Neues RX-Frontend für den RP

RX Frontend
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DL2BBF
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Neues RX-Frontend für den RP

Beitrag von DL2BBF » Fr Feb 12, 2016 11:59 pm


hallo RP Freunde,
ich möchte Euch heute, mit freundlicher Genehmigung vom Gerd DC6HL, seine für den RP entwickelte Platine für einen neuen Frontend vorstellen.
Originaltext vom Gerd DC6HL k_t_o@gmx.de
************************************************************************
Platine 50mm x 15mm
Der RP weist im Originalzustand hochohmige Eingänge auf, die nicht besonders gut
zu einem Empfänger passen. Speist man direkt mit 50 Ohm ein, so erhält man einen
RX mit einem Rauschmaß von ca. 47dB und einer Wandlerübersteuerungsgrenze
von +8dBm. Das Impedanzwandler-IC am Eingang des RP schwächt den
anliegenden Spannungspegel bis zum Eingang des AD-Wandlers um 6dB ab.
Außerdem liefert es einen zusätzlichen Rauschbeitrag, was das relativ schlechte
Rauschmaß erklärt. Ganz abgesehen davon hat der RP nur einen sehr
bescheidenen Alias-TP an Bord.
Das oben abgebildete Frontend behebt diese Mängel. Der am Eingang liegende
Tiefpaß hat eine Durchlaßgrenze von 60MHz, so daß das 6m Band noch passieren
kann. Bei 84MHz wird bereits eine Dämpfung von 70dB erreicht. Es sollte also keine
Probleme mit UKW Rundfunk und Flugfunksignalen geben. Die Begrenzerdioden D1
schützen die nachfolgende Verstärkerschaltung vor Zerstörung bei sehr starken
Eingangssignalen. C3 dient der Kompensation des selbstgewickelten 1:4
Übertragers. Hier kann auch ein industriell gefertigter Trafo eingesetzt werden, der
aber zum Entwicklungszeitpunkt nicht zur Verfügung stand. Der nachfolgende
Gegentaktverstärker ist mit dem OPA2674 aufgebaut, der im Hermes als TXAusgangsverstärker
verwendet wird. Dort liefert er bis zu 500mW HF und wird mit
12V betrieben. Hier im Eingang des RX reicht eine Betriebsspannung von 5V aus.
Sein IP3 wird dadurch zwar etwas schlechter, aber es ist dann wesentlich leichter,
den Übergang auf den AD-Wandler zu schaffen. Der Wandler im RP wird mit 3,3V
betrieben. Ideal wäre es, auch den OPA mit 3,3V zu versorgen. Leider baut er dann
aber stark in Bezug auf IP2 und IP3 ab. Beim hier gewählten 5V Betrieb bleibt das
Problem, der Anpassung der Spannungspegel bei DC-Kopplung. Die an den OPAAusgängen
anstehenden +2,5V werden deshalb mit zwei mittelohmigen
Spannungsteilern (R7/R9 und R8/R10) auf 1,25V heruntergeteilt. R7 und R8 sind
jeweils mit 100n überbrückt, so daß HF-Signale nicht abgeschwächt werden. Ein
nachfolgender symmetrischer TP mit L2, L3 und C8 unterdrückt das vom OPA
stammende Rauschen in den höheren Nyquistzonen, um eine möglichst hohe
Empfindlichkeit zu bekommen.
Mit diesem Eingangsteil werden 15dB Rauschmaß erreicht. Die Aussteuergrenze des
Pitaya liegt dann bei -12dBm an der Antennenbuchse des Eingangsteils.
Ich füge die EAGLE-Dateien der Platine bei. Sie darf für Eigenbedarf nachgebaut
werden. Für die Induktivitäten L4 bis L8 sollten möglichst mit 5% engtolerierte Typen
verwendet werden. Bei ausreichendem Interesse kann ich die Platinen auch fertigen
lassen. Eine Platine wird dann ca. 8€ kosten. Ebenso wäre auch die Lieferung
fertiger Platinen möglich. In diesem Fall ist dann nur noch die mitgelieferte SMABuchse
einzulöten. Der Preis wäre noch entsprechend der Anzahl der gewünschten
Platinen zu kalkulieren. Die Aktion liefe dann zum Selbstkostenpreis über mein
Ingenieurbüro. Deshalb bitte ich um Rückmeldung, wieviel Platinen in welcher
Variante benötigt werden.
************************************************************************
Die Rückmeldungen bitte direkt an Gerd DC6HL senden. k_t_o@gmx.de
Es handelt sich hierbei nur um eine Bedarfsermittlung für eine eventuale gemeinsame Beschaffung

Für den Einbau dieses Frontend ist ein kleiner Eingriff in den RP notwendig. Es müssen zwei SMD Widerstände ausgelötet und das Frontend direkt mit zwei dünnen Kupfer-Lackdraht Stückchen ø0,1mm an den RP angeschlossen werden.

