|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Tiền tố SDR toàn cảnh chung cho bộ thu phát HF. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Ăng ten. Đo lường, điều chỉnh, điều phối Ngày nay, có lẽ không có đài nghiệp dư nào không biết, ít nhất là về mặt chung, SDR (Software-Defined Radio) là gì. Rất nhiều điều đã được viết về chủ đề này và trong khuôn khổ bài viết này, không cần phải đi sâu vào chi tiết nó là gì và nó hoạt động như thế nào. Chúng tôi sẽ cho rằng người đọc có một số ý tưởng và một số kinh nghiệm trong lĩnh vực này. Công nghệ xử lý tín hiệu tương đối mới này đang ngày càng thấm nhuần cuộc sống vô tuyến nghiệp dư của chúng ta và đã có nhiều đài phát thanh đang phát sóng sử dụng bộ thu phát SDR. Một số đài nghiệp dư lắng nghe không khí và quan sát trực quan tình hình trên máy thu SDR, nhưng họ vẫn truyền tín hiệu của mình trên không bằng cách sử dụng bộ thu phát "cổ điển" thông thường. Thật vậy, ngoài chất lượng tuyệt vời của việc thu tín hiệu vô tuyến nghiệp dư trong công nghệ SDR, sự hiện diện của một bức tranh toàn cảnh đẹp và nhiều thông tin về không khí trên màn hình máy tính cũng thu hút. Nhưng làm việc trên đường truyền từ một bộ thu phát thông thường cũng có những ưu điểm của nó. Ví dụ: theo quy định, hầu hết các bộ thu phát nhập khẩu đều có công suất đầu ra "tiêu chuẩn" 100 W và nhiều kiểu máy cũng có bộ thu sóng tự động tích hợp. Hầu hết các bộ thu phát SDR được cung cấp để mua hoặc lặp lại cung cấp công suất đầu ra của bộ phát nhỏ (không quá 20 W) và không có bộ thu sóng ăng-ten tích hợp. Do đó, trong tương lai, bạn cũng sẽ phải quan tâm đến một bộ khuếch đại công suất tuyến tính bổ sung và các bộ lọc thông thấp đầu ra. Nói chung, một bộ thu phát SDR có thể khá đắt. Đối với nhiều người nghiệp dư, cũng có một số rào cản tâm lý - ảo. Bộ thu phát trên màn hình máy tính không phù hợp với tất cả mọi người và một người thích có trên bàn không phải là một chiếc hộp không có gì đặc biệt với một cặp đèn LED và đầu nối, mà là một bộ thu phát thực sự với các nút và núm đẹp mắt mà bạn có thể chạm và vặn. Không phải ai cũng có thể có cả hai, và khi lựa chọn, đa số vẫn thích "kinh điển" hơn. Vậy phải làm sao nếu bạn có một bộ thu phát thông thường tốt, không có tiền để mua một bộ thu phát SDR rời nhưng vừa thời trang lại vừa muốn tận dụng những “lợi ích” của SDR? Có hai cách chính với những ưu điểm và nhược điểm riêng. Hãy xem xét chúng một cách riêng biệt. Cách đầu tiên là mua hoặc chế tạo một bộ thu SDR chính thức riêng biệt và thực hiện việc truyền theo cách cũ, từ một bộ thu phát thông thường. Trong trường hợp này, bạn cần quan tâm đến ít nhất hai điều - chuyển mạch ăng-ten, phải được kết nối với bộ thu SDR ở chế độ nhận và với đầu ra của bộ thu phát trong khi truyền, đồng bộ hóa tần số điều chỉnh và chế độ hoạt động của bộ thu phát