SDR Software Defined Radio Jochen Althoff, DF1VB VFDB Verband der Funkamateure in Telekommunikation...
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SDRSDRSoftware Defined RadioSoftware Defined Radio
Jochen Althoff, DF1VBJochen Althoff, DF1VB
VFDBVFDBVerband der Funkamateure in Telekommunikation und PostVerband der Funkamateure in Telekommunikation und Post
Was ist SDR?Was ist SDR?
Wesentliche Teile eines RX oder TX Wesentliche Teile eines RX oder TX mit Hilfe von Software und mit Hilfe von Software und angepasster Rechnerhardware wie angepasster Rechnerhardware wie DSP oder FPGA realisieren.DSP oder FPGA realisieren.
Einfachstes Beispiel: Die SoundkarteEinfachstes Beispiel: Die Soundkarte
Erste brauchbare Veröffentlichung im Erste brauchbare Veröffentlichung im Jahr 2002 durch Gerald YoungbloodJahr 2002 durch Gerald Youngblood
Erste brauchbare AFu Funkgeräte im Erste brauchbare AFu Funkgeräte im Jahr 2004 (z.B. SDR-1000 v. Flex)Jahr 2004 (z.B. SDR-1000 v. Flex)
Kommerzielle Geräte wie FLEX-5000, Kommerzielle Geräte wie FLEX-5000, ADAT-200AADAT-200A
Empfänger wie PERSEUS, SDR-14Empfänger wie PERSEUS, SDR-14
Fkexradio SDR Flex-1500Fkexradio SDR Flex-1500
SDR Empfänger FunCubeSDR Empfänger FunCube
Einfacher VHF / UHF SDR von 54 bis 2100 MHz !!Einfacher VHF / UHF SDR von 54 bis 2100 MHz !!
Bausatz Lima-SDRBausatz Lima-SDR
FA-SDR Transceiver BausatzFA-SDR Transceiver Bausatz
KonzeptionKonzeption
HF Eingangsstufe (ggf. mit Abschwächer) und Vorselektion HF Eingangsstufe (ggf. mit Abschwächer) und Vorselektion (Preselektor)(Preselektor)
Direkter Mischer ins Basisband mittels I/Q Schalter-MischerDirekter Mischer ins Basisband mittels I/Q Schalter-Mischer
I / Q Signalverarbeitung mittels Soundkarte und DSP I / Q Signalverarbeitung mittels Soundkarte und DSP Software auf dem PCSoftware auf dem PC
Der SchaltermischerDer Schaltermischer
Auszug aus dem FA-SDRAuszug aus dem FA-SDR
Welche Soundkarten benötige ich?Welche Soundkarten benötige ich?Die Karte muss mindestens 2 Kanäle a 96kbit/s Die Karte muss mindestens 2 Kanäle a 96kbit/s bereitstellenbereitstellen
Stereotauglich seinStereotauglich sein
Rauscharm sein (RX Empfindlichkeit!)Rauscharm sein (RX Empfindlichkeit!)
Intermodulationsarm seinIntermodulationsarm sein
Einige kommerzielle SDR benötigen eine 4 Kanal Einige kommerzielle SDR benötigen eine 4 Kanal Soundkarte wie etwa der FLEX-5000Soundkarte wie etwa der FLEX-5000
Es werden zwei (!) Soundkarten benötigt, eine für Es werden zwei (!) Soundkarten benötigt, eine für die Verbindung zum SDR, die andere für die NF die Verbindung zum SDR, die andere für die NF Wiedergabe bzw. für‘s Mikrofon.Wiedergabe bzw. für‘s Mikrofon.
Welchen PC benötige ich?Welchen PC benötige ich?Nicht den neuesten, hochgerüstetsten, Nicht den neuesten, hochgerüstetsten, aber auch kein „altes Möhrchen“. aber auch kein „altes Möhrchen“.
Der PC ist nun der eigentliche Demodulator, Der PC ist nun der eigentliche Demodulator, Modulator, Filterbank und die Modulator, Filterbank und die Benutzerschnittstelle.Benutzerschnittstelle.
Hier muss jeder sehen welche Ansprüche er Hier muss jeder sehen welche Ansprüche er selbst hat….selbst hat….
Software RockySoftware Rocky
Einfache Bedienung, deutsches HandbuchEinfache Bedienung, deutsches Handbuch
Kann (noch) kein SSB aber PSK31 ist eingebaut.Kann (noch) kein SSB aber PSK31 ist eingebaut.