73de DL2BBF
Hans
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RP_RX_Frontend.pdf
(56.62 KiB) 1240-mal heruntergeladen
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Re: Neues RX-Frontend für den RP

Beitrag von DD8JM » Do Feb 18, 2016 3:24 pm


Hier eine Mail von Gerd (DC6HL),

und im Anhang die entsprechenden PDF Dateien, für jeden interessierten.

Vielen Dank Gerd!

73 Jörg de DD8JM
Hallo Jörg,

ich danke Dir erst mal für die Mühe. Falls die Pitayabenutzer Interesse an vergleichenden Messungen mit Hermes haben, kannst Du ihnen auch die angehängten PDFs zugänglich machen.
Aufgrund dieser Messungen ist übrigens das Eingangsteil für den Pitaya entstanden.
vy73, Gerd

RedPitaya.pdf
(17.83 KiB) 886-mal heruntergeladen
RedPitaya TX.pdf
(124.21 KiB) 752-mal heruntergeladen
Hermes TX.pdf
(134.19 KiB) 543-mal heruntergeladen
Hermes RX.pdf
(490.85 KiB) 597-mal heruntergeladen
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Re: Neues RX-Frontend für den RP

Beitrag von DF9EH » Sa Mär 19, 2016 10:19 am


Moin zusammen,
da der Gerd ja bald mit der Auslieferung der RX-Frontends beginnt, habe ich mal eine Frage zum Anschluß.
Er hat angegeben (Zitat):
Für den Einbau dieses Frontend ist ein kleiner Eingriff in den RP notwendig. Es müssen zwei SMD Widerstände ausgelötet und das Frontend direkt mit zwei dünnen Kupfer-Lackdraht Stückchen ø0,1mm an den RP angeschlossen werden.

Weiß Jemand welche R's das sind ?
Dann noch eine Frage, hat jemand inzwischen einen Schaltplan vom Redpitaya irgendwo gefunden ?

73 de Klaus, DF9EH

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Re: Neues RX-Frontend für den RP

Beitrag von DL2BBF » Sa Mär 19, 2016 1:44 pm


hallo Klaus,
der Gerd DC6HL wird eine Anleitung mitsenden oder zumindest bekanntgeben..
Einen kompletten Schaltplan des RED PITAYA wird es aus Gründen der Kopierschutzes sich nicht so schnell geben.
73de DL2BBF
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Re: Neues RX-Frontend für den RP

Beitrag von DD8JM » Sa Mär 19, 2016 3:08 pm


Fertigstellung und Anschluß der RX-Frontendplatine für RedPitaya.

Hallo OMs,

es geht weiter. Hier folgt erst einmal die Aufbauanleitung für die kleine Platine. Die Mustermessungen und die endgültige Schaltung werden am 20.3. geschickt.

vy 73, Gerd
RX-Frontend für RedPitaya Aufbauanleitung.pdf
(476.2 KiB) 925-mal heruntergeladen
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Re: Neues RX-Frontend für den RP

Beitrag von DF9EH » Sa Mär 19, 2016 4:49 pm


Hallo Hans und Gerd,
dane für die Info's

73 de Klaus, DF9EH

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Re: Neues RX-Frontend für den RP

Beitrag von DD8JM » Mo Mär 21, 2016 5:59 pm


Hier noch eine Mail von Gerd zu den ersten Messergebnissen.

Hallo OMs,

die ersten Messungen liegen vor. Bitte auch auf diese Mail nicht antworten.

vy 73, Gerd
Pitaya RX-Frontend_Musterprotokoll.pdf
(210.65 KiB) 705-mal heruntergeladen
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Re: Neues RX-Frontend für den RP

Beitrag von DF9EH » So Mär 27, 2016 1:01 pm


Moin,
ich habe gestern mein Frontend vom Gerd erhalten und natürlich gleich aufgebaut und in Betrieb genommen.
Das ist ein feines Teil.

Nun habe ich noch eine Frage zu der Funktion des Abschwächers:
er läßt sich per HPSDR prima schalten, nur ist bei ATT 0dB der Abschwächer eingeschaltet
und bei ATT -20dB ausgeschaltet. Kann ich das irgendwo per Konfiguration einstellen ?

