PCB圖如下：

描述

USDX 貼片堆棧

uSDX 是一個開源的、基于 arduino 的 SDR 全模式 HF QRP 收發(fā)器。此版本的 pcb 適用于緊湊型收發(fā)器。現(xiàn)在大多數(shù)組件都是貼片的。因此，PCB 組裝大部分可以自動化。t 可以在 LSB/USB 模式下通過 80m-10m 頻段進行完全連續(xù)調(diào)諧，帶寬為 2400Hz，最高可達 5W PEP SSB輸出并具有基于軟件的完整 Break-In VOX，可在語音和數(shù)字操作中實現(xiàn)快速 RX/TX 切換。

經(jīng)過雙運算放大器放大和限帶后的信號直接饋送到 ATmega328P 微控制器模數(shù)轉(zhuǎn)換器多路復(fù)用器的輸入，該多路復(fù)用器用于此處的 Arduino Nano 模塊。信號的進一步處理只發(fā)生在數(shù)字域中，考慮到 8 位微控制器的有限能力，這是一個相當(dāng)大的成就。ATmega28P 以 62kHz 的采樣率對 ADC 輸入進行采樣，并將這個高采樣率抽取到較低的采樣率，通過希爾伯特變換執(zhí)行相移，將結(jié)果求和以獲得邊帶抑制；它隨后應(yīng)用了低通濾波、AGC 和降噪功能。使用 10 位 ADC 和 4 倍過采樣率，在 2.4kHz SSB 帶寬中可以獲得 72dB 的理論動態(tài)范圍。LSB/USB 模式切換是通過改變 SI5351 PLL 的 CLK0/CLK1 信號上的 90 度相移來完成的。三個嵌入式衰減器可用于優(yōu)化使用動態(tài)范圍；第一個衰減器是負(fù)責(zé) 20dB 衰減的 RX FET 開關(guān) Q2，第二個衰減器是由 ATMEGA ADC 模擬參考 (AREF) 邏輯選擇的 ADC 范圍（1.1V 或 5V），負(fù)責(zé) 13dB 衰減，第三個衰減器是拉- 關(guān)閉 ATMEGA 上的模擬輸入，帶有一個負(fù)責(zé) 53dB 衰減的 GPIO 端口。組合三個衰減器可提供 0dB、-13dB、-20dB、-33dB、-53dB、-60dB、-73dB 的衰減步長。接收器電路沒有模擬耳機放大器——使用帶有 PWM 脈寬調(diào)制的數(shù)字輸出。音頻信號足夠強，

SSB 發(fā)送級完全嵌入在軟件中。該 SDR 的核心是 ATMEGA328p，它對輸入音頻進行采樣并重建 SSB 信號，以操縱 SI5351 PLL 相位（超過 800kbit/s I2C）和 PA 功率（通過按鍵上的 PWM -整形電路）。PWM 驅(qū)動的 E 類設(shè)計使收發(fā)器保持簡單和節(jié)能。ATMEGA328P 現(xiàn)在正在實現(xiàn) 90 度相移電路、（CW/SSB）濾波器電路和音頻放大器電路（現(xiàn)在是 D 類放大器）。?

功能列表：

EER E 類驅(qū)動 SSB 發(fā)射級

13.8V 電源提供約 5W PEP SSB 輸出

全模式支持：USB、LSB、CW、AM、FM

DSP 濾波器：4000、2500、1700、500、200、100、50 Hz 通帶

DSP 功能：自動增益控制 (AGC)、降噪 (NR)、語音觸發(fā) Xmit (VOX)、RX 衰減器 (ATT)、TX 噪聲門、TX 驅(qū)動控制、音量控制、dBm/S-meter。

