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OSA103 Mini を SDR として使ってみる [SDR]

 OSA103 Mini を HDSDR に繋ぎ、SDR として動かしてみました。

OSA103 Mini を SDR として使うには、SDR ソフトとインターフェースする ExtIO_Osa.dll を SDR ソフトがあるディレクトリにコピーしておきます。
ここでは HDSDR がインストールされているディレクトリにコピーしておきます。
HDSDR を起動すると、どの ExtIO*.dll を使うかを起動時に聞いてきます。
ここで ExtIO_Osa.dll を選択すると、HDSDR が起動します。
これは短波放送を受信しているところです。
HDSDR.jpg
ExtIO のボックスをクリックすると、設定画面が開きます。
extio-osa.jpg
HDSDR のウィンドウで、LO をクリックするとダイレクトに受信する周波数を入れられます。
SDR として見ると、入力段には何もフィルターが無く、マニュアルにもアンチ・エイリアス・フィルターが必要と書かれています。
でも、短波放送は聞けましたし、感度が悪いながらも FM 放送も聞けました。
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ロシアから OSA103 Mini が届いた [SDR]

 ロシアから OSA103 Mini が届きました。

届いたパッケージ。
DSC07496-gray.jpg
出てきた物。
DSC07499.JPG
DSC07500.JPG
本体とアクリル板のカバーです。
組み立てたところ。
DSC07503.JPG

OSA103 Mini はマニュアルによると PC based USB multi-function measuring device となっています。
マニュアルでは
● Multi-Channel Oscilloscope (analog and digital inputs)
● Multi-Function Generator
● Frequency Meter
● Spectrum Analyzer
● Frequency & Phase Response Analyzer (two-port network)
● Vector Antenna Analyzer (single port VNA)
● LC Meter
● Reflectometer
● SDR Transceiver
● System Clock Oscillator (VCTCXO) better than 1 PPM
● Connects to computer and powered via USB
と特徴が書かれています。
来週、時間が取れたところで試してみようと思います。
主に使いたい機能は SDR で、特に受信機として使ってみたいと思っています。
SDR Transceiver
The device can operate as a transceiver (DDC / DUC transceiver) in conjunction with programs supporting Winrad digital radio protocol. Tested with HDSDR programs, Zeus Radio ver 2.9.3, SDRuno, SDRSharp ver 1361.
Parameters In Receive Mode
 ADC Sampling: 200 MSPS, 8-bit.
 Minimum discernable signal MDS (500 Hz): -97 dBm.
 ADC overflow level: +2 dBm
 Input frequency range: 1 Hz ... 400 MHz with 3 dB flatness (unfiltered input, anti-alias filters required)
 Intermodulation (IMD3): 60 ... 70 dB.
 Panadapter maximum span: 65 kHz
Parameters In Transmission Mode
 Max output power: +5 dBm.
 Output frequency range: DC ... 60 MHz with 1 dB flatness.
 AM, FM, LSB, USB, CW modes.
 Transmission mode is implemented in the module and requires connection of an external microphone amplifier for voice.

おじさん工房の APB-3 が頒布終了したいま、簡単に手に入る汎用測定機として OSA103 Mini の価値はあると思います。
誰かアプリの Linux Native バージョン、もっと言えば Raspberry Pi バージョンを作ってくれないかと思います。欲しいなら自分で作れと言われそうですが、能力がとってもとっても足りません。 (´;ω;`)
老い先を考えると勉強している能力も暇もありません。 (´;ω;`)
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新たな SDR トランシーバーが QRPver から出ました [SDR]

 ウクライナの QRPver から新たな SDR トランシーバーが出ました。

All-band, 10-band HF SDR transceiver Minion SDR
Screenshot_27-700x400.jpg
P90626-161323-700x400.jpg
仕様をざっと引用すると
Specifications:
Supply voltage: 9-14.8v (Rated supply voltage 13.8v)
Current consumption in receive mode “RX” and 25% volume: 220mA. At 100% volume: up to 280mA.
Current consumption in “TX” transmission mode: 600-1600 ma. max.
The output power of the low frequency amplifier: 1w.
Nominal transmitter output power: 5W. (at rated supply voltage). And more, Maximum 9W.
The input output impedance of the antenna input is 50 ohms.
Receiver sensitivity: <0.5uV.
Carrier Suppression: > 50dB.
Non-working sideband suppression: > 50dB.
Dynamic range of the AGC system: > 60dB.
The spectrum display band on the display is 14 kHz. (Zoom x1).
などです。
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RF ワールド No.44 は GNU Radio Companion の特集です [SDR]

