Das Bastelprojekt Lima-SDR

Auf diesen Seiten bieten wir Euch begleitende Informationen zum Lima-SDR Bastelprojekt des DARC e.V. Ortsverbandes Duisburg (L02).

Lima-SDR
ist ein Bastelprojekt für alle, die sich für die neue Software-Defined-Radio Technologie intressieren. Es handelt sich hierbei um einen vollwertigen und kostengünstigen SDR-Transceiver für den Frequenzbereich 0,250 - 30 MHz.

Die Sendereinheit arbeit im Frequenzbereich 0,250 - 30 MHz und liefert eine Senderausgangsleistung von 1 Watt PEP. Eine passende 100W-PA finden Sie auf den Seiten von Kurt Moraw, DJ0ABR.

Der Bausatz kann in Teilbereichen aufgebaut werden, enthält bis auf eine Ausnahme ausschließlich konventionelle (bedrahtete Bauteile) und ist daher auch für den ungeübten Bastler geeignet.

Ansicht der Leiterplatte LIMA-SDR Board 1 (RX)

Empfänger- und Sendereinheit befinden sich auf zwei getrennten Leiterplatten im EUROPA-Format (100 X 160 mm) die zu einer Einheit zusammengesteckt werden können.

Lima-SDR ist zu den meisten SDR-Softwareprojekten die im Internet erhältlich sind kompatibel und somit für alle Betriebsarten des Amateurfunks und zum Empfang von DRM-Sendern geeignet.

Mit Lima-SDR könnt Ihr bereits für ca. 80,- € einen durchstimmbaren SDR-Empfänger mit hoher Qualität realisieren. Die Kosten für die Sendeeinheit betragen ca. 60,- €.

vy 73 + 55      Bernd Wehner, DL9WB

Technische Details

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Technische Details zum Lima-SDR Bausatz

Blockschaltbild Lima-SDR Board 1 (RX):

Lima-SDR Board 1 (RX) Spezifikation
RX Frequenzbereich 11,0 MHz bis 30 MHz
RX Frequenzbereich 20,5 MHz bis 20 MHz
RX Frequenzbereich 3250 kHz bis 10 MHz
Durchlaßdämpfung Preselector+ 12 dB
Eckfrequenzen Preselector
Umschaltung erfolgt automatisch
Bereich 1:   0,25 - 0,59 MHz
Bereich 2:   0,59 - 1,18 MHz
Bereich 3:   1,18 - 2,16 MHz
Bereich 4:   2,16 - 4,11 MHz
Bereich 5:   4,11 - 8,22 MHz
Bereich 6:   8,22 - 15,06 MHz
Bereich 7:   15,07 - 22,10 MHz
Bereich 8:   22,10 - 30,00 MHz
Spiegelfrequenzunterdrückung 3. Oberwellemin. 36 dB
Spiegelfrequenzunterdrückung f0> 50 dB Softwareabhängig
IP3 ohne Vorverstärker+ 28 dBm *
MDS ohne Vorverstärker-130 dBm *
MDS mit Vorverstärker-125 dBm *
Kleinster Abstimmschritt1 Hz
Max. Receiverbandbreite48, 96, 192 kHz *
DSPLL Oszillatorfrequenz4 MHz bis 160 MHz (SI570)
PC-SchnittstelleUSB 2.0 Buchsentyp B
Antenneneingang50 Ohm über Schraubklemme
Soundkartenanschluß3,5mm Klinkenbuchse Stereo
StromversorgungDC 9V bis 12V über Schraubklemme
DC 13,8V bei gekühlten Spannungsreglern
Stromaufnahmeca. 300 mA bei fosz= 28,8 MHz
Mech. Abmessung100 X 160 X 22 mm

* Werte sind abhängig von der verwendeten Soundkarte. Die oben angegebenen Werte
   wurden mit einer 7.1 Onboard-Soundkarte von RealTec ALC888 auf einem P7N SLI
   Board von MSI gemessen.

