Software Defined Radio to radio programowe, nowy trend w konstrukcji amatorskich projektów radiowych, w którym niektóre funkcje odbiornika (w niektórych miejscach i nadajnika) są przekazywane do komputera (mikroprocesor, mikrokontroler). Spójrz na schemat blokowy:
Sygnał z anteny trafia do obwodu wejściowego, gdzie jest odfiltrowywany z niepotrzebnych sygnałów, może być wzmacniany lub dzielony, wszystko zależy od zadań urządzenia. W mikserze użyteczny sygnał jest mieszany z sygnałami lokalnego oscylatora. Tak, tak, z sygnałami! Są dwa z nich i są przesunięte fazowo o 90 stopni względem siebie.
Na wyjściu miksera mamy już sygnały audio, których widmo leży powyżej i poniżej częstotliwości lokalnego oscylatora. Na przykład: lokalny oscylator ma 27.160 megaherców, a częstotliwość użytecznego sygnału wynosi 27.175 megaherców, na wyjściu miksera mamy sygnały o częstotliwości 15 kiloherców. Tak! Znowu dwa. Są również nazywane sygnałami IQ. Poziom wzmacniacza audio jest doprowadzany do pożądanego poziomu i podawany do ADC. Zgodnie z przesunięciem fazowym sygnałów IQ, program stwierdza, że \u200b\u200bpowyżej lub poniżej lokalnego oscylatora był użyteczny sygnał i tłumi niepotrzebne pasmo lustrzanego odbioru.
Nawiasem mówiąc, na tych samych zasadach działa również nadajnik SDR: przesunięty fazowo sygnał niskiej częstotliwości z przetwornika jest mieszany z lokalnym oscylatorem w mikserze, na wyjściu mamy już modulowany sygnał wysokiej częstotliwości, odpowiedni do wzmocnienia mocy i dostarczenia do anteny.
Należy również zauważyć, że pojawiły się nawet bardziej nowoczesne systemy SDR, w których użyteczny sygnał jest podawany bezpośrednio do szybkiego ADC.
W amatorskiej technologii dolnego i środkowego segmentu komputerowe karty dźwiękowe są używane głównie jako ADC. Zarówno wbudowany w płytę główną, jak i zewnętrzny, podłączony przez USB lub włożony do złącza PCI płyty głównej. Powód tego jest prosty: zwykle karty dźwiękowe wbudowane w płytę główną nie świecą dobrymi właściwościami, a rekompensuje to instalowanie kart zewnętrznych. Rozpiętość (zakres, w którym sdr jest w stanie odbierać użyteczny sygnał bez dostrajania lokalnego oscylatora) zależy bezpośrednio od karty dźwiękowej: im wyższa częstotliwość, którą karta dźwiękowa może digitalizować, tym szerszy zakres. Zazwyczaj są to 44 kiloherce (linia 22), 48 kiloherców (linia 24), 96 kiloherców (48), a nawet 192 (96) kiloherców. W technologii segmentowej stosowane są wysokiej jakości i drogie przetworniki ADC, z których sygnał jest przetwarzany przez mikroprocesor wbudowany w SDR w zrozumiały komputer.
Główną zaletą technologii SDR w amatorskiej praktyce radiowej: jest to duża liczba rodzajów modulacji, regulowane parametry nadajnika-odbiornika (w końcu przetwarzanie sygnału odbywa się programowo) i panoramiczny widok zasięgu.
Ponieważ nadajniki-odbiorniki SDR i odbiorniki są z natury bezpośrednimi odbiornikami i odbiornikami konwersji, przydatne będzie zapoznanie się z teorią procesów zachodzących w tych urządzeniach. To, jak dokładnie pożądany pasek boczny jest przydzielony lub utworzony w SDR, staje się jasne po przeczytaniu dokumentu.
Pytania i mity dotyczące SDR
Pytania i mity
Jednym z najczęściej zadawanych dziś pytań po zakupie radia SDR jest: „Z którego komputera powinienem korzystać?” lub „Który komputer kupić na kilka lat?” Krótko mówiąc, dzisiaj każdy. I ten artykuł można uzupełnić. Miałem okazję przetestować transiwer na kilku komputerach o różnych parametrach, z których postanowiłem napisać mały artykuł na temat „Co i ile” procentowo.
Dzisiaj, jeśli po zakupie urządzenia nadawczo-odbiorczego zdecydujesz się natychmiast zaktualizować komputer, a następnie kontaktując się z najbliższym sklepem komputerowym, możesz złożyć dowolny system w zakresie od 10 do 30 tysięcy rubli. Każda zmontowana dzisiaj jednostka systemowa zapewni programowi Power SDR minimalne obciążenie zasobów. Ale nie wszyscy powinni natychmiast pobiec do sklepu po nowy komputer. Powinieneś biec za nowym komputerem tylko wtedy, gdy masz dość starą jednostkę systemową - pochodzi z 2007 roku i starszych. Moim zdaniem dzisiejsze, nawet najdroższe komputery nie są lepiej przystosowane do SDR niż najdroższe, ale 3-5 lat temu. Na przykład, jeśli weźmiemy 2-rdzeniowy procesor o częstotliwości 2 GHz w 2007 r. I tej samej częstotliwości w 2011 r., To ich moc obliczeniowa będzie się znacznie różnić! Oznacza to, że program Power SDR będzie wielokrotnie używał zasobów starego procesora. Ile jest w liczbach - zobaczysz sam za chwilę.
Do eksperymentów użyłem kilku komputerów o różnych konfiguracjach i różnych latach wydania, kilku laptopów, a nawet postanowiłem wypróbować kilka netbooków jako szczególnie słabych, ale całkiem możliwych do użycia opcji. Obecnie wszystkie sprzedawane komputery można podzielić na kilka kategorii:
1. Komputer o klasycznej konfiguracji, w tym jednostka systemowa z płytą główną i pełnoprawnym procesorem, jest obecnie najszybszym systemem. Kategoria cenowa 8 - 40 tysięcy rubli. w zależności od rodzaju procesora, płyty głównej, pamięci RAM, dysku twardego i karty graficznej;
2. Miniaturowe jednostki systemowe, nettopy i monobloki oparte na procesorach ATOM, które są przylutowane do płyty głównej. Zakres cen od 10 do 25 tr;
3. Laptopy oparte na pełnoprawnych procesorach, przedział cenowy od 15 do 50 tr;
4. Netbooki oparte na procesorach ATOM w cenach od 8 do 15 ton
5. Komputery typu Tablet z procesorami ATOM od 15 do 25 t.r.
Wszystkie te kategorie komputerów będą dziś współpracować z Power SDR. Różnią się tylko procentem obciążenia systemu. Tak więc netbooki oparte na procesorze ATOM załadują system od 30% i więcej. A komputery oparte na pełnoprawnych procesorach, maksymalnie do 30%, a następnie 20-30% będzie na procesorach o najniższej prędkości. Powinieneś także wiedzieć, że szybkość procesora nie jest jedynym wskaźnikiem wydajności komputera, który jest odpowiedzialny za całą matematykę w programie Power SDR. Ten parametr zależy również od ilości pamięci RAM. Dzisiaj powinno to być co najmniej 1 GB. Przy tym minimum Power SDR nadal będzie działał dość dobrze. Im słabszy procesor, tym bardziej jego ilość ma kluczowe znaczenie dla normalnej pracy. Poniżej w tekście go zobaczysz. Te. lepiej nie oszczędzać na ilości pamięci i, jeśli to możliwe, wyposażyć płytę główną w pamięć do maksimum.
