Ще учора усі були у захваті від саморобних SDR та можливості бачити панораму на моніторі. А сьогодні ми маємо той самий функціонал вже у портативному апараті.Сьогодні можна виділити кілька напрямків в архітектурі саморобних трансиверів. Кожен з них має як переваги, так і певні недоліки.
DUC/DDC. Найбільш сучасна архітектура. Сигнал подається на високошвидкісний аналого-цифровий перетворювач і далі уся обробка здійснюється у цифровому вигляді. З недоліків - дорогі та важкодоступні комплектуючи, високе енергоспоживання. Труднощі с запуском - після сборки або працює, або ні. Що робити коли не працює - не завжди зрозуміло. Це вам не аналогова техніка, тут і мікроконтролер, і ПЛІС, і ще трошки обвязкі. Мало хто досконало розуміється на всьому цьому.
Класичний SDR. Сигнал перетворюється у квадратурні канали на ультразвуковій частоті. Далі подається на кодек, який перетворює аналоговий сигнал у цифровий. Подальша обробка у мікроконтролері. Збирання та настроювання простіше. З недоліків - складнощі з придушенням дзеркального каналу. І якщо на приймання це робиться програмно, то на передачу є проблеми, бо треба робити повний дуплекс щоб можна було придушити залишок несущої та дзеркального каналу. Але це дуже ускладнює схему і тому це не роблять. Тому маємо те що маємо
Пряме перетворення. Повністю аналоговий тракт. Тема була популярна років 20 тому. Воно робить, і непогано. Але ... придушення неробочої бічної смуги зробити більш ніж 50-60дб на усіх діапазонах та в широкому діапазоні температур дуже важко. На мій погляд це більш
Супергетеродин с одним або декількома перетвореннями частоти. Класика жанру. Але аналоговий тракт не дозволяє реалізувати такі "фішки", наприклад, як автоматичний нотч-фільтр або шумоподавлювач. АРУ зазвичай має обмежені можливості налаштування. Загалом спроба отримати більше функціоналу від такого тракту призводить до сильного укладання схеми.
Так що вибір не дуже великий - або ми збираємо те, в чому не сильно розуміємо як воно працює. Або простіше, але функціонал не дотягує до сучасного рівня. Саме час опустити руки, посипати голову попелом і викинути паяльник
Та є альтернативи SDR+супергетеродин. На приймання працює як звичайний SDR з квадратурними каналами. Але на передачу - класичний супергетеродин. Сигнал з необхідною боковою смугою формується в DSP на ультразвуковій частоті, а потім аналогово переноситься на частоту передачі. При цьому фільтри ПЧ використовуються достатньо широкосмугові. Якщо остання ПЧ висока (наприклад 45МГц) то можна спростити вихідні фільтри. Наприклад може бути така архітектура 12кГц->455кГц->45МГц->частота передачі. Непотрібна бічна давиться дуже гарно тому що це робиться у цифрі. Дзеркальний канал теж давиться бо використовуються фільтри ПЧ.
Супергетеродин+DSP. Візьмемо класичний аналоговий супергетеродин та викинемо з нього
Замість них сигнал подамо на кодек, який перетворює його у цифровий вигляд. Подальшу обробку зробимо на потужному мікроконтролері. Схема виходить дуже просто. Навантаження на мікроконтролер не таке велике як у випадку SDR, бо нам не треба виконувати перетворення Фур'є - майже усю обробку можна виконати у часовій галузі. Проблем з придушенням непотрібної бічної смуги та дзеркального каналу у цієї схеми немаєТепер перейдемо від теорії до практики. У 20 році я почав працювати над архітектурою "Супергетеродин+DSP". Проект отримав назву Altair DSP. Як сигнальний процесор був обраний спеціалізований ADAU1761. На той час вони були порівняно дешеві (близько долара за штуку на алі). Керівний процесор використовувався Atmega328. Він завідував екраном, валкодером та клавіатурою. А також керував сигнальним процесором та синтезатором SI5351. Після деякого трахання через огидну документацію на ADAU1761 проект був запущений. Деякі результати можна побачити тут і тут. Була реалізована повністю цифрова АРУ вперед та регулюванні фільтри – ФНЧ та телеграфний. Шумоподавлювач та автоматичний нотч опинилися за межами можливостей ADAU1761 і не були реалізовані.
Но тут почався ковід і ціни на процесори злетіли. ADAU1761 не залишився осторонь і подорожчав до 6-10 доларів за штуку, що на мій погляд вже дуже дорого. Це остаточно вирішило подальший розвиток проекту. ADAU1761 був викинутий, а всю цифрову обробку сигналу вирішено було робити на потужному 32-бітному процесорі. Тут був епічний вибір -
У результаті було вирішено робити на ESP32. "З коробки" ми отримуємо два ядра, що працюють на частоті 240МГц, DMA, I2S, FreeRTOS та бібліотеку для цифрової обробки сигналів. WiFi та Bluetooth як безкоштовний бонус. Наразі проект перебуває у стадії розробки. Практично повністю реалізовано функціонал приймання - АРУ, спектральний шумоподавлювач, автонотч, різні фільтри, CW-декодер. Ресурсів ESP32 поки що вистачає "із запасом". Дуже зручно що маємо два ядра. Одне ядро працює виключно на DSP, а друге - на малювання екрану та обслуговування периферії (клавіатура, валкодер, тощо). Деякі результати можна побачити тут.
Цікаво чи хтось робить якісь схожі проекти у цьому напрямку? Чи може у когось є якісь ідеї стосовно архітектури трансиверів?
Отже запрошую до обговорення.