Einführung von Odyssey-2 (2017)

Die neue Version des Odyssey TRX Transceivers hebt die Messlatte für Qualität und Leistungsfähigkeit an, bleibt aber dennoch relativ preiswert und einfach, zugänglich für selbstaufstellende Geräte. Alle bekannten Mängel der Vorgängerversion wurden beseitigt, beginnend mit dem Layout des Gehäuses. Jetzt hat es einen vertrauten, klassischen Look. Um einen solchen Fall aus dem Standard der Hammond-Linie zu machen, ist es notwendig, ein größeres Exemplar zu nehmen und dessen Länge ungefähr um die Hälfte zu verkürzen. Dieser Ansatz, mit fast der gleichen Platinenfläche, macht es viel sinnvoller, den Platz zu nutzen und die viel größere Fläche der vorderen und hinteren Abdeckungen erlaubt es Ihnen, die notwendigen Anschlüsse frei an der richtigen Stelle zu platzieren und ein paar neue hinzuzufügen.

Auf der Rückseite befindet sich ein Eingang für den zweiten Empfänger und ein 1 Watt HF-Treiberausgang. Der Zugriff auf die Peripherie-Steuerung erfolgt nun über einen 15-poligen Stecker (DB-15).

Auf der Vorderseite befanden sich ein Platz für den Netzschalter, ein Anschluss für das Handmikrofon und ein kleines OLED-Display.

Das neue Layout hatte auch einen sehr günstigen Einfluss auf die Bequemlichkeit des Platinenlayouts.

Das Platinenlayout ist ziemlich dicht. Der zur Verfügung stehende Leiterplattenplatz ermöglichte es, viele neue Elemente zu platzieren:

• Es gibt zwei separate ADCs,
• zusätzlich gibt es einen größeren FPGA,
• einen 0,5 Watt Audioverstärker,
• einen niederfrequenten A/D-Wandler für Leistungsmessung und SWR,
• 1 Watt HF-Ausgangslautsprecher
• und einen Mikrocontroller (MCU) für das Powermanagement und andere Funktionen des Transceivers.

Da der ADC immer noch im Einsatz ist, hat sich der bewährte 16-Bit Low-Power-LTC2165 bewährt. Durch den Einsatz von zwei ADCs lassen sich wesentlich neue Möglichkeiten realisieren, wie z. B.:

• Phasenunterdrückung lokaler Störungen (Diversity-Modus),
• Phasenbildung des Antennendiagramms (Beam Steering)
• gleichzeitiger Empfang von Signalen von zwei verschiedenen Antennen.

Das Design dieses Transceivers erlaubt es dem Builder, den zweiten ADC nicht zu installieren, um seine Kosten zu reduzieren, wenn die zweite ADC-Funktionalität nicht benötigt wird. Es besteht immer die Möglichkeit, die fehlenden Komponenten nachträglich hinzuzufügen und es wird keine spezielle Firmware benötigt.

Die neue Version des Transceivers verwendet einen Vorverstärkerpuffer vor dem ADC, der die Empfindlichkeit des Empfangsweges -134dBm (MDS 500) ergibt. Dies ist der LTC6401-14, eine verbrauchsarme Version der bekannten LTC6400 ADC-Treiberfamilie. Für Anwender, die aufgrund des Einsatzes von nicht schaltbaren Vorverstärkern keine Einbußen bei den Empfangsparametern hinnehmen wollen, ist es möglich, auch ohne diese zu arbeiten. Dazu ist es notwendig, den ADC-Treiber auszulöten und zwei Steckbrücken auf der Rückseite der Platine zu schließen. Außerdem erlaubt eine weitere Steckbrücke die Einstellung des Pegels für den ADC, 1 oder 0,5 Volt (in der Tat – die Verstärkung 0 – 6 dB). In diesem Fall wird der Empfängerpfad identisch zum Odyssey-I. Während der Messungen konnte ich keinen signifikanten Unterschied im DR (Dynamic Range of Receive Signals) zwischen der Preamp-Version mit der ADC Verstärkung von 0dB und ohne Vorverstärker und der Verstärkung von 6dB erkennen. Der Empfänger zeigt einen sehr ordentlichen Wert von BDR – fast 115 db (MDS500).

Die Trennung der Empfangskanäle zwischen den ADCs ist sehr gut – 95 dB (10 MHz).

Ein Nachteil des originalen Odyssey-I war die Verwendung des BGA616 Verstärkers für die PA, bei der Anwender immer wieder eine Neigung zum Versagen festgestellt haben. Ich persönlich hatte auch einmal einen plötzlichen PA-Ausfall. In der neuen Version wird ein OPA2677U High-Speed-Operationsverstärker als Verstärker verwendet. Dies ist eine Niedervoltversion des bekannten OPA2674.

