Diverse Tipps und Tricks zum U02/Lima - SDR:

  1. Störungen am PC Anschluss per USB

  2. Mikrofon-PTT Taste anschließen
  3. RX-Pegelabgleich mit Power SDR
  4. TX-Sendeleistung und RX-Lautstärke:
  5. Ein- / Ausschalter
  6. Stromversorgung und Anschlusskabel
  7. Windows 7 (64 Bit)
  8. PTT kann die PAs nicht auf TX schalten

 

Störungen am PC Anschluss per USB:

Störungen können in beiden Richtungen auftreten, vom SDR zum PC (vor allem bei hohen Leistungen) und vom PC in den SDR (Einstrahlung):

Vor allem auf den höheren Bändern (15, 12, 10m...) machen sich gerne Prasselstörungen zusammen mit vielen senkrechten Linien im Wasserfalldiagramm bemerkbar. Zieht man den USB Stecker aus der SDR Platine heraus, sind diese Störungen weg. Das ist ein sicheres Zeichen für Einstrahlstörungen des PCs in die RX-Platine.

Beim Senden mit höheren Leistungen (ab 5W aufwärts) stürzt plötzlich die USB Schnittstelle ab. Das ist besonders unangenehm weil die PTT dann hängen bleibt und der SDR auf Dauersenden steht.

Beide Störungen habe ich mit folgenden Maßnahmen beseitigen können:

Unterdrückung von Gleichtaktstörungen, das sind Störungen die sich über das ganze Kabel ausbreiten, auch über den Schirm, weshalb sie mit Schirmung nicht zu beseitigen sind: Man montiert einen Klappferrit über das USB Kabel nahe am SDR Gehäuse. Noch besser ist es einen Ringkern zu nehmen und das USB Kabel ein paarmal durchzuschlingen. Die Ringkernlösung ist dann möglich, wenn man den SDR in ein Gehäuse eingebaut hat und innerhalb dieses Gehäuses die Kabelverbindung vom Gehäuseanschluss zur RX Platine verdrosselt.

Unterdrückung von unsymmetrischen Störungen, diese werden von den Innenleitern des USB Kabels übertragen und haben den Schirm als Masse, lassen sich also abschirmen. Sobald jedoch das USB Kabel endet und in die RX Platine hineingeführt wird können diese Störungen abstrahlen und die paar cm zum nahegelegenen Mischer leicht überbrücken. Eine Abhilfe ist nur möglich wenn man den USB Stecker auf der RX Platine nicht benutzt sondern mit Einzeldrähten von einem externen USB Stecker zur RX-Platine geht. In diesem Fall führt man die USB Leitungen D+ und D- durch Ferritperlen (UKW-Drossel), je länger desto besser. Die Ferritröhrchen vom Reichelt Best.Nr.: DFP 7,5 sind gut geeignet. Zusätzlich lötet man noch je einen 1nF Keramik-C von D+ und D- gegen Masse. Das alles so nahe und kurz wie möglich an der RX Platine. Die +5V Leitung des USB Kabels läßt man weg, sie wird nicht benötigt und transportiert ebenfalls Störungen. Auf 20 bis 12m bekam ich die Störungen damit fast gänzlich weg, auf 10m sind noch Reststörungen vorhanden, aber nicht stark.

Mikrofon-PTT Taste anschließen:

Um die PTT Taste eines Mikrofons benutzen zu können muss diese mit dem PC verbunden werden. Dazu wird eine serielle Schnittstelle verwendet, der Anschluss ist einfach und ohne jede Elektronik machbar. Man braucht eine 9pol-Sub-Buchse, passend zur seriellen Schnittstelle des PCs (oder eines USB-Seriell Adapterkabels).

Die beiden Leitungen des PTT Schalters verbindet man mit den Pins 4 und 6 der Sub-D Buchse.

In Power SDR stellt man ein:

bei Connections Primary stellt man den zu benutzenden COM Port ein.

Erweiterung:

der obige sehr einfach Anschluss hat den Nachteil, dass die PTT nicht massebezogen ist. Man muss also beide Anschlüsse des PTT-Tasters massefrei zum PC führen. Daher habe ich den Anschluss etwas erweitert, damit man eine massebezogene PTT anschließen kann, was in der Praxis einfacher ist:

Der Transistor ist ein beliebiger P-Kanal MOSFET, wie zB der BSS84. Solange die PTT nicht gedrückt ist, wird der Mosfet über R1 gesperrt. Die Diode D1 ist eine Schutzdiode.

