Ricevitore SDR con chiavetta TV
RICEVITORE SDR CON CHIAVETTA TV
Accorgimenti per un corretto utilizzo in abbinamento ad un sistema ricetrasmittente
Onorio Cenni I4CIV i4civ.onorio@gmail.com
Premessa
Ho sperimentato il ricevitore SDR pubblicato sul n. 1-2013 di Radio Kit Elettronica descritto a pagina 47 a firma di IW4BIF e IW4AA. Ringrazio Marino per i preziosi consigli, che a più riprese, mi ha elargito con grande competenza e Pierluigi per avermi fornito la chiavetta. I risultati ottenuti sono stati soddisfacenti ed in linea con quanto è stato chiaramente ed ampiamente descritto nel sopraccitato articolo.
Così, dopo aver effettuato innumerevoli ascolti sulle varie frequenze che questa semplice chiavetta permette di ricevere, ho ritenuto un’interessante opportunità poterla usare come ricevitore panoramico per “vedere” la banda dei 23 cm durante lo svolgimento dei Contest. In questo modo avrei potuto avere una “visione” completa di tutti i segnali presenti in banda e contemporaneamente svolgere l’attività radio anche su un’altra frequenza. Per partecipare ai contest, come singolo operatore, e svolgere l’attività su più bande, è necessario effettuare continui cambi di banda per ricercare dei possibili corrispondenti da collegare. Con l’utilizzo di un ricevitore SDR si ha il vantaggio di poter controllare visivamente, mentre si opera su di una banda, lo spettro di frequenza dell’altra in modo da effettuare i cambi in maniera mirata e quindi, solamente, dopo aver “visto” ed ascoltato i possibili corrispondenti da collegare. Inoltre, la ricezione con l’SDR, ci evita di far girare continuamente la manopola del VFO sul ricevitore dell’apparato ricetrasmittente.
Descrizione delle modifiche
Per questo specifico impiego ho dovuto fare una semplice modifica al mio transverter per i 1296 MHz – 144 MHz, in modo per ricavare un’uscita supplementare RX sui 2 m. Questa uscita l’ho riportata sul retro del pannello del transverter tramite l’ausilio di un cavetto coassiale collegato ad un connettore SMA. Collegando questo connettore all’ingresso del SDR si può “vedere” lo spettro della gamma dei 23 cm che il transverter converte alla frequenza dei 2m; naturalmente la chiavetta SDR deve avere il software settato sulla sintonia di questa ultima frequenza.
Ho anche previsto, per avere una maggior pulizia spettrale, fra l’uscita del transverter e l’ingresso dell’antenna del SDR, un filtro passa-banda (foto n.1) che ho tarato sul centro sulla gamma interessata. Il filtro è stato costruito in un box separato perché così può essere connesso solamente nel caso sia richiesto; infatti qualcuno potrebbe non ritenere necessario l’impiego del suddetto filtro. La perdita d’inserzione misurata a centro banda sull’ingresso è di circa 0,8 dB con un retur-loss di 36 dB. Inoltre, lo stadio di ingresso del SDR potrebbe essere soggetto a saturazioni le quali determinano effetti di intermodulazione o segnali immagine tali da pregiudicarne il corretto funzionamento; per evitare questo inconveniente occorre regolare al giusto valore il livello del segnale che dal transverter deve arrivare all’ingresso del SDR.
Una volta eseguite le regolazioni, la sensibilità complessiva del ricevitore SDR deve essere uguale a quella del complesso ricetrasmittente; ciò significa che la cifra di rumore deve essere la stessa per entrambi i sistemi di ricezione (ad esempio nel mio caso NF = 0,64 dB). Infatti sia il sistema ricetrasmittente che quello ricevente del SDR fanno uso dello stesso preamplificatore LNA, il quale è posizionato nelle immediate vicinanze dell’antenna, come pure dello stesso front-end del transverter che converte il segnale ricevuto da 1296 MHz a 144 MHz.
Ho poi verificato le condizioni di ricezione in modalità SDR nei confronti dell’apparato ricetrasmittente mediante l’ascolto di un debole segnale irradiato da un beacon.
Infine il test più importante l’ho eseguito durante un contest perché ho potuto constatare che i risultati ottenuti sono stati pari alle attese. Le caratteristiche del sistema di ricezione, con questo SDR, non saranno eccezionali ma comunque più che sufficienti per il nostro uso.
Avevo così realizzato, in maniera molto economica, un nuovo set di ricezione pronto per essere usato in molte altre occasioni. Purtroppo però, dopo alcuni giorni, dopo aver riacceso il PC ed inserita la relativa chiavetta, mi accorsi che questa non era più vista dal driver del PC. Pensai subito ad un problema di software e così decisi di installare nuovamente il driver, senza però ottenere nessun risultato positivo.
Da uno scambio di opinioni, con il sempre disponibile Marino, ebbi modo di appurare che la chiavetta si era bruciata anche perché non veniva riconosciuta da un altro PC. Marino mi precisava che la chiavetta era molto vulnerabile alle correnti statiche, ai forti campi elettromagnetici ed alle elevate temperature.
Visti i buoni risultati che avevo ottenuto, e per non dover rinunciare ai vantaggi che avevo già precedentemente sperimentato, ne acquistai subito un'altra. Naturalmente prima di utilizzarla era necessario adottare alcune precauzioni con lo scopo di evitare nuovi danni. Con il senno di poi, sono certo che l’inconveniente poteva essere evitato se avessi agito senza la fretta di provarla. Infatti, non avevo considerato che la chiavetta, nel caso fosse stata abbinata ad un apparato ricetrasmittente in grado di erogare una discreta potenza in 23 cm, doveva in qualche modo essere protetta.
