Доброго времени суток всем!

Эксперименты с разработанным синтезатором частоты показали, что качество формируемого сигнала и его стабильность при работе в условиях комнаты, довольно высоки. Каждый при желании может это протестировать.

Возникла необходимость следующего шага - реализация на базе синтезатора какого-то практического радиолюбительского решения. CW-маяк очевидно подготовить легко, но я решил начать сразу с WSPR-маяка, благо Игорь R2AJA, с которым мы переписывались активно, очень интересовался именно этим видом. Да и WSPR, вообще говоря, идеально вписывается в концепцию связи малой мощностью. Перед началом разработки было лишь два сомнительных момента: 1) Обеспечит ли синтезатор разрешение по частоте всего 1,465Гц. 2) Обеспечит ли синтезатор стабильность частоты в рамках длительного интервала передачи WSPR-сообщения.

После подготовки и отладки софта (использует синтезатор в качестве сторонней библиотеки), был получен положительный результат приема сигнала с платки Raspberry Pi Pico с суррогатной антенкой длиной 10 см, подключенной к пину платы, на "веревку" за окном. Работа проводилась на диапазоне 40м, dial freq=7040kHz. Это подтверждает предварительно, что сигнал формируется правильно:





Желающие могут повторить эксперимент. Не забудьте только поменять в коде проекта R2BDY на ваш позывной. Ссылка на проект: github.com/RPiks/pico-WSPR-tx

Сам я попробую на днях добиться удаленного приема сигнала маяка.

Отвечу на любые вопросы по теме.

//Роман
73 & 72!
de R2BDY

Хорошее направление, Роман.
Но предложенное Вами решение имеет очень высокий порог входа, поэтому много последователей или даже тестировщиков, на этом форуме вряд ли найдется.
Вот если бы можно было Ваш проект завернуть в скетч, для среды Arduino IDE, то тут количество тех, кто смог хотя бы попробовать, значительно увеличится.
Тем более, что большая часть посетителей форума, пользуется Windows и не сильно разбирается в таких инструментах как VSCode и PlatformIO. А вот с Ардуино многие давно и продуктивно сотрудничают.

Посмотрел по базе wsprnet.org, сигнал с 10 см антенны не зафиксирован.
1) Есть возможность подключить выходной пин к веревке за окном, а принимать на проволоку 10 см?
2) Есть ли возможность определить выходную мощность Пико?
3) Что есть машина времени для этого маяка?

UN7FGO пишет:
Спасибо, Геннадий, за мнение - есть над чем подумать. Один из альтернативных вариантов снижения порога входа - это сделать решение, которое будет готовым уже на уровне бинарника - останется купить платку за 350р и залить по USB. А конфигурирование (задать позывной, частоту, другие параметры) проводить в терминале простыми текстовыми командами.

Про скетчи среды Arduino почитал, смотрится как искусственное решение для Raspberry Pi Pico. Подумаю, что это может дать. Ведь все равно придется код править под себя.

По величине порога входа. Порог входа состоит из двух составляющих - сложность железа и сложность софта. Если вынести софт за скобки, в данном проекте мы все же имеем серьезное упрощение аппаратной части - не нужен внешний синтезатор покупать и монтировать. Будут другие модули, которые не заменить - например GPS-приемник для тайминга фреймов WSPR + для коррекции дрейфа частоты.

В любом случае я буду двигаться двльше и публиковать результаты. Желающие смогут всегда повторить решение или создать что то свое на его базе.

//Роман
73 & 72!
de R2BDY

R2AJA пишет:
С 10-см антенны сигнал и не мог быть зафиксирован: насколько вижу после отправки пакета с обычного трансивера (5Вт) традиционным способом, ближайшая от меня станция приема WSPR где-то в Германии. Тут же мощность во много раз ниже.

1) Сегодня после 18 попробовал несколько раз именно так сделать. Сигнал устойчиво принимался в 100% случаев на трансивер в соседней комнате (рапорт в программе WSPR был > +20 дБ). Однако снаружи меня никто не услышал. Вот если бы днем на диапазоне 17 метров... Но пока максимальная частота осциллятора около 9.4 МГц, то есть даже отличный универсальный диапазон 30м не перекрываю. На слух сигнал был очень чистым, без кликов в момент смены частоты.

2) Реально отдаваемую мощность я думаю оценить сложно. Надо знать выходное сопротивление пина Pico, оно не нормировано. Индикатор мощности тюнера на 5 Вт не двигался совершенно. Попробуем оценить верхний предел. По документации на Pico макс выходной ток на пине 12 мА. Считаем: P = 3.3 * 0.012 = 40 мВт. Нас интересует основная гармоника, значит 20 мВт в лучшем случае. Думаю, что на несколько километров может достать на диапазоне 40м.

