Instalace OCXO oscilátoru s vysokou stabilitou. Popis zde. Nádherná stabilita a čistý signál. Náhrada propojených zvukovek pomocí virtuálních (SW) audiokabelů. SSB provoz jezdím s nepříliš drahou, ale výbornou náhlavní soupravou k PC, která má v USB konektoru vlastní zvukovku. Charakteristika mikrofonu potlačuje velice účinně hluk okolí.

7. června 2021
Krásné experiemnty s Aldertem, PH7PCF. Setup PH7PCF dekóduje mé signály lépe, než můj minisetup, cca o 2 - 3 dB. Děkuji Aldertovi za zaslaný printscreen, který prokazuje spolehlivou použitelnost signálů s nízkou úrovní (-10 až -18 dB) a za krásné spojení.

6. června 2021 odpoledne

Protože jsem dneska dokončil všechny základní zkoušky s uspokojivým výsledkem a rozhodnutím použít Pluto v koncepci transvertoru pro malou stanici na mikrovlnná pásma, uvedu zde ještě odkaz na související stránku základního nastavování a fotku experimentální konfigurace na desce kuprextitu:

6. června 2021

Je teprve ráno, 6 hodin místního času. Satelit QO-100 má pravděpodobně ve výstroji oscilátory OCXO. Předpokládám, že oscilátory mají určitý frekvenční drift. Nu, oscilátory drift mají. A to několik Hz až desítek Hz. Mám LNB i Pluto řízené pomocí ref clk typu GPS DO. To je podmínkou. Provedení zkoušky driftu oscilátorů je jednoduché. Opět použijeme 2 krát spuštěný WSJT-X pro duplexní příjem. Vysíláme vlastní relaci, kterou rovněž dekódujeme na druhém WSJT-X. Vysílaný a přijímaný kmitočet ztotožníme nastavením XIT SDR console. A tyto zkoušky uděláme např. ráno a večer. Prostě v určitém časovém intervalu. A zjistíme, o kolik musíme doladit XIT. Rozdíl nám určil drift oscilátorů OCXO.

Poznámka:

1. FT8 se jezdí obvykle s TX hold v daném segmentu audiokanálu NB transponderu. Pokud budeme pečliví a provedeme před vysíláním kompenzaci driftu oscilátorů, nemusíme mít TX hold zaškrtnuté a budeme volat protistanici s přesností plus minus 1 Hz na jejím spektru FT8. Pokud zjistíme, že vlivem driftu nevysíláme přesně, provedeme korekci XITem. Korekci dělám, když zjistím, že se kmitočty liší např. o 5 Hz. Nacvakám na XIT potřebnou změnu v době, kdy nevysílám realci (svítí ve WSJT-X v zeleném poli Receiving).

5. června 2021

Mimo běžného provozu jsem si opakovaně vyzkoušel dekódovatelnost FT8 za obvyklých podmínek (jsou na QO-100 dlouhodobě stabilní):

Duplexní provoz QO-100 umožňuje přijímat a dekódovat vlastní signály. Stařičký procesor Intel i5 je sice vytížen se spuštěným SW na 20 - 25%, ventilátor funí, ale příjem a dekódování jsou bez výpadků. Přijatý report RST = -5 dB obdržím při nastavení Drive = 50% (na SDR console). Vždy dekódovatelný report -18 dB obdržím při nastavení Drive = 17%. Jen několik stanic dekóduje moje signály s reportem lepším. Mezi takové stanice patří např. Stevo, OM0MS nebo Pavel, OK1PHU a pár stanic DL. Většina stanic na QO-100 dekóduje moje signály (-5 dB) s reporty od cca -5 db do -18 dB. Mé signály s reporty - 13 dB již dekóduje odhadem cca 10% stanic, které jezdí digimódy.

Provedl jsem upgrade WSJT-X na verzi 2.4, a to kvůli módu Q65. Překvapilo mě, že stejný výstupní výkon vysílače v  módu Q65 60A dekóduji s reporty asi o 3 až 5 dB horšími.

Dále jsem se věnoval vysílání v módu JT65A. Hledal jsem nějakou jednoduchou metodu, pomocí které bych našel parazitní signály ve vysílaném spektru v těsné blízkosti požadovaného signálu. Takových signálů se dokážu zbavit pouze tím, že nepatrně rozladím u Pluta ref clock. Např. z 25 MHz na 24.999 924 MHz. Podařilo se mi najít velice vidláckou metodu - vysílám standardní signál JT65A a tentýž signál přijímám a dekóduji. Poblíž požadovaného signálu WSJT-X najde signály, které jsou různě potlačené, např. takto:

První příjem (1608) má potlačen parazitní signál o cca 11 dB (reporty -8 a -19). Druhý příjem (1610) má potlačen parazitní signál o cca 16 dB (reporty - 5 a -21 dB). Mezi nimi (1609) je kontrolní příjem pásma, kdy byl detekován jen cizí signál (-30 dB, DT = 5.2 s). Moje signály mají při použitém nastavení filtrů TX vždy DT = 1.2 až 1.3 sekundy. Pokud s malými krůčky měníme ref clk Pluta, mění se úroveň nežádoucích signálu. Tyto signály mizí (pod hodnoty, které nejsem schopen detekovat) a zase se objevují poblíž požadovaného kmitočtu. Střed mezi těmito jevy považuji za signál s nejlepší čistotou.