Schöne Ostern
73 de Klaus DF9EH

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Re: Neues RX-Frontend für den RP

Beitrag von DD8JM » So Mär 27, 2016 1:23 pm


Hallo Klaus,

das ist noch ein Fehler in der Software, wir werden das Problem nochmals adressieren.

73 Jörg de dd8jm
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Re: Neues RX-Frontend für den RP

Beitrag von DF9EH » So Mär 27, 2016 1:53 pm


Hallo Jörg,
danke für die Info.

73 de Klaus, DF9EH

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Re: Neues RX-Frontend für den RP

Beitrag von DF9EH » So Mär 27, 2016 7:48 pm


Hallo Joe,
auch wenn es kein Fehler in der Software ist, ist es meiner Meinung nach so nicht richtig.

Programmeinstellung ATT 0dB --> 3,3V an DIO1_P --> Abschwächer auf dem RX-Frontend eingeschaltet (-20dB )
Programmeinstellung ATT -20dB --> 0V an DIO_P --> Abschwächer auf dem RX-Frontend ausgeschaltet ( 0dB )

Fakt ist, das das Schaltsignal invertiert werden muss. Entweder per Software oder Hardwaremäßig.
So habe ich das provisorisch gelöst. Per zusätzlicher Schaltstufe mit einem Transistor.

73 de Klaus, DF9EH

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Re: Neues RX-Frontend für den RP

Beitrag von DL2BBF » Mi Mär 30, 2016 2:33 pm


hallo RP Freunde,
ich kenne mich ja mit dem HPSDR noch nicht so richtig aus.
Aber die Geschichte mit dem ATT hat mich nicht in Ruhe gelassen.
(Das Frontend vom Gerd habe ich gestern bekommen, aber noch nicht montiert.)
Also habe ich einmal die Spannung am DIO1P ebenfalls gemessen. und ein wenig mit der Software gespielt.
Wenn ich als Hardware das Alex Board aktiviere, bekomme ich bei ATT mehrere Dämpfungsgrade zur Auswahl.
-0 dB
-20dB+A
-10dB
-20dB*B
-30dB
-40dB
-50dB
Bei Anwahl des zweiten -20dB*B Grades, verhält sich die Schaltspannung am DIO1P so wie erwartet, und auch die Pegelanzeige ändert sich um diese 20dB
Bei Anwahl des esten-20dB+A Grades ist dann die Schaltspannung bei 0Volt und der Pegel im Display ist normal.

Etwas seltsam, aber so kann man das Bord vom Gerd erst einmal nutzen.
Eventuell kann ja einer der Experten das einmal aufklären. Sollen die ersten Werte einen Vorverstärker abbilden, dann würde es passen.
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Re: Neues RX-Frontend für den RP

Beitrag von DL2BBF » Do Mär 31, 2016 7:40 pm


hallo RP Freunde,
ich habe heute das Frontend vom Gerd DC6HL nach seiner Anleitung montiert.
Es war zugegeben etwas fummelig, aber mit Hilfe eines Mikroskopes mit Auflicht lösbar.

Sicherlich geht es auch mit einer guten Leuchtlupe, aber meine Augen sind nicht mehr so gut.
Ich bin begeistert von dem Ergebnis und froh über die Entscheidung zu diesem Frontend vom Gerd.

Mit dem aktivieren der weiteren Dämpfungsoptionen durch "Alex" in der HPSDR Software, schaltet das Dämpfungsglied auch logisch richtig.
Lediglich die Anzeige in der Schaltfläche ist dann falsch. In beiden Schaltstellungen steht dann dort -20dB.
Eventuell bastle ich da noch einmal einen Transistor zum Invertieren hin.
Aber so geht es erst einmal und ich warte weitere Softwareentwicklungen ab.

Projekt Neues Frontend ist für mich damit erfolgreich abgeschossen.
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Re: Neues RX-Frontend für den RP

Beitrag von DF9EH » So Apr 10, 2016 9:47 am


Moin zusammen,
mir ist gestern beim rumspielen mit der Specktrum APP was aufgefallen. Und zwar habe ich mit dem RX-Frontend ein ein paar Signale bei 2,15 Mhz und 4,31 Mhz und weiter oben (siehe Screenshot). Ist das bei euch auch so ?
Bei der Messung war der Eingang mit 50 Ohm abgeschlossen, offen sieht es etwas anders aus.

73 de Klaus
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ScreenShot329.jpg

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Re: Neues RX-Frontend für den RP

Beitrag von DM6TT » So Apr 10, 2016 7:54 pm


Hallo Kaus,
bei mir sind die beiden Peaks auch zu sehen, jedoch etwas mehr gedämpft.

