cs:sdrx
Rozdíly
Zde můžete vidět rozdíly mezi vybranou verzí a aktuální verzí dané stránky.
cs:sdrx [2017/06/02 19:18] – [Digitalizace zvukovou kartou] kaklik | — | ||
---|---|---|---|
Řádek 1: | Řádek 1: | ||
- | ====== Softwarově definovaný přijímač SDRX01B ====== | ||
- | {{: | ||
- | |||
- | Jde o [[http:// | ||
- | |||
- | {{: | ||
- | |||
- | Od jiných řešení SDR přijímačů, | ||
- | |||
- | | ||
- | |||
- | ===== Možnosti použití ===== | ||
- | |||
- | * Radioastronomická pozorování (Slunce, Jupiter, [[cs: | ||
- | * Poslech letecké radiokomunikace | ||
- | * Přijímač pro kosmickou komunikaci, ISS, Amsat, ARISsat. | ||
- | * Přehledový přijímač pro radioamatérská pásma. | ||
- | |||
- | Primárně byl přijímač vyvíjen hlavně pro požití v nižších [[http:// | ||
- | Více o jeho aplikacích se můžete dočíst na [[http:// | ||
- | |||
- | V současné době je jeho aktuální verze [[http:// | ||
- | |||
- | |||
- | ===== Napájení přijímače ===== | ||
- | |||
- | {{ : | ||
- | |||
- | Přijímač pro svojí správnou funkci potřebuje několik napájení: | ||
- | |||
- | ==== Symetrické napájení analogové části ==== | ||
- | |||
- | Analogová část přijímače je obvykle napájena symetricky +12V a -12V. Což je zatím realizováno použitím dvou [[http:// | ||
- | Využívá se k tomu modul [[cs: | ||
- | |||
- | Protože spínané zdroje nemají vyvedenou zem, tak vytváří napěťový potenciál proti zemnícímu kolíku zásuvky. Někdy až 100V a tento potenciál je proto nutné eliminovat připojením zemnící svorky na kovovou desku přijímače. (Jinak by mohlo dojít k poškození některých citlivých zařízení, | ||
- | |||
- | Tato možnost napájení ale přesto není úplně ideální. Protože vytváří zemnící smyčku, pro citlivé aplikace je proto vhodné použít bateriové napájení, nebo modul [[cs: | ||
- | |||
- | ==== Napájení digitální části směšovače ==== | ||
- | |||
- | Digitální část přijímače obsahuje integrovaný lineární stabilizátor, | ||
- | |||
- | ===== Digitalizace signálu ===== | ||
- | |||
- | Přesto že SDRX01B je softwarově definovaným přijímačem, | ||
- | |||
- | Standardním použitím přijímače je připojení digitalizační jednotky [[cs: | ||
- | |||
- | |||
- | ==== Digitalizace zvukovou kartou ==== | ||
- | |||
- | Použití zvukové karty je alternativní metoda digitalizace signálu, která je vhodná především pro starší softwarová řešení. | ||
- | Vhodné parametry zvukovy jsou například tyto: | ||
- | |||
- | * Stereo vstup | ||
- | * Odstup signál/ | ||
- | * Dynamický rozsah >16bit (hlavní činitel omezení dynamického rozsahu systému) | ||
- | * Vzorkovací frekvence (limituje šířku pásma přijímače) záleží na požadované šířce pásma přijímaného signálu. Zde je třeba poznamenat, že vzorkovací frekvence je přímo šířkou pásma (díky kvadraturnímu I/Q formátu) | ||
- | |||
- | U moderních zvukových karet jsou tyto parametry díky různým marketingovým trikům těžko ověřitelné, | ||
- | |||
- | - [[http:// | ||
- | - [[http:// | ||
- | - [[http:// | ||
- | ===== Připojení antény ===== | ||
- | |||
- | ==== Long wire antenna ==== | ||
- | |||
- | |||
