SQUARE SDR – Remote-HF-Transceiver 160-10 m von René OK1XTG


SQUARE SDR – Remote-HF-Transceiver 160-10 m

(Letzte Aktualisierung: 28.08.2023 10:40)

W230325.02 ISO-Rendering
Bestückte Leiterplattenversion W230325.02 (Rendering aus Designsystem)

Softwareradio SDR (Software Defined Radio) ist eine moderne Funktechnologie, die eine direkte digitale Signalverarbeitung nutzt. Dieses Design umfasst eine 100 x 100 mm große Leiterplatte, auf der Empfänger, Sender, Ausgangsstufe und Ausgangsfilter gemeinsam integriert sind.

Inspiration:

Bestehendes Hermes-Lite 2 Transceiver SDR-Projekt (im Folgenden auch HL2). Diese Platine kann allein betrieben werden oder andere Erweiterungshardware kann über Stiftleisten im Inneren und am Rand der Platine daran angeschlossen werden. Diese Lösung gefällt mir nicht, insbesondere die Verbindung zweier Platinen am Rand mit einer Steckdosenleiste. Darüber hinaus hat der Autor bei der Gestaltung der Leiterplatte nicht viel Platz gespart und eine doppelseitige SMD-Bestückung ist hier nicht erforderlich. Für den Einsatz als Remote-HF-Transceiver wird meist nur eine Erweiterungsplatine mit HPF- und LPF-Filtern für Funkamateurbänder von 160 bis 10 m verwendet – N2ADR . Warum also nicht alles zusammenstellen?

Realisierung:

Damit die Herstellung einer Leiterplatte (im Folgenden auch PCB) möglichst effizient verläuft, müssen ihre Abmessungen in die Größenordnung von 100 x 100 mm passen. Diese Größe wird verwendet und das Brett hat eine quadratische Abmessung. Deshalb steht „SQUARE“ im Namen. Zur einfacheren Montage ist die Platine für die einseitige SMD-Bestückung ausgelegt. Es war eine Herausforderung für mich. Den gesamten Projektentwurf habe ich in KiCad EDA umgesetzt , das seit Version 7.0 für mich ein vollwertiges Profi-Tool ist. Ich habe es gerade mit dem Design dieser SQUARE SDR-Platine bestätigt. Die Box und die mechanische Struktur wurden in FreeCAD entworfen. Die Topographie der Anordnung der Anschlüsse auf der Frontplatte ist identisch mit der des HL2. Die Ausrichtung aller Anschlusssignale ist identisch mit dem gesamten HL2+N2ADR-Design. Im Hinblick auf die Beibehaltung der Vorderseitentopologie der ursprünglichen HL2-Leiterplatte und der vorgegebenen Abmessungen für das neue Leiterplattendesign war es nicht möglich, die Ausrichtung der Steckverbinder logisch an ihre Verbindungsart anzupassen.

Grundlegende Spezifikationen:

  • Versorgungsspannung 11 – 15 VDC
  • Frequenzbereich 1,8 – 30 MHz (160 – 10 m)
  • Ausgangs-HF-Leistung max. 5 W
  • Stromaufnahme beim Empfang ohne eingeschalteten Lüfter ca. 185 mA
  • Stromverbrauch beim Senden (CW 5 W) ohne Lüfter ca. 1350 mA
  • 12-Bit-ADC/DAC
  • Gigabit Ethernet
  • Externer Takt-I/O
  • LED-Anzeige des Relais auf der Platine
  • SWR (PSV)-Messgerät
  • Innenlüfter 80 x 80 mm
  • integrierte Spannungsschnittstelle der seriellen Schnittstelle inklusive der Möglichkeit, Pull-Up-Widerstände über Jumper an Datenleitungen anzuschließen. Hardrock-50- Anschlussmöglichkeit (DB-9 ACC-Anschluss auf der Rückseite)
  • U.FL-Anschluss auf der Platine zum Anschluss von u.Fl (IPEX) – SMA-Buchse an der Rückseite (RX Direct Input)
  • Schutz und Anzeige bei falscher Versorgungsspannung (Unterspannung, Überspannung) oder falschem Anschluss (Verpolung)
  • Volle SW-, GW-Kompatibilität und Funktionalität mit Hermes-Lite 2
  • Leiterplatte 4 Lagen, Größe 100 x 100 mm
  • einseitige SMD-Bestückung
  • Gesamtaußenmaße in der Box: 126 (B) x 46 (H) x 110 (T) mm

