【火腿DIY】通过模块化芯片组装一台简单FT8数字收发器，小小的瀑布图很可爱
过去几年来，在6米处的跨洲和洲际DX大大受益于FT8的使用。FT8于2017年开发，以其研发人员Taylor和Steven Franke（K9AN）命名。该数字表示该模式的八频移键格式。
FT8作为一种窄带宽占用模式，尽管有些FT8爱好者可能会觉得该模式在某些频段上空间不足，但Taylor表示，就他和他的WSJT-X开发人员而言，为FT8使用的3 kHz频谱也仅仅是建议。
FT8以及其扩展的竞赛模式变体FT4已成为HF波段的游戏规则改变者，尽管正如起设计者Taylor所解释的那样，FT8是“明确设计”在用于在微弱信号的情况下建立联系，E层跳跃，零星的E开口位于6米处。
今天，和电台小叔BG5WKP走近一款简易FT8收发器项目，看看你能不能动手做一台！
您将建造的最简单的 FT8 收发器
文：珍妮李斯特
2021年业余无线电最有趣的方面可能在于数字模式领域。使用软件定义无线电的无限可能性使数字无线电通信摆脱了单独使用模拟电子设备所能完成的限制，因此，这是一个罕见的领域，无线电爱好者仍然可以领先于技术曲线。这些较新的数字模式之一是由多产的 Joe Taylor K1JT创建的 FT8。
正是针对这种模式，Charles Hill创建了一个易于构建的收发器。它的大脑是一个Teensy 3.6，而接收端是一个Si4735接收器芯片，而发射器是一个Si5351可编程时钟芯片，驱动带有适当滤波器的Mini-Circuits GVA84功率放大器。该界面通过触摸屏显示。它依赖于现有的工作，即在 Si4735 接收器芯片上即时应用补丁以进行 SSB 接收，以及另一个用于 FT8 软件的项目。
Si4735
Si4735 IC 是业界首款完全集成的 100% CMOS AM/FM/SW/LW 无线电接收器，可为便携式设备提供所需的空间节省和低功耗，同时提供所有 AM/ FM/SW/LW 解决方案。Si4735 设备提供无与伦比的集成和 PCB 空间节省，需要最少的外部组件和小于 20 平方毫米的电路板面积，不包括天线输入。
Si5351
Si5351 是一款 I2C 可配置时钟发生器，非常适合在成本敏感型应用中替换晶体、晶体振荡器、VCXO、锁相环 (PLL) 和扇出缓冲器。 基于 PLL/VCXO + 高分辨率 MultiSynth 分数分频器架构，Si5351 可以在其每个输出上产生高达 200 MHz 的任何频率，误差为 0 ppm。 提供三种版本的 Si5351 以满足各种应用。Si5351A 使用内部振荡器代替晶体和晶体振荡器生成多达 8 个自由运行的时钟。Si5351B 添加了一个内部 VCXO，并提供了替换自由运行时钟和同步时钟的灵活性。 它消除了对更高成本的定制可拉晶体的需要，同时在宽调谐范围内提供可靠的操作。Si5351C 提供相同的灵活性，但与外部参考时钟 (CLKIN) 同步。
这种收发器的魅力在于它几乎可以全部由模块组装而成。一些无线电爱好者可能会抱怨自制收发器应该只使用根据第一原理组装的最基本的组件，但显而易见的答案应该是任何使收发器制作更容易的东西都会受到欢迎。如果 100 mW 输出功率看起来有点低，那么值得记住的是 FT8 是一种弱信号模式，并且在正确的传播条件下，尽管输出功率低，但世界应该能够听到它。
我们展示了很多使用 Si47XX 系列的收发器，它们确实可以变成非常整洁的接收器。
在外部，它有一个漂亮的外壳。在内部，它使用 Si4730，具有分立元件难以获得的出色性能。
该芯片包含两个带 AGC 的 RF 条带，内置转换器，用于从模拟到数字并返回，并且还具有板载 DSP。该芯片将执行 64 至 108 MHz 的 FM，并且可以解调范围为 153 kHz 至 279 kHz、520 kHz 至 1.71 MHz 和 2.3 MHz 至 26.1 MHz 的 AM 信号。它甚至可以读取 RDS 和 RBDS 以获取电台信息。输出可以是数字（多种格式）或模拟。
无线电接收串行 (I2C) 命令，Arduino 转换用户界面，以便您可以控制它。该芯片有多种口味，每种口味都略有不同。例如Si4731和Si4735有RDS/RBDS解码器，Si4734和Si4735有短波模式。使困惑？编程指南的第 2 页应该会有所帮助。根据 [Mirko] 的说法，他使用了 4730，但它仍然可以使用 4735 库进行短波。
带有芯片的分线板只需几美元。看起来该芯片具有接收单边带的技术能力，但它需要一个记录不足的补丁。不过，它在这个库的最新版本中。
Charles Hill的袖珍FT8项目
袖珍型 FT8 收发器，采用 Teensy 3.6、Si4735 和 Si5351 技术。
Pocket FT8：手掌大小的 FT 8 收发器
版权所有 (C) 2021，Charles Hill
分发此程序是希望它有用，但不作任何保证；甚至没有对适销性或特定用途的适用性的暗示保证。
请自行承担使用此软件的风险
项目特点：
FT8报文收发
