RF

This design is about a clone of a clone. Following the footsteps of the WellBrook and the WellGood in this article, here's my version: 'The WellFlex Magnetic Loop Amp'!

Dit ontwerp gaat over een kloon van een kloon. In navolging van de WellBrook en de WellGood in dit artikel mijn versie: 'De WellFlex Magnetic Loop Amp'!

It's frustrating when a whole row of RF measuring instruments in the shack - signal generators, frequency counters, spectrum analyzers - deliver readings that differ from each other. A receiver tuned to WWV can serve as a referee, but it's still annoying to have to account for discrepancies between all these devices. As is usually the case, my instruments also have an external 10MHz reference input, and it has long been my wish to use a single accurate frequency source as the central reference. Now, for a reasonable price, you can buy plenty of ready-made equipment, but often it comes with a separate distribution amplifier, unclear specifications, and a design I don't particularly like. So, I preferred to build something myself.

This topic is about building that device.

Het is vervelend als een hele rij RF-meetinstrumenten in de shack - signaalgenerators, frequentietellers, spectrumanalyzers - aanwijzingen afleveren die onderling van elkaar verschillen. Een ontvanger, afgestemd op WWV, kan als scheidsrechter dienen, maar het blijft storend om fouten tussen al deze apparaten te moeten verdisconteren.Zoals meestal het geval is, beschikken ook mijn instrumenten over een externe 10 MHz referentie-ingang. Het was een oude wens van mij om één nauwkeurige frequentiebron centraal te stellen. Nu is er voor redelijk weinig geld veel kant-en-klaar spul te koop, maar vaak toch met een separate distributieversterker, onduidelijke specificaties en een vormgeving die mij minder aanstaat. Dan toch liever zélf maar wat in elkaar gezet.

Over de bouw van dat apparaat gaat dit topic.

This article details the development of a GPS module based on a U-BLOX NEO-XXX series GPS receiver. Two main applications were envisioned during the design process. The first is to integrate it with a GPS antenna inside a small waterproof casing, delivering RS232 and 1PPS time mark signals via a simple cable to the GPSDO frequency standard discussed in the previous article. The second, more general application is as a plug-in board for other designs, providing access to all available ports of the GPS receiver (RS232, 1PPS, SPI, and I2C) with the option to program the GPS chip externally.

In dit artikel de ontwikkeling van een GPS-module op basis van een U-BLOX NEO-XXX serie GPS ontvanger. Bij het ontwerp stonden me twee toepassingen voor ogen. Allereest om hem samen met een GPS-antenne onder te brengen in een kleine waterdichte behuizing en die over een eenvoudig kabeltje RS232 en 1PPS time mark signalen kan leveren aan de GPSDO frequentie standaard uit het vorige artikel. De tweede toepassing is meer algemeen; als een opsteekprint in ander ontwerp waarbij alle beschikbare poorten van de GPS-ontvanger (RS232, 1PPS, SPI en I2C) beschikbaar komen voor gebruik. Met daarbij de mogelijkheid om de gps chip buiten het apparaat te kunnen programmeren.

After obtaining my radio amateur novice license in 1977, a transceiver was of course immediately needed. It became the Yaesu FT-221 R. A 2-meter all-mode transceiver that, with its specifications, mechanical construction, and modular design, stood miles above everything else available at that time. A beautiful device. However, I had to part with it quickly. Since my true passion was on the shortwave bands, I immediately started working on CW to obtain my novice license. A Kenwood TS-430 S came into play, and the FT-221 R was sacrificed.

But as it goes with true love, the regret remained.

After I obtained my amateur radio C-license in 1977, I naturally had to get a transceiver right away. It became the Yaesu FT-221 R, a 2-meter all-mode transceiver that I thought was far superior to everything else available at the time due to its specifications, mechanical construction, and modular design. A beautiful device. Yet, I had to part with it rather quickly. Since my true passion lay in the shortwave bands, I immediately began working on Morse code to obtain my A-license. A Kenwood TS-430 S came along, and the FT-221 R was sacrificed for it.

But as it goes with true love, the regret lingered.

Building on the work of PA0NHC en LZ1AQ (and as a kick-off in this blog) a design for a broadband magnetic loop antenna amplifier. It consists of two printed circuit boards. The first for the actual amplifier, and a second, as an RF/DC splitter placed near the receiver. I moved a year ago, which roughly coincided with my retirement. Two reasons to pick up my old hobby of amateur radio again after years. It would have been no different at my old house, but what immediately struck me once I had installed a dipole antenna was the extremely high interference level. Apparently a sum of all solar panels, power line adapters and LED lighting drivers that are commonplace today. All in all it produces a quite interesting radio spectrum but pretty unusable for HAM radio. All this misery didn't seem like the most appropriate reason to honor all my new neighbors with a first visit. Before saying goodbye to a once beautiful hobby, the aim was a last attempt to find some useful (FT8) signals in this huge mountain of QRM / EMC / EMI / RFI.

