DUC/DDC Transceptor ODYSSEY

[LU7HDD]

Estoy iniciando una publicación sobre el montaje y puesta en marcha del próximo transceptor construido con tecnología SDR.
El transceptor Odyssey fue desarrollado por el radioaficionado David N7DDC en 2017. El transceptor está construido con tecnología de digitalización de frecuencia directa con ADC 16 bit, a diferencia del sdr Malamute    links , que tiene RX de una versión basada en conversión directa, donde el espectro se digitaliza bajo un ADC de 12 bit.

El texto está armado utilizando el artículo original del autor que traduje con la ayuda de un traductor de software del ruso al español, por lo que todas las inconsistencias con las reglas del idioma están relacionadas con las falencias del sistema de traducción automática.
P.S.Estaré muy agradecido si alguien cree que puede aportar más claridad a la traducción, que me escriba para que juntos podamos sacar el texto sin errores, tanto gramaticales como técnicos.

El primer firmware para el transceptor Odyssey-2 se basa en el código fuente del transceptor    links y ofrece funciones básicas similares a las del    links , que es la base del proyecto openHPSDR.

La conexión a una computadora se realiza a una velocidad de 1 Gb (Gigabit), lo que evita interferencias con la recepción de señales de radio.

Los firmwares son similares a los de la placa    links con soporte para el nuevo protocolo. Al usar el software, se debe seleccionar la configuración para el transceptor ANAN 100D que usa la placa especificada.
El firmware contiene 4 receptores independientes cada uno de los cuales puede recibir una señal de cualquiera de los dos ADC. El ancho del espectro operativo se puede ajustar en el rango de 48 kHz a 1536 kHz y, a diferencia del protocolo anterior, el ancho del espectro se puede configurar de manera diferente para cada receptor.

La nueva versión del transceptor Odyssey TRX eleva el nivel de calidad y capacidad, sin dejar de ser relativamente económico y fácil de construir. Se han eliminado todas las deficiencias conocidas de la versión anterior, comenzando por el diseño del gabinete. Ahora tiene un aspecto más familiar y clásico. Para hacer un gabinete de este tipo a partir de uno estándar de la línea Hammond, debe tomar una copia más grande y acortar su longitud a la mitad. Este enfoque, con casi la misma área de la placa, permite un uso mucho más razonable del espacio. El área significativamente mayor de las cubiertas delantera y trasera hizo posible colocar libremente los conectores necesarios en el lugar correcto y agregar algunos nuevos, por lo tanto, el conector Ethernet ahora está en la cubierta posterior y el cable de conexión a la red no interfiere y no estropea la apariencia cuando se usa.

En el panel trasero se ha añadido una entrada para un segundo receptor y una salida de driver de 1W. El conector de control periférico ahora es de 15 pines.

En el panel frontal hay lugar para un botón de encendido, un conector para un micrófono de mano (tangente) y una pequeña pantalla OLED.
El nuevo diseño también tuvo un efecto extremadamente favorable en la conveniencia del diseño del tablero.

La instalación es bastante ajustada lo que permitió colocar muchos elementos nuevos. Dos ADC separados, otro FPGA bastante grande, un amplificador de frecuencia de audio de 0,5 Watts, un ADC de baja frecuencia para medir potencia y SWR, un controlador de señal de salida de 1 Watt y un microcontrolador para administración de energía y algunas funciones del transceptor.
Como ADC, se utilizan los mismos LTC2165 de bajo consumo y 16 bits de eficacia probada. El uso de dos ADC permite realizar acciones fundamentalmente nuevas, como la supresión de fase de la interferencia local, la configuración de fase del patrón de antena o simplemente la recepción simultánea de señales de dos antenas diferentes. El diseño del transceptor le permite al usuario constructor no instalar un segundo ADC y su cableado (fuente de alimentación, UHF, etc.) para reducir su costo en caso de que no se necesiten las funciones anteriores, mientras que siempre es posible soldar los componentes faltantes en cualquier momento para lo que no se requiere cambio de firmware cuando esto se realice.
La nueva versión del transceptor utiliza controladores frente al ADC (AHF), que le permiten alcanzar una sensibilidad de recepción de -134dBm (MDS500). Esta es una versión de bajo consumo de la famosa LTC6400 - LTC6401-14. Especialmente para los usuarios que no quieren soportar la pérdida de parámetros del receptor debido al uso de UHF no conmutable, es posible trabajar sin ellos. Para hacer esto, basta con soldar UHF y cerrar dos puentes en el reverso de la placa con soldadura. Además, un puente más le permite establecer el nivel de escala completa del ADC 1 - 0,5 voltios (de hecho, la ganancia es de 6dB). En este caso, la ruta del receptor se vuelve idéntica a la versión anterior. Personalmente, no pude ver durante las mediciones ninguna diferencia tangible en el DR (rango dinámico de las señales recibidas) del receptor entre la versión con ganancia UHF y ADC de 0dB y sin ganancia UHF y 6dB. El receptor muestra un valor muy decente de BDR - casi 115 dB (MDS500).