Wird die PTT gedrückt, so wird das Gate des MOSFETs gegen Masse gezogen. Da auf Pin 4 der COM Schnittstelle +12V anliegt, wird der MOSFETdadurch leitend und schaltet diese +12V von Pin 4 zum Pin 6 durch. Das erkennt PowerSDR und geht auf Sendung.

Die paar Bauteile baut man direkt in das Gehäuse der 9-pol Sub-D Buchse ein.

RX-Pegelabgleich mit Power SDR:

Power SDR kann den Pegel des Empfangssignals mit überwältigender Präzision anzeigen, aufs dB genau. Damit hätte ich nicht gerechnet, aber es geht tatsächlich so genau.

Voraussetzung dazu ist natürlich ein sauberer Abgleich der ganzen Pegel. Dazu geht man wie folgt vor:

Eingangspegel (Mikrofon bzw. Lin-In Pegel) Einstellung:

die Lautstärkeeinstellung des Soundkarteneingangs hat nur geringen Einfluss auf die Signalstärke des Empfangssignals. Das kommt wohl daher, dass Power-SDR den Empfangspegel im Verhältnis zum Grundrauschen misst ? Ich weiß es nicht genau, aber es lässt sich messen. Für die korrekte Einstellung des Soundkarteneingangs ist daher der Pegel des Empfangssignals nur bedingt von Bedeutung. Wichtig ist, dass die Soundkarte nicht übersteuert wird. Man kann durchaus laut aufdrehen, solange die Soundkarte den Pegel noch sauber verarbeiten kann.

Man legt einen Pegel von ca. -30dBm (1uW entspricht 20mVss an 50 Ohm, mVss=Millivolt Spitze-Spitze)  an den Empfängereingang an. Am besten mit einem Generator, oder hilfsweise mit einem anderen Sender mit entsprechenden Dämpfungsgliedern. Hier muss man sich eine Lösung suchen.
Mit diesem Pegel am Empfänger stellt man den Aufnahmepegel der Soundkarte so ein, dass diese noch gut Reserve (ca. das 3-4 fache) bis zur Übersteuerung hat. Wer eine EMU 202 besitzt hat es leicht, da diese Soundkarte zwei grüne LEDs hat die kurz vor Übersteuerung aufleuchten. Man stellt den Aufnahmepegel so ein, dass diese erst ganz wenig leuchten. Bei anderen Soundkarten muss man die Eingangsspannung der Soundkarte mit einem Oszi messen und so einstellen dass der maximale Pegel (laut Handbuch der Soundkarte) nicht erreicht wird (mit Reserve).

Wer keine Messmöglichkeiten hat, stellt auf ca. 2/3 des Maximalpegels ein, das ist nicht optimal aber besser als gar keine ordentliche Einstellung.

Empfangspegeleinstellung in Power SDR:

nachdem die Soundkarte eingestellt ist, müssen wir Power SDR mitteilen wo die Referenzpegel liegen. Erst dann kann Power SDR korrekt anzeigen.

Dazu legen wir an den Empfängereingang ein Signal mit genau -60dBm (1nW entspricht 0,625mVss an 50 Ohm) an. In Power SDR stimmen wir auf dieses Signal ab, es wird gut zu hören sein. Jetzt rufen wir das Setup-Menü:  General - Calibration auf.

Im Bereich "Level Cal" stellen wir die Frequenz des Testsignals ein und als Level -60dBm. Jetzt drücken wir "Start" und Power SDR wird sich auf diesen Pegel kalibrieren.

Ab jetzt kann Power SDR jeden Pegel zwischen fast -120dBm und -40dBm aufs dB genau anzeigen können. Der genau Bereich hängt von der Qualität der Soundkarte ab.

Erst nach dieser Einstellung ist der SDR wirklich empfindlich und funken macht noch mehr Spaß !

Achtung Windows-7 User (ob das bei XP ähnlich ist weiß ich nicht):

Hier sind die Lautstärkeregler mit einer gewissen "Intelligenz" ausgestattet, leider, da es das ganze noch schwieriger einzustellen macht: Der Haupt-Lautstärkeregler beeinflusst sowohl Aufnahme- als auch Wiedergabepegel. Stellt man also bei Empfang mit dem Windowsregler lauter oder leiser, so verstellt man sich die vorhin mühsam gefundene Einstellung wieder. Daher Finger-weg vom Haupt-Lautstärkeregler.

