Mostrando entradas con la etiqueta sdr. Mostrar todas las entradas
Mostrando entradas con la etiqueta sdr. Mostrar todas las entradas

miércoles, 2 de marzo de 2022

Panadapter - Tu equipo viejo pero con SDR

 Esta es una actualización muy grande de la estación porque nos permitirá poder operar con dos receptores al mismo tiempo y la gran ventaja de contar con la parte visual que provee un waterfall en una pantalla y la velocidad y facilidad que tiene operar la sintonía del equipo desde el mouse.

Requisitos!

  • Equipo con CAT - Cualquier equipo que cumpla estas condiciones; Por Ej: FT-80 
  • Interface CAT
  • Receptor SDR
  • PC con software de SDR
  • Switch automático de antena para proteger al SDR cuando transmitimos.
En mi caso el equipo es un viejo Yaesu FT-890AT; una interface casera para modo digitales con CAT; un receptor RTL-SDR V3 USB y corriendo el software HDSDR en Windows 7; el switch automático también es casero, una copia levemente modificada del MFJ-1708SDR.

Esta configuración de hardware y software no es la única ni la mejor, es la que yo hice funcionar en mi caso, cada componente deberá ser adaptado y configurado según cada estación en particular!. Lo importante es comprender el concepto y ponerse manos a la obra para replicarlo.



Funcionamiento

El funcionamiento es bastante sencillo, operamos mirando la pantalla de la PC con una visualización de toda la banda al mismo tiempo gracias al waterfall del software de SDR, hacemos click en una señal que nos interesa y saltamos de una frecuencia en otra, al momento que hacemos eso se sincroniza nuestro equipo con el SDR. 
  • Podremos ver rápidamente si hay actividad en alguna banda en especial
  • Podremos saltar de un QSO a otro rápidamente
  • Podremos ver rápidamente si hay señales débiles que pueden ser DX
  • Podremos aplicar filtros DSP (cuando elegimos salida de audio por la PC)
  • Podremos reducir mucho tiempo en concursos
  • Podremos agregar otros software a la salida para procesamiento de audio
  • Podremos tener integración con nuestro software de log.
  • etc, etc, etc
Son muchas ventajas y es una gran actualización para nuestro equipo de hace 30 años (o mas?) poniéndolo a un estado mas moderno y sin siquiera haberle sacado la tapa!

Descripción de cada parte importante

Switch automático de antena (SW1)

Comienzo por aquí a describir las partes porque aquí es donde debemos tener mucho cuidado; ya que si ponemos en transmision el equipo mientras está conectado el receptor SDR, vamos a meterle toda la energia por la antena y este sin duda no va a servir mas!
El switch puede ser manual! Pero vamos a tener que conmutar manualmente cada vez que pasemos de recepcion a transmision.. algo que hice al principio para ver como funcionaba todo lo demas.
En el caso del switch automatico, funciona con un relé que es activado de dos maneras posibles; una es con la señal de PTT de nuestro equipo, o bien tomando una muestra de RF de la salida de la transmision. La opcion mas segura es con la linea de PTT ya que de esta forma corta una posible llegada de energia al SDR; sobre todo cuando operamos en SSB porque la energia de transmision depende de la modulacion; teniendo el cable de PTT conectado desde el equipo al switch automatico de antena el relay se activará apenas pulsemos para hablar y no con la voz.
Si no sabes de que cable estoy hablando, por favor revisa el manual de tu equipo, en la parte de atras tiene una salida de PTT que normalmente es un colector abierto para hacer actuar otros equipos, como puede ser un amplificador.


 Le hice esta pequeña modificación agregando dos diodos contrapuestos para que protejan al receptor SDR en el caso de que se filtre un poco de RF de parte del equipo, pero luego al tiempo noté que era mejor prescindir de ellos para que funcione mejor.
Nótese que hay que usar el contacto de normal abierto para darle señal al SDR y tampoco es necesario usar un relé doble inversor, con uno simple es suficiente.
Una mejora pendiente es no poner los dos receptores en paralelo directo para evitar desadaptaciones de impedancia, lo ideal es usar un circuito splitter de 50OHms.

Ahora cuando transmitimos, escucharemos actuar al relé que pondrá a masa la salida de antena que va hacia el receptor SDR... verificarlo antes de usarlo!

Gracias Ale LW8DRU que me convenció de que esta es una mejor manera que sacar la señal de FI del equipo para inyectarla en el receptor SDR!

Interface CAT

El CAT nos provee la comunicación desde el equipo hacia la PC y desde la PC hacia el equipo, logrando que cuando movemos el dial en el equipo se actualiza en el software de la PC y viceversa. En mi caso hice una interface para digitales, con transformadores de desacople y control de PTT a traves de DTR usando un modulo Serial/USB con chip FTDI; es recomendable usar estos chips para poder contar con las lineas de control seriales DTR y RTS.

