SDR TRX PicAStar und der Elecraft Panadapter P3

    Mein großer Wunsch war ein Panoramasichtgerät an den PicAStar anzuschließen. Da hatte ich den speziellen Wunsch auch wieder unabhängig vom Personalcomputer zu sein. Ich habe mir immer wieder den P3 Panadapter von der Firma Elecraft angeschaut, die technischen Daten und Schaltung studiert. Dieser Panadapter arbeitet nach dem Prinzip des Direktsampling ohne Mischstufe. Es ist möglich Bandbreiten von 2kHz bis 200kHz zu beobachten. Ich habe mir diesen Bausatz bei Elecraft bestellt und nach knapp 2 Wochen wurde der Bausatz geliefert.

    Der P3 war schnell zusammen gebaut. Es sind keine Lötarbeiten erforderlich. Er funktionierte auf Anhieb. Der nächste Schritt war in der PicAStar eine Auskopplung der ZF zu installieren. Dazu habe ich einen interessanten Beitrag im Internet gefunden. Panadaptor for PICASTAR - Carnut.info. Diese Schaltung der ZF-Auskopplung habe ich etwas modifiziert und die Einfügedämpfung von etwa 6dB kompensiert. Die Platine musste so klein werden, daß sie mit in den MR (Mischerbaustein) des PicAStar ihren Platz findet.

    So sieht das Bild des P3 aus ohne das die Frequenzinformation und die Empfangsbandbreite des PicAStar zu sehen ist. Das hat mich natürlich nicht befriedigt. Man weiß nicht wo man sich frequenzmäßig befindet. Aber dazu später. Im P3 ist die Einstellmöglichkeit eines USER-TRX vorhanden (siehe Bild). Die ZF wird fest eingestellt auf einen gemittelten Wert. Eine Möglichkeit die ZF-Frequenz leicht zu verschieben, je nach MODE, gibt es noch nicht. Im SETUP steht auf der linken Seite K3. Das ist die Art der Komunikation auf der Schnittstelle XCVR. Diese Schnittstelle dient der Komunikation mit dem K3. Es gibt noch eine 2. Schnittstellen an der ein PC angeschlossen werden kann. Über diese Schnittstelle kann der P3 auch gesteuert werden, aber die Befehle reichen nicht aus um eine Displaydarstellung so ähnlich wie beim Betrieb mit dem K3, zu erreichen. Alle diese Remote-Befehle sind bei Elecraft offen gelegt, aber nicht die Befehle der Komunikation auf der XCVR-Schnittstelle.

    Jetzt musste ich also die Schnittstelle XCVR erforschen und herausbekommen wie die XCVR-Schnittstelle mit dem K3 kommuniziert. Das ist mir nach mehreren Tagen gelungen, aber leider nur Ansatzweise, aber es reicht für eine passende Darstellung im Display aus. Jetzt ist die eingestellet Empfangs-Bandbreite des PicAStar zu sehen und auch noch die Frequenzinformation. Der MARKER MKR A zeigt jetzt auch die richtige Frequenz an und ich kann gezielt die beobachtete Frequenz am PicAStar einstellen. Wird am PicAStar die Frequenz verändert oder die Bandbreite, ist das auch am P3 zu sehen.
    Damit das alles funktioniert ist eine kleine Baugruppe entstanden, die ich in den P3 eingebaut habe. Auf diese Baugruppe ist ein PIC 18F25K22 mit 2 RS232 Schnittstellen. Die brauche ich ja für die Übersetzung der Befehle vom PicAStar zum P3.

    Hier sehen wir das Prinzip der Steuerung des P3 Panadapters. Da ich direkt die Verbindung im PicAStar PIC --> DSP angezapft habe, werden auch alle ESCAPE-Befehle in die RS232-Verteilung gesendet. Alle Befehle die zum DSP übertragen werden, kommen auch auf der RS232-Verteilung an. Die Steuerungsbaugruppe, die ich für den P3 entwickelt habe, hat folgende Aufgaben:

      Aufgaben des PIC18F25K22
    • Die Wandlung der Baudrate vom PicAStar (9600 Baud) und die Baudrate der P3-Schnittstelle XCVR (Baudrate 38400). Diese Baudrate ist nicht veränderbar.
    • Alle Befehle, die innerhalb des PicAStar zum DSP-Baustein gesendet werden, sind ESCAPE-Sequenzen. Davon versteht der P3 nichts. Die Frequenzinformation, Mode und Bandbreite werden in das K3-Remote-Format gewandelt und zum P3 gesendet.
    • Da der P3 an der XCVR-Schnittstelle ständig versucht Verbindung mit dem K3 aufzunehmen, muß das auch gehändelt werden.
    • Es kam noch eine weitere Schwierigkeit hinzu. Der PicAStar hat bei LSB und USB eine unterschiedliche Zwischenfrequenz. Wünschenswert währe eine entsprechende Anpassung der ZF, je nach Mode. Auch das habe ich geschafft.

