Modifikimi i Prekjes Yaesu FT-450D RF për SDR: 8 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:28

Përshëndetje kushdo që mund të jetë i interesuar, Unë mendoj se më mirë së pari të shpjegoja se për çfarë bëhet fjalë për këtë udhëzues. Ka komponentët tuaj kryesorë të përfshirë në këtë projekt si më poshtë:

Yaesu FT-450D është një marrës kompakt modern HF/50MHz i aftë të mbulojë brezat amatorë 160-6 metra me një fuqi dalëse 100W. Shumë veçori për t'u listuar, kështu që vetëm Google radio nëse doni të dini më shumë.

SDRPlay është një radio e shkëlqyer e përcaktuar me softuer me brez të gjerë që mbulon një gamë frekuence prej 1KHz deri në 2GHz dhe lejon spektrin të shihet me një gjerësi brezi deri në 10MHz.

SDRPlay:

(Unë nuk kam asnjë lidhje me kompaninë përveçse kam blerë produktin e tyre të shkëlqyer)

Të dyja këto pajisje janë të shkëlqyera në vetvete. Sidoqoftë, qëllimi i këtij udhëzimi është të sjellë së bashku dy pjesët e pajisjeve dhe të jetë në gjendje të shfrytëzojë më të mirën e të dy botëve. Me këtë, dua të them të jesh në gjendje të përdorësh radion FT-450D ashtu siç ishte menduar (si një marrës radio me bandë të ngushtë), por në të njëjtën kohë të jesh në gjendje të përdorësh marrësin SDRPlay për të vizualizuar kanalin me brez të gjerë.

Kjo në vetvete paraqet një problem pasi si FT-450D ashtu edhe SDRPlay duhet të shohin një antenë. Një qasje është thjesht përdorimi i dy antenave. Një qasje e dytë mund të jetë përdorimi i një antene të vetme, por ndarja e rrugës RF dhe transmetimi/marrja duke përdorur ndërrimin në linjë. Një qasje e tretë dhe e preferueshme është të çaktivizoni rrugën e marrjes RF nga brenda FT-450D duke përdorur një qark të përshtatshëm me zhurmë të ulët dhe të paraqisni sinjalin e përgjuar në SDRPlay. Kjo qasje e fundit rezulton që FT-450D dhe SDRPlay të shohin në thelb të njëjtën antenë. Qarku me zhurmë të ulët mundësohet vetëm gjatë marrjes dhe kështu gjatë transmetimit siguron izolim të konsiderueshëm duke mbrojtur hyrjen në marrësin SDRPlay. Qarku me zhurmë të ulët ka një hyrje të rezistencës së lartë duke paraqitur kështu një ngarkesë minimale në pikën e çezmës brenda FT-450D. Kjo pikë e fundit është e rëndësishme pasi pikat e përshtatshme të prekjes brenda FT-450D janë të vendosura në të dyja anët e filtrave pasivë të brezit 50 ohm. Çdo ngarkim ose ndryshim i rezistencës së paraqitur nga një qark shtesë do të ndryshojë funksionin e transferimit të filtrave dhe gjithashtu do të zvogëlojë fuqinë në rrugën e sinjalit të kërkuar.

Shumica e amplifikatorëve me zhurmë të ulët jashtë raftit (LNA) në dispozicion përdorin reagime për të gjeneruar përfitim dhe gjithashtu kanë një rezistencë hyrëse 50 ohm - asnjëra nga këto karakteristika nuk janë të dëshirueshme.

Një qark i thjeshtë i goditjes me rezistencë të lartë është projektuar nga Dave G4HUP dhe ishte i disponueshëm për tu blerë. Fatkeqësisht, e kuptoj që Dave ka ndërruar jetë. Unë kam marrë një pjesë të dizajnit dhe me modifikim, kam prodhuar tabelën time të qarkut të shtypur, të testuar dhe të pajisur me timen FT-450D. Thisshtë ky proces që formon lëndën e këtij udhëzuesi.

Hapi 1: Krijimi i LNA Skematike dhe PCB Layout

Vështrim i përgjithshëm

Me kalimin e viteve unë kam krijuar disa Borde të Qarqeve të Shtypura (PCB) për produkte dhe për përdorim në shtëpi. Në ditët e para kjo përfshinte përdorimin e tabelës së veshur me bakër, transferime dhe stilolapsa të veçantë për të tërhequr modelin mbi bakrin. Pastaj bordi do të gdhendet në klorur ferri për të hequr bakrin e ekspozuar dhe për të lënë gjurmët e kërkuara. Ishte gjithashtu e mundur të blini dërrasa të veshura me bakër të ndjeshme ndaj dritës dhe të përdorni një maskë për të prodhuar një rezistencë para gdhendjes. Të kesh një dërrasë të vetme të bërë komerciale ishte shumë e shtrenjtë dhe kërkonte mjete që thjesht nuk ishin të disponueshme për hobistët.