Esta interface ademas se puede usar en Linux. En el caso de Windows yo usé el software 
Omnirig que permite poder controlar varios equipos al mismo tiempo y actualizar un equipo desde mas de un software; de esta forma puedo tomar la frecuencia del equipo desde el software de libro de guardia sin importar si muevo el dial o cambio la frecuencia desde el software de control del SDR

Omnirig es gratuito y se puede descargar desde este sitio: http://www.dxatlas.com/OmniRig/

Receptor SDR

En mi caso el receptor SDR es la version 3 del famoso dongle USB RTL-SDR como se puede ver en la siguiente imagen:


Este receptor en particular tiene una sola entrada de antena y no tiene un circuito down-converter para HF asi que cuando se configura en el software de SDR debemos seleccionar Q-Input para cuando estamos por debajo de los 25MHz. Tambien es necesario para que funcione bien instalar una librería DLL que hace de driver para el mismo.

Mas info aqui: https://www.rtl-sdr.com/

Software de SDR y PC

En mi caso usé uno gratuito y que me gustó como funciona para los pocos recursos de la PC que tengo disponible para hacer esto. 
Se llama HDSDR y es gratuito, fácil de usar y muy configurable.

HDSDR tiene en la parte superior una vista de la banda en la que estamos operando en formato waterfall. La parte inferior se divide en dos, a la izquierda tenemos todos los controles del receptor SDR y la lectura de la frecuencia a la que lo tenemos recepcionando y a la derecha tenemos la parte de audio que estamos recibiendo. Si usamos la salida de audio por los parlantes de la PC vamos a poder aprovechar los filtros y los ajustes de ancho de banda de la salida de audio configurable con el mouse y la pantalla.

Para descargar y tener mas info de HDSDR esta es su web: https://www.hdsdr.de/

Como este software ahora es nuestra interfaz de control de VFO del equipo les recomiendo estudiarlo y jugar mucho con él para poder aprovecharlo al máximo, los filtros notch que tiene son realmente excelentes! Sin embargo particularmente prefiero usar la salida de audio a traves de mi equipo transmisor ya que asi siempre dejo conectada la interface para modos digitales de manera permanente y no tengo que cambiar la salida de audio hacia la interface por los parlantes... otra desventaja en mi caso es que como la PC es algo viejita (Core 2 Duo de 2GHz) tengo un delay importante en el audio de salida.

Bueno, eso es todo lo que a grandes razgos se necesita para poder agregar este panadapter a cualquier equipo con CAT; nos escuchamos al aire!

lunes, 14 de septiembre de 2015

Un libro inspiracional y para aprender electronica de radio

Hace algunos años encontre la publicacion de Frank Harris, K0IYE quien escribio el libro "Crystal Sets to Sideband". Es una publicacion muy facil de leer y muy práctica donde Frank relata desde sus conocimientos y experiencia el mundo de la radioaficion desde los ojos de un radio-experimentador.



Frank hace incapie en lo importante de la experimentacion para disfrutar la radio; habla de lo satisfactorio de hacer un QSO construyendo uno mismo su propio laboratorio y equipo de radio.

El libro original puede verse online o descargarse desde aqui (http://www.qsl.net/k0iye/)
Tambien hay una traduccion hecha por un grupo de gente de habla hispana en este link
(http://www.ea2ry.com/libroradio/)

Realmente vale la pena leerlo y recorrerlo... no importa cuantos circuitos hayas hecho, siempre algo nuevo vas a aprender de este libro.

lunes, 20 de julio de 2015

Filtro de CW de 200Hz de ancho de banda


Este circuito lo hice para mejorar la recepcion de señales en CW en mi transversor. En un receptor DC es fundamental contar con un buen circuito para recibir bien CW ya que normalmente tienen un ancho de banda algo amplio y como sabemos en 1KHz pueden entrar varias señales simultaneamente. Con este filtro de tan solo 200Hz con el centro en 750Hz podemos librarnos facilmente de todas las señales vecinas; tengamos en cuenta que el filtro trabaja en la zona de audiofrecuencia por lo tanto ademas es muy facil de hacer andar, muy economico y no es critico su montaje como si se tratase de RF.

Se puede hacer como en mi caso que lo puse dentro del equipo, o bien como un filtro externo en un equipo comercial.