Einer der Kanäle des Verstärkers erzeugt ein kleines HF-Signal von 0,5 Volt (bei einer Last von 50 Ohm, Spitzenwert) auf einem separaten Ausgang für den Betrieb des Transceivers im VNA-Modus (Vector Network Analyzer). Die Signalqualität ist sehr hoch, da ein IMD3 Messwert von -70 dB gemessen wird.

Der zweite Kanal dieses Verstärkers arbeitet am Eingang einer kleinen PA (Leistungsverstärker) und liefert 10 Volt (Spitzenwert), was einer Ausgangsleistung von einem Watt entspricht (bei 50 Ohm Last). Die letzte PA ist eine Push-Pull-Architektur mit PD85004 Transistoren. Leider führt die Linearität des Verstärkers bei der aktuellen Konfiguration nur zu -40dB IMD3, was vermutlich auf Verzerrungen im Operationsverstärker zurückzuführen ist, der von einer 5-Volt-Quelle gespeist wird.

Die Transceiverplatine bietet auch die Möglichkeit, den Haupt-Vdc des Transceivers an diesen Verstärker (10 – 13 Volt) zu speisen, was die Parameter durch IMD wahrscheinlich verbessern wird. Beachten Sie, dass in diesem Fall die Versorgungsspannung beim Ausschalten des Transceivers nicht geschaltet wird, was in einigen Fällen unerwünscht sein kann. Die gesamte Versorgungsspannung sollte in diesem Fall 13 Volt nicht überschreiten, da sie sonst den für diesen Chip maximal zulässigen Pegel überschreitet. Dieses Problem sollte in Zukunft untersucht werden.

Der DAC des Senders bleibt gleich, dies ist der AD9744. Der Audio-Codec ist immer noch der gleiche, bewährte TLV320AIC23B. Das Audiosystem des Transceivers ist mit einer kleinen Tonfrequenz TDA2822D ausgestattet, die mit einem 8 Ohm Lautsprecher eine Ausgangsleistung von bis zu 0,5 Watt abgibt, was dem Anwender interessante Möglichkeiten bietet. So können Sie z. B. einen kleinen Lautsprecher in das Transceivergehäuse einbauen, wodurch die Verwendung des Soundsystems des steuernden Computers gänzlich entfällt. Dies wäre sehr nützlich, wenn Sie ein Mobiltelefon benutzen würden (z. B. Smartphone mit der GØORX OpenHPSDR Applikation für Android) oder einem Single-Board Mini-Computer wie z. B. RaspBerry (GØORX PiHPSDR Projekt) als Steuerrechner. Zum Anschluss des Lautsprechers verfügt das Board über einen entsprechenden Anschluss. Der Tonverstärker kann durch ein Signal von der MCU getrennt werden, so dass der Ton von ihr nicht die Verwendung von Kopfhörern oder das Soundsystem des Computers stört.

Der RJ-45-Anschluss auf der Frontplatte ist in erster Linie für den Anschluss von Handmikrofonen (Tangens) vorgesehen und mit verschiedenen Yaesu-Modellen kompatibel. Ich empfahl das Modell MH-31, das mit einem hochwertigen dynamischen Mikrofon ausgestattet ist und die Klangfarbe des erzeugten Signals frei wählen kann. Drei zusätzliche Tasten sind mit dem Mikrocontroller verbunden und können zur Steuerung verschiedener Funktionen des Transceivers verwendet werden, wie z. B. Ein-/Ausschalten des Ausgangs-RF-Treibers, Audio-Verstärker.

Zusätzlich kann dieser Anschluss auch für den Anschluss an „all-in-one“ Tangenten von tragbaren UKW-Funkgeräten verwendet werden. Die Verkabelung zum RJ-45-Stecker ist nicht schwierig. Zu solchen Tangenten gehört auch ein Lautsprecher im Inneren. Um es zu ermöglichen, müssen Sie den Jumper auf der Platine benutzen. Die Yaesu-Standardbelegung liefert dieses Signal nicht an den Anschluss, da die Handmikrofone keine Lautsprecher enthalten.

Die Vorspannung für die elektrisch betriebenen Mikrofone wird nicht dem Tangens zugeführt, sondern kann aus der 5-Volt-Spannung am Stecker gebildet werden.

