Nem kell programozni sem hangolni, nincsenek bonyolult vagy drága alkatrészek, kiváló kísérleti példány. Első nem hagyományos, analóg rádiónak szinte kötelező a Zeta SDR.

A 2007 környékén publikált konstrukcióról már írtam korábban, igaz, akkor csupán érdekességként. Az alapvetően négy szerkezeti egységből álló rádió elvi felépítési vázlatát, blokksémáját az 1. ábrán mutatom be.

Annyit azért itt is hozzátennék, hogy mindig van csak egy kicsit több, csak egy kicsit jobb verzió, a Zeta most a legegyszerűbb, legkönnyebben elkészíthető, legalapvetőbb, real plug&play vevőként kerül bemutatásra – és talán az asztalodra.

1. ábra
a Zeta SDR blokkvázlata

Az aprócska szoftverrádió működése a végletekig egyszerűsítve annyi, hogy az OSC1 lokáloszcillátor által előállított jelből az IC1 osztó állítja elő azt a két negyedére osztott, fázisában 90 fokban eltolt frekvenciát, melyek a Tayloe-detektorként használt IC2 multiplexer bemenetére kerülnek. Az antennajellel való keverés után az IC2 kimenetén már egy olyan digitális jelként értelmezhető adatfolyam jelenik meg, mely az IC3 differenciálerősítő áramkörein keresztül matematikai összefüggéseiben alkalmas arra, hogy a hangkártyát egy újabb, digitális keverőként használva a számítógép analóg, vett jellé alakítsa. Ezt egy egyszerű de nagyszerű programmal végzi. Az ide kapcsolódó alap kritériumokról kicsit később ejtek szót, az I/Q rendszerű vevők működéséről és a vevőszoftverről itt írtam kicsit részletesebben.

Fontos megjegyezni, hogy a felhasznált alkatrészek kiválasztásánál az egyszerű beszerezhetőség volt az elsődleges szempont. Éppen ez a kompromisszum határozza meg a maximális működési frekvenciát is, mely az IC1 esetében gyártótól függően jelenti a legszűkebb keresztmetszetet. Ez azt jelenti, hogy jócskán 30 MHz feletti oszcillátorral jó eséllyel nem fog rendesen működni, de ha van kedved, kísérletezd ki egy 30, 40 vagy 50 megás TCXO-val :). Kárt nem okozol, legfeljebb nem megy és majd visszacseréled (most várok egy 56 MHz-eset, majd megírom, mi a tapasztalat).

 UPDATE  kipróbáltam az 56MHz-es oszcillátorral, a 20 méteres sáv aljára eső sávrészben is gyönyörűen működik a vevő.

Épp a működési határ miatt nagyon fontos, hogy pontosan a meghatározott típusú IC-k kerüljenek felhasználásra. A ‘4052 még annyira nem is kritikus, de a 74HC74 esetében nem csak a HC (nagy működési frekvenciájú) kivitelre, hanem lehetőség szerint a gyártóra is ügyeljünk! A Texas Instruments neve például garancia a minőségre, míg a noname kínai vackok vagy jók lesznek, vagy nem. Ha tőlem kaptál félvezetőt, az biztos, hogy megbízható forrásból származik és márkás darab. A gyakorlatilag alapsávon üzemelő LM358 (vagy a jobb minőségű, ám sokkal drágább NE5532) komparátor esetében már nincs ekkora szigor, de ha lehet, használjunk itt is márkás darabot (Ti, Onsemi, ST, Motorola, Hitachi, stb) és kerüljük a csupán típusjellel feliratozott tokokat.

A kis vevő kialakítását úgy terveztem, hogy ne kelljen hozzá elem vagy külső tápegyeség, azt csupán a számítógéppel kell összekötni: a hangkártya bemenet mellett egy USB tápkábel kell hozzá, ami szintén a gépből jöhet. Persze minden további nélkül lehet telefontöltőre dugni, csekély áramfelvételével egy USB-s powerbankról is sokáig működik.

A konstrukció kialakításánál szempont volt az is, hogy univerzális legyen az oszcillátorok használhatósága: a DIP14-4 mellett a DIP8-4, sőt, még az SMD tokozás is helyet kapott a panelen, melyek közül azt ültetjük be, amelyikkel rendelkezünk a kívánt frekvenciára. Az 5070 méretű SMD esetében nyilván nincs mód foglalatban cserélgetni azokat, de itt más kitétel is van: ez ugyanis jellemzően nem az USB-ről levett 5 voltos tápfeszültséggel működik, hanem 3,3 volt kell neki. Ezt állítja elő a SOT223-3 tokozású IC4, melyet a C15-tel egyetemben csak ilyen generátor használatakor kell beültetni.

