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当前位置:首页>我的DIY作品>H-T1 便携式全模十米机DIY项目(正在进行中)                                      最近更新:2010-5-21

http://blog.sina.com.cn/s/blog_66ed4e460100irjf.html
此博客为方便更新用,也方便大家交流。 

写在前面:

*目前定义的H-T1,主要面向使用过FM单模十米机,对十米传播有一定的了解,喜欢使用进阶机器的爱好者。
*H-T1电路是经过反复实验,本着严谨的DIY态度来研制,满足业余使用,并在某些方面优于一般成品CB机器。
*H-T1将在省电、灵敏度和可移动等方面进行探索。考虑提供给有一定DIY能力的无线电爱好者自行组装调试。

 


Q&A 关于H-T1的问答集

Q:H-T1能工作在其它频率吗? 
A:H-T1是单段设计,旨在提高性能和降低功耗。通过改用不同的中周和部分LC,在PCB不变的情况下,可以工作在20、15、10、6、2米段。

Q:同步推出20米机吗? 
A:有预留,先试10米机,20米放在后面试。10套板试验顺序为:10米、6米、20米、2米各2套,余下二套机动。

Q:H-T1进度能快些吗? 
A:H-T1是业余设计,并且按:实际电路-测试指标-改进验证-画原理图-画PCB图的流程来做的。所以进度会比较慢,请大家谅解。

Q:H-T1相对于FB-125有什么变化?
A:FB-125是十年多前的作品,由于采用比较好的接收前级,所以同样条件比CB机接收好一个档次。现在的H-T1沿用FB-125的前级,并改进了中
频电路,采用双晶体滤波器和东芝中频解调IC TA31136FN,选择性和抗干扰能力优于FB-125,同时也有很强的基带电路,提供带AGC的MIC
放大电路和话音压缩扩展电路。FB-125受当时工艺和我个人水平的限制,制作工艺一般。而目前的H-T1和FB-125不同,是因为我现在不在对讲
机行业,不用赶时间出产品,可以花时间来细细设计。如果说FB-125是做出来的,那么H-T1可以说是雕出来的。

Q:H-T1会有外壳吗? 
A:考虑做个与电性能匹配的外壳,体积比FT-817略大,并有内置足够连续守候2天或间断收发工作10小时的锂电池舱。

Q:安装调试H-T1大概需要什么仪器呢? 
A:要调好机器最少要有100MHz示波器、1kHz~1GHz频率计, 当然如果有1~200MHz信号源更好。

Q:要是只有一个万用表,有希望把H-T1调装好吗?正常工作?
A:工作正常没太大问题,但指标要调好尽量借助仪器。

Q:我没什么焊接经验,也没什么仪器的,要是自己焊贴片还有点悬。 还有大概价格会在啥区间呢?和ALAN9001比如何?这个也是多模10米。
A:组装问题回答同上,要有好些的性能,需借助一些简单仪器。ALAN9001我没有用过,不好直接比。因为设计理念不同,9001是为大规模生产设计的,从ODM利润最大化看,器件用的比较一般(合理)。9001的灵敏度、频率稳定性、功耗等会比H-T1差些。H-T1从高放到解调一路到底都是场效应管,晶体和晶体滤波器都用进口一线品牌,并采用节能设计。相信这些做法工厂是没办法做到的(或者说9001这个价位的CB机不能做到)。关于价格,等前十台机器做出来才能统计。H-T1没有针对什么机型或想超越什么机型,是十多年收集国内HAM的需求,按我自己的能力,参考很多成品机的电路,并加入一些自己的创意,尽力去DIY研发的,希望得到大家的喜欢,用过后说“超值”就很开心了,VY73!