Circuito

Estuve buscando algun circuito de filtros activos ya que lograr hacer un Butterworth de audio con bobinas y capacitores puede ser algo complicado y de tamaño mas grande. Luego de investigar un poco me decidi por hacer el "Hi-Per Mite" Del grupo QRP 4 State por los comentarios de quienes lo hicieron y lo usaron; al parecer realmente es de alta perfomance sin introducir ringing en el audio filtrado.

http://www.4sqrp.com/HiPerMite.php





Como se observa en la imagen, la gente de 4SQRP uso componentes variados, capacitores de buena calidad pero las resistencias son de 5%. Segun su articulo no es necesario prestar mucha atencion a este tema.




Implementacion

En mi caso no encontre en la casa de electronica las R de 36K, asi que lo hice con una de 33K y una de 3.3K, el valor produce un pequeño corrimiento en la señal central que no seria de 750Hz sino de un poco mas baja frecuencia.
Tambien reemplace R12 y R11 por un potenciometro de 200K. Tengamos en cuenta que en todo caso siempre debe usarse el capacitor de 220uF para el desacople.

En todo caso hay que prestarle atencion a este cuadro que hicieron los diseñadores del circuito.



Le puse un rele para activarlo y desactivarlo desde el Arduino


En el video se pueden ver las primeras pruebas del filtro, aun no esta cableado hasta Arduino, por eso uso un cable directamente a 5v para activarlo y desactivarlo. Se puede escuchar como se reduce el ruido de banda.

martes, 2 de junio de 2015

Transceptor multibanda de HF, conversion directa con phasing y SDR (En desarrollo)

Comienza un nuevo desafio; hacer un equipo de radioaficionado para HF multibanda. Por suerte la tecnologia al alcance hoy en dia hace que no tengamos que enfrentarnos a resolver todos los subsistemas de un equipo de radio de manera analogica. Al pasarnos al plano del tratamiento de señales digitalmente no se requieren tampoco tener el mejor instrumental como si se quisiera hacer un equipo completamente analogico.  

Radio definida por software (SDR) 

Un SDR (Software defined radio) es un equipo que resuelve de manera digital, por software, varias etapas que se pueden observar en un receptor o transmisor de radiofreciencia. En mi caso en particular no voy a usar un conversor analogo digital por hardware sino que voy a hacer un receptor y un transmisor de conversion directa y utilizar el metodo de doble fase para obtener las señales par un tratamiendo con la computadora y un software para SDR y viceversa para la transmision.
Pero tambien me gustaria poder usar mi equipo sin depender de la computadora; obviamente suplir de manera analogica todo lo que hace el software es un poco complicado, la ventaja de que esto se hace en la parte de baja frecuencia (audio) y si bien nunca hice algo asi creo que es menos complicado que hacerlo con mixers y filtros de cristales apareados y en frecuencias mas altas los cuales son algo dificiles de conseguir por donde vivo; espero que el tiempo me de la razon.

Me gusto la explicacion del amigo Croata YU1LM y despues de leer algunas hs sus articulos me decidi por el DR2D que utiliza una entrada con DDS basado en AD9850 el cual consegui comprar por 7usd en ebay. Les recomiendo visitar su sitio porque es realmente muy instructivo y tiene una muy buena explicacion sobre el funcionamiento de un SDR con salida I+Q (In Phase and Quadrature). http://yu1lm.qrpradio.com/

Link a mi version de DR2D

Filtros Pasabanda

Algo muy importante en los receptores de conversion directa (DC) son los filtros pasabanda en la entrada y los atenuadores ya que el rango dinamico suele ser pobre al no tener control automatico de ganancia. Para los filtros pasabanda encontre el articulo de Lew Gordon publicado originalmente en una revista QST de la ARRL el cual presenta un Butterworth de 3 polos, bastante facil de hacer.
http://www.arrl.org/files/file/Technology/tis/info/pdf/8809017.pdf 

Luego tambien encontre estas calculadoras online para armar los filtros a la medida que nosotros queramos para cada banda; en el caso de un radioescucha es probable que quiera armar los filtros ajustandolos a sus bandas preferidas.
http://www.wetnet.net/rf_design/3pole.main.cgi

Aqui podemos tener toda la info sobre los toroides de ferrite
http://toroids.info/

Siempre es util tener a mano esta calculadora!
http://www.1728.org/resfreq.htm

Hice el diseño de una plaquita para el filtro en Eagle con el siguiente circuito:
Aqui hay algunas fotos de las placas hechas con el metodo de la transferencia del toner de una impresion laser.

Placa de las tres primeras bandas (80,40 y 20m) casi terminada.


DDS VFO con Arduino! 

Para el VFO con DDS lo que hice fue comprar un Arduino UNO ademas del AD9850 y modifique el programa original de AD7C y le hice muchas mejoras! Le agregue un boton para guardar memorias, un boton para RIT, otro para escaneo de memorias, otro para cambiar de modos y otro para el step de frecuencia. Hice ademas un controlador serial de solo dos cables para el display de 16x2 con un shift register y como dial use un motor paso a paso con 50 posiciones y no un encoder digital de 20 y que ademas son algo dificiles de conseguir a menos que lo saquemos del boton de scroll de un mouse en desuso.