2. ábra
a Zeta SDR kapcsolási rajza

A kis készüléket bemenő fokozat nélkül készítettem el. Ennek egyrészt az az oka, hogy később készítünk majd egy egyszerű, de annál hasznosabb moduláris sávszűrőt, másfelől bármilyen oszcillátorral lehessen játszani. És akkor itt eljutottunk a frekvencia kérdéséhez.

Mint már szó esett róla, a vételi frekvencia az oszcillátor negyede lesz. A konfekció szerinti 28,322 MHz így 7.080,5 kHz-re jön ki, ami a 40 méteres sáv lényegi közepére esik. A számítógépen vehető frekvenciasáv a hangkártyánktól függ, ugyanis annak mintavételezési frekvenciája lesz a teljes sávszélesség. Ez annyit jelent, hogy az oszcillátor frekvenciájával kapott sávközéptől a hangkártya mintavételezési frekvenciájának feléve le- és fel fogunk tudni hallgatózni, elhangolni.

A leggyérebb hangkártyák 44 vagy 48 kHz-esek, míg a közepes minőségűek 96, 128, de inkább 192, míg a profi DAC-ok 384 kHz-es rátával bírnak. Ez annyit jelent, hogy a vett jel legalább ±24 kHz-cel térhez el a 7.080 kHz-es vételi frekvenciától, így 7.056-7.104 kHz-ig működő vevőt fogunk kapni.

Könnyű kiszámolni, hogy már egy primitív, öreg, alaplapi hangkártyával is figyelni tudjuk az igen látványos FT8 (7.074 kHz) és a 7.093 kHz-es magyar frekvenciát is, miközben lefedi a sáv távíró és a fónia szegmensének egy részét is. Picit is jobb hangkarival pedig még nagyobbra nyílik az olló, hiszen a mintavételezés felével le- illetve fel tudunk majd elhangolni.

Érdekesség, hogy ha az oszcillátort kicseréljük a szintén könnyen beszerezhető 14.318 MHz-es típusra, a sávközép épp a 80 méter PSK üzemmódjának 3.579 kHz-es részére esik. Ettől 48 kHz-cel elhangolva a 3.531 és 3627 kHz közötti tartományt vehetjük, ami a távíró és fónia szegmensre esik, átfogva a 3.615 kHz körüli magyar körQSO-k frekvenciáját is. A látványos és sok sikerrel kecsegtető FT8 ebben a sávban 3.573 kHz-re esik, ami a leggagyibb hangkártya mellett is vehető ezzel az oszcillátorral.

Természetesen ezek mellett még számos olcsó oszcillátort be lehet szerezni (a kerek számok mellett például 28,224 vagy 28,636 MHz), melyekkel az amatőrsávok bármely része lefedhető vagy kiváló műsorszóró DX-eket lehet vadászni. Ennél alacsonyabb frekvenciákra bátran mehetünk, valamilyen állomást biztos, hogy mindig fogunk találni.

Az SDR projekt utolsó etapja a szoftver, erre azért nem térnék külön ki, mert egyrészt ennek felfedezése a legnagyobb örömjáték egy ilyen projekt során, másrészt azért, mert a szoftverrádiókat feldolgozó írásomban már szó esett a Rockyról. Persze ha a pici programocskával meggyőződtünk arról, hogy megy a vevőnk, komolyabb szoftverrel is neki lehet esni, biztos, hogy hasznos időtöltés lesz.

A tervezés ugyan nem egy nagy feladat, de az SDR panelje korlátozott számban még elérhető nálam is. A bonyodalmak elkerülése érdekében a három márkás, üzembiztos IC-vel és a fent említett 28 vagy 14 megás oszcillátorral tudom adni, a néhány passzív alkatrészt és a BNC-t és a hangfrekis csatlakozót mellékelve – természetesen mindezt a készlet erejéig, a jelentkezés sorrendjében. Ha érdekel a téma, dobj egy e-mailt a ha8lht@qrp.hu címre.

Amiről nem szabad megfeledkezni, hogy a kis rig még nem túl érzékeny vagy szelektív, így a 40 méteres sáv terjedésének csúcsán az esti órákban – használhatod igazán jó eredménnyel. A középfrekvencián pedig – esetünkben nagyjából 7.080 kHz-en – néhány kHz szélességben lesz két nagy zavarra emlékeztető tüske, bár mellettük nincs akadálya az erősebb állomások vételének. Zajos környezetben jó esélyed van rá, hogy egy-egy nagyjelű műsorvevő állomás is bezavar, az antenna hosszának, helyzetének változtatásával kis szerencsével ezt el tudod űzni és egyensúlyba kerülnek a hasznos állomások.

Nemsokára készül egy kis preszelektor – sávszűrő – az SDR-hez, addig is, ha antennát szeretnél a vevődhöz, korábbi sorozatomat ajánlom, melyben a dipólról, a T2FD-ről valamint a minimalista hurokantennáról is szó esett.