Трансивер HiQSDR. И это всё о нём!



Рекомендую: ПЕЛАГЕЯ!

pelagea.jpg

Фанаты группы ПЕЛАГЕЯ ("Полефаны") В Контакте

Концерт на площади Минина в Нижнем Новгороде 9 Мая 2013

Мини-концерт в Магасе (Ингушетия) 4 Июня 2014

Создайте тему (если она ещё не создана) на моём форуме http://ra3pkj.keyforum.ru (кликабельно)

 

Чистые платы для различного применения от Юрия (R3KBL) на его сайте http://sdrham.ru (кликабельно)

 

 

Вводная часть

В этот раздел буду наваливать всё, что касается SDR-трансивера HiQSDR (автор оригинального проекта Jim N2ADR). По ходу дела проект изменялся и дополнялся, поучаствовало в этом некоторое количество народа. В общем, тут будет всё - основная плата, плата преселектора, схемы, прошивки, прошивание, подключение, настройки и другое.
Кстати, если кто не в курсе, данный трансивер построен по технологии прямой оцифровки, т.е. DDC/DUC. Аббревиатура DDC относится к приёмнику, а DUC к передатчику. Проект изначально открытый, поэтому все исходники не являются секретом. Родная SDR-программа для данного трансивера - QUISK (автор опять же Jim N2ADR). Однако, умельцы сумели адаптировать трансивер также к PowerSDR mRX, о чём безусловно будет рассказано дальше.

 

Пакет Quartus 13.1

Для прошивания используется пакет Quartus 13.1 фирмы Altera. Пакет может многое делать, что не каждому человеку нужно. Создать отдельную папку на вашем компьютере и скачать в неё пакет, размер 2,1ГБ!!! - Quartus_13.1.zip. При запуске инсталяции комп продолжительное время молчит как партизан, нет никаких сообщений, поэтому надо подождать, пока не появится заставка. После инсталяции необходимо добавить в папку с установленной программой по пути c:\altera\13.1\quartus\common\devinfo\ дополнительные папки с микросхемами Циклонов (FPGA), которые лежат в скачанном установочном пакете по пути quartus\common\devinfo\.
Понятно, что скачивать 2 гигабайта не всем по душе, поэтому уважаемый rolin (Давид N7DDC) рекомендовал воспользоваться чисто прошивальщиком QuartusProgrammerSetup-13.0.1.232 . Я сам не пользовался таким вариантом.

 

Программатор USB Blaster

Внешний вид программатора, первый контакт на разъёме там, где шлейф помечен красным цветом:

HiQSDR_blaster.jpg

Программатор поддерживает как минимум два режима прошивания (есть ещё третий, но он нам совсем не интересен) - Active Serial Programming (ASP) и JTAG. Название первого режима часто сокращают до ActiveSerial (AS). На плате HiQSDR имеются разъёмы для обоих режимов. Речь в данном случае о плате разводки от Владимира RA4CJQ, где впервые был предусмотрен разъём JTAG (на плате разводки от DB1CC разъём JTAG не был предусмотрен). Однако, основным режимом будем считать ASP, так как JTAG это для пользователей, у которых уже имелись в наличии самодельные JTAG-программаторы. Оставим эту нишу для них, а мы будем использовать ASP. Процедура прошивания описана ниже в главе "Прошивание".

В Windows 10 драйвер сам нашёлся, а в Windows 8.1 пришлось устанавливать вот такой - Driver_USB_Blaster_q16.1.

Расположение разъёмов на плате показано ниже. Первые ножки помечены локальным утолщением линии контура (контуры вокруг разъёмов):

programm_connect_hiqsdr.jpg

Для интересующихся опишу два других метода прошивания (информация взята по ссылке, но я её адаптировал и подправил в части словесных оборотов). Всё делается примерно также, как рассказано ниже в главе "Прошивание", но со своей спецификой. Данная информация ориентирована скорее на программистов.

1) С целью отладочных действий закоренелые программисты могут заливать прошивку непосредственно в оперативную память FPGA через JTAG. Пока питание есть - программа работает, питание пропало — нужно заливать заново. Зато не изнашивается внешняя микросхема памяти FLASH/EEPROM. В общих чертах делается следующим образом: подключаем программатор к компьютеру, запускаем Quartus, далее прошивальщик, т.е. Tools -> Programmer, убеждаемся, что выбран программатор USB Blaster и выбран режим JTAG, загружаем файл прошивки (он в архиве с другим расширением *.sof), ставим галочки "Program/Configure" и "Verify", подключаем программатор к разъёму JTAG на плате трансивера, подаём питание на трансивер и жмём Start. Готово.