- | Přijímač SDRX01B je standardně vybaven přímým SMA F konektorem (SMA zásuvka do PCB), na který se například základní [[http:// | ||
- | Na takovouto anténu lze pak bez problémů přijímat velké množství krátkovlnných vysílačů a v podstatě je tato konfigurace základním testem správně fungujícího přijímače SDRX01B. | ||
- | |||
- | {{: | ||
- | |||
- | **Tento způsob zapojení slouží pouze k základnímu ověření a není jej možné provozovat trvale. Viz. odstavec [[cs: | ||
- | |||
- | Tato anténa by se navíc měla k přijímači připojovat přes impedanční přizpůsobení [[http:// | ||
- | |||
- | [[http:// | ||
- | |||
- | ===== Připojení lokálního oscilátoru ===== | ||
- | |||
- | Lokální Oscilátor ([[http:// | ||
- | |||
- | Jako LO se nejčastěji používá modul [[cs: | ||
- | |||
- | {{: | ||
- | |||
- | Použití externího lokálního oscilátoru má výhodu především v tom, že LO pak může být sdílený mezi několika přijímači (pomocí modulu [[cs: | ||
- | |||
- | Výhodou externí lokálního oscilátoru je, že umožňuje [[http:// | ||
- | |||
- | ==== Ladění frekvence přijímaného pásma ==== | ||
- | |||
- | === Windows === | ||
- | |||
- | == Instalace ovladače == | ||
- | |||
- | LO komunikuje s PC přes knihovny [[http:// | ||
- | |||
- | == Instalace ladící utility == | ||
- | |||
- | Ladící program [[http:// | ||
- | |||
- | Po instalaci a nastavení ladící utility by měl vlevo dole svítit zelený puntík, oznamující správné propojení s Si570. Potřebnou frekvenci je pak možné nastavit v záložce " | ||
- | |||
- | |||
- | === Linux === | ||
- | |||
- | Kromě klikací Windows utility [[http:// | ||
- | |||
- | Kompilace se provede následujícími kroky: | ||
- | |||
- | sudo apt-get install libusb-dev libncurses5-dev subversion make | ||
- | svn checkout http:// | ||
- | cd usbsoftrock-read-only/ | ||
- | ./configure | ||
- | make | ||
- | |||
- | Do systému se pak usbsoftrock nakopíruje příkazem | ||
- | |||
- | sudo make install | ||
- | |||
- | Zde příklad výpisu, stavu LO na Ubuntu 13.04.: | ||
- | |||
- | kaklik@popelnice: | ||
- | [sudo] password for kaklik: | ||
- | Version | ||
- | USB SerialID: TF3LJ-1.0 | ||
- | Startup Freq: 0.000000 (x 4.00) | ||
- | Xtall Freq : 114.225586 | ||
- | Smooth Tune : 3500 PPM | ||
- | Si570 I2C : 0 Hex | ||
- | BPF Enabled: 1 | ||
- | | ||
- | ---------- | ||
- | 0.0.. 9.6 | ||
- | | ||
- | 34.0..76.0 | ||
- | 76.0.. | ||
- | LPF Enabled: 1 | ||
- | Band LPF | ||
- | ---------- | ||
- | 0.0.. 8.0 0 | ||
- | | ||
- | 16.0..36.0 | ||
- | 36.0..44.0 | ||
- | 44.0..58.0 | ||
- | 58.0..80.0 | ||
- | 80.0..120.0 | ||
- | 120.0.. | ||
- | kaklik@popelnice: | ||
- | |||
- | Usbsoftrock má i interaktivní mód kdy je možné frekvenci ladit, klávesami na klávesnici. | ||
- | |||
- | sudo ./ | ||
- | |||
- | {{: | ||
- | |||
- | |||
- | Ve všech případech je třeba ladícímu programu definovat následující parametry: | ||
- | |||
- | * LO multiply 2 - znamená, že LO se bude ladit dvakrát výše, než přijímaná frekvence (v přijímači je před přijímačem z konstrukčních důvodů dělička 2) | ||
