Yaesu FT-450D RF Tapikin ang Pagbabago para sa SDR: 8 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:15

Kumusta ang sinumang maaaring interesado, Sa palagay ko mas mainam kong ipaliwanag muna ang tungkol sa itinuturo na ito. Mayroong mga pangunahing sangkap na kasangkot sa proyektong ito tulad ng sumusunod:

Ang Yaesu FT-450D ay isang modernong compact HF / 50MHz transceiver na may kakayahang masakop ang 160-6 meter na mga amateur band na may isang output na lakas na 100W. Napakaraming tampok na ililista, kaya't ang Google radio lamang kung nais mong malaman ang higit pa.

Ang SDRPlay ay isang napakahusay na wideband Software Defined Radio na sumasaklaw sa saklaw na dalas ng 1KHz hanggang 2GHz at pinapayagan ang spectrum na matingnan gamit ang isang bandwidth ng hanggang 10MHz.

SDRPlay:

(Wala akong koneksyon sa kumpanya maliban sa bumili ng kanilang mahusay na produkto)

Ang parehong mga piraso ng kagamitan ay napakahusay sa kanilang sariling karapatan. Gayunpaman, ang layunin ng pagtuturo na ito ay upang pagsamahin ang dalawang piraso ng kagamitan at upang samantalahin ang pinakamahusay ng parehong mundo. Sa pamamagitan nito, nangangahulugan ako na magagamit ang radio ng FT-450D tulad ng nilalayon (bilang isang makitid na radio radio transceiver) ngunit sa parehong oras ay magagamit ang SDRPlay receiver upang mailarawan ang malawak na channel ng banda.

Ito ay likas na nagdudulot ng isang problema tulad ng parehong FT-450D at ang SDRPlay kailangang makakita ng isang antena. Ang isang diskarte ay ang simpleng paggamit ng dalawang mga antena. Ang isang pangalawang diskarte ay maaaring gumamit ng isang solong antena ngunit hatiin ang RF path at ihatid / matanggap gamit ang in-line switching. Ang pangatlo at lalong kanais-nais na diskarte ay upang i-tap ang natanggap na RF path mula sa loob ng FT-450D gamit ang isang naaangkop na mababang ingay circuit at ipakita ang naka-tap signal sa SDRPlay. Ang huli na diskarte na ito ay nagreresulta sa parehong FT-450D at SDRPlay na mahalagang nakikita ang parehong antena. Ang mababang circuit ng ingay ay pinapagana lamang habang tumatanggap at sa gayon habang nagpapadala ay nagbibigay ng malaking paghihiwalay na pinoprotektahan ang pag-input sa SDRPlay na tatanggap. Ang mababang circuit ng ingay ay may mataas na input ng impedance sa gayon ay nagpapakita ng isang minimum na load sa tap point sa loob ng FT-450D. Ang huling puntong ito ay mahalaga dahil ang angkop na mga puntos ng gripo sa loob ng FT-450D ay matatagpuan sa magkabilang panig ng mga passive 50 ohm band pass filters. Ang anumang paglo-load o pagbabago ng impedance na ipinakilala ng isang karagdagang circuit ay magbabago sa pagpapaandar ng paglilipat ng mga filter at mabawasan din ang lakas sa nais na path ng signal.

Karamihan sa mga off the shelf low noise amplifier (LNA) magagamit magagamit feedback upang makabuo ng makakuha at mayroon ding isang 50 ohm input impedance - alinman sa mga tampok na ito ay hindi kanais-nais.

Ang isang simpleng high impedance tap circuit ay idinisenyo ni Dave G4HUP at magagamit upang bumili. Sa kasamaang palad, ito ay ang aking pag-unawa na si Dave ay namatay na. Kinuha ko ang isang bahagi ng disenyo at may pagbabago, gumawa ng aking sariling naka-print na circuit board, nasubukan at nilagyan ng aking sariling FT-450D. Ang prosesong ito ang bumubuo sa paksa ng itinuturo na ito.

