nobcha23のエアバンド受信機自作ブログ DIY airband receiver BLOG

エアバンドレシーバーキットの組み立て、改造を手掛けます Assemble and remodel Chinese airband receiver kit

R909-DSP受信機2号機の組み立て

R909-DSP受信機と言うのはSi4732を利用したエアバンド、FM放送受信機です。一号機が完成しちょっと感度悪いと思ったが、それはトランジスター実装間違いが原因で、直した結果、期待してたぐらいの感度で動作しています。

 

感度改善の二号機(R909-DSPⅡ)を組み立てていますが、回路ミス、オシロプローブミスでSi4732を二個も壊してしまいました。SOP16の張替えと言うのに初めてチャレンジしましたが、パターン剥がれが二か所発生、何とか張り替えられました。また回路ミスだと思っていたのは、32.768㎑水晶がおかしかったらしく、そちらも交換し何とか試験プログラムで応答が出るようになりました。ステップバイステップで組立て・確認・調整を行っており、RF部(コイルや第一ミキサー)を除き、まずはSi4732をFM放送受信で動かそうとしています。

 

R909-DSPⅡは制御ソフト上で、R909-DSPから変更なく、回路構成としてLNAの追加、バッテリー動作(Li+電池を予定)を盛り込んでいます。音声アンプが2822に代わりました。

R909-DSPⅡをDIAGスケッチでデバッグ

 

今回のデバッグにおいて、i2cスキャンとPU2CLR作シリアルポート動作確認スケッチが活躍しています。いちいちこの二つのスケッチを入れ替えるのも手間なので、今回二つのスケッチを組み合わせ、R909-DIAGにしました。Arduino IDEの「ツール」「シリアルモニター」を使って、コマンド入力、結果出力をします。

つぎの画面コピーを見てください。開始時にコマンドレパートリーが出力されます。

そしてi2cアドレスチェックを行い、i2cバスにつながっているペリフェラルのアドレスを報告します。

その後Si4732をFMモードで立ち上げ、RSSI値を参照します。

英字あるいは数字のコマンドを受け付け、動作、応答するというものです。

R909-DSP DIAG画面

このスケッチを走らせると、次のようにデバッグができます。

1.i2cバス動作で代表されるArduino系のデジタル関連部が動くのかどうかを確認できる。

2.Si4732をとりあえず、FMモードで立ち上げ、FM放送受信し、音声出すようにすると、アナログ系の親受信機以降の動作確認できる。

4.Si5351aの周波数設定コマンドで局発系の動作が確認できる。

次にコイル関連の組み立てが残っているので、進めたいと思います。

 

このR909-DSP試作を技術フォローされたい方は関連データをGITHUBにアップロードしたので、ご参照ください。


基板はPCBGOGOの協力を得て製作しました。

www.pcbgogo.jp

 

 

TCXO12.8MHzの逓倍信号源

秋月電子で売られていた12.8MHzTCXOを使用し作った信号源をtiny SAで測ってみました。

今でも12.8MHzTCXOの後継品が売られています。

12.8MHzTCXOの出力をダイオードで整流、逓倍波スプリアスを増やします。そのダイオードをワンターンコイルに見立て、51Ω抵抗を並行に基板上に立てM結合し、出力信号にするというものです。

The weak signal source

 

ざっとみて12.8MHz出力が0dBm弱、調整用の10倍逓倍波128MHz高調波は大体~60dBぐらい減衰、さらにダイオードと抵抗の結合は-30~40dBぐらいか?足し合わせると~-100dBmぐらいの出力になるかと期待しました。

 

中国製エアバンド受信機キットでつなぐと、かろうじて拾えるぐらいでした。今回の測定で200HzRBWで-119.8dBmとでました。

128MHz

R909-DSP受信機につなぐとばっちり受かります。

 

この信号源のポイントは周波数の精度だと思って活用しています。

 

-‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐追記------------

このSGは1200MHzや2400MHzのトランスバーターとかクリコンの調整用に元々は作ったものなのです。無変調と言う弱点はあるものの信号レベルが受信機の感度レベルに近く、周波数精度が良いので重宝してました。

