SSB modulation and demodulation module for stand alone SDR or direct conversion trx #2

Melanjutkan pembahasan SDR terdahulu pada link berikut SSB modulation and demodulation #1. Kali ini masuk lebih detil ke dalam DSP nya, mudah-mudahan ada pencerahan bagaimana proses didalam microcontrollernya. Bila kita perhatikan dalam blok diagram modulation ataupun demodulation terlihat ada blok LPF (lowpass filter) dan ada fitur untuk menggeser phasa  quadratur (Q) sebesar 90′ terhadap inphase(I), dengan cara dikalikan sinus dan kosinus.

Ternyata fungsi kedua blok tersebut dapat dilakukan dalam satu proses kalkulasi matematis menggunakan hilberfilter, dengan menggunakan fitur phase add. Terlihat sampling rate 8Khz (cukup untuk bandwidth 4KHz – Nyquist-Shannon). frequency center 1.48 Khz. Bw 2KHz.


Dengan menggunakan tools dari  Iowa Hills Software kita dapat memperoleh nilai konstanta yang akan di pergunakan untuk proses DSP filtering dan phase added. Pada implementasi kali ini digunakan 2x proses hilbert pada I dan Q dimana masing-masing signal akan digeser phasanya sebesar +45′ dan -45′ untuk memperoleh perbedaan 90′. Untuk semakin meyakinkan konstanta hasil software diatas saya coba simulasikan dengan library dsp pada software phyton, perhatikan pada gambar berikut.

 

Hasil simulasi terlihat konsisten, baik untuk filter dan phase added nya. Konstanta tadi selanjutnya dimasukan pada perhitungan DSP saat microcontroller berjalan. Pada awalnya saya menggunakan microncontroller STM32F103C8T6 72MHz, untuk sampling 8KHz 31 taps, agak ketinggalan untuk running kalkulasi DSP. Firmware akan melakukan proses sbb:
*. sampling ADC
*. kalkulasi I   DSP 32 tap (+45 derajat)
*. kalkulasi Q DSP 31 tap (-45 derajat)
*. kirim data I ke DAC
*. kirim data Q ke DAC

Kalkulasi DSP ini akan dilakukan sebanyak 8000x dalam 1 detik (di trigger timer interrupt).  karena memang microcontroller ini tidak punya FPU (floating point unit) alias kurang cergas untuk proses perhitungan bilangan berkoma. Solusi sementara dilakukan oveclock PLL microcontroller-nya hingga beroperasi pada clock 128MHz, baru bisa berjalan cukup cepat sebelum next interrupt tertrigger timer proses kalkulasinya. Pada test selajutnya saya coba dengan microcontroller STM32F303C 72MHz, yang sudah memiliki FPU/DSP build in. Pada microcontroller ini proses DSP berjalan jauh lebih cepat tanpa perlu di overclock, bahkan sempat saya coba hingga 61 taps. Namun, bila hanya butuh pengolahan hilbert filter dan hanya beroperasi base band saja, solusi dengan STM32F103C8 rasanya sudah lebih dari cukup, fungsi filter bekerja dengan baik, phasa berhasil bergeser seuai harapan, memang pada frequency di ujung band (dibawah 200Hz dan diatas 2000Hz), terjadi phasa error kira-kira 1 derajat, tapi hal tersebut lumrah saja dan kurang lebih sama terjadi juga bila menggunakan penggeser phasa dengan teknik polyphase.

Saya coba gunakan sinyal IQ ini untuk memodulasi Tayloe mixer yang sudah pernah dibuat dan diuji sebelumnya, pada tulisan link berikut tayloe mixer board. Hasilnya terdapat daya pancar kurang lebih 50mW, saya uji RX di TS440S, suara terdengar cukup baik, dengan sideband rejection sekitar 35-40db. mungkin masih ada yang bisa tuning untuk mendapatkan sideband rejection yang lebih baik, tapi setidaknnya sudah bisa menjelaskan “how to” nya proses modulasi dan demodulasi sinyal IQ menggunakan microcontroller. Mudah-mudahkan bisa segera diaplikasikan.

“stay safe stay healthy and stay productive”

Dian Kurniawan

HBR1HF portable/outdoor version prototype

This is an outdoor version of HBR1HF with the optional battery pack. This portable version may use as a QRP portable or outdoor activity station (0-10W). How ever, it still provide adequate power at the maximum setting (25W).

Specification:
*. mono Band 40m or 80m
*. dimension W:170 mm, H:90 mm, D:70 mm
*. sensitivity 0.2uV
*. adjustable power out 0-25W
*. SSB, CW mode, shared filter (optional DSP)
*. Optional battery pack
*. estimated price USD 165-175 on Feb-March 2020
*. 16×2 LCD display
*. ADE-1 mixer
*. ATMega128 controller

*. specification may changed on production state

Hambuilder Team

RTC35, Radio Transceiver Controller with spectrum/waterfall

Sambil mempersiapkan produk-produk selanjutnya pilihan layar display selalu menjadi dilema. Pengalaman yang lalu menyebabkan beberapa produk akhirnya batal/ditunda karena LCD yang di kembangkan discontinue. Pasar componen di China memang menarik dan murah tapi tetap mesti berhati-hati karena bisa discontinue setiap saat. Membeli langsung ke pabrik mengharuskan dalam jumlah banyak dan harga diatas rata-rata diecommerce seperti aliexpress/ebay dan lainnya.

