FM-mottagare (för AIS)

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
maxxflow
Inlägg: 1150
Blev medlem: 17 mars 2004, 16:11:14

FM-mottagare (för AIS)

Inlägg av maxxflow »

Nu var det dags att besöka gamla goa elektronikforumet igen, efter några års frånvaro. :D Vet inte om någon minns mig... :)
Jag har fått för mig att bygga en AIS-mottagare för att titta på båttrafiken här omkring. För att göra det så enkelt och billigt som möjligt, tänker jag sköta GMSK-avkodningen och allt protokolltjofräs i mjukvara på en dator: open source-program för detta finns redan. Vad jag behöver bygga är en tvåkanals VHF-mottagare, som tar emot 161.975 MHz resp. 162.025 MHz, och skickar detta till ett ljudkort med stereoingång.
Visst kan jag rota fram två gamla marin-VHF:er och plocka ut ljudsignalen innan filtren - som folk brukar göra, men hur kul vore det, och hur mycket skulle jag lära mig?

Jag har noll erfarenhet av RF-elektronik, så jag har läst på så mycket jag kunnat den senaste tiden. Har även kikat på en kommersiell mottagare som använder Philips SA605 [datablad, appnote] som mottagare.
Jag skissade upp följande efter information från datablad och appnote: (klicka för stor bild)
Bild
PCM2900B är ett tvåkanals USB-ljudkort. Värdena på komponenterna runt SA605 är säkert åt skogen, just nu vill jag bara reda ut *hur* jag ska koppla.

De två sakerna jag är osäker på är kretsarna runt ben 1&2 samt 3&4. Appnoten kallar kretsen på RF-ingången för en impedansmatchning, men allt jag läst säger mig att det bör vara ett RF-filter för att plocka ut den frekvens jag vill lyssna på. Enligt något jag läste verkade det vara samma sak: oönskade frekvenser filtreras ut genom att man ser till att impedanserna inte stämmer överens någonstans utom på den frekvens jag är intresserad av. Men mottagaren fungerar väl i princip lika bra med en finstämd antenn som med en rostig spik (nåja). Vad jag menar är: borde inte ett filter baserat på impedansmatchning balla ur totalt om man inte använder en antenn med exakt rätt impedans? Jag vet inte vad jag pratar om här, så upplys mig! :humm: Vad exakt är kretsen ur databladet, och hur fungerar RF-filtreringen?

Vad gäller oscillatorkretsen på ben 3&4: jag har ritat den enligt vad appnoten kallar butler-koppling, vilket ska vara lämpligt från 90-170 MHz. Kristallen skulle då vara på 161.52 MHz för kanal 1 (161.975 - 0.455 = 161.52, för 455kHz IF-frekvens). Men var tusan hittar jag en 161.52 MHz kristall? Verkar inte precis vara ett standardvärde.

Här är en bild på "NASA"-mottagaren:
Bild
Mycket där kan ju kännas igen från SA605's datablad, men RF-signalen verkar gå genom en massa brôte som jag inte känner igen. (Antennkontakten sitter till vänster om ellyten längst ner.) Vad gör alla kristaller där?! En är väl till PICen, och säkert en till GMSK/AIS-avkodaren (CML-kretsen), men då har vi fortfarande fyra kvar.
Är det något slags extra mixer/IF-steg som sitter mellan antennen och SA605...??

När jag har fått bukt på detta så kommer scheman och hela baletten att publiceras någonstans, tillsammans med en guide för mjukvarudelen. Kommer även att försöka fixa en server som streamar NMEA-strängarna från mottagaren på webben, detta blir till sommarn när jag är tillbaka i Sverige och det kära Götet. (Finns redan flera webbsidor med AIS-plotting på kartbilder, men det hjälper inte oss som vill använda valfri sjökortsplotter).

edit: Fixade länk.
maxxflow
Inlägg: 1150
Blev medlem: 17 mars 2004, 16:11:14

Re: FM-mottagare (för AIS)

Inlägg av maxxflow »

Ja, då gör vi ett nytt försök, som Gunde sa.
Hittade en annan krets: Motorolas MC3363.
Datablad, Appnote
Supportkretsar: PLL frekvensgenerator [korrekt benämning?],
Prescaler till ovanstående.

