(tr)uSDX 5-Band Multimode QRP TRx, von Manuel DL2MAN u. Guido, PE1NNZ bei roWaves.com

Weitere Informationen zum Projekt uSDR auf Github.Was ist uSDX: Mikro Software Defined Transceiver

uSDX ist ein einfacher und experimenteller (Class-E betriebener) SSB- und CW-SDR-Transceiver. Er kann zur Herstellung von QRP-SSB-Kontakten oder (in Kombination mit einem PC) für die digitalen Betriebsarten wie FT8, JS8, FT4 verwendet werden. Er kann in den LSB/USB-Betriebsarten auf den Bändern 80m-10m mit einer Bandbreite von 2400Hz vollkontinuierlich abgestimmt werden, hat eine SSB-Ausgangsleistung von bis zu 5W PEP und verfügt über eine softwarebasierte Full-Break-In-VOX für schnelle RX/TX-Umschaltung im Sprach- und Digitalbetrieb.

Die SSB-Sendestufe ist vollständig digital und softwarebasiert implementiert: Das Herzstück des ATMEGA328P ist die Abtastung des Eingangsaudios und die Rekonstruktion eines SSB-Signals durch die Steuerung der SI5351 PLL-Phase (durch winzige Frequenzänderungen über 800kbit/s I2C) und die Steuerung der PA-Leistung (durch PWM auf der Key-Shaping-Schaltung). Auf diese Weise lässt sich ein äußerst energieeffizientes SSB-Signal der Klasse E realisieren; ein PWM-gesteuertes Klasse-E-Design hält den SSB-Transceiver einfach, winzig, kühl, energieeffizient und kostengünstig (d.h. es besteht keine Notwendigkeit für einen energieineffizienten und komplexen linearen Verstärker mit sperrigem Kühlkörper, wie er oft in SSB-Transceivern zu finden ist).

Für den Empfänger sind die meisten Teile digital implementiert (Software): der ATMEGA328P implementiert eine 90-Grad-Phasenverschiebungsschaltung, die (CW/SSB) Filterschaltung und die Audioverstärkerschaltung (jetzt ein Klasse-D-Verstärker). Dadurch wurde die uSDX-Schaltung stark vereinfacht, und es gibt eine Reihe von Vorteilen und Funktionen (im Vergleich zu einem analogen Ansatz): Aufgrund des sehr genauen 90-Grad-Hilbert-Phasenschiebers ist kein I/Q-Abgleich mehr erforderlich; außerdem gibt es jetzt einstellbare DSP-ZF-Filter für CW und SSB; es gibt eine AGC und eine rauschreduzierende DSP-Signalaufbereitungsfunktion, und es gibt drei unabhängige eingebaute Dämpfungsglieder im analogen Frontend, die helfen, den vollen Dynamikbereich zu nutzen. Der Lautsprecher ist direkt mit dem ATMEGA verbunden und wird von diesem angesteuert. Ein digitaler Mischer mit engem Tiefpassfenster (2 kHz), steilem Roll-Off (-45dB/Dekade) und einem Oversampling- und Dezimierungs-ADC sorgen für eine Verarbeitungsleistung, einen Dynamikbereich und eine Alias-Unterdrückung, die ausreichen, um mit schwachen und starken Signalen umzugehen (z.B. bei Wettbewerben oder beim Hören auf 40m direkt neben dem Rundfunkband).

Dieses Experiment dient dazu, herauszufinden, was mit minimaler Hardware erreicht werden kann, während die Komplexität in Richtung Software verlagert wird; dabei wird der Ansatz verfolgt, das Design so weit wie möglich zu vereinfachen und gleichzeitig eine angemessene Leistung beizubehalten. Das Ergebnis ist ein preiswerter, einfach zu bauender, vielseitiger QRP-SSB-Transceiver, der sich tatsächlich gut für QSOs eignet (sogar in Contest-Situationen), aber aufgrund des experimentellen Charakters sind einige Teile noch in Arbeit und daher begrenzt. Probieren Sie es aus oder experimentieren Sie mit dieser Skizze, lassen Sie mich Ihre Gedanken wissen oder tragen Sie hier bei: https://github.com/threeme3/usdx

Liste der Merkmale:

Einfacher, unterhaltsamer und vielseitiger QRP-SSB-HF-Transceiver mit integrierten DSP- und SDR-Funktionen;
EER-Klasse-E-gesteuerte SSB-Sendestufe
Ungefähr 5 W PEP SSB-Ausgang aus 13,8 V Versorgung
All-Mode-Unterstützung: USB, LSB, CW, AM, FM
DSP-Filter: 4000, 2500, 1700, 500, 200, 100, 50 Hz Durchlassbereich
DSP-Funktionen: Automatische Verstärkungsregelung (AGC), Rauschunterdrückung (NR), sprachgesteuerter Xmit (VOX), RX-Attentuatoren (ATT), TX-Rauschunterdrückung, TX-Ansteuerungsregelung, Lautstärkeregelung, dBm/S-Meter.
SSB entgegengesetzte Seitenband-/Trägerunterdrückung Senden: besser als -45dBc, IMD3 (Zweiton) -33dBc, Empfangen: besser als -50dBc
Multiband-Unterstützung, stufenlos abstimmbar durch die Bänder 160m-10m (und von 20kHz..99MHz mit Leistungsverlust)
Open-Source-Firmware, erstellt mit Arduino IDE; ermöglicht Experimente, neue Funktionen können hinzugefügt werden, Beiträge können über Github geteilt werden, Software-Komplexität: 2000 Zeilen Code
Software-basierte VOX, die als schnelles Full Break-In (QSK- und Semi-QSK-Betrieb) verwendet werden kann oder bei der RX/TX-Umschaltung für den Betrieb digitaler Modi hilft (keine CAT- oder PTT-Schnittstelle erforderlich), externer PTT-Ausgang/PA-Steuerung mit TX-Verzögerung
Einfaches Hardware-Design mit nur 4 ICs, einem Mikrocontroller und wenigen Transistoren/Passiven
Leichtes und kostengünstiges Transceiver-Design: aufgrund der EER-Senderklasse-E-Stufe ist er sehr energieeffizient (keine sperrigen Kühlkörper erforderlich) und hat ein einfaches Design (kein komplexer ausgeglichener linearer Leistungsverstärker erforderlich)
Vollständig digitale und softwarebasierte SSB-Sendestufe: Abtastung des Mikrofoneingangs und Rekonstruktion eines SSB-Signals durch Steuerung der Phase der SI5351 PLL (durch winzige Frequenzänderungen über 800kbits/s I2C) und der Amplitude der PA (durch PWM der PA-Key-Shaping-Schaltung)
Vollständig digitale und softwarebasierte SDR-Empfängerstufen (optional): Abtastung des (komplexen) I/Q-Signals aus dem digitalen Mischer des Quadrature-Sampling-Detektors, mathematische Durchführung einer 90-Grad-Phasenverschiebung in Software (Hilbert-Transformation) und Auslöschung eines Seitenbands durch Addition
Drei unabhängige, schaltbare analoge Front-End-Empfänger-Dämpfungsglieder (0dB, -13dB, -20dB, -33dB, -53dB, -60dB, -73dB)
Rauschuntergrenze des Empfängers MDS: -135 dBm bei 28MHz (in 200Hz BW)
Front-End-Selektivität des Empfängers: steiler -45dB/Dekade Roll-off +/-2kHz von der abgestimmten Frequenz
Blockierdynamikbereich: 20kHz Offset 123dB, 2kHz Offset 78dB
CW-Decoder, Straight/Iambic-A/B Keyer
VFO A/B + RIT und Split, und entsprechende Relais-Bandfilter-Umschaltung über I2C
CAT-Unterstützung (TS480-Subset), Möglichkeit zum Streaming von Audio, Tasten, Display-Text über CAT
Optionale SWR-/Leistungsmessung und PA-Wirkungsgrad-/Überlastkontrolle
Anzeige der Batteriespannung
Wahrscheinlich der kostengünstigste und einfach zu bauende Standalone-SDR/SSB-Transceiver, den Sie finden können. Sehr vereinfachte Schaltung und vielseitig einsetzbar.

Schematic:

Hardware:

Es sind viele uSDX-Konstruktionen möglich, hier sind ein paar gängige Implementierungen:

uSDX Sandwich von Manuel, DL2MAN;
uSDX-Transceiver von Barbaros Asuroglu, WB2CBA;
weitere Entwürfe werden im uSDX Forum angekündigt oder können gegoogelt werden (Stichwort: uSDX Transceiver)

Teilweise bestückte PCB-Bausätze können von verschiedenen Quellen bezogen werden:

Sunil (VU3SUA), mit Shop: https://inkits.in , bietet Bausätze in Indien an;
Ondra (OK1CDJ) und XYL Alexandra (OK1RS) mit Shop: https://www.hamshop.cz ;
über Gruppenkäufe im uSDX-Forum

Dieses Projekt begann ursprünglich als eine QCX-Modifikation:

QCX Mini mit uSDX Tochterkarte mit uSDX Tochterkarte;
QCX+ Modifikation von Mike Dunstan, G8GYW
QCX-SSB-Modifikation für den alten QCX.

Firmware: Hex-Datei herunterladen und Firmware-Upload durchführen (siehe auch Anmerkung 1). Verwenden Sie Standard-Arduino-Uno-Sicherungen (durch Auswahl von Burn Bootloader) und verwenden Sie Standard-CPU-Takt (16MHz), falls Sie aus dem Quellcode in der Arduino-IDE brennen.