Poznámky:

1. Nejdřív doporučuji vyčistit si parazitní signály, které pocházejí od zvukovky, resp. od jejího nastavení. Bohužel, ze zvukovky také občas nežádoucí signály lezou a jednu audiokartu jsem před několika dny nemilosrdně vyhodil. Měla mít odstupy lepší než 80 dB, ale neměla. Po příčinách jsem nepátral.
2. Stránka se základním nastavováním Pluta a s důležitými odkazy na zdroje z Internetu je zde.
3. Pokud se domníváme, že je náš signál čistý ve spektru a frekvenčně stabilní, můžeme zkusit vysílat a dekódovat protokol módu JT9. Neviděl jsem, že by tento 20 Hz široký mód na GHz kmitočtech QO-100 nějaké stanice provozovaly, ale mód spolehlivě funguje. Laicky si tak ověřuji, že nastavení frekvence oscilátorů ref clok platí pro můj setup i druhý den (nebo po uplynutí delší doby). Krátkodobá stabilita OCXO satelitu QO-100 a dobré ref clock pro LNB a Adalm Pluto provoz umožňují:

4. Nápodobně nám bude dobře nastavený setup schopný vyzkoušet přes QO-100 provoz JT4 v submódu A s velice slaboučkým signálem (tedy s nejmenší šířkou pásma):

3. června 2021

Prováděl jsem několik základních měření čistoty signálu TX na frekvencích clock kolem 40 MHz a 25 MHz. Některé postřehy zde uvedu, až si budu jistý s konkrétními závěry. Momentálně mi Pluto SDR běží na kmitočtu blízko 25 MHz - důvod: možnost použít společný zdroj kmitočtu pro PlutoSDR, LNB a VFO pro transvertor na vyšší pásma (transvertor je ve stádiu vývoje).

30. května 2021

Pluto jsem si normálně pošahal provedením upgrade firmware na verzi 0.33, která mi nefungovala. Po upgrade se nespustily některé služby Pluta a přestaly fungovat běžné programy, jako je např. SDR console nebo SATSAGEN. Protože toho o Plutu vím minimálně, provedl jsem dvě věci:

1. Objednal v pondělí 31. května nové Pluto z Digikey. Ve středu jsem vyplnil papíry k proclení a v pátek 4. června mi dopravce (UPS) hlásil, že mi Pluto doručí nebo si ho mohu vyzvednout v místní kanceláři v Českých Budějovicích.
2. Požádal jsem o pomoc Pavla, ok1phu, který mi poslal obratem v jednom souboru zip vše potřebné, tj. firmware s návodem, vše ověřeno Martinem, ok1um. Pánové, díky. Postup jsem se souhlasem zveřejnil rovněž na této stránce.
3. Vsadil jsem se sám se sebou, zda dříve oživím Pluto nové nebo opravím to, které jsem si osobně pošahal. Oprava byla rychlejší a mohl jsem pokračovat v dalších experimentech.

29. května 2021

Dnešní chvilky věnuji vysílání v základním nastavení programů a Adalm Pluto běží s frekvencí f = 39.999 694 MHz, na které produkuje minimum parazitních tónů. Příjem je příjemný, vysílané signály monitoruji, jsou čisté, snadno dekódovatelné. Pohledy na obě obrazovky v pořadí hlavní, ze které řídím Adalm Pluto (SDR Console) a provozuji digimódy (WSJT-X) a pomocná, na které monitoruji a dekóduji vlastní signály (WSJT-X v druhé instanci):

Poznámky: Vše běží stabilně, spolehlivě, bez výpadků. Nejslabší dekódovaný signál byl s RSTR = -23 dB, vlastní signály vysílám tak, aby RSTR bylo od cca -5 dB (na fotce je RSTR - 4 dB), takové signály dekóduje většina stanic,  do -15 dB, takové signály dekóduje málo stanic. Lze to v tomto nastavení provozovat a je čas přistoupit k dalším zkouškám zařízení.

28. května 2021

Jak jsem zmínil v článku zde, monitoruji své vlastní signály. Při následující zkoušce tak, že mám spuštěné dvě instance WSJT-X. Pomocí jedné vysílám sekvenci a na druhé vidím signál. Moje Pluto nemělo příliš čistý signál, pokud běželo s referenčními hodinami f = 40.000.000 MHz. Konkrétně se ve spektru objevily dva nepříjemné intermodulační produkty:

1. Vznikal vysokým obsahem harmonických. Lze ho odstranit snadno. Prostě nevysíláme bez filtru za Plutem. Pro QRPP na digimódech mi nevadil, protože byl tento produkt vždy mimo dekódované pásmo. Nicméně, padla idea zcela malé stanice, kdy jsem uvažoval, že za Plutem bude pro tento účel jen PA osazený třístupňovým MMIC. Filtr je prostě nezbytný. Desku zatím nemám namalovanou, takže je v boxu zesilovač s filtrem a zisk mařím na atenuátoru.

