哈Ha
继续阅读有关广播的系列文章,有必要谈论该领域的最新成就-软件无线电。 我不知道该术语是否已翻译成俄文,所以就这样保留吧,SDR这个术语已经在技术和业余圈子扎根。
在过去的100年中,收音机已经发生了很大的变化,以至于当时的工程师不太可能了解它的工作原理。

我们仍然尝试找出答案。
故事
软件定义的广播构想基于两个支柱:
- 从无线电到计算机的宽带传输。 处理后的频带宽度可以从48KHz(PC声卡)到50MHz(具有通过千兆以太网或USB3.0进行信号传输的超快速ADC)。
- 信号解调-“常规”无线电接收机(AM,FM,滤波器等)在硬件中所做的所有工作-在SDR中,它是使用数学算法在计算机上完成的。 当然,仍然需要无线电本身,但是只有“一半”才是实际接收无线电信号的部分。
如评论中所建议,原则上,如果所有“算术”都在设备中正确完成,则SDR可以在没有PC的情况下自主工作。 但是,它是非常异国情调的,因此我们将接收器视为“普通”接收器。 尽管最近,开始根据SDR原理制造新的接收器和收发器模型,这当然是好的。
要说出第一批SDR接收器的确切销售日期非常困难。 用声卡对无线电信号进行数字化的想法已经存在很长时间了-例如,对RTTY或寻呼消息进行了解码,但是没有合适的算法将所有这些结合在一起。
Winrad的第一个版本可以追溯到2007年,看起来像这样(您可以注意系统要求:)

如您所见,界面非常简单,但是程序已经知道如何播放AM,FM,USB和LSB并显示信号频谱。 与任何接收器的普通耳机输出的带宽相比,这是一个不错的突破。 当然是教授。 全景调音台以前曾存在于系统中,但实际上凡人都无法使用它,每个人的PC上都装有声卡。
对于业余无线电爱好者来说,典型的预算解决方案是Softrock接收器-单频带接收器,可切换的石英内容,混频器和声卡输出。

当然,这仅仅是开始。 可调谐频率接收器出现了,在短短两年内,Winrad便有了显着的发展,到2010年,它已经变成了这样:

专业解决方案开始出现,然后在2010年出现了Perseus SDR-具有14位DDC ADC,10KHz-30MHz频率范围和1.6MHz带宽的接收机(原则上,今天的参数已经足够)。
接收器的价格为825欧元,这在当时还不算小。

顺便说一句,
http://microtelecom.it/perseus/页面仍然存在,并且XP的屏幕截图也挂在上面,尽管接收器是否出售,目前尚不清楚。
刚开始,然后,正如他们所说,这是技术问题-不同的型号开始出现,芯片开始变得更便宜,依此类推。 业余技术的下一个突破是rtl-sdr芯片上出现了接收器。 可以逐字引用来自
2012 radioscanner论坛的消息,正如他们所说,不要减少,不要添加:
事实证明,基于Realtek RTL2832U芯片的DVB加密狗(有时也被宣传为支持FM,DAB(+))能够以大约3 MSPS的采样频率向计算机传输8位正交流。
可接受的范围仅限于特定加密狗模型中使用的调谐器,例如从64到1700 MHz的Elonics E4000。 该调谐器还用于FunCube加密狗中,但带有可选的LNA。
一个基于此的项目 。 TETRA(〜430 MHz)和Turaia的卫星信号(〜1550 MHz)已经被成功接收,这对于8位正交非常好。总的来说,事实证明,价格便宜的USB-TV接收器在更换驱动程序后的价格为10-20美元,可以提供IQ流,使您可以将它们与现有的SDR软件一起使用。 接收者本身看起来像这样:

rtl-sdr的最初1-2年意义不大-根本没有适合他们的有趣软件。 然后是SDR#,各种插件,爱好者社区开始发展,现在rtl-sdr可能是最受欢迎的(主要是由于价格原因)SDR接收器。 RTL SDR V3的现代版本已经可以接受HF(尽管灵敏度和动态性能很小),但价格为30美元,这非常好。 RTL SDR如何在HF上工作,您可以观看
视频 。
特别提款权的类型
现有的SDR可以分为3种类型:
-已经基于声卡的过时模型-其中信号的数字化发生在PC中,并且信号通过音频电缆传输到线路输入。 现在它们早已停产,但有时会出现在跳蚤市场。 总体上讲,除非他们免费赠送,否则毫无意义-好的声卡的价格将超过SDR本身的价格。 对“数字考古”感兴趣的人可以在
cqham上
阅读有关2010年为SDR选择声卡的消息。
-内置ADC的SDR,可将信号以数字格式传输到PC。 这些是现代中档设备的大部分。 它们是基于
外差接收的原理构建的,只有在传输频率而不是LF块之后,才是ADC。 这种接收器的带宽为2至10 MHz,针对不同的频率和范围(rtl sdr,SDRPlay,Airspy)有不同的型号。 任何超外差接收机的缺点是存在
镜像接收通道 -由于滤波器不是理想的,因此
接收站实际上是不接收的。 即使滤波器的好坏,强站的信号仍然可以“蠕变”并以干扰的形式播放。
-DDC(直接向下转换)SDR。 这是迄今为止最先进的技术。 最重要的是这里不需要本地振荡器-采样频率约为1亿个采样/秒的超快速ADC将直接从以太坊的输入信号数字化,这使得(根据Kotelnikov / Shannon定理)可以接收高达等于采样频率一半的频率,即 在我们的示例中,高达50 MHz。 那些愿意的人可以自行解决-当然,它不会传输到计算机,而是直接在板上通过高速FPGA处理,然后将所需的频段(通常高达6 MHz)传输到计算机。 这样的接收器没有镜像通道,并且一切都很好(价格除外)。

DDC接收器的频率上限通常限制为30-50 MHz,因为 要么没有更快的ADC出售,要么它们花费了空间(顺便说一句,超快ADC似乎陷入了美国向第三世界国家提供高科技电子组件的限制,但这是不准确的)。 他们的最高端产品是有可能在价格表中看到的-具有16位245.76Msps ADC的
Flex 6600售价约为4000美元,即 可以在高达122 MHz的DDC模式下接收它们。 尽管我们愿意,但我们不太可能很快看到高达GHz的DDC接收器。 有没有更快的东西,例如对于军队来说-可能有人知道,请在评论中写下。
另一个重要参数是
连接类型 。 大多数SDR通过USB连接,但是有些型号带有LAN端口(Afedri,Colibri):

这对于组织远程接收或传输可能很方便-接收器或收发器可以放在国家/乡村中,并可以从城市使用。 KiwiSDR甚至可以提供现成的设备,您可以通过基于Web的界面直接访问。 KiwiSDR的所有者甚至可以与他人“共享”他们的接收器,您可以在
https://sdr.hu上看到可用设备的列表。
最后但同样重要的参数是
ADC容量 。 廉价的RTL SDR仅具有8位ADC,这还不够,接收器容易因强信号而过载,因此非常需要衰减器和预选器。 SDRPlay具有12位ADC,更昂贵的型号具有14位,这对于大多数情况而言已足够。 高端的是16位ADC,原则上并不是每个天线都能提供一定范围的信号,这些信号可能会使这种接收机超载。
最后,关于价格。 它们的价格差异很大,从RTL SDR v3的30美元,SDRPlay RSP2的150美元到ELAD FDM-S2的600美元不等。 SDR收发器(不仅能在接收上工作,而且能在传输上工作)价格昂贵,SunSDR2的价格约为1,500美元,FLEX-6400的价格为2,000美元。
我们还应该提到用于数字信号处理的板。 例如,这是HackRF,LimeSDR,USRP,Red Pitaya。 这些设备最初是为在“桌面”内使用无线电信号进行实验而设计的,它们根本不是为远距离接收而设计的-电路中通常没有放大器,衰减器或滤波器。 他们会抓到东西,但这很糟糕,或者他们需要“文件补全”。 它们也可以在传输上工作,但容量约为100mW(其中“ m”为毫而不是mega;),并且除了它们的一对DLL和SDK之外,通常没有其他软件。
关于为什么需要所有这些内容,第二部分将讨论SDR的优缺点以及如何使用Python从SDR获取数据。