Um die Wiedergabelautstärke (bzw. Sendeleistung, die den gleichen Regler benutzt) einzustellen, ruft man den Mixer auf und stellt nur den Regler von Power-SDR ein, den Hauptregler läßt man in Ruhe !

Wie der Mixer aussieht hängt von der verwendeten Soundkarte ab, hier muss jeder selbst herausfinden welche Regler wofür zuständig sind.

Bei meiner EMU 202 sieht es so aus:

Links ist der Haupt-Lautstärkeregler, welche alle Einstellungen beeinflußt. Diesen benutzt man NUR zur Einstellung des Soundkartenpegels wie oben beschrieben. Danach lässt man die Finger davon !

Um die Lautstärke bzw. Sendeleistung einzustellen, benutzt man den rechten Regler der mit Power-SDR gekennzeichnet ist, was im folgenden beschrieben ist:

TX-Sendeleistung und RX-Lautstärke:

Diese beiden Einstellungen benutzen in Windows den gleichen Regler (den Power-SDR Regler, siehe Bild oben). Daher stellen wir zunächst nur die Sendeleistung mit diesem Regler ein. Für die Lautsprecherlautstärke haben wir dann noch andere Möglichkeiten.

TX-Sendeleistung:

Voraussetzung ist, dass die ganzen Pegel vom Soundkartenausgang bis zur Antenne bereits korrekt sind, wie es HIER beschrieben ist.

Betrachten wir den Weg des Signals im Sendefall:

* Mikrofon
* U02-Mikrofonvorverstärker. Hier gibt es ein Poti. Mit diesem Poti stellt man den Vorverstärker so ein, dass die Soundkarte gut ausgesteuert aber nicht übersteuert wird. Also z.B. pfeift man laut ins Mikro und stellt mit dem Poti auf der Platine einen NF-Pegel am Soundkarteneingang von 1Vss ein (das sollte jede Soundkarte am Line-IN vertragen).
* diese gepfiffene NF geht also in die Soundkarte und weiter in Power SDR
* Power SDR erzeugt das modulierte I/Q Signal und gibt dieses am Line-Out der Soundkarte aus und zum SDR-Sender weiter.
  In Power SDR geht man jetzt auf Senden und stellt den "Drive" Regler auf Rechtsanschlag, also volle Leistung. Den Mixer-Regler Power-SDR (siehe obiges Bild) stellt man jetzt so ein, dass der  Sender gerade die volle Ausgangsleistung (also 10 Watt bzw. 100 Watt, je nach Endstufe) an die Antenne abgibt.

Ab jetzt stellt man die gewünschte Sendeleistung nur mehr mit dem "Drive" Regler in Power-SDR ein. Die Windows-Soundkartenregler verändert man nicht mehr !

RX-Lautstärke:

um bei Empfang die Lautstärke einzustellen, darf man AUF KEINEN FALL an irgendeinem Windowsregler herumdrehen weil man sich damit eine der mühsam gefundenen Einstellungen verstellen würde.

Als erstes stellt man in Power SDR den Regler "AF" auf Rechtsanschlag (maximale Lautstärke). Auf der Platine U02-Mic/LS Verstärker dreht man das Lautstärkepoti so, dass eine empfangene Station im Lautsprecher sehr laut, aber noch nicht verzerrt klingt.

Jetzt kann man in Power SDR den AF Regler auf eine angenehme Lautstärke einstellen.

Ein- / Ausschalter:

bei kleiner Leistung ist das Ein- und Ausschalten der Versorgungsspannung kein Problem. Benutzt man die 10W PA, so reicht ein handelsüblicher kräftiger Schalter, die maximal 4A fließen können.

