Florin Cretu YO8CRZ

În 2006, când am scris primul articol despre SDR, aveam deja în probe funcționale un receptor SDR. Construcția era compatibilă cu software-ul disponibil pentru SDR1000. Procesarea semnalului era făcută cu ajutorul unui calculator PC și a unei cartele de sunet. Folosirea calculatorului și a unei cartele de sunet pentru procesarea semnalelor, în aplicații pentru radioamatori, a fost detaliată într-un excelent articol în trei parți „New Possibilities for the Communications Experimenter”, apărut în revista QEX (2002-2003) și scris de către Leif Asbrink-SM5BSZ. Rezultatele obținute cu primul meu receptor SDR au depășit așteptările, chiar și fără folosirea unei cartele specializate de sunet.

Iată mai sus cele două plăci care mi-au mai rămas din prototipul inițial. Plăcile de cablaj sunt dublu placat, evident fără găuri metalizate. Cea de-a a treia placă, ce conținea filtrele de intrare nu mai există pentru că a trebuit ulterior să recuperez unele componente pentru o altă construcție. Cum rezultatele obținute cu un asemenea SDR hibrid depind în bună măsură de calitatea cartelei de sunet, am achiziționat o cartelă Delta 44, cotată la aceea dată ca făcând parte din categoria semi-pro. Comparații A/B făcute cu câteva transceivere industriale mai ieftine, au demonstrat o recepție net superioară pe SDR. Ocazia unei comparații cu un transceiver de clasă superioară pentru radioamatori a apărut însă puțin mai târziu. Un fost coleg de servici –radioamator, cu ocazia pensionarii și-a oferit drept cadou un IC756 Pro III. Am efectuat împreună teste comparative A/B pe aceeași antenă, pe parcursul câtorva ore. Spre surprinderea fostului meu coleg, SDR-ul „suna” mai bine, audio era mai curat și permitea “extragerea” cu mai mare ușurință a semnalelor aflate la limita zgomotului de bandă. În plus Noise Blanker-ul era cu mult mai eficace, iar semnalele telegrafice sunau mai bine, fără fenomenul de „ringing” chiar și la selectivități sub 250 Hz. Deși ambele erau dotate cu panadaptere (“Bandscope” în terminologia Icom) atât rezoluția cât și viteza de răspuns a SDR-ului era mai bună decât la Pro III.

Firește, receptorul meu SDR-ul avea și destule probleme... începând de la faptul ca la acea dată nu avea nici măcar o carcasă protectoare, conectorii folosiți produceau tot felul de probleme intermitente, software-ul nu era foarte stabil, DDS-ul folosit genera un număr de spurii, rejecția imaginii nu era constantă pe toate benzile de frecvență, etc... Cu toate acestea, era suficient pentru a proba și evalua posibilitățile acestei noi tehnologii în aplicații pentru radioamatori, iar rezultatele erau fără îndoială extrem de încurajatoare.

Concluzia evidentă a fost că este posibil să fie construit în regim de radioamator un transceiver cu performanțe absolut competitive față de un transceiver industrial. Mai mult, testele demonstrau clar că e posibil ca performanțele obținute să fie mai bune decât la multe transceivere industriale, la doar o fracțiune din preț.

Am folosit experiența acumulată cu acel prototip de receptor SDR hibrid, la construcția unui transceiver. Am păstrat o structură compatibilă SDR 1000, pentru a putea folosi același software pentru control și procesare de semnal (PowerSDR), însă am eliminat multe din problemele primului prototip. Am adăugat ulterior și un transverter intern, ce permite și operarea în banda de 2m. Transceiverul în sine are la emisie o putere de doar 1W, amplificatorul de putere fiind extern. Această soluție permite o flexibilitate mai mare în testarea și experimentarea diverselor amplificatoare de putere. Soluția s-a dovedit foarte utilă în timp, pentru că structura de bază a transceiverului a rămas aproape neschimbată pentru câțiva ani, timp în care am experimentat mai multe amplificatoare de putere.

