Witam,
Wiele różnych rozwiązań SDR-ów już powstało, a najbardziej rozpowszechniło się rozwiązanie tzw SDR-IQ podłączone do karty dźwiękowej komputera PC, chyba dlatego, że jest najprostsze (najmniejsza liczba elementów). Jednakże takie rozwiązanie pociąga za sobą wiele dodatkowych wymagań dotyczących komputera PC i karty dźwiękowej. Najlepiej jeśli komputer jest bardzo szybki, a karta dźwiękowa profesjonalna (24-bitowa). Potrzebne jest też dobre oprogramowanie, które nie będzie pochłaniało zbytnio zasobów komputera, a z tym bywa różnie. Dostępne oprogramowanie SDR-IQ w zasadzie zawsze opiera się na przetwarzaniu sygnału w dziedzinie częstotliwości poprzez tzw FFT (Fast Fourier Transform) co powoduje, że bufor spróbkowanego sygnału musi być odpowiednio duży (np. 2048 bajtów przy częstotliwości próbkowania 48000Hz), aby zniekształcenia wprowadzane przez FFT były jak najmniejsze. Takie rozwiązanie wprowadza dosyć duże opóźnienia sygnału (latencję) między wejściem a wyjściem rzędu kilkuset milisekund co jest dosyć niewygodnym zjawiskiem zwłaszcza dla urządzeń typu SDR. Daje się to odczuć podczas przestrajania lub podczas nadawania zwłaszcza, gdy chcemy używać VOX-a lub przy nadawaniu CW.
Poszczególne rozwiązania urządzeń SDR mają swoje wady i zalety. Przetestowałem kilka różnych rozwiązań SDR i muszę powiedzieć, że dla mnie optymalnym rozwiązanie SDR-a jest rozwiązanie typu SDR-IF (czy też zamiennie IF DSP), tzn takie, które polega na przetwarzaniu sygnału w 2 stopniu IF (2 pośrednia) pracującym na częstotliwości ok kilkunastu kHz (takiej, którą potrafi przetworzyć karta dźwiękowa). W urządzeniu takim 1 pośrednia pracuje na wyższej częstotliwości np 9MHz (lub wyższej), a druga pośrednia jak wyżej wspomniałem na częstotliwości kilkunastu kHz.
Co daje nam takie rozwiązanie ?
Może zacznę od wad:
Wady:
- potrzeba dobrych filtrów pasmowych na wejściu odbiornika - głównie dla odseparowania (wytłumienia) częstotliwości lustrzanych powstających w pierwszej przemianie
- potrzeba odpowiednio dobrego mieszacza (w 1-szej pośredniej)
- filtr kwarcowy (w 1-szej pośredniej) tzw roofing filter, który w tym wypadku służy głównie do wytłumienia częstotliwości lustrzanej powstającej w następnym (drugim) stopniu przemiany.
- węższe spektrum (dotyczy wizualizacji), zależne od szerokości pasma filtra kwarcowego
Zalety:
- przy zastosowaniu dobrego mieszacza z IP3 min +10dBm lepsza odporność na przesterowania dalszych stopni odbiornika dzięki roofing filtrowi niż w typowym SDR-IQ
- można zastosować prawie każdą kartę dźwiękową (najlepiej jeśli jest 24-bitowa - lepsza dynamika) - przy przetwarzaniu IQ nie każdą kartę można zastosować (chodzi o współbieżność kanałową oraz szumy)
- wystarczy 1 kanał audio dla odbiornika (drugi można zastosować dla nadajnika) - nie trzeba stosować przełączania wejść i wyjść pomiędzy odbiorem i nadawaniem
- bufor przetwarzania sygnału o dowolnej wielkości potęgi liczby 2 (dla przetwarzania DSP - nie FFT) - zależnej tylko od mocy obliczeniowej procesora (w praktyce ok 128 - 512 bajtów) co daje nam małe opóźnienie (latencję) przetwarzanego sygnału o wartości kilkudziesięciu milisekund
- bardzo dobre wytłumienie częstotliwości lustrzanej 2 pośredniej (zależnej od zastosowanego filtra kwarcowego) - z reguły więcej niż 80dB! (już dla filtra 4-kwarcowego, przy odstępie kilkunastu kHz)
- bardzo dobre wytłumienie niepożądanej wstęgi bocznej - z reguły więcej niż 80dB! w całym zakresie (zależy tylko od użytych filtrów DSP) - bardzo trudne do uzyskania w typowym SDR-IQ, a zwłaszcza na wyższych pasmach
- stosunkowo niski koszt wykonania takiego urządzenia
Myślę, że przytoczone powyżej wady są do "przeskoczenia" przy odpowiedniej konstrukcji odbiornika.
Jeszcze jedną wadą, która nie dotyczy raczej samego urządzenia, jest brak odpowiedniego oprogramowania. Te które jest dostępne opiera się na przetwarzaniu FFT, ale myślę, że to też jest do "przeskoczenia" (przynajmniej w moim przypadku tak się już stało).
Urządzenie typu SDR, jak to ktoś kiedyś powiedział, to głównie odpowiednie oprogramowanie. Właśnie z powodu braku odpowiedniego oprogramowania zająłem się pisaniem takiego programu i po wielu różnych próbach program taki powstał i działa na moim urządzeniu. Jest na razie w roboczej wersji i trudno się nim chwalić, ale najważniejsze, że działa i spełnia moje oczekiwania. Program, który napisałem działa pod systemem Linux. Opóźnienie (latencja) sygnału jakie udało mi się uzyskać wynosi ok 40ms, co daje bardzo duży komfort przy pracy z takim urządzeniem. Systemu Linux używam właśnie dlatego, że sterowniki linuxowe (Alsa) wnoszą bardzo małe opóźnienia - nie do osiągnięcia w takich systemach jak np Windows (nawet ze sterownikami ASIO).
Postaram się systematycznie podawać informację o postępach z prac nad moim urządzeniem i oprogramowaniem. Może ktoś mógłby się również podzielić swoimi doświadczeniami z SDR-IF - zachęcam.
W tytule wątku podałem, że SDR-IF może być optymalnym rozwiązaniem dla radioamatora, ponieważ jego cechy bardziej odpowiadają cechom typowego radia. Wszystkie mankamenty typowego radia SDR wychodzą głównie wtedy, gdy chcemy je zastosować do nadawania. Urządzenie SDR-IF z małymi opóźnieniami bardziej nadaje się do nadawania niż typowy SDR-IQ i właśnie dlatego zastosowałem u siebie tego typu rozwiązanie.
Pozdrawiam wszystkich SDR-owców
Krzysiek SP9NLD
TRX SDR-IF jako optymalne rozwiązanie SDR dla radioamatora
