Ny syntese til STORNO CQM5000 med Arduino styring. NYT PROJEKT UNDER ARBEJDE.
Storno producerede rigtigt mange CQM5000 til 4 meter, 2 meter og 70 cm, de fleste med 1-kanals krystalstyring.
Der blev også lavet CQM5000 med op til 6-kanals krystalstyring eller med multikanals syntesestyring.
Jeg har flere CQM5000 i daglig drift, nogle bare omtrimmede til amatørfrekvenser, og andre ombyggede på forskellig vis.
Jeg byggede 2006 en Arduino Nano styring til den originale multikanal syntese, så den passer til amatørradioformål.
Det blev til et byggeprojekt i EDR Esbjerg afdeling.
Jeg har ombygget 4 meter radioer, så de kan bruges på 6 meter, og ombygget 70 cm radioer til brug på 23 cm.
1-kanals krystalstyrede versioner kan udvides til flere kanaler, enten med op til 6-kanals krystalmodul eller med frekvenssyntese.
Jeg er nu (2024) begyndt på ombygning af 1-kanals radoer, hvor krystallerne skal erstattes af moderne frekvenssyntesemoduler.
Læs om det herunder.
Emnevalg:
Du kan læse hele siden fra top til bund, eller du kan springe til et emne ved at klikke på en linje herunder.Styremodul med AD9851.
Modtager med AD9851 styremodul.
Styremodul med Si5351.
Tilkobling til CQM5000 sender, første forsøg.
Test med 8-port SI5351B breakout board.
Tilkobling til CQM5000 sender, andet forsøg.
PM-modulator til Si5351A og Storno CQM5000.
Måling på PM modulatoren.
Arduino program VFO_031N 10MHz.
Sammenbygning begyndt.
---------------------------------
Mit lager af Storno CQM5000.
Flere målinger og spektrum.
Målinger og spektrum for uSDR HF station.
Målinger på BSP skalamoduler.
Til top af siden.
Styremodul med AD9851.
På lager fra tidligere forsøg har jeg et syntesemodul DDS-60 fra AmQRP med AD9851.Jeg lavede et simpelt test print til AD9851 for at se hvad modulet kan.
Billede herunder. (Det viste testmodul er version 2, som også kan bruges til Si5351-modulet.)
Udgangssignalet er pænt sinusformet, og strømforbruget ved 12 volt er ca 160 mA.
Det ser lovende ud, og herunder vises hvordan forsøget kobles til modtageren i en STORNO CQM5000 radio.
Til emnevalg.
Modtager med styremodul med AD9851.
På billedet herunder ses test printet koblet sammen med modtageren i CQM5332, 4 meter.Testprintet er det første, version 1.
Trykknapperne bruges til at ændre frekvensen (lavet meget simpelt i denne forsøgsprogrammering)
Øverste knap lægger 6,25 kHz til syntesefrekvensen, og midterste knap trækker 6,25 kHz fra.
Nederste knap sætter syntesefrekvensen til 40,575 MHz.
I modtageren dobles syntesefrekvensen, og derved bliver det resulterende kanalspring 12,5 kHz.
På displayets nederste linje vises den beregnede modtagerfrekvens ((syntesefrekvensen gange 2) minus 10,7)
Styremodul med Si5351.
Jeg har for nyligt hos AliExpres købt et par moduler med syntesekredsen SI5351.De er billige og kan levere frekvenser fra 8 kHz til 160 MHz. Udgangssignalet er firkanter, altså mange harmoniske ...
Der var brug for flere styreknapper på testprintet, så jeg lavede et større print, som kan bruges til både Si5351 og AD9850.
I de 2 indledende forsøg med AD9850 og Si5351 koblede jeg direkte ind i oscillatorkredsløbet.
Storno bruger krystaller i 48 MHz området, så i en 2 meter radio skal der divideres med 3.
Øverste linje i display viser den ønskede frekvens. Ud fra den og mellemfrekvensen beregnes VFO frekvensen.
(Fratrækning af mellemfrekvensen er ikke aktiv endnu i kodeprogrammet, så det er lidt misvisende at der står RX.)
Knap 1 fra top lægger 12.5 kHz til, knap 2 trækker 12.5 kHz fra.
Knap 3 fra top lægger 1 MHz til, knap 4 trækker 1 MHz fra.
Knap 5 fra top sættes syntesen til en fast programmeret frekvens.
Knap 6 fra top sættes syntesen til en fast programmeret frekvens.
Ud fra valget af RX frekvens beregnes syntesens frekvens, og Arduino programmet er forberedt til at kunne fratrække
TX repeaterspacing eller lægge den til, og RX mellemfrekvensen kan lægges til eller trækkes fra.
Når frekvenstælleren frakobles ses et lidt blødt firkantsignal.
Med tæller og skop tilkoblet er der ca 2 volt peakpeak, og med skopet alene er der ca 2,5 volt peakpeak.
Strømforbruget ved 12 volt er ca 50 mA.
Klik her for at se det simple Arduino test program som er fælles for Si5351 og AD9850.
Modtageren virkede med det samme, god følsomhed. Men mistanke om at der er for mange falske frekvenser ....
Det er måske nemmest at få et overblik over dette ved at prøve senderfunktionen. Se næste afsnit.
Til emnevalg.
Tilkobling til CQM5000 senderen, første forsøg.
Opbygningen er den samme i CQM5000 i alle 3 frekvensområder (4 meter, 2 meter og 70 cm).Diagrammet herunder viser en 2 meter radio.
Syntesesignalet kobles ind på stik J151, som bruges hvis man ønsker flere kanaler. Se diagram herunder.
Printets oscillator standses ved at afbryde basismodstanden R157.
Det er ikke nødvendigt at afbryde kollektorforbindelsen på transistor Q151.
HUSK en kondensator i serie med coaxkablet, ellers bliver Si5351A så sur at den brænder af. Det er afprøvet !
Den originale krystalfrekvens er fra 48.666 MHz til 58.0 MHz for at dække LMR 2 meter området fra 146 til 174 MHz.
Krystalfrekvensen triples i oscillatorkredsløbet, og 146-174 MHzfrekvensen forstærkes i senderen.
Senderen virker fint med 25 watt output, men der er noget galt, når man lytter til signalet på en 2 meter modtager.
Vandfaldet på IC-9700 viser mange falske bærebølger, så det må undersøges nærmere.
Med et spectrumscope ses det tydeligt, at der er rigeligt med frekvenser ....
Venstre billede herunder viser 5 MHz på hver side af bærebølgen, med 1 Mhz mellem de lodrette streger.
Der er 2 store falske signaler ca 1.7 MHz på hver side, kun ca 35 dbB under bærebølgen, og 2 mindre ca 3.2 MHz fra,
ca 50 dB nede.
Desuden mange små mellem de 2 store. DET ER IKKE GODT.
På højre billede ses output fra syntesen. Billedets bredde er 500 MHz, og der er 50 MHz mellem de lodrette streger.
På grund af syntesens firkantsignal er der mange harmoniske, og meget krymmel på hver side af det ønskede signal.
Test med 8-port SI5351B breakout board.
Det vil jo være smart hvis man kan FM modulere sin sender ;o)Si5351 serien har A, B og C versioner, B versionen kan kodes til FM modulation, A og C kan ikke.
Si5351 A/B/C Datablad
Jeg har ikke kunnet finde et lille modul med denne B-kreds, men jeg har købt et større modul, som har hele 8 udgangsporte.
Printet er 5 x 5 cm, og det leveres med coaxfatninger monteret på alle porte.
Den monterede styreoscillator OCXO angives til 0.5 ppm. Multiturn trimmepotmeter RP1 kan finjustere frekvensen på OCXO.
Der er en port hvor man kan tilslutte en udvendig (mere stabil) oscillator (CLK-IN).
Der er tilslutning til +5 volt, og på printet er der spændingsregulering (U1) til de 3.3 volt som Si5351 skal have.
Modulations LF indkobles på port VC. Max input spænding på VC mellem -0.5 volt og +3.6 volt.
Ved at kortslutte J5 med en loddebro indkobles multiturnpotmeter RP2.
Hermed kan man indstille en spænding mellem 0 og 3.3 volt, så modulationen bliver symmetrisk uden klip af top og bund.
Se billede herunder.
Styreenheden er med Arduino Nano, som kører på 5 volt.
Det er nødvendigt at lave tilpasning for ikke at ødelægge Si5351, som ikke tåler mere end +3.8 Volt på SCL og SDA.
Det gøres med det lille blå modul, som sidder ovenpå stikket. Der er 2 transistorer og et par modstande på modulet.
Der kan overføres digitale styresignaler både til og fra Si5351 (SCL og SDA)
Udgangsportene kan kodes til at levere forskellige uafhængige frekvenser valgbare mellem 8 kHz og 160 MHz ifølge databladet.
Lavfrekvenssignalet tilføres gennem en kondensator. PAS PÅ, absolut max LF spænding på 3.6 volt.(-0.5 til VDD+0.3 volt)
Frekvenssvinget kan kodes mellem +-30 ppm og +-240 ppm.
Skemaet herunder viser max frekvenssving ved kodning af "set_vcxo" til 240.
| Oscillatorfrekvens | MAX frekvenssving +- |
| 1 MHz | 0.24 kHz |
| 10 MHz | 2.4 kHz |
| 50 MHz | 12 kHz |
| 100 MHz | 24 kHz |
| 145 MHz | 34.8 kHz |
Se det simple testprogram med de ekstra linjer, som åbner for FM modulation på Si5351B. Arduino program til Si5351B
Port 0 er kodet til den VFO frekvens der kan vælges med trykknapperne.
Port 1 er kodet til 10.7 MHz.
Alle output kan FM moduleres, det bestemmes i kodningen for hvert enkelt port.
Husk på, at frekvenssvinget øges ved højere VFO-frekvens.
Til emnevalg.
Tilkobling til CQM5000 senderen, andet forsøg.
Jeg besluttede at bruge Stornos løsning på sammenkobling, originaldiagram herunder.Signalet fra syntesekredsen Si5351A (133.3 - 146.0 MHz) deles ud til sender og modtager med 2 dioder.