Vorderansicht:

Rückansicht:

SQUARE SDR hinten

 

Leiterplatte:

W230325.02 (Leiterplatte oben)
Oberseite
W230325.02 (Unterplatine)
Unterseite

 

 

W230325.02 (PCB-Oberseite) Baugruppe

Beschreibung der Anschlüsse und LEDs auf der Vorder- und Rückseite:

GEHÄUSE 126x110x46 QUADRATISCH-SDR-P1 VOLLSTÄNDIG FRONT L

  • 1. 5,5/2,1-mm-Gleichstromanschluss für den Stromeingang von einer 11-15-V-Quelle. Der Pluspol befindet sich am mittleren Stift. Die Quelle muss auf min. dimensioniert sein. 2,5 A
  • 2. LED-Anzeige der LAN-Verbindungsaktivität
  • 3. LED-Anzeige der LAN-Verbindung
  • 4. ETHERNET RJ45-Anschluss zum Anschluss an ein LAN-Netzwerk 10/100/1000 Mbit/s Ethernet IEEE 802.3
  • 5. LED-Fehleranzeige für (falsche) Versorgungsspannung oder Verpolung
  • 6. LED-Anzeige für Einschalten und Betrieb des Systems
  • 7. LED-Anzeige zum Umschalten in den Sendezustand
  • 8. 9. LED-Anzeigen des Spitzenwerts des ADC-Empfängers
  • 10. 11. Ein Paar SMA-Anschlüsse zum Anschluss des Ausgangs und Eingangs eines externen Taktsignals. Die Möglichkeit der gegenseitigen Synchronisierung anderer Geräte. Nicht häufig verwendet
  • 12. TRS-Anschluss 3,5-mm-Buchse zum Anschluss von Telegrafentaste und PTT-Schalter (Push-to-talk) für manuellen Telegrafenbetrieb. S-GND, R-PTT, T-KEY

GEHÄUSE 126x110x46 SQUARE-SDR-P1 VOLLSTÄNDIG HINTEN L

  • 13. SMA-Anschluss, TX-Treiberausgang der Endstufe des Senders. Die Ausgangsleistung beträgt rund 40 mW. Dieser Ausgang ist nur bei ausgeschalteter Endstufe aktiv und wird im Dienstprogramm (SDR Console – TX Options) eingestellt. Nicht häufig verwendet
  • 14. SMA-Anschluss, RX-Direktempfängereingang. Möglichkeit zum Anschluss eines Adapters für Pure Signal . Zusammen mit dem TX-Ausgang kann der SQUARE SDR als HF-Frontend für Vollduplex-Betrieb verwendet werden. Nicht häufig verwendet
  • 15. Anschluss DB-9, ACC zum Anschluss externer Geräte. Die Möglichkeit, eine externe Leistungsstufe mit dem Antennentuner Hardrock-50 anzuschließen und zu steuern . Der Anschluss der einzelnen Buchsen ist im Bild dargestellt mit Beschreibung der Anschlüsse auf der Leiterplatte
  • 16. SMA, ANT-Anschluss zum Anschluss einer Antenne oder einer externen Endstufe mit einer Impedanz von 50 Ohm. Die Ausgangsleistung des integrierten Senders beträgt 5W
  • 17. RCA-Anschluss, EXTTR (externer Sender) oder externer PTT. Ansteuerung von externem Antennenrelais, allgemeiner Endstufe, Antennenverstärker usw. Der Ausgang erfolgt an der mittleren Buchse des RCA (CINCH)-Steckers gegen GND-Abschirmung. Es ist intern als positiver offener Kollektor mit einer maximalen Spannung von 30 V und einer Strombegrenzung von 100 mA geschaltet.

 

Robuste mechanische Konstruktion:

Grundlage der mechanischen Konstruktion ist ein Aluminiumprofil mit den Maßen 120 x 40 x 99 mm und einer Wandstärke von 4 mm. Für die Montage der Seitenwände, der Platine und des Lüfters werden Löcher maschinell in das Gehäuse gebohrt. An den Stirnseiten des Aluminiumprofils sind Kunststoffteile angebracht, in die die Seitenteile eingeschoben werden. Die Seitenteile sind als Leiterplatte mit hochwertiger Bedruckung realisiert. Auf der Innenseite der PCB-Seitenteile verbleibt Kupfer, das über vier Schrauben in den Ecken elektrisch mit dem Aluminiumprofil verbunden wird. All dies gewährleistet eine ausreichende Abschirmung der Betriebsfrequenzen des SDR selbst. Der gesamte Aufbau gewährleistet zudem eine ausreichende Kühlung für den Dauerbetrieb.

