Итого, второй вариант научно-популярной статейки:
Делаем из SkyStar2 SDR РПУ на L-диапазон. II
1. Модель "Ленивец"
1.1. К выводам 8 и 9 модуля тюнера (это аналоговые сигналы I/Q) подпаиваем хороший экранированный 2х жильный НЧ кабель, экран кабеля - к ножке 6 модуля тюнера (GND). Выводы считать от F-коннектора тюнера по порядку.
Увеличить
1.2 Заводим кабель на вход Line In звуковой карты компьютера. На этом аппаратные работы завершены (на то и модель "Ленивец").
1.3 В микшере звуковой карты на запись включаем линейный вход LineIn, усиление в максимум.
1.4 Частотой настройки тюнера управляем в родном софте, шаг перестройки 250 КГц.
1.5 На сигналы любуемся программой SpectraVue
http://www.moetronix.com/spectravue.htm
http://www.moetronix.com/files/spectravueinstall.zip
В меню программы: InputDevice-SoundCard; SoundCard Input Setup, вкл. Stereo (Complex I=R, Q=L)
Пример работы этой схемы: спектр сигнала на частоте 1540 МГц, приём с внешней антенны
Увеличить
Недостатки такой схемы:
- шаг перестройки тюнера по частоте 250 КГц грубее чем полоса анализа вашей звуковой карты 48 КГц (для продвинутых звуковых: 96 КГц, 192 КГц), нет настройки на частоту с мелким шагом;
- малый уровень сигналов I/Q на входе звуковой карты, низкая чувствительность;
- в тюнере отрабатывает АРУ по широкой полосе, мы его не отключили и никак им не управляем;
Достоинства: функциональность тюнера никак не нарушена, "что-то" принять можно как с тарелки так и с эфира, и главное: невзначай и с гордым видом учимся произносить "видал я это SDR, фигня-фигнёй" (репетировать перед зеркалом).
2. Модель "Народная"
2.1 Наигравшись с "Ленивцем" начинаем последовательно и простейшими методами устранять "ленивые" недостатки. Доработки не лишают плату функциональности SAT-тюнера и обратимы. Потребуется проникнуть внутрь модуля тюнера.
С этим, кстати, есть затруднение у тех моделей SkyStar rev 2.6B, где плату тюнера разместили "задом к народу" (на фото). Выпаивать модуль тюнера не будем, попробуйте выпаять только ноги крепления модуля и отогнуть модуль тюнера.
Увеличить
2.2 Ссылки по схемотехнике SkyStar2, смотрим все фото
Обзор платы:
http://sat-media.net/internet/skystar_srav.htm
Описание модуля тюнера:
http://www.gs.ru/soft/si/ss2/doc/TBMU24112IMB1.pdf
Внутренности тюнера:
http://lea.hamradio.si/~s57uuu/astro/sidi1_1/tuner.htm
2 микросхемы тюнера условно назовём так, на фото:
Слева чип "тюнер" SL1935:
http://www.allcomponents.ru/pdf/zarlink/sl1935.pdf
Справа чип "декодер" STV0299B:
http://www.gs.ru/soft/si/SS1-15/STV0299b.pdf
Увеличить
2.3 Делаем ручную подстройку частоты ±150 КГц.
Кварц 4 МГц подключен к выводам 1, 2 чипа тюнера SL1935. Надо присовокупить варикап к кварцу тюнера, потенциометр, подать стабильное напряжение. Увод частоты опорного кварца 4 МГц на +/-200 Гц даст подстройку частоты приема +/-150 КГц, за счёт изменения частоты внутреннего синтезатора SL1935 который трудится в петле ФАПЧ. Предлагается вывести переменный резистор "Подстройка частоты" наружу, снабдить ручкой и отградуировать в КГц.
2.3 Отключаем АРУ, делаем управление усилением входного УВЧ.
Подать 5V через потенциометр 5 КОм на вход 19 чипа тюнера SL1935, пример: sl1935.pdf, рис.21 стр.20. Предлагается вывести переменный резистор "Регулировка усиления" наружу, снабдить ручкой и отградуировать в dB.
2.4 Делаем усилитель I/Q на сдвоенном операционнике.
Максимальный уровень сигналов I/Q с выводов чипа тюнера ±1 дБ/мкВ, т. е. ±1.12 мкВ; для линейного входа звуковой карты Line In конечно маловато, требуется ±0.8 V. В 1000 раз - это усилитель на 20 dB, подойдёт сдвоенный операционник.
Нюансы (чёрт сидит в мелочах):
- коэффициент усиления ОУ лучше подогнать на практике, чтобы самый мощный сигнал не зашкаливал вход звуковой карты (крайне нежелательно - спектр сигнала сильно исказится). Движок усиления в микшере ставим в среднее положение - в будущем запас по регулировке пригодится. Смотреть например программой AdobeAudition (или любой другой программой отображающей в динамике сигнал на входе звуковой карты, амплитуды в единицах звуковой карты), максимум сигнала для 16 бит ± 32768 отсчётов амплитуды (ед. АЦП), нам желательно получить около 28000 ед. АЦП.
