DRA818V — модуль VHF трансивера

17.09.2014

Для некоторых цифровых видов связи модуль DRA818V выглядел потенциально привлекательно своим законченным конструктивом, не высокой ценой и приемлемыми параметрами:

  • диапазон частот 134-174МГц
  • выходная мощность передачи 0.5 или 1.0 Вт
  • переключаемая полоса канала 12.5 или 25 кГц
  • высокая чувствительность — 122 дБм
  • стандартный последовательный интерфейс управления с TTL уровнями для прямого подключения микроконтроллера
  • напряжение питания от 3.3 до 4.5 В

Модуль DRA818V выпускается компанией DORJI. В основе модуля DRA818V (также как и модуля DRA818U на диапазон частот 400-470 МГц) стоит известная микросхема RDA1846.

Было решено испытать модуль DRA818V на предмет возможности использования его на диапазоне 144-146 МГц для различных цифровых видов связи.

DRA818_functional_block

Рис. 1. Блок-схема модуля DRA818V

DRA818_pin_function

Рис.2. Сигналы на выводах модуля

DRA818V_case

Рис.3. Корпус модуля DRA818V

DSC01608_1

Рис.4. Делаем макетную плату для модуля и для подключения конвертера интерфейса USB<->RS232 TTL на базе м/с Silabs CP2102.

Схема подключения модуля особенностей не имеет. Для перевода модуля из режима «сна» в нормальный режим на вывод 6 (сигнал PD) следует подать логическую «1» через резистор 5К1 от +Uпитания.

Модуль управляется по последовательному интерфейсу RS232 с уровнями TTL. Скорость обмена данными должна быть установлена 9600 бит/с и параметры обмена 8-N-1. Все команды должны заканчиваться комбинацией символов “<CR><LF>”.

Модуль DRA818V понимает следующие команды:

  • AT+DMOCONNECT  — проверка соединения с модулем
    +DMOCONNECT: 0  — ответ модуля в случае нормальной работы
  • AT+DMOSETVOLUME=1   — управление громкостью
    +DMOSETVOLUME:0 — ответ модуля в случае приема команды
  • AT+DMOSETGROUP=0,144.6250,144.6250,0000,0,0000 — установка 12.5 кГц полосы канала, частот приема и передачи на 144.625 МГц без CTCSS тонов и открытым шумоподавителем.
    +DMOSETGROUP:0 — ответ модуля в случае приема команды
  • S+144.6250   — проверка наличия сигнала на частоте 144.625 МГц
    S=0 — ответ модуля в случае приема команды
  • AT+SETFILTER=0,0,0    —  включение и выключение пред’искажений, фильтр ВЧ и фильтр НЧ
    +DMOSETFILTER:0  — ответ модуля в случае приема команды.

При проведении измерений радиотракта на выход модуля (контакт 12 «ANT») через SMA разъем был подключен аттенюатор на 40 дБ, с выхода которого ВЧ сигнал поступал на анализатор спектра.

Переключение выходной мощности на передачу осуществляется подачей логического сигнала на контакт 7 (H/L), где при логическом «0» модуль переходит на малую мощность и при логической «1» работает на полной выходной мощности. Переход на передачу происходит при подаче логического «0» на контакт 5 (PTT) модуля.

Графики зависимости выходной мощности и потребляемого тока от напряжения питания представлены ниже.

U питания, В
I потр., А
P выходная, дБм
3.3
0.28
 +21.6
3.6
0.30
+22.3
3.9
0.31
+22.7
4.2
0.33
+23.5
4.5
0.34
+23.8
4.8
0.36
+24.4
5.0
0.37
+24.7
Таб.1. Измерения в режиме передачи при малой мощности («Low»)
 
  
U питания, В
I потр., А
P выходная, дБм
3.3
 0.76 +29.4
3.6
 0.83 +30.3
3.9
 0.87 +30.5
4.2
 0.91 +31.0
4.5
 0.94 +31.4
4.8
 0.97 +31.5
5.0
 1.00 +31.7

Таб.2. Измерения в режиме передачи при полной мощности («High»)

Модуль проверялся на работу в 100% цикле на малой (Low) и полной (High) выходной мощности передачи. В режиме малой выходной мощности модуль проработал более 1 часа без деградации параметров сигнала и без внешних элементов охлаждения. Отвод тепла через металлизированный полигон печатной платы, расположенный строго под модулем, вполне достаточен. Перевод модуля в режим полной мощности с циклом передачи близким к 100% требует внешних элементов охлаждения модуля.

SPOOL_161_
Рис.5. Спектр сигнала в ближней зоне (U пит =4.5 В / Pout=Low) и полосе обзора 100 кГц
(на входе анализатора спектра включен аттенюатор 40 дБ)

 

Сигнал в ближней зоне чистый за исключением небольшого проникания сигнала шины управления микроконтроллером в выходной сигнал. 

 

SPOOL_162_
Рис.6. Спектр сигнала на частоте 144.625 МГц в дальней зоне (U пит =4.5 В / Pout=Low) и полосе обзора 10 МГц
(на входе анализатора спектра включен аттенюатор 40 дБ)

 

В дальней зоне сигнала в полосе 10 МГц ничего не штатного не обнаружено.

 

SPOOL_163_
Рис. 7. Весьма низкий фазовый шум на частоте 144.625 МГц равен -119 дБн/Гц при отстройке на 10 кГц (U пит =4.5 В / Pout=Low) — лучше, чем ожидалось…
(на входе анализатора спектра включен аттенюатор 40 дБ)

 

SPOOL_164_
Рис.8. Гармонические составляющие в спектре выходного сигнала (U пит =4.5 В / Pout=Low)
(на входе анализатора спектра включен аттенюатор 40 дБ)

 

Уровень гармонических составляющих второго и третьего порядков существенно хуже дозволенного, поэтому на выходе модуля обязательно следует установить многозвенный ФНЧ. 
 
Что понравилось:
  • законченный конструктив
  • легкое управление по последовательному порту
  • высокая чувствительность приемного тракта
  • чистый спектр сигнала в ближней зоне
  • низкий уровень фазовых шумов
  • работа в 100% цикле на передачу без необходимости внешнего охлаждения при низком (Low) режиме выходной мощности на передачу
  • не высокая цена  
Что не понравилось:
  • главное — не возможность работы с модулирующим сигналом ниже 300 Гц не зависимо от команды управления фильтрами (AT+SETFILTER), т.е. не возможность использования модуля для протоколов D-Star и System Fusion, а также для пакетной радиосвязи с модуляцией GMSK 9600 бит/с
  • не высокая избирательность приемного тракта — особенность м/схемы RDA1846
  • не возможность работы на полной мощности в 100% цикле без внешнего охлаждения (в принципе это и не важно, так как в соответствии с главной проблемой — отсутствием возможности работы в протоколах DStar и System Fusion в этом уже нет смысла)
  • высокий уровень второй (- 6дБн) и третьей (-19 дБн) гармоник в спектре передающего сигнала, требующей добавления многозвенного НЧ фильтра
  • проникание сигнала управления внутреннего микроконтроллера в выходной сигнал при передаче 
Заключение:
 
Модуль DRA818V можно успешно использоваться с такими видами цифровой радиосвязи как 1200 AFSK Packet Radio и APRS.
Учитывая хорошие показатели по фазовому шуму на передачу модуль DRA818V может быть использован с внешним усилителем. 
Использование на выходе модуля DRA818V внешнего многозвенного ФНЧ обязательно.
Модуль не предназначен для использования в радиоканале для протоколов D-Star и System Fusion, а также для Packet Radio с модуляцией 9600 GMSK.

 

Ссылки: