FPGA y pocos componentes pueden hacer radio

Hubo un tiempo en el que producir un receptor de radio implicaba un trabajo considerable, mucho devanado de bobinados y una delicada alineación de circuitos. La llegada de la radio definida por software (SDR) ha trasladado esto mucho al dominio del software, pero, por supuesto, hay otro campo en el que la radio se puede crear con código. [Alberto Garlassi] creó un receptor de radio para los grupos AM y HF con Lattice MachXO2 FPGA y componentes externos mínimos.

Lo describe como SDR, que, debido a que fue creado por Verilog, es un término que se le podría aplicar. Pero en lugar de utilizar la topología SDC de ADC y el procesamiento de señales digitales, implementa un receptor de conversión directa sorprendentemente tradicional.

Tiene un demodulador AM cuadrático que tiene una similitud pasajera con SDR con señales de fase I y Q, pero ahí es donde termina la similitud. La selección de frecuencia se realiza a través de un oscilador controlado por un puerto serie, e incluso hay un amplificador PWM a bordo que puede operar un altavoz. El resultado se puede ver en el video a continuación y, como puede escuchar, la conversión directa con un demodulador en cuadratura se acerca a un receptor de AM muy eficiente.

Si esto es demasiado, pero todavía tiende a usar la radio con componentes mínimos, debe mirar la gama de receptores de Silicon Labs.

  • tienda dice:

    Muy inteligente 🙂

  • Un dron dice:

    Jenny List dijo: “Pero en lugar de utilizar la topología SDR y el procesamiento de señales digitales de ADC, implementa un receptor de conversión directa sorprendentemente tradicional”.

    No, es un receptor DDC (conversión directa), que utiliza ADC y DSP. Justo en los comentarios del video de YouTube dice: “El búfer LVDS de la cuadrícula MachXO2 se usa como ADC”. Además, el filtrado en cuadratura del mezclador de bolsillo se realiza mediante dos filtros DSP CIC (Cascaded Integrator-Comb). Aunque no se describe explícitamente, dudo que el demodulador AM sea también un bloque DSP. La demodulación AM es simplemente la raíz cuadrada de la suma de las señales I (Énfasis) y Q (Cuadratura) que siguen a los filtros CIC.

    • RW versión 0.0.1 dice:

      DDC dispara una neurona, creo que tal vez fue el nuevo calor en un control remoto proporcional digital a mediados de los 80

  • Alan Hightower dice:

    Uno de los mejores trucos que he visto. ¡Te enseña los conceptos básicos de RF y HDL al mismo tiempo!

  • Comedias dice:

    ¿Cómo se implementa el mezclador?

    • Alberto dice:

      Autor aquí. El mezclador es bastante fácil. Una señal de entrada solo puede ser +1 o -1, por lo que solo cambia la señal de las señales sin y cos del oscilador local de 12 bits. https://github.com/alberto-grl/1bitSDR/blob/master/Mixer.v

  • geocrasher dice:

    A la gente que habla de toroides curvos les gusta mucho. Creo que son divertidos. Y se ven más complicados que ellos, lo que hace que las personas que vean su trabajo “ooh” y “ah” sobre un alambre magnético en un moño: P

    • tekkieneet dice:

      A la gente no le gusta trabajar con las manos (o el cerebro) hoy en día. Quieren que todo sea alimentado con cuchara o automatizado.

      • solo dice dice:

        ¿No es así? Solo quieren usar algunas bibliotecas e irse, nada más aterrador que seleccionar algunas casillas de verificación. ¡Oh, espera, los minimalistas de la interfaz de usuario han eliminado todas las casillas de verificación!

        ¿Por qué siempre se pasan por alto las partes de RF? El amplificador de entrada no debe ser un oscilador. El VCO debe ser muy estable. ¿Alguna basura vieja funcionará para la batidora? ¿O puede obtener todas esas cosas por $ 3 de ali-uknow?