Në ditët e sotme, mjetet kompjuterike janë falas dhe gjerësisht të disponueshme për të hartuar tabela brenda pak orësh dhe jo ditësh. Gjithashtu kostot e fabrikimit kanë rënë me shumë fabrikues të lirë që janë në dispozicion në Kinë dhe gjetkë jashtë Mbretërisë së Bashkuar. Sidoqoftë, kjo tha që të bësh një bord të vetëm nuk është ende aq e lirë sapo të përfshish transportin.

Një qasje tjetër, dhe metoda që kam përdorur në këtë projekt, është bluarja e pllakës duke përdorur një makinë bluarëse CNC. Natyrisht, ju nuk do të blini një makinë CNC për të bërë një dërrasë, por unë tashmë kisha një makinë e cila është përdorur për shumë projekte të tjera që përfshijnë bluarjen e drurit, metaleve dhe qelqit.

Për të bluar një PCB duke përdorur një makinë CNC përfshin përdorimin e një mjeti shumë të mirë të prerjes për të zbutur izolimin rreth shinave të kërkuara, por jo për të fshirë të gjithë bakrin. Kjo qasje është veçanërisht e dobishme kur ndërtoni qarqe RF pasi ishujt e mbetur të bakrit janë të dëshirueshëm duke vepruar si një rrafsh tokësor që përmirëson stabilitetin dhe performancën. Kam përdorur një dërrasë të veshur me bakër të dyfishtë në këtë projekt dhe kam shpuar përmes lidhjes së sipërfaqeve të bakrit të sipërme dhe të poshtme.

Dizajni i PCB duke përdorur EasyEDA

Unë kam provuar pako të ndryshme të dizajnit PCB dhe me të vërtetë u vendosa në një paketë të quajtur DipTrace. Sidoqoftë, është gjithnjë e më popullore që paketat e dizajnit të jenë të bazuara në ueb sesa të përdorin një aplikacion të vetëm. Duke mos përdorur DipTrace për ca kohë, unë isha pak i ndryshkur, kështu që shikova përreth në internet dhe gjeta një mjet dizajni të bazuar në internet të quajtur EasyEDA. E gjeta këtë mjet të shkëlqyeshëm, shumë intuitiv dhe të thjeshtë për t’u përdorur. Shumë e lehtë për të krijuar një skemë brenda pak minutash dhe më pas konvertuar në një PCB, i gjithë procesi zgjati më pak se një orë duke përfshirë disa modifikime dhe përmirësime. Dizajnerët e mjeteve padyshim që shpresojnë se do të përdorni pajisjet e siguruara të fabrikimit, por është akoma e mundur të eksportoni një dizajn në formatin gerber standard të industrisë për t'u përdorur nga një zinxhir mjeti i mëvonshëm.

Hapi 2: Përdorimi i FlatCAM për krijimin e gjeometrisë dhe shtigjeve të veglave

Pasi EasyEDA është përdorur për të krijuar paraqitjen skematike dhe PCB hapi tjetër është krijimi i shtigjeve të veglave dhe në fund gcode për të kontrolluar mullirin CNC. Kam provuar pjesë të ndryshme të softuerit për të arritur këtë qëllim dhe më në fund u vendosa në FlatCAM. Ky program është falas, i qëndrueshëm dhe mjaft intuitiv për t’u përdorur. Duke përdorur shtigjet e përpunimit të FlatCAM për tabelën, prerja dhe shpimi mund të krijohen të gjitha shumë shpejt. Ekziston gjithashtu një redaktues gjeometrie shumë miqësor ndaj përdoruesit nëse ndonjë gjë kërkon një rregullim. Në videon që është pjesë e këtij hapi unë tregoj se si FlatCAM përdoret për të importuar skedarë gerber dhe për të kryer disa redaktime bazë. Ka shumë video të hollësishme në dispozicion që tregojnë se si të përdorni mjetin nga fundi në fund. Unë kam mbuluar vetëm modifikimet që duhej të bëja posaçërisht për këtë projekt.

Hapi 3: Procesi i bluarjes - Makina CNC në veprim

Ok, kështu që gjatë hapave të fundit është arritur në vijim:

- Skema e qarkut është kapur duke përdorur EasyEDA.

- Nga skematika paraqitja e PCB është krijuar gjithashtu duke përdorur EasyEDA.

- Skedarët Gerber janë krijuar për tabelën dhe gjithashtu janë krijuar skedarë stërvitje.

- FlatCAM është përdorur për të krijuar/modifikuar gjeometrinë e rrugës dhe për të gjeneruar gcode për tabelën dhe ndërprerjen.

- FlatCAM është përdorur për të importuar dhe shkallëzuar skedarin e stërvitjes duke rezultuar gjithashtu në gcode.