他のバンドでもどの程度なのかtinySAでさらに観測してみました。

基本波12.8MHzは-115.3dBm。

12.8MHz

50MHz帯、51.2MHzでは-120dBm。

50MHz


145MHz帯近辺、140.8MHzでは-118.3dBm。

140Mhz

435MHz帯では、435.2MHzで-101.6dBm。

435MHz


最後に1200MHz帯では、1267.2MHzで-111.9dBmです。

1200MHz帯

ダイオード端子線のインダクタンス、抵抗との総合インダクタンスが微妙に各バンドで影響し、-110dBm近辺の値になっているようです。ひょっとしたら、配線での漏れなどもあるのでしょう。なお、二極双投スイッチのアッテネーターが付いていますが、シールドがだめなので、効果ありません。


 

GITHUBのR909-DSPのエラッタリストアップデート To update the R909-DSP errata list on GITHUB

こんにちは、R909-DSPですが、GITHUBにアップロードしました。時折、ダウンロードされているようです。

今回、作ってみたいが、疑問点ありますというメールをいただき、ご指摘内容を見直しました。その結果も含めエラッタリストを見直しました。

 

2SC3355ピン配置間違いを修正したら、感度が期待値の-100dBm以下となり、日々のモニターに使っています。後はOLED駆動ノイズと、RSSIモニタースキャンのノイズ対策が残っています。でもそれらはスケルチをかけた待ち受け時に気にならないので、改善意欲が今一つです。

 

OLEDのノイズですが、表示リフレッシュをかけると、ピョロローンとでます。OLEDは3.3V動作なのですが、表示素子駆動は10Vぐらいの電圧を使っており、3.3Vからチャージポンプで昇圧しているらしいです。そのチャーポン動作の供給電流でラッシュが流れ、電圧降下でノイズが発生するようです。

 

YOUTUBEを見ていると、チャージポンプやめて、直接7.5-15Vを供給するという対策がアップロードされてました。

www.youtube.com

 

 

試してみたいDIYエアバンド受信機キット

組み立てたり、改造したり、設計したりしたDIYエアバンド受信機キットを紹介しましたが、次はまだ試してないが、興味あるキット類のリストです。

試してみたい



エアバンド受信機キットの老舗?「套件之家」が供給するキットが色々と品種を増やしています。おととしぐらいR80のV6の回路に関し、問い合わせメールを出したんです。返事では新しいバージョンを開発しているから、そちらで対応すると言う返事が来ました。それで、何が出てくるんだろうと思ってました。

その後新規投入されたのはTEF6686使用のDSP方式製品だったようです。

 

PU2CLRのGITHUBライブラリーではまだ開発中でした。

 

 

現有エアバンド受信機の比較表

R909-DSPと名付けた最新DIY機の改版基板のデバッグ中です。ところで、この間紹介したように現有機5台があります。

nobcha23.hatenadiary.com

比較表を作ってみました。

有機比較

第一IFが10.7Mhzだと、初段フィルタでは118+10.7*2=139.4≒136Mhzがとり切れず、以前から何とかしたいと思ってました。R909-DSPはイメージ対策としてIFを21.4MHzにしています。そしてフィルタ挿入による感度低下を避けるため21.4MHzのセラミックフィルターを採用しました。そうなると、いわゆる帯域外領域のリジェクションにはSi4732には受信変調波帯域制限機能が効果あるのではと期待しました。PU2CLRライブラリーのAMは6kHzがデフォールトのようですが、帯域を狭めると高い音域が落ちるのが分かります。4kHzぐらいが高域音声ノイズ成分が低下し、通話音声了解度への影響度は少ないように思います。

 

新しく「8.333KHzステップ周波数設定」と、「Si5351a較正パラメーターのリアルタイム設定」の機能を作りましたが、R909-DSPには未組み込みで、近々追加の予定です。

 

 

以前からエブリチャンネルシークチェックを作ってみたいと思っています。ステップ周波数25kHzあるいは8.333kHzで全周波数帯をスキャンし、RSSIが一定値あるチャンネルを、連続なのか、テンポラリーなのかで、リスティング記憶しようかというものです。メモリーの容量がどれぐらい必要なのかによって、組み込み機能が変わると思います。面白機能を手掛けるにはArduino UNO互換ATmega328P+OLEDSSD1306では能力不足のようなので、ESP32+LCD*touchに乗り換えることも検討します。

 

R909-DSPを追試されたい場合はPCBGOGO登録でGITHUBにアップロードしたデータの基板を作成すれば可能です。組立説明書、エラッタ、スケッチも用意してあります。

www.pcbgogo.jp

 

 

 

 

 

Introduction to homemade air band receiver (4_4) R909-DSP(Si4732+Si5351a)

(This material is translated version.)