- | * LO range 3-810MHz - Omezuje rozsah ve kterém jde LO ladit. (Některé softwary jako třeba CFGSR mají omezený rozsah na nižší kmitočty, do 160MHz protože běžné SDR přijímače podobné konstrukce nad těmito frekvencemi nepracují) | ||
- | |||
- | |||
- | ==== Kalibrace lokálního oscilátoru ==== | ||
- | |||
- | Lokální oscilátor s čipem Si570 nemusí být z výroby optimálně kalibrovaný pro všechny frekvence. Je tedy vhodné si ověřit jeho kalibraci a případně (pokud je frekvenční rozdíl velký) oscilátor [[http:// | ||
- | |||
- | Je ale třeba postupovat velmi opatrně, protože v případě nepovedené kalibrace může být třeba přepsat firmware v řídícím MCU od oscilátoru. | ||
- | |||
- | ---- | ||
- | |||
- | **Pozor!** Obvod Si570 typu 570ABB000107DG má počáteční frekvenci (start up frequency) 10,0MHz a je třeba ji správně nastavit v případě kalibrace podle výrobních parametrů (default settings). | ||
- | |||
- | |||
- | ===== SDR demodulační Software ===== | ||
- | |||
- | ==== Windows ==== | ||
- | |||
- | * [[http:// | ||
- | * [[http:// | ||
- | * [[https:// | ||
- | |||
- | ==== Linux ==== | ||
- | |||
- | * [[http:// | ||
- | * [[https:// | ||
- | * [[cs: | ||
- | |||
- | |||
- | ==== Mac OS X ===== | ||
- | * [[http:// | ||
- | * [[http:// | ||
- | * [[http:// | ||
- | |||
- | ==== Multiplatformní ==== | ||
- | |||
- | * [[http:// | ||
- | * [[http:// | ||
- | |||
- | ===== Změřené charakteristiky přijímače ===== | ||
- | |||
- | Tyto charakteristiky byly získány na různých navzájem nekalibrovaných zařízeních podle účelu konkrétní aplikace. Mají tedy pouze informativní charakter. | ||
- | ==== Citlivost ==== | ||
- | |||
- | MDS je -120dBm na 150MHz při 1kHz BW. Byla měřena generátorem přivedeným na RF vstup přijímače a přijímaný signál byl zobrazen na waterfallu v programu HDSDR. | ||
- | |||
- | Směrem k nižším frekvencím se zvyšuje a k vyšším snižuje s amplitudou cca 15dBm přes celý pracovní frekvenční rozsah. | ||
- | |||
- | ==== Potlačení zrcadlového kmitočtu ==== | ||
- | |||
- | Minimální a snadno dosažitelné potlačení zrcadlových kmitočtů je 50dB na 150MHz RF in. Běžný maximální limit je 70dB (vyšší hodnoty již závisí na konkrétním kusu přijímače). | ||
- | Potlačení zrcadlového kmitočtu je ale třeba dolaďovat pro každé pásmo, jelikož záleží na rozladění fáze spínání směšovače a ta se pro různé frekvence může měnit. | ||
- | Vliv teploty na nastavení ale není velký a je tedy možné si vytvořit korekční tabulku pro všechna používaná pásma. Některé softwarové nástroje (například Linrad) umí takovou tabulku vytvářet automaticky po spuštění kalibrace a připojení vhodného generátoru na vstup přijímače. | ||
- | |||
- | |||
- | === Nastaveni potlačení zrcadlových kmitočtů === | ||
- | |||
- | Vhodnou metodou je použití lineárně frekvenčně modulovaného signálu, který ve spektru vytvoří " | ||
- | ==== Vyzařování ==== | ||
- | |||
- | Následující obrázky znázorňují spektrum vyzařované přijímačem SDRX01B za provozu do antény. Jde o principiální jev spínaného směšovače a je to také důvod, proč přijímač nesmí být provozován bez připojeného izolačního předzesilovače. | ||
- | |||
- | |||
- | | ||
- | {{: | ||
- | |||