Lima-SDR Board 2 (TX) Spezifikation
TX Frequenzbereich 11,25 MHz bis 30 MHz
TX Frequenzbereich 2<625 kHz bis 10 MHz
PEP AusgangsleistungenMischer:   2 mW
Treiber:    30 mW
Endstufe: 1 W
Intermodulationsabstand IM3- 40 dB*
Spiegelfrequenzunterdrückung- 60 dB*
Restträger- 65 dB*
Oberwellen- 30 dB*
Antenneneingang50 Ohm über Schraubklemme
Soundkartenanschlüße3,5mm Klinkenbuchse Stereo
Stromaufnahme inkl. RXca. 600 mA bei fosz= 28,8 MHz
Mech. Abmessung100 X 160 X 22 mm

* bezogen auf 1 Watt PEP, mit Zweitontest

Handbücher

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Handbücher zum Lima-SDR Bausatz

In den folgenden Tabellen findet Ihr alle aktuellen Handbücher zum Lima-SDR Bausatz als Download.
Bei Bestellungen von Platinen werden die Handbücher auf einer CD in höherer Auflösung geliefert.
Ältere Versionen der Anleitungen könnt Ihr per Email bei Bernd, DL9WB beziehen.

Handbuch Lima-SDR Board 1 (RX)
Lima-SDR Board 1 (RX) V2.1 Teil 1
- Eigenschaften u. Funktionsbeschreibung
- Hardwarespezifikationen
- Baumappe
- Aufbaubeschreibung
- Stücklisten
  5,2 MByte
Lima-SDR Board 1 (RX) V2.1 Teil 2
- Bestückungspläne
  3,7 MByte
Lima-SDR Board 1 (RX) V2.1 Teil 3
- Programmieranleitung der Controller
- Steckverbinder und Anschlüsse
- SDR-Software
- Nützliche Hinweise zum Betrieb
- Schaltbilder
- Bestelllisten u. Bezugsquellen
- Literaturhinweise u. Internetadressen
- Änderungshinweise
  7,9 MByte
Handbuch Lima-SDR Board 2 (TX)
Lima-SDR Board 2 (TX) V2.2 Teil 1
- Eigenschaften u. Funktionsbeschreibung
- Hardwarespezifikationen
- Baumappe
- Aufbaubeschreibung
- Stücklisten
  4,4 MByte
Lima-SDR Board 2 (TX) V2.2 Teil 2
- Bestückungspläne
  3,6 MByte
Lima-SDR Board 2 (TX) V2.2 Teil 3
- Vorbereitung der SDR-Software
- Steckverbinder und Anschlüsse
- Schaltbilder
- Bestelllisten u. Bezugsquellen
- Änderungshinweise
  4,0 MByte
Handbuch Lima-SDR Gehäusemontage
Lima-SDR Gehäusemontage
- Beispiel einer Gehäusemontage
   für das RX- und TX-Board
  0,5 MByte
Installationsanleitung PowerSDR
Anleitung zur Installation von PowerSDR v2.x unter Win 7 /64 bit
- Vorwort
- Downloads
- Installation der Treiber
- Vorbereitung der Hardware
- Einstellunge der Soundkarte
- Installation der Software
  2,3 MByte
Installationsanleitung PowerSDR
Anleitung zur Installation von PowerSDR v1.19.3.15 SV1EIA
- Systemvoraussetzungen
- Kompatibilität zum Lima-SDR
- Downloads
- Vorbereitung der Hardware
- Installation der Software
  1,6 MByte

 

 

Bezugsquellen

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Bezugsquellen zum Lima-SDR Bausatz

Wie Ihr bereits aus den Stücklisten in den Handbüchern erkannt habt, könnt Ihr alle Bauteile
im einschlägigen Elektronikfachhandel beziehen.

Die Leiterplatten und die programmierten Controller könnt Ihr, bitte nur schriftlich, bei
Bernd Wehner, DL9WB dl9wb(at)darc.de bestellen.

Zur Einsparung der hohen Portokosten besteht die Möglichkeit, Platinen und Controller
anlässlich verschiedener Veranstaltungen gezielt zu bestellen und dort abzuholen.

Die Bezahlung erfolgt ausschließlich gegen Vorkasse oder gegen Barzahlung bei den
Veranstaltungen.

Leiterplatten:

Lima-SDR Board 1 (RX) V5.020,- €
Lima-SDR Board 2 (TX) V3.120,- €


Programmierte Controller:

16F84A-04P    5,- €
ATTINY 45-20PU                         3,- €


Alle Preisangaben sind inkl. 19% MwSt. plus 5,- € Porto und Verpackung.

Da in unserem Verein alle ehrenamtlich tätig sind, haben wir auf Grund des hohen
Arbeitsaufwandes davon abgesehen, fertig konfektionierte Bausätze mit allen Bauteilen
anzubieten.

Sonstige Bauteile
Um Euch die Arbeit bei der Bestellung der restlichen Bauteile zu erleichtern,
haben wir bei der Fa. Reichelt drei öffentliche Warenkörbe eingerichtet.
Aus rechtlichen Gründen haben wir auf eine direkte Verlinkung zu den angegebenen Seiten
verzichtet. Kopiert bitte die Internetadressen manuell in Eure Browseradresszeile.