 RF ワールド No.44 は GNU Radio Companion の特集です。

昨日、秋葉原に行ったおりに、ラジオセンターの萬世書房で買ってきました。
秋葉原の本屋さんはラジオデパートの本屋さんが閉店してしまい、もうここだけです。
おばさんに頑張ってくださいと言ったら、人が減って赤字なのよと言われてしまいました。
それを聞いて言いにくかったけど、頑張ってくださいとお願いしてしまいました。

本は GNU Radio Companion の特集で、うまく動かせずにいる LimeSDR もサポートされているので、試してみたいと思います。ただ、家の環境ではドライバーがうまく入らず、そこで頓挫しているのでそこからです。
(頓挫しているのが多いなぁ.... (^_^;) )


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Analog Devices の SDR 技術解説 [SDR]

 Analog Devices のところに面白い SDR 関連の技術解説があったので、まとめておきます。

1.トランシーバ IC のイメージ除去性能、RadioVerse 製品の実力を知る
http://www.analog.com/jp/analog-dialogue/articles/mirror-mirror-on-the-wall-understanding-image-rejection-and-its-impact-on-desired-signals.html?7523&adicid=email_jp_p14151_ext-of_253&elqTrackId=23f15f7755a04c35af86fe5be7e118f3&elq=3aa44e234336478abe561e37fa65dc1d&elqaid=7523&elqat=1&elqCampaignId=4250
「AD9361」と「AD9371」という製品に使われているダイレクトコンバージョン(ゼロ IF(ZIF)アーキテクチャと呼んでいる)受信機のイメージ除去の説明。ハード的には限界があるので、内蔵する ARM プロセッサでソフト的に改善していると説明している。
これを「直交バランスのずれを低減する処理を、直交誤差補正(QEC: Quadrature Error Correction)と呼びます。」と説明している。

2.次世代SDRトランシーバの威力を知る――RF対応の複素ミキサー、ゼロIFアーキテクチャ、先進的なアルゴリズムが肝に
http://www.analog.com/jp/analog-dialogue/articles/complex-mixers-zif-architecture-advanced-algorithms-black-magic-next-generation-sdr-transceivers.html
上記 QEC(Quadrature Error Correction)の説明が載っています。
137516_Fig_12.png

3.ゼロIFアーキテクチャが もたらすメリット実装面積は50%に、コストは1/3に
http://www.analog.com/jp/analog-dialogue/articles/where-zero-if-wins.html
ダイレクトコンバージョンのメリットを実装面積とコストの関係で解説しています。
従来方式
135481_Fig-01.png
ダイレクトコンバージョンの方式
135481_Fig-02.png
アマチュア無線の V / UHF ハンディ機はこうなっていくのでしょうね。
HF 機はどうだろう。ダイレクト・サンプリングが理想だけど、近接大信号の対応がどうなるかで性能が分かれそうです。
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Software Defined Radio: For Amateur Radio Operators and Shortwave Listeners [SDR]

 Kindle 版ですけど、SDR の本を買ってしまいました。

あまり技術的に深いところは省いて、基本的な方式の解説、世代の説明、今後の技術、広範なSDRソフトの解説、広範なSDRハードの解説、など盛りだくさんな内容です。
特にADCに関してはSFDR、SNR、SINAD、ENOB等の解説もあり、勉強になります。
買ったばかりでまだパラパラとして見ていませんけど、ペーパーバック版が欲しいところです。
高いけど (^^)/

