SDR para todos, el TinySDR de LY1GP

Cuando se comienza a explorar el uso de SDR (Software Defined Radio) rápidamente se entiende que si bien la mayoría de los programas pueden ser alimentados por un esquema simple de receptor de conversión directa en realidad se necesita un detector de cuadratura. Este detector provee dos señales, llamada I y Q, que están defasadas 90 grados entre si. En base a ellas como se há visto en una entrada anterior es posible demodular cualquier señal. Los detectores de cuadratura no son extremadamente complicados y hay varios diseños que giran alrededor del denominado detector Tayloe. Sin embargo, al explorar la red hay un diseño que captura la atención por su simplicidad. Es el que Gintaras (LY1GP) muestra en su página Web y al que há denominado TinySDR (SDR diminuto). Es dificil encontrar diseños más simples que este y que al mismo tiempo funcionen tan bien. El diseño tiene solo un transistor y cuatro diodos. El oscilador es una variante de tipo Colpitts con un solo transistor, notese que no utiliza cristal por lo que la frecuencia de oscilación vendrá dada por la combinación C7/L2. La combinación L3-C6-R2 conforma un circuito defasador de RF que efectivamente entrega la señal del oscilador en cuadratura. Los diodos D1-D4 operan como modulador doble balanceado mezclando la señal de entrada con la del oscilador local y entregando dos señales en cuadratura I/Q. Un filtro de entrada LC relativamente simple provee al mismo tiempo alguna adaptación de impedancia y supresión de señales fuera de banda. Los capacitores C4 y C5 filtran la RF residual del proceso de mezcla dejando solamente la señal en la gama de audiofrecuencias. Esta señal es alimentada a la placa de sonido de una PC donde puede ser ulteriormente procesada por cualquier programa de SDR (M0KGK,WinRad,Rocky,etc). La cobertura de la banda operando de esta manera es de 24 KHz a cada lado de la frecuencia del oscilador, fundamentalmente definido por la frecuencia de muestreo de la placa de sonido de 48 KHz (placas de 24 bits que muestrean hasta 96KHz pueden tener casi 100 KHz de cobertura). Lo que hay que decir es que funciona, lo que de por si es una maravilla. Y funciona relativamente bien, lo que es otra. Un diseño tan simple realiza, evidentemente, muchos compromisos y es bueno estudiar como superarlos (sin con ello perder la simplicidad original). El primero es que la ganancia de recepción es muy baja, la señal de RF no tiene amplificación alguna antes de ser entregada a la PC (más bien tiene atenuación). El procesamiento de las señales en cuadratura requiere una entrada stereo en la placa de sonido y en la mayor parte de las PC la entrada MIC no es stereo (una entrada es mono y por la otra se alimenta la continua del micrófono). La entrada LINE-IN es usualmente stereo pero su amplificación es mucho menor. El resultado es que si la placa de sonido no tiene entrada MIC stereo la amplificación será relativamente pobre y solo se podrán tomar las señales más fuertes.
El segundo problema es que el oscilador no es muy estable, pero eso se puede solucionar implementando un oscilador tipo Pierce, es decir esencialmente agregandole un cristal y retocando el resto de los valores.
Finalmente, el defasador no entrega señales del oscilador perfectamente en cuadratura por lo que la supresión de respuesta imagen del receptor no es extraordinariamente alta; sin embargo con un ajuste cuidadoso esta supresión puede facilmente llevarse a que sea entre 20 y 25 dB, con instrumentos puede incluso hacerse tan buena como 30 dB lo que es más que adecuada dada la sencillez involucrada. Con este receptor, propuesto por Gintaras para la banda de 80 mts, se puede trabajar igualmente bien en cualquier banda entre 160 y 20 mts; no lo hé probado en bandas superiores pero quizás con cambio de los transistores y selección de los diodos no debería haber dificultad. El site de Gintaras tiene otro circuito, más complejo, que el llamó ZeroSDR basado en el principio del demodulador Tayloe; hace algún tiempo hice una traducción del site entero que se puede contrar aqui. Hasta ahora la forma más simple que encontré en la Web de comenzar en SDR (y que funcione!).