Mein Red Pitaya als Standalone: DiscoRedTRX Werdegang eines Projektes von Pavel Demin und Wolfgang Kiefer (DH1AKF) 05/2016 – 06/2017 Gliederung: 1. Hardware- Übersicht 2. Die Bedienoberfläche 3. Die Software- Struktur 4. Erweiterungen/ Ausblick

1. Hardware- Übersicht Ausgangspunkt : der funktionierende Versuchsaufbau mit Red Pitaya und der Mikrocontroller- Baugruppe STM32F7Disco Die STM- Baugruppe dient mit ihrem Touch- Screen als Benutzerschnittstelle. Im Prinzip werden außer den E/A- Schaltern keine Bedienknöpfe mehr benötigt.

In ein pultförmiges Gehäuse sollten eingebaut werden: der Red Pitaya - eine Endstufe ca. 10 Watt (Klaus Nathan Elektronik) - Sende- Empfangsumschaltung - Stockton- Koppler zur Messung des SWR

So sieht der DiscoRedTRX jetzt aus. Links das Schaltnetzteil

Das Unterteil des Gehäuses besteht aus doppelt kaschiertem Cevausit (Leiterplattenmaterial)

Blick ins Innere, noch nicht vollständig

Erste funktionsfähige Aufbau- Etappe , Erste funktionsfähige Aufbau- Etappe

Modifikation der Eingangskanäle: Je ein Trafo 1:9 Direkter Anschluss an die AD- Wandler unter Umgehung der als Impedanzwandler geschalteten Operationsverstärker Verbesserung der Rauschzahl von 46 dB auf 21..26 dB

Sende- Empfangsumschaltung, Abschwächer Der Abschwächer kann sowohl beim Senden als auch bei Empfang genutzt werden.

Sende- Empfangsumschaltung und digital einstellbarer Abschwächer mit PE4306 (0 bis -31 dB, Schrittweite 1 dB) von SV1AFN

Schaltbild Stockton- Koppler - Aufgebaut im „ugly style“, also möglichst freitragend

Der Stockton- Koppler dient zur Messung des SWR und der Sendeleistung

Aktueller Zustand, mit Audio- Codec (unten links) Er vermindert die Zeitverzögerung, welche durch die digitale Signalverarbeitung entsteht.

Display (Touchscreen) Hardware- Struktur DiscoRedTRX Mic Phone Audio- Codec Display (Touchscreen) Antenne Red Pitaya Abschwächer Pos. E Controller STM32F7 S/E- Umschaltung Abschwächer Pos. S Stockton-Koppler Endstufe 10 W

(2016, jetzt als Diagnostic Kit 308 €) Zum Vergleich: HamLab als Fertiggerät - 999€ (10W) bzw. 1699€ (100W) HamLab ist allerdings kein Stand- alone- Gerät sondern benötigt einen PC. Der IC7300 (Icom) kostet derzeit 1280€, (er ist im Funktionsumfang natürlich nicht vergleichbar mit dem DiscoRedTRX.)

2. Die Bedienoberfläche - Hauptmenü -

Bedienoberfläche: Frequenzeingabe numerisch

Bedienoberfläche: Frequenzeingabe mit simuliertem Rollrad

Bedienoberfläche: Frequenzeingabe vom Speicher

Bedienoberfläche: Grundeinstellungen

CW Keyer und Morse- Speicher

Morse- Tastatur a/b (mit Unterstützung von Jo, DL3ARM)

3. Struktur der Software- Komponenten DiscoRedTRX Red Pitaya Bemerkungen/ Autor Sprache(n) Betriebssystem Debian Linux 8.6 Linux 4.6.0-xilinx Entwicklungswerkzeuge Compiler gcc Red Pitaya SDK (Xilinx) Verilog, TCL FPGA Programm Pavel Demin WDSP Library Warren Pratt NR0V C John Melton G0ORX C konvertiert nach Linux Anwenderprogramm C (ca. 650 Programmzeilen) STM32F7Disco UB_Library Uwe Becker C (grundlegende Routinen) Anwenderprogramm Wolfgang Kiefer C (ca. 6500 Programmzeilen)

Links zu den benutzten Programmen und Bibliotheken: DiscoRedTRX: https://github.com/pavel-demin/DiscoRedTRX   Embedded SDR transceiver: http://pavel-demin.github.io/red-pitaya-notes/sdr-transceiver-emb WDSP: https://github.com/TAPR/OpenHPSDR-PowerSDR/tree/master/Project%20Files/Source/wdsp UB Library for STM32F746: http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=5329

Daten- und Signalpfade DiscoRedTRX Red Pitaya STM32F7Disco Board UART 115 k 2 Kernel Linux- prozessor FPGA Mikrocontroller 32 Bit 200 MHz 480 * 272 Pixel A/D + D/A Touchscreen I²S 48 kBit/s I²C 8 mW HF Sende- Empfangs-umschaltung Audio- Codec Abschwächer A/D D/A Hörer/ NF- Ausgang Antenne PA 6 .. 10 W Mike Daten- und Signalpfade DiscoRedTRX

Blick in die Software- Schnittstellen Red Pitaya <> STM32F7 <> PE4306

3. Erweiterungen/ Ausblick Endstufe (1 3. Erweiterungen/ Ausblick Endstufe (1. Versuch) – aus modifiziertem China- Bausatz Der Röhrchentrafo brachte nicht die gewünschte Leistung /Bandbreite

Fertig aufgebaut, verworfen: 300 W PA Mit BLF368, 28 V -- 1. Versuch

Aktueller Zustand der 300 W PA, mit mehreren Breitbandübertragern, - es fehlen noch die Tiefpassfilter (Leitungstransformatoren = TLT)

Poti 220k Kompressionsgrad Mikrofon + NF- Kompressor SMV5 (ELV) Poti 220k Kompressionsgrad

Erste Vorarbeiten am PiHPSDR, Empfang ist ok.

Red Pitaya – technische Daten (Auszug) - A/D- Wandler LTC2145-14, dual 14-bit 125 Msps D/A- Wandler DAC1401D125, dual 14-bit 125 Msps FPGA: ZYNC7010 (Xilinx) 2- Kern CPU Cortex A9 667 MHz Takt 512 MB RAM- Speicher verarbeitet Micro SD Karten bis 32 MB - 28k Logikzellen Leistungsaufnahme 0,9A /5V Eingangswiderstand ohne Modifikation : 1MOhm / 10 pF

Weitere Vorhaben: - Spektrum- Anzeige (Wasserfall) - Decodierung von Morsezeichen - Digi- Modes implementieren, JT65, JT9 - Pi-HPSDR mit dem Red Pitaya, Raspberry Pi3B und 100W PA - Automatik- Tuner mit PSoC5LP - und vor allem: weitere Mitstreiter gewinnen ! Danke für die Aufmerksamkeit! Zum Nachlesen: Hier ist die Präsentation zu finden: http://wkiefer.bplaced.net/funk (3,1 MB)