Warenkorb für Bauteile der RX-Platine:
https://secure.reichelt.de/?ACTION=20;AWKID=747781;PROVID=2084

Warenkorb für Bauteile der TX-Platine:
https://secure.reichelt.de/?ACTION=20;AWKID=747783;PROVID=2084

Da sich die beiden Warenkörbe nicht miteinander verknüpfen lassen, gibt es noch
einen dritten Warenkorb mit allen Bauteilen für RX- und TX-Platine.

Warenkorb für Bauteile der RX- und TX-Platine:
https://secure.reichelt.de/?ACTION=20;AWKID=747784;PROVID=2084

Beachtet bitte, dass die beiden Controller noch im Warenkorb für die RX-Platine
enthalten sind und überprüft bitte nach der Übernahme in dem eigenen Warenkorb
die Bauteile auf Vollständigkeit!


SI570 CMOS-Version
Den SI570 erhaltet Ihr im Onlineshop von SDR-Kits:
https://www.sdr-kits.net/index.php?route=product/product&path=66_7_9&product_id=43

Support

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Support zum Lima-SDR Bausatzes

Solltet Ihr einmal Probleme beim Aufbau oder mit dem Betrieb des Lima-SDR Bausatzes haben,
so werdet Ihr nicht alleine gelassen. Habt aber bitte Verständnis, dass wir keine Hilfestellung zu
Softwareproblemen leisten können. Wendet Euch bitte in diesen Fällen an die entsprechenden
Hersteller bzw. Autoren.

Bevor Ihr eine Anfrage an uns startet, prüft nocheinmal die Bestückung laut Anleitung und führt
alle beschriebenen Funktionstest aus. Vertauschte Bauteile wie Widerstände, Kondensatoren
oder Kurzschlüsse beim Löten sind die häufigsten Fehlerquellen.

Anfragen zur Hilfestellung bei der Fehlersuche richtet Ihr bitte nur schriftlich an
Bernd Wehner, DL9WB dl9wb(at)darc.de.

Gebt bitte in Eure ausführlichen Fehlerbeschreibung immer die Versions-Nr. der Leiterplatte
mit an.

Bei vorheriger Absprache können wir für Euch gegen eine Kostenpauschale defekte Baugruppen
prüfen und ggf. reparieren.

Grundlagen, Tipps & Tricks

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Grundlagen der Quadratur-Signalverarbeitung

Basis fast jeder modernen analogen oder
digitalen Signalverarbeitung in der Nachrichten-
technik ist die Quadraturmodulation. Dieser
Beitrag von Gerrit Buhe, DL9GFA erklärt ihre
Funktionsweise und die Darstellung der
beteiligten Signale.

Tipps und Tricks zum Lima-SDR Bausatz


An dieser Stelle werden wir nützliche Hinweise zum Aufbau und Betrieb von Lima-SDR
veröffentlichen. Die Entwicklung des Bausatzes hat sehr viel Zeit in Anspruch genommen
und wurde mit größter Sorgfalt ausgearbeitet. Verbesserungen an der bestehenden Technik
sind aber dadurch nicht ausgeschlossen. Wir möchten Euch bitten, Eure Erfahrungen,
Kritiken und Verbesserungsvorschläge zum Lima-SDR Bausatzes an Bernd Wehner, DL9WB
dl9wb(at)darc.de zu melden.

Keine Komunikation zum SI570

Nachdem nun eine Vielzahl von OMs am Lima-SDR Projekt teilnehmen, zeigten sich zwei
Ursachen für eine Fehlfunktion der USB-Komunikation. Mit dem Programm SI570-USB-
controller von DG8SAQ war keine Frequenzeinstellung mehr möglich.

1. Fehlbestückung
Auf der Platine Board 1 (RX) befindet sich rechts neben der Position von L10 eine quadratische
Durchkontaktierung. Diese Anordnung der Bohrungen verführte dazu, die Drossel L10 (10µH)
nicht in die vorgesehene Position sondern einen Anschlußdraht der Drossel in die Durchkontakt-
ierung zu stecken. Hierdurch wurden die I2C-Signale des Controllers miteinander verbunden
und ein Datenaustausch zwischen Controller und SI570 war unmöglich. Eine Zerstörung von
Bauteilen fand nicht statt, weil nur die Openkollektorausgänge des Controllers kurzgeschlossen
wurden.