SSB對邊帶/載波抑制發(fā)射：優(yōu)于-45dBc，IMD3（雙音）-33dBc，接收：優(yōu)于-50dBc

多頻段支持，通過 160m-10m 頻段連續(xù)可調(diào)（從 20kHz..99MHz 開始，性能會有所下降）

開源固件，使用 Arduino IDE 構(gòu)建；允許實驗，可以添加新功能，可以通過 Github 共享貢獻，軟件復(fù)雜性：2000 行代碼

基于軟件的 VOX，可用作快速全插入（QSK 和半 QSK 操作）或協(xié)助 RX/TX 切換以操作數(shù)字模式（無需 CAT 或 PTT 接口），外部 PTT 輸出/PA 控制與 TX -延遲

輕巧低成本的收發(fā)器設(shè)計：由于 EER 發(fā)射器 E 級，它具有很高的功率效率（不需要笨重的散熱器），并且設(shè)計簡單（不需要復(fù)雜的平衡線性功率放大器）

全數(shù)字和基于軟件的 SSB 發(fā)射級：采樣麥克風(fēng)輸入并通過控制 SI5351 PLL 的相位（通過 800kbits/s I2C 的微小頻率變化）和 PA 的幅度（通過 PWM PA鍵整形電路）

全數(shù)字和基于軟件的 SDR 接收器級（可選）：對來自正交采樣檢測器數(shù)字混頻器的 I/Q（復(fù)數(shù)）信號進行采樣，并在軟件中以數(shù)學(xué)方式執(zhí)行 90 度相移（希爾伯特變換）并消除一個通過添加它們來邊帶

三個獨立的可切換模擬前端接收器衰減器（0dB、-13dB、-20dB、-33dB、-53dB、-60dB、-73dB）

接收器本底噪聲 MDS：–135 dBm，28MHz（200Hz 帶寬）

接收器前端選擇性：從調(diào)諧頻率陡峭 -45dB/十年滾降 +/-2kHz

阻塞動態(tài)范圍：20kHz偏移123dB，2kHz偏移78dB

CW 解碼器，Straight/Iambic-A/B 鍵控器

手術(shù)：

目前，以下功能已分配給快捷鍵（L=left，E=encoder，R=right）和菜單項：

操作說明：

可以通過轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)編碼器進行調(diào)諧。它的步長可以通過短按或長按來減小或增加。可以通過雙擊來更換樂隊。短按右鍵更改操作模式；雙擊右鍵縮小接收器濾波器帶寬，每次更改模式時都會重置帶寬。按下時轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)編碼器可以改變音量。

有一個可用的菜單，可以通過短按左鍵訪問。使用編碼器可以瀏覽此菜單。當(dāng)您想更改菜單參數(shù)時，按下左鍵可讓您使用編碼器更改參數(shù)。使用右鍵可以隨時退出菜單。旋轉(zhuǎn)編碼器的同時按下左鍵可以快速訪問菜單和參數(shù)，抬起左鍵可以立即通過旋轉(zhuǎn)編碼器更改參數(shù)。

對于接收，默認(rèn)情況下啟用 AGC。這會在信號較弱時增加音量，而在信號強時會降低音量。這對 SSB 信號有好處，但對 CW 操作可能會很煩人。AGC 可以在菜單中關(guān)閉，這可以減少接收器的噪音，但需要更多的手動音量更改。為了進一步降低噪音，可以在菜單中使用 NR 參數(shù)啟用降噪功能。要優(yōu)化使用可用的動態(tài)范圍，您可以通過啟用帶有“ATT”參數(shù)的前端衰減器來衰減傳入信號。特別是在 3.5-7 MHz 的頻率上，大氣噪聲水平要高得多，因此您可以通過增加衰減（例如 13dB）來提高接收器性能，以使本底噪聲仍然可以聽到。要校準(zhǔn)收發(fā)器頻率，您可以調(diào)諧到校準(zhǔn)的信號源（例如 WWV on 10 MHz）并通過更改“Ref freq”參數(shù)對信號進行零拍；或者，您可以使用計數(shù)器測量 XTal 頻率并設(shè)置參數(shù)。可以使用 S-meter 參數(shù)選擇 S-meter 選擇（dBm、S、S-bar）。選擇一個 S 條，顯示一個信號強度條，其中每個刻度代表一個 S 點 (6dB)。