và một máy thu SDR riêng biệt. Nếu sự can thiệp vào bộ thu phát không được lên kế hoạch và chủ sở hữu của nó không chấp nhận được, thì đây là một tùy chọn rất thuận tiện để thực hiện tiếp nhận SDR. Đúng, không phải là rẻ nhất và dễ dàng nhất. Một ví dụ điển hình là máy thu "Hanter" (khoảng 200 đô la), có bộ chuyển mạch ăng-ten tích hợp. Sơ đồ của máy thu này có sẵn trên trang web của nhà sản xuất [1]. Ở đó, bạn có thể tự học nhiều giải pháp mạch thú vị (đặc biệt là bộ chuyển mạch) trong trường hợp bạn muốn tự mình chế tạo một hệ thống tiếp nhận SDR như vậy. Đối với việc đồng bộ hóa các cài đặt của bộ thu SDR và bộ thu phát, không phải mọi thứ đều đơn giản như vậy với việc tự sản xuất. Máy thu phải có khả năng trao đổi thông tin về tần số và chế độ hoạt động với chương trình SDR, do đó, cũng phải có khả năng giao tiếp với các chương trình khác. Và sự lựa chọn ở đây, về nguyên tắc, là nhỏ. Về cơ bản, để điều khiển bộ thu, mọi người sử dụng giao diện USB của máy tính và sử dụng bộ tổng hợp tần số dựa trên chip Si570 (do vi điều khiển có sẵn phần mềm để điều khiển bộ tổng hợp và bộ thu). Bộ tổng hợp này được sử dụng trong nhiều bộ thu và bộ thu phát SDR của sê-ri "SoftRock" và nó cũng có thể được mua dưới dạng một thiết bị riêng biệt với bộ thu [2]. Có rất nhiều thông tin về sản xuất, cũng như khả năng mua các bộ SDR khác nhau trên Internet và nếu bạn muốn, sẽ không khó để tìm thấy nó trong bất kỳ công cụ tìm kiếm nào. Chỉ cần nhập từ khóa "sdr softrock" hoặc tương tự là đủ. Ví dụ: bạn có thể bắt đầu đánh giá với một trang web rất nhiều thông tin và thú vị RV3APM [3]. Chỉ một trong các trang của trang web này [4] nói ngắn gọn về việc đồng bộ hóa bộ thu và bộ thu phát riêng biệt. Cách thứ hai để thực hiện thu SDR là kết nối bộ thu SDR đơn giản nhất (hộp giải mã tín hiệu toàn cảnh) ở một tần số cố định với đường dẫn IF của bộ thu phát. Phương pháp này được mô tả chi tiết trên trang web của WU2X, tác giả của chương trình đặc biệt POWERSDR/IF STAGE [5]. Để làm ví dụ, nó cũng mô tả cách kết nối bộ thu SDR như vậy với đầu ra IF của bộ thu phát TS-940S. Hạn chế duy nhất của sơ đồ kết nối như vậy là không phải mọi bộ thu phát đều có đầu ra IF được đệm và thậm chí là đầu ra băng thông rộng, tức là bị loại bỏ khỏi đường dẫn nhận đến bộ lọc lựa chọn chính. Và nếu không có đầu ra NẾU như vậy, bạn sẽ phải tự mình thực hiện hoặc từ bỏ phương pháp này và quay lại phương pháp đầu tiên - một bộ thu riêng biệt. Nếu bạn là một người nghiệp dư về đài phát thanh khá có trình độ, bạn có thể dễ dàng tìm thấy bộ trộn đầu thu đầu tiên trên mạch thu phát của mình và kết nối giai đoạn đệm với nó, từ đầu ra mà bạn có thể xuất tín hiệu IF của bộ thu sang bảng điều khiển phía sau của bộ thu phát. Ví dụ, trong hình. Hình 1 cho thấy một đoạn của mạch thu phát IC-735 với bộ khuếch đại đệm tích hợp.