Amazon に書かれている目次です。
•What to look for when buying an SDR
•What is different about SDR?
•What computer skills do you need?
•What is digital? – a brief recap on digital theory
•Definitions of software defined radio
•Generations and types of SDR
•Are SDRs better?
•Future trends
•Common questions about SDR
•SDR software on the PC
•Audio connections for digital modes
•SDR for shortwave listening, CW, digital modes, contesting, interference monitoring, EME, microwave, and satellite operation
•SoftRock, Genesis radios, RTL dongle, FUNcube dongle, USB connected receivers, USRP, Noctar, HackRF and Blade RF
•SDRs with knobs
•On-board or external DSP?
•FlexRadio Systems transceivers and SmartSDR
•Apache Labs ANAN transceivers and PowerSDR
•cuSDR, KISS Konsole, SDR#, and GNU radio software
•I and Q signals, Quadrature sampling, Direct Digital Synthesis, Direct Fourier Conversion
•The ADC, The FPGA or microcomputer, Server / Client architecture, FFT magic, DSP, Panadapter and waterfall displays
•Radio performance testing
•Catalog of Software Defined radios – a comparison of 65 SDR receivers and transceivers
•Glossary of abbreviations and acronyms
•List of drawings and images
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「Cool CQ SDR ファンまつり」に参加してきました [SDR]

 今日は CQ 出版の「Cool CQ SDR ファンまつり」に行ってきました。

お目当てはセミナーの「MATLAB/Simulink による無線送受信機構築」です。面白かったです。
会場では TRX-305 の西村さん、mcHF の小野さんともお話できました。
小野さんは Genesys の G11 も展示されており、LF での QSO についていろいろとお話していただき、勉強になりました。
他に Red Pitaya を使ったリグも展示されており、面白そうでした。
やっと LimeSDR のアルミケース付キットが到着です。
MATLAB/Simulink で LimeSDR が動くと面白いのですけど無理そうです。
これで 2.4GHz の FM 免許をおろそうと思っています。
IMG_0547.JPG
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やっと LimeSDR with Aluminum Kit が届いた [SDR]

 やっと LimeSDR with Aluminum Kit が届きました。

〔届いたパッケージ〕
DSC06468.JPG
〔中身〕
DSC06469.JPG
〔入っていた物〕
DSC06470.JPG
DSC06471.JPG
小さい丸いのは LED ライトです。 なぜ入っているのかは不明。
〔そこにコメントあり〕
DSC06472.JPG
HF 帯用の改修も入っています。
無線用 PC では、USB の給電能力に不安があるので別電源コードで強化できる USB3.0 PCI-E 拡張ボードを手配中です。
それが来たら動かしてみようと思います。
何しろ中身を全部動かすと 3W ほど、電力を消費するようです。
If you add the all the maximum powers up you get:
250mw(USB)+1.5W(FPGA)+864mW(LMS7002M)+234mW(RAM)+234mW(RAM) = 3.082 Watts

But the above would be with all the gateware in the FPGA defined and configured to use maximum power (continuously switching), 2 TX channels running while 2 RX channels were running. The USB controller running flat out and the 256MiB of RAM being updated at maximum data rate. So for one channel RX only it should be less than this, and with a low enough data rate it should be lower still.
At a guess you are probably talking somewhere more than 1 watt and less than 2 watts as the lower limit to power requirement.

やっと LimeSDR with Aluminum Kit が出荷された [SDR]

 Crowd Supply からメールが来て、やっと LimeSDR with Aluminum Kit が出荷されたようです。

う~ん、永かったがやっと出荷まで来た。
到着したら動作確認して、2.4GHz の局免許を申請してみるつもりです。
モードはたぶん FM のみで。
limesdr-prelaunch-1_jpg_project-body.jpg

LimeSDR の出荷がまた延期されました [SDR]

 久しぶりに Crowd Supply を除いてみたら、LimeSDR の出荷がまた延期されていました。

Projects Backed & Orders
Order XXXXX - LimeSDR with Aluminum Kit - LimeSDR: Flexible, Next-generation, Open Source Software Defined Radio
Backed on May 23, 2016 ← 注文した日です
This project has fallen behind schedule and is currently expecting to ship on May 19, 2017. Please see project updates for more information.
Originally expected to ship on October 2016 ← 最初の予定です
だそうです。 (´;ω;`)
これが来たら 2.4GHz の変更申請を出そうと考えているのですが....
同じように SDR で 6GHz まで対応したものもあるので、そのうち手配出来たら 5.6GHz の変更申請も....