Voortbordurend op het werk van  PA0NHC en LZ1AQ een ontwerp voor breedband ‘magnetic loop’ antenne versterker. Het bestaat uit twee printplaatjes. De eerste voor de eigenlijke versterker, en een tweede, als RF/DC-splitter die in de nabijheid van de ontvanger wordt geplaatst.  Een jaartje geleden ben ik verhuisd, wat  ongeveer samen viel met mijn pensionering. Twee redenen om na  jaren mijn oude hobby van het zendamateurisme weer eens opnieuw op te pakken. Het zal bij mijn oude woning waarschijnlijk niet veel beter geweest zijn maar wat me onmiddellijk opviel toen ik eenmaal een dipool antennetje opgehangen had was het enorm hoge storingsniveau. Kennelijk een optelsom van allerlei zonnepanelen, power line adapters en led-verlichting drivers die vandaag de dag gemeengoed zijn. Al dat spul bij elkaar levert wel een heel bijzonder radiospectrum op.  Het leek me geen leuke aanleiding om bij al mijn nieuw buren langs te gaan voor een eerste kennismaking. Alvorens een eertijds mooie hobby definitief vaarwel te zeggen is dit project een laatste poging om in deze enorme berg aan QRM / EMC / EMI / RFI  nog wat bruikbare radiosignalen terug te vinden. 

In mijn artikel over het ontwerp van een RF RX front-end voor de Yaesu FT-221 R had ik beloofd terug te komen op de extender die ik daarvoor gemaakt had. In dit artikeltje hier wat nadere informatie over.

In my article about the design of an RF RX front-end for the Yaesu FT-221 R, I had promised to revisit the extender I had created for it. In this article, I will provide some further information on that

Silicon Labs provides a range of attractive receiver and transceiver chips in a QFN20 package for telemetry applications in the sub-GHz range with its EZRadioPro series. Additionally, complete modules equipped with this IC can be found for a low cost, notably on platforms like AliExpress. In the latter case, these modules typically feature the Si4463 or the somewhat outdated Si4432. For home automation applications operating at 433 or 866 MHz, I usually opt for the comparable RFM69 from HopeRF. However, what sets the Si4463 apart is its vast continuous frequency range (142-1050 MHz), including coverage of the VHF band, and the fact that it includes the maritime AIS channels (161.975 and 162.025 MHz).

The AIS receiver described in this article is an update to an earlier version that revealed some issues in the print layout. Since I had to place an order for some other PCB projects anyway, I let this corrected version run along and also took the opportunity to add an extra Si4362 (or Si4463) to the design for dual channel simultaneous AIS-receipt.

About seven years ago I designed an information system for law enforcement along Europe's waterways and seaports: AQUATRACK. I then equipped the remote receiving stations with a AIS receiver OEM module from SRT Marine Systems. An excellent product. The phenomenon of AIS fascinated me so much that I was curious if I could make a building block as a hobby project for a fraction of the cost. A search on the internet led me to a nice initiative, the dAISy project which turned out to be based on an EZRadioPRO ISM Band receiver chip: the Si4362 from Silicon Labs and a simple 8-bit MSP430 processor from Texas Instruments. Because I am a little more comfortable on ARM processors and also have the development tools for it, I'd rewrote the source code for a Cortex M0 chip, the STM32F042K6 from STMicroelectronics to be precise. I also made some print circuit board designs for this.

De in dit artikel beschreven AIS-ontvanger is een update van een eerdere versie waar enkele problemen in de printlay-out bij aan het licht zijn gekomen. Omdat ik toch een bestelling moest plaatsen voor een aantal andere PCB-projecten, heb ik deze gecorrigeerde versie mee laten lopen en meteen ook maar van de gelegenheid gebruik gemaakt om een extra Si4362 (of Si4463) aan het ontwerp toe te voegen voor tweekanaals simultaan AIS-ontvangst.

Een jaar of zeven terug heb ik een informatiesysteem ontworpen voor de wetshandhaving en opsporing langs de Europese waterwegen en zeehavens: AQUATRACK. De remote ontvangstsstations hiervan heb ik toen uitgerust met een OEM AIS ontvanger module van SRT Marine Systems. Een uitstekend product. Het fenomeen AIS boeide mij dermate dat ik benieuwd was of ik als hobby project voor een fractie van de kosten een soortgelijke bouwsteen kon maken. Een speurtocht op internet leidde me naar leuk initiatief, het dAISy-project. dat gebaseerd bleek op een EZRadioPRO ISM Band ontvanger chip: de Si4362 van Silicon Labs en een simpele 8 bits MSP430 processor van Texas Instruments. Omdat ik zelf meer thuis ben op ARM-processors en daar ook de ontwikkel tools voor heb heb ik de broncode herschreven naar een Cortex M0 chip; de STM32F042K6 van STMicroelectronics om precies te zijn. Hier heb ik vervolgens ook wat printontwerpen voor gemaakt.

Silicon Labs levert met de EZRadioPro serie een reeks aantrekkelijk ontvanger- en zendontvangers chips in een QFN20 package voor telemetrie toepassingen in het sub-GHz bereik. Ook zijn er -o.a. op AliExpress- voor weinig geld complete modules te vinden die uitgerust zijn met dit IC. In het laatste geval gaat het dan meestal om de Si4463 of de enigszins verouderde Si4432. Voor domotica toepassingen op 433 of 866 MHz gebruik ik meestal de vergelijkbare RFM69 van HopeRF, maar wat de Si4463 bijzonder maakt is het enorme continue frequentiebereik (142-1050 MHz), het feit dat de VHF band hier deel van uitmaakt en dat de maritieme AIS-kanalen (161,975 en 162,025 MHz) hierdoor in beeld komen.