RBA-03と言うDIYキット There is an air band radio DIY kit of RBA-03

マルタ島ハムから教えてもらったのですが、BRA-03と言う航空無線機基板キットがあるようです。
I was introduced an air band radio DIY kit of RBA-03.

早速ググってみるとYOUTUBEに紹介ビデオがあり、基板などの資料、さらにPCBWAYでガーバーファイルのダウンロードサービスが行われています。

By Googling I found the introducing video on YOUTUBE and also they are delivering the bare PCB at PCBWAY WEB.

RBA-03, Aviation Airband Receiver on Test Platform, 110-138MHz AM, Sibiu Airport Beacon data

RBA-03 AIR BAND RECEIVER

回路はシングルスーパーでTA7358A自励発振＋ディスクリートIFです。ちょっと感度が低いかも・・。ちょうど、Si4732受信機試作過程でSi5351a利用局発信号発生基板を作り、スケッチ書いたところなので、これを組み合わせるのも面白そうと思っています。

It is a single super heterodyne by using TA7357A self oscillator. The IF is configured with the descrete transisters. I could divert the current receiver's loacl clock portion for remodelling this radio.

The below photoes are the current debugging receiver.

5個 SI4732-A10-GSR RF RX AM/FM 520KHZ-1.71MHZ SOIC

uxcell 360度ロータリーエンコーダ 7ピン 20桁 スイッチ付きエンコーダコード シャフト高さ20mm 5個入り

HiLetgo 0.96" I2C シリアル 128×64 OLED LCDディスプレイSSD1306液晶 STM32/51/MSP430/Arduinoに対応 ホワイト [並行輸入品]

5 個 TA2003 DIP-16 TA2003P DIP TA2003AP DIP16

T opiky エアバンドラジオレシーバーキット、DIYエアバンド航空ラジオレシーバーキット高感度118-136MHz AM

R909-DSP-1602機の操作フロー Operation flow of R909-DSP-1602 radio

Si4732を親受信機に、TA2003フロントエンドにSi5351aモジュールを局発として付加したエアバンド受信機を設計試作しています。ブロックダイヤグラムは次の通りです。　I’m designing the airband receiver with TA2003 as a frond end, Si5351a as a local oscillator, and Si4732 as a mother receiver. The block diagram is below.

Block diagram

ブロックダイヤグラム

その操作体系ですが、中国製エアバンドレシーバーキットのデジタルLO改造(二号機）から始まり、R909とそしてR909-SDR-1602機では操作の流れは同じです。ロータリーエンコーダースイッチを使い、ロータリーエンコーダーを回転させルーレット方式でメニューを選び、ロータリーエンコーダープッシュスイッチで機能を決定するというスタイルです。フロー図を描いてみました。
This rig's operation flow is following R909 style. The rotary encoder with the push switch is acting the roulette to round memu and to select on pushing. I will introduce it by key operation flow diagram as below. 

Operation flow

youtu.be

今後追加組み込みの機能で予定されているのは、Si5351aの基本周波数誤差設定とか、Si4732利用受信機では受信帯域選択などです。 Later I would like to add error correction for Si5351a and selection signal band width.

www.youtube.com

KKHMF 2個 Si5351A Si5351 I2C クロックジェネレータブレークアウトボード8KHz-160MHz I2Cコントローラクロックジェネレータ Arduinoと互換

Arduino Pro Mini 328 – 5 V / 16mhz

R909-DSP感度アップ模索 To improve the sensitivity for R909-DSP

TA2003＋Si5351a＋Si4732＋Arduinoのエアバンド受信機のデバッグ中です。tinySAultraのRF信号発生機能を利用して調べたのは報告しました。　I checked the sensitivity of TA2003＋Si5351a＋Si4732＋Arduino RX by using tinySA ultra RF generator function.

今回のR909-SDRはHRD-737(ANT端子をSMA改造したもの）と同格、ちょっと使い物にならないレベルでした。 Concerning with a former result this R909-SDR RX is same level as aHRD-737(ANT node remodelled for SMA connector). 

比較表

何とかしないといけないと、考え巡らせ、回路見直し、TA2003参考回路と違うのはFM_RF_OUTの負荷であることに気が付きました。1ｋΩだったのをコイルに変えました。120MHzで1ｋΩぐらいのインピーダンスと言うことで400nHにしました。手持ちのアミドンT25-2に8t巻いてnanoVNAで50Ω直列治具で測ったら90Ω+365nHでした。
To increase sennsitivity, I reviewed the schematics and found the the load of TA2003's FM_RF_OUT being insufficient. To replace 1 kohm resister. I made 400nH coil by T25-3 8 turns. By measuring with nano VNA and 50 ohm jig, it reports 90 ohm + 365nH. 

nobcha23.hatenablog.com

抵抗からコイルに入れ替え測ると、受信感度(聴感)が-83.5dBと改善されました。しかし、まだ足りないです。そこで30ｄBLNAを入れてみました。-117ｄBmとなりました。この基板を改版するときはLNAを追加するようにします。 When I changed 1 k resister to 400nH coil, the sensitivity comes up to -83.5dB comparing with former -70dBm. Still low and I add the Chinese 30dB LNA, so it comes -116ｄBm.

