Статья 'SDR Flex-5000 Суперкачество во всём и везде!'

SDR Flex-5000 Суперкачество во всём и везде!

Введение

В апреле 2007 года состоялось, можно сказать, не кривя душой, эпохальное событие! Был анонсирован новый SDR трансивер Delux-класса SDR Flex-5000. Сегодня исполняется ровно 5 лет с того самого момента. Ура, братья – любители SDR – техники. Будем считать, что эта статья будет приурочена к маленькому юбилею.
Трансивер был представлен несколькими модификациями исполнения, удовлетворяющими потребности большинства продвинутых радиолюбителей. Предназначен SDR Flex-5000 для тех, кто успел «распробовать на вкус» что есть SDR техника вообще. Для тех, кто успел освоить SDR Flex-1000 – первый SDR трансивер в мире и стал ярым поклонником цифрового радио. Для того, кому интересного всё новое и качественное. То, как работает SDR трансивер, словами передать невозможно, это нужно услышать самому! На 2007 год было всего две модели SDR трансивера: самый простой аппарат Flex-1000, предназначенный для начинающих и самый крутой Flex-5000 – для искушенных. Наиболее дорогая модель включает в себя все возможные «навороты» и «прибамбасы» для самых требовательных и продвинутых радиолюбителей, такие как: два полноценных приёмника, автоматический тюнер и модуль работы на УКВ\ДЦВ диапазонах.

Вся линейка трансиверов версии Flex-5000 состоит из следующих моделей:

• SDR Flex-5000A, один КВ – приёмник полосою 1-54 МГц с панорамой обзора 192 кГц и усилитель мощностью 100 Ватт;
• SDR Flex-5000+RX2 -Трансивер по своему наполнению полностью аналогичен Flex-5000A, но имеет на своём борту уже два полноценных приёмника. Причём, стоит особо отметить, что второй приёмник трансивера действительно второй полноценный приемный тракт, со своим смесителем, синтезатором и АЦП, в отличии от второго «недоприёмника» в Yaesu FT-2000 или Icom IC-756Pro3;
• SDR Flex-5000+RX2+ATU -Трансивер по своему наполнению полностью аналогичен Flex-5000+RX2, но имеет на своём борту кроме двух полноценных приёмников, ещё и автоматический тюнер;
• SDR Flex-5000+RX2+ATU+VU – самый-самый навороченный. Можно работать не только на КВ и использовать несколько антенн, но и полноценно работать на УКВ и ДЦВ диапазонах. Выходная мощность УКВ\ДЦВ блока составляет 60 Ватт как на 144-146 МГц, так и на 430-450МГц.

Компания radioexpert.ru является официальным дистрибъютером компании Flex-radio в России и может скомплектовать по вашему заказу любой вариант трансивера из линейки SDR Flex-5000, а так же Flex-3000 и Flex-1500.

Основное отличие трансивера Flex-5000 от классических трансиверов, кроме того что он сделан по SDR-технологии – это использование самых передовых схемных решений, и самых продвинутых и качественных по характеристикам компонентов. Без зазрения совести можно сказать, что трансивер SDR Flex-5000 – на данный момент флагман развития радио! Если брать DDS-синтезатор – то он тут лучший, если АЦП – то он, то же самый лучший! Проработан функционала, набора разъёмов и удобство использования – учтено всё для наиболее требовательного и продвинутого пользователя. Будь то любитель дальних связей или контестмен. Тут и гибкая настройка, шикарного встроенного коммутатора на 3 антенны, и поддержка отдельного входа для приёмных антенн, причём для своего приёмника – свои входы. И отдельный вход\выход для СВЧ – трансвертера. И ещё много всего, о чём будет написано далее.