Dla tych, którzy zastanawiają się nad zmianą lub zmianą komputera, a także, w przypadku zmiany, reprezentuję systemy, które testowałem:
1. Jednostka systemowa oparta na dwurdzeniowym procesorze AMD Athlon 64 x2 4800+ o częstotliwości 2,5 GHz. RAM 4 Gb - ładowanie 13 ... 16%; ()
2. Jednostka systemowa oparta na procesorze Intel Pentium 4 / 800MHz (magistrala) o częstotliwości 2,6 GHz, RAM 1 Gb - ładowanie 25 ... 30%; ()
3. Jednostka systemowa oparta na procesorze Intel ATOM D410, RAM 2 Gb - ładowanie 34 ... 40%; ()
4. Jednostka systemowa oparta na procesorze Intel ATOM D525, RAM 4 Gb - ładowanie 20 ... 25%; ()
5. Jednostka systemowa oparta na procesorze VIA PV530, 2 GB pamięci RAM - ładowanie 65 ... 70%; ()
6. Sony Notebook Intel Core 2 Duo T6400 2GHz, 4Gb RAM - ładowanie 14 ... 16% ()
7. Procesor HP Core 2 Duo T8400 2,24 GHz, RAM 3Gb - ładowanie 18..22%; ()
8. Netbook Asus EEEPC 900, RAM 2 Gb - ładowanie 40-45%; ()
9. Netbook Asus EEEPC 4G, 1 GB pamięci RAM w trybie światła 630 MHz - ładowanie 80 ... 85%; ()
10. Netbook Asus EEEPC 4G, RAM 1 Gb przy pełnej prędkości 900 MHz - obciążenie 55 ... 60%; ()
Najnowsze dane wykorzystujące stare netbooki, takie jak EEEPC 900 i EEEPC 4G, pokazują, że Power SDR może działać na tak słabych komputerach. Ponadto EEEPS 4G działał na zewnętrznym monitorze 19 "oraz w 2 trybach - 630 MHz i 900 MHz. W obu trybach program działał, ale z innym obciążeniem procesora. Dziś możesz kupić netbooka z mocniejszym procesorem i większą ilością pamięci RAM. Użyj mogą być na przykład drugim odbiornikiem lub nadajnikiem-odbiornikiem w połączeniu z nadajnikiem-odbiornikiem Flex SDR-1500, Windows 7 został zainstalowany na laptopach i komputerze AMD, Windows XP Sp3 był używany na wszystkich innych, a SDR Flex-1500 był używany na urządzeniu nadawczo-odbiorczym.
Wszystkie przedstawione liczby pobrań mają średnią wartość - to właśnie widzimy na zrzutach ekranu. Program dziennika UR5EQF został zainstalowany na każdym komputerze, a obciążenie wzrosło o nie więcej niż 5-7%. Chciałbym również zauważyć, że obciążenie procesora jest praktycznie niezależne od jakości używanej karty graficznej i ilości pamięci na niej. Podczas testowania programu Power SDR na jednostce systemowej nr 2 z procesorem Intel Pentium 4 próbowałem zainstalować bardzo starą kartę graficzną Riva TNT 2 z pamięcią wideo 16 Mb i potężną kartę graficzną GeForce 6600 z pamięcią wideo 512 Mb. Obciążenie procesora niewiele się zmieniło. Sugeruje to, że wszystkie obliczenia bloku DSP w programie leżą na barkach używanego procesora. Różnica w liczbie pobrań na laptopach pokazuje, że RAM jest aktywnie wykorzystywany w obliczeniach. Procesor w laptopie HP jest mocniejszy i szybszy niż w laptopie Sony przy 250 MHz, ale ma mniej pamięci. W związku z tym różnica w pobieraniu wynosiła około 7-10% na korzyść Sony. Na podstawie pokazanych liczb możemy założyć, że dzisiejsze pełnoprawne procesory - Intel i3, i5, i7 dadzą jeszcze niższe liczby pobrań, ponieważ są wykonane przy użyciu bardziej nowoczesnej technologii i mają znacznie większą wydajność niż starsze procesory na tych samych częstotliwościach.
Szczególnie interesujący jest pakiet SDR Flex-1500 z komputerem typu tablet opartym na procesorze Atom N570. Niestety nie miałem okazji sprawdzić tak interesującej grupy z powodu braku tabletu do testu. Jeśli masz okazję, zrób test i podziel się swoimi wrażeniami ... Prawdopodobnie powinieneś spodziewać się obciążenia procesora w okolicach 20-40% i bardzo interesującego sposobu kontrolowania programu Power SDR metodą palcową.
Aby zebrać statystyki dotyczące stopnia obciążenia komputera, sugeruję każdemu, kto ma możliwość zrobienia zrzutu ekranu pulpitu na podstawie powyższych zrzutów ekranu i przesłania opisu komputera na adres. W miarę gromadzenia się informacji będą one publikowane na stronie.
Główny mit - komputer - jest przerażający, trudny i problematyczny.
Komputer jest już pilną potrzebą współczesnego świata, pomagając rozwiązać wiele problemów, w tym i amatorska postać radiowa. Od obliczeń na nowoczesnym kalkulatorze inżynieryjnym po modelowanie obwodów i anten. W dziedzinie krótkofalówek krótkofalowych kontroluje to głównie nadajnik-odbiornik, prowadzi dziennik sprzętu, generuje raporty po zawodach, drukuje, odbiera i wysyła elektroniczne karty QSL, monitoruje przejście, informuje o pojawieniu się rzadkiej, odległej stacji na antenie, a na koniec dzisiaj pełne przetwarzanie sygnału, zarówno do odbioru, jak i transmisji w technologii SDR. Nowoczesne oprogramowanie jest już dobrze dopracowane, a awarie oprogramowania są już rzadkie.
Drugi mit jest taki, że sprzęt komputerowy jest wadliwy i trudno jest złożyć komputer w najbardziej stabilny.
Czasy, w których poszczególne komponenty jednostki systemowej mogły ze sobą kolidować, już 10 lat, kiedy zapadły w zapomnienie. Główni gracze na rynku komputerowym od dawna zgadzają się co do protokołów i specyfikacji. Duże firmy od dawna kupiły małe. Główne elementy komputera są już w większym stopniu zawarte na płycie głównej, a istnieje nawet klasa płyt głównych, gdzie „wszystko w jednym”, w tym a procesor jest przylutowany. Ale jeśli nadal boisz się samodzielnie zainstalować komputer, dziś w sklepach znajdziesz duży wybór już zmontowanych jednostek systemowych na każdy gust i każdą kategorię cenową. Zasadniczo są one już zainstalowane z oprogramowaniem i przetestowane pod kątem stabilności. Dla osób szczególnie zmartwionych można polecić laptopa. Komputery te są testowane w fabryce. Te. możemy powiedzieć, że dziś dobry laptop to nie tylko komputer mobilny, ale także jeden z najbardziej stabilnych.
Trzeci i najczęstszy mit, SDR, jest trudny do skonfigurowania i obsługi.
Złożony SDR był na samym początku jego pojawienia się. Pierwsza implementacja urządzenia nadawczo-odbiorczego SDR w obliczu Flex SDR-1000, a następnie wszystkie niezliczone klony tego urządzenia nadawczo-odbiorczego, wymagała użycia osobnej karty dźwiękowej, całej wiązki kabli i przewodów. Problemami z tym związanymi były morze. Od konfiguracji karty dźwiękowej po kalibrację programu. Problemy ze złączami, okablowanie dźwięku przez kanały, kompatybilność sterowników i systemów operacyjnych. Teraz wszystko to jest w przeszłości! Najmłodszy model nadajnika-odbiornika SDR SDR Flex -1500 zawiera już nowoczesny ADC wysokiej jakości i jest sterowany za pomocą jednego kabla USB. Ponadto ADC są już zintegrowane ze starszymi modelami Flex-3000 i Flex-5000. Sam program instalacyjny zainstaluje niezbędne sterowniki i skalibruje oprogramowanie odbiornika i nadajnika radiowego. Problem tłumienia kanału lustrzanego poza zakresami już nie istnieje. Transceiver SDR Flex-3000 i Flex-5000 (w konfiguracji Flex-5000ATU) zawierają autotuner i nie trzeba ponownie konfigurować anten, jeśli zmieniłeś stary transiwer na nowy transceiver SDR. Teraz możesz po prostu włożyć słuchawki i mikrofon do odpowiednich gniazd i pracować w powietrzu. Główną cechą nowych nadajników-odbiorników radiowych Flex jest pełna obsługa i kompatybilność wszystkich wydanych wersji oprogramowania i sprzętu ze wszystkimi nowymi wersjami systemów operacyjnych Microsoft Windows.