LimeSDR の出荷が3月になりました [SDR]

 なかなか出荷されない LimeSDR ですが、問い合わせたところ出荷が3月に延期されていました。

彼らからの回答です。
> Thanks for reaching out.
> The LimeSDR units with the Aluminum Kits are set to start shipping in March.
これで発注から10ヶ月待ちです。 (T_T)

これが LimeSDR のスペックです。 LMS7002 には完全に独立した送信、受信ユニットがそれぞれ2つずつ入っています。
    Features & Specifications
  • RF Transceiver: Lime Microsystems LMS7002M MIMO FPRF (Datasheet)
  • FPGA: Altera Cyclone IV EP4CE40F23 - also compatible with EP4CE30F23
  • Memory: 256 MBytes DDR2 SDRAM
  • USB 3.0 controller: Cypress USB 3.0 CYUSB3014-BZXC
  • Oscillator: Rakon RPT7050A @30.72MHz (Datasheet)
  • Continuous frequency range: 100 kHz – 3.8 GHz
  • Bandwidth: 61.44 MHz
  • RF connection: 10 U.FL connectors (6 RX, 4 TX)
  • Power Output (CW): up to 10 dBm
  • Multiplexing: 2x2 MIMO
  • Power: micro USB connector or optional external power supply
  • Status indicators: programmable LEDs
  • Dimensions: 100 mm x 60 mm

SDR の解説本を買ってしまいました (出版社サイトURLを追加) [SDR]

 高価だけど GNU Radio の解説もあり、基礎から解説してある教科書として SDR の本を買ってしまいました。

これです。

著者は福岡大学の太郎丸先生と東京工業大学の坂口先生です。
ともに電子情報通信学会で活躍されている先生方です。
目次を拾ってみると
I 序論
 1.ソフトウェア無線の歴史と現状
 2.周波数有効利用・スペクトル管理とソフトウェア無線技術
II 無線通信システム設計の基礎理論
 1.基礎数学
 2.無線通信理論
III 送受信機の信号処理と要素技術
 1.送受信機の構成と要素技術
 2.変調と復調
 3.スペクトル拡散とOFDM
 4.直接スペクトル拡散信号のシンボル同期
 5.チャネル推定
 6.ダイバーシチ受信
 7.MIMO伝送
IV 送受信機構成と信号処理のディジタル化・ソフトウェア化
 1.送受信機のアーキテクチャ
 2.アナログ処理とディジタル処理の切り分け
 3.信号処理のソフトウェア化とハードウエアのリコンフィギャラブル化
V ソフトウェア無線のための高周波回路技術
 1.送受信高周波部のシステム設計
 2.マルチバンド・広帯域RF回路
 3.可変フィルタ
 4.広帯域マルチモード受信機への応用
 5.ソフトウェア無線機のための高周波回路技術
VI ソフトウェア無線機の具体例と設計上の留意点
 1.GNU Radio-オープンソースによるソフトウェア無線機
   (ここで GNU Radio と RTL-SDR が説明されています)
 2.コグニティブ無線へのSDRの応用
 3.リコンフィギャブルプロセッサを用いたソフトウェア無線機(送受信機)の実装例
 4.LTE基地局への応用
詳しくは出版社のサイトを見てください。
http://www.it-book.co.jp/books/064.html

これを読みこなせるのかは聞かないでね。 (^_-)-☆

「フルディジタル無線機キットTRX-305」の本を買いました [SDR]

 やっと出た「フルディジタル無線機キットTRX-305」の本を買いました。

まだ TRX-305 の配線が終わっていないのですが、トラ技の連載をまとめた本が出たので、さっそく買いました。
ちゃんと作って勉強しなければ....


RTL-SDR Receiver Kit の作成で挫折しました [SDR]

 eBay で 100KHz-1.7GHz full-band software radio RTL-SDR Receiver Kit を購入して作り始めたのですが、挫折しました。

RTL2832 に引き出し線をはんだ付けしないといけないのですが、デバイスの端子とチップ部品の間隔がとても狭く、手持ちの半田ゴテではその隙間にコテ先が入りません。[ふらふら]
DSC05582.JPG
黄色の丸の中です。
細いコテ先を買うか、完成品を買うか....
どうしようか、迷っています。

第0回 SDR&信号処理研究会に参加してきました [SDR]

 今日は午後からトラ技主催の第0回SDR&信号処理研究会に参加してきました。

image.jpg
前半はローデシュワルツによる4K8Kの話。
後半はラピスセミコンダクタの都木さんによる「Sub-GHz無線ICにおけるSDRの現状」の話。
前半は規格の話なので、用語がよく分からないと辛い話しが多かった。でも、4K8Kを楽しむならかなりな大画面と100/120FPSのハイ•フレーム•レートのテレビが必須らしい事は理解できた。またテレビを買わせようとしている気がする。
後半は、各社のSDR用LSIの規格表や内部構成がどうしてそういう構成を取っているかの解説。なかなか良くまとまっている。最後の非同期SAR ADCの話も面白かった。
90nmで単位容量が0.5fF、Lはパターンで作るとか、抵抗が作りにくいとかの話も良かった。

TRX-305A を動かしてみる(その1) [SDR]

 初期セットアップが出来たので、「使ってみよう」に取り掛かりました。

① まずは AM 波の送信
1215kHz で 1kHz の AM 波を作ってみます。
周波数、モードを設定し、テスト・トーンを入力に指定して変調度を 50% に指定し、出力をオシロで見てみました。
AM-TX.jpg
う~ん、ちょっと綺麗とは言い難い波形です。
オシロの FFT を動かしてみると
AM-TX-S.jpg
まぁ、USB オシロだとこんなものなんでしょうね。

後で、レベルを確認して、入力レベルを合わせたら GigaSt V5 でもう一度、スペクトルを見てみたいと思います。

その前に、基板がむき出しなので、アクリルのベースに取り付ける予定です。

TRX-305A 初期セットアップをしました [SDR]

 年初めにコネクタなどを配線していた TRX-305 のメイン信号処理ボードの初期セットアップを行いました。

① USB シリアルポート番号の確認
USB ケーブルで PC と接続し、USB シリアルポートの COM 番号を確認しておきます。
USB-port.jpg
ここでは COM5 になっています。

② 火入れ
電流リミット付きの安定化電源を用意し、DMM で 12V の端子間抵抗を測定し、電源がショートしていない事を確認したら、安定化電源に電源コードをつないで、いよいよ火入れです。
安定化電源の電流計を確認し、指定されたように 500mA 以下である事を確認します。 これでヘンな動きをしていない事が想定されます。

③ 各部の電圧測定
 1) 6V の確認 ⇒ 6.06V
 2) 3.3V の確認 ⇒ 3.28V
 3) 5V の確認 ⇒ 4.97V
 4) 5V の確認 ⇒ 4.97V
 5) 1.2V の確認 ⇒ 1.256V
 6) 3.3V の確認 ⇒ 3.208V
 7) 1.8V の確認 ⇒ 1.748V
 8) 3.3V の確認 ⇒ 3.278V
ちょっと 1.2V が高めなのと、3.3V が低めですが、大丈夫でしょう。

③ 10MHz 基準信号の確認
w.jpg
ちょっと振幅が大きいですけど、指定された 10MHz の信号が出ています。
オシロスコープの FFT 機能を動かしてみると
f.jpg
10MHz の倍数でスペクトルが見られますが、他に 32MHz あたりにヘンなスペクトルがあります。
信号を入れずに FFT してみると、やっぱりあります。
f2.jpg
もともと USB オシロが持っている信号があるようです。
スパンを替えてみると
f30.jpg
他にもちょっとありますが、USB オシロのおまけ FFT ですから、こんな物かもしれません。

④ ファームウェア書き込みソフトでファームウェアの書き込み
TRX-305B に付いてきたファームウェアを書き込みました。
〈書き込み中〉
wr.jpg
〈完了〉
wr-f.jpg

