QCX+ Umbau zum Mehrband-TRX mit Steckmodulen

  • Hallo OMs,

    ich habe beim Funkamteur Box73 ein Modul mit SI5351 geordert und befasse mich mit der Programmierung des SI5351. Das Modul habe ich an einen PIC angeschlossen und die Software in Assembler dazu geschrieben. Ich möchte genau wie im QCX von QRP-Labs zwei Ausgänge des SI5351 zur Ansteuerung des Mischers mit FST3253 nutzen. Dabei sollen beide Ausgänge des SI5351 (CLK0 und CLK1) zwar die gleiche Frequenz ausgeben aber eine Phasenunterschied von 90 Grad haben. Im Frequenzbereich 7,040 MHz bis 30 MHz klappt das ausgezeichnet.

    Das Problem: sind Frequenzen kleiner 7,04 MHz wird der Wert für das Register der Phasenverschiebung größer 127. Und das ist nicht erlaubt.

    Der QCX kann das aber, sogar noch bei 1,8MHz. Wie macht Hans Summer die Phasenverschiebung bei niedrigen Frequenzen?


    Weiß jemand wie das im QCX gemacht wird? :(


    vy 73 Andreas, DL4JAL

  • Hallo Heribert,

    danke für die Reaktion auf meine Anfrage. Ich hatte schon befürchtet, dass es zu wenige Bastler gibt, die sich mit so einem Problem befasst haben.

    Der QCX ist eine geniale Entwicklung von Hans. Ich will den QCX etwas erweitern und meine eigene PIC-Firmware einsetzen.


    Ich habe einen QCX+ mit Gehäuse bestellt. Ich will eine kleine Zwischplatine mit einem PIC18F46K22 machen. Der PIC hat noch mehr PINs als der Atmega, die ich eventuell brauche. Mir schwebt vor mit kleinen Steckmodulen, die Bänder 160m bis 17m zu bedienen. Dazu werden die Pins der Vorselektion und die Pins der PA+TP auch wieder auf eine Zwischenplatine geführt, wo die Bandmodule aufgesteckt werden. Somit hätte man einen schönen QCX-Mehrband TRX. Die Erkennung welches Bandmodul steckt, will ich über einen A/D-Eingang und eine Widerstandskombination machen. Da benötige ich nur ein PIN.


    Das sind so meine Ideen. Mal sehen was daraus wird.


    vy 73 Andreas

  • Hallo Heribert,

    ich habe in den verschiedenen "Foren" gestöbert und die Lösung gefunden.

    Meine Berechnungen für die Register des SI5351 gehen immer von einer möglichst maximalen VCO Frequenz aus (in der Nähe von 900MHz). Vorgeschrieben ist der Bereich von 600MHz bis 900MHz. Hans hat herausgefunden, das der Bereich weit unterschritten werden kann, bis 400MHz.

    Damit wird es möglich bei einer Taktfrequenz von 27MHz am SI5351 bis minimal 3,2 MHz an CKL0/CKL1 mit exakter 90 Grad Phasenverschiebung zu gehen. Damit wäre das Problem gelöst. Das 160m-Band benötige ich nicht unbedingt. Damit bleibt der Wert für das Register 166 (CLK1, Phasenverschiebung) im Bereich von 0..127.

    Jetzt muss ich das nur noch in meiner Firmware implementieren.

    Wenn Interresse besteht melde ich mich noch einmal an dieser Stellen, wenn es funktionieren sollte.


    vy 73 Andreas

  • Hallo, ich habe den Hinweis von Hans Summers getestet.

    Ist die Ausgangsfrequenz kleiner 10 000 000 Hz wird als VCO Richtwert mit 400 MHz begonnen die Register zu berechnen.

    Ist die Ausgangsfrequenz größer 10 000 000 Hz wird als VCO Richtwert mit 900 MHz begonnen die Register zu berechnen.

    Hier die Oszillogramme zu den Kontrollmessungen. Rot ist der Ausgang CLK0 und gelb ist der Ausgang CLK1 am SI5351.