小尺寸，3.5” X 2.75” X 1.125”
100 mW 功率输出 @ 50 ohm 负载
1 uVolt 接收器灵敏度
单 5 伏电源输入、电池或壁式电源
Silicon Labs Technology，Si4735 SSB 接收器和 Si5351 发送 FSK 时钟
SD 卡联系人记录
320 X 480 电阻式彩色触摸屏
软件：
该项目基于两个重要的软件项目：
由 Ricardo Caritti 开发的 Si4735 库：https://github.com/pu2clr/SI4735
Karlis Goba 的 FT8 解码库：https://github.com/kgoba/ft8_lib
DSP 音频架构解码 FT8 需要显着的数据存储和处理速度。
为了优化程序存储和处理速度要求，使 Teensy 3.6 不至于负担过重，Teensy 音频库经过修改，允许以每秒 6400 个样本的速率运行模数转换。这允许以 3200 Hz 的频率进行音频数据处理。3200 Hz 音频处理和 2048 FTT 处理接收到的音频以进行 FT8 解码，产生 3.125 Hz 的 bin 间距。
Karlis Goba 开发的算法使用 3.125 Hz 间隔的 FFT bins 在频率和时间上进行筛选，以便可以克服符号频率和时间接收中的错误，从而提供真正出色的 FT8 解码。FT8 算法的结束间隔为 6.25 Hz。
Teensy 3.6 源代码和所有其他项目文档都打包在“Pocket_FT8_Publish.zip”存档中。
网友点评
无人机 说：
那个小小的瀑布很可爱。
嗯……也许可以使用 ESP32 或 ESP8266 而不是 Teensy 3.6 来通过 WiFi 进行控制。还通过 WiFi 上的编解码器流式传输 I2S 音频。现在，收发器可以直接安装在室外天线终端处，没有任何射频传输线插入损耗。直流电源会注意连接到收发器，或者更好的是太阳能。在室内，PC 或笔记本电脑将使用常规 SDR 应用程序向/从收发器发送/接收控制数据和 I2C 音频。
jpa 说：
ESP32 和 ESP8266 是 EMI 怪物。我不希望它们靠近灵敏的无线电接收器。
埃利斯 说：
+1 不幸的是，这是真的。
很难让 2.4GHz Wifi 传输远离任何附近的灵敏的模拟电路。
solipso 说：
示意图是错误的。100n 去耦电容必须在 RFC 线圈的另一侧，以免将大部分 RF 输出短路到地。Ricardo Carati PU2CLR 的名字也拼错了。没有提到使用外部 ADC 而不是正确的编程。
总的来说，这是一个不错的项目，但我会等待一些更好的。
吉姆 说：
我相信 100n 上限的方案放置是正确的。
该电容使 V84 芯片的 RF 在通过 T1 初级后返回接地路径。
保罗说：
RFC 后供应线中的 0.1 uF 是将其放在这里的正确位置。它不是去耦电容：它为输出变压器 T1 提供直流电。虽然 0.1uF 太大了：它的自谐振频率将接近发射频率。
外部 ADC 在这里是合适的。Teensy 的两个 ADC 忙于处理 6400 Hz 的音频。要求他们多路复用以几十赫兹的频率对触摸屏进行采样会带来很多麻烦和痛苦。专用于触摸屏的简单外部 ADC 对是廉价的保险。
qwqwq 说：
好的，但是这个有网格吗？什么协议？我可以在 ism 频段上使用这个吗？
例如 PMR+任何手持对讲机？
这是更好的商业设备？例如gotenna？
斯科特 说：
也许你应该查一下 FT8 是什么。我很确定你的问题都不适用。
格雷维斯 说：
我喜欢 Silicon Labs 制造的一些东西，但如果你曾经用他们的一个芯片设计过 PCB，那么就准备好让它成为一次性交易，因为他们会定期生产新芯片并放弃旧芯片。这会浪费任何大量的时间投资，因为即使您放弃设计，几个月后也没有人可以使用它。
如果您是一家准备购买数千个芯片的大企业，那么使用 Silicon Labs 的芯片才有意义。
jpa 说：
这里提到的芯片是2012年推出的，除了芯片缺货，现在还有。
克里斯托夫 说：
Silabs 已剥离其基础设施和汽车业务。SI4735 和 SI5351 现在由 Skyworks 销售。
鉴于获得触摸屏界面操作所需的工作是该项目失败的主要部分，收发器部分本身比标题所暗示的更简单和更快。
杰瑞·凯多 说：
我想知道修改它来做 CW 和 SSB 会有多难？
bobh 说：
虽然 Adafruit 模块目前有货，但他们说 si5351 本身很难买到，但 MS5351M 是直接替代品。
迈克布拉德利 说：
我对 80% 的火腿所说的内容没有任何了解，（我获得许可，当时 12 岁，现在 50 岁）我都是为了建造东西，这很棒。任何说它必须是核心组件的火腿可能都在用 2000 美元的电台说你能听到我吗？这就是他们的生活，对他们有好处。这里的生活是玩得开心，做东西，玩得开心。
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