⑤ 初期動作確認
電源を切って、Tera-Term を起動し、シリアルの設定を指定されたボーレートとストップビットにします。
tera-se.jpg
ここで、改行コードを送受信ともに CR にしておきます。 送信が CR+LF になっているとちゃんとコマンドを受け取りません。
tera-se-2.jpg
ここまできたら、
JP3 のジャンパをフラッシュ・ブートから通常モードに切り替えて電源を入れます。
すると
tera-1.jpg
無事にコマンド・プロンプトが出ました。

⑥ 1GHz VCO の PLL ロック確認
C365 の両端電圧を測定し、電源の中点電位が出ているかを確認します。
DSC04827.JPG
結果は 1.620V でした。

これで初期セットアップは終了ですが、CQ 出版のサポートサイトを見たら、新しいファームウェアがあったので、アップデートしておきました。
tera-2.jpg
バージョンが 501B に上がっています。

CQ出版社から「送信信号に含まれる±2kHzスプリアスへの対策」部品が届く [SDR]

 CQ出版社から「送信信号に含まれる±2kHzスプリアスへの対策」部品が届きました。

これはサポート・サイトにある「 2kHzスプリアス対策」で使われている部品です。
初期のボードでは、JR1PWZ OMがブログで報告されているようにスプリアス問題を抱えています。
http://jr1pwz.my.coocan.jp/
それを開発者の西村さんが対応してくれています。
〔対策前〕
7.000MHz のキャリアに 1kHz の信号で AM 変調を掛けたときのスペクトラム
mae.jpg
〔対策後〕
対策後の 1GHz クロッのスペトラム
ato.jpg

CQ出版のサポート・サイトにはその解説が出ているのですが、最後に連絡すれば部品を送るとありました。
それで頼んでいたものです。
チップコン2個とケミコン1個が届きました。
後で信号処理ボードの部品交換とケミコンの追加をする予定です。

TRX-305B の組み立て(その1) [SDR]

 次に、TRX-305B の組み立ても始めました。

最初に、受信 BPF 基板、送信 LPF 基板、パワー・アンプ、パネル基板を作らないといけません。
まずは、受信 BPF 基板からです。

① 入っていた基板
パネル基板以外が多個取りの集合基板になっています。
DSC04815.JPG

② 入っていた手付け部品
DSC04816.JPG
送信 LPF 基板用のトロイダル・コイルは既に巻かれて、マジック半田の様なもので固定されています。
この辺り、K2 とは違って組み立てやすいようになっています。 が、アマチュアはコイルを巻くのだという声も聞こえてきそうです。

③ 受信 BPF 基板
DSC04818.JPG
この基板は、コネクタのマウントだけでした。

TRX-305A の組み立て(その2) [SDR]

 TRX-305A の組み立て(その2)です。

昨日からの続きです。 写真を取りながら作っていましたが、一部、撮り忘れた工程もあります。
① サージ・アブソーバの取り付け
DSC04797.JPG

② 基板コネクタの取り付け
DSC04800.JPG

③ 緑色 LED 取り付け
DSC04801.JPG

④ JP4 の取り付け
DSC04802.JPG
ここで問題発覚。
なんとキットに入っていた3ピンのピンヘッダに高さの高いものと低いものがあり、高いものはジャンパー・ソケットが問題なく入りますが、低いものは途中までしかピンがない為、その接続があまく、将来接触不良を起こしそうです。 こちらは低い方です。
DSC04803.JPG
これが高い方です。

⑤ Mic コネクタの取り付け
DSC04806.JPG

⑥ JTAG デバッグピンの取り付け
DSC04807.JPG
SH マイコン用
DSC04808.JPG
Blackfin 用

⑦ USB コネクタの取り付け
DSC04809.JPG

⑧ プリセレクタ基板バイパス同軸ケーブルの取り付け
DSC04810.JPG

⑨ 電源ケーブルの作成
付属の DC アダプタをボードに接続するためのケーブルです。
DSC04811.JPG

⑩ スピーカー・コードの取り付け
DSC04812.JPG

⑪ 半田付けと配線の接続完了
DSC04814.JPG

これで後は、電源を接続して、各部の電圧測定と DDS の動作確認をして、全体のボード動作を確認するところへ入れます。

その前に、ケース組み込みで必要となる、各基板の作成をしておこうと思います。