    Sie wie das Anpassmodul jetzt ist, müssten alle PicAStar den P3 steuern können. Ich kann das leider im Detail nicht testen, da ich keinen Star nach G3XJP mehr habe, sondern nur noch meine Weiterentwicklung nach DL4JAL.

    In meinem PicAStar nach DL4JAL gibt es auch noch einen Rückweg vom P3 zum PicAStar. Ich habe den PIC 18F4520 gegen einen 18F46K22 getauscht, der auch 2 x RS232 hat. Ich habe in der Software des PIC den internen Oszillator aktiviert und somit 2 PINs frei bekommen, damit ich die RS232 Nr.2 auch nutzen kann. Dabei habe ich den Takt intern auf 64 MHz erhöht und alle Zeitkritischen Routinen angepasst. Über die 2. RS232 des 18F46K22 ist es Möglich Daten vom P3 zu empfangen. Mit dem Drehgeber am P3 ist es nämlich möglich die Frequenz des TRX zu steuern. Dazu werden am P3 die MARKER A oder B verwendet, gesetzt und die Frequenz gezielt am PicAstar geändert.

    Wer Interesse daran hat muss sich bei mir melden.

    Die Leiterplatte der breitbandigen ZF Auskopplung am PicAStar

    Die kleine Leiterplatte passt in den MR hinein. Dadurch sind die Anschlüsse an die Platine auch ganz kurz. Es ist eine doppelseitige Leiterplatte zu verwenden. Ich habe noch an verschiedenen Stellen kleine Durchkontaktierungen gemacht (Masse MMIC).

    pan_schaltung.pdf Schaltung der ZF Auskopplung am PicAStar

    pan_best_bottom.pdf Bestückung der Leiterplatte

    pan_lp_bottom.pdf Leiterplatte.

    Die Leiterplatte der RS232-Anpassung an den P3 von Elecraft

    Wie schon erwähnt, wird für die Anpassung PicAStar <-----> P3 ein Platine benötigt mit 2 RS232 Schnittstellen. Einmal müssen die Befehle vom PicAStar (Frequenz, Bandbreite, Mode) übersetzt werden. Zusätzlich für meinen PicAStar(DL4JAL) rückwärtz die Befehlsübermittlung vom P3 zu meinem PicAStar für die VFO-Steuerbefehle. Wie das funktioniert beschreibe ich weiter unten.

    panrs232koppler_schaltung.pdf Schaltung der Anpassung an den P3

    panrs232koppler_best_bottom.pdf Bestückung der Platinenunterseite

    panrs232koppler_lp.pdf Den Leiterplattenausdruck Unterseite.

    Beschreibung der Software für die RS232 Anpassung

    Der P3 hat 2 RS232 Schnittstellen. Für die PC-Schnittstelle sind alle Remote-Befehle in der P3_Pgmrs_Ref_Rev_A4 .pdf beschrieben. Anfangs hatte ich gedacht, dass ich die Steuerung des P3 über diese Schnittstelle erledigen kann. Das hat mich aber nicht zufrieden gestellt. Ich sehe weder die aktuelle RX Bandbreite noch irgend eine Frequenzinformation im Display des P3.

    Also blieb nichts weiter übrig als die Schnittstelle für den Anschluss an den K3 zu erforschen. Unter Linux habe ich das Programm CuteCom benutzt. Sehr günstig ist die getrenne Eingabezeile für die Befehle zum P3. Auch schnelle Befehlwiederholungen sind möglich, ohne den Befehl noch einmal neu auszuschreiben.

