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SWISS AMATEUR TELEPRINTER GROUP

Software Defined RadiosThe Future Is Now…

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Dominik Bugmann, HB9CZFhb9czf@swiss-artg.ch15. Februar 2008

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Warum SDR ?

• Packet Radio über die letzten 20+ Jahre• Keine Anwendungen, geringe Innovation

• SDR ist auch für die Industrie neu• Neue Gruppe von Amateuren

• Wie kann die SWISS-ARTG helfen ?• Publikum in HB adressieren• Know-how Transfer (English – Deutsch)• Rasantes Entwicklungstempo

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Software Defined vs. Controlled

• Controlled• PC kontrolliert den Transceiver

• Defined• 100% der Modulation, Demodulation und Steuerung

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Philosophie: Viel Software & wenig Hardware

• Laufende Verbesserungen – Wird immer besser!

• Leistungsfähigkeit in analog nicht möglich

• Weniger analog –> mehr linear

• TRX für jeden Mode / Betriebsstil

• Open Source GPL – Viele Mitwirkende

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Warum Open Source?

• Grosse Mitarbeiter-Basis

• Schnellere Erweiterungen

• Viele Augen – Besserer Code

• Nicht Herstellerabhängig

• Amateur – For the Love of…

• Alle gewinnen

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PC vs. Embedded DSP Chips

• PCs werden kaum obsolet

• Totale Bildschirm Flexibilität

• Übertreffen DSP Chips

• PCs Upgradeable

• Click Tuning

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Gib mir I & Q

Und ich kann die Welt demodulieren

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Quadrature Sampling Architektur

ss ffBW ==

2*2

Quadrature Sampling Doubles Bandwidth

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Quadrature Signal Vector

QIM ttt

22 += ⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛= −

IQ

t

tt tan 1φ

All Modes

AM: PM:

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CW und SSB Demodulation

• CW Signal bei 14.101 MHz mit 1 kHz Tone

• Gewünschtes Signal:• 14.101 MHz – 14.100 MHz = 1 kHz

• Weiteres Signal:• 14.099 MHz – 14.100 MHz = -1 kHz

LO

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Block Diagramm: SSB Demodulator

Hilbert Transformation

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I und Q bei 14.101 MHz

USB: I leads Q (Wanted Signal)

-6.00

-5.00

-4.00

-3.00

-2.00

-1.00

0.00

1.00

2.00

0 360 720 1080 1440 1800

I

Q

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I und Q+90º bei 14.101 MHz

USB: I + Q+90

-6.00

-5.00

-4.00

-3.00

-2.00

-1.00

0.00

1.00

2.00

0 360 720 1080 1440 1800

I

Q

14

I und Q+90º bei 14.101 MHz

USB: I + Q+90

-2.00

-1.50

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

0 360 720 1080 1440 1800 I+Q

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Block Diagramm: SSB Demodulator

Hilbert Transformation

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I und Q bei 14.099 MHz

LSB: I lags Q (Unwanted Signal)

-6.00

-5.00

-4.00

-3.00

-2.00

-1.00

0.00

1.00

2.00

0 360 720 1080 1440 1800

I

Q

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I und Q+90º bei 14.099 MHz

LSB: I - Q+90

-6.00

-5.00

-4.00

-3.00

-2.00

-1.00

0.00

1.00

2.00

0 360 720 1080 1440 1800

I

Q

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I und Q+90º bei 14.099 MHz

LSB: I - Q+90

-2.000-1.500-1.000

-0.500

0.000

0.5001.000

1.500

2.000

0 360 720 1080 1440 1800 I-Q

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Ich kann Dich sehen!

„Radio sehen“

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Hochauflösender Panadapter in Echtzeit

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SDR wiederbelebt unser Hobby…

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SDR: Beispiele• W7PUA’s DSP-10 is a superb example of SDR

• Based on embedded DSP• Open Source• See QST 9/99 – 11/99 or EMRFD• http://www.proaxis.com/~boblark/dsp10.htm

• Flex Radio’s SDR-1000 is first commercial Amateur SDR• Flex makes proprietary hardware

• K5SDR Introduced QSD/QSE• QEX July 2002 1st of 4 Part Article

• Community writes application code• Originally by Flex• Flex now only writes GUI and Drivers

• $1500• http://www.flex-radio.com/

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SDR: More Examples

• Tony Park’s Softrock Series• QSD for Rx, QSE for Tx• $20 for Rx (1 or 2 band)• $40 for Tx/Rx (1W, 1 or 2 band)• http://groups.yahoo.com/group/softrock40/

• Hendricks QRP Kits• Firefly Xcvr

• QSD Rx• Tx not SDR

• $65 (1 band, CW)• http://www.qrpkits.com/firefly.html

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Panadapter für den Elecraft K2

• http://dj9cs.raisdorf.net/K2-Panorama.html

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HPSDR (http://hpsdr.org)

• Standalone SDR• Kein PC benötigt

• Kontrolle des SDR-1000

• Ueberlegene Soundkarten-Qualität• Delta 44, Presonus

• Spectrum Analyzer (cf. SDR-14)

• USB Interface

• mehrere Plug-In Module

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Mercury – That Dude is Fast!• 16-bit ADC Running at 130 MHz!

• Linear Technology LTC2208 ADC• Sample entire HF Spectrum in Real Time

• Cyclone II FPGA• Digital Down Converter

• Typical Bandwidth Reduction to 200 kHz• User Defined Features

• USB• On-board FX2

• Prototype measures:• Max Input Signal +9 dBm• MDS (500 Hz BW) -120 dBm

• Designers: N8VB and VK6APH

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Penelope – Digital Xmtr

• 16-bit DAC Running at 130 MHz!• Analog Devices AD9744• 1.8 – 54 MHz for Amateur Use

• Cyclone II FPGA• Digital Up Converter• All Modes

• USB• Via OZY

• Prototype measures:• 0.5W to 1W Output

• Designers: N8VB, VK6APH w/help from KK7P

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QS1R (von N8VB)

• Open Source Direct Digital Conversion (DDC) receiver

• 15 kHz …55 MHz

• USB 2.0 Interface

• 800 USD

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Der allerletzte Schrei: CW Skimmer

• http://www.dxatlas.com/CwSkimmer/

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Wo gibt’s mehr Informationen?

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A Software Defined Radio For The Masses: Parts 1, 2, 3, & 4

By Gerald Youngblood, K5SDR (formerly AC5OG)Reprints may be found at www.flex-radio.com

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Weitere Informationen?

• www.swiss-artg.ch/sdr• Softrock• SDR-1000• HPSDR

• Diskussionsliste zum SDR-1000: • http://mail.flex-radio.biz/pipermail/flexradio_flex-radio.biz/

• Diskussionsliste zu HPSDR:• http://lists.hpsdr.org/pipermail/hpsdr-hpsdr.org/

• Diskussionsliste zum QS1R:• http://groups.yahoo.com/group/qs1r/• http://qs1r.com

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Fragen ?

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