Vì vậy, giả sử chúng ta có đầu ra IF. Bây giờ bạn cần chọn một người nhận. Ở giai đoạn này, cũng sẽ có một số tùy chọn tách biệt, tùy thuộc vào tần số IF của bộ thu phát. Nếu tần số IF là "thấp" - dưới 40 MHz và thậm chí là "tròn", chẳng hạn như 9 MHz, thì bạn thật may mắn. Tùy chọn đơn giản nhất là mua, ví dụ, tại đây [6], một bộ thu SDR đơn băng tần rẻ tiền ($21) "Softrock 6.2" hoặc tương tự, được thiết kế để nhận phạm vi 40 hoặc 30 mét và thạch anh 12 MHz bộ cộng hưởng. Mạch tạo dao động cục bộ của máy thu giúp kích thích bộ cộng hưởng này ở sóng hài thứ ba, tức là ở tần số 36 MHz. Do tín hiệu bộ tạo dao động cục bộ trong máy thu được chia cho bốn trước khi được đưa vào bộ trộn, nên chúng tôi nhận được tần số thu SDR khoảng 9 MHz. Đây là lựa chọn rẻ nhất và có thể nói là lý tưởng. Nhưng bạn có thể tự lắp ráp một bộ thu tương tự với IF cố định. Trên Internet, nhiều tùy chọn cho máy thu đơn giản dựa trên các thành phần khác nhau đã được đề xuất. Và ở đây không thể không nhắc đến Tasa (YU1LM) vô tuyến nghiệp dư nổi tiếng và được kính trọng, người đã phát triển và sản xuất nhiều loại máy thu và phát SDR. Rất hữu ích khi truy cập trang web của anh ấy [7], nơi bạn có thể tìm thấy sơ đồ và mô tả chi tiết về công việc thiết kế của anh ấy, bản vẽ bảng mạch in (tuy nhiên, tất cả điều này đều bằng tiếng Anh). Mọi thứ đều tốt và dễ hiểu nếu có sẵn bộ cộng hưởng thạch anh cho tần số cần thiết. Và nếu anh ta không? phải làm gì? Sự lựa chọn là nhỏ. Hoặc từ bỏ ý tưởng này hoặc tạo một bộ tổng hợp tần số, sẽ được thảo luận bên dưới. Bây giờ, hãy xem xét tùy chọn phức tạp nhất (và thật không may, phổ biến nhất) - bộ thu phát có IF "cao" và theo đó, chuyển đổi "tăng". Phần lớn các máy thu phát độc quyền được chế tạo theo cấu trúc này, nhưng không phải tất cả các vi mạch kỹ thuật số thường được sử dụng trong máy thu SDR đều có khả năng hoạt động ở tần số cỡ 80 MHz. Cũng cần có bộ cộng hưởng thạch anh ở tần số mong muốn. Ngoài ra còn có những khó khăn khác. Trong trường hợp này, tác giả của một số thiết kế sử dụng chuyển đổi tần số kép. Tín hiệu của IF đầu tiên của bộ thu phát (45...80 MHz trong hầu hết các trường hợp) được chuyển sang IF thứ hai, ở tần số mà bộ thu SDR có khả năng hoạt động. Đây không phải là cách tốt nhất, vì chuyển đổi kép làm giảm các tham số động có thể đạt được của máy thu và có thể tạo thêm nhiễu bên trong cho việc thu nếu tần số chuyển đổi không được chọn chính xác. Phạm vi động của hộp set-top toàn cảnh nên được coi trọng, ngay cả khi bạn tiếp tục nhận trên bộ thu phát và chỉ nhìn vào toàn cảnh. Bất kỳ sự quá tải nào của cả bộ trộn đầu tiên của bộ thu phát và bộ trộn của bộ thu SDR, cũng như đầu vào của card âm thanh của máy tính, sẽ dẫn đến sự xuất hiện của toàn cảnh các tín hiệu sai không thực sự tồn tại trong hình. Bất kỳ sản phẩm cắt và sản phẩm xuyên điều chế nào sẽ được hiển thị hoàn hảo trên toàn cảnh. Do đó, cần phải kết hợp tốt toàn bộ đường dẫn