Det er nødvendigt at filtrere 144 MHz signalet fra Si5351A, det gøres med BSP filter med afskæringsfrekvens på 147 MHz.
Billeder herunder viser spektrum for STORNO GM950 og Storno CQM5112 med Si5351 og BSP lavpas filter 147 MHz.
PM_modulator.
Men Si5351A kan jo ikke FM moduleres, så der må prøves en anden løsning.Hvad nu hvis man PM-modulerer Master oscillatoren på 10 MHz og bruger det modulerede 10 MHz signal til at styre Si5351A ?
Det havde jeg ikke set lavet før, men det måtte prøves.
Denne type modulator virker ved at det tilførte HF signal (her 10 MHz) faseforskydes i takt med LF signalet.
Før og efter modulatortrinnet er der buffere for at forhindre påvirkning af modulatortrinnet.
Men for eksempel i BSP MD 610 opnås tilstrækkeligt frekvenssving ved at signalet ganges med 12 i multiplikatorerne.
Dette ganger også frekvenssvinget med 12, og så er der nok til FM på 2 meter båndet.
-------------------------------
I mit forsøg er der ingen multiplikator i senderen, signalet fra Si5351A er direkte på udgangsfrekvensen.
Min opstilling virker, fordi syntesekredsen Si5351A ganger 10 MHz styresignalet med ca 18, og dermed også frekvenssvinget.
Målinger viser at det er nemt at opnå plusminus 10-12 kHz sving, og det er rigeligt til 2 meter FM trafik.
Som mikrofonforstærker og klipper bruger jeg det, som er indbygget i Storno CQM5000, og det lyder fint.
Nu skal enhederne samles sammen i Storno kabinettet og sandsynligvis indbygges i skærme for at undgå støj.
Projektet ser ud til at kunne lykkes ;o)
-------------------------------
I Storno CQM5662 70 cm radioen triples Si5351A signalet, så der bliver masser af frekvenssving.
CQM5332 4 meter er bygget lidt anderledes, og forsøg vil vise hvormeget sving der kan opnås.
Måske kan en 70cm Storno CQM5662 ombygget til 23cm narres til at space 40 MHz, når det ny cirkulære træder i kraft ?
Spændende.
Se min radiostation med de mange Storno 5000 i drift KLIK HER .
Til emnevalg.
Måling på PM modulatoren
Se diagram højere på denne side "PM-modulator til Si5351A og Storno CQM5000"RS CMS52 anvendes til målingen.
Udgangen af Si5351A er koblet til indgangen på CMS52 gennem BSP 147 MHz lavpasfilter. Frekvens 145.500 MHz.
LF generatoren i CMS52 er koblet til PM modulatorens LF indgang. Tonefrekvens 1 kHz.
100 mV LF giver plusminus ca 2.5 kHz frekvenssving, 300 mV giver ca 5 kHz og 500 mV giver ca 7.5 kHz.
Ved større LF input indtræder forvrængning.
Måling af frekvenssvinget på 10 Mhz lige efter PM-modulatoren er ca 0.4 kHz ved LF input 1kHz ved 500 mV.
Turen gennem Si5351 giver altså ca 18 gange mere sving. (7.5 divideret med 0.4)
Frekvenssvinget er afhængigt af Si5351 udgangsfrekvensen, stigende sving ved stigende udgangsfrekvens.
Sving målt ved 1 kHz LF ind med 500 mV: 144Mhz 7kHz, 70MHZ 3.6kHz, 50MHz 2.6kHz, 30MHz 1.6kHz
Måske kan justering af komponentværdier i PM modulatoren flytte forvrængningspunktet højere op, det skal forsøges.
En anden type PM modulator skal også prøves, set hos OZ4HZ i OZ juni 1971 side 236:
Transistor BC548 udskiftes med fx BF185. BC548 siges at støje i HF kredsløb.
Til emnevalg.
Program VFO_031N 10MHz.
Eksempel på styreprogram: Denne programversion bruger masterkrystal på 10 MHz, fordi der skal PM-moduleres.Hvis originalt masterkrystal 25 MHz på Si5351A-modulet vil benyttes udskiftes 10000000 i programmets linje 110 med et nul, eller med frekvensen på den masterosillator man vil benytte. Bemærk 2 extra nuller på tallet. (milli-Hz)
Sammenbygning begyndt.
20251203: Sammenbygning af forsøgsprint i Storno CQM5112 kabinettet begyndt.
Men der er nu igen lidt rigeligt med uønskede frekvenser tæt ved den ønskede, ca 40 dB nede.
Resultatet var bedre før sammenbygning, men det hjælper nok, når spænding til Si5351A grundigt renset og afkoblet.
Ingen grund til panik.
Mere følger.
Til emnevalg.
Mit lager af Storno CQM5000.
Jeg har et pænt lager af Storno CQM5000 i forskellige versioner, så der er noget at teste på.På billede herunder ses cirka halvdelen af mit lager, der er 2 lag. Lige så mange gemmer sig bagved på hylderne.
Til top af siden.