Informace pro objednání SQUARE SDR 2
Popis
SQUARE SDR 2 vychází z osvědčené koncepce původního projektu SQUARE SDR, kterou dále rozvíjí a doplňuje o nové funkce zvyšující uživatelský komfort. Bylo přidáno integrované lokální zvukové rozhraní se zesilovačem, které zajišťuje minimální latenci zvukového signálu při provozu transceiveru v bezprostřední blízkosti operátora. Na předním panelu tak přibyly konektory pro připojení mikrofonu a sluchátek, stejně jako spínač ON/OFF s aretací pro spínání napájecího napětí.
Upozornění: Spínač ON/OFF neodpojuje fyzicky přívod napájecího napětí od elektroniky zařízení. I při vypnutém stavu musí být respektováno maximální napájecí napětí 15V.
Součástí předního panelu je také malý vestavěný reproduktor, který může sloužit pro monitorování příjmu nebo vysílání. Konektor napájení byl nově přemístěn na zadní panel. Zadní konektor ACC pro připojení příslušenství byl rozšířen o nové rozhraní BCD Band Data, ATU Icom AH-4 a další signály, přístupné ze zadní strany zařízení. Přestože došlo k několika konstrukčním změnám, vnitřní uspořádání si zachovává původní konstrukční čistotu a promyšlenost.
Nové provedení je tak ideální pro uživatele, kteří chtějí transceiver používat přímo na stole, v kombinaci s počítačem – a to bez kompromisů v jeho původních vlastnostech a výkonu.
SQUARE SDR 2 navíc zůstává plně softwarově kompatibilní s Hermes Lite 2 (HL2, HL2+) i se všemi běžně používanými programy pro jeho provoz. Přenos zvukových signálů pro příjem, vysílání a pro provoz digitálních módů je i nadále možné používat prostřednictvím zvukového rozhraní počítače, na kterém je spuštěn ovládací program.
Upozornění: Funkčnost lokálního audio rozhraní je podmíněna odpovídající implementací podpory v ovládacím programu na straně PC. Ovládací program musí umožňovat směrování, zpracování audio streamů v souladu s architekturou transceiveru a protokolu 1 OpenHPSDR. Bez této podpory není lokální audio rozhraní aktivní ani použitelné. Ověření správné funkce bylo provedeno s ovládacím programem Thetis, ve kterém je tato funkcionalita implementována.
Odkaz na repozitář souborů programu Thetis určený pro HL2 -> SQUARE SDR a SQUARE SDR 2.
Návod na čistou instalaci (přeinstalaci) programu Thetis.
Další informace o provozu a aktualitách jsou k dispozici na komunitní stránce na Facebooku.
Rendery pohledů na mechanickou konstrukci
K výrobě krabičky je použitý jednolitý silnostěnný (4 mm) strojně obrobený profil z hliníkové slitiny EN AW 6060 s hořčíkem a křemíkem, AlMgSi, který se dokonale postará o odvod tepla a robustní konstrukci.
Detaily vnitřní montáže
Možnosti připojení Jack konektorů na předním panelu
Jednotlivé možnosti připojení pro výstup sluchátek/náhlavní soupravy a pro vstup mikrofonu/PTT je možné vzájemně kombinovat. Spojení kontaktu pro mikrofon s kontaktem GND na jednom konektoru neovlivní funkci mikrofonu na druhém konektoru a naopak. Zařízení je ve skutečnosti vybaveno dvěma nezávislými vnitřními mikrofonními vstupy, čímž se eliminuje jejich vzájemné ovlivňování.
Typy jack konektorů podle počtu kontaktů:
Příklad 1:
Pokud zastrčíme do do konektoru MIC/PTT nožní pedál s dvoupólovým jack konektorem TS, dojde tím v tomto konektoru ke spojení signálu MIC se zemí GND. Do konektoru PHONES-HEADSET můžeme zastrčit náhlavní soupravu s čtyřpólovým jack konektorem TRRS a mikrofon na náhlavní soupravě bude fungovat.
Příklad 2:
Pokud zastrčíme do konektoru PHONES-HEADSET sluchátka s třípólovým jack konektorem TRS, dojde tím v tomto konektoru ke spojení signálu MIC se zemí GND. Do konektoru MIC/PTT můžeme zastrčit mikrofon s třípólovým jack konektorem TRS a mikrofon bude fungovat.
Zařízení umožňuje připojit dynamický nebo elektretový mikrofon.
Dynamický mikrofon nevyžaduje žádné napájení, zatímco elektretový mikrofon potřebuje pro svou správnou funkci předpětí (BIAS). Toto předpětí je v zařízení k dispozici o velikosti 2.5 V a lze jej zapnout pomocí přepínače MIC BIAS na zadním panelu. Na následujícím obrázku je přepínač MIC BIAS v poloze 1, předpětí zapnuto.