2) Запись прошивки в микросхему памяти FLASH/EEPROM через JTAG. Чтобы избавиться от разъёма ActiveSerial и не перетыкать периодически программатор, бравые работники фирмы Altera придумали как вырезать гланды через… ээ… заливать образ через JTAG. Суть в том, что мы заливаем в оперативную память FPGA сначала бутлоадер, который в свою очередь заливает прошивку в отдельную внешнюю микросхему памяти FLASH/EEPROM. После этого при перезагрузке ПЛИСа конфигурация бутлоадера теряется, а в оперативную память FPGA грузится с внешней микросхемы памяти FLASH/EEPROM. Для данной процедуры прошивания необходимо конвертировать файл прошивки *.pof в файл с расширением *.jic .Делается это в конверторе в Quartus (File > Convert Programming Files).

 

Прошивки

Последняя авторская прошивка v1.4, датируемая апрелем 2013 года находится на сайте автора -  http://james.ahlstrom.name/transceiver/index.html Автор уже давно не обновлял прошивки. На всякий случай выложу здесь папку с прошивкой и исходником - fpga_ver4.zip. Сам файл прошивки - Transceiver.pof

Позже DL2STG занимался модификацией прошивок и преуспел в этом деле. Его предпоследняя прошивка FPGA-1.3-sg8 является самой популярной. Все его прошивки находятся по ссылке http://dl2stg.de/stefan/hiqsdr/fpga.html. Последующая, и она же последняя прошивка FPGA-1.3-sg9 поддерживает некий мифический GPIO-Module support via SPI, о котором похоже мало кто знает из наших, поэтому данная прошивка не популярна. Однако, я выложу здесь обе прошивки, типа "чтоб було". Скачать папки (исходники внутри) fpga_ver3-sg8.zip и fpga_ver3-sg9.zip. Внутри обеих папок находятся файлы прошивок - Transceiver.pof .

Прошивка от rolin (Давид N7DDC) поддерживает SDR-программу PowerSDR mRX. Прочитать подробно о данной прошивке и скачать её можно ниже в главе "Работа трансивера HiQSDR с PowerSDR mRX". 

Кстати, утверждается, что прошивка от N7DDC двухстандартная, т.е. работает также с родной SDR-программой QUISK.  Автор говорил: "Родной для трансивера HiQSDR протокол также присутствует, QUISK работает. Желательно выбрать в QUISK радио Odissey. Протоколы переключать не нужно, они оба работают в зависимости от запущенной программы."
Однако я столкнулся с некоректной работой этой прошивки при использовании QUISK и HiQSDR. У меня при подключении антенны шумовая дорожка подскакивает на 40дБ. Сигналы тонут в шумах. С родной прошивкой такого нет. И кстати, работает только при указании в QUISK именно радио Odissey, а при указании радио HiQSDR не работает.

 

Прошивание

Общее требование. Уравнять возможную разницу потенциалов общей шины трансивера и корпуса компьютера при помощи провода. Если разница существует,  а вы поленились уравнять, то последствия могут быть очень печальные.

Подключить программатор USB Blaster к компьютеру (к трансиверу подключать пока не надо). Запустить Quartus (если кто запускает из Проводника, то это файл altera\13.1\quartus\bin\quartus.exe).
Предупреждение. Если запустить Quartus раньше, чем подключили USB Blaster, то Quartus не найдёт USB Blaster, и дело дальше не пойдёт.
Нажать последовательно Tools > Programmer:

quartus_1.jpg

 

Выскочит второе окно - окно прошивальщика (Programmer). После нажатия в окне прошивальщика кнопки "Hardware Setup" выскочит ещё окно, где выбрать из выпадающего списка USB Blaster, после чего закрыть это окно:

quartus_2.jpg

 

В окне прошивальщика указать в выпадающем списке режим работы программатора - Active Serial Programming:

quartus_3.jpg

 

Для выбора файла прошивки нажать кнопку "Add File". Если эта кнопка не активна, то нажать "Change File":

quartus_4.jpg

 

Указать путь к файлу прошивки:

quartus_5.jpg

 

После загрузки файла в прошивальщик следует поставить галки "Program/Configure" и "Verify":

quartus_6.jpg

 

Подключить USB Blaster к трансиверу (разъём X4 "Program Interface") и подать питание на трансивер. Нажать "Start":

quartus_7.jpg

 

Если выскочит сообщение, что в программе не указан программатор, то сбегать по кнопке "Hardware Setup" (в окне вверху слева) и снова указать USB Blaster. У меня почему-то слетало.
После удачного прошивания увидим: 

quartus_8.jpg

Выйти из программы. Отключить питание трансивера. Отсоединить USB Blaster.

 

Настройка сетевой карты (сетевого адаптера) компьютера 

На примере Windows 8.1 (в Windows 10 всё аналогично).
Войти в "Центр управления сетями и общим доступом". Это можно сделать, кликнув правой клавишей мыши по ярлыку сетевых подключений справа внизу экрана, и затем выбрать пункт меню:

Ethernet_01.jpg 

Ethernet_02.jpg

Другой вариант - нажать сочетание двух клавиш Win+W, и в появившейся строке поиска забить вручную "Центр управления...". Есть ещё вариант - зайти в Панель управления и выбрать "Центр управления сетями и общим доступом". Могут быть и другие способы.