Anbei mein Spektrum.

73, Marcus
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spectrum-rx-50R.png

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Re: Neues RX-Frontend für den RP

Beitrag von DF9EH » Di Apr 12, 2016 5:50 pm


Hallo Marcus,
danke für deinen Test. Somit bin ich mit dem "Problem" ja nicht alleine.
Bei mir sind die Peaks schon unterschiedlich wenn der Eingang offen oder mit 50 Ohm abgeschlossen ist.
Bisher konnte ich noch nicht rausfinden woher der Müll kommt. Evtl. liest ja der Gerd hier mit und hat eine Idee zu dem Thema.

73 de Klaus

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Re: Neues RX-Frontend für den RP

Beitrag von hotel_charlie » Mo Apr 18, 2016 12:33 pm


Guten Tag. Ich interessiere mich für ein Front-End für meine Red Pitaya. Es gibt wieder einige PCB?

(Mein Deutsch ist sehr schlecht, so dass die Verwendung von Google übersetzen)

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DL2BBF
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Re: Neues RX-Frontend für den RP

Beitrag von DL2BBF » Mo Apr 18, 2016 1:51 pm


hallo Hotel_Charlie,
wäre schön wenn du dich hier mit einem Rufzeichen, oder wenn nicht vorhanden mit deinem Namen melden würdest.
Dann könnte man dich besser ansprechen.

Der Gerd DC6HL hat bestückte Leiterplatten für wenig Geld anfertigen lassen.
Seine Email Adresse findest du hier k_t_o@gmx.de

Für die Montage des Frontend ist nach Anleitung vom Gerd ein Eingriff in den RP notwendig.
Ist aber alles hier im Forum beschrieben.
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dc2pd
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Re: Neues RX-Frontend für den RP

Beitrag von dc2pd » Sa Apr 23, 2016 11:27 pm


Habe heute die Platine an Eingang 1 in Betrieb genommen.
Auf dem Bild sieht man den Unterschied in der Empfindlichkeit. Das Testsignal aus dem SMH wurde über einen Splitter auf beide Eingänge gegeben.
-110_7Mhz.png
-110_7Mhz.png (446.67 KiB) 11462 mal betrachtet
Die Störsignale sehe ich auch.
Spannungsregler.png
Spannungsregler.png (352.83 KiB) 11462 mal betrachtet
Es handelt sich um zwei Signale bei 2,323MHz und 2,229Mhz und dessen Oberwellen. Die Signale werden von den beiden Schaltreglern verursacht, welche auf der Oberseite hinter der SD Karte sitzen. Die Frequenzen dürften je nach Board leicht abweichen. Die Urheberschaft läßt sich leicht nachprüfen. Man stellt den HPSDR auf die Störsignale und sprüht kurz Kältespray auf die Regler. Man sieht deutlich wie je eins der Signale kurzfristig zur Seite springt.
Die Spannungsversorgung des RP ist so ausgelegt, dass die Störungen mit dem normalen Frontend im Rauschen liegen. Warum soll man auch mehr Aufwand treiben.
Ein Versuch das Problem durch zusätzliche Low ESR Kondensatoren zu mindern war nicht von Erfolg gekrönt :-(.
Laut Übersichtsschaltplan, welcher jetzt endlich auf der Webseite verfügbar ist, läuft die Versorgungsspannung für den ADC über L5. Man könnte es mit einem eigenen ,besseren 1,8V Spannungsregler versuchen. Da aber beide Schaltregler Störungen verursachen und nur einer an der Generierung der 1,8V beteiligt sein wird, gibt es auch indirekte Störungen über GND. Vermutlich müssen wir mit diesen Störungen leben. Sie liegen ja nicht auf Ham Bändern.

73,de
Peter DC2PD

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dc2pd
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Re: Neues RX-Frontend für den RP

Beitrag von dc2pd » So Apr 24, 2016 2:31 pm


Der Test geht weiter :
An den zweiten Eingang habe ich die Platine wie vorgeschlagen über einen T-622 Übertrager als 1:9 angeschlossen.
Die beiden Eingänge wurden wieder über einen Splitter an den Testsender angeschlossen. Bei FM Modulation wurde der Pegel so lange reduziert, bis man das Signal gerade noch hören kann.
Ich habe keine nennenswerten Unterschiede bemerkt. Wer also nicht am RP löten möchte hat so eine gute Alternative.
vergleich.jpg
vergleich.jpg (1.31 MiB) 11452 mal betrachtet
73,de
Peter DC2PD

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