- | |||
- | Následující obrázek ukazuje zlepšení po připojení [[cs: | ||
- | |||
- | {{: | ||
- | |||
- | Naměřená špička je pravděpodobně způsobena rušením na pracovišti (měření bylo prováděno na nezakrytovaném [[cs: | ||
- | |||
- | ===== FAQ ===== | ||
- | |||
- | * Můžu napájet přijímač +/- 10V ? Ty signály na výstupu dosahují rozkmitu napětí řádově 10-100mV max. Proč je třeba mít tak velký napájecí rozsah? | ||
- | Velký napájeci rozsah je potřeba kvůli tomu, že v okamžiku, kdy se do NF pásma dostane silný signál, tak je třeba zařídit aby to nikde v SDR nedošlo k saturaci. Jinak by se signál rozlezl po celém výstupním pásmu, | ||
- | proto je třeba i na v průměru malé signály velký dynamický rozsah. | ||
- | |||
- | * Proč nemá přijímač integrovaný stabilizátor napětí? Tenhle způsob napájení komplikuje použití. | ||
- | Stabilizátor v přijímači není schválně, aby v případě spojování vice přijímačů (interferometrie, | ||
- | měly všechny přijímače stejné napájení a tím pádem i stejný drift. | ||
- | |||
- | * Musím přijímač napájet napětím +/-12V nestačí +/-10V? | ||
- | Přijímač je možné napájet i +/-5V. Pro použití v portable režimu je vhodné využít Li-ion akumulátory po dvojici v každé větvi celkové napájení tedy bude +/- 7,4V což je na většinu aplikací mimo město (bez silných signálů) použitelné. Vhodné akumulátory jsou například v baterii v z notebooků | ||
- | |||
- | * Proč má přijímač I a Q výstup? Mohu na digitalizaci signálu použít mono vstup zvukové karty? | ||
- | Nízkofrekvenční signál z přijímače je ve formátu I/Q proto, aby obsahoval plnou informaci o vstupním vysokofrekvenčním signálu, jde v podstatě o vektorový formát, ze kterého pak lze demodulovat v principu jakoukoli modulaci, která má šířku pásma menší, než šířka pásma A/D konverze. | ||
- | |||
- | ==== Technické " | ||
- | |||
- | === Proč neopoužijete 1bitový A/D převodník (komparátor)? | ||
- | |||
- | Ano tento druh převodníku je opravdu výrazně levnější, | ||
- | |||
- | |||
- | ====== Příklady využití přijímače ====== | ||
- | |||
- | |||
- | ===== Interferometrická sestava - zpracování koherentních signálů ===== | ||
- | |||
- | Následující obrázek ukazuje první pokus o realizaci radioastronomického přijímače. Používá moduly [[cs: | ||
- | |||
- | {{: | ||
- | |||
- | Možnosti jejího použití jsou v principu široké. Celkový cíl projektu je popsán tomto článku [[http:// | ||
- | |||
- | |||
- | {{ : | ||
- | |||
- | |||
- | Radioastronomie je vůbec perspektivní oblast nasazení tohoto přijímače a aktuálně se jí věnuje velká část vývoje. | ||
- | |||
- | Myslím, že by také dobré zdůraznit, že v radioastronomii mají amatéři dnes větší šance na úspěch než v optické astronomii. Protože radioastronomové potřebují k výsledkům hodně stanic na velké ploše a toho amatéři jako nezávislí jednotlivci dosáhnou snáze, než nějaká organizace. | ||
- | Ukázkou projektu, který potvrzuje tento fakt je například [[http:// | ||
- | |||
- | ===== Stanice pro radiovou detekci meteorů ===== | ||
- | |||
- | Přijímač může být využit i v síti radiových detektorů meteorů jako je tomu například na několika hvězdárnách v ČR. [[http:// | ||
