domingo, 12 de mayo de 2013

Fascinante experimento de PE1NNZ

En el sitio de Guido (PE1NNZ), referenciado a su vez por Roger (G3XBM) en su blog, aparecen los primeros apuntes de sus experimentos para la generación de señales de radio enteramente en software ("Direct SSB generation by frequency modulating a PLL").
El primer punto a conceptualizar, no siempre lo hacemos, es que casi cualquier procesador (incluso dispositivos embebidos) manejan clocks que van desde varios centenares de MHz hasta algunos GHz. Es por lo tanto poder manejar procesos cuya frecuencia sea una fracción relativamente pequeña del clock, como puede ser generar señales en frecuencias de HF (0 a 30 MHz) o incluso algo superiores.
El segundo punto a tener en cuenta es el principio de funcionamiento de los compresores de HF. Básicamente una señal de modulación vocal se puede asimilar a una señal modulada en frecuencia de frecuencias vocales medias y altas junto con una modulación de amplitud de bajo índice de modulación  de frecuencias mas bajas. Los compresores tienden a eliminar esta modulación de amplitud de baja frecuencia por lo que la señal tiende a tener amplitud constante, lo que incrementa la potencia promedio emitida (objetivo de la compresión).
Lo que propone Guido es un concepto en el cual procesa las señales de micrófono (en la gama del audio) y mediante un filtro Hilbert obtener versiones de esa banda base defasadas 90 grados (las clásicas señales I/Q). Estas pueden ser manipuladas matemáticamente para extraer la información de amplitud y la de fase (con los algoritmos de DSP con la que se demodula AM y FM).
Guido propone que esta señal, todavía en el dominio de frecuencias del audio, sea utilizada para modular simultaneamente en frecuencia y amplitud un circuito DDS externo.Luego sigue una cadena convencional de amplificación para alimentar una antena. La principal ventaja que tiene este enfoque es que el propone utilizar un procesador embebido de muy bajo costo para este proceso.
Como prueba de concepto utiliza, y curiosamente es aún mas interesante, una Raspberry Pi. Esta placa tiene para empezar una placa de sonido de capacidad suficiente para hacer el procesamiento de señales necesario. Por otro lado tiene un PLL interno (divisor del clock interno) que es expuesto a nivel de su puerto GPIO; manipulando la frecuencia de ese PLL y su intensidad puede generar la señal. Alimentando directamente la antena puede obtenerse resultados consistentes con utilizar un QRPp de 1 a 10 mW. Con un modesto amplificador de unos pocos watts de potencia es posible tener cierta actividad.
Es fantástico el concepto y provee una base de experimentación inagotable.

2 comentarios:

  1. Recién ahora estoy viendo este experimento. La verdad que es increíble, y a mi que soy del palo de la informática y la programación me interesa bastante. ¿Ves posible hacer un transceptor para QRP usando una Raspberry (con un dongle RTL para recepción)?

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  2. Hola Ricardo, si claro, perfectamente posible.
    Habida provisión de tener el tiempo para hacerlo, claro :-)
    Saludos, Pedro LU7HZ/D

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