An die MIC MiniJack 3,5-mm-Buchse können Mikrofone jeder Art angeschlossen werden. Auf der Platine befindet sich ein Schalter, mit dem die Vorspannung für dynamische Mikrofone abgeschaltet werden kann. Einer der Pins dieses Steckers kann für die PTT verwendet werden. Dies kann nützlich sein, wenn Sie ein Tischmikrofon anschließen, das über eine PTT-Taste am Gehäuse verfügt. Die PTT-Funktion dieses Anschlusses kann über den Schalter auf der Platine deaktiviert werden, wenn er nicht benutzt wird, da der Transceiver beim Anschließen des Anschlusses unbeabsichtigt unkontrolliert in die Übertragung gehen kann.

Im Allgemeinen wird ein PTT-Pedal oder Schalter am besten an einen der Stifte des Steueranschlusses auf der Rückseite oder an einen der Stifte des CW KEY-Steckverbinders angeschlossen.

An den Steuermikrocontroller des Transceivers ist ein kleines grafisches OLED-Display mit einer Auflösung von 128 * 32 Punkten angeschlossen. Dies ist PIC16F1827, er wird zur Zeit verwendet, um die Leistung des Transceivers zu steuern, den HF-Ausgang des Senders und des Audioverstärkers ein- und auszuschalten und hat auch eine Verbindung zum FPGA.

Es ist geplant, in Zukunft einige Modi und eventuell den SWR-Pegel im Übertragungsmodus anzuzeigen. Im Moment zeigt er nur das Logo.

Ein niederfrequenter 12-Bit Zweikanal-ADC mit 12 Bit und zwei Kanälen vom Typ MCP3202 hat einen maximalen Bereich der gemessenen Spannung von 3 Volt und erlaubt es, Daten für die Berechnung der Ausgangsleistung und des SWR zu erhalten.

Wie bekannt ist, stoppte die Software-Entwicklung der Vorgängerversion des Transceivers aufgrund des Platzmangels im FPGA mit geringer Kapazität. Die neue Version verwendet einen leistungsfähigen Chip Cyclone 4 EP4CE55F23. Den Schritt der Pads bei ihm wird es dabei, wie auch in der letzten Version so keine Probleme mit dem Löten nicht geben.

Für die Kommunikation mit einem PC wird der Chip KSZ9031 (Low-Power-Version des KSZ9021) verwendet. Es funktioniert im Gigabit-Ethernet-Modus und das ist ein extrem wichtiges Detail für die Konstruktion dieses Transceivers, da es in diesem Fall keine spezifischen Störungen des Ethernet-Kabels gibt, die das wichtigste 20M Amateurfunkband (14 MHz) beeinflussen. Im Gegensatz zum 100 Mb-Modus stellt die Netzwerkverbindung auch bei einer 1536kHz-Panoramabreite nicht den Engpass dar, wenn Signale von mehreren Empfängern an den Computer gesendet werden.

Für den Odyssey-II Transceiver werden mehrere Firmware-Versionen zur Verfügung stehen. Zwei Versionen der portierten OpenHPSDR Firmware (Angelia-Board) mit der Unterstützung des alten bzw. neuen Protokolls. Später wird die Firmware des Transceivers erscheinen, mit der er sein volles Potential entfalten kann, wenn er mit seinem eigenen Originalprotokoll arbeitet.

Der Odyssey-II Transceiver arbeitet mit folgenden SDR-Anwendungsprogrammen zusammen:

• • OpenHPSDR Thetis, link to OpenHPSDR Thetis
  • OpenHPSDR PowerSDR mRX link to PowerSDR_mRX_PS
  • Simon Brown G4ELI-HB9DRV SDR Console V3, link to SDR-Console
  • James Ahlstrom N2ADR QUISK link to Quisk software
  • and others.

Weitere Informationen finden Sie hier:

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(C) David Fainitski, N7DDC

Aug 2017

David Fainitski schreibt:

Hello, Joerg.
I will make new Kickstarter soon. Price around 600-700 USD.

David Fainitski schreibt:

Hello, Jorge.
Yes, the PureSignal is work with Tethis.
Wait for new article soon, explanation to current firmware.
Best regards.
David.

Eine Mail aus der Yahoo Groups

Hallo Peter,

Vorläufig sollte die neue Fersion aufgrund größerer FPGAs und zusätzlicher Komponenten 100$ mehr kosten und für einen zweiten ADC-Kanal 100$ mehr.
Die 2-kanalige Version kostet also 650 $ (ohne Gehäuse).

Ich muss die Preise mit den Zulieferern der Komponenten klären.

Mit freundlichen Grüßen, David
N7DDC

Information von Sascha, DH5SL