SDRx_TRXSDRx_TRX Transceiver SDR Transceiver SDR

con il DDS AD9912con il DDS AD9912

Giuliano Carmignani, I0CGGiuliano Carmignani, I0CG

Giuliano Giuliano I0CGI0CG

Un po’ di storia sui DDS:Un po’ di storia sui DDS:

Il DDS Il DDS AD9912AD9912 della Analog della Analog Devices rappresenta lo stato Devices rappresenta lo stato

dell’arte nella purezza dell’arte nella purezza spettrale ottenibile da questa spettrale ottenibile da questa

categoria di componenticategoria di componenti

Giuliano Giuliano I0CGI0CG

In Principio era l’AD9851In Principio era l’AD9851

Giuliano Giuliano I0CGI0CG

Non era usabile come Non era usabile come generatore diretto. Le spurie generatore diretto. Le spurie

erano talmente tante, e di erano talmente tante, e di elevato livello, da rendere elevato livello, da rendere praticamente obbligatorio praticamente obbligatorio

asservire un PLL al DDS, con asservire un PLL al DDS, con il conseguente il conseguente

peggioramento del rumore di peggioramento del rumore di fase.fase.

Giuliano Giuliano I0CGI0CG

E’ sempre un compromesso. Si accetta un rumore di fase piu’ alto in E’ sempre un compromesso. Si accetta un rumore di fase piu’ alto in cambio di una purezza spettrale (assenza di spurie) maggiorecambio di una purezza spettrale (assenza di spurie) maggiore

Il DDS viene usato come oscillatore di riferimento per un loop Il DDS viene usato come oscillatore di riferimento per un loop asservito in faseasservito in fase

Giuliano Giuliano I0CGI0CG

Pero’, per una applicazione Pero’, per una applicazione SDRSDR

(Software Defined Radio)(Software Defined Radio)il rumore di fase e’ fatale.il rumore di fase e’ fatale.

Si traduce direttamente in Si traduce direttamente in una gamma dinamica ridotta una gamma dinamica ridotta

a causa di fenomeni di a causa di fenomeni di intermodulazione. A volte si intermodulazione. A volte si

preferiscono le spurie al preferiscono le spurie al rumore di faserumore di fase

Giuliano Giuliano I0CGI0CG

Per fortuna alla Analog Per fortuna alla Analog Devices non stavano con le Devices non stavano con le

mani in mano…mani in mano…

AD9951 con DAC da 14 bitAD9951 con DAC da 14 bit

Giuliano Giuliano I0CGI0CG

Risultato : molte meno spurieRisultato : molte meno spurie

Giuliano Giuliano I0CGI0CG

I due chip DDS a confrontoI due chip DDS a confronto

AD9851AD9851 AD9951AD9951

Giuliano Giuliano I0CGI0CG

Abbiamo trovato la Abbiamo trovato la soluzione ?soluzione ?

Magari….Magari….

Un Rx SDR con QSD ha Un Rx SDR con QSD ha bisogno di un clock per il bisogno di un clock per il QSD stesso pari 4 volte la QSD stesso pari 4 volte la

massima frequenza di massima frequenza di ricezione.ricezione.

Quindi 200 MHz per ricevere Quindi 200 MHz per ricevere i 50 MHz i 50 MHz

Giuliano Giuliano I0CGI0CG

E come si comporta l’AD9951 E come si comporta l’AD9951 quando lavora a 200 MHz quando lavora a 200 MHz

output ?output ?Mica tanto bene…. Mica tanto bene….

Giuliano Giuliano I0CGI0CG

Il chip AD9912 con clock da 1 Il chip AD9912 con clock da 1 GHzGHz

Comparazione del rumore Comparazione del rumore di fase tra Generatore di fase tra Generatore Marconi 2022C e DDS Marconi 2022C e DDS

AD9951AD9951

Giuliano I0CGGiuliano I0CG

Intermodulazione in 50 Intermodulazione in 50 MHzMHz

dell’SDRx dell’SDRx Distanza tra i toni 1 KHz, IP3= +22.5Distanza tra i toni 1 KHz, IP3= +22.5

Comparazione rumore di Comparazione rumore di fase tra diversi DDSfase tra diversi DDS

Giuliano I0CGGiuliano I0CG

Rumore di fase scheda Rumore di fase scheda AD9951 I0CGAD9951 I0CG

Misure di Martein Bakker PA3AKE Misure di Martein Bakker PA3AKE

2KHz            -137dBc/Hz     2KHz            -137dBc/Hz      3KHz            -140dBc/Hz        3KHz            -140dBc/Hz        5KHz            -145dBc/Hz     5KHz            -145dBc/Hz     10KHz          -147dBc/Hz       10KHz          -147dBc/Hz       20KHz          -148dBc/Hz       20KHz          -148dBc/Hz       50KHz          -150dBc/Hz        50KHz          -150dBc/Hz        100KHz         -150dBc/Hz 100KHz         -150dBc/Hz        

Giuliano I0CGGiuliano I0CG

Giuliano Giuliano I0CGI0CG

Il kit con l’AD9951 ha avuto Il kit con l’AD9951 ha avuto un notevole successo ed è un notevole successo ed è

ancora valido se usato su TRX ancora valido se usato su TRX tradizionali sino a 50 MHztradizionali sino a 50 MHz

Giuliano Giuliano I0CGI0CG

Ma ora esiste un nuovo kit Ma ora esiste un nuovo kit con l’AD9912 : con l’AD9912 :

