28-10-2011 por PY4ZBZ rev. 03-04-2012
Este é o meu mais novo brinquedo, presente do Junior PY2BJO !
SDR-IQ
Esse SDR, totalmente controlado por software, via USB ou REDE, recebe de 0,0001 a 30 MHz sem usar a placa de som como conversor A/D, pois já contém um A/D de alta performance que funciona com uma taxa de amostragem de 66,6 Mega amostras por segundo ! Usa a placa de som apenas para reprodução do áudio demodulado. A rejeição da freqüência imagem ultrapassa 80 dB ! Características detalhadas aqui, na pagina da RF SPACE.
A seguir farei uma descrição resumida do SDR-IQ:
Foto do circuito impresso, onde podem ser vistos os principais componentes, listados a seguir:
Diagrama em blocos do SDR-IQ:
O sinal de RF passa por diversos filtros LC, e depois pelo preamplificador de RF AD8370, de ganho variável por controle digital:
O sinal analógico de RF, 0 a 30 MHz, então entra no conversor A/D de 14 bits, AD9245, que trabalha com taxa de amostragem de 66,6 MHz:
O sinal de RF, agora na forma de amostras digitais de 14 bits, entra no conversor DDC, Digital Down Converter, AD6620, onde é convertido para freqüências de banda base e decimado para uma taxa de amostragem menor, com canais I e Q. Diagramas funcional e em blocos:
O sinal digital em banda base, que pode ter largura de até 190 kHz de qualquer parte do sinal original de 0 a 30 MHz, é enviado ao computador via porta USB, pelo CI FT245RL da FTDI:
Tudo isso é controlado por um microcontrolador de 32 bits Amtel AT91SAM7S256 com memória Flash de 256kBytes:
No computador, conectado via USB, podem ser usados, entre outros, os seguintes softwares: SpectraVue , SDR-RADIO e CuteSDR.
A tela seguinte mostra o sinal de um radar OTH no SpectraVue com SDR-IQ:
Vejam mais sinais estranhos captados com o SDR-IQ aqui.
A tela seguinte é do SDR-RADIO controlando o SDR-IQ:
Espectrogramas do satélite ARISSat-1 feito com o SDR-IQ precedido de um conversor VHF/HF de construção caseira, e SpectraVue:
Tela do CuteSDR, com a telinha do server para o SDR-IQ no canto direito superior:
O interessantíssimo manual técnico do CuteSDR está aqui.
Recepção DRM com o SDR-IQ e softwares SpectraVue e DReaM:
Fiz a recepção no SpectraVue usando demodulação WideUSB afim de transladar o sinal DRM com centro em 17495 kHz para centro em 16 kHz e depois ser demodulado pelo DReaM. O filtro do SV foi ajustado com largura de 10,4 kHz para caber o sinal DRM de 10 kHz, porém centrado em 16 kHz (10,8 a 21,2) como pode ser visto na figura acima. A sintonia do SV fica portanto em 17495-16=17479 kHz. Na tela abaixo, System Evaluation do DReaM, vemos o sinal transladado com centro em 16 kHz. O sinal abaixo de 11 kHz é o audio P-Stereo demodulado ! Pois como tenho só uma placa de som e não usei o VAC (virtual áudio cable) nesse teste, tive que usar o "mixer" da placa de som, o que causa o retorno do áudio demodulado. Por isso transladei o sinal DRM para 16 kHz (11 a 21 kHz) para não ser interferido pelo audio demodulado.
Em 15-12-2011 fiz um teste usando o VAC (Virtual Audio Cable) para evitar o problema mencionado acima.
E no PC com uma placa de som, rodei duas instancias do DReaM simultaneamente:
- uma ligada ao SDRZero + IC725 via IQ na entrada estéreo da placa de som,
- a outra ligada via VAC ao SpectraVue, que é ligado via USB ao SDR-IQ :
Essas duas configurações acima rodam SIMULTANEAMENTE no mesmo PC !
Os dois receptores foram conectados na mesma antena (dipolo para 20 metros) com um T coaxial. O áudio demodulado pelo DReaM ligado ao SDR-IQ sai ligeiramente atrasado em relação ao demodulado via SDRZero, causando um eco quando habilitados simultaneamente. Esse atraso da ordem de 0,1 segundo se deve ao complexo processamento do SDR-IQ. Outra diferença marcante foi a menor SNR no sinal DRM do SDR-IQ em relação ao SDRZero, da ordem de 5 dB a menos para o SDR-IQ! Isso se deve ao fato do SDR-IQ usar um preamplificador de banda larga e que não tem baixo fator de ruído. Os mesmos resultados são obtidos rodando cada configuração independentemente. As figuras seguintes mostram as duas instancias do DReaM rodando simultaneamente:
Tela do SpectraVue usado nesse teste:
Transmissões do Observatório Nacional 10 MHZ AM-USB e de RMW de Moscou em 9,996 MHz CW:
É possível ver que o ON só transmite a banda superior do sinal AM, com a portadora em 10 MHz. A voz da locutora ocupa uns 4 kHz na banda USB. O espectrograma mostra em 20:14:00 o momento exato do terceiro bip de hora cheia, coincidindo com o bip longo de RWM assim como o bip longo da WWV que aparece nas duas bandas, superior e inferior, seguido do tom de 500 Hz também nas duas bandas, pois WWV transmite em AM-DSB.
Tela do novo software PebbleSDR, controlando o SDR-IQ:
73 de Roland.