nhận SDR về mức tín hiệu. Tránh tình trạng quá tải. Một tiêu chí đơn giản - trên phạm vi "yên tĩnh nhất", đường nhiễu toàn cảnh chỉ tăng nhẹ khi ăng-ten được kết nối với bộ thu phát, tức là cần một biên độ nhạy nhỏ, nhưng không hơn. Không được phép xảy ra tình huống khi tiếng ồn của không khí khi ăng-ten được kết nối làm tăng dải nhiễu của ảnh toàn cảnh lên nửa màn hình, tức là hàng chục decibel. Bạn sẽ đơn giản là mất tín hiệu trong tiếng ồn, hạn chế dải động của toàn bộ hệ thống. Sử dụng bộ suy hao của bộ thu phát hoặc bộ suy hao riêng ở đầu vào của hộp giải mã tín hiệu toàn cảnh. Ngoài ra, đừng bỏ qua bộ lọc thông dải tốt cho tần số IF nhận được ở đầu vào của bộ thu SDR của bạn. Ở đầu ra của bộ trộn đầu tiên của bộ thu phát, có nhiều dải tần số kết hợp khác nhau và bộ thu SDR cũng có các kênh tiếp nhận phụ (ví dụ như ở sóng hài của bộ tạo dao động cục bộ) và tình trạng nhận nhiễu cho lý do này là có thể. Và nếu trong một bộ thu phát thông thường, chúng ta chỉ nghe thấy nhiễu khi chúng rơi vào dải thông của bộ lọc lựa chọn chính, thì với bộ thu SDR, chúng ta sẽ thấy mọi thứ trong bức tranh toàn cảnh. Đây là những khuyến nghị chung. Tiếp theo, chúng tôi chuyển sang xem xét tệp đính kèm toàn cảnh được đề xuất để lặp lại, sơ đồ được hiển thị trong Hình. 2.
Thiết bị này là một máy thu chuyển đổi trực tiếp sang một tần số cố định và có mạch điện rất gần với "SoftRock 6.2". Tùy chọn này có các tham số động tuyệt vời và tỷ lệ đơn giản/giá cả/chất lượng rất tốt. Sự khác biệt chính so với "SoftRock" ban đầu là việc sử dụng bộ tổng hợp tần số trên chip Si570 CAC000141G (DD2) thay vì bộ tạo dao động tinh thể. Giải pháp này cho phép bạn điều chỉnh hộp giải mã tín hiệu toàn cảnh theo tần số nhận tín hiệu IF đầu tiên của bất kỳ bộ thu phát nào và không cần phải tìm kiếm bộ cộng hưởng thạch anh mong muốn. Đây không phải là một giải pháp rẻ tiền (chip Si570 có giá khoảng 30...40 USD), nhưng là chất lượng cao nhất và thiết kế mạch đơn giản nhất. Với bộ tổng hợp như vậy, bạn có thể nhận tín hiệu từ 1 đến 80 MHz và thậm chí cao hơn. Chip Si570 (phiên bản CMOS) có khả năng tạo tín hiệu với tần số tối đa lên tới 160 MHz, nhưng tần số nhận tối đa sẽ bị giới hạn bởi tốc độ của các công tắc tương tự được sử dụng trong bộ trộn - chip FST3253 (DD4). Hoạt động của hộp giải mã tín hiệu ở tần số IF của bộ thu phát ICOM - 70,4515 MHz đã thực sự được kiểm tra. Sơ đồ máy thu có thể được chọn theo một trong hai tùy chọn. Phần nhận và bộ tổng hợp giống nhau cho cả hai phiên bản của hộp giải mã tín hiệu toàn cảnh, điểm khác biệt duy nhất là ở bộ chuyển pha. Tùy chọn nào để chọn là tùy thuộc vào bạn. PCB cũng được thiết kế cho hai tùy chọn. Tùy chọn đầu tiên là sử dụng bộ dịch pha trên bộ chia bốn, tức là tùy chọn phổ biến nhất, cung cấp trong trường hợp của chúng tôi tần số thu tối đa là 40 MHz (160 MHz / 4) và không yêu cầu cài đặt bộ dịch pha. Tùy chọn này hữu ích cho các bộ thu phát IF thấp.