La separación de los canales de recepción entre los ADC resultó ser muy buena: 95 dB (10 MHz).

La desventaja indudable de la versión anterior del transceptor fue el uso del amplificador BGA616 para la señal del transmisor. Los usuarios han notado repetidamente su frecuente propensión a fallar, y yo personalmente también me encontré una vez con su muerte repentina e irrazonable. La nueva versión utiliza el operacional (AO) de alta velocidad OPA2677U como amplificador; esta es una versión de bajo voltaje del conocido OPA2674. Uno de los canales del amplificador genera una señal de bajo nivel de 0,5 voltios (a una carga de 50 ohmios, valor máximo) en una salida separada para que el transceptor funcione en modo VNA (Analizador de Red Vectorial). La calidad de la señal es muy buena y el valor medido de IMD3 es -70dB.

El segundo canal de este amplificador opera a la entrada de un pequeño PA (amplificador de potencia), proporcionando 10 voltios (valor máximo) en la salida, lo que corresponde a 1 Watt de potencia de salida (en una carga de 50 ohmios). El PA está hecho de acuerdo con un circuito Push-Pull con transistores PD85004. Desafortunadamente, en la configuración actual, la linealidad del amplificador en el nivel de salida máximo deja mucho que desear: solo -40dB IMD3, que se debe a la distorsión en el amplificador operacional alimentado por una fuente de 5V. La placa del transceptor también ofrece la opción de suministrar la alimentación principal del transceptor a este amplificador (10 - 13 voltios), lo que probablemente mejorará los parámetros IMD. En este caso, la tensión de alimentación no cambiará cuando se apague el transceptor, lo que puede no ser deseable en algunos casos. Además, el voltaje de alimentación en este caso no debe ser superior a 13 voltios, de lo contrario, excederá el nivel máximo permitido para este microcircuito. Parece que este problema (¿si es un problema?) necesita más estudio.
El DAC del transmisor sigue siendo el mismo, es el AD9744. El códec de sonido sigue siendo el mismo TLV320AIC23B bien probado. Al mismo tiempo, se ha agregado un pequeño amplificador de audio TDA2822D al sistema de sonido del transceptor, que entrega hasta 0,5 Watts de potencia de salida con un controlador de 8 ohmios, lo que brinda algunas características muy interesantes para el usuario. Por ejemplo, se podría incorporar un pequeño altavoz en la caja del transceptor, lo que eliminaría por completo el uso del sistema de sonido de la computadora de control. Esto sería extremadamente útil cuando se usa un teléfono móvil (teléfono inteligente, aplicación de Android OpenHPSDR) o una mini computadora de placa única tipo Raspberry (proyecto PiHPSDR) como computadora de control. Para conectar un altavoz, la placa tiene un conector correspondiente. Para que el sonido del altavoz no interfiera cuando se escucha a través de auriculares o un sistema de sonido de computadora, el amplificador de sonido puede apagarse mediante una señal del microcontrolador.