В трансивере применены самые передовые технологии обработки сигнала. Как было описано в статье «Технология SDR в общих чертах», это трансивер SDR класса и обрабатывает радиосигнал после перенесения его из радиочастотного спектра, в низкочастотный. Уже на низкой частоте, сигнал оцифровывается высоко-скоростным АЦП, имеющим очень хорошие динамические и частотные характеристики. Полная обработка сигнала в самом трансивере, позволила избавиться от звуковой карты и максимально упростить выбор и настройку компьютера, к которому подсоединён трансивер. Управляется трансивер по высокоскоростной шине FireWare-1394. По этой же шине передаётся аудио-поток в/из трансивера. В этом есть небольшое неудобство, так как не все компьютеры на сегодняшний день оснащаются данным интерфейсом. На момент проектирования трансиверов, более скоростных интерфейсов не существовало для того что бы пропустить в компьютер оцифрованный сигнал полосою 192 кГц, разрядностью 24 бит. Потому плату интерфейса FireWare скорее всего придется докупать отдельно, благо, на рынке их присутствует большое количество.

Распаковка

Начнём представление!
Как и Flex-3000 (ссылка) трансивер Flex-5000 завёрнут в пакет и упакован в хорошую коробку с нейлоновыми вставками.

Комплектация аналогичная Флексу-3000. Двойной кабель питания из гибкого провода, Fire-Ware кабель с ферритовыми защелками для защиты от ВЧ-наводок. Качество изготовления кабелей отменное. Кабель FireWare, выполнен с хорошим экранированием, а кабель питания, для уменьшения просадки напряжения на передачу, сделан двойным. Вероятно, такое исполнение кабеля питания было задумано специально для того что бы он остался гибким. Толстый кабель, подобного сечения, было бы уже трудно сгибать с малыми радиусами. Ну и традиционно, в комплекте идёт CD-диск с не самым последним программным обеспечением и краткая инструкция по эксплуатации. Сильно не расстраивайтесь, если программное обеспечение у вас оказалось старое. Скачать самые последние свежие драйвера и самую последнюю версию программы PowerSDR вы можете самостоятельно на сайте производителя www.flex-radio.com.

Как и следовало ожидать, после знакомства с трансиверами Flex-3000 и Flex-1500, компания Flex-radio не стала комплектовать трансивер микрофоном. Возможно, политика фирмы такова была, что покупая дорогой трансивер, покупатель захочет дополнительно и высококлассный микрофон, например фирмы Heil Sound. В такой комплектации совсем не стыдно подойти на круглый стол в выходной день, похвастаться своим сигналом перед друзьями. Ну и, возможно, завлечь ещё кого-нибудь в ряды почитателей SDR-радио.

Поставим наш «мега кубик» на стол.

Передняя панель не сильно обременена органами управления. Всего лишь 8-пиновый круглый микрофонный разъём и разъём на наушники стандарта 6.3 мм. С одной стороны это хорошо, меньше кнопок – меньше внимания к аппарату, но с другой, ощущения что «пользуешь вещь» отсутствует. Лично по мне, так, убрать этот кубик под стол с глаз долой и нормально.

За то задняя панель изобилует разъёмами под любые мыслимые и немыслимые задачи. Тут и полноценный антенный коммутатор, и всяческие входы/выходы звука и даже Fire-Ware разъёмов 2 штуки! И конечно есть «барашек» для подключения заземления - куда же без него. Всю эту прелесть более подробно мы рассмотрим ниже.

Что внутри

Как было сказано выше, трансивер Flex-5000 создан на базе самых передовых технологий и деталей в мире!
Начнём с антенного коммутатора. Как и положено, в аппарате топ-класса, должно быть не меньше 2-х антенных входов. К примеру, в Icom IC-7800 их 4 штуки. В нашем трансивере Flex -5000 классических разъёмов 3 штуки, плюс 2 входа для приёмных антенн и один программируемый выход. Большое количество антенных разъёмов и возможность их программировать в зависимости от диапазонов – это несомненный плюс в сервисе. На сегодняшний день антенный коммутатор - это обязательный атрибут в радиошеке продвинутого радиолюбителя. Хорошо когда этот коммутатор уже встроен в трансивер. Надо полагать, что человек, покупающий трансивер топ-класса уже имеет несколько антенн, и возможно у вас то же есть отдельная антенна, предназначенная только для приёма. Особенно этот вопрос актуален для любителей дальних связей на низкочастотных диапазонах. У особо продвинутых «дальнобоев» обычно несколько антенн на каждый диапазон и на каждое направление частей света. Для особо продвинутых пользователей, которые умеют паять и собирать сами диапазонные антенные фильтры есть отдельный программируемый антенный выход, который коммутируется с основными антенными входами\выходами. Это позволяет, обойдя сложную внешнюю коммутацию программно подключить одну из основных антенн через внешний фильтр ко входу приёмника. Это уменьшает риск повреждения входа приёмника при невнимательной разводке и случайного заведения выхода передатчика свой собственный вход или вход второго приёмника.

