picastar插片版及其他DIY小项目的流水账 [复制链接]

大东北冬天挺冷的工地停工本来一个搬砖的力工一下子没了工作算算到春节放假还有10天只能办公室坐着 玩手机打游戏看电影影响不好 但是又不知道干点啥 本着不能闲出屁的想法 决定学点什么充实下头脑  首先就是决定学学画板子做点自己想搞的小设计 AD在最开始DIY的时候略有接触 但是用不明白 就算是汉化了半英半中的界面也不友好 正好朋友推荐了立创EDA 使用了几次感觉不错 决定用这个软件开始学习 至于学啥 那就画点复杂的 锻炼自己的手法和对网络的印象 因为搞过PICASTAR的机器 而且图纸资料全 对整机有点认知 故决定从此开始下手 既然大板子和小板子都做过 而且对他的平铺设计不太喜欢 毕竟垂直空间利用率不太高 所以决定分单元分模块画出来 至于成不成那是后话 本着搞大不搞小的原则就这么迷迷糊糊的开始了 没想去年年尾的特殊事件让今年的假期来到了40天 这40天可真充实 这板子一画就是将近400个小时 本来是画着玩的 锻炼手法 结果越画越顺手  因为是LAYOUT的原件摆位是对着VK3PE的COMBO PICASTAR的PCB对着放的 感觉自己的想法可以实现 于是尝试着和VK3PE和G3XJP要了非商用授权 对方欣然同意并发给了我控制系统的GERBER 既然有个控制板的原始文件 于是决定更进一步 尝试从图纸走到现实 在试装工程样板的同时高估了自己 也大小问题逐渐暴露出来 但是也有成功的喜悦 这个贴子我会逐步发出从工程实验板到正式版以及整机的调试过程 如果可能外壳的制作也会放出 期间会穿插一些其他与其相关或者无关的小项目 对于开源的或者是烂大街的模块我将放出立创的SCH和PCB图供大家参考指正修改以及自制 若PCB上有设计者的呼号等信息在你打板的时候请保留 如果板上忘了画而附件里有原作者信息的在请打打板的自行时候加上 DIY是一个乐趣是一个过程 对于开源的小物件我并不反对复制和销售 但在售卖前应充分验证该设计的设计指标和具体性能 同时结合自身的付出给定一个合理的价格   有些大神拿着国外的开源复制回来吹牛逼说是自己设计糊弄初学者 如果原设计好用还行 若是原设计有固有缺陷而自己无法解决玩消失的 那我可真替你感到悲哀      若设计者放出了烧写文件、SCH、用于热转印的PDF的同时有出售套件或者PCB板的我只会放出原设计的SCH以以及我自制的PCB图片供大家参考  SCH画图略显稚嫩 大家可以参考着来 对于是否验证过我会特别说明  打字不乐意写标点符号 具体断句及语意自行揣测 为人慵懒有很大的可能会烂尾 走一步算一步吧  首贴特别感谢BG6RDF BG6QBT BG4AHS BG8EB BG7YA BG2KVG BG2KLY BG2KVY的支持 没有他们的眼神支持我是无法走到这一步的

难得复出，板等

坐等遛马发帖

新内容呢？

天色已晚 先放个小东西
20W PA
原作者：G3XJP G6ALU
性能：1-30MHZ 输入 -15dbm 输出20W  效率约50%-55%之间
输入电压 ：BIAS 12V 主电压 13.8-14.5V（14.5已测 没有问题 但是不建议高电压使用）
资料： SCH PCB 原版介绍文档PDF及简要调试说明
成本：150元不含采购邮费 后贴均为原件采购成本价
完成度：已完成、测试可用
主要原件：三菱RD06HHF1 RD16HHF1 BN43-2402 BN43-1502 BN43-202 FB43-801(国产小磁珠同样可用) 330P云母 2200P云母 射频通路建议使用1206封装COG材质的100NF电容（X7R也可用）
封装：除BAIS相关5个电阻外均为1206电阻电容及易购原件
调试难易程度：简单
制作难点：三放2个双孔磁环的绕制
      在购买原版PICASTAR的时候包含了这个小的功放板 功率不大但是用料很猛 4个主放管用的是三菱的RD系列射频场效应管，当时在制作后感觉效果相当不错  这这次复制过程中主要是缩小体积同时采用表贴原件及SMA接头和XT30的电源插座便于安装调试 该PCB设计共2版 第一版原始设计100%参考原版 一放采用ZTX313 三放补偿电容依原始设计采用了单只2200P云母或者2个1206 10NF COG电容并联 调试过程中发现原版ZTX313在高频段输出功率不够 低段可以出20W 高段只能出8W  后换成直插版更改的MPSH10后全段输出稳定在20W±1W的区间 因为MPSH10的12脚和ZTX313是相反的 同时三放的补偿电容2选一没有必要 PCB有一点看不过去的小瑕疵 特制作了第二版 调试说明是初版PCB 第二版已修正该问题 后期测试20W功率输出 10分钟可稳定运行 但磁环很烫手 不建议长时间发射使用