Q:机器的温度稳定性如何?
A:
机器温度性能预计会优于IC-735、TS-440这样的短波机,也会优于CB机一个大级别,目前从器件的选型把关,H-T1采用进口原装TCXO晶振:频率稳定度±2ppm (-10°C~50°C),和频率有关的晶体和边带滤波器,都采用进口工业级的晶体。
整机频率±100Hz(@25°C),开机稳定时间10分钟,误差优于50Hz。
操作温度 (-20°C~60°C) ,边缘的低温和高温有可能需要稍微调一下频率(200Hz以内),
机内带有ADC温度检测,分辨率±0.5°C,可完成温度检测和频率自补偿(预留,还没有实战过)。


H-T1进度情况:


2010-5-21 >>>
现在H-T1因赶做业务项目暂时停下来,大家都很关心,我简单说下接下来的想法。H-T1的硬件都验证的差不多了,现在就是要整机联调,也就是要有软件编程支持。之前做的产品都是用汇编编程的,最多写过32k字节的汇编,主要原因是成本问题,多采用台湾系列MCU,对C的支持不好。汇编的好处是节约资源,对小芯片和小程序来说很合适。坏处就是不易传承和维护。H-T1项目就是这样,之前搞了一年的硬件,再来写汇编。我晕,虽自己攒了十多年的源代码,很多赶时间写的没标注自己都忘了。这次把很多代码放在一起,编了好久,近万行代码,感觉逻辑都发散了,H-T1项目比以前大了,想要实现的功能多了,用汇编头就大 。完成紧急的业务项目后,会改用C来编。现在最缺是工作时间,越快完成项目越好。

2010-3-3 >>>
谢谢各位的关注,目前正在编程,H-T1用了些新器件和新技术,正在做前期驱动子程序构建和试验。细致的工作比较耗时,让大家久等了。

2010-2-2 >>>

发射功放板焊装测试情况: 


调试功放板,参数比预期的好,发射频谱干净,谐波成份很低(-70dB),线性度好。

电路:1×RD06HHF1推2×RD16HHF1;
供电电压:13.8V;
激励功率输入:22dBm(140mW);
PA输出功率:低通前26W,低通后25W;
实测工作电流:3.8A;
效率:48%

H-T1 PA板 定型照


频谱中心50MHz,带宽100MHz(频谱仪输入接50W/20dB衰减器):

 

频谱中心100MHz,带宽200MHz(频谱仪输入接50W/20dB衰减器):


比较重要的3阶互调测试: 

测试条件:

两台标准信号源混合输入,29.000400MHz 13dBm, 29.001200MHz 13dBm。因信号源有效输出为13dBm,合路器插损6dB,13dBm单路驱动时PA输出10W。开启29.000400MHz和29.001200MHz 双路信号,用频谱仪测试3阶互调指标。因为功率余量不大,所以此PA IMD3测试指标只能算中等,但不会影响邻道通信。提高IMD3指标的代价是成本,此测试是模拟自己机器有话音时,发射出去的信号会不会对邻道产生干扰,比如自己在29.100通话,别人在29.105会收听到怪声。


2010-1-18 >>>
H-T1 最重要的3片板,已焊装调试完成了。终于焊完MCU/BB板,共339个器件,工作量不小。
这可是一片很强大的主控板。 H-T1现在就差PA板还没焊了(电路之前也验证过),即将进入总调阶段。

H-T1试制状态:

1:RF、IF板焊装调试完成,指标符合设计预期。
2:驻波比检测电路板,焊装调试完成,指标符合设计预期。
3:PLL双环本振板,焊装调试完成,指标符合设计预期。(2010年1月10日)
4:MCU、BB板,焊装完成。(2010年1月18日)
5:RF PA,还未动工,预计1月19~25日焊装。

 

H-T1 PCB集合 还差PA板焊装,继续努力


 


2010-1-10 >>>
    经过这几天密集的焊装调试,今天已将PLL板搞定了。四VCO连续覆盖55MHz范围,测试LO输出+3dBm,幅度波动小。LO的输出指标高,二次三次谐波抑制的不错,对抗干扰很有好处。另外,发射信号也是来之这片板,所以发射指标和此板密切相关。现在已完成了最重要的3片板,剩下的基带和功放硬件部分相对简单些了。PLL板焊装中发现2处LAYOUT小瑕疵,可简单排除问题,不需要改板即可直接使用,可以节约时间。 
   