Фото: Задняя антенная панель трансивера конфигурации SDR Flex-5000+RX2+ATU+VU

Технологию SDR теперь есть возможность применять не только на КВ диапазонах, но и в УКВ, ДЦВ и даже на СВЧ диапазонах. В старшей версии трансивера, УКВ и ДЦВ блоки на 145 и 435 МГц уже присутствует. Для начальных конфигураций трансивера, модуль УКВ нужно докупать или делать самому трансвертер. Но на всех версиях есть вход\выход трансвертера. Если вы захотите использовать трансивер на 145-435-1290 Мгц, то можно приобрести трансвертер или сделать его самому на любой диапазон частот. В данном режиме сигнал с УКВ\ДЦВ\СВЧ диапазонов переносится в удобную нам промежуточную частоту, которую можно вручную задать в программе, и трансивер будет уже обрабатывать все сигналы на данной промежуточной частоте. Причем как на приём, так и на передачу.
Для интересующихся подробностями – вот фото платы и схема внутреннего коммутатора:

Как видим, коммутация основных антенн выполнена, на высококачественных реле, а вся остальная коммутация на высокочастотных CMOS-ключах PE4259, имеющих низкое проходное сопротивление. Описанием этих ключей можно ознакомиться тут.

Все внутренние соединения между платой коммутатора и приёмным трактом выполнены с помощью тонкого коаксиального кабеля и миниатюрными разъёмами.

На сегодняшний день существует 2 версии антенного коммутатора. Ообыкновенная - HRFIOPC-0018 и версия HRFIOSO2RPC-0021. Вторая версия специально сделана для радиолюбителей – контестменов. Режим SO2R – это режим работы одного оператора во время соревнований на 2х физических радиостанциях (Singleoperatorand 2 radio). Такой режим позволяет, работая на одном диапазоне одновременно вести поиск на другом диапазоне или на этом же, а так же свести к минимуму время для перехода с одного диапазона на другой. Во время соревнований, как известно, секунды решают всё!

Входные фильтры, предусилитель по приёму

Входные тракты первого и второго приёмника полностью идентичны. Они содержат в себе 11 полосные ФНЧ 11-ого порядка.

На входе приёмника стоят 4х-контурные ФНЧ с дополнительными фильтрами-пробками на 3-ю и 5-ую гармоники, что обеспечивает хорошую селективность. При расстройке на одну октаву, подавление за пределами полосы пропускания у такого полосового фильтра превышает 40 дБ. Схемное решение очень грамотное т.к. смеситель в трансивере хоть и очень хорош, но всё же не идеален и имеет маленький недостаток в виде приёма помех на нечётных гармониках. Катушки ДПФ выполнены на стандартных дросселях. Надо думать, что их добротности хватает для обеспечения необходимой селекции. Вопросы вызывает применение полупроводниковых ключей в коммутации ДПФ. Есть мнение, что применение полупроводников коммутации снижает динамический диапазон приёмника и может вызвать прямое детектирование сигнала. И для того что бы все эти проблемы избежать – необходимо применять только высококачественные реле.

Думаю это мнение не безосновательно, но было основано на том, что раньше применяли в качестве коммутации pin-диоды. В данном же трансивере применяются специализированные ключи, которые не ухудшаю характеристик приёмника и не подвержены прямому детектированию.