恭喜晋级

恭喜晋级

20W LPF
原作者：G4TZR
性能：1-30MHZ BAND LPF  耐功率极限20W 50W可用但是建议换装HF HFD4/12-I 90w继电器
输入电压：12-13.8V 波段选择低电平有效
成本：210元
完成度：已完成 可用
主要原件：微金属T50-2 T50-6 T50-10磁环 宏发HFD4/12 继电器 0805阻容 0603LED与0603LED限流电阻 100V云母
调试难度：简单
制作难点：磁环的绕制
       原版设计为150W LPF 体积又大又长，这次重新设计采用了和主模块一致的HFD4/12继电器（欧姆龙G6K国产兼容版）完成了整机继电器型号的统一 磁环由T68缩减至T50 云母电容的引脚间距重新绘制封装    用N2PK测试了板载-20DB衰减器全短波段波动0.3DB  接收状态下衰减-0.03DB  同时试制了24-30mhz LPF 扫描出的效果非常好 29MHZ左右插入损耗-0.4DB左右 其他波段未测 无非就是一些重复劳动 自行制作时50W版本时候继电器可以换用HFD4/12-I继电器 相对HFD4/12耐受功率从60W提高到了90W 制作100W LPF时继电器可用G5V-2或原版的继电器 电容耐压应提高至500V 磁环采用T68尺寸  经过测试连续发射20W10分钟继电器不热 50W10分钟继电器微热 注意文档的圈数是T68下的圈数，附带了计算软件 可以根据电感量重新计算T50磁环的绕制圈数 电流单个继电器耗电15MA LED根据限流电阻选择的不同电流为8-15MA

来学习。

PEAK SWR 检测模块
原作者：G3VPX
性能：1-30MHZ 功率检测模块 采用100V JM06电容可稳定运行在0-50W 换装更大的可调电容可以运行到100W
输入电压：12-13.8V
资料：SCH PCB 调试说明
成本：25元
完成度：已完成 已经测试
主要元件：FT50-43 TLC2264运放 HFD4/12继电器 BAT85检波二极管及其他易购元件
调试难点：检测磁环的绕制
    本模块是PICASTAR的附属模块用于检测显示射频系统的正反向电压经运放后供控制系统的ADC显示正反向功率条并通过计算驻波完成驻波保护的功能 检测头采用单磁环设计 默认是峰值输出模式 三极管输入高电平时 继电器跳合后进入AVG输出模式，主要元件采用TLC2264 0-8V轨到轨运放，输出电压最低0.02-0.05V 最高8V  本模块作为DIY电台的SWR检测机构通用行非常好 可以在输入目标功率后调整正反向最高电压适配自制DIY电台并进入主控MCU的ADC完成功率显示及驻波显示 在制作过程中开始使用了普通的-3同轴电缆 结果芯体外皮的铝箔屏蔽层造成了内外芯短路差点烧毁了功放，同时外皮的屏蔽网切割的不干净 外观效果也很差 二次制作时穿心电缆使用了-3的特氟龙 在ANT端用裁纸刀稍微深切一下 外皮和屏蔽网可以完美的分割 TX端环切四分之三 预留一部分单端接地  调试可以参考文档内调试说明 同时也可以用这个模块作为数字化SWR的检测模块 主控做几段校准 就可以很好的使用了 运放也可以换成非轨到轨的运放 在前端的MCU中做ADC映射 鉴于属于单磁环检测 线性程度不会很好 想做数字化驻波表的 可以继续关注本贴 后期会介绍一款4磁环检测头 效果更佳
更多介绍：http://www.g3vpx.net/peakswr/peakswr.htm

搬小板凳，坐下学习

使用SI5351为基础的定频时钟发生器
原设计：VK5TM
性能：通过跳线可以输出10.710或者10.715MHZ  VPP:3.3v左右
输入电压：5-10V
资料：SCH PCB
设计者网站链接：https://www.vk5tm.com/starlo.php  可以下载到源代码和烧写文件
主要元件：SI5351 12F629 5070   3.3v 25MHZ有源晶体
成本：约为15元
完成度：已完 已测试
调试难点：MSSOP的焊接
      原picastar的设计2ND LO采用了滤波器中心频率+15KHZ的晶体 晶体不好定做 VK5TM设计了这个小东西 用12F629 I2C方式向SI5351输出控制字 使得模块输出2ND LO所需要的频率  省去了定做晶体和制作晶体放大器的麻烦 对要求不高 而晶体频率有特殊要求的地方可以用这个廉价的小模块来代替 LDO换成了易于购买的AMS1117-3.3  如果改用别的频率 可以参考作者网站的源代码修改控制字  原版设计可以通过是否在R3处焊接0R电阻 输出2个固定频率  如果用这个小模块输出1ST LO 注意SI5351的后端要加滤波 否则会有很严重的二次谐波 特别提醒使用板载6针接口编程时因12F629的编程电压是5V SI5351务必不要焊接 否则SI5351必烧！ 有条件的可以离线编程后再焊接MCU或者先编程再焊SI5351  另整个模块的输出稳定度完全取决于25MHZ 3.3V有源晶体的精度 建议购买EPSON或者西铁城的晶体  经对比测试稳定度比国产的稍微好一些 满足2ND LO的使用

再更新一期
PK-SWR驻波表
原作者：G6ALU（radio-kit）
功能;1-30mhz驻波表 高反射功率报警（1-50W可调）无正向功率自动关机  背光4级可调 正反功率模拟条或数字显示  正向有功率自动开机  功率范围QRP-100W（MCU的ADC限制 最大表显113W）
输入电压:12-13.8V
主要元件：FT50-61 BAT85检波二极管 LM386运放 16F819单片机 lcd1602 及其他易购元件
资料：检测头SCH及PCB  全套设计安装调试PDF文档 因作者网站出售套件 不公开主控板SCH及PCB文件 仅提供贴片版主控PCB照片 PDF有作者套件网站有烧写文件下载
成本：约65元
完成度：已完成 已调试
调试难点：检测头4磁环绕制
        经过BG6QBT介绍，仔细研读了一下这个驻波表功能挺强大 自制难度也很低  正好手头有一些材料作为练习作品尝试复制并制作了PCB 第一版为直插版 经过调试发现 电路设计的没有问题 但是正反向校准电位器采用的是单圈设计   TL431提供基准的直插电阻也不是那么精确 造成了强迫症校准时很难受 同时按键集成在了控制板上 精确开孔也是麻烦  特制作了第二版贴片板 耐功率电阻换成了1812封装的电阻 全机换成了贴片元件 安装也方便了  按钮换成了插接件 方便将按钮安装在任意位置 校准电位器换成了3296W多圈 校准更精确 TL431基准部分采用了1%精度的0805电阻输出基准电压3.9V更为精确 蜂鸣器直接集成在板上  检测头调整了原件布置 外圈加了阻焊 方便调试后焊接自制屏蔽盒 整板经过校准后用857作为输出源 串联一个商品驻波表 经过测试 虽是单点校准 3-100W区间可信度非常好 0.5-3W有偏差 这是一个非常好的数字化驻波表 如有可能希望大家制作一下感受感受 直插版是BG2KVG制作的 已经装箱 贴片板经过调试 使用正常
同时检测头可作为标准检测元件用来适配自制驻波表

下个帖子开始更新插片版的PICASTAR

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正贴
PICASTAR论坛里有介绍 我也团购过板子 前后做过3版 初始版 改进版 改进版的分体版 我只喜欢焊接不喜欢调试 具体效果可以去楼上的优酷账号去看视频 也有国外好事者对比过FT-1000和ICOM706 效果相当   坛内有调试成功经验 整机给我的第一感受保证原件质量和焊接准确性的前提下用中周做BPF为了出声则 调试简单  如果想追求效果 BPF用T50磁环绕制的话整机的调试强度极大  所需设备还是DIY调试三大件信号源 万用表 带跟踪源的频谱 整机设计G3XJP发表于RED-COM的文章天线过来的信号混频一放后经过10.710MHZ晶体滤波器后2中频得到15khz信号 又因15KHZ的信号刚好处于音频范围内 送入一块ADI 1995-2000间出品的ADSP2181音频DSP进行处理 虽然DSP是AF的但是设计中当成了IF设计 整机设计时间有20年了 DSP引导还需要27C512   但是设计思路和最新的FTDX-101倒是很相似  当然DSP处理能力和现在的ARM核心的还是差很多 当年也算是一个很有特色的设计   初始版只能用DOS进行控制 后期增加了数码管的控制系统 发展到现在用ATMEGA2560作为主MCU 可以支持480*272彩屏 12864 1602 2004等屏幕 同时又支持彩屏LCM同时显示 但是DSP代码还是通过RS232接口与DSP联通 所以开机时会有一个DSP代码导入的过程 开机时间大约30秒    VK3PE得到G3XJP的授权开发了一体化版本的PICASTAR  是现在用户制作最多的picastar的版本 我复制的就是最新的VK3PE版本的PICASTAR包含了M0RJD的MOD 在制作大板的过程中就发现 整机虽然集合在一个板子上 但是立体空间利用率不足 可能是VK3PE发现了这个问题 又开发了分体板 分体板和大板的区别只是将大板拆成两片可以叠起来安装 算是利用了垂直空间 我在设计之初就考虑怎么进一步增加垂直空间利用率 第一想法就是借鉴电脑板卡的设计 利用现有的市面常见的插槽做分体板的供电及控制电信号 用插片开孔做SMA走射频  板子插入金手指时插槽还可以做结构支撑 综合考虑上面几点 插槽首先就选定了PCI-EXPRESS 大致脑补了一下 全尺寸的插槽和心目中的分体板尺寸差不多 X16版本的还有卡扣可以选择 同时母版设计的也算是方便 定义好PIN MAP 就可以复制粘贴 这样调试的时候 好用的板卡插后面不怕前端遮挡 需要调试的板卡插在前面方便调试 调试完成后用PCB开阴阳口焊接成屏蔽罩 固定在母版的预先开口处 组成核心模块   现阶段整机大小规划了12个模块  分别是 1、控制板 2、彩屏驱动板 3、按键编码器前面板 4、DDS板 5、一放及混频板 6、中频板 7、dsp AF及IO板 8、LPF/BPF驱动板及收发转换状态切换板 9.BPF板 10、LPF板 11、20W PA板  12、20W自动天调板 预计使用插槽的板子共5个分别是DDS/DSP/IF/MIXER/BPF 其他模块制作工程样板供调试 将来整个电路挪到由PCB制作的屏蔽壳外面
控制系统网站：http://www.homebrew-radios.net/
VK3PE网站：http://carnut.info/
整机SCH全部重绘 并分成模块分别绘制PCB 整机原器件的布置和VK3PE的一致 对于原先设计很多封装或者特殊电压的供电电路二选一的设计只保留一种 将2ND LO的土法温补晶体及放大电路改成了基于SI5351的时钟发生器
现阶段主要模块均做了喷锡工程板 因控制系统支持I2C输出 正在研究改为当时为CDG2000设计的插板式T50磁环的BPF 具体这块资料可以看https://www.hellocq.net/forum/read.php?tid=245819&ds=1#tpc
如果成功多出来的插槽可以做调试用
发一些原版的图片和文档共大家参考

模块1 DDS：
烂大街的DDS没啥可介绍的 用的就是满大街都是的AD9951  输出经过了一级42MHZ LPF（30MHZ+IF）后通过A01 MMIC放大后 经过高频段专用BPF经过SMA为整机提供LO 在PICASTAR的设计中 DDS二次滤波在14MHZ以上启用（实际频率为14MHZ+IF至30MHZ+IF） DDS-FILTER高电平触发有效 用MCU引脚可以直接驱动 在板后的BPF两头预留了IPX接口 方便喜欢折腾的在未装继电器前细调 2次设计时LPF和BPF的截止频率应适配中频 时钟可以兼容3种 5070有源晶体 DIP8 有源晶体 温补晶体 或OCXO  时钟供电单独用LM317输出 可以根据选用晶体的电压调整电阻网络获得 使用前两种时不需要加散热片 OCXO在初始加热阶段会有将近900ma的电流稳定阶段有200MA的电流因为是12V过来的耗散功率很大 需要加散热片做强散热 上下预留了孔方便固定散热片 注意317的基板和TOP层同向 不要装错方向  如果有条件 换装OCXO后为了保证稳定运行LM317可以换成凌特的LT317或者LT1084 供电输出能力更强 上面的两个管子和LM317应该是PIN TO PIN的 大家可以自行确认 DDS滤波器一共用了6个电感我预留的是T25磁环的封装 可以用T25-6绕制  LPF可以用空心电感绕制 具体计算可以用LPF贴的小软件计算 BPF的电感可以用定值电感代替
工程样板版制作的喷锡板出现了错误 一只继电器的正负极接错了 结果一个跳一个不跳 再BPF启用后LO中断了输出  正式版修正了问题 因为用到了插座作为电气连接 正式版用了沉金工艺 但真正的金手指要用镀金工艺俗称硬金增加耐磨性 奈何DIY条件下板子的镀金不可能用两个工艺 只能用沉金工艺算是些许增加了抗腐蚀和耐磨性 调试的时候电解电容用直插的弯脚焊接 正式版会用贴片的固态电容缩小垂直高度
当时在设计是为了单独测试时钟晶体的输出 在时钟输出前增加了一个MMCX接口用于测试 其实后来想想吧这个接口挪到0R电阻前面更好 这样断开0R就可以从MMCX注入自己想要的时钟信号了
A

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搬把椅子看看自己人帖子

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