SDRx_TRX Transceiver SDR con il DDS AD9912
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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