Descrizione della soluzione
La soluzione che vado a proporre è molto semplice e per nulla invasiva, perché non interviene direttamente sulla chiavetta ma sui suoi collegamenti con il resto dei circuiti. In pratica si deve realizzare una sezione di disaccoppiamento galvanico tale da separare la massa della radio da quella del PC; allo stesso modo bisogna separare l’ingresso dell’antenna del SDR dall’uscita del segnale in 2 m del transverter.
Analizzando lo schema n. 1 si evince come avviene la separazione elettrica delle masse e la separazione dell’uscita lato transverter nei confronti dell’ingresso dell’SDR.
Per separare le masse si deve praticare un’incisione trasversale all’interno del contenitore, il quale è stato realizzato con striscie di vetronite ramate su di una faccia, mentre per separare l’uscita verso l’ingresso si usa un piccolo toroide AMIDON di colore bianco/verde tipo T 25/12, adatto per essere impiegato nel intervallo di frequenza di 60-200 MHz. Su questo toroide debbono essere avvolte, su tutta la superficie ed intrecciate fra di loro, cinque spire + cinque spire di filo di rame smaltato. (foto n.2) In questa maniera si ottiene il trasferimento dei segnali radio e si mantiene nello stesso tempo la separazione galvanica delle masse di riferimento.
E’ importante precisare che, se pur minima, l’attenuazione indotta dal toroide non nuoce affatto, anzi contribuisce ad attenuare di alcuni dB il segnale preamplificato che proviene dall’uscita del transverter. Inoltre l’aggiunta sull’avvolgimento primario del toroide di due diodi PIN collegati in bi-parallelo permette un’ulteriore protezione dello stadio d’ingresso del SDR; in questo modo si limitano quei picchi di tensione con valori superiori alla soglia di conduzione dei diodi stessi, senza apportare alcuna influenza sulla NF o sulla IP3. E’ molto importante collegare, durante la trasmissione, l’ingresso di antenna della chiavetta con la massa dal contatto di un micro relè; questo deve avvenire ogni volta che si toglie tensione alla bobina del suddetto relè. Per questa funzione si utilizza lo stesso dispositivo di commutazione sequenziale che provvede a togliere tensione al preamplificatore LNA dei 1296 MHz.
Infine la chiavetta è stata inserita all’interno di in un contenitore (foto n.3) realizzato con strisce di vetronite FR4 con spessore di 1,6 mm, ramata su di una sola faccia. Le strisce, con la parte ramata verso l’interno, dovranno essere accuratamente saldate fra loro, lungo tutto il bordo, in modo da formare un box dalle dimensioni di 96 x 28 x 30 mm (lunghezza, larghezza, altezza) che permette di schermare la chiavetta ed aiuta, almeno parzialmente anche a raffreddarla, poichè nel caso di un prolungato utilizzo ho riscontrato un aumento della sua temperatura. Il contenitore così realizzato, grazie al solco inciso sulla parte ramata, viene quindi elettricamente suddiviso in due parti in modo da ottenere la necessaria separazione delle masse. La chiavetta viene bloccata all’interno del contenitore mediante una fascetta di metallo; questa soluzione permette di sfilarla dalla parte del lato corto (foto n.4) nel caso la si volesse utilizzare, a larga banda, senza alcun abbinamento con apparati ricetrasmittenti.
Il collegamento della chiavetta alla porta USB del PC si effettua mediante una adeguata prolunga USB maschio/femmina.(foto n.5) In questo modo si evitano stress meccanici sulla porta USB del PC o sulla chiavetta causati da eventuali tiri o torsioni dei cavi.
Considerazioni finali
Dopo questi accorgimenti ho potuto finalmente verificare il corretto funzionamento della chiavetta senza riscontrare nessun inconveniente. (foto n.6)
Credo di poter affermare che la soluzione proposta sia sufficiente affinché la chiavetta SDR possa avere una lunga vita. L’esperienza descritta può essere applicata a qualunque chiavetta analoga. Naturalmente sono possibili ulteriori protezioni, come quella di togliere la tensione alla chiavetta durante la trasmissione. Questo si può ottenere interrompendo l’alimentazione, durante la trasmissione, utilizzando l’ulteriore contatto del relè rimasto inutilizzato. Debbo dire però che, non avendo provato questa modifica, non sono in grado di affermare quali possano essere gli effetti sulla chiavetta in caso di mancanza di tensione. Credo comunque che senza tensione la chiavetta potrebbe non essere più vista dal driver del PC e conseguentemente mandare in blocco o resettare il programma. Su questo argomento, in continua evoluzione, sono gradite tutte le considerazioni o prove che potranno fare i lettori.
Augurando un buon ascolto e un buon lavoro a chi volesse cimentarsi in tale modifica, mi corre l’obbligo di sottolineare il fatto che l’agire su apparati collegati con computer richiede sempre molta attenzione. Consiglio quindi di lavorare con la massima cautela, segnalando che non mi assumo alcuna responsabilità in caso di danni che potessero derivare da un uso improprio della chiavetta.
Bibliografia:
Radio Kit Elettronica n. 1-2013 pag. 47.
La presente descrizione è stata pubblicata su Radio Kit Elettronica anno 2013 mese di aprile a pagina 64
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