Radios and tinySA RF generator

現在のところ、感度、聴感でこのR909-SDR-1602＋30ｄB－LNAが手持ち受信機の中でトップになりました。まだ、いくつか改良点があるので、しばらく楽しめます。

ところで、この実験中に気が付きましたが、tinySAultraのRF信号発生機能は表示は-126ｄBmまで絞れるのですが、-115ｄBmより下げても聴感にあまり変化ありません。 BTW, tinySAultra's RF generator could generates down to -126ｄBm, but I felt that there is scarcely diference under -115ｄBm.

-----------------------------------------

SPEC調べたら、-115ｄBmより下げても変化ないのはその通りでした。

シグナルジェネレータ
    　　　　　tinySA ULTRA
周波数    　　100kHz～800MHz
波形    　　　正弦波
出力レベル　-110dBm～-20dBm
精度    　　　±2dB（-72dBm以下は精度低下）
変調    　　　NFM、WFM    AM、FM

Si4732エアバンド受信機デバッグ中

先の記事で紹介したようにATmega328Pのメモリー使用量を抑えることができ、OLED版の実験が進んでいます。

I’m debugging Arduino controling Si4732 radio for airband communication receiver.

I combined JCR's OLED display with PU2CLR libraly and Si5351a.

https://youtube.com/shorts/03

 

Now on debugging

www.youtube.com

arduinoプロミニatmega328 5 v 16 m mwc avr328p開発委員会のために1個

エアバンドラジオ受信機 DIYキット 118-136MHzAM 12V PCBボード 高感度 電子部品

5個 SI4732-A10-GSR RF RX AM/FM 520KHZ-1.71MHZ SOIC

KKHMF 2個 Si5351A Si5351 I2C クロックジェネレータブレークアウトボード8KHz-160MHz I2Cコントローラクロックジェネレータ Arduinoと互換

 

Si4732使用エアバンド受信機でのArduinoメモリー使用量 To reduce memory usage of Si4732 receiver

Si4732を親受信機に、TA2003フロントエンドにSi5351aモジュールを局発として付加したエアバンド受信機をArduino制御で設計試作しています。ブロックダイヤグラムは次の通りです。　I’m designing the airband receiver with TA2003 as a frond end, Si5351a as a local oscillator, and Si4732 as a mother receiver. The block diagram is below.

ブロックダイヤグラム

試作のレパートリーとしてまず手掛けたのは1602AのLCD16文字2行表示バージョンです。そして、次に取り掛かっているのはOLED128ｘ64ビット表示を使ったものです。なぜOLED表示にこだわっているのかと言うと、出来上がり基板を88ｘ38ｘ70のアルミケースに入れようと思っているからです、表示素子が小さくないといけません。ところが、OLEDをADAFRUITSのライブラリー使うとメモリー不足になってしまいました。このメモリー不足で困るのは、コンパイル通るが、デバッグ時に、実行時メモリー割り当てできず、黙ってストールする言うパターンです。混乱するのは「コンパイルは通ってるのに、なんでやねん」というものです。
At first I used 1602A LCD to be easy to convert the sketch. And next I changed  OLED display for its tiny size to be installed in the aluminum case. This one is tiny but consumes Arduino memory. I have been annoyed that there is insufficient memory on the way of working. Compile is OK, but it can not work actually. Very confusing.

OLED表示はJCR引用、Si5351aはGITHUBのetherkit、Si4732はGITHUBのPU2CLRと言うような具合にスケッチを作り始めました。ところが、メモリー使用量が90％を超え、これではプロセッサを変えないといけないのか、Jasonさんが言うにはOLEDの軽いモジュールにするのかという選択になりました。あんまりメモリーを食いそうでないSi5351aのライブラリーですが、別な理由もありTJ研究所のスケッチに変えてみました。するとなんと使用メモリーが大幅に減りました。次の表のような結果です。
For this sake I diverted JCR sketch asd combined etherkit/Si5351a and PU2CLR/Si4732. Mr. Jason adviced me to change OLED module to smaller one. This time I happened to change Si5351a mojule to TJ lab's one and got back large size memory.

memory usage of Si4732 receiver

CesarSound OLED表示VFO
https://projecthub.arduino.cc/CesarSound/10khz-to-225mhz-vforf-generator-with-si5351-version-2-acdc25

etherkit /　Si5351Arduino　　Jason milldrum
https://github.com/etherkit/Si5351Arduino

PU2CLR Ricardo Lima Caratti 
https://github.com/pu2clr/SI4735

TJ lab. Dr.Uebo
https://tj-lab.org/2017/03/13/si5351/

tinySA ULTRAのSignal generatorを使ってみる Used the signal generator of tinySA ULTRA

Si4732を親受信機に、TA2003フロントエンドにSi5351aモジュールを局発として付加したエアバンド受信機を設計試作しています。ブロックダイヤグラムは次の通りです。

　I’m designing the airband receiver with TA2003 as a frond end, Si5351a as a local oscillator, and Si4732 as a mother receiver. The block diagram is below.