Spätestens bei Inbetriebnahme der 100W PA geht das nicht mehr. Bis zu 30A können fließen, zuviel für jeden Schalter oder jedes Relais (außer man baut einen Schütz ein der größer ist als der ganze TRX). Nach langen Überlegungen und den abenteuerlichsten Ideen kam plötzlich der zündende Gedanke wie man die Sache ganz elegant lösen kann:

Man läßt die PAs fest mit +12V verbunden und schaltet über einen 3A Schalter nur alle anderen Komponenten. Das klappt deshalb, weil beim Lima-SDR die PTT Leitung bei TX auf Plus geht und bei RX auf Masse liegt. Wenn die PTT auf RX steht, so werden die Mosfets in den PAs über die Ruhestromansteuerung zwangsweise gesperrt. Dabei fließt kein Strom mehr, und zwar gar keiner, nicht mal Bruchteile von mA, also nichts messbares. Es ist daher möglich die PAs fest an +12V zu belassen und nur den Rest des Gerätes ein- und auszuschalten. Sobald man Ausschaltet wird die PTT Leitung stromlos und der Transceiver ist sicher abgeschaltet.

Stromversorgung und Anschlusskabel:

Das Netzgerät sollte die übliche Spannung von +13,8V haben. Das Gerät läuft auch noch mit +12V, jedoch die PAs (vor allem die 100W PA) kann die volle Leistung erst mit 13,8V bringen.

Das Netzgerät muss für 10W Betrieb mindestens 5A schaffen, für 100W Betrieb sollte ein 30A Netzgerät zum Einsatz kommen.

Als Verbindungskabel zwischen Netzgerät und TRX reicht bei 10W Betrieb ein 2,5qmm Kabel. Für 100W Betrieb muss man richtig klotzen, ich empfehle ein 6qmm Kabel. Spätestens wenn die Displaybeleuchtung im Takt der Modulation flackert sollte man ein dickeres Kabel nehmen. Wenn man es schafft die 13,8V ohne nennenswerte Verluste bis zur PA zu führen so hat man satte Leistung, man kann mit bis zu 150 Watt oder mehr rechnen, und das bei guter Modulation.

Windows 7 (64 Bit):

Bei Win7, vor allem bei der 64 Bit Version hat Microsoft die Bevormundung der scheinbar so unfähigen Anwender wieder mal auf die Spitze getrieben.

Für die Steuerung des SDR muss der Treiber für den Si570 installiert werden. Dieser wurde mit den Lima-Platinen mitgeliefert. Wenn man ihn aber zu installieren versucht, so verweigert Windows-7(64bit), da eine Signatur fehlt. Eine Installation ist unmöglich.

Zum Glück gibt es eine Hintertür wie man den Treiber doch noch zum laufen bringt:

Man startet Windows neu, und sofort beim Start drückt man die F8 Taste. Jetzt kommt auf schwarzem Bildschirm eine Auswahl von Reparatur- und Diagnosewerkzeugen. Die unterste Zeile heißt: Erzwingen der Treibersignatur deaktivieren.

Diese Zeile wählt man an und Drückt die Enter-Taste. Jetzt fährt Windows hoch und wird den Treiber akzeptieren.

Dieser Trick ist nur bei der 64 Bit Version notwendig. Bei der 32 Bit Version mault Windows zwar auch über die fehlende Signatur, startet den Treiber aber trotzdem.

Achtung: diesen Trick mit der F8 Taste muss man bei JEDEM Start von Windows machen, sonst wird der Treiber wieder deaktiviert !

Nach diesen Erfahrungen muss ich von der Benutzung von Win7-64bit für SDR abraten, es geht zwar, ist aber umständlich. Mit der 32-bit Version ist es viel einfacher.

PTT kann die PAs nicht auf TX schalten:

Der PTT Ausgang von der Lima-RX Platine ist ziemlich hochohmig. Daher wird die Spannung bei TX (ca. 3V) unter Umständen soweit heruntergezogen, dass es nicht mehr reicht um die PAs auf TX zu schalten. Die PTT Leitung sollte beim Senden einen Pegel von mindestens 3V haben (bei Empfang hat sie 0V).

Wird dieser Pegel nicht erreicht, so muss auf der Lima-RX Platine der Widerstand R23 (4,7k) ausgetauscht werden. Man baut einen 1k Widerstand ein. Damit ist der Pegel der PTT Leitung sicher auf 3V. Zusätzlich ist aber noch erforderlich, dass auf der Lima-TX Platine das Poti R12 nicht auf Anschlag steht, sondern einen kleinen Ruck davon entfernt steht, denn sonst wird die PTT Leitung hiervon auch noch weiter belastet. Mit diesem Poti stellt man damit eine leichte Verzögerung der PTT ein. Das ist auch gut so, eine Verzögerung von ca. 1/4 Sekunde bewährt sich im praktischen Betrieb.