Radioamatérské UTC hodiny řízené GPS

Na jaře proběhla u nás na ústavu soutěž Freescale Technology Application (zkráceně FTA), zaměřená na využití součástek firmy Freescale. Protože se šéfovi ve skříni válel multiplexní displej pro hodiny s nedodělaným řízením, který zbyl po jakési ne právě dokonalé bakalářce, a času bylo málo, padla volba na realizaci řídicího systému na bázi procesoru MC9S08AW16CFG (Freescale si opravdu libuje v nezapamatovatelných značeních součástek).

Hodiny byly navrženy tak, aby zobrazovaly UTC čas, s výhodou bylo využito staršího GPS modulu od Leadteku, který i při slabém signálu nepostačujícím pro navigaci vracel spolehlivě údaj o přesném čase. Navíc přímo ve formátu UTC. Zkrátka ideální konstrukce do KV vysílacího koutku na radioklubu OK2KOJ.

Některé z prací byly / budou publikovány na serveru hw.cz, dostal se mezi ně i můj článeček. Kromě toho touto cestou => dávám článek na svůj web <= (pro blog už mi přijde moc rozsáhlý). Kromě procesorů už jsem měl možnost od Freescale okusit také tlaková čidla řady MPXV5004, ale o tom někdy příště.

Jinak letos se kromě soutěže FTA chystá také FRC aneb Freescale Race Challenge. Každý soutěžící totiž dostane své malé autíčko, na školách budou autodráhy a úkolem je vytvořit software, který se pomocí akcelerometrů a dalších snímačů naučí neznámou autodráhu a pak ji projede maximální rychlostí bez toho, aby autíčko vypadlo z koleje. No není to krásná myšlenka? :-)

FM přijímač pro pásmo VHF

Po dlouhé době jsem se vrátil k mrtvolce přijímače, původně pro pásmo 144 až 146 MHz podle OK2UGS. Jedná se o superhet s dvojím směšováním, osazený dnes již těžko sehnatelným obvodem MC3362. Naladění cílového kmitočtu je řešeno PLL syntézou s taktéž postarším obvodem SAA1057. Když říkám, že jsem se k této konstrukci vrátil po dlouhé době, tak to myslím vážně - pustil jsem se do ni někdy kolem roku 2002, plus mínus rok. Návod na konstrukci vyšel v příloze Electus v roce 1999, online na internetu lze nalézt stejnou konstrukci rozšířenou o popis možností příjmu meteosatelitů.

Původní účel přijímače už dávno nahradila profi ručka Kenwood TH-F7E, ale když jsem nedávno ve sklepě torzo tohoto rádia našel, rozhodl jsem se ho oživit. Aktuálním cílem se stalo využití jako jednoúčelový přijímač NFM jedné zajímavé místní služby v okolí kmitočtu 166 MHz. Před lety jsem pohořel na nedostatku znalostí a zkušeností z oblasti VF techniky a hlavně na naprosto nedostačujícím měřicím vybavení pro VF. Nicméně znalosti se zlepšily, na zkušenostech se pracuje a přístrojů je na fakultě dost, takže tentokrát jsem uspěl.

Prvním problémem bylo rozkmitat první lokální oscilátor na kmitočtu přesahujícím 150 MHz, nechtělo se mu. Nakonec jsem přidal další odpor k zvýšení proudu do LC tanku na pinu 21, cívka L5 je realizována jako vzduchová se čtyřmi závity, paralelně k C33 jsem přidal dalších 10p. Změnou napětí na varikapu šel oscilátor přelaďovat v širokém rozmezí až do cca 170 MHz. Druhým úkolem bylo rozjet PLL syntézu. Starý AT89C2051 se mi samozřejmě nechtělo programovat, takže jsem sáhl po ATtiny2313 a obslužný program pro nasypání obsahu registrů do SAA1057 jsem napsal v céčku. Kompletní zdroják je ke stažení zde. S tím souvisela úprava resetu, ATtiny má power-on reset integrovaný, takže jsem pouze osadil pull-up.

Dále bylo nutné naladit vstupní pásmovou propust na požadované pásmo. Cívky jsem žádné vhodné nevyhrabal, takže jsem použil opět vzduchové konstrukce, které jsem pomocí spektrálního analyzátoru s tracking generátorem dotáhnul na potřebné kmitočtové rozsahy. Tím se rádio dostalo do použitelné fáze, po postupném oživení se ozvalo první zašumění. Pravda, jakost vzduchových cívek je asi pěkně mizerná a sladění se mi nepodařilo zrovna ideální, takže jsem dosáhl citlivosti pro 12dB SINAD pouze cca 3 uV místo v návodu prezentovaných 0,6 uV. Navíc od určitých vyšších hodnot dochází k zahlcení vstupu a přijímač přestává fungovat. Naštěstí to nevadí pro požadovanou cílovou aplikaci, kdy je místní převaděč silný "tak akorát".

Další dvě drobnosti se projevily až sekundárně. Prvním problémem byla přítomnost tónu cca 1 kHz v demodulovaném signálu. Po delším experimentování jsem došel k závěru, že signál proniká přes vývod ladění varikapu (23). Jeho zablokování na několika místech kondenzátory 1 až 10 nF pomohlo, po přidání dalšího se pískot vrátil, takže jsem asi příčinu úplně nenašel, ale co, po odebrání tohoto jednoho nadbytečného kondíku je po pískotu :-) . Druhou drobností bylo nesnesitelné lupání v reproduktoru při otevírání a zavírání squelche. Původní konstrukce je řešená - stručně řečeno blbě, poměrně netypickým shutdownem zesilovače LM386. Takže dochází ke zmíněnému lupání a navíc k permanentnímu mírnému šumu z reproduktoru a také ke kmitání (resp. zesilování rušení) při plné hlasitosti.

Problémy jsem vyřešil tak, že jsem místo T5 osadil MOSFET (šuplíkové zásoby daly BS170), který při napětí na gate (tj. při uzavřeném squelchi) uzemňuje signálovou audio cestu - jeho source je připojený na zem, drain na běžec potenciometru hlasitosti. Tato metoda funguje výborně, mezi gate a source jsem navíc dal 100 nF kondík, aby se lupance ještě víc omezily. No a vůbec jsem na plošňák přidal ještě nějakou bižuterii, ale ta už by neměla být tak podstatná.

Takže tohle rádio hraje. Omlouvám se za nic moc fotky a hluboce se stydím za ten zoxidovaný plošňák, před lety jsem je ještě nelakoval a tohle už se fakt zachránít nedalo. Dneska už mé výsledky vypadají o pár řádů líp :-)

Jinak já poslední dobou nestíhám nic, několik projektů pracovně-školních, no a samozřejmě práce na krátkovlnném radioamatérském all-band transceiveru Alva, který bude společným dílem mě a Vaška OK2VAS. Když vše půjde dobře, tak během následujícího týdne až dvou budeme poprvé testovat příjem.