Фильтр для sdr своими руками

Добавил пользователь Morpheus
Обновлено: 19.09.2024

Привет всем орловским радиолюбителям! В феврале этого года на нашем сайте я описывал свой SDR-аппарат. Было сказано, что он не обладает диапазонными полосовыми фильтрами (ДПФ). Долго задавался вопросами на счёт выбора конкретной схемы ДПФ. В конце концов, меня удовлетворял на первый взгляд качественный приём и без ДПФ.
От RZ3EK на днях мне досталась плата ДПФ на три основных диапазона: 80, 40, 20 м. Каждый диапазонный фильтр состоит из трёх контуров высокой добротности. По словам Александра, данные ДПФ хоть и габаритные, зато качественные. Схема обвески данных ДПФ представлена ниже. Сами же фильтры я обозначил чёрным ящиком дабы не вдаваться в подробности.

UT3FT

Предлагаю вашему вниманию простую схему DSP фильтр для обработки звука. Его можно применить как для обработки сигнала с микрофона при передачи так и по аудио сигналу по приему. Как единственный фильтр для техники прямого преобразования или как дополнительный фильтр в приёмопередающих устройства.

Несмотря на простоту он обладает весьма неплохими характеристиками срез снизу 100 гц. сверху 2.9 кгц. Коэффициент прямоугольности по -80dB 0.2

Настройка уровня сигнала по входу проста, поднимаем уровень сигнала до того момента, пока светодиод "Status" не начнет помигивать.

Аудио запись работы фильтра. Писал на два канала (стерео). На один канал широкая полоса около 9и кГц. на второй канал через фильтр (300, 500, 2200, 2400, 2700, 2900 Гц.).

Green_DSP_v1.1s.bin 3,89К Количество загрузок: 14

serk

Спасибо, мне это интересно, особенно дизассемблер прошивки

конечно, все такие фильтры просты как грабли и не выходят за пределы курсовиков 30-летней давности,

но всё-таки интересно.

То была теория, которую впихивали в шкафы немаленькие,

а теперь вот на кристаллике и уже давно на кристаллике копеечном.

Всё-таки движемся мы, куда-то там.

ЮрийТ

Поскажите, как осуществляется переключение полосы?

Плату не выложите в lay?

UT3FT

В этой прошивке нет переключения. Только фиксировано 2.9 кгц.

Платы в Lay нет.

Relayer

Вопрос с подковыркой - какая задержка у фильтра? И где его предполагается устанавливать? Оптимальнее всего внутри петли АРУ, чтобы то что мы обрезали не влияло. Но задержка тут нам испортит всю погоду. А если вне петли, то тоже вопрос в целесообразности.

ЗЫ Пока что решение на основе MAX7400 выигрывает по простоте. И скорее всего по энергопотреблению тоже - кстати какое оно у вас?

В качестве продолжения темы, начатой в первой публикации на тему апконвертера для RTL-SDR донгла предлагаю второй вариант моей конструкции.

В этот раз апконвертер был дополнен коммутируемыми входными диапазонными фильтрами (bandpass filters). Кроме того сам донгл решено было разместить прямо на плате конвертера.

В качестве основы для схемы полосовых диапазонных фильтров была взята схема фильтров трансивера SDR-1000:

Решено было использовать четыре из шести фильтров, имеющихся в оригинальной конструкции (находятся на жёлтом фоне). Ниже 2 мгц всё равно ловить нечего, а выше 24 мгц донгл прекрасно ловит сам.

Индуктивности были намотаны на кольцах Amidon T50-6. Так как имеющиеся кольца были китайского происхождения, то не особо доверяя расчётам была произведена точная их подгонка по LC-метру после чего витки были зафиксированы клеем:

Схема входных диапазонных фильтров такова:

Для увеличения — кликни на картинке

Реле К1 предназначена для подачи сигнала напрямую, минуя полосовые фильтры (байпас).