    Wird die Stromversorgung eingeschaltet beginnt der P3 eigenartige Zeichen zu senden. Ich habe die RS232 auf 38400 Baud eingestellt wie in der Dokumentation beschrieben. Da ich in meinem Berufsleben schon mehrfach mit solchen Analysen zu tun hatte, war meine Vermutung, der P3 versucht mit unterschiedlichen Baudraten Verbindung mit dem K3 aufzunehmen. Das Studium der K3 Remote Referenz hat mich darauf gebracht einmal verschiedene Remotebefehle des K3 per CutCom zum P3 zu senden. Damit hatte ich meinen ersten Erfolg. Ich habe den Befehl "FT0;" gefunden. Darauf reagierte der P3 mit Antwortbefehlen. Jetzt war ein Ansatz zum weiteren Tests gefunden.

    Ein weiteres Problem war, die zum P3 gesendeten Befehle funktionierten nur manchmal. Das lag daran, dass der P3 zwischendurch wieder seine Baudrate ändert und wieder Zeichen sendet. Aufgefallen war mir aber, sobald der P3 eine Kommando verstanden hat, sendet der P3 2 Befehlsanfragen zurück und bleibt für mehrere Sekunden bei der Baudrate 38400. Diese Tatsache habe ich ausgenutzt und in die Software eingearbeitet.

      Ständige Erhaltung der Baudrate von 38400 auf der XCVR
    • Ich sende jede Sekunden einen sinnlosen Befehl zum P3. Somit ändert sich die Schnittstelle in ihrer Baudrate nicht.
    • Befehl: #QSY1;FT0;

      Als Beispiel die Frequenzinformation der aktiven Frequenz PicAStar zum P3
    • Schnittstelle PicAstar: ˜ 121 Parameter (BCD Zahl VFO 10MHz/1MHz) zBsp 07
    • Schnittstelle PicAstar: ˜ 122 Parameter (BCD Zahl VFO 100kHz/10kHz) zBsp 20
    • Schnittstelle PicAstar: ˜ 123 Parameter (BCD Zahl VFO 1kHz/100Hz) zBsp 00
    • Schnittstelle PicAstar: ˜ 124 Parameter (BCD Zahl VFO 10Hz/1Hz) zBsp 00
    • Schnittstelle P3: #QSY1;FA00007200000;

    Danach ist die Frequenzinformation im P3 Display Mitte zu sehen. Zusätzlich wird noch eine default Bandbreite "grüner Streifen" angezeigt.

    Ich werte noch die inaktive Frequenz, Mode und Bandbreite aus. Die inaktive Frequenz (Zeile 2 im Display PicAStar) ist in violetter Farbe sichtbar, wenn man sie als VFOB aktiviert. Siehe Foto.

    Im Bild ist die eingestellte Scan-Bandbreite von 100kHz zu sehen. Grün ist die Bandbreite(3kHz)/LSB der aktiven VFOA-Frequenz. Violett ist die Bandbreit(3kHz)/LSB der inaktiven VFOB-Frequenz zu sehen. Zusätzlich sieht man die Einstellung des Markers A auf 3,663MHz. Würde ich jetzt am P3 auf den QSY TAP drücken, sendet der P3 über die Anpassplatine eine Befehl FA00003663000; und der aktive VFO im PicAStar(DL4JAL) springt auf diese Frequenz. Das Gleiche bewirkt der MKR B (im Bild nicht aktiviert) für den inaktiven VFO im PicAstar(DL4JAL) (Zeile 2 im Display).

    Die Kommunikation vom PicAStar zum P3 müsste mit jedem PicAStar funktionieren. Die beiden Ports (PC7/PC6 PicAStar) werden direkt mit den beiden Ports Ich kann das leider nicht testen da ich keinen original PicAStar mehr habe. Die Markerfunktion funktioniert nur mit dem PicAStar nach DL4JAL mit spezielle Firmwareversion. Mein PicAStar benötigt ja eine zweite RS232. Die erste RS232 ist ja durch die Kommunikation mit dem DSP belegt. Deshalb habe ich den PIC im PicAStar durch den PIC18F46K22 ersetzt, die PIC-Taktung auf intern umgestellt und den Prozessortakt noch so nebenbei auf intern 64MHz erhöht. Es wurden 2 PINs vom Quarzanschluss frei. Die zweite RS232 liegt auf PortD7,D6. Die PINs steuern den DDS an. Diese beiden PINs habe ich auf die PINs des weggefallenen Quarzes (18,432MHz) verlegt. Somit kann ich PORTD,7 und PORTD,6 für die RS232 zum P3 verwenden. Beide Anschlüsse gehen direkt ohne Wandler auf die Anpassplatine des P3 (zwei geschirmte Leitungen).