Software Power SDRSoftware Power SDR
Vorteile von SDRVorteile von SDR
Viele Features durch Software realisiertViele Features durch Software realisiert
Deutlich reduzierter HardwareaufwandDeutlich reduzierter Hardwareaufwand
Durch SW-Updates neue Modes oder Durch SW-Updates neue Modes oder Features verfügbarFeatures verfügbar
Nachteile von SDRNachteile von SDR
Wenig kommerzielle Produkte verfügbarWenig kommerzielle Produkte verfügbar
Aufwand bei IM UnterdrückungAufwand bei IM Unterdrückung
Votum für den SelbstbauVotum für den Selbstbau
Durch geringeren HW Aufwand wieder Durch geringeren HW Aufwand wieder kompetenter Selbstbau möglichkompetenter Selbstbau möglich
Diverse Bauprojekte verfügbar von Diverse Bauprojekte verfügbar von Baumappe bis BausatzBaumappe bis Bausatz
Synergien zwischen PC und TRXSynergien zwischen PC und TRX
Bastelprojekt FA-SDR TransceiverBastelprojekt FA-SDR Transceiver
Vergleich mehrerer Projekte:Vergleich mehrerer Projekte:- Funktionsumpfang- Funktionsumpfang- Qualität und Stand der Technik- Qualität und Stand der Technik- Verfügbarkeit- Verfügbarkeit- Nachbausicherheit / Baumappe (D)- Nachbausicherheit / Baumappe (D)- SW-Kompatibilität- SW-Kompatibilität- Preis- Preis
=> Ergebnis Funkamateur Bausatz=> Ergebnis Funkamateur Bausatz
Bausatz FA-SDR TransceiverBausatz FA-SDR Transceiver
SDR-TRX (10mW)SDR-TRX (10mW)
GehäuseGehäuse
interne PA (1 Watt)interne PA (1 Watt)
PA 5 Watt PA 5 Watt
PA 10 Watt (qrp-projekt)PA 10 Watt (qrp-projekt)
2. Soundkarte wird benötigt!2. Soundkarte wird benötigt!
Bastelwochenende 21./22. MaiBastelwochenende 21./22. MaiZiele:Ziele:
- gemeinsames Aufbauen des Transceivers- gemeinsames Aufbauen des Transceivers
- Geübte helfen den Unerfahrenen- Geübte helfen den Unerfahrenen
- Bereitstellung von Werkzeug falls nicht vorh.- Bereitstellung von Werkzeug falls nicht vorh.
- Abgleichen des Transceivers mit - Abgleichen des Transceivers mit bereitgestelltem Messequipmentbereitgestelltem Messequipment
- ggf. Fehlersuche und Beseitigung.- ggf. Fehlersuche und Beseitigung.
Nach Möglichkeit sollten alle Teilnehmer mit Nach Möglichkeit sollten alle Teilnehmer mit einem funktionsbereiten SDR Transceiver nach einem funktionsbereiten SDR Transceiver nach Hause gehen.Hause gehen.
Danke für die Danke für die Aufmerksamkeit!Aufmerksamkeit!
Gute Heimreise,Gute Heimreise,
Jochen Althoff DF1VBJochen Althoff DF1VBVFDB Dortmund Z03VFDB Dortmund Z03
Was ist das I / Q Signal?Was ist das I / Q Signal?
Wenn man ein komplexes Signal klassisch Wenn man ein komplexes Signal klassisch demoduliert erhält man am Ausgang des demoduliert erhält man am Ausgang des Demodulators nur das Amplitudensignal.Demodulators nur das Amplitudensignal.
Komplexe Signale haben aber am Eingang des Komplexe Signale haben aber am Eingang des Demodulators eine Amplitudengröße Demodulators eine Amplitudengröße undund eine eine Phasenlage.Phasenlage.
Wird also ein komplexes Signal klassisch Wird also ein komplexes Signal klassisch demoduliert geht die Phaseninformation verloren, demoduliert geht die Phaseninformation verloren, ein Teil der Information fehlt also.ein Teil der Information fehlt also.
Um die Phasenlage als Information zu erhalten Um die Phasenlage als Information zu erhalten wird das Signal 2 Demodulationswegen zugeführt wird das Signal 2 Demodulationswegen zugeführt welche um 90° phasenverschoben mit der selben welche um 90° phasenverschoben mit der selben Signalquelle demoduliert werden.Signalquelle demoduliert werden.
Am Ende stehen beide Anteile des Eingangs-Am Ende stehen beide Anteile des Eingangs-
signals zur verfügung:signals zur verfügung:
Das I Signal, die orginäre Amplitudeninformation,Das I Signal, die orginäre Amplitudeninformation,
und das Q Signal, ebenfalls eine Amplitude die und das Q Signal, ebenfalls eine Amplitude die aber die Phasenlage repräsentiert.aber die Phasenlage repräsentiert.
Das I Signal (In Phase) stellt also den realen Teil Das I Signal (In Phase) stellt also den realen Teil der Signalinformation dar.der Signalinformation dar.
Das Q Signal (Quadratur) stellt demnach den Das Q Signal (Quadratur) stellt demnach den imaginären Anteil des Signals dar.imaginären Anteil des Signals dar.
Da die Signale rechwinklig aufeinander Stehen Da die Signale rechwinklig aufeinander Stehen (90° Phase) kann so mit Hilfe des Satz des (90° Phase) kann so mit Hilfe des Satz des Pythagoras der absolute Amplitudenbetrag Pythagoras der absolute Amplitudenbetrag errechnet werden.errechnet werden.