- | |||
- | {{: | ||
- | |||
- | Podrobnější informace k tomuto použití přijímače jsou v popisu konstrukce [[cs: | ||
- | |||
- | ===== Přehledový radioamatérský přijímač ===== | ||
- | |||
- | Tento SDR přijímač může být využit i pro radioamatérská pásma. Viz. ukázka pro pásmo 80m z programu HDSDR. | ||
- | |||
- | |||
- | {{: | ||
- | |||
- | {{: | ||
- | Na obrázcích je dobře rozeznatelné vysílání mnoha LSB stanic. | ||
- | |||
- | |||
- | {{: | ||
- | Telegrafní oblast pásma. | ||
- | |||
- | |||
- | ====== Náměty na vylepšení ====== | ||
- | |||
- | * < | ||
- | * Přidat modul s vhodným ADC a tím odstranit komplikace se zprovozněním vhodné zvukové karty. | ||
- | * < | ||
- | * Vyřešit možnost srovnání zisku mezi jednotlivými přijímači. (nejlépe digitálně) | ||
- | |||
- | ===== Samostatný přijímač ===== | ||
- | |||
- | Přidáním dalších modulů do setu by mohla vzniknout kompletní sestava přijímač nezávislá na klasickém počítači. Její realizace má několik variant: | ||
- | |||
- | * Přijímač s laditelným oscilátorem a modulem s LCD na kterém bude vidět naladěná frekvence a tlačítka pod LCD budou umožňovat přeladění přijímaného kmitočtu. | ||
- | * Druhá varianta je stejná jako předchozí s tím rozdílem, že analogový výstup bude digitalizován a přenášen přes nějaké běžné rozhraní do počítače (USB, ThunderBolt, | ||
- | |||
- | |||
- | ====== UHF SDR přijímač SDRX02A ====== | ||
- | |||
- | **Tato konstrukce přijímače je zatím pouze v přípravné fázi vývoje** | ||
- | |||
- | Konstrukce přijímače by měla být pravděpodobně ještě více modulární. Tj. Oddělený vstupní zesilovač VGA, vstupní band-pass filtr, I/Q demodulátor s výstupním band-pass filtrem. | ||
- | ADC se vstupním anti-alias filtrem a FPGA s paralelním rozhraním na USB. | ||
- | |||
- | |||
- | ==== Nekoherentní zpracování signálů ==== | ||
- | |||
- | {{ : | ||
- | |||
- | ==== Koherentní zpracování signálů ==== | ||
- | |||
- | {{ : | ||
- | |||
- | Koherentní zpracování spočívá v možnosti synchronizovat lokální oscilátory mezi jednotlivými stanicemi, nebo v případě použití, jako součást radarového systému i s vysílačem signálu. | ||
- | |||
- | |||
- | ====== UHF SDR přijímač s velkou šířkou pásma SDRX02B ====== | ||
- | |||
- | Konstrukce přijímače [[cs: | ||
- | Analog Front End ADC se vstupním anti-alias filtrem a FPGA s rozhraním PCIe pro připojení k thunderbolt modulu. | ||
- | |||
- | |||
- | ==== Nekoherentní zpracování signálů ==== | ||
- | |||
- | {{ : | ||
- | |||
- | ==== Koherentní zpracování signálů ==== | ||
- | |||
- | {{ : | ||
- | |||
- | Koherentní zpracování spočívá v možnosti synchronizovat lokální oscilátory mezi jednotlivými stanicemi, nebo v případě použití synchronizovaného majáku, jako součást radarového systému i s vysílačem signálu. | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | ====== Související moduly ====== | ||
- | |||
- | * [[cs: | ||
- | * [[cs: | ||
- | * [[cs: | ||
- | * [[cs: | ||
- | * [[cs: |
cs/sdrx.txt · Poslední úprava: 2017/06/02 19:37 (upraveno mimo DokuWiki)