Для обеспечения высокой линейности и высокого коэффициента усиления, предварительный усилитель приёмника выполнен по мостовой схеме. Применены высоко линейные монолитные усилители микросхемы SBF-4089 с дополнительной фильтрацией сигнала по входу. Даташит на микросхему смотрим тут:

Узел фильтрации и усиления на втором приёмники выполнен 1:1 как приведено на фото, его вы можете увидеть на фото ниже.

Малосигнальный тракт основного и второго приёмника

Приёмники трансивера Flex-5000 по структуре построения такие же точно как в трансиверах Flex-3000 и Flex-1500. Это физическая пара приёмников прямого преобразования, с двумя выходными сигналами, сдвинутыми на 90 град. Смеситель приёмника выполнен на аналоговых ключах с парафазным включением на микросхеме 74CBT3253 – аналоговом мультиплексоре. Такое смеситель по энергетике обладает наилучшим КПД преобразования. МШУ приёмника, выполнен на современных сверхмалошумящих сдвоенных дифференциальных операционных усилителях THS4520. Описание на этот МШУ ОУ тут: Сравнивая даташиты на применяемые операционные усилители в схемотехнике трансивера Flex-1000 и Flex-5000, можно сделать вывод о том, что выбор ОУ THS4520 – было лучшее решение. На сегодняшний день, даже по прошествии 5 лет, мы можем убедиться, что Флексы сделали правильный выбор и применяемые микросхемы и по сей день остаются актуальны по своим характеристикам.

Второй приёмник трансивера выполнен по точно такой же структуре. Максимальная комплектация трансивера Flex-5000 содержит в себе 2 полностью независимых приёмных тракта. Основной приёмник выполнен на «материнской» плате трансивера, которая несёт на себе кроме собственно приёмника, ещё передающий тракт, узлы управления всем трансивером и узлы связи с внешними устройствами. Второй приёмник реализован на отдельной плате и содержит все необходимые узлы отдельного приёмного тракта, начиная от входного аттенюатора, предусилителя и диапазонными фильтрами. Так же он содержит свой независимый АЦП и синтезатор. Во все младшие версии трансивера Flex-5000 второй приёмник может быть установлен как опциональный модуль.

Если сравнивать этот узел трансивера с классическим трансиверами типа Yaesu FT-2000, то можно увидеть, что второй приёмник трансивера Flex-5000 отличается кардинально по структуре подключения. Если в трансивере FТ-2000 мы можем слушать второй приёмник только на диапазоне основного приёмника, то на Flex-5000 можно программно переключить на любой антенный вход и задействовать его самостоятельно на любой диапазон без потери параметров.

Малосигнальный передающий тракт

Передающий мало сигнальный тракт, как и приёмный, собран точно на той же элементной базе. Предварительное усиление выполнено на таких же современных сверхмалошумящих сдвоенных дифференциальных операционных усилителях THS4520, благо они имеют кроме малых собственных шумов ещё дифференциальный выход с высокой нагрузочной способность. Смеситель передатчика выполнен на аналоговом мультиплексоре 74CBT3253.

Все параметры передающего тракта настраиваются автоматически. Осуществляется настройка с помощью ЦАПа. Микросхема AD5263 выдаёт управляющее напряжение смещения на операционные усилители и тем самым регулирует подавление основного несущего сигнала и участвует в подавлении зеркального канала на передачу.
Для обеспечения высокого качества и чистоты сигнала, после смесителя и предварительного усилителя стоят дополнительные ФНЧ 4-ого порядка. На 80м и 160м диапазоне на отдельных платах выполнены ФНЧ 11-ого порядка. Таким образом, на оконечный усилитель приходит идеально чистый сигнал.

Оконечный усилитель ВЧ мощности

Усилитель трансивера вынесен в отдельный, хорошо экранированный отсек. На одной плате с оконечным усилителем мощности собран драйвер усилителя и фильтр низких частот (ФНЧ). За годы изготовления трансиверов, схемотехника усилителей отработана очень хорошо и находится на достаточно высоком уровне. Сегодня разработаны и повсеместно используются транзисторы, специально предназначенные для линейного усиления сигналов на КВ или УКВ диапазонах. Соответствующее типовое решения можно увидеть так же в нашем трансивере. Драйвер выполнен на полевых транзисторах средней мощности RD16HHF1, они специально разработаны для линейного усиления сигнала в полосе частот 1-60 МГц и имеют высокий КПД усиления. Оконечный каскад выполнен на полевых транзисторах RD70HHF1. Это мощные транзисторы, так же предназначенные для оконечных каскадов. Высокое КПД усилителя обеспечивается двухтактным включением каскадов и работа в режиме АB, что так же способствует подавлению синфазных помех при усилении и подавлению чётных гармоник. Трансформатор сложения мощности выполнен на высококачественных ферритовых трубках, что обеспечивает высокое КПД сложения и очень маленькие потери. Т.о, из-за применения качественного феррита, выходной трансформатор практически не греется во время передачи.

В передающем тракте, как и в приёмном, всё управление смещениями всех транзисторов осуществляется программно посредством микросхем ЦАП AD5263. На микросхеме АЦП AD8728 реализован программный датчик превышения КСВ и датчик напряжения смещения оконечного каскада. Даташит на микросхему смотрим тут и тут.

ЦАП смещения

АЦП датчика смещения и КСВ

ФНЧ

ФНЧ усилителя выполнены на кольцах фирмы AMIDON. Из фото хорошо виден профессиональный и качественный подход к конструированию - на каждый диапазон применены кольца наиболее подходящие для данного конкретного диапазона. Точно такой же подход мы видим в трансивере Flex-3000.

2х-звенные ФНЧ 7-ого порядка в трансивере выполнены по стандартной П-образной схеме. Применены 7 фильтров на все основные диапазоны. Подавление 2-ой гармоники таким ФНЧ составляет лучше 40 дБ и лучше 60 дБ подавлены высших гармоник. Следует отметить, что вся коммутации осуществляется высококачественными реле японского производства. Это вам не китайские Tanbo, JRC или, что ещё хуже NO NAME. Словом – настоящий Американец!

Управление режимами и связь с РС

Интерфейс связи трансивера с компьютером практически идентичен тому, как это реализовано в трансивере Flex-3000. Применены те же самые микросхемы и точно такаяже схемотехника включения.

Интерфейс связи с компьютером реализован на отдельном чипе TSB41AB2. Он включает в себя 2 физических порта - IEEE1394, который соединяется непосредственно с чипом управления TCD2210. В трансивере Flex-5000 второй физический порт реализован, в отличии от его младшего собрата Flex-3000. Сделано это для увеличения надёжности аппарата. На радиолюбительских форумах были заметки, где люди писали об одном выгоревшем порте во время грозы или при глобальном сбое по питанию. И в этом случае, наличие второго порта является очень хорошим подспорьем – при выходе из строя второго порта, подключаем второй. Спокойно работаем в эфире дальше и ищем микросхему порта на замену.
Управление всеми аудио потоками осуществляется специальной микросхемой TCD2210 - т.н. системой на кристалле ASIC, включающей в себя 32-битный ARM-процессор. В этой микросхеме осуществляется обработка цифровых аудио потоков, приведение их к стандарту IEEE1394, управление режимами приёма\передачи, управление синтезатором частоты.
Для желающих ознакомиться поближе с описанием микросхем – идём на сайт TCTECHNOLOGIES. А порт IEEE1394 смотрим тут.

Выбор столь специфического интерфейса связи не случаен. Для того что бы обработать полосу частот в 96-192 кГц с разрядностью 24 бита с минимальной задержкой, необходимо обеспечить хорошую пропускную способность канала связи. Интерфейс USB 2.0 позволил с нужными характеристиками обработать всего 48 кГц, и на нём был реализован бюджетный проект Flex-1500 (ссылка). Поэтому разработчики от интерфейса USB 2.0 отказались и применили интерфейс IEEE1394, который смог обеспечить нужную скорость. На время разработки Flex-5000 более скоростного и широко распространённого интерфейса еще не было. Сегодня уже есть интерфейс USB 3.0, и LAN-интерфейс, который совершеннее и быстрее интерфейса IEEE1394. Будем надеяться, что в скором времени Flex перейдут на USB-интерфейс последнего поколения или придумают ещё что-нибудь.

Тракт приёма и передачи АЦП и ЦАП

Тракт приёма и передачи в трансивере Flex-5000 выполнен иначе, чем это сделано в трансиверах Flex-3000 и Flex-1500. Каждый из приёмников после МШУ ОУ, подключается к своей микросхеме АЦП. АЦП на основе микросхемы AK5394 и сегодня является самым лучшим АЦП по таким характеристикам как собственные шумы и динамика. Даташит на микросхему тут:
Краткие характеристики:

Из краткого описания на микросхему мы видим, что она обладает поистине выдающимися параметрами по шумам и динамике. Применяя АЦП AK5394, удалось реализовать полосу обзора приёмника 192кГц с динамикой в пределах полосы оцифровки порядка 120дБ и сохранением линейности приёмного тракта в этой полосе. На основе этой микросхемы АЦП и сегодня делаются лучшие звуковые карты и аппаратные обработчики звука.

Тракт передачи выполнен на микросхеме CIRRUS LOGICCS42448. Это современный, 24-битный высокоскоростной АЦП\ЦАП с очень высокими динамическими характеристиками и минимальными собственными шумами. К этой же микросхеме подключаются аудио сигналы с шины Flex-ware, обрабатывается сигнал с микрофона, выводится балансный выход звука и заводится на неё балансный вход. Даташит на микросхему смотрим тут.

Всего в микросхеме задействовано 6 дифференциальных входов АЦП и 6 дифференциальных выходов ЦАП.
2 входа АЦП используется для балансного входа, один для микрофона, один линейный вход и один – линейный вход с шины Flex-ware.
2 выхода ЦАП используются для смесителя передатчика, один выход идет на усилитель для наушников, один на выход для внешней акустической системы, один выход используется для линейного выхода и один выход идет на шину Flex-ware.
Вот такое многообразие на все случаи жизни наблюдается на задней панели трансивера Flex-5000

Синтезатор гетеродина

И на конец, самое интересное! Представляем главное устройство нашего трансивера – синтезатор гетеродина. Вокруг этого блока на протяжении нескольких лет идут горячие споры. «А действительно ли это самое лучшее?» или «А как это реализовано?» и другие подобные эпитеты. Вызвано это было реалиями Российской действительности. На территории нашей страны, в огромном количестве и по сей день используются клоны ещё первого трансивера – Flex-1000. Его схемотехника, оказалась настолько удачна – что её повторяли все, а самые предприимчивые, начали выпускать модифицированные клоны. Главным камнем преткновения оказался синтезатор частоты. Микросхема ДДС синтезатора AD9854, наиболее подходящая для этого трансивера оказалась самой доступной на протяжении нескольких лет. Но в то же время, она оказалась сильно прожорливой по питанию, очень сильно греется и имеет не самые лучшие параметры по шумовым характеристикам. В то же самое время Flex-5000 – наиболее лучший аппарат, оказался очень тяжел по цене и трудно доставаем из самих Соединённых Штатов для большинства Российских радиолюбителей. Потому продвинутые радиолюбители начали анализировать схемотехнику Flex-5000 и пытаться реализовать «дома на коленках» похожий синтезатор. Некоторым даже это удалось…

Итак, главным элементов SDR-трансивера является его синтезатор гетеродина. Во многом от него зависит качество картинки спектра радиоэфира на экране монитора, количество пораженных частот - спурами - (продуктами нелинейного построения синусоиды сигнала), нижний уровень шумовой дорожки в ближней зоне от сигнала (при расстройке 1-5 кГц от 0 Гц), качество излучаемого сигнала в радиоэфир. И в целом – комфортная работа в эфире.