附PLL板输出频谱:

 


2010-1-5 >>>
试验驻波比检测电路,测试OK,符合设计预期。这片检测板加在天线与PA板之间,用于实时检测发射功率和驻波比,送MCU运算显示,并随时保护PA免受大驻波比的冲击。

2009-12-06 >>>
RF/IF板_小结: 

晚上把测试飞线从板上焊下来,完成了RF/IF板的调装。小结RF/IF板,电路设计沿用FB-125前级,并没有什么特殊,能体现出好的指标在于到位的高频旁路,细心的LAYOUT,选择合适的优质器件,合理的各级增益分布和级间阻抗匹配。调好这片板,H-T1一半以上的性能就出来了。让我高兴的是,这片板布局合理,没有发现任何布错的地方,没白花检查时间。


2009-12-05 >>>
H-T1 1#RF/IF测试板调装完成 

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

测试指标:

接收部分:
-----------------------------------
SSB、CW接收灵敏度:
-135dBm(0.0398uV)实测SINAD=10dB *10dB为短波可用灵敏度 
-130dBm(0.0707uV)实测SINAD=13.5dB
-127dBm(0.0999uV)实测SINAD=16.4dB
-125dBm(0.1260uV)实测SINAD=18.4dB
失真优于1%@ -100dBm
SSB、CW_AGC起控点:-95dBm
AGC建立时间:优于30ms 
AGC释放时间:快速300mS/慢速1S
音频输出幅度:200mV @-47dBm

FM接收灵敏度:
可用灵敏度达到0.126uV(-125dBm) @SINAD=12dB
失真优于2%@ -47dBm
音频输出幅度:150mV @-47dBm
静噪灵敏度:0.1uV
-----------------------------------

发射部分:
-----------------------------------
SSB调制灵敏度:20mV @满功率输出
输出激励功率:250mW(+24dBm)
载频抑制:60dB
SSB话音带宽:300~2700Hz/-6dB
边带抑制:优于65dB

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

输出激励功率:250mW(+24dBm)
激励功率是直接推PA的,因为没有经过低通,所以可以看到2次、3次谐波。



--------------------------------------------------------------------------------
SSB载频抑制测试: 
1:无话音调制时,载频测试; 
2:20mV 1kHz调制时,输出测试。

结果:载频抑制优于60dB(频谱中心:29.000MHz,频谱宽度:10kHz)



--------------------------------------------------------------------------------
边带抑制测试结果:边带抑制优于65dB
测试条件:
输出激励功率:250mW(+24dBm),20mV 1kHz调制时。
频谱中心:29.000MHz
频谱宽度:10kHz
RBW:100Hz



2009-11-24 >>>
H-T1 1#RF测试板:SSB/CW灵敏度出来了!-135dBm可用灵敏度,不知道是不是最好的? 

1:1#测试板
2:-135dBm(0.0398uV)实测SINAD=10dB *10dB为短波可用灵敏度 
3:-130dBm(0.0707uV)实测SINAD=13.5dB
4:-127dBm(0.0999uV)实测SINAD=16.4dB
5:-125dBm(0.1260uV)实测SINAD=18.4dB

无信号时,H-T1在SSB/CW模式音频输出几乎没感觉到本底噪音。
目前还没经过基带电路滤波和放大,实测超出预期很多,挺意外的。

-100dBm(2.2400uV)实测失真度=1.1% SINAD=39.0dB 
6:-123dBm(0.1580uV)实测SINAD=20.1dB 
7:-100dBm(2.2400uV)实测SINAD=39.0dB
8:-100dBm(2.2400uV)实测失真度=1.1%

 


2009-11-20 >>>
FM模式接收电路调通了:)

