Простой SDR приемник

Простой SDR приемник, это приемник, который работает с персональным компьютером, и в котором персональный компьютер практически служит частью приемника, его программное обеспечение осуществляет настройку, демодуляцию радиосигналов.

В идеальном случае схема простой SDR приемник представляет собой широкополосную антенну, сигнал с которой поступает на широкопосной АЦП, способный работать на радиочастотах. Далее сигнал в виде цифрового кода поступает на компьютер, программное обеспечение которого обеспечивает обработку этих данных, преобразование их в необходимую форму. Таким образом, в идеальном случае система антенна -АЦП – супермощный компьютер может одновременно принимать сигналы практически всего эфира. Передавать это в интернет, где каждый пользователь сможет «настроить» свой «виртуальный радиоприемник» на любой интересующий его радиосигнал.

На деле все не так идеально. Доступный рядовому пользователю персональный компьютер имеет только встроенный низкочастотный АЦП, – звуковую карту. Этим все удовольствие и ограничивается, прием SDR становится возможным только на низкой частоте. Поэтому для работы на радиочастоте необходим преобразователь частоты, который перенесет сигнал радиочастоты на низкую промежуточную частоту, пригодную для обработки звуковой картой персонального компьютера.

Сейчас схемотехника SDR строится примерно следующим образом. Принимаемый сигнал от антенной системы (это может быть широкополосная антенна или антенна и контур, настроенный на определенную частоту любительского диапазона, так же может присутствовать и УРЧ) поступает на два смесителя, управляемые от опорного генератора. Опорный генератор построен так, что у него имеется два выхода, сигналы на которых равны по частоте и амплитуде, но сдвинуты относительно друг друга по фазе на 90°.

На выходах этих смесителей имеются сигналы I и Q сдвинутые по фазе на 90°, частотой от 0 до 20 кГц. Эти сигналы подаются на стереовход звуковой карты персонального компьютера (I – L, Q – R). На ПК должно быть установленное программное обеспечение, осуществляющее функции НЧ фазовращателя, с помощью которого можно будет выделить боковую рабочую полосу и подавить боковую нерабочую. Кроме того, программными методами могут быть решены проблемы, связанные с разбалансировкой фаз выходных сигналов опорного генератора, и прочими дестабилизирующими факторами.

Более сложный SDR приемник имеет опорный генератор с синтезатором частоты, так же управляемым программно с помощью персонального компьютера. В таком случае вполне возможно организовать сканирование всего КВ-диапазона. Простые же приемники SDR строятся с опорными генераторами на фиксированные частоты заданные кварцевыми резонаторами, либо перестраиваемые аналоговым способом.

Описываемый здесь простой SDR-приемник не имеет синтезатора частоты, он выполнен в виде приставки к персональному компьютеру и лабораторному ГВЧ, а так же высокочастотному частотомеру, который используется как шкала для определения средней частоты приема. Но при желании его легко дополнить синтезатором частоты, заменив им лабораторный ГВЧ. При этом необходимо знать что опорная частота, поступающая на цифровой фазовращатель приемника должна быть в четыре раза выше частоты принимаемого сигнала.

Принципиальная схема простой SDR приемник показана на рисунке в тексте статьи.

Простой SDR приемник

Сигнал от антенны поступает непосредственно на вход двух смесителей на полевых транзисторах VT1 и VT2, построенных по ключевой схеме простой SDR приемник. Это простейший вариант, но с целью улучшения характеристики можно на входе вместо дросселя L1 установить контур, перестраиваемый в пределах диапазона принимаемых частот, либо сделать набор переключаемых контуров.

Сигнал от внешнего генератора ВЧ поступает на разъем Х1. Желательно чтобы на выходе ГВЧ были импульсы прямоугольного вида (в моем есть выход «ТТЛ»), но можно подавать и синусоидальный сигнал. На микросхеме D1 выполнен цифровой фазовращатель, который создает на своих выходах равные по амплитуде, но сдвинутые по фазе на 90° сигналы. Резисторы R7 и R8 создают среднее напряжение смещения на входах микросхемы D1, поэтому она может работать и с синусоидальным сигналом размахом значительно ниже логического уровня. Но, при этом возможно неравномерное срабатывание входов «С» триггеров микросхемы, что может приводить к некоторой погрешности установки фаз выходных сигналов. Поэтому желательно все же подавать на вход ТТЛ прямоугольные импульсы.

Частота входных импульсов должна быть в четверо больше частоты принимаемого сигнала. Этим ограничивается максимальная частота входного сигнала. Так как даже если учесть, что ИМС серии 74АСТ могут нормально работать на частотах до 60 МГц, – максимальная частота входного сигнала получается всего 15 МГц. Поэтому удается работать максимум на частоте диапазона 14 МГц. Практически получается работать в КВ диапазонах 160, 80, 40 и 20 метров, либо перекрывать плавный диапазон от нуля до 15 МГц. Если использовать более высокочастотные триггеры на месте D1, то возможно работать и на более высоких частотах.

Как сказано выше, вместо лабораторного ГВЧ можно использовать кварцевый генератор с набором сменных резонаторов для работы на разных частотных участках. Либо синтезатор частоты. Для работы с данным приемником была использована программа SDR Console.

Программа работает с «плавающей ПЧ», то есть, внешним опорным генератором мы выбираем некий участок диапазона, а потом уже программным способом возможна перестройка в некоторых пределах, ограниченных полосой пропускания звуковой карты ПК. Существуют и другие программы для SDR, – которые можно легко найти в интернете.

С выходов ключевых смесителей сигналы поступают на усилители на ОУ А1 и А2. Конденсаторы С2 и СЗ служат для подавления высокочастотного продукта преобразования. Конденсаторы С7 и С8 так же служат для подавления высокой частоты. С выходов ОУ сигналы поступают на звуковую карту персонального компьютера.

Питание приемника двуполярное, поступает через разъем Х2. Питание на цифровую микросхему подается через интегральный стабилизатор А4.

На рисунке 2 представлена аналогичная схема, но с преобразователем частоты на основе мультиплексора 74СВТ3253.

преобразователем частоты на основе мультиплексора 74СВТ3253

Одним из достоинств данной простой SDR приемник является то, что она малочувствительная к низкочастотным наводкам, например, от электросети или других источников НЧ помех.

Входной сигнал поступает на первичную обмотку трансформатора Т1. Трансформатор нужен для создания симетричного входа. Преобразователь частоты выполнен на коммутаторе двух цепей на четыре положения. Для нормальной работы с аналоговыми сигналами малой величины на входы (на каналы ключей) микросхемы D2 подается напряжение смещения, равное половине напряжения питания через делитель на резисторах R9 и R10.

Импульсы с выходов цифрового фазовращателя подаются на управляющие входы мультиплексора D2 (выводы 14 и 2). Система работает так, что на входы операционных усилителей поступают противофазные сигналы, это способствует высокому усилению ОУ в отношении этих сигналов, и низкому усилению по синфазным сигналам, которые являются результатом воздействия наводок или помех. Таким образом низкочастотная часть схемы очень мало чувствительна к помехам и наводкам, проникающим на вход УНЧ. И высоко чувствительна к полезным противофазным сигналам.

Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце диаметром 7 мм. Намотка сложенным втрое проводом ПЭВ 0,23. Всего 30 витков. После намотки выводы получившихся трех катушек определяются прозвонкой и соединяются согласно схеме (жирной точкой отмечено начало намотки).

Закладка Постоянная ссылка.

Комментарии запрещены.