ЛЮБИТЕЛЬСКИЙ РАДИОТЕЛЕСКОП - РУКОВОДСТВО ПО СОЗДАНИЮ

[GLOK]

Ну...да...тут как-бэ приходится что-то приносить в жертву-сам когда-то столкнулся...

...щас вспомнил...только чур ногами не бить !
В своё время на ХамРадио ниженаписанное народ бурно обсудил, но всем было лень попу оторвать чтобы проверить...

Как известно геометрические размеры АФУ обратно пропорциональны диэлектрической постоянной среды, где оно находиться...
Так вот..когда-то проводил сумасшедшие эксперименты, в результате которых антеннка с размером в 10см но в аквариуме показывала такие-же результаты, что и такая-же размером в примерно метр но на воздухе...
При случае, не поленитесь-проверьте...
Т.е. есть предположение, что синфазная решётка будет значительно меньших размеров если её булькнуть в какой-то басейн с чем-то с высокой диэлектрической постоянной...водой, например. 

[ROVIAN]

Отсюда вывод, прежде чем сделать небольшой радиотелескоп нелишним сделать на дачном участке бассейн. (хоть одна польза для членов семьи от наших пропаданий, по ночам. )  Вопрос же ещё и в диаграмме направленности подобного комплекса. Вот где ещё пробывать неперепробывать.  Тут времени антенны на ЕМЕ некогда до ума довести, уже года 3 в полусобранном состоянии     и края не видно.

[Alex Plaha]

Двигаемся дальше слева направо по блок-схеме.  МШУ пропустим, для первого света нам подойдет один из описанных раньше линейных усилителей от спутникового ТВ.

Далее идет тюнер TBMU24112IMB1. С помощью горелки выпаивать тюнер из платы я не стал. Решил использовать паяльник с отсосом, как на фото.
После вскрытия экрана мы видим две микросхемы.

DVB-frontend Philips STV0299B, это АЦП, демодулятор QPSK, декодер символьных скоростей, короче совершенно ненужная нам микросхема, т.к. она работает по жестко запрограммированному алгоритму. Вот  если бы  демодулятор QPSK и декодер были реализованы на DSP или FPGA с выходом под USB, то смена прошивки могла бы сделать наш радиотелескоп еще проще. Короче имеем, что имеем.

А вот микросхема Zarlink SL1935 это Down Convertor и синтезатор частоты , очень ценная микросхема не только для нас, но и для радиолюбителей работающих через  Луну и не только. Это фактически готовый приемник прямого преобразования (Direct Conversion) , который в себе содержит  входные ВЧ цепи, смеситель и гетеродин в виде синтезатора частот, и обеспечивает нам на выходе нулевую ПЧ. Выход  этого приемника квадратурный, выходы Q и I,  что позволяет его использовать в недорогих  SDR системах.

Теперь о доработках. Т.к. STV0299B нам не нужен,  то от нее надо отсоединить все цепи, влияющие на работу SL1935.
Красными точками помечены резисторы, через которые сигналы Q и I от SL1935 поступают на STV0299B. Их надо удалить. Эти сигналы выведены на внешний разъем тюнера, 8-ножка - I, 9-ножка –Q. Счет ножек вести со стороны F-разъема тюнера.
Оранжевыми точками помечены резисторы,  через которые проходит шина I2C, для обмена данными между STV0299B и SL1935. Их тоже нужно удалить.  Желтыми точками помечены резисторы через которые команды управления для STV0299B передавались с ножек 27(SDA (I2C), 28 SCL (I2C) внешнего разъема тюнера. Их тоже надо удалить.  И последний резистор, который нужно удалить помечен фиолетовым цветом. Это цепь АРУ. При удалении резистора, АРУ тюнера всегда будет настроено на максимальный уровень сигнала. Кварцевый резонатор на 4Мгц расположенный в районе 1-й ножки SL1935, тоже удаляем. Это необходимо для того, чтобы запитать оба тюнера от одного, общего генератора.

[Alex Plaha]

Все, что нужно удалили, теперь немного попаяем среди SMD монтажа. Нужен паяльник с тонко заточенным  жалом, ватт 25. Можно использовать лупу, чтобы не промазать.
Ножки 27,28 внешнего разъема тюнера до переделки служили шиной I2C для STV0299B. Как показано на первом фото, соедините эти ножки тонкими проводками с площадками, где раньше были припаяны левые контакты резисторов, помеченных оранжевой точкой. Теперь ножки 27,28 это шина I2C для программирования частоты синтезатора в SL1935.

На втором фото показан конденсатор емкостью 1000пф, который одним выводом припаян к точке,  где раньше был кварцевый резонатор. Второй вывод, припаян к тонкому коаксиальному кабелю. Этот кабель через отверстие в корпусе экрана выведен с наружной стороны экрана. Оплетку коаксиального кабеля припаяйте к корпусу экрана. В дальнейшем кабель будет подключен к общему опорному генератору.

На третьем фото показан способ адресации тюнеров при программировании частоты. Т.к. шина I2C у обоих тюнеров будет общая, при программировании по I2C их надо как то различать, адресовать. Для этого первая ножка  у одной из SL1935 (Add) должна быть запаяна на массу, а у  SL1935 из другого тюнера она остается без изменений.

[DenisYa]

Можно выложить схему обвязки тюнеров и общего опорного генератора?! Есть идея сделать общую плату с креплением тюнеров, разводкой фильтров (колодки), усилителей и компараторов с выходами на 2 LPT разьема?! Какие могут быть подводные камни?!

[Николай_Н]

Парни, разница в согласовании 50 vs  75 ом заметна лишь в радиопередающих средствах (кои работают в большинстве своём на согласованную нагрузку, и на ОДНОЙ частоте)...в радиоприёмных устройствах, в подавляющем большинстве своем никто не заморачивается минимальным коэффицентом КСВ АФУ - потери от рассогласования +\- паравоз как правило компенсируются предусилком и КПД никого не волнует ( как в случае передатчиков)... поэтому в большинстве случаев на приёме имеется то, про что упомянул выше...лично когда-то проверено на разной технике...
т.е. если на пальцах, то такая разница- приём удаленого ТЦ в шумах и ЧБ при кабеле 75 ом...или в цвете при 50 омах.

       Если честно - немного непонятно почему никого не волнует согласование в приемной части РЭС, наверное очень уж оно гиблое в таком случае, если у него согласование +/- паравоз. Вы правильно заметили, что на мощных передающих устройствах на согласование чаще обращают внимание, поскольку там это сразу можно ощутить, по выделению мощности в нагрузках выходных циркуляторов и если совсем плохо дело, то и в возможном появлении интермодов на оконечном УМ.
       В приемной части нормально спроектированных и нормально обслуживаемых устройств согласование ВСЕГДА обеспечивается, поскольку МШУ работает на расчетных параметрах (КШ, точка компресии, КУ) только при условии оптимального согласования как на входе так и на выходе ну и режим питания соотвественно.
       Что касается методов согласования путем подрезки кабеля, он конечно имеет право на жизнь если ничего другого недоступно, но полоса там действительно узкая, ниже прикинул ИДЕАЛЬНЫЙ случай генератор-нагрузка 75ом - линия передачи 50 Ом (приемлемым считаю уровень отраженки -20дБ). В реальности все будет еще хуже из-за неидеальности параметров соединений. Но при измерении КСВ длинного куска кабеля может возникнуть ошибка в лучшую сторону из-за неправильного учета затухания в самом кабеле, затухание нужно учесть в отраженке.

Тут же хочу озвучить цель своих высказываний, я никому ничего не хочу доказывать, просто проект действительно интересный и к автору отношусь с большим уважением, поэтому хочется подсказать возможные места для "затяжки гаек" и улучшения параметров.

[Николай_Н]

Ну...да...тут как-бэ приходится что-то приносить в жертву-сам когда-то столкнулся...

...щас вспомнил...только чур ногами не бить !
В своё время на ХамРадио ниженаписанное народ бурно обсудил, но всем было лень попу оторвать чтобы проверить...

Как известно геометрические размеры АФУ обратно пропорциональны диэлектрической постоянной среды, где оно находиться...
Так вот..когда-то проводил сумасшедшие эксперименты, в результате которых антеннка с размером в 10см но в аквариуме показывала такие-же результаты, что и такая-же размером в примерно метр но на воздухе...
При случае, не поленитесь-проверьте...
Т.е. есть предположение, что синфазная решётка будет значительно меньших размеров если её булькнуть в какой-то басейн с чем-то с высокой диэлектрической постоянной...водой, например. 