3) Пока просто включал руками, когда начинался очередной двухминутный интервал. В будущем надо ставить либо GPS-приемник, либо время с терминала. Второй вариант плох из-за неизбежного дрейфа опорного генератора, который приведет к постепенному смещению интервала передачи за границы необходимого временного окна.

Буду держать в курсе экспериментов.

//Роман
73 & 72!
de R2BDY

R2BDY пишет: По этой ссылке показано как установить SDK на Windows:
github.com/ArjanteMarvelde/uSDR-pico
Может быть Ваш код можно под этот SDK портировать?

А по этой ссылке предыдущий проект с некоторыми изменениями портирован на Arduino IDE.
github.com/kaefe64/Arduino_uSDX_Pico_FFT_Proj

R2BDY пишет:
Привет всем, интересующимся темой WSPR-маяка с формированием сигнала полностью в цифровом виде на базе недорогого микроконтроллера Raspberry Pi Pico.

Как писал ранее, при взятии сигнала просто с пина (через ФНЧ) напрягало согласование и сложность оценки реального уровня отдаваемой микро-мощности. Судя по отрицательным итогам тестов, мощность была на уровне QRPX или ниже, а это не для моей простейшей антенны в виде горизонтального провода 11м на высоте 6м, окруженной со всех сторон высокими домами.

Я дополнил Pico простейшим каскадом усиления на 2N3904. В качестве выходного согласования выбрал Г-образное звено (C-L).
Фото железа:



Питание 12В, на нагрузке 50Ом развивалась мощность около 85 мВт.
Маяк услышали в Австрии и Германии (время эксперимента - около 10 вечера по Москве, 2023-11-19).





Таким образом, результат положительный. Нестабильность частоты составила около 2..3 Гц на 2х минутный интервал при первых 2х циклах, далее в условиях стабильной температуры комнаты, нестабильность снизилась до 0..1 Гц.

Идеи по развитию проекта: 1) добавление пользовательского интерфейса через COM-порт для того, чтобы не надо было компилить проект и достаточно было скачать прошивку и залить. 2) добавление GPS-приемника для компенсации дрейфа опорника.

//Роман
73 & 72!
de R2BDY

Доброго времени суток, Тадас,

LY1CE пишет:
Проект должен компилиться и напротив SDK на Windows, без изменений. Сам не пробовал конкретно мой проект в силу отсутствия Windows и времени, но пару лет назад ставил и RPi Pico Windows SDK + V.Studio Code. Работа была идентична.

LY1CE пишет:
За вторую ссылку особенно спасибо (с первой знаком был), довольно масштабное решение. Несомненно заслуживает повторения, если есть значительный опыт в монтаже и отладке радиоаппаратуры.

У меня же изначально идея другая - максимум функционала чисто радиотехнического будет работать на Pico, а снаружи относительно простые схемы типа трансивера Микро-80 (RV3GM), которые можно легко спаять за вечер. При всем уважении к проекту kaefe64, лично я бы не рискнул повторить это решение. Слишком много зависит от исполнения аппаратной части. Могу ошибаться, это лично мой опыт.

//Роман
73 & 72!
de R2BDY

Приветствую Роман.

R2BDY пишет: Я привёл это не столько в качестве примера для повторения (хотя это само собой интересно), сколько в качестве примера переноса проекта Pico SDK в среду Arduino.

Доброго времени суток всем энтузиастам радиосвязи и радиолюбителям-конструкторам!

Небольшая пауза была связана с разработкой и отладкой новой, более совершенной версии синтезатора частоты на Pico. Недостатком предыдущей версии была не такая высокая, как хотелось бы для QRPP/QRPX-экспериментов, точность выставления _абсолютного_ значения частоты (было десятки Гц, зависело от температуры и экземпляра Pico).

Главное дополнение в v.0.9, ссылка - github.com/RPiks/pico-hf-oscillator - реализация коррекции генерируемой частоты по GPS приемнику. При этом устраняется как абсолютное отклонение частоты генерации, так и компенсируется медленный (секунды) дрейф частоты, вызванный изменением температуры (и прогревом платы). Естественно, что это работает при наличии навигационного решения (когда GPS приемник выдает координаты и временную метку). В случае отсутствия GPS приемника все работает как раньше.

Схема:



Обеспечение высокой стабильности частоты важно для QRP, когда используются сверхузкополосные сигналы и малейшая расстройка приводит к проблемам.

Введение GPS-приемника также важно для WSPR-маяка, где передача идет в начале строго заданных двухминутных временных слотов.

//Роман
73 & 72!
de R2BDY