2. Falsche Parameter im Programm SI570-USB controller
Bei der Erstinstallation des Programmes von DG8SAQ wird im Setup im Feld Factory Startup
Frequency
eine Frequenz von etwa 56 MHz vorgegeben. Wird jetzt die darunter befindliche Taste
calibrate to factory startup frequency betätigt, erhält der SI570 völlig falsche Registerwerte. Eine
Frequenzänderung ist ab diesem Zeitpunkt mit diesem Programm nicht mehr möglich und der
SI570 bleibt bei seiner werksseitig eingestellten Frequenz von 15 MHz stehen. Also bitte immer
darauf achten, dass im besagten Eingabefeld die richtige Startup-Frequenz von 15 MHz einge-
tragen ist!

Soundkartentest

Die hier dargestellte Schaltung mit dem bekannten Timerbaustein NE555 ist schnell aufgebaut
und bietet eine einfache Möglichkeit eine Soundkarte auf ihre Tauglichkeit für die Verarbeitung
der für den SDR-Betrieb benötigten I/Q-Signale zu testen.

Die Stromversorgung der Schaltung kann mit einer 9V Blockbatterie an JP1 erfolgen. Wer ein
einstellbares Netzgerät besitzt, der kann auch auf den Spannungsregler IC1 (78L05) verzichten
und den Timerbaustein (NE555) am Pin 8/4 direkt mit 5V versorgen.

Die Schaltung erzeugt zwei phasenverschobene Dreieckspannungen mit einer Frequenz von
ca. 16 kHz die von JP2 über einen 3,5mm Klinkenstecker dem rechten und linken Eingang der
zu testenden Soundkarte zugeführt werden.

Nach dem Start einer SDR-Software (z.B. SDRadio von I2PHD) und Wahl des richtigen Eingangs
der Soundkarte können folgende Schirmbilder erscheinen:

Ideale Hardwarevoraussetzung

Wird das obere Schirmbild angezeigt, so ist Ihre Soundkarte für die Verarbeitung von I/Q-
Signalen geeignet. Es wird ein Hauptträger und seine Spiegelfrequenz mit reduziertem Träger
angezeigt. Der Pegelunterschied der beiden Signale sollte mindestens 20 dB betragen. In der
Software sollten Sie über /Option/Sound Card Channel Skew Calibration/ mit den Schiebe-
reglern für Amplidude und Phase die Spiegelfrequenzunterdrückung verändern können.

Leider nur ein Monoeingang

Werden beide Träger mit gleichem Pegel dargestellt und es ist nicht möglich die Spiegel-
frequenzunterdrückung mit den bereits oben angeführten Schiebereglern der Software zu
verbessern, so ist der gewählte Eingang nur für Mono ausgelegt. Es besteht aber auch die
Möglichkeit, dass Ihre Testschaltung oder der Klinkenstecker zwischen den beiden Ausgangs-
signalen einen Kurzschluß aufweist. Überprüfen Sie also Ihren Aufbau und oder verwenden
Sie einen anderen Eingang Ihrer Soundkarte.

Völlig ungeeignete Voraussetzung

Das Schirmbild zeigt mehrere Signalspitzen an verschiedenen Frequenzstellen. Dies ist ein
Hinweis darauf, dass Ihre Soundkarte kein Antialiasing-Filter besitz und dadurch auch die
Oberwellen der eingespeisten Dreieckspannung durchgelassen und verarbeitet werden.
Leider haben Sie jetzt nur noch die Möglichkeit für einen ungetrübten SDR-Betrieb eine
andere Soundkarte zu verwenden!

SDR-Demo ohne Hardware

Für alle die noch keine Hardware für den SDR-Betrieb besitzen bietet FlexRadio Systems mit
Ihrem Programm PowerSDR die Möglichkeit einer fast realistischen Demonstration der SDR-
Technologie. Die Software ist nicht nur in der Lage als Signalquelle den Soundkarteneingang
zu verwenden, sondern man hat auch die Möglichkeit eine zuvor aufgenommene WAV-Datei
als Signalquelle anzugeben.

Interessant ist hierbei auch, dass man mit diesem Demobetrieb überprüfen kann, ob die
Systemvorraussetzungen des zu verwendenden PCs unter Windows XP gegeben sind.

Unter dem folgenden Link findet Ihr bei FlexRadio Systems einige Videos zur Instalation und
Bedienung der Software, sowie mehrere WAV-Dateien für einen Demobetrieb:

www.flex-radio.com/Products.aspx?topic=powersdr1x_testdrive