Při použití dynamického mikrofonu musí být předpětí vypnuto, přepínač MIC BIAS v poloze 0, aby nedošlo k jeho poškození nebo zkreslení signálu.
Dodatečné nastavení interního zvukového rozhraní v programu Thetis
Přepínač zesílení mikrofonního vstupu:
Doporučuje se zapnout (zaškrtnout) jenom v případě použití dynamického mikrofonu. Elektretový mikrofon dodává větší výstupní napětí a při těsném použití mikrofonu, například na náhlavní soupravě, by mohl být mikrofonní vstup přebuzený.
Interní reproduktor zap/vyp:
Název “Band Volts” může působit zavádějícím dojmem. Ve SQUARE SDR 2 toto zaškrtávací políčko slouží k ovládání interního reproduktoru (zapnutí/vypnutí). Pásmové napětí (Band Voltage Output) je generováno jiným hardwarovým prostředkem než v původní konstrukci HL2.
Popis zapojení pinů konektoru ACC pro připojení příslušenství
Popis signálů aktuální frekvence a pásma
SQUARE SDR 2 poskytuje na konektoru ACC signály s informací o aktuální navolené frekvenci a frekvenčního pásma pro ovládání externího příslušenství.
- BCD data (ACC – piny 11,12,13,14). Údaj aktuálního pásma v BCD kódu dle následující tabulky.
- Napěťová úroveň (ACC – pin 1). Údaj aktuálního pásma v napěťové úrovni dle následující tabulky.
- CAT údaj aktuální frekvence v ASCII formátu “FAxxxxxxxxxxx;”. Asynchronní sériový výstup (ACC – pin 3) s parametry:
Baud rate: 9600
Data bits: 8
Parity: None (N)
Stop bits: 1
Logic level: TTL (3.3 V / 5 V)
Připojení anténního tuneru AH-4
SQUARE SDR 2 umí ovládat automatický anténní tuner ICOM AH-4. Připojuje se pomocí dvou signálových vodičů START, KEY a společného vodiče GND do konektoru ACC dle následujícího obrázku.
Při použití “TUNE” v použitém ovládacím programu jednotka vyšle do tuneru signálem “START” požadavek na naladění antény. Tuner vrátí poté výsledek operace signálem “KEY”. Vše záleží na délce a vzájemném časování obou signálů. Pro tuto funkcionalitu je nutné v ovládacím programu tuto podporu zapnout. Na následujícím obrázku je ukázka nastavení v programu Thetis.
Popis funkce vestavěného ventilátoru
Ventilátor je řízen podle teploty koncových PA LDMOS tranzistorů. Systém používá čtyři úrovně otáček plus vypnutý stav.
Otáčky ventilátoru se zvyšují s rostoucí teplotou. Aktivační teplotní prahy pro každou úroveň jsou:
37 °C → 25 %
40 °C → 50 %
45 °C → 75 %
55 °C → 100 % otáček
Když teplota klesá, regulátor snižuje otáčky ventilátoru na následující teplotníh prahových hodnotách:
50 °C → 75 %
40 °C → 50 %
37 °C → 25 %
35 °C → vypnuto
Pro vizuální ověření funkce ventilátoru se při každém zapnutí jednotky krátce aktivuje jeho běh na 100 % po dobu přibližně jedné sekundy. Pro eliminaci chrčení při malých otáčkách je řízení ventilátoru prováděno stejnosměrným DC napětím. Řídicí systém ventilátoru je autonomní, ovládací program neovlivňuje jeho funkci ani nezobrazuje jeho stav.
V běžném provozu je ventilátor vetšinou vypnutý a do vyšších otáček se dostává jen zřídka. Záleží to na okolních klimatických podmínkách a na poměru stavu vysílání a příjmu.
Deska plošných spojů
Popis konektivity na desce plošných spojů
Technické parametry a hlavní vlastnosti desky plošných spojů
SQUARE SDR 2 (PCB) je kompaktní, moderní transceiverová základní deska určená pro konstrukci cenově dostupných softwarově definovaných (SDR) transceiverů, s důrazem na vysokou spolehlivost, jednoduchou integraci a provoz. Nabízí možnosti interních připojení a vestavěné ochranné funkce, díky nimž je vhodná pro experimentální, amatérské i vestavné aplikace.
Konstrukce a provedení
- Vícevrstvá deska plošných spojů (PCB) se čtyřmi vodivými vrstvami o rozměrech 100 × 110 mm, zajišťující optimální rozložení konektorů, signálů a napájení.
- Jednostranné osazení SMD součástkami pro snadnější výrobu a servis.
- Návrh vytvořen v prostředí EDA KiCad 9.
RF rozhraní a ovládání
- Integrované LPF radioamatérských pásem: 160m, 80m, 60/40m, 30/20m, 17/15m, 12/10m.
