Zeta sdr, semplice ricevitore sdr di LY1GP per la banda dei 40 metri, ed oltre...

La realizzazione di LY1GP
La realizzazione di LY1GP

Anche se questo progetto, ed altri dello stesso genere che verranno in seguito, dovrebbero essere collocati nelle pagine di questo sito dedicate all'autocostruzione, io preferisco mantenere "un capitolo tutto a parte" interamente dedicato al Software Defined Radio.

Chi volesse cimentarsi in queste realizzazioni quindi, avrà una possibilità più immediata di trovare riscontro negli argomenti che, come sempre, cercherò di illustrare nel modo più semplice possibile.

Voglio cominciare a proporre lo schema di un semplice ricevitore sdr che impiega componenti abbastanza comuni e di facile reperibilità, e che allo stesso tempo non presenta grosse difficoltà nella sua realizzazione.

Specifico, come di buona consuetudine, che il progetto è opera del radioamatore LY1GP, e che tutte le ulteriori indicazioni (tra cui anche il disegno del circuito stampato) sono reperibili sul suo sito all'indirizzo: http://www.qrz.lt/ly1gp/SDR/indexlt.html . Inoltre questo ricevitore è stato anche trattato sul numero di novembre 2009 della rivista Radiokit Elettronica da IK2PTR.

BREVI CENNI E SCHEMA ELETTRICO

Prima di sottoporre l'attenzione allo schema però, vorrei brevemente fare due cenni sul funzionamento di questo tipo di ricevitori.

Nelle convenzionali supereterodine (tipologia di ricevitore classica), questo è composto da un insieme di circuiti come preamplificatori, mixer, una o più medie frequenze con appositi filtri (per determinare la larghezza di banda), demodulatori vari a seconda dei tipi di segnale che vogliamo ricevere (CW, SSB, AM, FM ecc), filtri per l’audio e circuiti progettati per la riduzione del rumore ed interferenze varie.

Nei ricevitori SDR, tutti questi circuiti vengono sostituiti dal software, a cui viene affidato il compito di convertire ed elaborare adeguatamente il segnale ricevuto utilizzando come interfaccia la scheda audio presente nei computer stesso.

Ovviamente è impensabile entrare direttamente con un segnale radio, oltre una determinata frequenza, all'ingresso della scheda audio presente nel pc. Quindi viene utilizzata la soluzione di utilizzare un’interfaccia, più o meno semplice, per convertire una determinata porzione di frequenza (quella che praticamente vogliamo ascoltare) , in una banda audio che possa essere facilmente campionata ed elaborata dal computer.

Nella maggior parte di questi ricevitori SDR, è ormai classico l’uso di un mixer tipo a "quadratura" (QSD - quadrature sample detector) . Il vantaggio di questo mixer è quello di presentare una bassissima intermodulazione e contemporaneamente una bassissima perdita d’inserzione. Purtroppo però, il limite di questo tipo di mixer è la sua frequenza massima di lavoro, che normalmente non supera i 50 - 60MHz.

Ed ecco lo schema del ricevitore:

La semplicità del circuito non richiede grosse spiegazioni. Il cuore del ricevitore è il mixer, realizzato con l'integrato 74HC4052, a cui segue il doppio amplificatore operazionale LM358, all'uscita di questo troviamo i segnali audio I e Q da inviare al nostro computer.

(Nota bene: le due resistenze da 5,1 k presenti nel circuito del LM358 possono essere sostituite da valori similari, es. 4,7 K)

L'oscillatore locale è ottenuto con un ocillatore "recuperato" da una vecchia scheda ex computer (nel caso specifico, quello da 28.322 Mhz era situato sulle vecchia schede VGA bus ISA - l'ho trovato anche io lì), a cui segue un 74HC74, che ha il compito di dividere per 4 la frequenza generata dall'oscillatore e di fornire allo stesso tempo due segnali in opposizione di fase, necessari al mixer qsd.

Nulla ci vieta di optare per una soluzione diversa e scegliere un altro tipo di oscillatore, l'importante è che ai piedini 3 e 11 dell'integrato 74HC74 sia presente una frequenza ben QUATTRO VOLTE SUPERIORE al centro gamma che vogliamo ascoltare (nel nostro caso 28 Mhz : 4 = 7 Mhz).

Ciò lascia intuire che, a questo punto, il ricevitore potrà essere utilizzato per ricevere, limitatamente al segmento di campionamento consentito della sound blaster del computer, uno spettro di frequenze che parte dalle VLF comprendendo tutte le HF.

Sarò più chiaro e semplice: una normale ed "onesta" soundblaster ci permette di sintonizzare il ricevitore sdr circa 24 Khz al disopra e 24 khz al disotto della frequenza dell'oscillatore locale (le schede più performanti 48 + 48 Khz). Quindi se il nostro oscillatore locale lavorerà a 7 Mhz (28:4), il ricevitore sintonizzerà una gamma di frequenza compresa tra i 6.976,00 ed i 7.024,00 Khz; quindi variando la frequenza dell'oscillatore locale, ovviamente varieranno i segmenti di frequenza ricevibili.

Ultimo suggerimento: inserire all'ingresso del ricevitore di un filtro passa banda, per far sì che vengano eliminati dal suo ingresso tutti i segnali indesiderati, ottene do una resa migliore.

Lo chema prevede l'alimentazione direttamente dalla presa usb del computer, ma nessuno vieta di utilizzare una batteria, ovviamente a 4,5 - 5 volt.

 

A questo punto siamo a metà del lavoro: abbiamo realizzato l'hardware.

Di seguito verranno brevemente descritti i software da utilizzare per la gestione del ricevitore sdr.

 

08.01.2010 - Francesco

 

Su richiesta di tanti lettori e visitatori di questo sito, allego il file pdf, liberamente scaricabile, riportante la scannerizzazione dell'articolo sul ricevitore ZetaSDR pubblicato sul numero di novembre 2009 della rivista Radiokit Elettronica.

 

ZetaSDR.pdf
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