Tùy chọn thứ hai là sử dụng mạch RC tích hợp làm bộ dịch pha, làm trễ tín hiệu của một trong các kênh bộ dịch pha so với kênh kia một góc 90° theo pha (Hình 3). Tùy chọn này yêu cầu lựa chọn điện dung của tụ điện dịch pha và tinh chỉnh bằng điện trở điều chỉnh. Bộ dịch pha như vậy, thay vì bộ chia tần số cho bốn, cho phép bạn tạo hai tín hiệu trực tiếp ở tần số hoạt động của bộ tổng hợp mà không cần chia nó. Trong trường hợp bộ tổng hợp dựa trên Si570, có thể đạt được tần số đầu ra của bộ dịch pha lên tới 160 MHz. Tần số tối đa này sẽ được xác định bởi tốc độ của bộ biến tần được áp dụng và ảnh hưởng của điện dung lắp ở tần số cao. Một tùy chọn tương tự được sử dụng trong bộ thu YU1LM "Bộ thu SDR HF đơn băng tần DR2C". Trên trang web của anh ấy, bạn có thể tìm thấy mạch thu hoàn chỉnh với mô tả chi tiết về hoạt động của bộ dịch pha này. Sơ đồ YU1LM cũng hiển thị các giá trị gần đúng của điện dung của tụ điện dịch pha, tùy thuộc vào tần số nhận được (tần số của IF đầu tiên trong bộ thu phát của bạn). Bộ lọc thông dải đầu vào của bậc 2 - C17L1C18 - có dải tần khá rộng. Sơ đồ hiển thị xếp hạng cho tần số IF trong dải 8.10,7 MHz. Đối với một giá trị IF khác, cần phải tính toán lại các giá trị của các phần tử bộ lọc. Việc này rất đơn giản và thuận tiện khi sử dụng chương trình RFSim99 [8]. Bộ vi điều khiển Atmega570 (DD8) phổ biến và rẻ tiền với mã chương trình từ tệp SOFT_UNIPAN.hex được ghi trong EEPROM của nó được sử dụng để điều khiển bộ tổng hợp tần số Si1. Cuộn dây L1 chứa 24 vòng được quấn bằng dây PEV-2 0,35 trên lõi từ tính dạng vòng Amidon T30-6. Máy biến áp trộn T1 được quấn trên một mạch từ tương tự và với cùng một dây. Số vòng dây cuộn sơ cấp - 9, cuộn thứ cấp - 2x3. Chip 0PA2350 (DA4) có thể được thay thế bằng một bộ khuếch đại thuật toán kép có độ ồn thấp khác. Độ lợi được điều chỉnh bằng cách chọn các điện trở R8 và R10.
Toàn bộ thiết bị được lắp ráp trên một bảng mạch in có kích thước 60x65 mm (Hình 4) từ sợi thủy tinh lá hai mặt và trong hình. 5 hiển thị vị trí của các bộ phận trên đó (tất cả dành cho tùy chọn bộ thu có vạch chia cho bốn). Hầu như tất cả các điện trở và tụ điện đều có kích thước 0805.
Để lập trình bộ điều khiển, thuận tiện khi sử dụng bộ lập trình USBasp. Nó tương đối rẻ và tiện lợi ở chỗ nó sử dụng kết nối USB với máy tính. Có rất nhiều thông tin về các lập trình viên này và các chương trình dành cho nó trên Internet. Bộ lập trình được kết nối với hộp giải mã tín hiệu toàn cảnh bằng cáp ISP tiêu chuẩn (đi kèm với hầu hết các bộ lập trình được bán) để lập trình.