- амплитуда в каналах L и R на длинной выборке (сигналы I и Q) должна быть строго одинакова, потому как разница каналов по амплитуде вызывает появление зеркального квадратурного канала (симметрично центру полосы звуковой карты появляется копия сигнала, крайне нежелательный артефакт). Заявленная точность амплитуд I/Q у чипа тюнера 1 dB - не хотелось бы терять такое счастье. По хорошему тракты I и Q должны быть идентичны, хотелось бы применить SMD монтаж с симметричной топологией платы. Мы также боремся за идентичность фаз, дабы не ухудшить заявленную точность I/Q 90 град ±3 град, погрешность по фазе также приводит к росту зеркального квадратурного канала. Однако учитывая народность схемы, макет на выводных элементах ... в одном из каналов следует предусмотреть подстроечный потенциометр на амплитуду, подстроить глядя на график I/Q. Не особо рассчитывайте на регулировку баланса в микшере звуковой платы и программную коррекцию - эти методы применяются когда невозможно влезть в схему. Мудрость: работа с плохо настроенной железкой - бесконечные танцы с бубном в настройках софта.
- полоса сигналов I/Q до 30 МГц, мы же даже на продвинутой звуковой карте можем максимум 192 КГц; в общем желательно ФНЧ 300 КГц на каждый канал, ОУ низкочастотный может быть, остальное додавят фильтра карты. Крайне нежелательно подавать на АЦП сигнал с частотами выше чем полоса АЦП, появится побочные "продукты".
- вечная возня с нулевым отсчётом. дело в том, что центральный отсчёт в спектре (в полосе оцифровки звуковой карты) соответствует 0 Гц, то есть АЦП должно оцифровывать и постоянное напряжение, DC; также элементы схемы (тот же усилитель I/Q на операционнике) должны не зарезать постоянку. Так как звуковые карты DC не оцифровывают (а выкидыванием входных электролитов в звуковой карте вопрос решается не на всех звуковых картах, нам же желательно работать и со встроенными в материнские платы звуковухами), предлагается в народном изделии
снова вопрос нулевого отсчёта проигнорировать. вернёмся к нему в профи варианте.
- если есть желание, можно сделать переменный коэф. усилителя I/Q, например тумблер "ещё +20dB" для попыток принять достойно маломощные сигналы. Для этой же цели подойдёт и движок усиления линейного входа в микшере звуковой карты (который мы предусмотрительно поставили в среднее положение). Микшер кстати управляется программно, к этому вернёмся при написании своего софта. В целом: не рассчитывайте на "программное усиление", хороший сигнал/шум сначала нужно выжать из железа. Выжимать оптимально ещё на антенне, двигаемся дальше.
3. Антенны, конвертеры и радиоприём.
3.1 Антенны для L-диапазона, 950 - 2150 МГц.
Насчёт широкополосной антенны на L-диапазон распишем в дальнейшем.
Из готового, в первом приближении интересны:
- антенны для GSM, рассчитаны на работу в диапазонах 890 - 915, 935 - 960, 1710 - 1785, 1805 - 1880 МГц;
"Резинки" от GSM модемов устроены примитивно - зачищен кусок кабеля и надет отрезок трубки для согласования. Внешние направленные антенны для GSM репитеров - широкополосный волновой канал.
- антенны для DECT, рассчитаны на работу в диапазоне 1980 - 2000;
- антенны для UMTS, рассчитаны на работу в диапазоне 2120 - 2140;
Нам требуется внешняя установка установка антенны (нечего комнатные излучения компа ловить), и хороший кабель. Исходя из F-коннектора на входе тюнера есть смысл применить кабели для подключения спутниковых тарелок, только не самые дешёвые, не те что для кабельного ТВ. Усилитель на входе SAT тюнера не располагали, так как место ему - в антенне. Питание для усилителя, DC 15/18 V по кабелю уже идёт (оно для спутниковых конвертеров).
Как проверить работу антенны/приёмника? Базовые станции GSM в диапазонах 935 - 960 МГц, 1805 - 1880 МГц. Ваш мобильный GSM в диапазонах 1710 - 1785 МГц (скорее всего в городе, диапазон DCS-1800) либо 890 - 915 МГц (диапазон GSM-900).
2.2 Конвертеры для L-диапазона.
Конвертер скорее всего у вас уже есть, и стоит на спутниковой тарелке. Так что можно начинать прямо с космоса.
Из бытовых конвертеров бывают:
3.2 - 4.8 ГГц (C-диапазон)
10.6 - 12.75 ГГц (Ku-диапазон)
12.6 - 13.75 ГГц (Ku-диапазон, НТВ+)
Конвертеры на другие диапазоны - редкость дорогая.
Кроме приёма со спутников хотелось бы выделить:
- конвертер Ku-диапазона (10.6 - 12.75 ГГц) позволяет принимать сигналы наземного ТВ системы МИТРИС (нынче цифровые мультиплексы, может в провинции где сохранились аналоговые каналы); и некоторые релейки.
- конвертер C-диапазона (3.2 - 4.8 ГГц) позволяет принимать аналоговые релейки ОРТПЦ.
В нашей схеме приём пока узкополосный, и нет функции сканирования панорамы, однако детали широкополосных спектров будет видно.
2.3. Что можно принять на земле и со спутников в L-диапазоне и СВЧ диапазонах
Списки частот со спутников, примеры спектра:
На
http://www.uhf-satcom.com/lband/
Тема на форуме:
Что можно услышать на частотах выше 2 ГГц?
В данный "народный рецепт" вошли не все соображения, рекомендую обчитать целиком этот топик форума. Ну и это, практика - критерий истины.
Подключайтесь к приёму L-диапазона (а заодно и С и Ku).