- Max. lineární výstupní RF výkon – 5 W (-10% +30%), vhodný pro přímé použití nebo jako buzení výkonového zesilovače.
- Citlivost pro 10 dB S/N (500 Hz / CW): cca -132 dBm
- Citlivost pro 10 dB S/N (2.4 kHz / SSB): cca -125 dBm
- SMA konektor pro připojení antény (ANT) nebo externího příslušenství. Vstup RX / výstup TX (PA) přes anténní relé.
- Samostatný přímý RX vstup (SMA konektor RX) pro funkci Pure Signal, umožňující měření a korekci nelinearit vysílací cesty včetně externího výkonového zesilovače.
- Samostatný TX výstup budiče PA (SMA konektor TX) s nízkým výkonem (cca 40mW). Spolu se RX vstupem tvoří plně duplexní port pro připojení externího příslušenství. Například transvertoru pro jiná pásma.
- Impedance všech RF (SMA) připojení – 50 ohm.
- Vestavěné měření RF výkonu a SWR pro sledování přizpůsobení antény.
- Vestavěné měření proudu a teploty výstupního RF LDMOS zesilovače.
- Výstup pásmového napětí (Band Voltage Output) a BCD výstup pásmových dat pro automatické přepínání filtrů nebo příslušenství.
- Sériový výstup dat (FRQ serial data) s údajem o frekvenci pro synchronizaci externího zařízení a pro automatické přepínání filtrů.
Digitální a řídicí prvky
- 12bitový ADC/DAC, zajišťující digitalizaci a generování signálů.
- Gigabitový Ethernet port pro přímé a vzdálené síťové připojení SDR aplikací, Protokol 1 – OpenHPSDR.
- Externí Clock I/O (vstup/výstup hodinového signálu) pro přesné časování nebo synchronizaci s jinými zařízeními.
- Samostatný výstup pro připojení ventilátoru (FAN), umožňující teplotně řízené chlazení.
- Podpora ovládání anténního tuneru Icom AH-4 prostřednictvím ACC rozhraní.
Audio a uživatelské rozhraní
- Vstup pro telegrafní klíč (CW Paddle) – samostatné kontakty pro tečku a čárku.
- Mikrofonní vstup kompatibilní s elektretovým i dynamickým mikrofonem, s možností volby předpětí (Mic Bias) 2.5 V.
- Výstup pro sluchátka nebo headset (sluchátka s mikrofonem), vhodný i pro monitoring při vysílání.
- Výstup pro reproduktor pro přímý poslech přijímaného signálu a pro monitoring při vysílání.
- Tlačítko ON/OFF s aretací pro zapínání a vypínání zařízení.
- LED indikace stavů včetně indikace stavů relé na desce pro snadnou diagnostiku.
- Pinové konektory (ACC, BCD) pro konektor rozhraní ACC pro připojení příslušenství.
- Samostatný konektor RCA pro výstup PTT (EXTTR).
- Možnost připojení signálů pro mikrofon, sluchátka a ovládání Mic Bias alternativně přes pinové konektory (AUDIO, MBIAS).
Napájení a ochrany
- Napájecí konektor DC 5.5/2.1mm (DC INPUT) pro vstup napájecího napětí ze zdroje 11-15 V.
- Doporučený napájecí proud – min. 2.5A
- Spotřeba proudu při příjmu – cca 350mA (4.2W)
- Spotřeba proudu při vysílání – max. 1900mA (22.8W). Při impedanci záteže 50 ohm a SWR 1:1.
- Možnost připojení vstupu nebo výstupu napájecího napětí alternativně přes pinový konektor (DCIO).
- Ochrana proti přepólování napájení, zabraňující poškození obvodů při chybné polaritě.
- Indikace přepólování a podpětí napájecího napětí (Power Fault).
- Všechny přípojná místa jsou vybavené ochranou proti elektrostatickému výboji (ESD), přepětí a nadproudu.
Obrázky osazené desky plošných spojů
Na závěr
Tato konstrukce SQUARE SDR 2 nevznikla z důvodu tvorby klonu Hermes-Lite 2 nebo Hermes-Lite 2 Plus, ale z důvodu vylepšení, zjednodušení a celkem tak zefektivnění konstrukce pro jednoúčelové použití. Není to tedy stavebnice.
Konstrukce SQUARE SDR 2 také vznikla i díky kreativní iniciativě nadaných lidí a jejich projektům, jako jsou:
(pořadí je jak jsem se postupně seznámil s projekty)
Otevřený zdrový kód
Zde je odkaz na všechny zdrojové soubory konstrukce SQUARE SDR 2. Obsahuje složky Firmware, Gateware, Hardware a Mechanical. Součástí je i schéma a dokumentace k základní desce.
Přímý odkaz na schéma zapojení SQUARE SDR 2
Recenze
Recenze od ing. Pavla Míška OK7PM v časopise Radioamatér/Radiožurnál č. 2 / 2026.