Koppling baserad på s.12 i appnoten:
Bild

Jag är osäker på RF-filtret, de värden jag kopierade rakt från appnoten är avsedda för 144-148MHz. Kommer det att fungera över huvud taget runt 161-162MHz? Om ej, hur omdimensionerar jag?
Även komponenterna runt op-ampen för PLL-kretsens loop-filter behöver fixas, men det kan jag nog lösa med instruktionerna från appnoten.

Tar tacksamt emot alla tips och saker man bör tänka på.
Det känns dock surt att bygga en mottagare med fyra IC-kretsar per kanal, istället för en enda, som i SA605-kopplingen från "NASA". Om någon har erfarenhet av den sortens mottagare och vet hur det fungerar, så skulle jag hellre gå på det spåret.
Pucco
Inlägg: 905
Blev medlem: 11 december 2006, 14:48:08
Ort: Linköping

Re: FM-mottagare (för AIS)

Inlägg av Pucco »

Lite info om variant 2 som jag tolkar det.

PIC med sin kristall uppe till vänster.

SA605 med en kristall till andra LO som blandar ner till 455kHz från första MF.

Två kristallfilter (brun färgklutt på kåpan) på ingången till SA605 som filtrerar första MF

Två kristaller i mitten av kortet är första LO. Frekvensen väljs med PIN-diodswitch via hålmonterade motståndet


Alltså blir strukturen så här:

Antenn
BP-filter
Förstärkare
BP-filter
Första blandare <-- LO1 omkopplingsbar mellan två frekvenser
Kristallfilter 25kHz bandbredd
Andra blandare (SA605) <-- LO2 (SA605)
Keramiskt MF-filter
Limiterande förstärkare (SA605)
Keramiskt MF-filter
Limiterande förstärkare (SA605)
Diskriminator (SA605)
AIS demodulator (CMX589)
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26647
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: FM-mottagare (för AIS)

Inlägg av Icecap »

Originalfrågan: Det som sker vid pin 1 & 2 är att det finns en parallell-resonans krets där det finns ett kapacitivt uttag som ger en lägre impedans på antenn-ingången. Detta uttag kunde lika gärna vara en tappning på spolen men med kondensatorer vinner man enkelhet och DC-separation.

Detta betyder att kopplingen kan vara avstämt till t.ex. 50 eller 75 ohm antenn (eller såklart annat värde).

Om du ändrar frekvensområde ska du självklart ändra resonansfrekvensen också och möjligen "tappningen" som ju består av förhållandet mellan 47pF & 180pF, grejen är att med antennen som belastning är detta filter ganska bredbandigt då antennen sänker Q, förhållandet mellan de 2 kondensatorer kan du nog hålla kvar och sedan hitta rätt värde för spolen och kondensatorerna för att få den centerfrekvens du önskar.
Rolf Zetterberg
Inlägg: 985
Blev medlem: 13 september 2007, 19:03:17
Ort: sverige

Re: FM-mottagare (för AIS)

Inlägg av Rolf Zetterberg »

Innan vi går för djupt i schemaläsning,så kanske det är bäst att stoppa upp lite och titta på vad det är för kretslösningar som databladens applikationer tar upp.Det vi får är DEN ALLRA ENKLASTE MÖJLIGA MOTTAGAREN.Med andra ord inget man ska bygga för att använda!
Som gammal radioamatör ser man t.ex att det ibland är enkelsuprar med bara en endaste liten simpel HF-spole.Det går inte särskilt bra.Spegelfrekvenser kommer att flöda in...
Nej,det måste nog till lite mera genomtänkta grejor,som t.ex "NASA"-mottagaren som verkar helt riktigt gjord.
Eller så använder man begagnade f.d proffsgrejor och bygger om dem.
maxxflow
Inlägg: 1150
Blev medlem: 17 mars 2004, 16:11:14

Re: FM-mottagare (för AIS)

Inlägg av maxxflow »

Jag är som sagt helt ny på radioelektronik, och huvudanledningen till detta projektet är just att lära mig mer. Så jag är nöjd även om jag inte når perfektion på första försöket. Kopplingarna i MC3363:ans appnote ser för en amatör som mig iaf. ut att vara hyfsat användbara som de är. Men min skiss med SA605 är ju som sagt en enkel superhet, och eftersom vi vill avkoda ett dataprotokoll så är spegelfrekvenser kanske ett än större problem?
Tusen tack till Pucco för att du redde ut SA605-kopplingen. Jag ska läsa på lite mer och se om jag kan åstadkomma något liknande.
Skriv svar