Uziemienie mitów
Oprócz pytań związanych z wyborem komputera do urządzenia nadawczo-odbiorczego SDR, istnieje również kilka mitów na temat uziemienia. Moim zdaniem jest to najniebezpieczniejszy i najczęstszy mit. Fabuła nie Zastosowanie uziemienia pokazuje, że historia nikogo nie uczy. I każda osoba, która raz doznała poważnych obrażeń, a potem lamentuje: „Dlaczego się nie uziemiłam?”, Ale późno - wszystko wypaliło się lub zostało rannych. W najgorszym przypadku naruszenie zasad działania urządzeń elektrycznych prowadzi do śmierci. Najczęstszą opcją jest uszkodzony sprzęt. Jest to szczególnie rozczarowujące, gdy ten sprzęt kosztuje dużo pieniędzy. Urządzenia nadawczo-odbiorcze klasy SDR są bardziej podatne na awarie z powodu naruszenia zasad działania i uziemienia. Wynika to ze specyfiki zasilacza. Konsekwencje niewłaściwego uziemienia RF przejawiają się w postaci zawieszenia komputera i urządzenia nadawczo-odbiorczego. W szczególnie ciężkich przypadkach objawia się to „wypaleniem” obudowy komputera lub urządzenia nadawczo-odbiorczego.
Rozważ dwa rodzaje uziemienia. Pierwszym z nich jest uziemienie elektryczne. Drugi to uziemienie częstotliwości radiowej.
Uziemienie elektrotechniczne - To taki drut, przez który do ziemi przepływa stały potencjał elektryczny. Te. przewodnik mający zerowy opór elektryczny dla prądu stałego między urządzeniem pod potencjałem a ziemią. W szczególnym przypadku jest to drut na prąd elektryczny o częstotliwości 50 Hz.
Jak działa uziemienie?
Jeśli przypadkiem jakiś element wzmacniacza lub nadajnika-odbiornika, który wypala się pod wysokim napięciem (zwykle w zasilaczu), przepala się lub przewód zasilający po prostu odpada, a bezpiecznik się nie przepala, wówczas obudowa urządzenia, wzmacniacza, zasilacza i / lub transiwera ulegnie przepaleniu potencjał wysokiego napięcia. Dotykając go, grozi porażenie prądem. W skrajnym przypadku „uszczypnie” twoje palce, aw najgorszym przypadku może cię zabić. Dobry przykład rażącego naruszenia zasad bezpieczeństwa. Aby odwrócić wysoki potencjał od ciała, musisz zapewnić mu przewodnik, który będzie miał znacznie mniejszy opór niż ciało ludzkie. To jest przewód uziemiający.
W przypadku każdego komputera jest zasilacz impulsowy. Układ wszystkich małych zasilaczy impulsowych jest taki, jak na obudowie komputera jest zawsze istnieje potencjał równy połowie zasilania sieci elektrycznej między obudową zasilacza komputerowego a masą lub zerowym przewodem. Czasami w stanie wyłączonym (w zależności od zasilacza). Te. 100 - 120 woltów jest zawsze obecne na obudowie. Niektóre z tych potencjałów były wielokrotnie „gryzione” przez palce. Teraz wyobraź sobie sytuację. Podłączamy transiwer do komputera. Transceiver jest podłączony kablem koncentrycznym do anteny, która na dachu lub w ogrodzie / na polu ma dobry kontakt z ziemią lub jest dobrze uziemiona. W takim przypadku między transiwerem a komputerem pojawi się potencjał elektryczny o napięciu 100-120 woltów. W momencie, gdy transceiver jest podłączony do komputera, możesz zauważyć iskrę. Teraz wyobraź sobie, jak się czuje transceiver? Jeśli masz szczęście, a ogólne styki urządzeń złącza są najpierw dotykane, wówczas różnica potencjałów jest usuwana z obudowy, a połączenie jest normalne. A jeśli wspólne styki odnoszą się do drugiego, wówczas potencjał ten jest bezpośrednio stosowany do elementów portu komunikacyjnego, w wyniku czego mamy „uszkodzony” nadajnik-odbiornik lub komputer z wypalonym portem. Przyjaciele, tu nie chodzi o ciebie? Dzięki Bogu! Tu jeszcze nie chodzi o ciebie. Ale ci, którzy mają pecha, teraz prawdopodobnie smutne jest przywołanie martwego nadajnika-odbiornika lub komputera i bólów głowy związanych z naprawą i późniejszą sprzedażą byłego trupa. Dlatego, przyjaciele, pamiętajcie, aby przed użyciem transceivera SDR z komputerem znaleźć punkt o zerowym potencjale lub uziemieniu, na przykład rurkę z zimną wodą dla osób mieszkających w mieszkaniu. Mieszkając w prywatnym domu, nie bądź leniwy i zrób pętlę uziemienia, a dopiero wtedy, gdy będziesz uziemiony, użyj transceivera i komputera dla zdrowia.
Ci, którzy twierdzą, że nie używają uziemienia w życiu i zalecają, aby go wcale nie używali, znajdują się na razie w „grupie ryzyka”. Uciekaj od takich doradców, ponieważ sami nie przestrzegają zasad bezpieczeństwa, doradzą także, aby zagrozić Twojemu życiu i życiu twojego sprzętu.
Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku użytkowników transiwerów SDR!
Uziemienie inżynierii radioweje - drut, przez który potencjał RF do ziemi, który „nie promieniuje”, jest emitowany przez antenę.
Wyobraź sobie, że gorąca, bezbarwna ciecz przepływa przez kabel antenowy i paruje w punkcie zasilania anteny. Część, która nie odparowała, przepływa z powrotem przez kabel do transiwera, jednocześnie zwilżając transceiver oraz przewody zasilające i komputer. Jest to taka ciecz w stanie nadciekłości. Ponadto jest również gorący, łatwopalny i trujący. Kiedy wpada do mikrofonu, zaczyna się kurczyć, a kiedy wpada do wzmacniacza, zaczyna się palić. W komputerze ciecz ta zamyka wszystkie kontakty i zaczyna się zawodzić. Płynący przez przewody sieci elektrycznej, śmierdzi i szczypie w oczy.
Aby rozwiązać wszystkie te problemy w większości przypadków, pomaga prawidłowe uziemienie RF i ekranowanie RF. Pierwszy punkt uziemienia RF musi znajdować się na prawidłowo wykonanej antenie. Jednym z głównych elementów anteny jest tak znany konstrukt, jak „urządzenie równoważące”. Umożliwia kompensację napięcia RF na kablu w punkcie zasilania anteny za pomocą kabla, a tym samym minimalizuje przenikanie RF przez kabel do pomieszczenia, w którym znajduje się nadajnik. Można porównać urządzenie równoważące z misą, w której nadmiar płynu spływa i jest usuwany. Dość często urządzenie do wyważania jest zaniedbywane. Ale na próżno. Technicznie urządzenie pomiarowe nie jest uziemieniem RF, ale w kontekście rozwiązania problemu odgrywa jedną z głównych ról. Prawidłowo wykonana konstrukcja anteny ma wysokiej jakości uziemienie RF za pomocą uziemionego elektrycznie masztu lub podkładki montażowej anteny. Ponadto głównym uziemieniem RF są dobre wyważenia anten. Dotyczy to bardziej pionowych anten asymetrycznych. Jeśli ich liczba jest wystarczająco duża (\u003e 4..8) i są dostrojone do rezonansu, wówczas wysokie tony idące wzdłuż kabla również zostaną zminimalizowane. Możesz także pozbyć się przetworników energii RF i przenikania energii RF przez kabel za pomocą barier RF lub izolatorów RF. Należą do nich zatrzaski ferrytowe lub pierścienie ferrytowe, takie jak. Wystarczy nawijać kilka zwojów kabla na takie pierścienie, a dla energii RF taki kabel będzie miał wysoką rezystancję. Ta metoda izolacji RF pozwala skutecznie chronić komputer i urządzenie nadawczo-odbiorcze przed energią RF, ale nie usuwa energii RF z kabli i przewodów. Ta metoda tłumienia energii RF jest najbardziej skuteczna, jeśli używasz potężnego urządzenia nadawczo-odbiorczego SDR, takiego jak Flex SDR-3000 i Flex SDR-5000, a także w przypadku korzystania z zewnętrznego wzmacniacza mocy.