對于 SSB 語音操作，將麥克風(fēng)連接到槳式插孔，PTT 或板載“按鍵”按下將使收發(fā)器進入發(fā)射狀態(tài)。使用“TX Drive”參數(shù)，可以設(shè)置調(diào)制深度或 PA 驅(qū)動，默認(rèn)設(shè)置為 4，增加它會提供更多的沖擊力（SSB 的壓縮）。在 SSB 中將其設(shè)置為值 8 意味著 SSB 調(diào)制以恒定幅度傳輸（可能會降低 RFI，但會以音頻質(zhì)量為代價）。要監(jiān)聽您自己的調(diào)制，您可以暫時增加 MOX 參數(shù)。將菜單項“VOX”設(shè)置為 ON，進入對講機 Voice-On-Xmit 操作（一旦檢測到音頻就進入 TX 模式），可以在菜單中使用“VOX threshold”參數(shù)配置 VOX 靈敏度。

對于 FT8（和任何其他數(shù)字）操作，通過雙擊旋轉(zhuǎn)編碼器選擇預(yù)編程的 FT8 頻段之一，將耳機插孔連接到聲卡麥克風(fēng)插孔，將聲卡揚聲器插孔連接到麥克風(fēng)插孔，然后長按右鍵進入 VOX 模式。將音量調(diào)到最低并啟動您最喜歡的 FT8 應(yīng)用程序（例如 JTDX）。VOX 的靈敏度可以在“VOX 閾值”參數(shù)中設(shè)置。

啟動時，收發(fā)器正在執(zhí)行自檢。它正在檢查電源和偏置電壓、I2C 通信和算法性能。萬一出現(xiàn)偏差，啟動時顯示屏?xí)箦e。它還根據(jù)制作的模組發(fā)現(xiàn)收發(fā)器的功能。檢測到以下功能并在顯示屏上顯示：“QCX”表示沒有模組的 QCX；“QCX-SSB”用于帶 SSB 模塊的 QCX；“QCX-DSP”用于 QCX 與 SIDETONE 斷開連接并連接到揚聲器（通過去耦電容器）；“QCX-SDR”用于帶有 SDR 模塊的 QCX。請檢查此功能是否與模組匹配。

技術(shù)說明：

在 QCX-SSB、SDR 收發(fā)器的框圖下方：

對于 SSB 接收，QCX 模擬相位接收級被數(shù)字 SDR 級取代；這意味著移相運算放大器 IC6 變成了普通放大器，從而將單獨的 I 和 Q 輸出直接饋入 ATMEGA328P ADC 輸入以進行信號處理。ATMEGA328P（過）以 62kHz 的采樣率對 ADC 輸入進行采樣，然后將此高采樣率抽取到較低的采樣率，通過希爾伯特變換執(zhí)行相移，將結(jié)果求和以獲得邊帶抑制; 它隨后應(yīng)用了低通濾波、AGC 和降噪功能。由于沒有使用原有的QCX移相網(wǎng)絡(luò)和模擬CW濾波器，可以省去大約一半的原有QCX元件；通過將 IC7B 的功能組合到 IC6A 中，可以節(jié)省另一個運算放大器。ADC 輸入經(jīng)過低通濾波（-40dB/decade 滾降，在 1.5kHz 截止頻率處滾降）以防止混疊，輸入偏置為 1.1V 模擬參考電壓以獲得額外的靈敏度和動態(tài)范圍。使用 10 位 ADC 和 4 倍過采樣率，在 2.4kHz SSB 帶寬中可以獲得 72dB 的理論動態(tài)范圍。LSB/USB 模式切換是通過改變 SI5351 PLL 的 CLK0/CLK1 信號上的 90 度相移來完成的。三個嵌入式衰減器可用于優(yōu)化使用動態(tài)范圍；第一個衰減器是負(fù)責(zé) 20dB 衰減的 RX MOSFET 開關(guān) Q5，第二個衰減器是由 ATMEGA ADC 模擬參考 (AREF) 邏輯選擇的 ADC 范圍（1.1V 或 5V），負(fù)責(zé) 13dB 衰減，第三個衰減器是 ATMEGA 上模擬輸入的下拉，帶有一個負(fù)責(zé) 53dB 衰減的 GPIO 端口。組合三個衰減器可提供 0dB、-13dB、-20dB、-33dB、-53dB、-60dB、-73dB 的衰減步長。