Cấu hình vi điều khiển được đặt theo Hình. 6 trong cửa sổ của chương trình phục vụ lập trình viên, nghĩa là chỉ các bit cấu hình cần thiết để làm việc với bộ tạo dao động 8 MHz bên trong mới được lập trình (CKSEL=0100 và SUT=10). Bạn cũng cần đặt các bit EESAVE=0, BODEN=0, BODLEVEL=1 (2,7 V). Điều khiển bộ tổng hợp cực kỳ đơn giản. Sau khi viết chương trình, tần số tạo mặc định được đặt thành 35,32 MHz, trong trường hợp bộ chia cho bốn, sẽ cho tần số 8,83 MHz, tương ứng với tần số IF của bộ thu phát TS-940S. Có thể thay đổi tần số tạo trong phạm vi rộng bằng các nút "FR-" (SB3) và "FR +" (SB4). Tốc độ điều chỉnh được tăng lên bằng cách nhấn và giữ nút "FAST" (SB2). Sau khi đặt tần số mong muốn, bạn nên nhấn nút "SAVE" (SB1) và giá trị mới sẽ được ghi vào bộ nhớ không bay hơi của vi điều khiển - EEPROM. Tần số này sẽ được đặt mỗi khi hộp giải mã tín hiệu toàn cảnh được bật. Tần số tạo bộ tổng hợp có thể được kiểm soát bằng các dụng cụ đo hoặc nghe trên máy thu phát hoặc máy thu khác. Đầu nối X3 "MUTE" có thể hữu ích để chặn việc nhận SDR tại thời điểm truyền, do đó bạn nên đóng các tiếp điểm của đầu nối này. Chip DA1 - phát hiện sụt áp (giám sát). Trong trường hợp không có nó, đã có trường hợp mất dữ liệu trong bộ nhớ cố định trong các thiết kế khác. Thực tế, bộ thu không cần phải cấu hình và khi cài đặt đúng cách, nó sẽ bắt đầu hoạt động ngay lập tức.
Trong bức ảnh của Fig. 7 hiển thị chế độ xem tệp đính kèm toàn cảnh đã hoàn thành. Nó hơi khác so với các tùy chọn được đề xuất, vì cả hai tùy chọn đã được thực hiện và thử nghiệm trên nó - với bộ chia bốn và bộ dịch pha RC. Trong nhiều trường hợp, kích thước nhỏ giúp bạn có thể đặt hộp giải mã tín hiệu số này trực tiếp bên trong bộ thu phát và tín hiệu I / Q được tạo sẵn từ bộ thu phát đã sẵn sàng để kết nối với đầu vào đường truyền của card âm thanh máy tính. Chà, sau đó bạn cần cài đặt chương trình POWERSDR IF STAGE trên máy tính của mình và nghiên cứu kỹ tất cả thông tin trên trang web WU2X [5]. Để kết luận, tôi muốn lưu ý một số ưu điểm của việc sử dụng hộp giải mã tín hiệu toàn cảnh so với việc sử dụng bộ thu SDR riêng biệt. Đây là sự đơn giản tương đối và giá rẻ của chính hộp giải mã tín hiệu số và dễ dàng kết nối với bộ thu phát. Nếu không cần điều khiển bộ thu phát bằng chương trình SDR, tức là bạn hài lòng với khả năng điều khiển và điều chỉnh tần số của bộ thu phát, thì bạn có thể sử dụng hầu hết mọi chương trình SDR để xem toàn cảnh và thu SDR (không cần đồng bộ hóa tần số của một máy thu và máy thu phát riêng biệt). Nhược điểm là bạn cần một đầu ra IF trong bộ thu phát. Hiện tại, hộp set-top toàn cảnh được vận hành với bộ thu phát Kenwood TS-940S. Có thể tải xuống chương trình vi điều khiển và bản vẽ của phiên bản thứ hai của bảng mạch in máy thu từ ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/07/SDR4z5ky.zip. Văn chương
Tác giả: Sergey Stolyarov
Bẫy không khí cho côn trùng
01.05.2024 Mối đe dọa của rác vũ trụ đối với từ trường Trái đất
01.05.2024 Sự đông đặc của các chất số lượng lớn
30.04.2024
▪ Vòng đeo tay thông minh Microsoft Band ▪ Lý do chính của việc thừa cân ▪ Thiết lập mối liên hệ của mùi với ký ức ▪ Biện pháp khắc phục tình trạng nicotine
▪ phần của trang web Thí nghiệm vật lý. Lựa chọn bài viết ▪ bài báo Điều độ là bữa tiệc tốt nhất. biểu hiện phổ biến ▪ bài viết Bụi mặt trăng có mùi gì? đáp án chi tiết ▪ bài viết Ổn định nhiệt với cảm biến cách ly. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết tục ngữ và câu nói của Kozian. Lựa chọn lớn
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này