Szczególnym przypadkiem uziemienia RF jest uziemienie elektryczne wzmacniacza i nadajników-odbiorników. Na nim potencjał RF również skutecznie spłynie na ziemię. Pamiętaj, że jeśli potencjał RF znajduje się na przewodach i obudowach podczas transmisji, to jest również w odbiorze! A to oznacza, że \u200b\u200bwszystkie zakłócenia występujące w obszarze odbioru otrzymasz nie tylko antenę, ale także kabel i obudowę radiotelefonu i komputera. Te. wyprowadzając antenę poza lokal nadajnika, ale bez pozbycia się przetworników RF, wychwycisz wszystkie zakłócenia z tego pomieszczenia.
W amatorskiej praktyce radiowej zdarzają się sytuacje, w których nie ma dostępu do uziemienia elektrycznego, a antena jest tak zaprojektowana, że \u200b\u200bpodczas transmisji „fonit” dosłownie wszystkie przewody elektryczne. Może to być na przykład w pełni izolowany przeszklony balkon i antena typu „długa lina o dowolnym rozmiarze”. W takim przypadku tak cudowne pudełko, jak „sztuczna kraina”, pomoże usunąć potencjał z urządzeń. Co ona reprezentuje? W rzeczywistości jest to mała antena z krótkiego drutu (od 1 do 2 metrów) dostrojona do rezonansu przez obwody LC w oddzielnej obudowie. Ta mała antena pobiera pozostały potencjał z korpusu nadajnika-odbiornika i ponownie promieniuje go do przestrzeni w innym miejscu od anteny o niskiej wydajności promieniowania. Analogią jest mały odkurzacz, który zasysa bardzo niebezpieczną ciecz, która pochodzi z kabla z obudowy. Takie urządzenia można podłączyć nie tylko do urządzenia nadawczo-odbiorczego, ale także do komputera w szczególnie trudnych elektromagnetycznych warunkach działania urządzenia nadawczo-odbiorczego. Najważniejsze jest odsunięcie głównej anteny od tych nadajników. Amerykańska firma MFJ produkuje pod nazwą gotową „sztuczną ziemię”.
Tak więc, jeśli masz częste problemy z komputerem niezwiązane z jego napełnianiem, ale związane z działaniem transiwera do transmisji, najprawdopodobniej problemy te są związane z obecnością prądów błądzących RF przez kabel antenowy, korpus transiwera i komputer. Wystarczy poprawnie wykonać antenę i uziemić wszystko, a problemy te znikną. Możesz sprawdzić, czy komputer zawiesza się, podłączając zamiast anteny do wyjścia transiwera. Jeśli „zawiesi się” komputer przestał działać, wykonaj uziemienie i antenę.
Fani grupy PELAGEY („Polefans”) w kontakcie
Koncert na placu Minin w Niżnym Nowogrodzie 9 maja 2013 r
Mini-koncert w Magas (Inguszetia) 4 czerwca 2014
Utwórz temat (jeśli nie został jeszcze utworzony) na forum http://ra3pkj.keyforum.ru
SDR HAM - Informacje wstępne
Uwaga! Zimą układ CY7C68013 może zawieść z powodu awarii elektryczności statycznej, która gromadzi się w powietrzu i otaczających obiektach, a następnie spływa nieprzewidywalną ścieżką. Konieczne jest uziemienie sprzętu, a SDR magistrali uziemiającej jest podłączony do obudowy komputera osobnym przewodem. Dotykaj tablic i części na tablicach, które są podłączone do urządzenia tylko po usunięciu elektryczności statycznej z rąk, na przykład dotykając masywnych metalowych przedmiotów. MOCNO zalecam podłączenie obudowy złącza USB (znajdującego się na płycie SDR) bezpośrednio do szyny uziemiającej SDR, dla której konieczne jest skrócenie równoległego łańcucha C239, R75 (w pobliżu złącza USB).
W sprawie zakupu czystych płytek drukowanych skontaktuj się z Yuri (R3KBL) [chroniony e-mailem]
Powiem od razu - nie wyprodukowałem tego transiwera, interesuje mnie sam temat i jego wyniki. Co więcej, transceiver używa syntezatora opartego na AD9958 mojego rozwoju, a także napisałem nowe oprogramowanie wbudowane do karty USB zintegrowanej z płytką, które zastąpiło przestarzałe oprogramowanie z języka niemieckiego (opisano to poniżej).
informacje ogólne
Transceiver SDR HAM to klon SDR-1000, zaprojektowany przez Vladimira RA4CJQ. Transceiver wykorzystuje dobrze znane rozwiązania obwodów opracowane przez wielu radioamatorów. Różnica od słynnego kijowskiego klonu SDR-1000UA jest dość zauważalna. Krótki opis funkcji:
1. Konstrukcja jednopłytkowa.
2. Wzmacniacz mocy nadajnika ma co najmniej 8 watów (każdy, kto ma talent, może wycisnąć więcej).
3. Syntezator częstotliwości na układzie DDS AD9958 z niskim poziomem ostrogi (syntezator jest opisany tutaj :).
4. Sterowanie transceiverem przez USB ( Adapter USB jest tutaj strukturalnie opisany: ale dla SDR-HAM oprogramowanie jest specjalne !!!).
5. Zasilanie: + 13,8 V i bipolarne + -15 V.
6. Dwustopniowy tłumik przekaźnika na wejściu odbiornika.
7. Przyrząd pomiarowy SWR i mocy.
8. Pracuj bez hamulców w DOWOLNYM systemie operacyjnym Windows bez instalowania sterownika (za pomocą systemowego sterownika HID samego systemu Windows), co stało się możliwe po wymianie oprogramowania wbudowanego adaptera USB zintegrowanego z płytką (opisano to poniżej).
Informacje o oprogramowaniu i oprogramowaniu
Transceiver współpracuje z oficjalnym PowerSDR z wersji FlexRadio Systems nie wyższej niż 2.5.3 (od wersji 2.6.0 transceiver SDR-1000 i jego klony nie są obsługiwane), ale współpracuje z PowerSDR 2.8.0 z KE9NS, który z kolei został dostosowany do SDR -1000 radio z szynką Excalibur (najnowsza moda). Oto więcej o tej wersji 2.8.0.
Kontroler AT91SAM7S (używany do sterowania syntezatorem w AD9958) powinien być flashowany, jak opisano tutaj:
Porozmawiajmy teraz o oprogramowaniu m układy pamięci 24C64, które są niezbędne, aby CY7C68013 działał jako adapter USB. Historycznie, kiedy transceiver trafił do mas, oprogramowanie USB-LPT z Niemiec zostało „wlane” do układu pamięci (opisanego na mojej stronie internetowej), ale jak się okazało, w wersjach systemu Windows wyższych niż Windows 7-32, oprogramowanie układowe jest ludzkie nie działa. Hamulce i problemy z cyfrowym podpisem kierowcy !!! (Właściciele Windows XP i Windows 7-32 mogą spać spokojnie). Problem został rozwiązany po napisaniu nowego oprogramowania układowego, które działa na dowolnym systemie operacyjnym bez hamulców, a także nie wymaga instalacji sterownika (sam Windows znajdzie sterownik HID w swoich pojemnikach). Oprogramowanie zostało utworzone przeze mnie we współpracy z US9IGY.
Ale jest niuans - flashowanie układu pamięci znajdującego się na płytka drukowana wymaga ćwiczeń z lutownicą, ponieważ wiąże się to z podniesieniem jednej nogi mikroukładu i podłączeniem tymczasowego przełącznika (omówimy to poniżej). Flashowanie mikroukładu CLEAN na płytce drukowanej (tj. W świeżo wykonanym transceiverze lub gdy mikroprocesor pamięci jest zainstalowany w ich sklepie) nie wymaga dodatkowych ćwiczeń lutownicą. Oba twoje zachowania są opisane poniżej:
1. Czysty mikroukład pamięci 24C64 powinien zostać flashowany, jak opisano tutaj :, oprócz tego, że używane jest specjalne nowe oprogramowanie wewnętrzne i główny działający sterownik wymieniony na końcu strony nie jest zainstalowany. Pobierz nowe oprogramowanie sdr_ham.iic: sdr_ham.zip. Oprogramowanie układowe jest flashowane w transiwerze przez USB (w tym samym archiwum znajduje się oprogramowanie sdr_ham.hex dla tych, którzy chcą sflashować układ pamięci poza transceiver, tj. Używając programatora). Przed flashowaniem nie zapomnij przestawić zworki na płycie (około 24C64) do pozycji zezwolenia na programowanie, a także nie zapomnij przywrócić jej pierwotnej pozycji po flashowaniu.
2. kto przeprojektuje układ pamięci 24C64 (który ma stare oprogramowanie układowe z „niemieckiego”), musi zrobić to samo, jak opisano powyżej w ust. 1, ale biorąc pod uwagę następujące kwestie: tymczasowo niesprzedana noga 5 układu 24C64 (udajemy, że mamy wyczyść mikroukład) i podłącz go za pomocą przełącznika, przesuń zworkę na płycie (około 24C64) do pozycji zezwolenia na programowanie i po otwarciu przełącznika przełącz SDR do gniazda USB komputera. Następnie włącz zasilanie SDR i uruchom program migający. Zamknij przełącznik przed rozpoczęciem flashowania. Po flashowaniu wyłącz SDR i przywróć wszystko z powrotem.
Na przykład. SDR (a raczej jego adapter USB) jest definiowany przez komputer jako urządzenie HID, którego właściwości zawierają następujące wartości identyfikatorów: VID_0483 i PID_5750.
Po zakończeniu wszystkich problemów z oprogramowaniem układowym możesz bezpiecznie odetchnąć i już spokojnie umieścić plik Sdr1kUsb.dll z RN3QMP w folderze PowerSDR - pobierz sdr1kusb_rn3qmp.zip. W PowerSDR w menu Ogólne -\u003e Konfiguracja sprzętu zaznacz pole wyboru „Adapter USB”.
Informacje dla właścicieli różnych innych nadajników-odbiorników SDR !!! W oprogramowaniu układu pamięci 24C64 (dla CY7C68013) ograniczyłem się tylko do tego, co jest potrzebne do SDR HAM. Oprogramowanie układowe nie jest przeznaczone do aktualizacji adapterów USB w CY7C68013 dla SDR-1000 z DDS AD9854. Potwierdza to eksperyment UR4QOP w transceiverze z UR4QBP - DDS AD9854 nie działa! Więc zauważam, że oprogramowanie jest przeznaczone tylko dla SDR HAM. Nie mam czasu ani motywacji, aby cokolwiek dostosowywać w oprogramowaniu do innych aplikacji (oprócz SDR-HAM).
Deski sieciowe z yuraws
Oczyść deski za pomocą otworów do platerowania, maski lutowniczej i oznakowania.
Prosta strona:
Tylna strona:
Schemat
Pobierz i rozpakuj diagramy (a także rysunki planszy z dwóch stron) w formacie PDF: sdr_ham_shema_pdf.7z Te same diagramy znajdują się poniżej w celach informacyjnych.
Tłumik wejściowy, UHF:
Filtry pasmowoprzepustowe (pierścienie Amidon są pokazane w kolorze czerwonym T50-2, żółtym T50-6):
Miksery, wzmacniacze odbiornika i nadajnika:
Kontrola automatyki_1:
Automatyzacja control_2:
Syntezator częstotliwości:
Adapter USB / LPT:
Mikrokontroler sterujący syntezatorem częstotliwości:
Wzmacniacz mocy nadajnika i ADC miernika SWR i mocy:
Zapłacić
Wysokiej jakości rysunki planszy w formacie PDF znajdują się w tym samym dokumencie, co diagramy (pobierz w poprzednim akapicie). Poniżej znajduje się ogólny widok poglądowy:
Projekt projektowy
Pobierz projekt (z płytką drukowaną i płytką): project_sdr_ham.7z Viewer AltiumDesignerViewer na oficjalnej stronie: http://downloads.altium.com/altiumdesigner/AltiumDesignerViewerBuild9.3.0.19153.zip
Lista elementów
Lista z RA4CJQ jest generowana automatycznie przez program układu PCB, więc nazwy wielu elementów nie są konkretne, ale warunkowe. Pamiętaj, że takie nazwy często nie nadają się do składania zamówień na produkty w sklepach. Pobierz listę elementów w formacie Excel 2007-2010: sdr_ham.xlsx.
Lista kontrolna od Steve'a (KF5KOG). Ta lista zawiera również linki do sklepów Mouser i Digikey (nazwy produktów można kliknąć). Wskazane są nazwy w katalogu tych sklepów (nieznacznie różnią się od nazw samych producentów elementów): Lista części z numerami części producenta 18 września 2014.pdf
Błędy i ulepszenia
Czasami amatorskie stacje radiowe otrzymują na forach wiadomości o zauważonych błędach i oferowane są również różne ulepszenia. W miarę możliwości opublikuję je tutaj.
# 1. Na płycie pomieszane są oznaczenia położenia rezystorów R90 i R94 w wiązce jednego z tranzystorów wzmacniacza mocy RD06. Na rysunku prawidłowe oznaczenie (rezystory są zaznaczone wyborem):
# 2 W obwodzie UHF, w obwodzie mocy mikroukładu DA1 AG604-89, rezystory R5 i R6 muszą wynosić 130 omów każdy.
# 3 Wielokrotnie zgłaszano, że na czystych płytach od producenta (link do producenta na górze strony) występują niedociągnięcia w strefie elementów DFT. Ponadto rezystancja zwarć może być bardzo różna, na przykład kilka omów lub wyższa. W trybie odbioru nie jest to szczególnie zauważalne dla ucha, ale podczas nadawania moc wyjściowa jest niewielka. W obszarze mikroukładów INA163 znaleziono również zwarcia, które wyrażały się w niezrównoważeniu sygnałów dostarczanych do lewego i prawego kanału karty dźwiękowej. Zwarcia często nie są widoczne nawet przy dużym powiększeniu. W takich przypadkach zwarcia należy „wypalić” prądem elektrycznym o małym napięciu, ale o wystarczającej mocy.
# 4. Należy pamiętać, że układ DD6 na płycie jest początkowo rozmieszczony pod kątem 180 stopni. w porównaniu do układów DD4, 8, 9. To prawda! Możesz automatycznie lutować DD6 podobnie jak DD4, 8, 9, a to nie będzie poprawne.
# 5. Transiwer wymaga zewnętrznego zasilania bipolarnego + -15 V (oprócz napięcia + 13,8 V). Zasadniczo może być zasilany ze źródła transformatora + -15 V, ale wiele szynek wykorzystuje obwody przekształtnika DC / DC, znosząc niewielki wzrost szumu z takich przetworników. Aby to zrobić, powstaje szalik, na którym lutowany jest mikroukład i elementy spinające, a sam szalik jest umieszczony na płycie nadawczo-odbiorczej. Używają mikroukładów MAX743 (konwerter z + 5 V na + 15 V), link do arkusza danych to http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX743.pdf, arkusz danych ma konstrukcję płytki drukowanej, a obwody mikroukładu są dość skomplikowane. Wykorzystują również mikroukłady P6CU-1215 (od + 12V do +15 V) lub mikroukłady P6CU-0515 (od + 5 V do + 15 V), wymagające mniej elementów do wiązania, link do arkusza danych http://lib.chipdip.ru/011/DOC001011940 .pdf. Wymieniono także układy scalone RY-0515D i NMV0515S (oba od + 5 V do + -15 V), te ostatnie powodują niewielki hałas. Muszę powiedzieć, że przy stosowaniu przetwornic od + 5 V do + -15 V wymagany jest większy promiennik dla stabilizatora + 5 V, ponieważ zauważalne jest zużycie prądu przez konwertery.
# 6 Aby uzyskać moc wyjściową 10 W (lub więcej), należy wymienić tranzystory RD06HHF1 na RD16HHF1. Ustaw prąd spoczynkowy każdego tranzystora na 250mA. Jeśli pozwala na to rozmiar grzejnika, prąd spoczynkowy może być znacznie większy. Gulasz KF5KOG w grupie yahoo sugeruje zmianę nazw elementów wiążących tych tranzystorów. Kondensatory C254.268 należy zmienić na 0,1 mikrona, a rezystory R91.102 na 680 Ohm.
# 7 Transformator wysokiej częstotliwości w lornetce BN-43-202 na wyjściu wzmacniacza mocy jest bardzo gorący. Proponuje się zastąpienie rdzenia rurkami 2643480102 FERRITE CORE, CYLINDRICAL, 121OHM / 100MHZ, 300MHZ. Wymiary D zew. 12,3 mm x D wewnątrz. 4,95 mm x Długość 12,7 mm, materiał 43. Arkusz danych http://www.farnell.com/datasheets/909531.pdf (zdjęcie po prawej to dla porównania stary transformator z lornetką):
Gulasz KF5KOG w grupie yahoo sugeruje zastąpienie rdzenia BN43-3312. Kondensator C261 zmieniono na 100pF, a moc wyjściowa w zakresie 6m wynosi co najmniej 8W (przy zastosowaniu tranzystorów RD16HHF1). Uzwojenie wtórne 3 zwoje!
Amatorski radiooperator o pseudonimie Lexfx (forum CQHAM) rozwiązał problem inaczej. Zainstalował dodatkowy dławik (na schemacie na czerwono), podczas gdy średnia moc lornetki nie jest już używana. Rdzeń przepustnicy 10x6x5mm (prawdopodobnie 1000NN), 7 zwojów w dwóch drutach o średnicy 0,8mm:
# 8. Informacje od grupy yahoo. Aby zmniejszyć hałas UHF, konieczne jest odcięcie toru uziemienia w jednym miejscu (na rysunku - Przerwa mostka), aw innym miejscu dodać indukcyjność SMD, przerywając przewodnik w tym miejscu (na rysunku - Wytnij ślad):
# 9. Aby wyrównać ścieżkę szumów w panoramie PowerSDR, zaleca się zmniejszenie pojemności kondensatorów C104, 107, 112, 113 (na wyjściach miksera FST3253 odbiornika) do 0,012 mikrona, a nawet do 8200pf.
# 10. Błąd podczas okablowania płyty. Wnioski 2, 3 (źródło, drenaż) tranzystora VT2 IRLML5103, który zasila układ UHF, muszą zostać zamienione. Jak to zrobić, zdecyduj sam. Być może publikowanie. Datashit IRLML5103.pdf
#jedenaście. Zły obwód obejściowy wzmacniacza mocy. Podczas przełączania na transmisję kabel obejściowy pozostaje podłączony do wejścia wzmacniacza, co prowadzi do wzbudzenia wzmacniacza na częstotliwości 50 MHz. Proponuje się użycie luźnych styków przekaźnika K26 do całkowitego odłączenia kabla obejściowego. Przekaźnik K26 ma dwie grupy kontaktów. Lutujemy K26 (jeśli został już lutowany) i wykonujemy zgodnie ze schematem i rysunkiem poniżej. Do zworek używamy drutu uzwojenia PEV. Przed uszczelnieniem może być konieczne lekkie zgięcie nóg przekaźnika. Będzie to prawie niezauważalne. Na fragmencie planszy białe kreski wskazują miejsca, w których wycięto tory, a cienkie czarne linie pokazują zworki z drutu:
Grzejnik - aluminiowa płyta o grubości 3 ... 4 mm, przymocowana do stojaków od spodu płyty. Tranzystory wzmacniacza mocy i stabilizator + 5 V są przylutowane z tyłu płyty i przykręcone do radiatora.
Tradycyjnie w ciągu ostatniego stulecia jedyną metodą, która stała się klasyczna, jest obrócenie pokrętła strojenia określonego węzła wewnątrz stacji radiowej (obwód wejściowy, lokalny oscylator, syntezator). Oznacza to ustawienie związane ze zmianą mechaniczną lub elektryczną w jednym lub kilku z nich. Ta metoda strojenia nakłada szereg ograniczeń na operatorów stacji radiowych. Jednorazowo możemy odbierać transmisję tylko z jednej stacji. Aby słuchać innej stacji, musimy przede wszystkim utracić poprzednią stację, a następnie dostroić się do nowej. Jest to pewien proces, który zajmuje pewien czas i zasadniczo wyklucza całościowe postrzeganie radia jako źródła informacji. Ograniczenia tej metody są takie, że nie widzimy transmisji na żywo. Najpierw musisz zeskanować określony obszar, a następnie wdrożyć „zamrożony” obraz, jak dotychczas wdrażany w większości nadajników-odbiorników Yaesu.
Ponadto, jak wiadomo z teorii budowy nowoczesnych odbiorników radiowych, główne wzmocnienie w odbiornikach superheterodynowych zapewnia jego wzmacniacz częstotliwości pośredniej (OPC), który określa rzeczywistą czułość odbiornika, tj. Jego zdolność do odbierania słabych sygnałów.
Filtry skoncentrowanego wyboru (FSS) tej ścieżki zapewniają selektywność (selektywność) odbiornika w sąsiednim kanale. Co najlepsze, filtry kwarcowe o stromym nachyleniu radzą sobie z tym zadaniem.
Rysunek pokazuje charakterystykę filtra. Jego pasmo przenoszenia (PP) jest określone przez poziom 0,7 · K, gdzie K jest współczynnikiem transmisji filtra. Rysunek pokazuje, że amplituda zakłóceń jest znacznie tłumiona w stosunku do amplitudy użytecznego sygnału: K2<К1.
Z tego wynika, że \u200b\u200bim łagodniejsze są zbocza charakterystyki, tym mniej sygnał zakłóceń jest tłumiony i odwrotnie. Selektywność kanału sąsiedniego jest parametrem charakteryzującym zdolność odbiornika do wyboru pożądanego sygnału na danej częstotliwości w danym paśmie.
Oprócz selektywności dla sąsiedniego kanału w superheterodynach istnieje coś takiego jak selektywność dla kanału lustrzanego, który jest określony przez konstrukcję obwodów wejściowych odbiornika.
Ale najważniejszą cechą odbiorników superheterodynowych jest to, że im niższa wartość jego częstotliwości pośredniej, tym więcej prostokątnych nachyleń charakterystyki filtrów pasmowo-przepustowych można uzyskać, i tym wyższa jest selektywność dla sąsiedniego kanału. Ale im niższa wartość częstotliwości pośredniej, tym gorsza selektywność dla sąsiedniego kanału. Dlatego wybraliśmy kompromisową wartość częstotliwości pośredniej 465 kHz dla odbiorników radiowych produkowanych w ZSRR i 455 kHz dla nowoczesnych urządzeń radiowych. Aby poprawić selektywność dla kanału lustrzanego, konieczne było zastosowanie schematów z podwójną i potrójną konwersją. Ale jednocześnie wzrósł szum własny odbiornika, a wzrost liczby mikserów również doprowadził do pogorszenia zakresu dynamicznego odbiornika i do zmniejszenia stabilności tych odbiorników na zakłócenia intermodulacyjne. Zakres dynamiczny określa zdolność do odbierania słabego sygnału przy danej częstotliwości, gdy inna potężna stacja zostanie włączona w pobliżu z boku na innej częstotliwości. Jest on określony przez część liniową charakterystyki i jest ograniczony „poniżej” własnym szumem odbiornika, a „powyżej” nieliniowością elementów obwodów mieszacza. We współczesnym nadawaniu poziom sygnału w antenie odbiornika może osiągnąć kilkaset miliwoltów. Na tym poziomie wejściowym odbiór nie jest już możliwy i jest faktycznie zablokowany. Pojęcie „zakresu dynamicznego” opisuje maksymalne poziomy sygnałów dostarczanych na wejście odbiornika, przy których ścieżka odbiorcza radia może normalnie pracować i nie być przeciążona. Typowe liczby zakresu dynamicznego dla dzisiejszych nadajników-odbiorników wynoszą 80 ... 100 dB i pozwalają wygodnie pracować w powietrzu w tym samym zakresie, nawet jeśli w pobliżu znajduje się stacja radiowa o mocy 100 W w promieniu 1 km od Ciebie.