Размер антенны без потери КУ невозможно уменьшить подобным способом (окружая излучатель диэлектриками с высоким ЭПС), возможно лишь сохранить согласование в желаемой полосе.

[GLOK]

..........Размер антенны без потери КУ невозможно уменьшить подобным способом (окружая излучатель диэлектриками с высоким ЭПС), возможно лишь сохранить согласование в желаемой полосе.

А Вы всё-ж проверьте-возьмите любую портативку, измеритель напряженности поля... теоретических противоречий к тому нету, а то что в голове сразу не укладывается -оно понятно..
За сим тему засорять не считаю возможным, если интересно то в личку...

".....  В приемной части нормально спроектированных и нормально обслуживаемых устройств согласование ВСЕГДА обеспечивается, поскольку МШУ работает на расчетных параметрах (КШ, точка компресии, КУ) только при условии оптимального согласования как на входе так и на выходе ну и режим питания соотвественно...."
Если приём осуществляется на фиксированной частоте, да ещё для профессиональных целей, то ДА... но откроем схему любого широкополосного РПУ, да ещё начального ценового диапазона и видим +\- паравоз в согласовании...
Вроде как в этой теме никто не упоминал про применение МШУ от профессиональных спутниковых систем ?
Но опять-же..дабы не засорять, давайте в личку.

[Alex Plaha]

Большое спасибо Николай_Н за возможные места для "затяжки гаек" и улучшения параметров. Когда у наших РЛ хоть как-то заработает РТИ-1, а Солнце мы должны увидеть и без такого точного согласования, тогда начнем процесс "вылизывания" системы, и обязательно учтем Ваши предложения.

А пока вот схема межблочных соединений.

[shicl]

Александр! У опорного генератора амплитуда какая нужна? Есть возможность применить микросборку 448ГГ2 производства родного предприятия. там импульс 1 МГц 3.6В. Пойдет? Или обязательно синусоида нужна?

Вот здесь параметры:
http://www.155la3.ru/k448.htm

[Николай_Н]

..........Размер антенны без потери КУ невозможно уменьшить подобным способом (окружая излучатель диэлектриками с высоким ЭПС), возможно лишь сохранить согласование в желаемой полосе.

А Вы всё-ж проверьте-возьмите любую портативку, измеритель напряженности поля... теоретических противоречий к тому нету, а то что в голове сразу не укладывается -оно понятно..
За сим тему засорять не считаю возможным, если интересно то в личку...

Действительно, засорять тему больше не буду, но в моей голове давно уложились основные понятия электродинамики  подтверженные многими практическими реализациями, основное противоречие - плотность потока мощности через еденицу площади пространства. Понимание, как Вы правильно заметили, приходит со временем, в качестве пищи для размышлений http://www.qslnet.de/member/dl2kq/ant/3-45.htm

[Alex Plaha]

Александр! У опорного генератора амплитуда какая нужна? Есть возможность применить микросборку 448ГГ2 производства родного предприятия. там импульс 1 МГц 3.6В. Пойдет? Или обязательно синусоида нужна?

Вот здесь параметры:
http://www.155la3.ru/k448.htm

3.6В - подойдет, 1Мгц - маловато. По даташит на SL1935 от 4 - 20Мгц. У меня стоит генератор KXO-210 на 16Мгц фирмы GEYER. По даташит выход цифровой,  TTL уровня, но все работает. Получается, что синусоида не обязательна, т.к. синтезатор в SL1935 цифровой.

[shicl]

Понятно, приобрету KXO-210. Жалко, что раритет отечественный не пригодится!

[ROVIAN]

       Если честно - немного непонятно почему никого не волнует согласование в приемной части РЭС, наверное очень уж оно гиблое в таком случае, если у него согласование +/- паравоз.

В том то и дело, что это тоже интересует. Понятно что улучшать схему прийдётся, но есть вещи которые нужно делать сразу "по уму". Можно поменять МШУ и прочее, но если потом менять кабеля, согласушки и прочую "мелочь", то строительство превратится в долгострой. 
перемерял сейчас кабеля, которые нашёл в гараже. Стал косо посматривать на фторопластовые потроха. Более мение потерь меньше в старых кабелях с фторопластом (посеребрёнка) , они 50 ом (реально 54). Порадовал буржуйский кабель (75), маркировки нет, валяется уже года два.  На 3 гигах показывает 0,14-0,17 дебилов. Но его мало , метров 12 всего. 

 

[GLOK]

.............Понимание, как Вы правильно заметили, приходит со временем, в качестве пищи для размышлений http://www.qslnet.de/member/dl2kq/ant/3-45.htm

Лучше изучать более серьёзные источники:
http://www.electronics.ru/files/article_pdf/0/article_523_423.pdf
И кстати у того-же двоешника, ссылку на которого Вы дали про замедляющие структуры и апертуры..так сказать для понимания, что не всё в жизни так просто как кажется на первый взгляд.
http://dl2kq.de/ant/kniga/1313.htm

[shicl]

Парни, сдается мне, дискуссия Ваша сейчас не совсем к месту. Ближайшая цель проекта построить радиотелескоп пусть сначала и с минимальными характеристиками. Получить сигнал, убедиться что РТИ работоспособен, попробовать известные из литературы методы, например, метод лунных покрытий. А потом уже мудрить с улучшением характеристик и т.д. и т.п.

Сначала надо Москву отстоять, а потом разберемся какой дорогой в логово зверя направиться!

[DenisYa]

Парни, сдается мне, дискуссия Ваша сейчас не совсем к месту. Ближайшая цель проекта построить радиотелескоп пусть сначала и с минимальными характеристиками. Получить сигнал, убедиться что РТИ работоспособен, попробовать известные из литературы методы, например, метод лунных покрытий. А потом уже мудрить с улучшением характеристик и т.д. и т.п.

Сначала надо Москву отстоять, а потом разберемся какой дорогой в логово зверя направиться!

Согласен на 100+. При повторении появляются вопросы. 1) Почему каждый канал экранирован и существуют отдельные платы(фильтр+усилитель+компаратор)?! 2). Почему мы используем два LPT-usb переходника? Может реально все в один LPT порт развести? Упрощение схемы однако. И у меня уже мысленные кроты роятся как еще прицепить управление тарелками, чтобы сканирование делать и за ночь грубо сделать картинку 640х480 одного объекта. У меня база будет на даче 35 метров.

[shicl]

Считаю, разделение каналов и их экранирование оправдано. Мы имеем дело с корреляционным приемником. Без разделения в обоих каналах через паразитные связи наведутся синфазные шумы, которые потом скорелируются с полезным сигналом. Получится (радиолокационным языком) повышение уровня ложных тревог. По молодости эксплуатировал телеметрическую аппаратуру, которая работала с фазоманипулированным сигналом (на входе приемника сигнал ниже уровня шумов) - все разделено и заэкранировано просто насмерть! 

[DenisYa]

Понял. Спасибо за доскональный ответ! Значит разводка на одной плате радиотелескопа не реальна.

[Alex Plaha]

2). Почему мы используем два LPT-usb переходника? Может реально все в один LPT порт развести? Упрощение схемы однако.

Программировать частоту мы будем по шине I2C. I2C низкоскоростной интерфейс. Самый простой способ реализовать I2C через LPT порт, программным способом. Но в современных ноутбуках LPT нет. Я использовал PCMCI LPT карту для ноутбука фирмы STLAB.

Для ввода оцифрованной информации в компьютер нам необходим скоростной USB интерфейс. Он выполнен на  USB контроллере CY7C68013A. В домашних условиях эту микросхему распаять невозможно из-за корпуса 56-pin SSOP. Поэтому было взято готовое заводское решение, с  уже распаянной CY7C68013A, в виде переходника USB-LPT. Но как только  в этом переходнике  мы заменим прошивку на свою, то USB-LPT он уже являться не будет.  Он превратиться в высокоскоростной HIGH-SPEED USB интерфейс, работающий в составе нашего АЦП.  Как на нем реализовать шину I2C  я пока не знаю.

Поэтому для I2C по прежнему нужен полноценный LPT порт, с физическим адресом (0378 или другим) в любом виде. Или в виде  PCMCI LPT карты для ноутбука фирмы STLAB, или в виде еще одного переходника USB-LPT с родной прошивкой. Других  нормальных переходников для получения LPT порта на ноутбуке я не встречал. Если вместо ноутбука использовать стационарный компьютер,  то на его материнке LPT должен быть родной.