Display con solo dos cables
Una vez hecho funcionar el display con solo 2 cables! Llego el turno de hacer funcionar el modulo del AD9850. Para esto me hice un shield a partir de una placa de pruebas.
Materiales necesarios; ademas de la placa experimental, necesitamos los pines hebras y machos

Se sueldan del lado del cobre!

Se arma el zocalo a la medida del modulo AD9850

El modulo puesto en su lugar
Del lado de alimentacion y entradas analogas no es problema coincidir los pines

De este lado, el espaciado esta desfasado de la placa de pruebas!!
Se soldaron los pines hembra para utilizar el resto de los pines IO de Arduino

Luego de calar el lugar para los pines se cablearon con cobre

Luego se sello con epoxi los pines para que queden firme en su lugar definitivo

Codigo para controlar modulo DDS con Arduino

El codigo como se explico antes, me base en el codigo de AD7C, el cual me sirvio para reutilizar algunas de sus cosas pero tambien para plantear y mejorar muchas otras!. Sin mucho preambulo aqui esta el link para su descarga.
DDS VFO LU1MAW Code

Caja del transceiver

El diseño de la caja es propio, consegui dos tapas de aluminio de una vieja caja de un drive USB externo y le hice con planchuela el bastidor central para que luego se pueda trabajar sin problemas por arriba o por debajo del equipo sin problema. Tambien le puse un instrumento para medir dB porque al principio pense que le haria un receptor standalone superheterodino simple con un LM610 o similar, pero probablemente lo utilice en algun AGC en la etapa de audio del receptor DC, funcionara?.

No usar botones cuadrados o tendras que limar un buen rato
Etapa de potencia de RF y botones colocados!
El bastidor de metal es le da mucha rigidez
Con la base lista para agregarle las placas

Atenuador de entrada de recepcion

Para hacer el atenuador debi tomar la desicion entre tres opciones, ya que quiero el control de ganancia en el frente del equipo y no queria llevar señal de RF hasta el frente para evitar que se llene de ruido producido por la parte digital. Las opciones que manejaba eran tres:
  1. Hacer un tanque LC resonando en una frecuencia por encima de 20MHz produciendo atenuacion en las bandas bajas, mientras mas baja mas atenuacion. Para este tanque usaria un diodo varicap tipo BB212 o similar para poder controlar los dB desde el panel frontal
  2. Otra opcion seria poner un potenciometro para atenuar resistivamente como si se tratase de audio. La gran desventaja de este metodo es la desadaptacion de impedancia que se produce hacia la antena y a la etapa siguiente. 
  3. La opcion correcta para atenuar manteniendo la impedancia en 50 Ohms seria hacer una serie paralelo de resistencias y controlar su activacion desde una llave en el panel y un rele doble inversor. Al poner uno de estos solo tenemos una atenuacion fija, supongamos 10dB, lo ideal seria poner 2 o 3 de estos y controlarlo con 3 llaves y combinarlos entre si para lograr valores intermedios, si se hace uno de -10dB otro de -20dB y el tercero de -30dB podemos lograr un maximo de -60dB al activar los tres al mismo tiempo. La desventaja es que es mas caro que los otros dos. Aqui hay un link para ajustar los valores segun los dB que se quieran obtener.
Para hacer las primeras pruebas me decidi por la segunda opcion, poniendo un alargue del eje para poder poner el potenciometro en la parte trasera.
Control analogico de atenuacion de antena.

Primeras pruebas

Necesitaba saber si el VFO funciona bien asi que luego de hacer el shield para el AD9850 para el Arduino utilizando la menor cantidad de pines para luego usarlos en otras funciones hice un receptor muy simple de conversion directa con el NE602 y LM386. El circuito es el siguiente: http://www.waveguide.se/?article=ne612-receiver-experiment A diferencia del mio, que yo no le hice el circuito del AGC para evitar complicaciones... aunque es una idea que encuentro muy interesante!



Un video de las funcionalidades de mi VFO funcionando. Notese que le falta el shield para el AD9850.



Finalmente un video del equipo funcionando con un receptor de conversion directa muy simple sin filtros ni nada mas.



Filtro de CW

Aqui se puede ver el articulo donde se describe el filtro

Circuito de control y DDS transceptor

Aqui esta el circuito de control con Arduino y todos los perifericos desarrollados hasta ahora. Los puertos analogos seran usados como entradas y los pines digitales de I/O seguramente seran la salida para un registro de desplazamiento con dos 74HC595 para activar las los filtros pasabandas y algo mas.
Click para agrandar


Continuara....
73s de LU1MAW