El conector RJ-45 del panel frontal está diseñado principalmente para conectar micrófonos de mano (PTT) y es compatible con la gama Yaesu. Se recomienda utilizar el modelo MH-31, que está equipado con un micrófono dinámico de alta calidad y tiene la capacidad de seleccionar el color tonal de la señal generada. Tres botones adicionales están conectados al microcontrolador y se utilizan para controlar las funciones del transceptor, como encender y apagar el controlador de salida de RF, UMZCH.
Otro uso para este conector sería conectar PTT todo en uno desde radios portátiles VHF. Hacer el cableado necesario al conector RJ-45 en casa no es difícil. Dichos auriculares, además del micrófono, también tienen un altavoz en su interior. Para que funcione, se proporciona un interruptor (Puente) en la placa del transceptor, que suministra una señal desde el amplificador de audio a uno de los pines del conector. El pinout estándar de Yaesu no prevé esa señal en el conector, ya que sus micrófonos de mano (tangentes) no tienen altavoz en su interior.

El voltaje de polarización para micrófonos activos (electret) que es generado por el chip de códec no se utiliza y puede tomarse a partir del voltaje de 5 voltios que está presente en el conector.
Se pueden conectar micrófonos de cualquier tipo al conector MIC Mini-Jack de 3,5 mm. Hay un interruptor en la placa que se puede usar para apagar el voltaje de polarización para micrófonos activos generados por el chip del códec. Uno de los pines de este conector se puede utilizar para habilitar el modo de transmisión del transceptor. Esto puede ser útil cuando se conecta un micrófono de escritorio que tenga un botón de transmisión en el cuerpo (PTT). Esta función del conector se puede desactivar usando el interruptor en la placa cuando no se usa, ya que cuando el conector está siendo utilizado, el transceptor puede cambiar accidentalmente para transmitir sin control.
En general, la forma más conveniente de conectar un pedal de control de transmisión es a uno de los pines en el conector de control en el panel trasero, o a uno de los pines en el conector KEY.
Una pequeña pantalla OLED con una resolución de 128*32 píxeles está conectada al microcontrolador de control del transceptor que es un PIC16F1827. Este micro es capaz de controlar el encendido del transceptor, la inclusión del controlador de salida de RF del transmisor, la inclusión del UMZCH y también tiene una conexión a la FPGA. En el futuro, está previsto indicar algunos modos utilizando la pantalla y posiblemente indicar el nivel de SWR en el modo de transmisión. De momento solo muestra el logo.
El ADC de dos canales de 12 bits de baja frecuencia del tipo MCP3202 tiene una oscilación de voltaje máxima medida de 3 voltios y le permite obtener los datos necesarios para calcular los valores de la potencia de salida y SWR.
Como saben, el desarrollo del software de la versión anterior del transceptor se detuvo debido a la falta de espacio en el FPGA de pequeña capacidad. La nueva versión utiliza el potente chip Cyclone 4 EP4CE55F23. El paso de los pines es el mismo que en la versión anterior, lo que significa que no habrá problemas con la soldadura.
El chip KSZ9031 (una versión de bajo consumo de KSZ9021) se utiliza para comunicarse con una computadora que opere en modo Gigabit Ethernet. Este es un detalle extremadamente importante para el transceptor, porque en este caso no hay una interferencia específica del cable de red que afecte a la banda de radioaficionados más importante de 14 MHz. Además, a diferencia del modo de 100 Mbps, la conexión de red ya no será un cuello de botella al transmitir señales desde múltiples receptores a una computadora, incluso con un ancho panorámico de 1536 kHz.
Varias versiones de firmware estarán disponibles para el transceptor, estas son dos versiones de firmware portado para la placa Angelia (proyecto OpenHPSDR), con soporte para los protocolos antiguo y nuevo, respectivamente. Posteriormente, aparecerá el firmware principal del transceptor, con el que revelará todo su potencial y funcionará con su propio protocolo original. Las capacidades del transceptor cuando se trabaja con firmware de la placa Angelia corresponderán a aquellas sin restricciones.
El transceptor funcionará con software SDR como Thetis, PowerSDR MRX, SDR Console V3, QUISK y más.

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Un ejemplo del funcionamiento de SDR Odyssey-2 con el programa Thetis (antena Delta Loop)

Otra demostración funcional de sdr Odyssey-2 y SDR Console V3