      • roboj1m dice:

        ¿Entonces aprendieron HDL y AM?
        ¡¿Cómo es que eso no ocupa tu cerebro ?!

    • Michael Black dice:

      Los DEG se presentan como simples y complicados.

      Para algunos, son formas fáciles de llegar a un final, usar esa solución existente con ese software existente y ver todas las cosas que puede hacer.

      Otros los ven como algo misterioso y complicado, y los evitan mientras construyen el mismo tipo de receptor simple que la gente ha estado construyendo durante décadas.

      Lejos, en un rincón están las personas que entienden lo que está sucediendo en los SDR (algunas de las cosas son que rara vez han estado en los lugares donde la mayoría de los aficionados aprenderían sobre ellos, por lo que se ven como soluciones de caja negra para los dos principales grupos) y construirlos como receptores de espectáculos. Este grupo puede incluir el uso de toroides porque buscan actividad y comprenden un buen proyecto de receptor.

    • RW versión 0.0.1 dice:

      Las bobinas son una gran frustración cuando se construye cualquier otro diseño, porque se muestra el devanado prefabricado o el núcleo particular utilizado …
      i) Abundante en exceso … hace 10 años.
      ii) Encontrado en un balde que se había entregado entre jamones desde 1920
      iii) Un producto de una bobina de especialista industrial y un proveedor principal que en realidad todavía se comercializa, pero tiene un pedido mínimo de $ 50 y debe enviar una solicitud para ser elegible para tener una cuenta con ellos.
      iv) Hubo una oferta abundante de Midsomer Worthy Radio y Apiary Supply Co el año pasado, pero el excedente que renombraron se secó.
      v) De hecho, de Mouser, RS u otro gran proveedor … se acabaron los meses

  • Alan dice:

    Aplaudo el uso de la FPGA en sí como un ADC delta sigma.
    También admiro la forma en que el filtro CIC proporciona una resolución efectiva de 6 bits más.

    Desearía que fuera [cheaper] Placas FPGA disponibles con buen RF-ADC (digamos más de 100 Ms / seg, 12 bits). Más bien con los bloques DSP que Alberto notó que faltaban en el chip MachX02 usado aquí.

    • Joel dice:

      Construí el proyecto VNA a partir de la versión LimeMicro de 4 canales, y sí, tiene todo lo necesario excepto un filtro de salida y PA.
      LMS7002M (el extremo frontal de 12 bits y 61,44 MHz incluye LNA en cada par de entrada bloqueable de fase)
      Alter Cyclone IV EP4CE40F23

      Básicamente, rodea un límite de 55 MHz solo en el lado USB de la FPGA, pero no he probado la versión PCIe.
      https://www.crowdsupply.com/lime-micro/limesdr

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  • TerryMatthews dice:

    Sí, puedes envolver algunas bobinas de alambre alrededor y tener una radio también jajaja.

  • Mella dice:

    En un momento, usamos el ZN414 como una sola radio IC 🙂
    https://en.m.wikipedia.org/wiki/ZN414
    Y http://members.iinet.net.au/~cool386/zn414/zn414.html

  • George M1GEO dice:

    Artículo: “Implementa sorprendentemente un receptor de conversión directa tradicional”

    ¿Como adivinaste? tiene literalmente una frecuencia de FI digital de 20 kHz y un demodulador de AM que utiliza muestras cuadráticas. Eso es un poco más que, en mi opinión, un “receptor de conversión directa tradicional”.

    • Alberto Garlassi dice:

      SI es 0 Hz. I y Q son necesarios en el demodulador, ya que el suboficial no está bloqueado en el portaaviones. Si lo fuera, la amplitud de la señal I sería la salida de audio sin ningún procesamiento. Pero dado que hay un cambio de fase en constante cambio, la salida del enfoque anterior iría desde un máximo en 0 y pi, hasta un silencio completo para + – pi / 2. La señal Q permite superar esto por la raíz de la suma de los cuadrados de I y Q.

Matías Jiménez
Matías Jiménez

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