, indi lövhə, kəsmə və qazma üçün üç gcode faylımız var.

Növbəti mərhələ, həqiqətən, bir taxta öğütməyə başlamaqdır. İstifadə etdiyim lövhə iki tərəfli fiberglas mis örtüklü lövhədir. Mən bu onlayn sifariş verə bilərdim, amma əslində Maplin -in yaxşı bir qiymətə olduqca gözəl bir təbəqə hazırladığını gördüm və bir saat ərzində əlimdə tutdum - yalnız freze almaq istədim!

Freze maşınım Sable 2015 -dir və onu idarə etmək üçün Mach3 proqramından istifadə edirəm. Lövhə izi relyefini dəyirman etmək üçün 0,5 mm -lik son dəyirman istifadə etdim. Lövhə kəsikləri və deliklər üçün 1,5 mm uçlu dəyirman istifadə etdim. Lövhədə düz bir şəkildə dəyirman etmək üçün açıqca PCB -nin altına dəyirməyə bir şey lazımdır - dəyirman yatağım qalın alüminiumdur və buna dəyirman olmaq istəmirsən! PCB üçün PCB altında istifadə etmək üçün ən yaxşı material 5 mm qalınlığında köpük lövhəsidir. Bu köpük taxtasını çox ucuz bir şəkildə onlayn və ya sənətkarlıq mağazalarından ala bilərsiniz. Bir model bıçağı ilə kəsmək asandır və çox vahid bir qalınlığa malikdir. Mis örtüklü lövhə, nazik iki tərəfli lent istifadə edərək köpük taxtasına quraşdırılmışdır. Köpük taxtası eyni lentdən istifadə edərək CNC yatağına quraşdırılmışdır - heç vaxt taxtanın sərbəst buraxılması və ya freze zamanı hərəkət etməməsi.

0.5 mm uclu dəyirman açıq şəkildə olduqca kövrəkdir və buna görə də yem sürətimi 60 mm/dəq -də saxlayıram. PCB/köpük taxtalı sendviçini bantdan çıxarmamaq üçün kəsmə üçün eyni qidalanma sürətindən istifadə edirəm.

Frezeleme prosesinin hərəkətini göstərən bir video əlavə olunur:)

Final lövhələrinin üç şəkli də əlavə edilmişdir. Bir görüntü lövhədə ilk cəhdi göstərir və istənməyən misin kiçik sahələrini ən aydın şəkildə tranzistor yastıqları arasında görmək olar. FlatCAM -a həndəsə əlavə etməklə bu istənməyən mis sahələrinin ikinci cəhd lövhəsi silindi. Üçüncü şəkil, komponentlərlə doldurulmuş son lövhəni göstərir.

Lövhəni doldurduqdan sonra misin ləkələnməsini və rənginin dəyişməsini dayandırmaq üçün lak ilə çox yüngül bir sprey verildi.

Addım 4: Bitmiş lövhənin tezlik cavabı

Bitmiş məskunlaşmış lövhə bir spektr analizatoru istifadə edərək xarakterizə edildi. Analizator 10KHz -dən 30MHz -ə qədər tezliyi süpürmək və qazancı ölçmək üçün qurulmuşdur. Mənfəət, FT-450D qəbuledicisi ilə SDRPlay alıcısı arasında yaxşı bir izolyasiya tələb edərkən, ötürərkən radioda baş verənləri simulyasiya etmək üçün gücün kəsilməsi ilə də ölçüldü.

LNA -ya giriş səviyyəsi -40dBm idi

Şəkil 1 - 7.1MHz -ə təyin edilmiş marker, LNA qazancı +2.5dB -dir

Şəkil 2 - LNA -nın gücü> 34dB izolyasiya göstərərək

Şəkil 3 - 1.6 MHz -3dB -dən aşağı tezlikli yuvarlanma

Əsasən HF həvəskar qrupları üzərində LNA düz 3MHz - 30MHz (~ 500MHz -ə qədər düz idi)

Addım 5: Uyğun bir RF Tap və Power Point üçün Yaesu FT-450D-nin təhlili

LNA kartının FT-450D-yə quraşdırılmasından əvvəl uyğun bir RF vurma nöqtəsi və güc nöqtəsi müəyyən edilməlidir. Bu, radio xidmət kitabçasından istifadə etməklə və sxemdən istifadə edərək RF vurma nöqtəsi seçimini dəqiqləşdirmədən əvvəl alıcı blok sxeminə baxmaqla əldə edildi.