Perubahan jenis LCD menyebabkan firmware mesti diprogram ulang, yang kadang-kadang bisa cukup besar dan perlu library baru. Berikut adalah LCD TFT 3.5 Inch yang diharapkan menjadi display produk-produk Hambuilder ke depan. Tegangan kerja 3.3V dipilih karena akan dioperasikan oleh microcontroller STM32F407, atau ArmCortex M4 lainnya. Microcontroller akan di operasikan pada clock 168MHz.

Specification dan fitur-fitur yang di rencanakan:
*. 3.5 inch TFT display. 480×320 pixel
*. STM32F407XX microcontroller
*. Audio DSP
*. Morse DSP
*. CAT interface
*. USB/Bluetooth interface, wifi?
*. 14-24 matrix/keypad
*. switch rotary/optical rotary encoder
*. swr reading/swr analyzer built in
*. ATU driver built in
*. Digital potensiometer
*. Radio bus/pheriperal control
*. Independent band setting
*. … still continue


DianKurniawan
YD1OSC

HBR4HFX, 4 band HF transceiver with 35-100 Watt power out

HBR4HFX (extended) specification :

  • 3.2 Inch TFT LCD display
  • ATMega128 microcontroller
  • USB/LSB + CW modulation
  • Si5351 synthesizer
  • ADE-1-24 RF mixer
  • Single conversion with 11.059200 MHz intermediate frequency
  • TDA7052 Audio amplifier with LM741 pre amplifier and audio filter
  • Push pull IRFP150 MOSFET final, with power out up to 100 Watt
    • 80m – upto 100 Watt
    • 40m – upto  90 Watt
    • 30m – upto  50 Watt
    • 20m – upto  35 Watt
  • RX gain setting with bar display
  • TX gain setting with bar display
  • Enclosure dimension 75x250x250 mm
  • PSU 13.8V, 18A

HBR4HF Series, from top to bottom HBR4HFN(50W, HBR4HFL(50W), HBR4HFX(100W)

to be continue…

HSDR1 PCB prototype

Mengacu pada posting sebelumnya:(https://diankurniawan.wordpress.com/2018/10/17/hsdr1-prototype-pc-based-sdr/), pcb prototype sudah tiba di workshop dan sudah dirakit oleh team Hambuilder. PCB terlihat rapi dan solid. Pada PCB ini sudah terdapat USB soundcard sehingga bisa dihubungkan langsung dengan laptop yang tidak memiliki stereo line input. PCB ini juga telah dilengkapi dengan usb to serial port untuk kendali CAT (computer aided transceiver) untuk sinkronisasi SDR dan PC/Laptop. Dengan output sekitar 1 Watt unit ini siap untuk mendrive tingkat penguat selanjutnya


Dian Kurniawan

HBRPA100 Hambuilder 80-100W RF PA for HBR1HF and HBR602

HBRPA100 adalah 80-100W RF power amplifier, yang didesain untuk melengkapi transceiver Hambuilder kelas 25Watt, yaitu HBR1HF dan HBR602-40. Power amplifier ekonomis ini menggunakan 2 buah MOSFET IRFP150 dalam konfigurasi push-pull. Bagi rekan-rekan yang telah memiliki HBR1HF atau HBR602 dapat menambahkan HBRPA80 untuk mendapatkan daya keluaran lebih besar. Pengaturan daya keluaran dari transceiver perlu dilakukan untuk mendapatkan level power driver yang sesuai.

Sebetulnya power out masih bisa diperbesar namun pertimbangan usia pakai, efisiensi daya input per daya output serta besaran-besaran elektris lainnya, kami menyarakan 80Watt sudah lebih dari cukup untuk komunikasi pada band 40m.

*. Input power,  10 Watt
*. Output power,  80-100 Watt pada 40m
*. 5 Order LPF 100 Watt rate
*. Current supply, 12-14A pada 13.8V
*. 7.5x13cm aluminum heatsink
*. 3 5x5cm 12V DC Fan

Berikut adalah foto pada saat testing dengan SWR/FWD pada 50 Ohm dummy load

semoga dalam waktu dekat ini dapat direlease

silahkan kunjungi link berikut bila berminat
https://www.tokopedia.com/jalapindai-store/hbrpa100-80-100w-rf-power-amplifier

Salam
Hambuilder Team

Prototype HSWR22 Hambuilder HF SWR meter using 2.2 inch TFT

*. ATMega128 Microcontroller
*. 2.2 Inch TFT LCD (ILI9341)
*. 3x FT50-43 Toroid as directional coupler
*. FWD, REF, SWR reading plus reflected coeficien, return loss(db) and match loss
*. Adjusting FWD display scale 200W, 100W 50W
*. Adjusting REF display scale 100W, 150W, 25W
*. Adjusting SWR display scale 25, 12 and 6

 

 

 

Hambuilder Team