H-T1 1#样板在具有优秀的抗干扰指标前提下,可用灵敏度达到0.126uV(-125dBm)。

灵敏度超过预期,现在是在TA31136第九脚接个电阻和电容滤掉高频直接测试的,AF还没进基带电路处理,进基带还能提升2dBm左右(去加重和滤波),实际测试板可以到达-126dBm@12dB SINAD,考虑到PA板还有个低通滤波,插损大约1~2dB,所以整机灵敏度会在-125dBm@12dB SINDA。如果扩宽灵敏度3dB带宽,整机满足-123dBm@12dB SINAD(-123dBm=0.158uV)没有问题。
这个指标是在满足很好的抗干扰指标下得到的,电路使用了日本NDK晶体滤波器,组成的MIX后加单节及IF AMP后解调前加双节滤波器,是相当补品级别的猛料,这么做是为了提升杂讯抗干扰能力(天电干扰)和邻道干扰(渔船)。


2009-11-18 >>>
高放和混频都调好了:) 

信号源输入(RF):29.6MHz,-40dBm;
本振输入(LO): 41.6MHz,+7dBm;
频谱输入探头损耗40dBm;

频谱:center 50MHz,span 100MHz,ref -20dBm。
读出12MHz中频为-30dBm,实际IF输出10dBm,即从天线口经高放到混频,
总增益50dB左右。RF和LO隔离度35dB以上,双场效应管平衡混频效果很好。


2009-10-17 >>>
今天开始DIY了,先吧BPF和LNA调试好,上图。

1:测试板;
2:BPF测试结果1;
3:BPF测试结果2;

BPF插入损耗0.75dB,LNA增益约27dB,整个电路到混频前实际增益25dB。


2009-11-05 >>>
今天先焊些正面的,细致活,上图:



2009-11-04 >>>
拿到PCB,先试制边带滤波器,晶体不直接焊在RF板PCB上,是为了每个滤波器都需调整和测试过,才能保证话音指标。实际测试出来的效果
比搭焊在万能板上好很多,上下边带对称了,隔离度也高了很多。

1:边带滤波器采用进口5ppm工业级晶体,先频率筛选;
2:每只晶体Q值筛选;
3:上板,根据频谱测试结果,更换各电容值;
4:DIY的测架;
5:边带滤波器上测架;


2009-10-02 >>>
H-T1的PCB到了:)  个人历时最久最用心的LAYOUT,有图有真相:


2009-11-02 >>>
从音频端测试,用1.8K、0.8KHz双音测试可以。我测试了下H-T1的样机电路,这两个指标可以达到-25~-28dB和-45~-49dB,一般能出口到美国的CB成品机都优于-25dB和-35dB。估计还是您的功放线性不太好,您可采用双高频源测试(用两台信号源混合)功放,这样就知道功放的IMD指标了。如果用这指标卡业余DIY机器,几乎都过不了这关。IRF系列的管子我没用过,你试试用专用功放管,可能线性会好很多,贵有贵的道理。 附图是我用1.8K、0.8KHz双音的测试H-T1结果。后两图是示范没有频谱分析仪也能大约测试,用普通示波器(绿色屏幕)或数字示波器(黄色屏幕)都可以。



2009-10-16 >>>
感谢大家的一直的牵挂,H-T1的PCB LAYOUT是按最高要求,最用心去画。可以不夸张的说,比我之前的任何产品(作品)待遇更高,约用去我半年晚上的时间,为配合外壳做了很多次重排,现在调文件出来看自己都很开心。此次PCB板多达8片,其中还有不同工艺的镀金板,所以出板时间会比较长。板拿到手肯定第一时间上PP,先发张最后定型的PA板图让大家解馋。


2009-10-02 >>>
H-T1配套件:H-K1迷你自动键体!