Стандартом де-факто с недавнего времени в структуре построения гетеродинов стало применение DDS-синтезаторов.
DDS-синтезатор (DirectDigitalSynthesis) – это новый тип синтезаторов частоты. Выполнен он на принципе математического построения синусоиды. В отличии от синтезаторов классического типа, выполненного с применением петли фазовой автоподстройки частоты (Синтезатор с ФАПЧ, он же PLL), в синтезаторе DDS отсутствуют частотозадающие LC цепочки. Тем самым мы имеем потрясающую стабильность частоты, определяемую внешним высокоточным тактовым генератором. И возможность перестройки синтезатора с шагом в доли Герца. Современная технология высокой интеграции цифровых схем позволяет выполнить синтезатор DDS на одной микросхеме с минимум внешних элементов. Стоимость таких синтезаторов на сегодняшний день получается низкой и их можно применять даже в самодельных конструкциях.

В трансивере Flex-5000 применен синтезатор фирмы Analog Devices AD9959. На сегодняшний день – это один из самых «чистых» и качественных DDS-синтезаторов. Даташит с шумовыми характеристиками можно посмотреть тут: или картинки уже есть в описании Flex-3000. Для достижения лучших характеристик синтезатора разработчики трансивера пошли на ухищрения. Тактируется DDS-синтезатор с помощью хитрой схемы частотою 500 МГц. Генератор 500 МГц собран на PLL синтезаторе AD9511. Даташит тут.
ГУН 500 МГц представляет собой интегральный генератор VFVX-100 –сверхмалошумящий генератор height=с низким джиттером и парафазным выходом. Описание его смотрим тут.

Дальше всё как обычно. На выходе DDS синтезатора стоят ФНЧ 9 порядка. Все ФНЧ работают в 2-х фазном дифференциальном режиме.

Сама микросхема ФАПЧ тактируется высокостабильным кварцевым SMD генератором частотою 10МГц.

При данных характеристиках опорного генератора удалось получить очень высокую чистоту сигнала от DDS синтезатора при достаточно хорошей стабильности. Но для специальных видов цифровой связи или при использовании трансивера на УКВ/ДЦВ или СВЧ диапазонах существующей стабильности может не хватить. Для того что бы этот недостаток свести к минимуму без существенного удорожания трансивера, разработчики поставили коммутируемый вход от внешнего рубидиевого высокостабильного генератора.

Автоматический тюнер

В трансивере Flex-5000 применён свой автоматический тюнер, управляемый из программы PowerSDR. Автоматический тюнер идёт как отдельная плата и в младших моделях трансивера отсутствует. Плату тюнера можно приобрести как опцию и вставить в трансивер своими силами. В более дорогих моделях плата уже установлена в трансивер с завода.

При ближайшем рассмотрении - ну чистая копия какого-нибудь тюнера LDG. Однако, если присмотреться, то становится очевидно, что сходств много, и это связано с универсальностью схемных решений. Г-образная цепочка переключаемых индуктивностей и ёмкостей применена в автоматических тюнерах многих фирм, а так же датчик падающей и отраженной волны – он то же везде одинаков. На этом сходства кончаются. Дальше разные фирмы применяют разные микропроцессоры, а соответственно программные алгоритмы поиска минимума КСВ и согласования. В своём тюнере для анализа КСВ и подстройки согласующих звеньев фирма Flex Radio, применила PIC-контроллер PIC16F876 со своей программой управления и связью с компьютером через UART-интерфейс. Это хорошо видно по применяемой микросхеме ADM232.

