For ENG version click here

Is dit de kleinste SDR HF Up-convertor dat je kent? Laat het me weten !

Deze versie 3.0 gaat terug naar de basis. Het is een ontwerp voor de zelfbouwer, die nog wat SMD onderdelen in de schuif liggen heeft.
Op de PCB is er 1 HF ingang en 1 VHF uitgang, en een USB ingang chassis. Als mixer kan je een oude IE-500 of SBL-1, of een moderne ADE-1 diode ring-mixer gebruiken. Voor de spoeltjes kan je beter lucht-spoeltjes gebruiken in plaats van Ferriet-spoeltjes. De mixer/oscillator werkt op 125MHz, zodat alle types van SDR sticks kunnen gebruikt worden. Het PCB is ontworpen voor SMD onderdelen, en standaard verkrijgbare spoeltjes. Maar het is nog mogelijk om zelf gemaakte kleine lucht-spoeltjes te gebruiken. De filter-waarden kunnen dan een beetje aangepast worden, door deze spoeltjes in de buurt te brengen van de gevraagde spoeltjes-waarden. De filter berekeningen zijn gedaan met het programma RFSim99 (in de Downloads section). Als afscherming kan je een paar stukjes koperen print-plaat zagen, of uit een blikken koekjesdoos een paar strips knippen, en deze rondom de PCB solderen.

Bandplan:

Om iets te kunnen ontvangen onder de 30Mhz met onze RTL-SDR stick, hebben we een convertor nodig die 30MHz converteerd naar een frequentie boven de 50MHz, die we dan wel kunnen ontvangen met een normale RTL-SDR stick. We kiezen 125MHz als beginfrequentie, om niet in conflict te komen met de FM Radio band. Kijk naar het Band Plan hieronder om het mixer systeem te bekijken:
* Een oudere E4000 stick ontvangst van 52MHz tot 2200MHz, Een nieuwere R820T2 stick ontvangt van 24MHz tot 1760MHz.

Klik op de foto voor grotere versie

Schema is met een ADE-1 versie :

Klik op de foto voor grotere versie

Schema is met een IE-500 of SBL-1 versie:

Klik op de foto voor grotere versie

Signaal flow:

Het inkomend antenne signaal gaat door een scherp 0 to 30MHz low-pass filter. Daarna gaat het signaal naar de ingang van een diode ring-mixer (type ADE1, IE-500 of SBL-1). Het uitgangssignaal van een active 125MHz kristal-oscillator gaat via een 8dB pad, ook naar de diode ring-mixer. Daar worden beide gemixt in de ring-mixer. Dit geeft aan de uitgang een som en verschil signaal van het antenne signaal met het kristal signaal van 125Mhz. Tellen we 0-30MHz op bij het 125Mhz signaal, dan zit de 30MHz HF band ook op 125MHz tot 155Mhz, wat we dan prima kunnen ontvangen met onze SDR stick. Het uitgangssignaal van de mixer gaat nog door een high-pass filter, die start op +/- 124MHz. De bedoeling van dit filter is om sterke stoorsignalen van de FM Band te onderdrukken. De 5V voeding van het kristal blokje, komt uit de PC via een korte USB kabel, gesloopt van een oude USB muis. USB Pin1, in serie met een 47 Ohm weerstand, geeft 3,4V aan het kristal-blokje. Ter controle van de voeding zit hierop een LED. Let op de nummering en kleuren van de USB draden, want er zijn soms verschillen met andere kabels. De rest van het schema heeft geen voeding nodig. De antenne input connector is een SMA type, maar kan ook een RSA (audio chassis) zijn. Een klein stuk RG174 type coax (15cm) is gesoldeerd aan de VHF uitgang van de PCB, en aan het andere einde zit een MCX connector, die past op de SDR stick antenna-ingang (zie naar de foto). Deze kabel kan gerecupereerd worden van de bijgeleverde staaf-antenne die bij uw SDR stick zat. Ikzelf gebruikte de helft van een gekocht MCX naar MCX kabeltje van 30cm (Ebay).
Belangrijke opmerking:
1) Als we op de SBL-1, pin 5 als input nemen, kunnen we bijna van 0 MHz tot 30 MHz ontvangen, in plaats van 100kHz tot 30MHz.
2) Het is aan te bevelen om NIET de massa-draad aan de afscherming van de USB kabel te solderen aan het PCB. Het is gebleken dat dit de omgevingsstoring verminderd op de kabel-mantel, daarom ook mag de massa van de antenne kabel NIET aan de massa van de USB aansluiting liggen.

PCB, masker en bouw:

Model met ADE-1	Masker voor ADE-1	Foto

Model met SBL-1	Masker voor SBL-1	Foto

Klik op de foto voor grotere versie
Het PCB is dubbelzijdig. Boor de nodige gaatjes met 1,2 mm voor de 2 SMA connectors en 1,0 mm voor de USB (en SBL-1). Voor de SMD onderdelen en spoeltjes geen gaten boren! Verwijder met een boortje van 3mm, aan de massa-zijde, het koper rond de gaatjes, die geen verbinding naar de massa mogen maken.
Opgelet: de SMA Out connector wordt NIET geplaatst - in de plaats hiervan wordt het korte kabeltje met de MCX connector gesoldeerd.

Maken van de spoeltjes:

De HF Spoeltjes	De VHF Spoeltjes	Soldeer VHF Spoeltjes zonder einddraad

Klik op de foto voor grotere versie
Je kan makkelijk de spoeltjes maken voor de input en output filters ( spoeltje 330nH en 390nH, wikkelen op een plastiek oor-stokje =2,5mm ). De afmetingen zijn:
- de 390nH spoel L1 : draad Ø = 0,25mm, op oor-stokje van Ø 2,5mm, windingen =16, lengte = 4mm.
- de 330nH spoel L2 : draad Ø = 0,25mm, op oor-stokje van Ø 2,5mm, windingen =14, lengte = 4mm.
- de 39nH spoel L3, L4, L5 : draad Ø = 0,5mm, tijdelijk op een oor-stokje van Ø 2,5mm, windingen = 4, strak bijeen.
- Edit:De 47nH spoel L3 en L5: zijn vervangen door 39nH. Zie naar de waarden op het schema. 47nH is niet gebruikt.
Opgelet: De VHF spoeltjes L3-L4-L5 zijn pure lucht-spoeltjes (na het wikkelen, het oor-stokje verwijderen). Een VHF lucht-spoel met een plastiek koker is niet stabiel op die hoge frequentie. Alsook, de soldeer einden mogen maar max. 1,0 a 1,5 mm zijn, niet meer. Zie naar de foto.

Karacteristieken van de filters:

De filters zijn berekend met RFSim99, een oud Windows7/8/xp program, maar met knappe prestaties. Je moet eerst een geïnstalleerde versie op XP (32 bit) hebben, en daarna kan je de files gewoon copiëren naar b.v. Win10, anders zal de (originele) installatie niet werken.(geïnstalleerde files zitten al in de download secie).

Hier zie je de filter grafieken in RFSim99:

De Low Pass 30 MHz filter	De High Pass 125 MHz filter

Klik op de foto voor grotere versie

Resultaten :

Als SDR software is HDSDR gebruikt. Deze heeft de mogelijkheid om de gemixte frequentie met het 125MHz kristal op de juiste ontvangst-frequentie op het scherm weer te geven. Meteen na de bouw, bij het testen, was het duidelijk dat er leven in het circuit zat. Mijn eerste test antenne was een binnenhuis Magnetic-Loop met C-afstemming, genoeg voor wat simpele ontvangst.
Latere versies van Up-convertors zijn getest met een buitenhuis Mini-Whip antenne met goede resultaten.

Hieronder zie je de 2 moeilijkst te ontvangen banden op de HF:

De NDB band van 300kHz tot 410kHz, en de 80m HAM band van 3,5 MHz tot 4,0 MHz.

HSDR en de NDB Baken Band 300kHz-410kHz:

Klik op de foto voor grotere versie
Het station heeft morse tekens op de flanken voor stations-herkenning, die je kan horen bij afstemmen.
Zie het grote verschil in bandbreedte van een AM station t.o.v. van een NDB baken-station

HSDR en de 80m HAM Band:

Klik op de foto voor grotere versie
De 80m HAM Band kent ook zeer smalle signalen.
Voor nog meer ontvangst-resultaten en beelden, zie mijn andere pagina: HF Upconvertor V1.0
Downloads :
RFSim99: RFSim99.zip
Het PCB en de schema's: Upconvertors.zip
Er is ook een geteste, universele professionele PCB gemaakt van deze versie (v5.0).
Foto en circuit zitten in Upconverters.zip. Indien je interesse hebt, contacteer me.

mail: on1bes(at)Scarlet.be