pour ceux d’entre nous dont les intérêts se trouvent à la radio, rencontrent notre première radio définie de logiciels ont généralement semblé être un miracle. Voici un appareil surprenant de base, essentiellement un mélangeur créatif et un ensemble de convertisseurs analogiques-numériques ou numériques-analogiques, pouvant importer toutes les parties complexes et difficiles à configurer d’une radio standard à un ordinateur. , dans lequel la procession de toutes les signaux peut être effectuée à l’aide de logiciels.
Un mélangeur en quadrature. Jugandi (domaine public).
Lorsque votre curiosité obtient le meilleur de vous et que vous commencez à regarder dans le fonctionnement d’une radio définie par logiciel, vous rencontrez quelque chose que vous n’auriez pas vu auparavant dans une radio standard. Il existe deux mélangeurs alimentés par deux oscillateurs locaux sur la même fréquence, mais avec un quart de phase de 90 degrés, et dans un récepteur, les produits de mélangeur résultant sont introduits en deux ADC distincts. Vous rencontrez les lettres I et Q par rapport à ces deux chemins de signalisation et vous demandez quoi sur Terre tout cela signifie.
Ce que vous venez de voir est un mélangeur en quadrature. La quadrature fait référence à quelque chose de mathématique qui implique un quart de cercle, dans ce cas, le dépôt de phase de 90 degrés entre les deux oscillateurs locaux. Ce quart de phase de 90 degrés a la propriété de révéler non seulement les informations de fréquence et d’amplitude dans le signal que vous connaissez à partir d’un seul mélangeur dans une radio standard, mais également les informations de phase de la phase que les deux 90 degrés hors phase I (en phase) et q (quadrature) signaux de composants conservent.
Les données I et Q sont des points de vue latéraux d’une spirale. Mikael Q Kuisma, données I / Q pour les nuls.
Il existe une quantité importante de mathématiques à digérer si vous souhaitez aller pleinement au fond de la façon dont cela fonctionne, pour lequel il est probablement préférable de diriger le curieux d’une explication beaucoup plus longue. Pour une compréhension rapide, il est préférable d’imaginer la vision de l’amplitude sinusoïdale d’un signal que vous pourriez voir sur un oscilloscope comme une vue de côté 2D d’un signal qui est en fait une spirale 3D, car elle a également un composant de phase. Si cette vue latérale d’une spirale était votre composante I, une vue 2D similaire du haut de la spirale serait votre composante Q, le même signal, mais avec une différence de phase de 90 degrés. À partir de ces deux signaux I et Q, vous pouvez reconstruire l’ensemble du signal d’origine, y compris ses relations de phase complexes, plutôt que simplement la vue d’amplitude 2D que vous pourriez voir sur un oscilloscope.
Produisant un déphasage de 90 degrés avec des tongs.
Heureusement, ce n’est pas l’une de ces choses qui n’existent que comme une pièce de théorie dans un livre de texte, vous pouvez facilement construire un récepteur de SDR de base en arrière sur la base du diagramme de mélangeur en quadrature au-dessus de votre banc. Si vous êtes prêt à restreindre la bande passante du récepteur à celle de la carte audio de votre ordinateur, souvent dans la plage de 50 kHz, vous pouvez utiliser les entrées audio gauche et idéales comme votre I et Q respectivement, et exécutez l’une des nombreuses applications SDR. Linrad n’est qu’un exemple.
En ce qui concerne le matériel, les mélangeurs et le filtre passe-bas associé peuvent être très simples à construire, par exemple, vous pouvez essayer de soulever cette conception à l’aide d’un interrupteur analogique CMOS. Et bien que vous puissiez imaginer que la création du quart de phase de 90 degrés poserait un problème, cela peut en fait être facilement fait avec une paire de tongs. Ajoutez un oscillateur de niveau logique et il est alors possible de faire une extrémité frontale radio définie par logicielle, à partir de copeaux logiques, économisez pour quelques amples OP-OP. Cela ne fera pas grand chose au-delà des fréquences HF (courtewave), mais même si vous ne l’utilisez que pour examiner vos stations de radiodiffusion locales, vous pouvez toujours vous donner une compréhension pratique du matériel SDR.
Il semble souvent que les SDRS soient des boîtes noires magiques entourées d’un nuage de marketing woo. Et à l’exception des récepteurs populaires de télévision RTL Chipset USB, ils semblent attirer un prix pour correspondre au battage médiatique. Mais la réalité est que de la perspective matérielle, ils peuvent être étonnamment simples. Pourquoi ne pas casser une planche à pain et pirater soi-même une base de base!
Image d’en-tête: BOB K [CC0].