Pra, tani kemi tre skedarë gcode për tabelën, ndërprerjen dhe shpimin.

Faza tjetër është që në të vërtetë të filloni të blini disa dërrasa. Bordi që kam përdorur është dërrasë e veshur me bakër me tekstil me fije qelqi të dyanshme. Unë mund ta kisha porositur këtë on -line, por në fakt zbulova se Maplin bëri një fletë të bukur mjaft të madhe për një çmim të mirë dhe e kisha në dorë brenda një ore - thjesht doja të blija!

Makina ime e bluarjes është një Sable 2015 dhe unë përdor softuerin Mach3 për ta kontrolluar atë. Për të bluar lehtësimin e pista të bordit kam përdorur një mulli fundor 0.5 mm. Për prerjen e bordit dhe vrimat kam përdorur një mulli fundor 1.5 mm. Në mënyrë që të blini direkt përmes tabelës, padyshim që keni nevojë për diçka për të bluar nën PCB - shtrati im i mullirit është prej alumini të trashë dhe ju nuk doni të blini në të! Unë kam gjetur për PCB -në materiali më i mirë për t'u përdorur nën PCB është shkuma e trashë 5 mm. Ju mund ta zgjidhni këtë shkumë shumë lirë online ose nga dyqanet artizanale. Cutshtë e lehtë të pritet me një thikë modelimi dhe ka një trashësi shumë uniforme. Bordi i veshur me bakër është montuar në shkumë duke përdorur shirit të hollë të dyanshëm. Dërrasa e shkumës është montuar gjithashtu në shtratin CNC duke përdorur të njëjtën kasetë - kurrë nuk kam pasur një dërrasë të lirë ose të lëvizë gjatë bluarjes.

Mulliri fundor 0.5 mm është padyshim mjaft i brishtë dhe kështu e mbaj shpejtësinë time në 60 mm/min. Unë përdor të njëjtën ushqim për prerjen në mënyrë që të mos i heq sanduiçin PCB/shkumë nga shiriti i fiksimit.

Bashkangjitur është një video që tregon veprimin e procesit të bluarjes:)

Gjithashtu janë bashkangjitur tre imazhe të tabelave të finaleve. Një imazh tregon përpjekjen e parë në tabelë dhe zona të vogla të bakrit të padëshiruar mund të shihen më qartë midis pads së tranzistorit. Përpjekja e dytë e bordit këto zona të padëshiruara bakri janë hequr duke shtuar gjeometri në FlatCAM. Imazhi i tretë tregon tabelën përfundimtare të populluar me përbërës.

Pas mbushjes së bordit u dha një llak shumë i lehtë me llak për të ndaluar njollosjen dhe zbardhjen e bakrit.

Hapi 4: Përgjigja e Frekuencës së Bordit të Përfunduar

Pllaka e përfunduar e populluar u karakterizua me fitim duke përdorur një analizues spektri. Analizuesi u krijua për të fshirë frekuencën nga 10KHz në 30MHz dhe për të matur fitimin. Fitimi u mat gjithashtu me fuqinë e fikur për të simuluar atë që ndodh në radio kur transmetojmë dhe kërkojmë izolim të mirë midis marrësit FT-450D dhe marrësit SDRPlay.

Niveli i hyrjes në LNA ishte -40dBm

Imazhi 1 - Shënuesi i vendosur në 7.1MHz përfitimi i LNA është +2.5dB

Imazhi 2 - Fuqia në LNA e fikur që tregon> 34dB izolim

Imazhi 3 - Rrëshqitje me frekuencë të ulët jashtë -3dB poshtë në 1.6MHz

Në thelb mbi brezat amatorë të HF, LNA është e sheshtë 3MHz - 30MHz (ishte e sheshtë deri në M 500MHz)

Hapi 5: Analizimi i Yaesu FT-450D për një Prekje të përshtatshme RF dhe Power Point

Përpara se tabela LNA të mund të vendoset në FT-450D duhet të identifikohet një pikë prekëse e përshtatshme RF dhe një pikë fuqie. Kjo u arrit duke përdorur manualin e shërbimit të radios dhe duke parë së pari bllokun e diagramit të marrësit para se të rafinoni zgjedhjen e pikës së prekjes RF duke përdorur skemën.

