SDRSDRSoftware Defined RadioSoftware Defined Radio

Jochen Althoff, DF1VBJochen Althoff, DF1VB

VFDBVFDBVerband der Funkamateure in Telekommunikation und PostVerband der Funkamateure in Telekommunikation und Post

Was ist SDR?Was ist SDR?

Wesentliche Teile eines RX oder TX Wesentliche Teile eines RX oder TX mit Hilfe von Software und mit Hilfe von Software und angepasster Rechnerhardware wie angepasster Rechnerhardware wie DSP oder FPGA realisieren.DSP oder FPGA realisieren.

Einfachstes Beispiel: Die SoundkarteEinfachstes Beispiel: Die Soundkarte

Erste brauchbare Veröffentlichung im Erste brauchbare Veröffentlichung im Jahr 2002 durch Gerald YoungbloodJahr 2002 durch Gerald Youngblood

Erste brauchbare AFu Funkgeräte im Erste brauchbare AFu Funkgeräte im Jahr 2004 (z.B. SDR-1000 v. Flex)Jahr 2004 (z.B. SDR-1000 v. Flex)

Kommerzielle Geräte wie FLEX-5000, Kommerzielle Geräte wie FLEX-5000, ADAT-200AADAT-200A

Empfänger wie PERSEUS, SDR-14Empfänger wie PERSEUS, SDR-14

Fkexradio SDR Flex-1500Fkexradio SDR Flex-1500

SDR Empfänger FunCubeSDR Empfänger FunCube

Einfacher VHF / UHF SDR von 54 bis 2100 MHz !!Einfacher VHF / UHF SDR von 54 bis 2100 MHz !!

Bausatz Lima-SDRBausatz Lima-SDR

FA-SDR Transceiver BausatzFA-SDR Transceiver Bausatz

KonzeptionKonzeption

HF Eingangsstufe (ggf. mit Abschwächer) und Vorselektion HF Eingangsstufe (ggf. mit Abschwächer) und Vorselektion (Preselektor)(Preselektor)

Direkter Mischer ins Basisband mittels I/Q Schalter-MischerDirekter Mischer ins Basisband mittels I/Q Schalter-Mischer

I / Q Signalverarbeitung mittels Soundkarte und DSP I / Q Signalverarbeitung mittels Soundkarte und DSP Software auf dem PCSoftware auf dem PC

Der SchaltermischerDer Schaltermischer

Auszug aus dem FA-SDRAuszug aus dem FA-SDR

Welche Soundkarten benötige ich?Welche Soundkarten benötige ich?Die Karte muss mindestens 2 Kanäle a 96kbit/s Die Karte muss mindestens 2 Kanäle a 96kbit/s bereitstellenbereitstellen

Stereotauglich seinStereotauglich sein

Rauscharm sein (RX Empfindlichkeit!)Rauscharm sein (RX Empfindlichkeit!)

Intermodulationsarm seinIntermodulationsarm sein

Einige kommerzielle SDR benötigen eine 4 Kanal Einige kommerzielle SDR benötigen eine 4 Kanal Soundkarte wie etwa der FLEX-5000Soundkarte wie etwa der FLEX-5000

Es werden zwei (!) Soundkarten benötigt, eine für Es werden zwei (!) Soundkarten benötigt, eine für die Verbindung zum SDR, die andere für die NF die Verbindung zum SDR, die andere für die NF Wiedergabe bzw. für‘s Mikrofon.Wiedergabe bzw. für‘s Mikrofon.

Welchen PC benötige ich?Welchen PC benötige ich?Nicht den neuesten, hochgerüstetsten, Nicht den neuesten, hochgerüstetsten, aber auch kein „altes Möhrchen“. aber auch kein „altes Möhrchen“.

Der PC ist nun der eigentliche Demodulator, Der PC ist nun der eigentliche Demodulator, Modulator, Filterbank und die Modulator, Filterbank und die Benutzerschnittstelle.Benutzerschnittstelle.

Hier muss jeder sehen welche Ansprüche er Hier muss jeder sehen welche Ansprüche er selbst hat….selbst hat….

Software RockySoftware Rocky

Einfache Bedienung, deutsches HandbuchEinfache Bedienung, deutsches Handbuch

Kann (noch) kein SSB aber PSK31 ist eingebaut.Kann (noch) kein SSB aber PSK31 ist eingebaut.