ブロックダイヤグラム

この受信機のデバッグに、この受信機のPANELを独立させて作ったRF信号源が活躍しています。 For debugging this receiver I used RF signal generator diverted the panel portion of the receiver.

RF generator

ＰＡＮＥＬ部信号源

しかしながら、感度評価には出力レベル可変な変調信号が欲しいですね。 However to tune the radio I shall prepare the measurement tool.

そこで、tinySAに信号発生器機能が付いているのを思い出しました。この際手持ち受信機も並べて、簡易感度測定比較をやることにしました。

I remember that there is furnished the RF generator with tiny SA. I will compare the radios of my holding.

受信機のレパートリーですが、中国製アナログ受信キットのArduino制御デジタル化版、R80キット、R909キット、HRD-737がありました。tinySA ULTRAのSignal generatorモードで118.1MHｚを1000ＨｚＡＭ変調かけて受信性能を味見しました。ここでまとめた感度は耳感度なので、追ってもう少しまともに測るべく治具を考えます。

There are the Chinese kit remodeled, R80 kit, R909 kit, and HRD-737. The result of comparison is below.　I measured the value as conviniently. I shall try to make the jigs to get more precise value.

Radios and tinySA

RADIO各種

比較表

R80がコミュニケーションレシーバーに追いつく感度。他はいまいち。今回試作中Si4732型はちょっと実用性がないレベルです。感度アップが必要。

R80's sensitivity is soso, and the others are too low. R909-SDR is too low. I shall improve.

youtu.be

基板の製作についてPCBGOGOの協力を得ました。

www.pcbgogo.jp

メルカリでも売ってます

Si4732を使ったエアバンド受信機の実験中―まずは受かりました R909-DSP receiving

Si4732を親受信機に、TA2003フロントエンドにSi5351aモジュールのLO組み合わせエアバンド受信機を設計試作しています。Arduinoを積んだATmega328PとOLEDやスイッチ類はパネル部基板、Si4732toSi5351aなどがRF基板に配置されています。パネル部基板はVFOとして実験済。

現在RF基板のデバッグ中です。

Si4732部が動き、続いてTA2003の不具合点も判明、残るはフロントエンドのフィルターになり調整してみました。

フロントエンドのフィルターはとりあえず簡単に動かすため、2段スタガーで行きます。ストレー容量を考慮しない定数(120nH/12pF:130MHz)をスタートに、コンデンサ入れ替え、nanoVNAを使い,
トライアンドエラーで求めました。計算値12pFからストレー5pF引いて実装は7pFでもと思ったが、まだ低い方にずれてます。

ＬＴｓｐｉｃｅ回路図

測定写真

イメージ（118＋21.4ｘ２＝160.8）を20ｄBぐらい落したいと思うんで、やっぱり、基板パターン通りにバタワース三段にするか、スケッチがまともになった後で考え直すことにします。

これでフロント通過帯域が確保でき、アンテナにつなぐといつもの大阪国際空港アプローチ連絡周波数がワッチできました。飛行機からの信号は取れるが、基地局側信号がカスカスです。TA2003に変換利得があり、Si4732も21.4MHzで受信機としてそこそこ感度あるだろうと思ってましたが、当て外れでした。LNA入れるべきでした。Si4732のFMは感度良好ですが、AM、特にSWは感度悪いですね。
youtu.be

何とかならんかと思い、30dBLNAと言うモジュールを前に入れてみました。かなりバックグラウンドノイズ増えますが、R80並みの感度になりました。

音量を下げると(Si4732のボリウム)RSSIモニターのi2cシーケンスからの影響と思われるノイズが耳に触ります。

まあ、積み残し点は若干あるものの、受信回路は動いたので、次は本格的にスケッチをいじろうかと思っています。R909のスケッチを活用しているため表示が1602Aの16字2行LCDなのですが、これをOLEDにできないかと思っています。周波数設定関係はR909のスケッチを、表示はJCRの200ＭＨzVFOのスケッチを、Si4732制御はPU2CLRのライブラリーを引き込もうと思っています。この間3つを組み合わせて仮コンパイルしたら、ATmega328Pでメモリーが93％になりました。今考えているケースだと、ATmega328PでOLEDでないと入らないんです。ESP32＋タッチパネルと言う組み合わせも行く行くはありそうですが。

基板はPCBGOGOで作成してもらいました。
www.pcbgogo.jp

The receiver on testing

5個 SI4732-A10-GSR RF RX AM/FM 520KHZ-1.71MHZ SOIC

KKHMF 2個 Si5351A Si5351 I2C クロックジェネレータブレークアウトボード8KHz-160MHz I2Cコントローラクロックジェネレータ Arduinoと互換

HiLetgo 0.96" I2C シリアル 128×64 OLED LCDディスプレイSSD1306液晶 STM32/51/MSP430/Arduinoに対応 ホワイト [並行輸入品]

Love Girl DIP28 ATmega328P-PU MCU ICチップ（UNOブートローダー付き）