Główną cechą nadajników-odbiorników wykonanych według klasycznego schematu z kilkoma transformacjami jest zwiększony poziom szumu termicznego wszystkich elementów półprzewodnikowych ścieżki na wyjściu odbiornika radiowego. Im więcej elementów konwersji i wzmocnienia na ścieżce, tym odpowiednio wyższy poziom hałasu na wyjściu. Dodaje się tutaj również hałas syntezatorów i innych generatorów. Zastosowanie automatycznej kontroli wzmocnienia słabo wpływa na ogólny hałas ścieżki, ponieważ liczba elementów wzmocnienia / transformacji pozostaje stała. Problem ten objawia się ciągłym irytującym hałasem w słuchawkach lub dynamiką radia, nawet przy wyłączonej antenie. Podczas podłączania anteny - hałas ten może być maskowany przez szum radia, ale najważniejsze jest to, że traci się - przezroczystość powietrza, dobrze słyszalna przez każde ucho!
Dzięki powszechnemu stosowaniu technologii cyfrowej i algorytmów cyfrowego przetwarzania sygnałów (DSP lub DSP w języku angielskim) w ciągu ostatnich 20 lat, mikroprocesory DSP zostały wprowadzone na ścieżkę przetwarzania falownika. Umożliwiło to znaczną poprawę jakości wyboru głównego sygnału (pasmo filtrowania od 50 Hz, poziomy tłumienia sąsiedniego kanału do -100 dB) i wprowadzenie wielu dodatkowych i przydatnych funkcji, od czyszczenia widma odbieranego sygnału z szumu i zakłóceń do dekodowania cyfrowych rodzajów modulacji.
Wprowadzając kilka ścieżek odbiorczych radia z kilkoma ścieżkami IF i DSP w jednej obudowie, producenci nauczyli się wdrażać tak nową i popularną funkcję, jak wyświetlanie panoramy widma w zakresie roboczym. ICOM odniósł największy sukces w korzystaniu z tej technologii.
Jednakże, gdy wybór sąsiedniego kanału odbiorczego został zmaksymalizowany przy użyciu DSP, kilka problemów ujawniło się, że w poprzedniej implementacji ścieżki IF zostały rozwiązane w przybliżeniu na tym samym poziomie co ścieżka IF i nie były tak istotne. Jest to selektywność dla bocznych kanałów odbioru i zakres dynamiczny odbieranych sygnałów.
W każdej wersji konstrukcji ścieżki odbiorczej z jedną lub większą liczbą częstotliwości pośrednich zawsze będą obecne boczne kanały odbiorcze. Są to tak zwane kanały lustrzane z częstotliwości IF i kanały z konwersji harmonicznych. Ich pojawienie się wiąże się zarówno z matematyką konwersji sygnału, jak i z nieliniowością elementów konwersji, czego zasadniczo nie można pominąć. Liczba bocznych kanałów odbioru może być bardzo duża i zależy od liczby falowników i ich wartości nominalnej. Producenci próbują rozwiązywać problemy na różne sposoby i sztuczki, wymyślając nowe sposoby tłumienia bocznych kanałów odbioru. Ta minimalizacja liczby IF i wybór IF jest znacznie wyższa niż częstotliwość odbieranych sygnałów oraz zastosowanie złożonych schematów wstępnej selekcji. Do tej pory typowa wartość tłumienia kanałów lustrzanych wynosi około -60 ...- 70 dB. Wystarczy, aby uczynić go mniej lub bardziej wygodnym w nowoczesnym, przeciążonym powietrzu.
Jeśli nie wszystkie, to przynajmniej większość opisanych powyżej problemów zostanie wyeliminowana metodami bezpośredniej konwersji sygnałów z zakresu radiowego na spektrum częstotliwości dźwięku i przetwarzania końcowego sygnału metodą fazową, w której główne wzmocnienie i przetwarzanie sygnału odbywa się nie na częstotliwości pośredniej, ale na niskiej częstotliwości (dźwięku) .
Zasada bezpośredniej transformacji była znana w latach 30. ubiegłego wieku. Ale w tym czasie, mając podstawę tego elementu, niemożliwe było uzyskanie akceptowalnej jakości odbioru. Radioamatorzy powrócili do odbiorników i odbiorników z bezpośrednią konwersją już w latach 70. ubiegłego wieku. W naszym kraju pionierem stał się Vladimir Timofeevich Polyakov, który napisał wiele artykułów i opublikował książki na temat techniki bezpośredniego nawrócenia. Opublikował praktyczne obwody odbiorników i nadajników-odbiorników działających na zasadzie bezpośredniej konwersji, powtarzane przez wielu entuzjastów amatorskiego radia, w tym początkujących. Ale w tym czasie podstawa elementarna nie pozwalała na osiągnięcie wymiernej korzyści, z wyjątkiem kosztów w porównaniu z superheterodynami. Obecnie, wraz z pojawieniem się komputerów z nowoczesnymi kartami dźwiękowymi, na których odbywa się główne przetwarzanie sygnału, technika bezpośredniej konwersji przeżywa swoje odrodzenie.
Dzisiaj komputer coraz bardziej wkracza w nasze życie. Jeśli wcześniej, jakieś 15 lat temu, użycie komputerów PC ograniczało się tylko do prowadzenia dziennika sprzętu, kontrolowania transiwera za pomocą interfejsu CAT i przetwarzania sygnału w cyfrowych formach komunikacji, teraz jednak wszyscy producenci nowoczesnego sprzętu szybko wprowadzają najbardziej zaawansowane rozwiązania inżynieryjne do obwodów nowoczesnych transceiverów. Wraz z szybkim wzrostem mocy obliczeniowej i miniaturyzacją układów scalonych stało się możliwe szerokie wprowadzenie mikroprocesorów. Najpierw przetworzony został wykryty sygnał LF, a następnie zaczął on digitalizować sygnał już na niskim poziomie, blisko częstotliwości IF dźwięku - 12..48 kHz, i już programowo kodował / dekodował dowolną modulację. Ta sama podstawowa technologia filtrowania i przetwarzania sygnałów pozostała na częstotliwości pośredniej. Cały nacisk kładziony jest na rozszerzenie usługi zarządzania i wyświetlania, dopóki Flex-radio nie weszło na rynek radiowy w latach 2004-2006, co rozpoczęło seryjną produkcję nadajnika-odbiornika Flex SDR-1000 (Software Define Radio - radio programowe) działającego na zasadzie bezpośredniej konwersji. Technologicznie pozwoliło to znacznie uprościć obwód i obniżyć koszty w porównaniu z klasycznymi transceiverami. W projekcie pozostało tylko kilka węzłów: sterowany komputerowo syntezator częstotliwości, mikser odbioru i transmisji, niskoszumowy VLF, węzły przełączające odbiór / transmisja, wzmacniacz mocy nadajnika i filtry zasięgu.
Od około 2005 r. Kilka firm na całym świecie, a także pojedynczy entuzjaści, zaczęli kopiować transceiver SDR Flex-1000 z wszelkimi modyfikacjami i bez nich. Najbardziej znanym i popularnym w Rosji był klon transiwera od pana Tarasowa, UT2FW. Tylko dzięki jego wysiłkom, dla wielu Rosjan, udostępniono 3-płatny, znacznie ulepszony klon nadajnika-odbiornika SDR Flex-1000, a także 100-watową w pełni ukończoną wersję urządzenia nadawczo-odbiorczego.
W Rosji nadajniki-odbiorniki SDR stały się znane dzięki firmie Taganrog Expert Electronics, która w 2007 roku rozpoczęła produkcję własnej wersji nadajnika-odbiornika SDR pod nazwą Sun SDR-1. Jest to ulepszona kopia urządzenia nadawczo-odbiorczego Flex-1000 i zasadniczo inny obwód sterowania. Jeśli oryginalny nadajnik-odbiornik Flex-1000 miał kontrolę nad przestarzałym równoległym interfejsem LPT, to programiści Sun SDR-1 zaimplementowali sterowanie nadajnikiem-odbiornikiem za pośrednictwem interfejsu USB i całkowicie napisali swój program nadawczo-odbiorczy od zera. Pod koniec 2005 r. - na początku 2006 r. Miało miejsce naprawdę epokowe wydarzenie, od którego rozpoczął się zamach stanu w świecie radia i szerokie rozpowszechnienie architektury DDC.
