Software Defined Radio per i 40 e 80 metri - Seconda parte

Il nuovo SDR

Le migliorie apportate al precedente progetto sono:

• Sintonia continua su tutte le bande;
• Uscita potenza 5W;
• Controllo della radio con HDSDR;
• Display LCD 16x2;
• Filtraggio con passa basso per i 40 e gli 80 metri;
• Misura della potenza di uscita e del ROS.

Sintonia continua

Sostituendo i quarzi con un DDS, si ottiene una sintonia continua su tutta la banda.
La scheda Softrock ha una strip per la selezione della banda, corrispondente ad una divisione per 4 (40m) e per 8 (80m).
Ponticellando la selezione "40m", posso operare sull'altra banda semplicemente impostando la frequenza del DDS, che deve essere il quadruplo della frequenza voluta.
Così, per operare in 40 metri, imposto una frequenza di 28 MHz per ottenere 7 MHz.
Il segnale di uscita dal DDS va all'ingresso dell'oscillatore del Softrock.
Il DDS è controllato da un Arduino Nano, scheda che poi interfaccia tutta la logica della radio (selezione banda, PTT e misure di potenza e tensione).

Lineare da 5 watt e filtraggio

E' realizzato da un semplice MOSFET IRF840. Il bias, per renderlo lineare (classe A), porta la tensione del Gate a circa 4V, per un assorbimento a vuoto di 150 mA.
Due relè bypassano l'amplificatore durante la ricezione.

Il filtraggio è realizzato con due filtri passa basso del settimo ordine. I filtri sono selezionati da un relè (non visibile, è sotto la scheda filtri) attuato dal comando "Banda".

Misura di potenza diretta e riflessa.

Utilizzo il sistema collaudato del ponte "a tandem", utilizzato nell'accordatore QRP.
A 5 watt, ottengo in uscita dai diodi al germanio circa 2 V.

Display alfanumerico

Tutte le funzioni vengono riportate sul display LCD 16x2 caratteri. In ricezione, si ha la visualizzazione della frequenza dell'oscillatore locale e della banda.
In trasmissione si ha l'indicazione della potenza diretta e del ROS.

La prova

Ad un primo test, una trasmissione PSK31 a 5W ricevuta dal FT-600 via FLDIGI è risultata pulita.

Collegata la radio all'antenna, vado in cerca di segnali PSK. Ne trovo alcuni in 40 metri; provo a rispondere ad alcune chiamate. Riesco a collegare RA2FAO e SQ100I senza problemi.

73 de Andy IV3ONZ

Link utili e bibliografia:

• Arduino Nano
• DDS AD9850

Software Defined Radio per i 40 e 80 metri - Prima parte

La storia

Correva l'anno 2007, quando alla Fiera del Radioamatore di Pordenone acquistai, per curiosità, un kit di montaggio.
Era una piccola scheda, con parecchi componenti tradizionali ed SMD. Quello che poi diventò il famoso primo kit SDR low cost, il Softrock RTX V.6.1 di Tony Parks KB9YIG.
Chi me lo vendette, parlava di radio definite dal software, semplici da costruire ed utilizzabili con un PC.
Non molto convinto dei risultati, la costruii e la misi in un piccolo contenitore metallico. Niente sintonia, niente volume, niente filtri, solo due deviatori per selezionare due quarzi ed un cambio gamma, dagli 80 ai 40 metri.
La copertura della sintonia era limitata dal tipo di scheda audio utilizzata, ad ogni modo avendo solo a disposizione schede da 48 kHz l'estensione della sintonia era limitata alla parte bassa delle due bande fornite.
Potenza in uscita mezzo watt, portato a circa due con un linearino di fortuna (quanti mosfet andati in fumo...!).

Collegato un alimentatore da 12 volt, un'antenna, i cavetti verso la scheda audio e la seriale per il ptt, provai il funzionamento con un semplice programma, Rocky.
Apparvero già da subito sullo schermo dei segnali, che ascoltati in altoparlante indicavano delle trasmissioni in digitale.
Si trattava di PSK31.
Potevo anche trasmettere? Ma mi potevano anche ricevere, con appena mezzo watt?
Provai a collegare EA3EUX, Spagna. Con stupore mi accorsi che rispose.
Con emozione portai a termine il QSO. Fu il primo di molti.

E perchè non tentare anche un contest, in QRP? Nel 2011 partecipai all'EPC WW DX Contest, banda 40 metri low power QRP. Una cinquantina di collegamenti in poche ore.

Per anni, questo SDR è stata l'unica radio a funzionare nei modi digitali. Sino al 2014, quando acquistai l'FT-817, e sino a quest'anno, quando ho aggiunto l'FT-600.

Cosa è un SDR

Un "Software Defined Radio" è un ricevitore, ma anche trasmettitore, dove una piccola parte è costituita dal tradizionale hardware, il resto è sostituito dal software.
Solo la parte ad alta frequenza (filtri passa basso del front end), l'eventuale conversione in banda base e la conversione in digitale sono fatti con componenti fisici.
In particolare i filtri, il modulatore / demodulatore, il condizionamento del segnale, la sintonia, il cambio gamma e tutte le funzioni di un normale transceiver sono realizzate da un programma, residente su PC.
E' una radio realizzata dal software, comandata interamente dal computer.

E' tempo di modifiche...

Dopo quattro anni di inutilizzo, è arrivato il momento di rimetterci le mani.
La sintonia ristretta all'uso di due quarzi ed al tipo di scheda audio non è il massimo. Usare una seriale per il PTT è obsoleto. Il lineare poi è da modificare e migliorare, sopra i tre watt distorceva troppo. Mancava anche una indicazione della potenza trasmessa. E se ci aggiungessi anche un display?

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73 de Andy IV3ONZ

Link utili e bibliografia:

• Softrock Radio.org
• Wikipedia, Software Defined Radio
• Rocky SDR
• P. Poggi, "SDR - La tua prossima radio", Sandit 2015
• A. Barron, "Software Defined Radio for amateur radio operators and shortwave listeners", Amazon 2018