2. Intermodulační produkt byl nepříjemný. Objevovaly se mi parazitní nosné při zkoušce jedním tónem přímo ve spektru dekódovaného signálu. Asi jde o vlastnost generátorů signálu v Plutu nebo použité GPS. Naštěstí pomohla drobná změna kmitočtu. Referenční kmitočet jsem změnil na hodnotu f = 39.999.694 MHz a ejhle, intermodulační produkty nejen, že zmizely, ale Pluto se začalo chovat i tak, že zmizel nepatrný kmitočtový drift, který jsem před úpravou pozoroval. Dekódovatelnost se zásadně při monitorování nezměnila, ale jakost signálu může mít vliv na dekódovatelnost u protistanic.

U této zkoušky jsem znejistěl. Co když bude SDR TCVR Adalm Pluto kvůli kmitočtovým syntézám vyžadovat, podobně, jako můj LNB, nepatrně odlišné kmitočty hodinových oscilátorů? Než jsou ty jmenovité hodnoty? Měl jsem v úmylu objednat OCXO s kmitočtem 40.000000 MHz a se základní stabilitou Stratum 3E (+- 5 ppb). Může se mi stát, že jinak krásně čistý oscilátor, s malým jitterem, způsobí, že Pluto nevyrobí digitální signál ve vysoké kvalitě. Proto měním rozhodnutí a uvažuji o objednávce VCOCXO stejného provedení, který budu moci nepatrně rozladit, pokud to bude třeba. Určitě se k čistotě signálu Adalm Pluto vrátím, možná tomu budu věnovat samostatný článek, protože se domnívám, že v této věci roli hraje více faktorů.

Pohled na monitorované spektrum (FT8):

Pohled na frekvenční drift RX/TX řetězce při stabilizci GPS DO, vysílán signál Tune z WSJT-X:

Poznámky:

1. Ve spektru vysílám jen jednu čáru (jeden tón).
2. Ve vodopádu je vidět frekvenční drift, který má hodnotu maximálně několik Hz, naměřit lze rozdíl 1 Hz mezi relacemi FT8. Např. to dekóduje jednou na kmitočtu 2500 Hz, podruhé na 2499 Hz a víc to neujede.
3. S filtry vysílače budu ještě laborovat. Obecně platí, že používám:
a) celkem "rozplizlé filtry" nikoliv hranaté bedny s malou latencí, např. viz obrázek dole, latence je jen 2.7 ms
b) s malými zákmity v charakteristice při reakci na impuls.
Program SDR Console hezky charakteristiky zobrazuje. Využívám této funkce a intermodulační produkty si kvůli filtru TX opravdu nepěstuji, stačí mi to, co vyrobí syntezátory. Použitím duplexního monitorování lze sledovat drift frekvenčních závěsů GPS DO. Např. Leo Bodnar, který jsem ke zkouškám použil, má docela rychlo smyčku a při určitých kmitočtech drift vidím.

27. května 2021
Externí generátor hodin
 

Poznámka 1: Pluto rev C má přepínání ext/int oscilátor. A také U.FL konektory. To je fajn, ale je s tím práce. TCXO byl hned venku a GPS DO stačilo propojit obyčejným jumperem SMA/SMA.

Poznámka 2: Označení demontáže TCXO a jeho náhrady přívodem externího signálu ve schématu (po úpravě/před úpravou):

Poznámka 3: Schéma Adalm Pluto, revize D (moje je označené jako revize C, ale schéma v oblasti TCXO odpovídá), ke stažení.

Zkouška sestavy RX a TX dne 26. května 2021

Zapojil a propojil jsem 2 USB audio karty. Použil jsem miniaturní Axagon USB HQ Audio. Adalm Pluto, rev. C, s interním generátorem není pro normální provoz FT8 použitelné, stabilita je darebná, i když se oscilátor přestěhoval dál od hřejících se čipů. Tak jsem si alespoň zaznamenal polohy ovládacích prvků pro vysílací úroveň:

Všimněte si rozdílnosti v kmitočtech nastavení RX a TX. Vysílač by měl vysílat na 2400.04200, ale bylo ho třeba ladit o 9.2 kHz výš. Kvůli nestabilitě Pluto občas dekóduje signály FT8, ale nelze na to vysílat. Při zapnutém vysílači se čipy začnou hřát a dekódování signálů FT8 skončí. Pohled na obrazovku WSJT-X s dekódováním módu FT8. Nemá smysl tak darebný oscilátor v Plutu mít. Půjde pryč při nejbližší příležitosti a bude provedena úprava na externí zdroj hodin.

První spuštění dne 22. května 2021

Stránku jsem dnes rozepsal. Teprve druhý den mám Adalm Pluto. Přišla mi revize C. Nainstaloval jsem ovladače a spustil jsem SDR Console. Provedl jsem základní nastavení a spustil jsem ji společně se SW WSJT-X a MixW4 (který zůstal zatím pro vysílání připojen ke Kenwood TS 2000):