Software Power SDRSoftware Power SDR

Vorteile von SDRVorteile von SDR

Viele Features durch Software realisiertViele Features durch Software realisiert

Deutlich reduzierter HardwareaufwandDeutlich reduzierter Hardwareaufwand

Durch SW-Updates neue Modes oder Durch SW-Updates neue Modes oder Features verfügbarFeatures verfügbar

Nachteile von SDRNachteile von SDR

Wenig kommerzielle Produkte verfügbarWenig kommerzielle Produkte verfügbar

Aufwand bei IM UnterdrückungAufwand bei IM Unterdrückung

Votum für den SelbstbauVotum für den Selbstbau

Durch geringeren HW Aufwand wieder Durch geringeren HW Aufwand wieder kompetenter Selbstbau möglichkompetenter Selbstbau möglich

Diverse Bauprojekte verfügbar von Diverse Bauprojekte verfügbar von Baumappe bis BausatzBaumappe bis Bausatz

Synergien zwischen PC und TRXSynergien zwischen PC und TRX

Bastelprojekt FA-SDR TransceiverBastelprojekt FA-SDR Transceiver

Vergleich mehrerer Projekte:Vergleich mehrerer Projekte:- Funktionsumpfang- Funktionsumpfang- Qualität und Stand der Technik- Qualität und Stand der Technik- Verfügbarkeit- Verfügbarkeit- Nachbausicherheit / Baumappe (D)- Nachbausicherheit / Baumappe (D)- SW-Kompatibilität- SW-Kompatibilität- Preis- Preis

=> Ergebnis Funkamateur Bausatz=> Ergebnis Funkamateur Bausatz

Bausatz FA-SDR TransceiverBausatz FA-SDR Transceiver

SDR-TRX (10mW)SDR-TRX (10mW)

GehäuseGehäuse

interne PA (1 Watt)interne PA (1 Watt)

PA 5 Watt PA 5 Watt

PA 10 Watt (qrp-projekt)PA 10 Watt (qrp-projekt)

2. Soundkarte wird benötigt!2. Soundkarte wird benötigt!

Bastelwochenende 21./22. MaiBastelwochenende 21./22. MaiZiele:Ziele:

- gemeinsames Aufbauen des Transceivers- gemeinsames Aufbauen des Transceivers

- Geübte helfen den Unerfahrenen- Geübte helfen den Unerfahrenen

- Bereitstellung von Werkzeug falls nicht vorh.- Bereitstellung von Werkzeug falls nicht vorh.

- Abgleichen des Transceivers mit - Abgleichen des Transceivers mit bereitgestelltem Messequipmentbereitgestelltem Messequipment

- ggf. Fehlersuche und Beseitigung.- ggf. Fehlersuche und Beseitigung.

Nach Möglichkeit sollten alle Teilnehmer mit Nach Möglichkeit sollten alle Teilnehmer mit einem funktionsbereiten SDR Transceiver nach einem funktionsbereiten SDR Transceiver nach Hause gehen.Hause gehen.

Danke für die Danke für die Aufmerksamkeit!Aufmerksamkeit!

Gute Heimreise,Gute Heimreise,

Jochen Althoff DF1VBJochen Althoff DF1VBVFDB Dortmund Z03VFDB Dortmund Z03

Was ist das I / Q Signal?Was ist das I / Q Signal?

Wenn man ein komplexes Signal klassisch Wenn man ein komplexes Signal klassisch demoduliert erhält man am Ausgang des demoduliert erhält man am Ausgang des Demodulators nur das Amplitudensignal.Demodulators nur das Amplitudensignal.

Komplexe Signale haben aber am Eingang des Komplexe Signale haben aber am Eingang des Demodulators eine Amplitudengröße Demodulators eine Amplitudengröße undund eine eine Phasenlage.Phasenlage.

Wird also ein komplexes Signal klassisch Wird also ein komplexes Signal klassisch demoduliert geht die Phaseninformation verloren, demoduliert geht die Phaseninformation verloren, ein Teil der Information fehlt also.ein Teil der Information fehlt also.

Um die Phasenlage als Information zu erhalten Um die Phasenlage als Information zu erhalten wird das Signal 2 Demodulationswegen zugeführt wird das Signal 2 Demodulationswegen zugeführt welche um 90° phasenverschoben mit der selben welche um 90° phasenverschoben mit der selben Signalquelle demoduliert werden.Signalquelle demoduliert werden.

Am Ende stehen beide Anteile des Eingangs-Am Ende stehen beide Anteile des Eingangs-

signals zur verfügung:signals zur verfügung:

Das I Signal, die orginäre Amplitudeninformation,Das I Signal, die orginäre Amplitudeninformation,

und das Q Signal, ebenfalls eine Amplitude die und das Q Signal, ebenfalls eine Amplitude die aber die Phasenlage repräsentiert.aber die Phasenlage repräsentiert.

Das I Signal (In Phase) stellt also den realen Teil Das I Signal (In Phase) stellt also den realen Teil der Signalinformation dar.der Signalinformation dar.

Das Q Signal (Quadratur) stellt demnach den Das Q Signal (Quadratur) stellt demnach den imaginären Anteil des Signals dar.imaginären Anteil des Signals dar.

Da die Signale rechwinklig aufeinander Stehen Da die Signale rechwinklig aufeinander Stehen (90° Phase) kann so mit Hilfe des Satz des (90° Phase) kann so mit Hilfe des Satz des Pythagoras der absolute Amplitudenbetrag Pythagoras der absolute Amplitudenbetrag errechnet werden.errechnet werden.