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SDR que es? una explicacion sin ecuaciones | Radioaficion Ham Radio

SDR que es? una explicacion sin ecuaciones

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El concepto del SDR desde un punto de vista diferente!

Una gran cantidad de revistas y artículos han cubierto ya los principios de la radio definida por software. La mayoría de ellos contienen ecuaciones matemáticas que requieren un mayor nivel de conocimientos. Ciertamente, sin las matemáticas no habría SDR, pero creo que el concepto de SDR también se puede explicar de forma mas sencilla. Te voy a enseñar el concepto del SDR desde un punto de vista diferente!

Fundamentos: Los tres componentes de radio

Independientemente del tipo de radio del que estemoss hablando, una radio siempre se puede dividir en tres componentes fundamentales:

  1. Parte de RF
  2. Procesamiento de Señales
  3. Interfaz de usuario

the three radio components, RF, Signal Processing and User Interface


Los tres componentes interactúan entre sí.

RF component iconEl componente RF transforma las señales de alta frecuencia en señales de banda base o viceversa. Partes del componente de RF son los filtros, mezcladores, amplificadores, osciladores, etc


Signal Processing IconLa señal de la banda se procesa / generado en el Procesamiento de Señales de componentes. Este componente es el encargado de tomar la funcionalidad de la modulación, demodulación, NF filtrado, reducción de ruido, etc


UI component IconLa Interfaz de usuario (UI) es la unidad de mando y control de la radio. Es la interfaz para el operador (humano). La interfaz de usuario puede consistir de botones, perillas, LEDs o simplemente una pantalla de PC.

La radio clásica

La radio clásica es el tipo de transmisor-receptor que usamos tipicamente Podria ser una FT1000MP, IC706 o una Drake TR-7, sólo para mencionar algunos de ellos. En las últimas décadas, las características e interfaces de usuario han cambiado ligeramente, pero el concepto sigue siendo el mismo: Todo-en-uno ".

Todos los componentes están integrados en una caja única. Con el creciente nivel de integración (y el uso de las tecnologías digitales) la dependencia física entre los componentes ha aumentado. Incluso si algunos receptores vienen con unidades de control desmontable (interfaces de usuario), no son compatibles con las interfaces de otros proveedores. El esquema siguiente muestra las dependencias que vienen con este "todo-en-una-caja" concepto de transmisores-receptores de hoy en dia.

schematic of a classic radio

El enfoque de SDR

Como la radio clásica, la radio definida por software consiste también de los tres componentes fundamentales de RF, Procesamiento de Señales e interfaz de usuario. Sin embargo, la tremenda diferencia es la física y la independencia lógica entre los tres componentes.

SDR principal concept of independent components

Independencia física significa que cada uno de los tres componentes se pueden realizar en una ubicación individual. No hay razón por la cual los componentes tendría que estar ubicado en el mismo sitio. Geográficamente se pueden separar fácilmente unas 10.000 millas o más, sin ningún tipo de degradación en el rendimiento.

Independencia Logica significa que cada componente en particular se puede diseñar y cambiar sin afectar a los otros componentes. Sobre todo el dominio digital nos permite tener varias instancias independientes del mismo componente.

Hay que reconocer que el concepto de Software Defined Radio es posible gracias a las interfaces estandarizadas y los protocolos (USB, Firewire, TCP / IP..etc), así como nuestro PC con conexión a Internet. ¿Te acuerdas de que hace apenas una década estábamos soñando con tener a disposición todo esto?

Tal vez debido a la falta de disponibilidad de estos estándares y tecnologías de radio comerciales las fabricas no podían producir lo que soñábamos hace unos 10 años - pero por otra parte sospecho que nunca había (y todavía no tienen) el interés de adoptar a comunes (abrir) las normas. Los mejores ejemplos son las interfaces del transceptor diversos (CAT) y micrófono.

Suficiente teoría NO.... Bien, vamos a echar un vistazo a algunos ejemplos del mundo real del concepto aplicado a SDR!