Para së gjithash doja që SDR të shihte antenën e lidhur me FT-450D para çdo faze të konvertimit IF, kështu që kjo ngushtoi hetimin në mënyrë të konsiderueshme. Përpara përzierësit të parë IF kishte dy pika të dukshme për t'u fikur. Pasi sinjali Rx hyn në tabelën RF-IF nga bordi PA, ai kalon nëpër fazat e mëposhtme:

- Mbrojtje nga rritja e hyrjes

- Zbutje hyrëse e ndërrueshme (stafetë) 20dB

- Një seri prej tetë filtrave të kalimit të brezit të ndërruar ekskluzivisht reciprokisht

- Para-përforcues IPO i ndërrueshëm (stafetë)

- Përzierësi IF i fazës së parë (përzierësi i parë i drejtuar nga LO)

Pra, dy pikat e interesit në thelb zbritën para ose pas filtrimit të brezit. Doja që SDR të shihte sa më shumë sinjal, kështu që vendosa të fikem pak para se të kalonte rrjeti i filtrit të brezit. Mos harroni se LNA e përdorur për të fikur sinjalin ka një hyrje të lartë të rezistencës dhe kështu efekti në rrugën e sinjalit të radios do të jetë minimal.

Fusha tjetër që duhet marrë parasysh është ajo ku bordi i LNA do të marrë fuqinë e tij. Për fat të mirë skema FT-450D është mjaft e qartë dhe e shënuar mirë dhe kështu mund të gjendet një pikë e përshtatshme e energjisë. Pika e energjisë e zgjedhur fuqizon LNA -në kur merr, por fuqizon LNA -në gjatë transmetimit. Kjo izolon hyrjen SDR me> 30dB gjatë transmetimit. Konsumi aktual i LNA i mundësuar është m 9mA.

Imazhet e bashkangjitura tregojnë sa vijon:

- Pika e prekjes RF e treguar në bllok diagram

- Pika e prekjes RF e treguar në skemë

- Pika e prekjes RF e treguar në paraqitjen e tabelës

- Pika e prekjes së energjisë LNA e treguar në skemë

- Pika e prekjes së energjisë LNA e treguar në paraqitjen e tabelës

Hapi 6: Përshtatja e bordit LNA në Yaesu FT-450D

Tani bordi LNA është fabrikuar, karakterizuar dhe një pikë e përshtatshme çezme e identifikuar ka ardhur koha për të përshtatur në të vërtetë tabelën me FT-450D.

Në këtë pikë është e zakonshme të theksohet se ju e kryeni këtë modifikim në rrezikun tuaj. Nuk është e komplikuar, por gjithmonë ekziston rreziku i dëmtimit dhe unë personalisht nuk do ta bëja këtë modifikim në një radio që ishte ende nën garanci - jam i sigurt se garancia do të jetë e pavlefshme pas modifikimit. Bleva dorën e dytë FT-450D nga ebay kështu që nuk ka garanci për t'u shqetësuar në rastin tim.

Nëse vendosni të bëni një modifikim të tillë, thjesht shkoni me kujdes dhe në mënyrë metodike - përdorni thënien e vjetër të mençur e cila vlen për situatat më delikate …… matni dy herë dhe prerë një herë:)

Vendosa të mos bëj ndonjë vrimë në shtresën FT-450D, por në vend të kësaj të montoj SDR-në në anën e FT-450D dhe të mbaroj një prizë fluturimi të përfunduar SMA për të vidhosur drejtpërdrejt në hyrjen e antenës SDR. Plumbi i mizës është i siguruar në pikën e daljes së radios për të siguruar lehtësim të sforcimit.

Shikoni imazhet e bashkangjitura….

Hapi 7: SDR në Veprim Burimi Nga Prekja e RF përmes Bordit të LNA

Në këtë hap ekziston një video e shkurtër që tregon radion SDR në funksionim me burimin e antenës që është rubineti i antenës FT-450D përmes bordit LNA. Ky test u krye vonë (ish) gjatë natës dhe grupi është pak i vdekur, por përgjigja e SDR është ashtu siç pritej. Kur FT-450D po transmeton hyrjen në SDR mbyllet në mënyrë efektive për shkak të izolimit të bordit LNA kur nuk mundësohet.

Hapi 8: Përfundimi

Mbi të gjitha kjo e udhëzueshme ka qenë një kënaqësi e madhe dhe unë jam shumë i kënaqur me rezultatin. Ashtu si të gjitha projektet e mira, ka tre qëllime kryesore…. për të mësuar aftësi të reja, për ta bërë projektin një sukses dhe për të ndarë njohuritë me këdo që kujdeset të lexojë deri tani.

Unë në këtë pikë hedh kapakun tim tek Dave G4HUP i vonë. Nëse nuk do të ishte puna e Dave, ky projekt mund të mos ishte materializuar. Unë nuk mund të pretendoj modelin origjinal të LNA si timen, por vetëm se kam marrë një model dhe jam përpjekur ta bëj atë në mënyrën time. Unë vetëm mund të shpresoj që Dave do të miratonte që puna e tij të zhvillohej dhe të ndahej me të tjerët.

Si përfundim projekti ka qenë i suksesshëm.

Ju lutemi mos ngurroni të largoni çdo pyetje dhe unë do të bëj çmos për t'iu përgjigjur atyre.

Pershendetje te mira, Dave (G7IYK)