Hakbang 1: Paglikha ng LNA Schematic at PCB Layout

Pangkalahatang-ideya

Sa mga nakaraang taon ay nakabuo ako ng ilang mga Printed Circuit Boards (PCB) para sa mga produkto at para sa gamit sa bahay. Sa mga unang araw na ito ay nagsasangkot ng paggamit ng tanso na nakasuot ng board, paglilipat at mga espesyal na panulat upang iguhit ang disenyo sa tanso. Ang board ay maiukit sa Ferric Chloride upang alisin ang nakalantad na tanso at iwanan ang mga nais na track. Posible rin na bumili ng magaan na sensitibong tanso na nakasuot ng board at gumamit ng maskara upang makagawa ng resistensya bago mag-ukit. Ang pagkakaroon ng isang one-off board na ginawang komersyal ay napakamahal at nangangailangan ng mga tool na hindi magagamit sa mga libangan.

Ngayon, ang mga tool sa computer ay libre at malawak na magagamit upang mag-disenyo ng mga board sa loob ng ilang oras na hindi araw. Gayundin ang mga gastos sa katha ay bumulusok sa maraming mga murang tela ng tela na magagamit sa Tsina at sa ibang lugar sa labas ng UK. Gayunpaman, sinabi na ang pagkakaroon ng isang solong board na ginawa ay hindi pa rin mura kapag isinama mo ang pagpapadala.

Ang isa pang diskarte, at ang pamamaraang ginamit ko sa proyektong ito, ay ang paggiling ng board gamit ang isang CNC milling machine. Malinaw na, hindi ka bibili ng isang makina ng CNC upang makagawa ng isang board ngunit mayroon na akong isang makina na ginamit para sa maraming iba pang mga proyekto na may kinalaman sa paggiling na kahoy, metal at baso.

Ang paggiling ng isang PCB gamit ang isang makina ng CNC ay nagsasangkot ng paggamit ng isang napakahusay na tool sa paggupit upang maiiwas ang pagkakahiwalay sa paligid ng mga ginustong track ngunit hindi upang gilingan ang lahat ng tanso. Ang diskarte na ito ay partikular na kapaki-pakinabang kapag ang pagbuo ng mga RF circuit bilang ang natitirang mga isla ng tanso ay kanais-nais na kumilos bilang isang ground plane na nagpapabuti ng katatagan at pagganap. Gumamit ako ng isang doble na panig na tanso na nakabalot ng board sa proyektong ito at nag-drill sa pamamagitan ng pag-uugnay sa tuktok at ilalim na mga ibabaw ng tanso.

Disenyo ng PCB gamit ang EasyEDA

Sinubukan ko ang iba't ibang mga pakete ng disenyo ng PCB at talagang naayos sa isang pakete na tinatawag na DipTrace. Gayunpaman, ito ay mas popular para sa mga pakete ng disenyo na maging batay sa web sa halip na gumamit ng isang stand alone na application. Ang hindi paggamit ng DipTrace sa ilang oras ay medyo kalawangin ako kaya't tumingin sa paligid ng on-line at natagpuan ang isang tool sa disenyo na batay sa web na tinatawag na EasyEDA. Natagpuan ko ang tool na ito na mahusay, napaka-intuitive at simpleng gamitin. Napakadali upang makabuo ng isang eskematiko sa loob ng ilang minuto at pagkatapos ay i-convert sa isang PCB, ang buong proseso ay tumagal ng mas mababa sa isang oras kasama ang ilang mga pagbabago at pagpipino. Malinaw na umaasa ang mga taga-disenyo ng tool na gagamitin mo ang ibinigay na mga pasilidad sa katha ngunit posible pa rin na mag-export ng isang disenyo sa pamantayang gerber format ng industriya para magamit ng isang kasunod na kadena ng tool.

