Что такое Software Defined Radio (SDR)

SDR - это программно-аппаратный технологический комплекс для систем с изменяемой архитектурой, используемый в беспроводных сетях и пользовательских терминалах. SDR система составляет дешевое и эффективное решение проблем построения многорежимных, многодиапазонных многофункциональных беспроводных устройств, которые могут быть адаптированы, модифицированы или изменены путем изменения программного обеспечения. SDR может применяться в широких областях, там где требуется использование беспроводных технологий

Alberto I2PHD

Частный случай использования Software Defined Radio в радиолюбительском сообществе - прием CW, SSB, AM, ЧМ и других  сигналов. Автором была разработана SDR приемная программа "SDRadio".  Не вдаваясь в тонкости процессов происходящих в вычислительном устройстве можно сказать, что принимаемый аналоговый сигнал пройдя через АЦП (аналого-цифровой преобразователь) программно демодулируется, а затем подвергается обратному цифро-аналоговому преобразованию в ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь). устройства ЦАП и АЦП входят в состав звуковой платы (аналогового устройства ввода-вывода) компьютера. Преобразованию могут подвергаться как моно, так и стерео звуковые каналы. В последнем случае аналоговый сигнал предварительно подвергают квадратурному расщеплению (сдвигу фаз) в результате чего программно реализуется принцип однополосного приема сигналов.

На данном этапе развития технологии используется не очень скоростной АЦП/ЦАП в звуковой плате обычного ПК с частотой дискретизации от 48 до 96 кГц. Однако это может рассматриваться как первый шаг в этом направлении.
Более дорогие звуковые устройства могут работать на частотах до 196 кГц. Идеальный SDR приемник содержит только быстродействующий АЦП/ЦАП и компьютер соответствующей мощности.

Снимок программы SDRadio


Особенности версии 0.99

1. Установка частоты внешнего гетеродина для корректного отображения частоты принимаемых сигналов
2. Удобная настройка скролом мыши
3. Улучшенное качество звука
4. Улучшенный подавитель шума
5. Улучшенный многофазный спектральный дисплей

Версия SDRadio V0.95

Версия SDRadio V0.99
В
ерсия SDRadio V1.00

Минимальные требования к персональному компьютеру - Pentium II 400 МГц.

Удачный аппаратный комплекс для использования с SDRadio разработан в AMQRP club, под названием SoftRock40


 SoftRock-40  - малогабаритный, дешевый, простой по конструкции SDR приемник на любительский диапазон 40 метров. Источником питания приемника является USB  порт ПК, а его звуковой выход подключается к линейному входу звуковой платы. Данная конструкция и программное обеспечение разработано Tony Parks, KB9YIG и Bill Tracey, KD5TFD как простой SDR проект. В нем сочетаются простые аппаратные средства со сложным программным обеспечением и мощностью современных персональных компьютеров. Программное обеспечение свободно распространяется и дает большому числу радиолюбителей проводить эксперименты. Достигнуты высокие технические характеристики - чувствительность -128 дбм с точкой компрессии 1 дб около -20 дбм!

     Напряжение питания приемника +5В, конструкция собрана на двухсторонней печатной плате с использованием поверхностного монтажа. На плате имеется USB коннектор и кабельные выводы правого и левого звукового каналов. Терминальное программное обеспечение разработано в проекте FlexRadio, которое свободно распространяется. Данное ПО выполняет такие функции, как окончательную настройку на сигнал, фильтрацию помех, АРУ, демодуляцию различных видов сигналов, визуальное отображение спектров. Исходя из аппаратных возможностей наращиваются и функции ПО.

Блок-схема SoftRock-40

Принцип работы.

Аппаратная часть SoftRock-40 не получается простой. В основе ее кварцевый генератор на 28.224 МГц, частота которого последовательно делится на 2  получаю частоту 14.112 МГц и снова на 2 - частота 7.056 МГц. Противофазные сигналы поступают на Quadrature Sampling Detector (QSD) - квадратурный детектор. Входной сигнал с антенны через фильтр нижних частот также поступает на квадратурный детектор. На выходе детектора в итоге образуются два низкочастотных канала с полосой 24 кГц и сдвигом фаз в 90°. После фильтрации и усиления сигналы подаются на звуковую плату и в дальнейшем подвергаются программной обработке.

 

 

 

 

 

 

 

 

SoftRock-40 соединяется с ПК через USB порт. Через этот порт приемник получает только питание +5В, данные через порт не передаются.  Потребляемый ток составляет 20 мА. Допускается работа от источника +12В через стабилизатор 5В, например трехвыводный 78L05 или от батарей. Один кабель с платы соединяется с линейным звуковым входом, другой кабель соединяется в приемной антенной 40 метрового диапазона.

 

 

 

В настоящее время разработано несколько вариантов приемника SoftRock. С последней модификацией можно ознакомиться по следующей ссылке.


SDRadio может использоваться с простыми смесителями частот 10,7 МГц, 455 кГц, 465 кГц и др. в вещательных приемниках, связных приемниках. Промежуточная частота составляет около 12 кГц (стандарт). Примеры коммерческих модулей СВ, КВ приемников можно найти здесь.

Типичные технические характеристики

Диапазон принимаемых частот от 10 кГц до 30 МГц 
Динамический диапазон ICP3 +13,5 dBm 
Вторая промежуточная частота 12 кГц 
Напряжение питания + 5V 220 мА 
Восьмикристальный кварцевый фильтр на 45,0 МГц по первой ПЧ с полосой пропускания 10 кГц/20 кГц 
14 битный DDS синтезатор с шагом настройки менее 1mHz, стабильностью 5ppm 
Регулировка усиления до110 dB 
Дополнительные виды модуляции  SSB, CW, FSK
габаритные размеры 72 x 57 x 8,5 мм

 

Спектр программного обеспечения с которым могут работать такие радиоприемники велик (описанные выше), а также программные демодуляторы стандарта DRM (цифровое радиовещание на частотах ниже 30 МГц).

Скачать декодер "DREAM" DRM для ПК, V1.6.1
 

Русскоязычные источники по DRМ, SDR:

1. Радиовещательные технологии - (сайт посвящен цифровому DRM радиоприему)
2.
Radioscanner.ru - (сайт для любителей радиоприема)
3. Форум на CQHAM.RU
4. Форум на QRZ.RU
5. Домашняя страница RW3PS - (много информации по SDRadio)

Зарубежные источники:

http://www.prismtechnologies.com
http://www.amqrp.org/kits/softrock40/index.html
http://www.sat-schneider.de/english/products.htm
http://weaksignals.com/index.html
http://www.flex-radio.com