Electronica Pascual

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Pruebas SDR – Radio Definida por Software

16 Abril, 2014

De unos años aquí, se ha puesto muy de moda la Radio SDR o en su traducción al español Radio Definida por software .

Hay cientos de miles de entradas en Internet hablando de este tema, solo hay que poner Radio SDR en un buscador y listo.

En esta entrada no voy a explicar a fondo que es la Radio SDR, lo cual nos llevaría unas cuantas paginas y hay una gran cantidad de información disponible pondré algunos enlaces al final de la entrada.

De manera muy simplificada en SDR se hace uso de la potencia de un sistema microprocesado para demodular las señales de radio.

La SDR en su forma más pura podría consistir en conectar un convertidor analógico digital a una antena todo el filtrado y demodulación de la señal estaría en el ámbito digital.

Se puede utilizar incluso la tarjeta de sonido del ordenador, si previamente mediante la utilización de un conversor adecuado, llevamos las señal de radio a la banda de frecuencias  que puede manejar la tarjeta de sonido.

Bueno no todo es tan sencillo….

Y aunque hay algunos sistemas con buenos resultados que se han simplificado al máximo, el incluir algunos elementos adicionales hace que todo funcione mucho mejor.

Una manera sencilla y económica de comenzar con el SDR es usar un receptor USB como los que se usan habitualmente en los ordenadores para escuchar la radio y ver la televisión.

Están dotados de unos conversores A/D con una velocidad tal que es posible digitalizar señales de unos 3,2Mhz.mezclador balanceado en anillo.

Es necesario que como digitalizador tengan un chip rtl2832u ya que los driver de los programas que usaremos para la decodificación están adaptados a el.

http://sourceforge.net/apps/mediawiki/drm/nfs/project/d/dr/drm/2/23/SDR2-Flow.jpg

Esquema simplificado de un receptor de radio y TV USB

Lo primero que se hace es utilizar un convertidor de frecuencia usando un mezclador para acercar la frecuencia a recibir al rango del convertidor A/D y se utiliza un mezclador en cuadratura obteniendo dos señales desfasada 90º lo que se llaman señales I/Q.

Las dos señales son iguales pero desfasadas 90º.

Una señal I/Q digitalizada a la que se le aplique el método matemático adecuado puede ser demodulada sea cual sea el método de modulación.

Regresemos a nuestro receptor USB.

Podemos recibir señales desde unos 50Mhz hasta unos 1200Mhz en algunos modelos.

En nuestro caso queremos recibir señales en la banda de radio aficionados de 40metros que cubre las frecuencias de 7Mhz a 7,2Mhz.

Utilizaremos algunos elementos de los que disponemos para realizar nuestras pruebas.

Lo primero que necesitamos es una antena que funcione bien en esta banda de frecuencias, como no disponemos de mucho espacio utilizaremos una antena que nos funciona muy bien y es de pequeñas dimensiones con respecto a la longitud de onda 40 metros.

Se trata de un lazo magnético sintonizado, lo hemos construido muy deprisa por eso no es demasiado circular pero funciona muy bien incluso en el interior del laboratorio.

La impedancia del lazo en resonancia es de unos 2Ωy tenemos que adaptarlo al resto de nuestros equipos cuya impedancia es de 50Ω.

Lo hacemos mediante un trasformador montado en un toroide de ferrita que esta insertado en el lazo magnético sintonizado.

Lo hemos medido y la mejor relación para nuestro lazo la conseguimos con unas 19 espiras, hicimos el bobinado con tomas cada  espira y medimos el nivel de salida de la antena con un voltímetro selectivo al aplicar una señal constante radiada en la habitación.

Como las señales que recibiremos serán del orden de µV necesitaremos  amplificar la un poco.

Para ello usamos un amplificador de banda ancha, con control automático de ganancia que construimos para nuestro receptor de sintonía directa de onda media.

Para limitar el rango de amplificación ponemos un filtro pasa banda entre nuestra antena y nuestro amplificador (al estar el lazo magnético sintonizado y ser su factor de calidad Q alto este paso no es absolutamente necesario)

Imagen de un sencillo filtro pasa banda, de dos polos.

Ahora ya tendríamos señales en la banda de 40 metros con el nivel necesario para ser recibidas por nuestro SDR.

Pero nuestro receptor funciona en el rango de 50Mhz a unos 1200Mhz con lo cual no podemos recibir las señales de 7Mhz.

Necesitamos un conversor que eleve la señal de 7Mhz por encima de los 50Mhz que recibe nuestro receptor USB.

Para ello utilizaremos nuestro mezclador en anillo doblemente equilibrado.

mezclador balanceado en anillo.

Solo disponemos de un oscilador a cristal de 60Mhz un poco al borde de la banda de nuestro receptor USB, recibiremos las señales de la banda de 40metros en el rango de frecuencia de 67Mhz a 67,2Mhz.

Este es el esquema de bloque del sistema que hemos montado.

El software que hemos utilizado es HDSDR es un programa freeware para windows tal vez no sea el mejor, pero a nosotros nos ha funcionado muy bien.

En la banda de 40 metros se puede ver  toda la banda en la pantalla y pinchar sobre la señal que te interese escuchar y por supuesto gracias a los filtros digitales se puede limpiar la señal de audio,filtrarla y eliminar señales molestas.

Esas son para mi una de las grandes ventajas del SDR

RESULTADOS

Los resultados para un montaje realizado a toda prisa y con los elementos que disponíamos en el laboratorio han sido muy satisfactorios.

Por la tarde / noche cuando la propagación de la banda de 40 metros esta mejor entran una gran cantidad de estaciones de radioaficionado de toda España y algunas de Italia,Francia y Alemania.

Ya os iremos informando de futuras pruebas y de algunas mejoras en el sistema de recepción.

ENLACES

SDR : EQUIPOS DE RADIO DEFINIDOS POR SOFTWARE

(una buena explicación de SDR en español)

http://www.ea1uro.com/sdr1/sdr.htm

ARRL asociacion de radioaficionados americana

Radio Definida por Software

http://www.arrl.org/software-defined-radio

CHRISTOPHE F4DAN SDR: Software Defined Radio

(una gran cantidad de proyectos SDR en la pagina del radio aficionado F4DAN)

http://f4dan.free.fr/sdr_eng.html

Grabador de datos I/Q Digital de Rohde & Schwarz

(Un equipo comercial de una gran marca en equipos de medida de telecomunicacion que usas señales I/D)

http://www.tmbroadcast.es/index.php/grabador-de-datos-iq-digital-de-rohde-schwarz/

<Imágenes en el laboratorio, Electronica Pascual >

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