H-K1手腕位置发吗视频演示:
http://v.youku.com/v_show/id_XMTIyNzAzMDg0.html

在户外,H-K1自动键体可以如手表放在腕部发码,可以扎在膝部发码。
在室内,可以用螺丝固定在任何重物上发码,是不是很有创意呢? 
朋友们陆续可以看到一些T1的小配件,可以从这些小东西看到我对H-T1的用心。

 


2009-8-20 >>>
刚买了台3.6GHz频谱,RBW到达30Hz,比我在用的HP8921高十倍,对H-T1 DIY晶体边带滤波器测试:中心频率11.99966MHz,带宽:2.7kHz/-6dB,5.5kHz/-60dB,带内波动小于2.5dB,插入损耗约3.5dB。这是在测试板上的测试结果,将晶体装在专用板上后,阻带指标会好不少。以后每个边带滤波器都会这么测试,以保证话音质量和整机指标。

*前2张照片是RBW=100Hz时的测试结果,第三张照片是RBW=30Hz时的测试结果。


2009-08-20 >>>
刚买了台3.6GHz频谱,RBW到达30Hz,比我在用的HP8921高十倍,对H-T1 DIY晶体边带滤波器测试:中心频率11.99966MHz,带宽:2.7kHz/-6dB,5.5kHz/-60dB,带内波动小于2.5dB,插入损耗约3.5dB。这是在测试板上的测试结果,将晶体装在专用板上后,阻带指标会好不少。以后每个边带滤波器都会这么测试,以保证话音质量和整机指标。

*前2张照片是RBW=100Hz时的测试结果,第三张照片是RBW=30Hz时的测试结果。


2009-08-18 >>>刚从上海回厦门,接下来布最后的2片板,即主控板和显示板,预计8月30日前完成。

2009-08-02 >>>完成PLL双环PCB布板,这是一片有350个元件的信号源板,整个机器的本振(LO)来自此板,步进频率10Hz。


2009-07-22 >>>完成射频功放板PCB布板


2009-07-03 >>>完成射频功放板PCB布板

 


2009-06-29 >>>完成SWR检测板PCB布板
 

 


2009-06-15 >>>较早前定义的单模FM十米机,后因爱好者有类似的机器推出,现直接挑战SSB、CW、AM、FM多模十米机。

新定义的多模式十米机:

经过努力,目前已完成电路图审核及各模块链接,目前有较以前定义的单FM手持式改进的有(均为实际功能):

添加功能:功率输出表,SWR表,内置电池电压表、整机电流表,机内温度表,自动温度频率补偿。
双环PLL步进频率10Hz,SSB、CW、AM和FM全模式收发。FM为独立中频,有效改善SSB机FM灵敏度。

性能亮点:收发信都采用场效应晶体管平衡混频电路,动态范围宽,天线输入和LNA都有AGC环路,整机接收信号动态范围达到140dB(-120~+20dBm),强信号不阻塞。发射话放带AGC电路,语音收发双向压扩。接收机快慢AGC可选,适合CW操作。CW中频带宽可以调,改善CW接收效果。

QRP短波电台在SSB发射时使用语音压缩和话筒AGC可以提高SSB发射时的有效信号强度,可增加接收弱信号的可懂度。H-T1操作者离话筒5~30厘米都可以达到满幅输出,有效改善通话品质。

其它:
1:低功耗,RX无信号待机时,整机电流50mA(FM)、80mA(SSB、CW),可电池供电,携带方便,适合在外连续工作;
2:多功能LCD显示,多信道守候,信号强度S表,功率输出P表,内置电池电压表、电流表,机器内部温度表;
3:全部参数电调,如VOL、SQL,调制度、功率、高放调谐。DAC技术,无电位器控制;
4:支持自动键CW报,带自动信标,快慢AGC可选;
5:带话音AGC,语音双向压扩,接收机高灵敏度和高抗扰能力,高SNR及高动态;
6:良好的抗干扰能力,低的EMI和EMC,单片机自干扰降到最低,利于捕捉小信号;
7:采用优质TCXO及高性能PLL,具有低邻道功率和低VCO相位噪声性能;
8:加入发射亚音频(CTCSS)功能,方便打开国外带亚音的十米中继;
9:发射功率25W,天线SWR保护和报警,QRP功率0.1W~25W连续可调;