Hər şeydən əvvəl, SDR-in FT-450D-yə qoşulan antenanı hər hansı bir IF dönüşüm mərhələsindən əvvəl görməsini istədim, bu da araşdırmanı xeyli daraldıb. İlk IF qarışdırıcıdan əvvəl tapılmalı olan iki açıq nöqtə var idi. Rx siqnalı PA kartından RF-IF lövhəsinə daxil olduqdan sonra aşağıdakı mərhələlərdən keçir:

- Giriş dalğalanmasının qorunması

- Dəyişkən (röle) 20dB giriş zəifləməsi

- Səkkiz qarşılıqlı eksklüziv keçid bant keçid filtrindən ibarətdir

- Dəyişdirilə bilən (röleli) IPO ön gücləndiricisi

- Birinci mərhələ IF mikser (birinci LO idarə olunan mikser)

Beləliklə, iki maraq nöqtəsi, qrupun süzülməsindən əvvəl və ya sonra azaldı. SDR -in mümkün qədər çox siqnal görməsini istədim, buna görə də bant keçmə filtr şəbəkəsindən dərhal əvvəl vurmağa qərar verdim. Unutmayın ki, siqnalın söndürülməsi üçün istifadə olunan LNA yüksək empedans girişinə malikdir və buna görə radio siqnal yoluna təsiri minimal olacaqdır.

Nəzərə alınmalı olan digər sahə, LNA kartının gücünü alacağı yerdir. Xoşbəxtlikdən, FT-450D sxemləri olduqca aydın və yaxşı izahlıdır və buna görə də uyğun bir elektrik nöqtəsi yerləşdirilə bilər. Seçilən güc nöqtəsi LNA -nı qəbul edərkən güc verir, lakin ötürmə zamanı LNA -nı aşağı salır. Bu, ötürmə zamanı SDR girişini> 30dB təcrid edir. Güclü LNA cərəyanı ~ 9mA -dır.

Əlavə edilmiş şəkillər aşağıdakıları göstərir:

- Blok diaqramında göstərilən RF vurma nöqtəsi

- Şematik olaraq göstərilən RF vurma nöqtəsi

- Lövhə planında göstərilən RF vurma nöqtəsi

- Şemada göstərilən LNA güc tap nöqtəsi

- LNA güc tap nöqtəsi lövhənin düzülüşündə göstərilir

Addım 6: LNA Kartını Yaesu FT-450D-yə bağlayın

İndi LNA lövhəsi hazırlandı, xarakterizə edildi və lövhəni FT-450D-yə uyğunlaşdırmağın vaxtı gəldiyini təyin etdi.

Bu nöqtədə bu modifikasiyanı öz riski ilə etdiyinizi qeyd etmək adətdir. Bu çətin deyil, amma hər zaman zədələnmə riski var və şəxsən mən hələ də zəmanətdə olan bir radioda bu dəyişikliyi etməzdim - əminəm ki, dəyişiklikdən sonra zəmanət etibarsız olacaq. FT-450D ikinci əlini ebaydan aldım, buna görə mənim işimdə narahat olmağa heç bir zəmanət yoxdur.

Belə bir dəyişiklik etməyi qərara alırsınızsa, diqqətlə və metodik olaraq gedin - ən incə vəziyyətlərə aid olan köhnə müdrik kəlamdan istifadə edin …… iki dəfə ölçün və bir dəfə kəsin:)

FT-450D korpusunda heç bir delik açmamaq qərarına gəldim, bunun əvəzinə SDR-ni FT-450D-nin yan tərəfinə bağlamağı və birbaşa SDR anten girişinə vidalaşmaq üçün SMA ilə bitmiş uçucu ucu bitirməyi qərara aldım. Uçma qurğusu, gərginliyi aradan qaldırmaq üçün radio çıxış nöqtəsində sabitlənir.

Əlavə edilmiş şəkillərə baxın ….

Addım 7: LNA Board vasitəsi ilə RF Tapından əldə edilən SDR

Bu addımda, LNA lövhəsi vasitəsi ilə FT-450D anten tapası olan anten mənbəyi olan SDR radiosunun işlədiyini göstərən qısa bir video var. Bu test gecələr (gec) keçirildi və qrup bir az öldü, amma SDR -in cavabı gözlənildiyi kimi oldu. FT-450D, SDR-yə ötürmə edərkən, LNA kartının izolyasiyası səbəbiylə gücün söndürülməməsi təsirli olur.

Addım 8: Nəticə

Hər şeydən əvvəl bu təlimat çox əyləncəli oldu və nəticədən çox məmnunam. Bütün yaxşı layihələr kimi, üç əsas məqsəd var …. yeni bacarıqlar öyrənmək, layihəni uğurla həyata keçirmək və bu günə qədər oxumaq istəyən hər kəslə biliklərini bölüşmək.

Bu anda qapağımı mərhum Dave G4HUP -a bağlayıram. Deyvin işi olmasaydı, bu layihə reallaşa bilməzdi. Orijinal LNA dizaynını özüm kimi iddia edə bilmərəm, ancaq bir dizayn götürüb öz tərzimlə etməyə çalışmışam. Ümid edə bilərəm ki, Deyv işinin inkişaf etdirilməsini və başqaları ilə paylaşılmasını bəyənəcəkdir.

Sonda layihə uğurla başa çatdı.

Zəhmət olmasa hər hansı bir sualınızı cavablandırmaqdan çekinmeyin və cavablandırmaq üçün əlimdən gələni edəcəyəm.

Hörmətlə, Deyv (G7IYK)