對于 SSB 傳輸，QCX DVM 電路被改變并用作音頻輸入電路。一個駐極體麥克風(fēng)（帶有 PTT 開關(guān)）被添加到連接 DVM 電路的 Paddle 插孔，由此 DOT 輸入充當(dāng) PTT，而 DASH 輸入充當(dāng)音頻輸入。駐極體麥克風(fēng)通過 10K 電阻偏置 5V。一個 10nF 隔直電容可防止射頻泄漏到電路中。音頻通過一個 220nF 去耦電容饋入 ATMEGA328P 微處理器的 ADC2 輸入。ADC2 輸入通過 10K 分壓器網(wǎng)絡(luò)偏置為 0.55V 至 1.1V 模擬參考電壓，具有 10 位 ADC 分辨率，這意味著麥克風(fēng)輸入靈敏度約為 1mV (1.1V/1024)，這足以處理未經(jīng)放大的講話。

一個新的 QCX-SSB 固件上傳到 ATMEGA328P，并以完全基于軟件的方式促進數(shù)字 SSB 生成技術(shù)。DSP 算法以 4x4800 個樣本/秒的速率對 ADC2 音頻輸入進行采樣，執(zhí)行希爾伯特變換并確定復(fù)信號的相位和幅度；相位變化受到限制注 2 并轉(zhuǎn)換為正（對于 USB）或負(fù)（對于 LSB）相位變化，進而轉(zhuǎn)換為臨時頻率變化，通過 800kbit/s I2C 每秒向 SI5351 PLL 發(fā)送 4800 次。這會導(dǎo)致 SSB 載波信號發(fā)生相位變化，并提供帶寬為 2400 Hz 的 SSB 信號，從而衰減相反邊帶分量中的雜散信號。

復(fù)信號的幅度控制 PA 的電源電壓，從而控制 SSB 信號的包絡(luò)。按鍵整形電路采用 32kHz PWM 信號控制，可分 256 步控制 PA 電壓從 0 到 12V 左右，在 SSB 信號中提供 (log2(256) * 6 =) 48dB 的動態(tài)范圍。移除 C31 以確保 Q6 作為數(shù)字開關(guān)運行，這提高了效率、熱穩(wěn)定性、線性度、動態(tài)范圍和響應(yīng)時間。盡管幅度信息不是使 SSB 信號可理解的必要條件，但添加幅度信息可以提高質(zhì)量。復(fù)振幅也用于 VOX 模式，以確定何時應(yīng)該進行 RX 和 TX 轉(zhuǎn)換。可以不使用鍵整形電路進行 evelope 控制，而是使用（濾波后的）PWM 信號直接偏置 PA MOSFET。

IMD 性能取決于系統(tǒng)的質(zhì)量：幅度和相位響應(yīng)的線性度（準(zhǔn)確度）以及這些量的精度（動態(tài)范圍）。尤其是 DSP 位寬、DSP 算法中使用的精度、提供 PA 的 PWM 和鍵整形電路以及 PA 相位響應(yīng)都至關(guān)重要。減少（或去除）C32 可改善 IMD 特性，但代價是載波周圍的 PWM 產(chǎn)品增加。

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