主要电性能都经过实验样机实际测试,主要技术指标: 
--------------------------------------------------------------------------------
Frequency Range: 
RX: 26.000 - 31.975 MHz
TX: 10m Amateur Bands 
Antenna Impedance: 50 Ohms
Frequency Stability: ±3ppm -20℃~+60℃
Operating Temperature Range: -20℃~+60℃
Audio frequency response: 300 ~ 3,000Hz
Supply Voltage: Nominal: 13.8 V DC, Negative Ground
Operating: 10.8~16.8 V, Negative Ground
Current Consumption: 


TCXO晶振频率稳定度(-10°C~50°C) :±2ppm
频率精确度 @25°C: ±100HZ
开机稳定时间:10分钟误差50Hz内

发射机指标:
发射功率: CW、SSB、FM:0.1~25W AM:0.1~10W
发射电流: 0.3A/0.5A/1.0A/1.5A/3.5A @ 0.5W/1W/5W/10W/25W

接收机指标:

灵敏度:
CW、SSB(10dB SINAD)          :优于0.2μV
AM(10dB SINAD, 1KHz,30%调制) :优于0.5μV
FM(12dB SINAD)               :优于0.158μV

静噪开启灵敏度:
CW、SSB:优于0.5μV
AM     :优于1μV
FM     :优于0.12μV

中频频率 SSB/CW/AM: 第一中频11.9975MHZ FM:10.7MHz 第二中频455kHz@FM

镜像抑制       :优于60dB
中频抑制       :优于80dB
AGC性能起控点  :1.0μV 
AGC建立时间    :优于5ms 
AGC释放时间    :快速300mS/慢速2S
AGC平滑度      :在RF输入改变60dB时,音频输出变化小于6dB (参考值为AGC起控点加3dB)

电压电流表分辨率:
电池电压表:±0.05V
整机电流表:±0.01A
机内温度表:±0.5°C

 


2009-6-1 >>>完成射频功放板电路实验
    经过不懈的努力,RD06HHF1推2×RD16HHF1调试好了,RD06和16管确实比较怪异,之前也没用过,实验期间全部拆掉外围RC重来5、6回,磁环也换了3、4种。现在得到比较满意的数据:12V供电时输出16W,电流2.1A。13.8V供电时输出20W,电流2.5A。16V供电时输出25W,电流3A。效率在53%左右,谐波抑制和线性还不错。


    附RD06HHF1推2×RD16HHF1测试结果:

 

    同时也附2SC1971推2×2SC1945 测试结果:



2008-11-5 >>>定义单模FM十米机

高性能便携式十米机DIY项目

前期规划:
1:低功耗,RX无信号待机时,整机电流10mA,可电池供电,携带方便,适合在外连续工作;
2:多功能LCD显示,多信道守候,信号强度S表,功率输出P表;
3:全部参数电调,如VOL、SQL,调制度、功率、高放调谐。DAC技术,无电位器控制;
4:支持FM CW报,带自动FM信标和FM CW自动键电路,及对方CW报文自动解码;
5:带话音AGC,接收机高灵敏度和高抗扰能力,高SNR及高动态;
6:良好的抗干扰能力,低的EMI和EMC,单片机自干扰降到最低,利于捕捉小信号;
7:采用优质TCXO及高性能PLL,具有低邻道功率和低VCO相位噪声性能;
8:加入发射亚音频(CTCSS)功能,方便打开国外带亚音的十米中继;
9:发射功率5W,天线SWR保护和报警,QRP功率、1W、5W可选及ACP自动功率控制;

注:以上功能会考虑实际硬件情况增减,可能会有变化。


 


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