    Kontrolle mit 10 000 004 Hz Ausgangsfrequenz

    VCO-Frequenz = 880 000 352 Hz

    Phasen-Wert = 88


    Kontrolle mit 9 000 004 Hz Ausgangsfrequenz

    VCO-Frequenz = 396 000 176 Hz

    Phasen-Wert = 44

    Der Phasen-Wert halbiert sich da auch die VCO-Frequenz etwa halbiert wurde


    Kontrolle mit 3 500 004 Hz Ausgangsfrequenz

    VCO-Frequenz = 399 000 456 Hz

    Phasen-Wert = 114

    Der Phasen-Wert muss immer kleiner 127 sein. Das passt!


    Kontrolle mit 30 000 004 Hz Ausgangsfrequenz

    VCO-Frequenz = 840 000 112 Hz

    Phasen-Wert = 28

    Der Phasen-Wert ist noch groß genug um genau die 90 Grad Phasenverschiebung einzustellen.


    Das sieht doch sehr gut aus.

    Die Berechnung des Phasen-Wertes ist ganz einfach. Der Wert der Phase errechnet sich aus VCO-Frequenz/Ausgangsfrequenz.


    840 000 112 / 30 000 004 = 28 ( nach 28 Sinuswellen der VCO.Frequenz sind 90 Grad Phasenverschiebung erreicht)

    Wenn jemand wissen will wie alles berechnet wird, muss ich das mal in einfacher Textform aufbereiten. Die Firmware habe ich in Assembler für einen PIC18F46K22 geschrieben. Das wird für manche schlecht lesbar sein. Aber auch das würde ich zur Verfügung stellen.

    Jetzt warte ich nur noch auf den QCX+ von Hans, damit ich mit den Zusatzplatinen beginnen kann.


    vy 73 Andreas

  • Oder sogar mit einer 5 oder 8 Bandfilterplatine ? Ohne Steckmodule, alles immer dabei.

    8-Band RF Board – DL2MAN´s HAM Radio Page

  • Hallo Martin,

    ich kenne das Konzept. Ich hatte mir im Frühjahr den uSDX bestellt. Allerdings einen chinesischen Nachbau. Es ist eine ganz tolle Idee die IQ-Verarbeitung in einem Atmel zu machen. Ich kann da nur den Hut ziehen, wie das die OMs mit einem einfachen Atmega hin bekommen haben.

    Ich habe den uSDX wieder verkauft. Mir reichte die Empfangsqualität im Modus CW nicht. Wenn ich das vergleiche mit dem QCX, schneidet der uSDX schlecht ab. Der Direktmisch-RX wie im QCX ist in der Empfangsqualität einfach viel besser.

    Zum "8-Band RF Board" kann ich auch etwas sagen. Der breitbandige RX-Eingang war bei meinen Versuchen auch nicht so günstig. Ich habe ein um 6dB schlechteres S/N Verhältnis gemessen (bei ganz schwachen Signalen). Sicherlich lässt sich da noch etwas optimieren. Ich bin wieder auf Steckmodule gekommen, mit dem RX-Eingang wie im QCX. Aber das ist ja egal. Wenn jemand das "8-Band RF Bord" einsetzen möchte kann ich ja in der FW diese Option mit vorsehen und einenTCA9555 ansteuern.


    vy 73 Andreas, DL4JAL

  • Hallo Andreas

    der QCX ist sicher ein sehr gutes Teil, aber eben nur 1-Bandig, daher Deine Idee mit den Steckmodulen, sehr gut.

    Ja das mit dem Atmega zu machen ist echt "Mega". Zu den beiden Geräte im Vergleich kann ich leider wenig sagen. Aber danke für Deine Info hierzu.

    Die Option für einen TCA9555 fände ich persönlich sehr cool. Da lässt sich sicher was damit anfangen.


    Grüsse Martin

  • Hans hat herausgefunden, das der Bereich weit unterschritten werden kann, bis 400MHz. Damit wird es möglich bei einer Taktfrequenz von 27MHz am SI5351 bis minimal 3,2 MHz an CKL0/CKL1 mit exakter 90 Grad Phasenverschiebung zu gehen. Damit wäre das Problem gelöst. Das 160m-Band benötige ich nicht unbedingt. Damit bleibt der Wert für das Register 166 (CLK1, Phasenverschiebung) im Bereich von 0..127.