Rosyjska firma Taganrog Expert Electronics wiosną 2012 roku ogłasza wydanie nowego walkie-talkie Sun SDR2.
Pod koniec lata 2012 r. Wypuszczają na rynek pierwsze gotowe urządzenia nadawczo-odbiorcze. Taganrogowie wyprodukowali nie tylko stosunkowo tani i funkcjonalnie kompletny transceiver DDC / DUC w paśmie HF, ale byli również w stanie wdrożyć w nim pracę w paśmie VHF, nawiązali bezprzewodową komunikację z transiwerem - pełną kontrolę Wi-Fi, a także napisali samodzielnie całe oprogramowanie transceivera od zera.
Miksery stosowane w nowoczesnych odbiornikach wykonanych w technologii SDR są zbudowane według podwójnie zbalansowanego obwodu i zapewniają minimalne straty. Ze względu na to, że analogiczne szybkie klawisze są używane jako elementy miksera, taki mikser praktycznie nie hałasuje. Całe wzmocnienie zachodzi przy niskiej częstotliwości i jest zapewniane przez wyspecjalizowane mikroukłady o niskim poziomie hałasu. Aby utrzymać wysoką wartość zakresu dynamicznego ADC, wzmocnienie VLF wybiera się tak nisko, jak to możliwe. Kompensuje tylko straty w mikserze i obwodach wejściowych. Z wyjścia ADC zdigitalizowany sygnał jest przetwarzany metodą programową.
Na przykład w urządzeniach nadawczo-odbiorczych Flex SDR zysk ten odpowiada 20 dB. Dodatkowe wzmocnienie odbywa się poprzez regulację wzmacniacza niskoszumowego (LNA) na niskiej częstotliwości. Nawet bez przedwzmacniacza czułość transiwerów Flex SDR wynosi -116 dBm - odpowiada to 0,35 μV. Po włączeniu przedwzmacniacza w środkowej pozycji czułość poprawia się do -127 dBm lub 0,099 μV, przy maksymalnym wzmocnieniu czułość wynosi już -139 dBm lub 0,025 μV i jest już ograniczona hałasem samego przedwzmacniacza.
W porównaniu z konwencjonalnymi transiwerami, SDR wygrywa nie tylko pod względem czułości, ale także „szumu”, który jest jedną z głównych subiektywnych ocen jakości transiwera.
Schemat blokowy rozkładu wzmocnienia w blokach głównych podano poniżej.
Tak więc jedną z najważniejszych cech ścieżki odbiorczej radia jest jej zdolność do wyboru użytecznego sygnału niezbędnego pasma na dowolnej częstotliwości roboczej przy minimalnym zniekształceniu i minimalnej nierówności.
Nawet najprostszy transceiver SDR z rodziny Flex prawie przewyższa wszystkie urządzenia pod względem czułości, choć gorszej w zakresie dynamicznym. Zakres dynamiczny AIC33 ADC w 16 bitach jest określony przez jego selektywność dla kanałów bocznych, kanałów lustrzanych i punktu kompresji. W urządzeniach nadawczo-odbiorczych SDR punkt kompresji jest zwykle wysoki. Selektywność kanału lustrzanego w technologii SDR zapewnia właściwa symetria i dokładność kwadraturowych sygnałów lokalnego oscylatora i kanałów przetwarzania niskich częstotliwości. W rzeczywistości jest to zapewnione przez produktywność zespołu płytki drukowanej, właściwy układ schematu obwodu i prawidłową konstrukcję obwodu. Wszystkie niedokładności w cyklu technologicznym są automatycznie kompensowane już w programie do cyfrowego przetwarzania strumieniowego.
W transiwerach SDR sygnał za pomocą pojedynczego miksera jest przesyłany z zakresu radiowego do niskiego IF (0-100 kHz) i digitalizowany za pomocą karty dźwiękowej, a następnie pożądane pasmo częstotliwości o pożądanym typie modulacji jest demodulowane przy użyciu metod programowych. Do obliczeń metodą fazową wymagana jest para maksymalnie identycznych kanałów odbiorczych przesuniętych w fazie o 90 stopni. W wyniku konwersji sygnału w 2 kanałach mamy kanał lustrzany o 180 stopni od kanału bezpośredniego i łatwo programowalny o -100 ... 140 dB. Jeszcze łatwiejszy jest wybór sygnału na sąsiednim kanale. Podczas korzystania z DSP poziom odrzucenia sąsiedniego kanału jest w przybliżeniu równy zakresowi dynamicznemu DSP ADC - tj. łatwo wpasowuje się w cyfry -100 ...- 120 dB z prostokątnym współczynnikiem filtra bardzo zbliżonym do 1.
Zasadniczo niemożliwe jest osiągnięcie takich wartości tłumienia przy zastosowaniu filtrów analogowych. Dla porównania, tłumienie sąsiedniego kanału przez dobry filtr kwarcowy na poziomie -60 dB występuje podczas strojenia przy 1 ... 2 kHz. W filtrze programowym tłumienie -100 dB występuje, gdy strojenie wynosi tylko 50-100 Hz. Różnica ta jest wyraźnie zauważalna w przypadku, gdy sąsiedni sygnał ma poziom 9 + 40 ... + 60dB. W klasycznym analogowym transceiverze tracisz eter, dopóki nie dostroisz się do pobliskiej stacji o około 5 ... 25 kHz. Korzystając z urządzenia nadawczo-odbiorczego SDR, zawężając filtr programowy do 50-200 Hz, praktycznie przestajesz słyszeć zakłócający sygnał.
Obecność tylko jednego miksera na ścieżce przetwarzania sygnału znacznie zwiększa „przezroczystość” eteru. Słyszysz najsłabsze sygnały i łatwo dzielisz się nimi z najsilniejszymi, słyszysz „głębię” uszami i odczuwasz „dynamikę” radia. Kompleksowa praca ze wszystkimi sygnałami w paśmie 100 kHz pozwala graficznie łatwo rozszerzyć widmo z pasmem do 200 kHz w czasie rzeczywistym i robić z nim, co chcesz. Żaden klasyk nie jest w stanie tego zrobić z analogowym przetwarzaniem sygnału!
Schemat blokowy urządzenia nadawczo-odbiorczego Sun SDR2 pokazano poniżej.
Odrębna dyskusja dotyczy rysunku panoramy widma. Maksymalna rozdzielczość ekranu monitora, na którym wyświetlane jest widmo, wynosi tylko 1080 pikseli. W zaawansowanych kartach graficznych możliwe jest rozciągnięcie spektrum do 2 monitorów - pozwala na to sterownik wideo systemu Windows. Wynik to maksymalnie 2160 punktów. Z całkowitej liczby punktów często używana jest bardzo często pełna szerokość, obramowania i ramki okna programu zajmują niewielką część punktów, a często okno spektrum panoramy nie jest rozszerzone na pełny ekran, ale tylko jego niewielką część, tj. Wykorzystuje się 30 ... 60% maksymalnej liczby punktów.
Przy obliczaniu widma i filtrów stosowane są złożone algorytmy matematyczne funkcji szybkiej transformaty Fouriera (FFT). Liczba punktów odniesienia dla przetwarzania FFT jest zwykle brana z niewielkim nadmiarem - 4096, 8192, a bardzo rzadko dla określonych zadań powyżej 16384 punktów. Im więcej punktów zostanie wykorzystanych, tym bardziej wizualnie widmo wygląda piękniej i pozwala dokładniej zbadać elementy sygnału wraz z jego wzrostem. Jednak liczba obliczeń, czas obliczeń i czas renderowania widma również się zwiększają. Ale nawet 32768 tysięcy punktów to prawdziwa drobna różnica w porównaniu z 30 ... 60 milionami próbek pochodzących z ADC.
Oprócz programu głównego (Expert SDR2) możesz otwierać okna innych programów, na przykład dziennik sprzętu (UR5EQF Log 3) itp.
Poniżej znajduje się zdjęcie płytki drukowanej transiwera
Zarządzanie z poziomu komputera może odbywać się za pomocą oddzielnego modułu WI-FI, który jest kupowany osobno.
