SDR, Software Defined Radio

Samenvatting

SDR is een redelijk nieuwe ontwikkeling in de radioamateur wereld. Ton WIllemsen gaf een presentatie o.a. voor de afdeling Woerden Het verhaal gaat over de bewerking van het antennesignaal tot audiosignaal en visa versa.
 

SDR, Software Defined Radio

22 feb 2010     SDR is een redelijk nieuwe ontwikkeling in de radioamateur wereld.
Uitgaande van het blokschema van een ontvanger zoals wij die gewend zijn werden de diverse analoge funtionele blokken een voor een vervangen door een digitale versie. Evenzo voor het blokschema van een zender.
Het verhaal ging dus over de bewerking van het antennesignaal tot audiosignaal en visa versa.
Het eerste digitaliseren vond plaats in het audiogedeelte. We hadden allemaal wel eens gehoord van DSP (Digitale Signal Processor) filters. Daarin wordt de taak van weerstanden, condersatoren en opamps in de toon- en compressie regeling overgenomen door FIR's en IIR's (Finite Impulse Response en Infinite Impulse Response) filters
Zo'n filter bestaat uit een analoog-naar-digitaal convertor, dan een digitale schakeling die met die getallen gaat goochelen en als laatste een digitaal naar analoog converter die de gemanipuleerde getallenreeks weer omzet naar een analoog signaal, het geluid.
Met zo'n filter kun je bijzondere en veel steilere filtercurven maken dan met opamp schakelingen.
De volgende en tevens een kleine stap verder in de digitalisering was om de demodulatie en modulatie van het middenfrequent signaal te verzorgen. In plaats van gelijkricht diodes, worden nu digitale schakelaars gebruikt, meestal CMOS fets.
Om zowel AM als SSB te kunnen decoderen moet je beide zijbanden van een hoogfrequent signaal kunnen detecteren. Daartoe worden het middenfrequent signaal in tween geplitst, elke tak met gelijke amplitude, maar met 90 graden verschoven ten opzichte van elkaar. Zo'n methode wordt ook in de analoge wereld wel gebruikt en heet dan de derde methode van SSB modulatie/demodulatie.
Die schakeling is zeer goed en eenvoudig uitvoerbaar met standaard digitale componenten. Zo'n schakeling wordt tevens als mixer gebruikt. De ingangsignalen zijn dan het hoogfrequent signaal en een oscillatorsignaal op de viervoudige frequentie. De uitgang zijn twee 90 graden verschoven middenfrequent signalen rond de 15 kHz. Die signalen gaan de geluidskaart van een PC in en daarin zorgt een programma voor de decodering tot een audiosignaal.
De laatste ontwikkelingen is om het antenne signaal direkt in een digitale mixer te sturen. Daarvoor moet dan een oscillator op minstens 4 maal 30 is 120 MHz gebruikt worden.
In de meeste gevallen moet er een analoog, selectief filter in de antenneleidng worden toegepast worden. Daarmee moeten ongewenste mengfrequenties worden voorkomen die ontstaan door de sterke nietlineare behandeling van de signalen. Een tweede, veel principieler reden is dat zo'n digitale mixer ook op harmonischen van het gewenste signaal reageert. Een analoog bandfilter voor elke te ontvangen band is daarom bijns altijd noodzakelijk.
De electronica van een analoge radio is vrij comples, de overgebleven schakeling voor een SDR is relatief simpel en goedkkoop. Er werden diverse uitvoeringen van de hardware getoond, Om de koste hoef je het niet te laten, Voor een 10-tje kun je al een aardig stukje electronika bouwen, maar je kunt ook duizenden euro's uitgeven aan een commercieel kastje.
De software is behoorlijk complex, maar ook daar zijn er freeware oplossingen en commerciele producten.
er werd ons een overzicht gegeven, van wat er allemaal te krijgen en te maken is. Een fraaie, via het internet bestuurbare, ontvanger is te zien op webradio op de Univ vanTtwente. Daarop wordt heel duidelijk getoont welke extra mogelijkheden SDR kan bieden boven een analoge radio.
Voor een dieper gaand verhaal verwijs ik naar de serie van PA3FWM in Electron.

() 

Referenties, informatie:

PA3WFM => P de Boer's SDR webpagina
F4DAN => veel links naar SDR-projecten

lll