R909-DSP

The last radio I will introduce is R909-DSP. This receiver was designed and sketched by myself based on Jason's idea of the R909 receiver. I thought it worked for the time being, but there were some issues and items that were not achieved and I'm continuing to consider them.

Ever since I started this blog, I've been thinking about making an airband receiver using a DSP chip. This time it finally happened. The configuration is TA2003-Si5351a-Si4732-LM386.

When receiving Airband, the local oscillator from the Si5351a module is input to the TA2003 first-stage mixer section and converted to IF21.4MHz, and the Si4732 operates as an AM21.4MHz receiver. FM broadcasts are directly received by the Si4732 chip. For control, use ATmega328P with ARDUINO UNO loader installed. The operating style uses a rotary encoder and switches to select functions, set parameters, and memorize parameters by double-clicking the switch.

The block diagram of R909-DSP

This receiver has two boards. The CPU, operation switches, and OLED are mounted on the PANEL board, and the front end, Si4732, LM386, and Si5351a modules are mounted on the RF board.

 

2PCBs

 

The PANEL board alone can also be used as a digital VFO for modifying analog station receivers, etc., and an additional Si5351a module can be mounted on the PANEL board. I also created a DEBUG-PANEL board to which WE1602A can be attached during debugging. This debug panel board was used to convert the Chinese Airband receiver kit (No. 1) into a digital VFO. The OLED display is at the limit of the ATmega328P's memory capacity, so the 1602A display is easier to use when tinkering with sketches.

Remodeled the Chinese airband receiver kit


Furthermore, the RF board has a pin header that allows you to add an ADX front-end filter board to the front-end section. I'm thinking of experimenting with an HF band DSP receiver in the future.


I have uploaded the related data of the three types of boards explained above and the current version sketch of the receiver to GITHUB.    

As an example of how to use it, I have uploaded it to YOUTUBE.

www.youtube.com

 

In addition, the width of the RF board has been made 83.5mm so that the RF board can be slid into the drawn aluminum case. In that case, combine it with an OLED version panel. The front and back panels of the case are made from circuit boards, making it neat and compact.

 

Selling case on Aliexpress

 

Introduction to homemade air band receiver (3_4) R909 kit(TA2003+Si5351a)

Next up is the R909 kit. This kit was developed by JasonKits. JasonKits is running as an e-commerce site by Ham on the island of Malta, which sells a variety of electronic circuit boards and kits. In the area of hams, he is distributing open source boards.

www.youtube.com

 

R909 is similar as the RF circuit of R80 V7, and the VFO control part was independently developed using Arduino. The sketch adopts function selection control using a rotary encoder and switch, and incorporates my No. 2 machine sketch. Because of that connection, I cooperated with debugging.


The TA2003 used is a chip that was used in 100 yen shop radios a while ago, and was a favorite among Japanese radio hobbyists. Toragi has published a book about designing radios using TA2003. Written by JA9TTT. AM/FM radio & transmitter production collection (CQ Bunko).

 

 


What makes the R909 unique is that it uses a TA2003 instead of a mixer such as the NE602 in the double super first mixer section, and the other TA2003 is configured as an AM/FM radio after the first IF.

 

ブロックダイヤグラム

There are some problems that have been dragging on since the R80 V7. Two relays are used to switch the AB and FM front end filter sections and to switch the parent radio's AM/FM. However, since the TA2003 switches the AM/FM input using an internal circuit, there is no need to externally switch the TA2003 input signal. Rather than that, the problem is that the external switch is left open when not in use. Especially in the AM position, the high gain FM side circuit input is open, causing oscillation. I found this out when MR.RADIO KITS IN JA pointed out this. Thank you for letting me know.

 

R909 has a double super radio with 1st IF: 10.7MHz-2nd IF: 455kHz, and a single super with IF: 10.7MHz for FM broadcasting receiver. The first IF is 10.7MHz, which is the case with all Chinese airband receiver kits, R80 and R909. This is caused by the availability of ceramic filters and discriminators for FM broadcasting, but images cannot be removed. In airband reception, if you set the upper heterodyne at 10.7Mhz-IF in the 118-136MHz band, the image will be at 118 + 10.7 * 2 = 139.4Mhz, which cannot be removed by the front-end filter. Therefore, I think it would be better to use an IF such as 21.4MHz for airband receivers.

 

The R909's display is a 2-line LCD with 16 characters, but I also tried making a modified prototype that switched to OLED 128x256.