В узле перестройки индуктивности применено 7 звеньев и 7 звеньев в узле перестройки ёмкостей. Схемотехника тюнера позволяет подключать LC – звенья параллельно или последовательно с нагрузкой. Это означает, что тюнер сможет перестраиваться широкой полосе сопротивлений, чем обеспечивается широкий диапазон согласовываемых импедансов. При данной схемотехнике тюнер может подстраивать КСВ=3:1 , или более широкий диапазон КСВ=7:1.5

Внешняя коммутация

В трансивере хорошо продумана коммутация внешних устройств. Эти три независимые коммутационные линии могут быть использованы для коммутации внешних устройств, например усилителей мощности или трансвертеров. Одна или несколько коммутационных линий может быть задействованы одновременно. Из программы можно задать необходимую задержку или привязать выход к нужному диапазону. Выход ТХ представляют собою выход с открытым коллектором и допускают подключение нагрузки током до 400мА и напряжением до 50В.

Из схемы хорошо видно, что выход коммутационной микросхемы ничем не защищён, потому вполне возможны повреждения этого узла. Хоть буферная микросхема применена и копеечная, но кому охота заморочка с перепайкой её в случае «случайного» выгорания? Потому лучше применять правильные схемы коммутации, развязывать хорошо цепи заземления и применять дополнительные буферы в цепях самой коммутации. Об этом я много писал в теме о мифах тут:

Блок УКВ и ДЦВ

Ну а теперь гвоздь программы! Описание того – чего нет практически нигде в сети. Блок УКВ и ДЦВ.

Вот так это дело выглядит снаружи. Под платой УКВ стоит ещё один массивный радиатор, который охлаждается воздушными потоками от вентилятора. Глядя на фото становится понятно, почему УКВ не продаётся как опциональный модуль. По видимому, множество проводов и коаксиальных соединений подразумевает сложную систему управления. Нечто подобное мы можем наблюдать в монтаже модуля на 1200МГц для трансивера Kenwood TS-2000. Что мы видим из схемы? УКВ и ДЦВ блок собою представляет обыкновенный трансвертер, который переносит спектр сигнала на частоты 19-23 МГц для диапазона 144-148 МГц или на 32-38 МГц – для диапазона 432-438 МГц. ПЧ для УКВ составляем 125 МГц, 400 МГц, для ДЦВ. Основа гетеродина – это программируемый делитель частоты на микросхеме AD9512, сигнал на который подаётся с материнской платы и синтезатора 500МГц. 400МГц опора получена методом смешения сигнала 500МГц и 100МГц, полученного с дополнительного делителя частоты.

Судя по тому, что на плате находится много фильтровых блоков, можно с уверенностью сказать, что схемотехника блока продумана правильно. Блоки УКВ и ДЦВ разнесены по плате в свои стороны. Все сигналы должны иметь высочайшую чистоту и качество. Весь мало сигнальный блок, дополнительно закрыт экраном и хорошо защищён от внешних электромагнитных помех.

Отдельным блоком идёт усилитель мощности. Он собран на специализированных гибридных сборках - усилителей мощности, которые широко используются в мобильных УКВ и ДЦВ радиостанциях.

Надо отметить, что в усилительном блоке применены не самые простые усилители на 25-30 Ватт, а самые мощные! На 60 Ватт УКВ и 60 Ватт ДЦВ. Даташиты на эти усилительные модули можно посмотреть тут и тут. Каждый их этих модулей имеет свои ФНЧ по выходу.

Вентиляция

Всё это богатое хозяйство обдувает хороший мощный вентилятор. Все блоки располагаются в корпусе так, что обеспечивается беспрепятственное движение воздуха. А если вдруг вентилятор прикажет долго жить – то его всегда легко можно купить в ближайшем компьютерном салоне.

Резюме

На протяжении 5 лет трансивер Flex-5000 является воплощением самых последних и лучших достижений в SDR технологиях. Трансивер DELUX-класса вобрал в себя все лучшие технологии цифровой обработки сигнала, а его программное обеспечение развивается и совершенствуется по сегодняшний день. Трансивер Flex-5000 удовлетворит все самые изысканные требования и пожелания при работе в эфире не только любителя отдохнуть у трансивера в эфире, но и любителя охоты за дальними станциями и даже продвинутого контестмена.

radioexpert.ru,