Primo prototipo del generatore AD9912Primo prototipo del generatore AD9912

Giuliano Giuliano I0CGI0CG

Prime prove con la demo-board ADPrime prove con la demo-board AD

Ed ecco il risultato Ed ecco il risultato definitivo:definitivo:

l’ AD9912 meccanicamente compatibile con l’ l’ AD9912 meccanicamente compatibile con l’ AD9951AD9951

Giuliano Giuliano I0CGI0CG

Ovviamente anche il clock a 1 GHz deve essere molto pulito per avere Ovviamente anche il clock a 1 GHz deve essere molto pulito per avere quei risultati … la soluzione migliore e’ stata quella di selezionare la quei risultati … la soluzione migliore e’ stata quella di selezionare la decima armonica di un oscillatore a quarzo di qualità a 100 MHzdecima armonica di un oscillatore a quarzo di qualità a 100 MHz

Nuovo clock ad un GHzNuovo clock ad un GHz

Giuliano I0CGGiuliano I0CG

L ‘SDRx_TRXL ‘SDRx_TRX

Giuliano I0CGGiuliano I0CG

Dettaglio pannello Dettaglio pannello frontalefrontale

Board block diagramBoard block diagram

Giuliano I0CGGiuliano I0CG

Prestazioni:Prestazioni:1.1. Ricezione a sintonia continua 2-30 MHz+50 MHzRicezione a sintonia continua 2-30 MHz+50 MHz2.2. Trasmissione 2-30 MHz + 50 MHzTrasmissione 2-30 MHz + 50 MHz3.3. Potenza di uscita : 10 W Potenza di uscita : 10 W 4.4. Commutazione automatica su tre antenneCommutazione automatica su tre antenne5.5. Controllo completo del software POWER SDR Flex Radio Controllo completo del software POWER SDR Flex Radio 6.6. Tutti i parametri sono controllati dal pannellino del Tutti i parametri sono controllati dal pannellino del

SDRx_TRX (frequenza, filtri IF, funzioni DSP ecc.) SDRx_TRX (frequenza, filtri IF, funzioni DSP ecc.) tramite comandi CAT con protocollo Kenwoodtramite comandi CAT con protocollo Kenwood

7.7. Sintonia tramite encoder otticoSintonia tramite encoder ottico8.8. Alimentazione prelevata dal PCAlimentazione prelevata dal PC9.9. Se la finestra del display sul PC è iconizzata l’operatività Se la finestra del display sul PC è iconizzata l’operatività

è identica ad un TRX tradizionale. Con il display del PC è identica ad un TRX tradizionale. Con il display del PC abilitato tutte le funzioni sono comandabili anche con il abilitato tutte le funzioni sono comandabili anche con il Mouse, come su di un SDR tradizionaleMouse, come su di un SDR tradizionale

10.10. La presenza del pannello Frontale consente l’autonomia La presenza del pannello Frontale consente l’autonomia completa dal PC con la sola aggiunta di una piastra DSP completa dal PC con la sola aggiunta di una piastra DSP ( DSPx di KK7P )( DSPx di KK7P )

Giuliano I0CGGiuliano I0CG

Funzioni con il tasto Funzioni con il tasto “DSP”“DSP”

Giuliano I0CGGiuliano I0CG

Funzioni con tasto “FUN”Funzioni con tasto “FUN”

Giuliano I0CGGiuliano I0CG

Piastre del TRXPiastre del TRX Il ricevitore SDRX completo di Il ricevitore SDRX completo di

preselettore automatico a sintonia preselettore automatico a sintonia continua e DDS AD9912 o AD9951continua e DDS AD9912 o AD9951

Giuliano I0CGGiuliano I0CG

PIC control panelPIC control panel

Giuliano I0CGGiuliano I0CG

Vista superiore Vista superiore

Giuliano I0CGGiuliano I0CG

Vista inferiore:Vista inferiore:Scheda filtri TX + Scheda filtri TX + generatore SSB generatore SSB

Giuliano I0CGGiuliano I0CG

Dettaglio filtri TX:Dettaglio filtri TX:E’ stata utilizzata la scheda ALEX del progetto HPSDR E’ stata utilizzata la scheda ALEX del progetto HPSDR

progettata per accettare 100 W sino a 50 MHz (progetto progettata per accettare 100 W sino a 50 MHz (progetto di KE9H)di KE9H)

La piastra contiene anche il misuratore SWR e può La piastra contiene anche il misuratore SWR e può selezionare tre antenneselezionare tre antenne

Giuliano I0CGGiuliano I0CG

Filtri TX Filtri TX (HPSDR ALEX)(HPSDR ALEX)

Giuliano I0CGGiuliano I0CG

Evoluzioni futureEvoluzioni future

1.1. Utilizzo delle schede HPSDR JANUS Utilizzo delle schede HPSDR JANUS ed OZY come Audio ad alte ed OZY come Audio ad alte prestazioni e collegamento USB al PCprestazioni e collegamento USB al PC

2.2. Utilizzo di 2 X AD9910 DDS Utilizzo di 2 X AD9910 DDS sincronizzati I/Q per la generazione sincronizzati I/Q per la generazione diretta della portante di diretta della portante di campionamento sul Mixer QSD campionamento sul Mixer QSD ( senza divisore x 4 )( senza divisore x 4 )

3.3. Aggiunta della banda dei 144 MHzAggiunta della banda dei 144 MHz4.4. PA da 100 WattsPA da 100 Watts