Mechanische ISO-Renderdim
Aluminiumprofil mit einer Wandstärke von 4 mm
Mechanisches ISO-Rendering
Der Gesamtaufbau, das Aluminiumprofil, ist transparent gestaltet

Alternativer Stromanschluss:

Für den dauerhaften Einbau bei schlechteren klimatischen Bedingungen wurde eine Alternative geschaffen, die Leiterplatte mit einem robusteren Anschluss für die Versorgungsspannung (P2) auszustatten. Verwendeter Steckertyp PTR STLZ1550/2G-3.81-H-GREEN mit Gegenstück PTR AKZ1550/2-3.81-GREEN .

W230325.02 Platine P2

Für diese Option wird auch eine Frontplattenalternative empfohlen:

SQUARE SDR Front P2


Inbetriebnahme:

Nach etwa zwei Monaten habe ich es endlich geschafft, die fehlenden Komponenten einzubauen und die Platine wiederzubeleben. Zu meiner Freude funktioniert die Platine beim ersten Einschalten und der Empfänger zeigt Leerlaufrauschen ohne angeschlossene Antenne -140 dBm bei einer eingestellten RX-Verstärkung von 20 dB. Die Arbeitspunkte der LDMOS-Transistoren (PA Bias) stelle ich in der letzten Stufe im empfohlenen Programm hl2setup ein , das dies automatisch erledigt. Ich führe meine eigene Operation an den Bändern im SDR- Konsolenprogramm durch , das Ihren Arbeitsplatz in einen fortschrittlichen Transceiver verwandelt 🙂

SQUARE SDR im Betrieb (abgebildet ist die erste Version der Platine W230325.01):

20230615 160608

Am 15. Juni 2023 habe ich mit dieser Karte die erste Verbindung im 7MHz-SSB-Band über eine OK-Station hergestellt. Und zwar für die FD4-Antenne, die nicht ganz die richtige ist, aber bei meinen Verhältnissen im Wohnblock gibt es noch keine andere Option.


Endlich:

Dieses SQUARE SDR-Design wurde nicht mit dem Ziel erstellt, einen billigen Hermes-Lite 2-Klon zu erstellen, sondern mit dem Ziel, das Design für den Einzelzweck zu verbessern, zu vereinfachen und insgesamt zu rationalisieren. Das Hermes-Lite 2-Konzept wurde vom Autor Steven KF7O brillant entworfen und dafür verdient er nicht nur meine Bewunderung.

Links:


SQUARE SDR befindet sich derzeit in der Produktionsverifizierung und -prüfung. Der voraussichtliche Verfügbarkeitstermin ist für etwa Ende Oktober bis Anfang November dieses Jahres geplant. Es wird nur als vollständig montiertes Produkt erhältlich sein, wie im Titel dieses Artikels abgebildet.

Wenn Sie einen SQUARE SDR kaufen möchten , besuchen Sie bitte die Facebook-Gruppenseite von SQUARE SDR für weitere Informationen und nehmen Sie an der Umfrage „Informelle Käuferumfrage “ teil, um zu erfahren, wie viel ich mir die Produktionskapazität sichern sollte. Oder kontaktieren Sie mich . Danke schön.


Software: v2.10.2.2-beta2

Pre-release
@mi0bot mi0bot released this 28 Oct 10:53
· 0 commits to master since this release

This is the second beta release v2.10.2.2-HL2 of Thetis for HL2.

It isn’t a proper install but a zip of an install and can be placed in an different directory (I use C:\OpenHPSDR) so should allow the original release to still be used. Then just run Thetis.exe within your new directory.

If you haven’t already done so, you first need to install the latest pre-release of Thetis (x86 or x64 version) as it sets up things like skins and the resource file for the new meter module. The link is
https://github.com/ramdor/Thetis-2.9.0/releases/tag/v2.10.2.2

Please read the release instructions associated with the above release as there has been updates to the skins which will affect some controls and meters.

This release may require a reset of the database.

No warranty or guarantee, use at your own risk. It should use it’s own database but do a backup of your current Thetis one just in case.

Source code (zip)


Die Information zu dem Beitrag kam von Thomas (DO6BJ), danke!

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