Полная схема конвертера приведена ниже:

Для увеличения — кликни на картинке

Кварцевый генератор взят на 40 мгц (он был в наличии). Целесообразно применить генератор на 125 мгц (это даст перенос диапазона 0-30 мгц на частоты 125-155 мгц, свободные от помех мощных вещательных станций). Впрочем и перенос на частоты 40-70 мгц (в моём случае) вполне приемлем.

Справочные данные на применённую тут микросхему — смеситель SA602 смотрим здесь.

Реле К6 предназначено для подачи сигнала с антенны напрямую на вход RTL-SDR донгла при снятии питания с апконвертера.

Печатные платы устройства выглядят так:

Фото получившейся платы: (Верхняя сторона платы представляет собой одну большую землю, многократно спаянную с минусовой дорожкой. Остальные отверстия обработаны зенкованием.)

Переключение фильтров производится дип-переключателями. Кроме того на плате предусмотрена гребёнка для возможности подключения внешней коммутации если возникнет такое желание.

Для правильного отображения частоты при работе конвертера в программе SDRSharp необходимо установить смещение, равное частоте нашего гетеродина:

К сожалению приборов для измерения параметров получившихся входных полосовых фильтров у меня не нашлось, поэтому для примерной их оценки я использовал программу RTPLAN (rtl-sdr dongle panorama) в которой задал отображение всего интересующего диапазона.

Результаты вышли таковы:

фильтр 1 : 2-6 мгц.

фильтр 2 : 5-13 мгц.

фильтр 3 : 10-22 мгц.

фильтр 4 : 20-30 мгц. у этого фильтра получились 2 участка пропускания 20-22 мгц и 26-30 мгц с небольшим провалом 22-26 мгц. Так как этот диапазон интересовал меня мало, то заморачиваться с ним я не стал.

По приёму пока произвёл только пробное включение на обычный кусок провода, метра 3. Удалось поймать не только вещалки, но и любителей на 7 мгц в SSB (правда слабенько, но вполне разборчиво). В общем вот такая конструкция на данный момент получилась.

Естественно, говоря о сборке, я имею в виду техническую сторону этого вопроса. Все давно придумано до нас. Но вот почти полное отсутствие материалов по сборке широкополосного RTL-SDR в рунете натолкнуло меня на мысль сделать подробное руководство для этого интересного устройства.

Такой приемник можно купить на AliExpress или на eBay уже в собранном виде. Но лично я паять люблю и решил не отказывать себе в таком удовольствии, поэтому заказал разобранную версию приемника. Плюс, она дешевле долларов на 20. Брал Kit у этого продавца (ссылка на AliExpress).

Но довольно разговоров, пора включать паяльник в сеть и начинать сборку. Поставляется приемник в разобранном виде.

В комплекте идут корпус из алюминиевого профиля, плата для монтажа приемника и конвертера, набор деталей (конденсаторы, резисторы), провода для намотки трансформатора и индуктивностей, разъемы для подключения приемника по USB и к приемным антеннам, сама антенна не понятно на какой диапазон и хороший USB кабель.

Сама плата сделана довольно аккуратно, здесь придраться не к чему. Приемник дешевый, наверное самый дешевый из тех что продаются на AliExpress.

Монтаж

Возможно, более опытные радиомонтажники меня будут ругать, но я решил собирать все в той последовательности, в которой сейчас и опишу. Мне так удобнее.

Для начала собираем стенд для припаивания ВЧ разъемов к плате приемника. Для этого прикручиваем пластину с отверстиями к профилю и вставляем плату с установленными разъемами на место. Это позволит нам избежать ошибок с перекосами, и как следствие не нужных нам механических напряжений на плате.

Вставляем и прихватываем разъемы сверху.

Далее начинаем монтаж SMD компонентов на плату. В принципе, на плате все подписано и компоненты из комплекта тоже, так что тут проблем возникнуть не должно. Единственный совет, будьте предельно аккуратны, поскольку компоненты идут с запасом в одну штуку, и потеря сразу двух каких-нибудь мелких компонентов может свести на нет всю работу.

После монтажа SMD монтируем USB разъем.