Hakbang 2: Paggamit ng FlatCAM upang Lumikha ng Mga Geometry at Mga Path ng Tooling

Matapos ang EasyEDA ay ginamit upang likhain ang iskematiko at layout ng PCB ang susunod na hakbang ay upang lumikha ng mga landas ng tooling at sa huli ang gcode upang makontrol ang makina ng paggiling ng CNC. Sinubukan ko ang iba't ibang mga piraso ng software upang makamit ang layuning ito at sa wakas ay tumira sa FlatCAM. Ang software na ito ay libre, matatag at medyo madaling gamitin. Ang paggamit ng mga landas ng tooling ng FlatCAM para sa board, ang paggupit at pagbabarena ay maaaring malikha nang mabilis. Mayroon ding isang napaka-user friendly na geometry editor dapat anumang nangangailangan ng isang pag-aayos. Sa bahagi ng video na bumubuo ng hakbang na ito ipinapakita ko kung paano ginagamit ang FlatCAM upang mag-import ng mga gerber file at magsagawa ng ilang pangunahing pag-edit. Maraming mga detalyadong video na magagamit na ipinapakita kung paano gamitin ang tool end to end. Saklaw ko lang ang mga pagbabago na kailangan ko upang gawin itong partikular para sa proyektong ito.

Hakbang 3: Ang Proseso ng Paggiling - Aksyon ng CNC Machine

Ok, kaya sa huling ilang mga hakbang na nakamit ang sumusunod:

- Ang circuit eskematiko ay nakuha gamit ang EasyEDA.

- Mula sa eskematiko ang layout ng PCB ay nilikha din gamit ang EasyEDA.

- Ang mga Gerber file ay nilikha para sa board at nag-drill din ng mga file na nabuo.

- Ang FlatCAM ay ginamit upang lumikha / mag-edit ng geometry ng landas at makabuo ng gcode para sa board at cutout.

- Ang FlatCAM ay ginamit upang mag-import at sukatin ang drill file na nagreresulta din sa gcode.

Kaya ngayon mayroon kaming tatlong mga file ng gcode para sa board, cutout at pagbabarena.

Ang susunod na yugto ay upang talagang simulan ang paggiling ng ilang board. Ang ginamit kong board ay dobleng panig na fiberglass na tanso na nakabalot na board. Maaari ko sanang inorder ang on-line na ito ngunit talagang natagpuan ang Maplin na gumawa ng isang magandang malaking sheet para sa isang magandang presyo at nasa kamay ko ito sa loob ng isang oras - nais lamang makakuha ng paggiling!

Ang aking milling machine ay isang Sable 2015 at gumagamit ako ng Mach3 software upang makontrol ito. Upang gilingan ang board track relief Gumamit ako ng isang 0.5mm end mill. Para sa cutout ng board at mga butas ay gumamit ako ng 1.5mm end mill. Upang makina mismo sa board ay malinaw na kailangan mo ng isang bagay upang maggiling sa ilalim ng PCB - ang aking kama sa kama ay makapal na aluminyo at hindi mo nais na maggiling nito! Natagpuan ko para sa PCB ang pinakamahusay na materyal na gagamitin sa ilalim ng PCB ay 5mm makapal na foamboard. Maaari mong kunin ang foamboard na ito nang napakamurang on-line o mula sa mga tindahan ng bapor. Madali itong i-cut gamit ang isang modeling kutsilyo at may isang pare-parehong kapal. Ang board na nakasuot ng tanso ay naka-mount sa foamboard gamit ang manipis na double sided tape. Ang foamboard ay naka-mount din sa kama ng CNC gamit ang parehong tape - Hindi pa ako nakakalaya o lumipat ng board sa panahon ng paggiling.

Ang 0.5mm end mill ay malinaw naman medyo marupok at sa gayon pinapanatili ko ang aking feedrate sa 60mm / min. Gumagamit ako ng parehong feedrate para sa ginupit upang hindi maalis ang PCB / foamboard sandwich mula sa securing tape.

Nakalakip ay isang video na nagpapakita ng pagkilos ng proseso ng paggiling:)

Nakalakip din ang tatlong mga imahe ng finals boards. Ipinapakita ng isang imahe ang unang pagtatangka sa board at ang mga maliliit na lugar ng hindi ginustong tanso ay makikita nang malinaw na sa pagitan ng mga transistor pad. Ang pangalawang board ng pagtatangka sa mga hindi ginustong lugar ng tanso na ito ay tinanggal sa pamamagitan ng pagdaragdag ng geometry sa FlatCAM. Ipinapakita ng pangatlong imahen ang panghuling lupon na pinuno ng mga sangkap.

Matapos mapuno ang board ay nagbigay ng isang napaka-light spray na may kakulangan upang ihinto ang tarnishing ng tansong at pagkawalan ng kulay.

Hakbang 4: Frequency Response ng Tapos na Lupon

Ang natapos na board na populasyon ay nakakuha ng katangian gamit ang isang spectrum analyzer. Ang analyzer ay na-set up upang walisin ang dalas mula 10KHz hanggang 30MHz at sukatin ang nakuha. Sinukat din ang nakuha sa pamamagitan ng power off upang gayahin kung ano ang nangyayari sa radyo kapag nagpapadala kami at nangangailangan ng mahusay na paghihiwalay sa pagitan ng FT-450D transceiver at ng SDRPlay receiver.

Antas ng pag-input sa LNA ay -40dBm

Imahe 1 - Itinakda ang marker sa 7.1MHz ang nakuha ng LNA ay + 2.5dB

Larawan 2 - Lakas sa LNA off na ipinapakita> 34dB ng paghihiwalay

Larawan 3 - Mababang dalas na gumulong -3dB pababa sa 1.6MHz

Mahalaga sa mga HF amateur band ang LNA ay flat 3MHz - 30MHz (ay patag hanggang ~ 500MHz)

Hakbang 5: Sinusuri ang Yaesu FT-450D para sa isang Angkop na RF Tap at Power Point

Bago ang LNA board ay maaaring mailagay sa FT-450D isang angkop na RF tap point at power point ang dapat kilalanin. Nakamit ito sa pamamagitan ng paggamit ng manwal ng serbisyo sa radyo at unang pagtingin sa diagram ng block ng receiver bago pinino ang pagpili ng RF tap point gamit ang eskematiko.

Una sa lahat nais kong makita ng SDR ang antena na nakakonekta sa FT-450D bago ang anumang yugto ng pag-convert ng KAYA kaya't pinaliit nito ang pagsisiyasat nang malaki. Bago ang unang panghalo ng IF mayroong dalawang halatang mga puntos upang mai-tap off. Kapag ang signal ng Rx ay pumasok sa board na RF-IF mula sa PA board dumadaan ito sa mga sumusunod na yugto:

- Proteksyon ng pag-surge ng input

- Switchable (relay) 20dB input pagpapalambing

- Isang serye ng walong magkabilang eksklusibong lumipat na mga filter ng band pass

- Switchable (relay) IPO pre-amplifier

- Unang yugto ng IF mixer (1st LO driven driven)

Kaya't ang dalawang puntos na interes ay mahalagang pinakuluang bago o pagkatapos ng pag-filter ng pass ng banda. Nais kong makita ng SDR ang mas maraming signal hangga't maaari kaya't nagpasyang mag-tap bago pa lang ang band pass filter network. Tandaan na ang LNA na ginamit upang i-tap ang signal off ay may isang mataas na impedance input at sa gayon ang epekto sa landas ng signal ng radyo ay magiging minimal.

Ang iba pang lugar na isasaalang-alang ay kung saan kukuha ang LNA board ng lakas nito. Sa kasamaang palad ang eskematiko ng FT-450D ay medyo malinaw at maayos na na-annotate at sa gayon ay matatagpuan ang isang naaangkop na power point. Pinili ng power point na pinipilit ang LNA kapag tumatanggap ngunit pinapapagana ang LNA habang nagpapadala. Inihihiwalay nito ang input ng SDR ng> 30dB habang nagpapadala. Ang pinalakas na kasalukuyang pagkonsumo ng LNA ay ~ 9mA.

Ipinapakita ng mga nakakabit na imahe ang sumusunod:

- Ang RF tap point na ipinapakita sa diagram ng block

- Ang RF point ng pag-tap na ipinapakita sa eskematiko

- Ang RF tap point na ipinapakita sa layout ng board

- Ang punto ng pag-tap ng LNA power na ipinakita sa eskematiko

- Ang punto ng pag-tap ng LNA power na ipinakita sa layout ng board

Hakbang 6: Paglapat sa LNA Board sa Yaesu FT-450D

Ngayon ang LNA board ay gawa-gawa, nailalarawan at isang angkop na tap point na kinilala ang oras na dumating upang talagang magkasya ang board sa FT-450D.

Sa puntong ito kaugalian na ipahiwatig na isinasagawa mo ang pagbabago na ito sa iyong sariling peligro. Hindi ito kumplikado ngunit laging may peligro ng pinsala at personal kong hindi gampanan ang pagbabago na ito sa isang radyo na nasa ilalim pa ng warranty - Sigurado ako na ang warranty ay walang bisa pagkatapos ng pagbabago. Binili ko ang aking FT-450D pangalawang kamay mula sa ebay kaya walang warranty na mag-alala sa aking kaso.

Kung magpasya kang magsagawa ng gayong pagbabago ay maingat at pamamaraan lamang ang gawin - gamitin ang matalinong matandang kasabihan na nalalapat sa pinaka maselan na sitwasyon …… sukatin nang dalawang beses at gupitin nang isang beses:)

Napagpasyahan kong hindi mag-drill ng anumang mga butas sa FT-450D casing ngunit sa halip na mai-mount ang SDR sa gilid ng FT-450D at maubusan ang isang SMA na tinapos na fly lead upang direktang i-tornilyo sa input ng SDR antena. Ang fly lead ay na-secure sa exit point ng radyo upang magbigay ng kaluwagan sa pilay.

Tingnan ang mga nakakabit na larawan ….

Hakbang 7: Ang SDR sa Aksyon na Sourced Mula sa RF Tap Via LNA Board

Sa hakbang na ito mayroong isang maikling video na ipinapakita ang SDR radio na gumagana kasama ang mapagkukunan ng antena na ang FT-450D antena tap sa pamamagitan ng LNA board. Ang pagsubok na ito ay isinasagawa huli (ish) sa gabi at ang banda ay medyo patay ngunit ang tugon ng SDR ay tulad ng inaasahan. Kapag ang FT-450D ay nagpapadala ng input sa SDR ay mabisang na-mute dahil sa paghihiwalay ng LNA board kapag hindi pinalakas.

Hakbang 8: Konklusyon

Higit sa lahat ang itinuturo na ito ay naging masaya at nasisiyahan ako sa resulta. Tulad ng lahat ng magagandang proyekto mayroong tatlong pangunahing layunin…. upang matuto ng mga bagong kasanayan, upang maging matagumpay ang proyekto at magbahagi ng kaalaman sa sinumang may pakialam na basahin ito hanggang ngayon.

Sa puntong ito ay itinapon ko ang aking takip sa huli na si Dave G4HUP. Kung hindi dahil sa gawain ni Dave ang proyektong ito ay maaaring hindi natupad. Hindi ko maangkin ang orihinal na disenyo ng LNA bilang sarili ko ngunit kumuha lamang ng isang disenyo at sinubukang gawin ito sa aking sariling pamamaraan. Inaasahan ko lang na aprubahan ni Dave ang kanyang gawaing binuo at ibinahagi sa iba.

Bilang pagtatapos ang proyekto ay naging isang tagumpay.

Mangyaring huwag mag-atubiling tanggalin ang anumang mga katanungan at gagawin ko ang aking makakaya upang sagutin ang mga ito.

Pagbati, Dave (G7IYK)