    Hans Summers hat auch herausgefunden wie man den SI5351 dazu überreden kann noch niedrigere Frequenzen zu erzeugen. Einen Hinweis dazu findet man im Manual zur Firmware des QDX:


    "Note that for 160m and 630m operation, the QDX uses a different technique to generate 90-degree quadrature oscillator signals on reception. For a period of 20ms the two clock signals are set to a slightly different frequency (12.5Hz apart) such that after 20ms the clocks have exactly 90-degree phase shift; then they are set again to the exact same frequency, and the 90-degree phase difference is maintained."


    73,

    Uli DF7SC

  • Hallo OMs,

    die QCX+ von QRP-Labs ist eingetroffen. Ich habe den Bausatz aufgebaut. Die selektiven Bauelemente für das Band habe ich weggelassen. Dafür habe ich ein Steckmodul vorgesehen.

    Was ich nicht gewusst habe, mit der SW im Atmega von Hans ist ja schon eine Bandumschaltung ermöglicht (1. Preset, 16 verschiedene Frequenzen). Ich brauche nur ein anderes Bandmodul aufstecken und mit Doppelklick "Exit" die Frequenz umschalten. Nur das Senden muss ich noch testen.

    Links ist ein Breitband-Modul, rechts das Modul 40m. Das Modul 80m ist gesteckt. Den Empfänger habe ich mal durchgemessen.

    Messaufbau:

    NWT2 Output - Eichleitung 120dB - QCX+Eingang - QCX-Kopfhörerausgang - NWT-Input extrener NF-Messkopf.

    Die Seitenbandunterdrückung ist sehr gut, fast 50dB. MP1 unteres Seitenband. MP2 Empfangssignal, Bandbreite 250Hz.


    Jetzt folgt noch die Messung der RX-Empfindlichkeit.

    Bei einem Signal von -120dBm ist das NF-Signal noch fast 10dB höher als der Rauschpegel. Das ist sehr gut.


    Ich habe anschließend die gleiche Messung mit dem Breitband-Modul gemacht.

    Grün: Messung mit selektiven Modul 40m. Rot: Messung mit Modul-Breitbandeingang. Der Unterschied ist kaum von Bedeutung. Ich habe diese Messung schon einmal gemacht. Da war der Unterschied größer. "Asche auf mein Haupt".


    Da die Bandumschaltung in der SW schon vorhanden ist werde ich mir Zeit lassen mit meinen Experimenten mit einem PIC18F46K22.


    Ich wollte euch blos mal zeigen wie ich aus dem QCX+ eine Mehrband TRX gemacht habe.


    Wer noch genaueres wissen will, bitte melden.


    vy 73 Andreas, DL4JAL

  • Hallo,

    so jetzt habe ich auch das Senden gemessen. Auf 80m muss ich am TP noch etwas machen. Auf alle Fälle funktioniert das Senden mit meinen Modulen 80m, 40m auch. Betriebsspannung etwas weniger als 12V.

    40m Band in dBm.

    40m Band in Watt

    80m Band in dBm

    80m Band in Watt


    vy 73 Andreas, DL4JAL

  • Hallo OMs,

    ich konnte es doch nicht lassen. Ich habe den Atmega aus der Fassung gehebelt und meine Adapterplatine mit PIC18F46K22 eingesetzt. Das erste QSO habe ich schon getätigt. Es klappt wunderbar. Mithörton funktioniert, die RIT funktioniert und Bandmodul-Wechsel auch. Jetzt werde ich noch einen mini-Richtkoppler nach DL2AVH einbauen zum Messen des SWR und der Sendeleistung.

    Hier ein paar Bilder.


    vy 73 Andreas, DL4JAL

  • Hallo,

    jetzt funktioniert auch die SWR und Leistungsanzeige beim Senden. Verwendet habe ich die Schaltung des MicroRichtkopplers von Helmut DL2AVH.

    Parallel zu den 22nF habe ich noch 100k gelötet und die 1k weg gelassen.

    Oben ist nur der N30 Ringkern zu sehen. Die anderen Bauelemente sind auf der Unterseite. Die Lochrasterplatine wird durch eine richtige fertige Platine ersetzt. Da ist dann der Richtkoppler mit enthalten. Die Adapterplatine mit dem PIC habe ich auch noch einmal überarbeitet und beide Musterplatinen in China bestellt.

    So sieht dann die Anzeige während des Sendens aus. Eine Tune-Funktion muss ich auch noch programmieren.


    Das war wieder ein kleiner Zwischenbericht.


    vy 73 Andreas