sábado, 6 de marzo de 2010

QRPp con SDR de G1INF, una tendencia interesante

Peter Morris (G1INF) muestra en su blog un ejemplo más de una tendencia interesante que se está volviendo dominante. Utilizar diseños ultralivianos (QRPp) que intentan implementar radios (receptores, transmisores o incluso transceptores) con una cuenta de partes realmente pequeña pero cuyas funciones son magnificadas significativamente por medio de utilizar técnicas de SDR.
Esta aproximación hay veces que se desafía como poco util desde el punto de vista que al necesitar una computadora para implementar la parte de SDR el diseño deja, en la práctica de ser portatil, simple e incluso QRP (despues de todo la PC, aún una notebook, es claramente QRO). Creo no obstante que el enfoque tiene muchos méritos. En primer lugar los circuitos son extremadamente simples, con lo que están al alcance de aficionados con muy limitadas habilidades constructivas, experiencia e incluso capacidad de herramientas e instrumental. En segundo lugar el uso intensivo de técnicas SDR es claramente una tendencia en las fronteras corrientes de la experimentación para radioaficionados, y es claramente una forma que los aficionados vuelvan a ser, al menos en parte, integrantes del grupo que está trabajando con cosas avanzadas. Pongamos equipos simples de radio de vuelta en manos de los pibes que han nacido y crecido con computadoras y dejemos que experimenten en la radio pero con software, quizás no estamos en condiciones de predecir las cosas buenas que puede salir de esa combinación (hasta que lo probemos).
Finalmente, los diseños asi aumentados tienen una performance que si bien está por debajo de sus contrapartidas comerciales, están al mismo tiempo por encima de lo que a primera vista puede entregar un diseño tan simple. Peter compara favorablemente este diseño con la performance de un FT-817 (!). Realmente no creo que sea mucho más que una afirmación entusiasta, pero estoy seguro que la performance es buena. La relación prestación-costo expresada en dB$ es claramente muy favorable!!!
En este caso Peter implementa un receptor alrededor del conocido (y muy versatil) integrado NE602 (supongo que un NE612 también puede usarse con adaptaciones menores). Notese que el diseño es engañoso, el oscilador es a cristal, lo que transmite la nocion que el receptor es de frecuencia fija. Pero no es asi. El NE602 es una celda Gilbert y opera como oscilador y mezclador el mismo tiempo, es una configuración más o menos clásica y que ya se discutió en otros diseños, el circuito presentado aqui es prácticamente el recomendado en la hoja de datos del integrado. El circuito de sintonia de RF es bastante ancho y típicamente cubrirá cualquier banda razonable que querramos cubrir sin sintonía significativa (de hecho tiene un varycon con lo cual esto se puede ajustar). El proceso de mezcla entrega algunas decenas de KHz por encima y debajo de la frecuencia del cristal, ambas estarán mezcladas en la salida pues el diseño toma tanto la frecuencia deseada como su imagen; no es un diseño alrededor de un modulador en cuadratura, como sería necesario para evitar este problema. Peter aconseja colocar el cristal en el borde inferior de la banda para tratar de minimizar este problema (cosa que ciertamente no lo elimina). Si bien el mezclador es activo y tiene algo de ganancia el diseño asume que el grueso de la amplificación de la señal estará proporcionada por la PC al alimentar la señal en la entrada Mic (notese que al hacer esto asume también que este diseño es mono pues caso contrario deberia asumir ingresar por LineIn y aumentar previamente el nivel de señal utilizado). Hay un intento minimo de filtrar la señal de audio, en realidad salvo filtrar algún componente de continua no es relevante filtrar nada más pues lo será posteriormente en la placa de sonido. Dado que el consumo es muy reducido este puede darse desde el puerto USB (que no significa en este caso Upper Side Band sino Universal Serial Bus) de la PC (que es para lo único que se usa pues no hay controlador USB que efectivamente interactúe con la PC por ese puerto); en este puerto hay disponibles +5V cc con una capacidad de unos pocos mA. Esto es una alternativa interesante para equipos muy portátiles, se descuenta que hay que operar con mucho cuidado para no tratar de extraer potencia de este puerto y dañar el motherboard al hacerlo (nos deterioraría significativamente la mencionada relación dB$ si tenemos que mandar a arreglar la PC por un macanazo en este punto).
El diseño ha sido realizado para VLF, pero puede llevarse a cualquier banda de HF de interés con solo modificar el circuito sintonizado de entrada y el cristal. Notese que Peter agrega una antena loop para VLF la que tiene que ser reemplazada por una antena apropiada para la frecuencia de trabajo (lo que puede incluir ajustar el transformador de impedancias para ajustar los valores adecuados). Tal como dice Peter es perfectamente posible, sin ningún software adicional, simplemente escucuchar en la PC el resultado ya amplificado; pero solo obtendríamos una confusa mezcla de señales en distintos tonos; supuesto que nuestro oido pueda (aún) escuchar una señal de 15 o 20 KHz. Para sortear este problema tendremos que usar un software SDR, hemos visto varios ya, pero Peter propone uno nuevo.
El software utilizado se denomina SAQ y nuevamente su descripción es engañosa pues al haber sido creado para recibir en el segmento 0-22 KHz se lo posiciona como un receptor SDR para esas frecuencias (VLF). Pero en realidad lo que sale del conversor como resultado es justamente una banda base de 0-25 KHz por lo que este software es adecuado para recibir en cualquier segmento de este tamaño en HF que sea de nuestro interés. En realidad el límite superior del ancho de banda no está dado ni por el software ni por el circuito utilizado, sino por el filtro antialiasing que tiene la placa de sonido que opera como un pasabajo con 25 KHz como frecuencia de corte (para asegurar que no entren señales por encima de esa frecuencia que generen aliases al ser muestreadas a 44 o 48 KHz). Este software es un agregado interesante a la bateria de los disponibles para esta función que han sido mencionados en entradas anteriores. Estoy trabajando en un diseño simple denominado Arin que publicaré en breve que, quizás con otro enfoque circuital, se apoya exactamente en este concepto.

4 comentarios:

  1. Hi!
    Thank you for your interest in this experiment.

    I made a big omission from the original blog entry; the USBrx was designed for use in any band, but the 40m band was used in the experiment. This can be inferred from the length of the mag loop (10m / 32 feet), but I should have labelled the crystal as 7.000MHz.

    There are a few low-power commercial stations below 7.000MHz, and some fixed-station data activity, so the apparent spectrum offered to the SAQ receiver is very clean.

    I apologize for replying in English, but I suspect your English is better than my Espanole!

    72 / 73 de pete g1inf

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  2. Hi Peter, I want to work the circuit in 26,555 frequency to listen to colleagues in my country. Why should I change?

    my english is not good

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  3. please. sen me the modification to LSEDR@HOTMAIL.COM

    thankyou

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  4. I think it would be more effective for you to send a mail directly to Peter. 73

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