Softrock con PC

Softrock with QSD

Por el momento, esta esla configuración más común de SDR. La antena se conecta directamente a un detector de cuadratura de muestreo (QSD) como el famoso Softrock. El QSD mezcla la señal de RF en una señal de banda base. La banda base compleja (I / Q) de la señal se introduce en la tarjeta de sonido de la PC donde se digitaliza la señal. El Procesamiento de señales se realiza mediante el PC. El usuario selecciona a través de la interfaz de usuario (en este caso: teclado, ratón y pantalla) la configuración como la frecuencia, modo, ancho de banda del filtro, etc

Uso de los tres componentes, el esquema sería el siguiente:

Softrock with QSD schematic

La "radio" consta de dos componentes físicos, el QSD y una PC de escritorio. La única conexión entre el QSD y el PC es una señal de audio estéreo. No hay dependencia física. El QSD podría ser intercambiado (por ejemplo, una softrock receptor contra un Génesis) Sin afectar el procesamiento de la señal o la interfaz de usuario en absoluto. Por otro lado, si un nuevo modo digital (por ejemplo, PSK31) será decodificado, esta actualización de software puede ser instalado sin afectar a los componentes de RF en absoluto.

WebSDR con WebClients Varios

WebSDR schematic

¿Has visto ya Pieter-Tjerk, WebSDR PA3FWM de que desarrolla su actividad en la Universidad de Twente en los Países Bajos? Pieter construido un receptor directo de muestreo consiste en un muy rápido convertidor analógico digital (ADC), seguido de un Field Programmable Gate Array (FPGA), donde varios Convertidores digital (DDC) se aplican a (básicamente) filtrar las 7 bandas deseado. El receptor envía la señal I / Q de 7 bandas, con un ancho de banda entre 150 kHz y 1,2 MHz. a través de Gigabit Ethernet a un servidor local. Este servidor es la interfaz entre el receptor y los usuarios.

Un usuario se conecta a través del navegador web al servidor donde el servidor proporciona un ámbito de aplicación del espectro para cada banda. Dentro del espectro, el usuario puede seleccionar la frecuencia deseada, el modo y el ancho de banda del filtro, y recibe al instante la señal de audio. El I / Q a la conversión de audio se realiza en el servidor con los parámetros (frecuencia, modo, etc ..), solicitado por el usuario. En teoría, sería posible transmitir el I / Q de señales así, pero las conexiones que hoy sobrecarga de Internet.

Entonces, ¿cómo queda ahora este nuevo escenario WebSDR con los tres componentes de radio?


WebSDR Diagram

El muestreo directo del receptor es el componente de RF. Se transforma la señal de RF en una E / S digital flujo Q. El I / Q (siete bandas) corriente es enviar a través de Gigabit Ethernet al servidor WebSDR. En el caso de suficiente ancho de banda, el receptor directo de muestreo podría estar situada en cualquier lugar (independencia física).

El servidor WebSDR se utiliza como un servidor de interfaz entre el receptor y el usuario. El servidor se encarga del procesamiento de señales. El servidor genera fuera de la E / Q flujo de una vista de espectro y de los flujos de audio para cada usuario conectado. Cualquier mejora (por ejemplo, mejores filtros) se pueden realizar por medio de una actualización de software.

El usuario se conecta a través del navegador web al servidor WebSDR. El navegador Web es la interfaz de usuario. El usuario selecciona la señal deseada en la banda con un solo clic del ratón. A unos pocos milisegundos más tarde, puede escuchar la señal a través de sus altavoces. El usuario se puede encontrar en todas partes del mundo. No es ninguna dependencia geográfica / física entre el servidor y el usuario (cliente). También hay No dependencia lógica. Un elevado número de casos de la interfaz de usuario (las personas que están escuchando) pueden acceder al mismo tiempo en el mismo receptor sin interferir entre sí.

¿Podría usted imaginar una aplicación hace unos años?

Conclusiones

La radio es una caja grande con un montón de botones, LEDs aún más y ocupando la mayoría de nuestros escritorios? Sí, eso es aún el caso. Pero estamos en movimiento - hacia un futuro emocionante. Por lo tanto, es crucial para entender el enfoque del SDR. En contra de la radio clásica, los tres componentes (RF, procesamiento de señales e interfaz de usuario) de un SDR son independientes el uno del otro. Esto es principalmente en los interfaces y protocolos que han sido establecidos como estándares de la industria durante la última década. semiconductores de gran alcance e Internet de banda ancha nos permite el diseño de toda una nueva gama de aplicaciones. Los dos ejemplos presentados ilustran cuán poderosa es esta tecnología.


escrito por: Tobias, DH1TW

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