Дальше очередь за выводными компонентами. Вначале электролитические конденсаторы, выводы для перемычки и светодиоды.

Основа почти готова, осталось только намотать трансформатор, индуктивности и установить плату приемника на ее законное место. С нее и начнем. Освобождаем плату приемника от разъемов.

И спаиваем в наши платы с обеих сторон.

И впаиваем их в плату.

Далее подводим питание на приемник и припаиваем USB вход к плате.

Теперь пришло время для самого сложного. Это изготовление трансформатора и его монтаж.

Для этого необходимо взять обмоточный провод идущий в комплекте и сложить его втрое скрутив между собой. Так, чтобы получилась скрутка трех проводов одной длины. После этого наматываем этот тройной провод на ферритовое колечко, так, чтобы получилось около 9-10 витков.

При помощи тестера определяем начало и конец всех трех обмоток и помечаем их, например A, B, C и A1, B1, C1.

Далее соединяем концы обмоток В и С1, и спаяв их вместе припаиваем к плате на свободную площадку согласно фото.

Далее припаиваем концы обмотки А и А1 к плате согласно фото.

И самое сложное. Концы соединенных вместе обмоток С и В1 необходимо припаять к 4 и 5 ножкам микросхемы RTL2832U (Q branch). Как вариант, можно паяться и к ножкам 1 и 2 (I branch), это не принципиально.

Будьте предельно внимательны. Концы обмотки тонкие. Ножки микросхемы маленькие. Не смотря на свое вполне приличное зрение делать это мне пришлось под лупой. Такая операция уже больше напоминает ремонт сотовых телефонов.

Ну вот вроде бы и все. Можно упаковывать наш приемник в корпус.

Для прослушивания КВ диапазона нужно подключить антенну к соответствующему входу, а в программе SDRSharp выбирать прямое семплирование с порта Q [Direct sampling (Q branch)]!

Для прослушивания УКВ необходимо выбирать режим квадратурного семплирования [Quadrature sampling] и соответствующую антенну.

Испытания

Исследуем чувствительность приемника. Для исследования чувствительности, приемник был подключен к ноутбуку Asus R510C. Принимаемый сигнал снимался со встроенной звуковой карты. В качестве источника сигнала и анализатора использовался прибор Rohde&Schwarz CMS 52.

Параметры для SSB: Тон 1кГц. Режим демодуляции приемника USB, RTL-AGC – On. Чувствительность приемника при SINAD 12дБ

Параметры для AM: Тон 1кГц. Режим демодуляции приемника AM, глубина модуляции 80%. RTL-AGC – On. Чувствительность приемника при SINAD 10дБ

Параметры для FM: Тон 1кГц. Режим демодуляции приемника NFM, девиация частоты 2кГц. RTL-AGC – On. Чувствительность приемника при SINAD 12дБ

КВ вход

80 метров
Частота 3.600 МГц

40 метров
Частота 7.100 МГц

30 метров
Частота 10.130 МГц

20 метров
Частота 14.200 МГц

17 метров
Частота 18.120 МГц

15 метров
Частота 21.225 МГц

12 метров
Частота 24.940 МГц

Си-Би (11 метров)
Частота 27.200 МГц

USB: 49,26 мкВ
AM: 97,95 меВ
FM: 63,68 мкВ

10 метров
Частота 28.550 МГц

USB: 0,11 мВ
AM: 0,155 мВ
FM: 0,126 мВ

УКВ вход

12 метров
Частота 24.940 МГц

Си-Би (11 метров)
Частота 27.200 МГц

USB: 0,4 мкВ
AM: 0,67 мкВ
FM: 0,58 мкВ

10 метров
Частота 28.550 МГц

2 метра
Частота 145.000 МГц

70 сантиметров
Частота 433.000 МГц

30 сантиметров
Частота 900.000 МГц

Выше измерить уже не смог, прибор позволяет работать только до 1ГГц. Вот собственно и все. Если есть вопросы, пишите, постараюсь ответить.

Читайте также: