Stand alone SDR (Software Define Radio) receiver experiment #2

Akhirnya ada semangat dan kesempatan melanjutkan project ini setelah gagasannya di mulai pada posting pada link berikut SDR receiver experiment #1 . Pada tulisan tahap dua ini saya merealisasikan bagian awal front end, hingga I/Q mixer dan satu tingkat amplifier (inverting amp) menggunakan op-amp untuk kemudian diproses oleh mikrokontroller demodulasinya.

Berikut adalah gambar-gambar dari hasil realisasi posting sebelumnya (tahap #1),

  • blok front end toroid trifilar sebagai penyesuai impedansi (tanpa BPF),
  • LO1 (Si570+kontroller nya),
  • pembagi 4 (74HC74),
  • Mixer 1 (FST3253)
  • NE5532 sebagain penguat sinyal I/Q

ATMega8 sebagai kendali utama

ATMega8 sebagai kendali utama

NE5532 sebagai I-Q amp + Trifillar sebagai impedance match

NE5532 sebagai I-Q amp + Trifillar sebagai impedance match

LC 2x16 + Rotary Encoder

LC 2×16 + Rotary Encoder

Si570 + FST3253

Si570 + FST3253

stacked PCB

stacked PCB

stacked PCB + BNC input

stacked PCB + BNC input

Hasil testing demodulasi I/Q dengan menggunakan PC Sound Card dan Software SharpSDR

Si570 sebagai pembangkit sinyal

Si570 sebagai pembangkit sinyal (base band 7.050)

I/Q sinyal di tap ke sounfdcard

I/Q sinyal di tap ke soundcard

SDRSharp

SDRSharp

 

Hasil pengujian dengan sound card memang masih banyak noise floor tapi tidak mengapa sinyal-sinyal pada 40m Band cukup kuat di terima performance pada experiment berikutnya baru akan ditingkatkan (BPF + LNA untuk front end).

Dalam proses demodulasi ini sempat muncul 2 methode yang feasible di lakukan oleh software yang pertama adalah methode phasing dan kemudian metode weaving  dengan penjelasan sbb:

  1. Phasing method, pada method ini setelah mixer pertama sinya I dan Q di olah oleh delay dan hilbert transform untuk kemudian di jumlahkan guna menghasilkan USB dan LSB. Methode ini membutuhkan memori (array) yang besar paling tidak untuk base band saya butuh beberapa kilobyte, dan bahkan ada kemungkinan perlu menerapkan proses DSP seperti FFT. Sejak awal untuk desain kali ini saya menghindari menggunakan IC2 DSP atau pun mikrokontroller yang memiliki DSP atau memliki kemampuan proses perhitungan yang lebih tinggi (32 bit mikrokontroller). Akhirnya methode ini saya tinggalkan sejenak…mungkin next experiment.
    SSB demodulation using phasing method

    SSB demodulation using phasing method, by :Y.-O.Yam and K.-H.Wong

  2. Weaver metode, method ini sepertinya jauh lebih mudah untuk di terapkan oleh mikrokontroller. Sinyal I/Q masing2 akan melewati low pass filter kemudian di campurkan dengan 2 LO2 yang phasanya juga berbeda 90′, lalu di jumlahkan sebagai keluaran USB dan LSB.
SSB demodulation using weaver method

dan SSB demodulation using weaver method, by :Y.-O.Yam and K.-H.Wong

Hal yang menarik di sini adalah bagaimana mikrokontroller akan mengendalikan menggantikan fungsi LO2 penggeser phasa 90′ dan mixer dan proses keluaran USB dan LSB dengan langkah sbb:

  • mikrokontroller akan melakukan kendali terhadap IC ADC Audio (PCM1801 16 bit 43KHz [256fs crystal]) yang akan melakukan  sampling isyarat I dan Q yang telah melewati LPF.
  • mikrokontroller lalu meproses hasil sampling ADC dan mencampur (mixing) hasil sampling ini dengan LO2. Proses pencampuran akan mengemulasi proses analognya. Mikrontroller akan membangkitkan perhitungan timer (sesuai dengan bandwith yang diinginkan) untuk memperoleh 4 bagian phasa.
  • berdasarkan 4 bagian phasa inilah sinyal hasil sampling akan di teruskan untuk kemudian di jumlahkan guna mengasilkan nilai USB dan LSB
  • nilai besaran USB dan LSB ini selanjutkan akan di keluarkan melalui DAC.
  • pilihan DAC jatuh pada R2R DAC, selain sederhana murah juga tidak mengkonsumsi proses mikrokontroller
  • ada akhirnya sebuah IC mikrokontroller ATMega16 atau 32 bisa melakukan proses ini

to be continued tulisan ini akan saya update untuk memperlihatkan hasil SDR receiver nya sejauh ini dengan menggunakan software SDR yang sudah ada…

..(bagian demodulasi sedang di coding)

mungkin kalau ada waktu buat software SDR sendiri? mungkin kalau ada waktu bisa 🙂

semoga bermanfaat

Dian Kurniawan

Advertisements