В окне выбрать "Изменение параметров адаптера":

Ethernet_1.jpg

Далее кликнуть правой клавишей мыши по адаптеру Ethernet, и затем выбрать Свойства:

Ethernet_3.jpg

Выскочит окошко, где нужно выбрать "Протокол Интернета версии 4 (TCP/IPv4)" и затем нажать Свойства:

Ethernet_4.jpg

Если выскочит вот такая хрень, то придётся сначала удалить адаптер из системы, чтобы потом его перезапустить. Вообще, мне видится эта ситуация как глюк. Что-то программисты недоработали:

Ethernet_error.jpg

Для исправления проблемы нужно войти в Диспетчер устройств и произвести удаление адаптера как показано ниже, после чего перезагрузить компьютер. После перезагрузки произойдёт автоматическая установка драйвера для адаптера и включение его в работу, но вы это не заметите. Компьютер всё сделает скрытно. Далее придётся вернуться в начало этой главы и начать всё сначала.

Ethernet_error_1.jpg

Однако продолжу прерванный рассказ. Надеюсь, что вам не пришлось удалять адаптер. Должно появится окно, где нужно прописать адрес сетевого адаптера компьютера. Сделать всё как на скрине, включая галки, и затем щёлкнуть ОК:

Ethernet_5.jpg

Закрываем все окна. Сетевая карта (сетевой адаптер) компьютера настроена. Можно подключать кабель в разъёмы LAN на стороне компьютера и на стороне трансивера, если не успели это сделать ранее.  

 

Работа трансивера HiQSDR с PowerSDR mRX

Кроме родной SDR-программы QUISK, трансивер может работать с SDR-программой PowerSDR mRX, но придётся перепрошить трансивер на прошивку от уважаемого rolin (Давид N7DDC). Прошивка от rolin позволяет работать с PowerSDR mRX напрямую, т.е. без дополнительной программной прокладки. Таким образом, известная прокладка от DL2STG стала не актуальна. Если кому очень дюже любопытно, то прокладка была по этой ссылке. Кстати, прокладка поддерживала PowerSDR mRX не новее версии v3.2.29, т.е. очень древнюю.

Неплохо будет, если я поясню происхождение этой прошивки от rolin. Уважаемый rolin портировал прошивку от своего трансивера Odyssey (не путать с его же трансивером Odyssey-2) к своему более раннему трансиверу HiQSDR-mini. Так сказать, освежил свою старую конструкцию. И заодно портировал к классическому HiQSDR.

Скачать папку с исходником и файлом прошивки, используемой для работы с PowerSDR mRX  - HiqSDR_ody_1.3.zip. Кроме самого файла прошивки HiqSDR_mini_ody_1.3.pof вам, скорее всего, всё остальное не нужно.

Справка. Для работы с PowerSDR mRX в прошивке забит статический адрес IP 192.168.2.160. Это адрес трансивера.
В PowerSDR mRX необходимо поставить галку "Use Static IP Address". Давид говорил, что надо указать адрес 192.168.2.100, это адрес сетевой карты (сетевого адаптера) компьютера. Однако, я пробовал впоследствии указывать адреса от фонаря, и программа
продолжала нормально работать даже после перезагрузок. Непонятно...
В качестве оборудования указать трансивер Hermes. Галки "Alex" и "Apollo" не нужны.

К сожалению, rolin по объективным причинам не смог красиво адаптировать переключение аттенюатора в окошке PowerSDR mRX применительно к данному железу, точнее к микросхеме аттенюатора RF2420, установленной на плате трансивера. Переключение ослабления 0дБ, -10дБ, -20дБ, -30дБ не работает (точнее, всё время включено ослабление -20дБ). Однако, rolin смог реализовать так, что если переключить PowerSDR mRX на аттенюацию с шагом 1дБ, то аттенюатор начнёт работать, но немного необычно. На скрине показано где поставить галку для включения аттенюатора, работающего с шагом 1дБ:

hiqsdr_powersdr.jpg 

Значения в окошке (в главном окне программы) и соответствующие им реальные ослабления:

0...3;       0дб
4...7;     -4дб
8...11;   -10дб
12...17; -14дб
18...21; -20дб
22...25; -24дб
26...31; -30дб

Конечно, это не совсем удобно, но что имеем, то имеем.

Касательно звука на приём. Категорически не понравился звук, по этой причине я не задержался на PowerSDR mRX больше одного дня. Пробовал менять параметры в настройках, но естественного звука получить не удалось. Даже грозовые разряды звучали не естественно. Позвонил мне приятель, который рассказал впечатления от своих экспериментов с программой. Он также был удивлён таким звучанием. Но надо сказать, многих любителей похоже это не смущает абсолютно. Виновата безусловно сама программа, так как трансивер гонит в компьютер всего лишь IQ-поток.