Deși am avut unele dintre componentele necesare, am achiziționat cea mai mare parte a componentelor de la Digikey, pentru un preț de cca. $150. Efortul principal a fost proiectarea și execuția cablajelor imprimate, care a luat cam 1/3 din timpul necesar pentru această construcție. Odată cablajele executate, plăcile au fost asamblate într-un weekend ploios.... Partea mecanică, deși foarte simplă, a luat însă mult mai mult timp datorită dotării minimale în materie de prelucrări mecanice pe care o am acasă. Oricum, din clipa când am început lucrul la schemă și cablaj, până când am realizat prima legătură cu doar 1W la emisie, a trecut aproximativ o lună.... lucrând sporadic... Spre comparație, ultimul meu transceiver clasic pe care l-am făcut în anii `90 a necesitat peste 1 an de muncă. Aceasta cred că demonstrează suficient de bine cât de mult este simplificat hardware-ul prin transferarea a unei părți importante a procesării de semnal și control din domeniul analogic în software.

Ulterior, am trecut de la cartela de sunet Delta 44 care permite o frecvență de eșantionare de 96kHz, la Edirol FA66 (Roland) cu eșantionare de 192kHz. Aceasta are implicații nu doar asupra faptului că se poate vedea pe panadapter o bandă de frecvență mai mare, dar permite și reducerea latențelor atât la emisie cât și la recepție. Am experimentat diverse amplificatoare de putere externe cu acest transceiver, cu puteri de la 40-50W într-o primă fază, la 100-150W (de la 1.8MHz la 144MHz) sau chiar mai mult.

SDR - Rezultate practice?

Bine..., vor spune unii... construcțiile pot fi ele interesante însă care sunt rezultatele practice?

Am folosit primul meu transceiver compatibil SDR1000 -Home Made, din 2007 până la sfârșitul lui 2014. Performanțele unui echipament pot fi evaluate prin prezentarea datelor rezultate din măsurători. Nu o voi face însă, pentru că nu cred că există o metodă mai bună pentru a demonstra performanțele unui transceiver decât prin rezultatele concrete obținute în exploatare. Evident, am construit transceiverul pentru a-l folosi în trafic real și nu doar ca o piesă de laborator. Pentru că mă număr printre cei favorizați care au la dispoziție mai multe indicative, pot cuantifica cu ușurință rezultatele obținute cu acest transceiver.

Cu primul meu transceiver SDR -Home Made- și folosind cea mai mare parte a timpului 100W, am obținut între altele:

WPX Award of Excellence, DXCC Challenge, 5B-WAZ, Triple Play WAS, IOTA 300 și WAE I. Când am început să lucrez cu acest transceiver mi-am propus să realizez un scor DXCC de minimum 300. Am realizat doar 296 DXCC (confirmate), deci într-un fel am ratat ținta propusă...hi,hi. Toate acestea au fost obținute practic în jumătate de ciclu solar...

Nu cred că sunt necesare nici un fel de explicații despre ce înseamnă acronimele de mai sus. Motivul e simplu: cei care știu ce sunt nu au nevoie de explicații, cei care sunt radioamatori (?) și nu știu- pot afla, iar pentru restul oricum nu contează...

Sigur, transceiverul nu este totul. Antena joacă un rol foarte important. Am experimentat și folosit în această perioadă de timp 3 tipuri diferite de antene directive scurte cu două elemente, pentru benzile de la 20m al 10m. Pentru 40/30m folosesc un dipol/ Inv V, iar pentru 80m o verticală scurtă. Folosesc două antene dedicate pentru recepție și un compensator fazic de zgomot. Deoarece grădina de care dispun este mică, montarea unui număr mare de antene într-un spațiu restrâns a prezentat o problemă majoră pentru a limita interacțiunea între antene. Nu doar antenele au fost proiectate și optimizate folosind programe de simulare dar și soluția optimă de amplasare în condițiile date, a fost obținută tot prin simulare. În plus, am probleme cu zgomotul cauzat de rețeaua electrică și o linie de troleibuz aflată la cca. 75m distanță... Din păcate, tipic pentru locații urbane. Cum ar spune unii... situație imposibilă. Și totuși ...cu muncă și perseverență limitele posibilului pot fi extinse....

Evident, mai există și alte elemente ce ușurează obținerea performanțelor cum ar fi, un nivel rezonabil de înțelegerea a propagării și a metodelor de predicție ca și folosirea unui log performant ce permite un controlul eficient al progresului obținut în vederea realizării unui anume obiectiv.

Cum se comportă SDR-ul însă într-un concurs? În primul rând faptul că ai la dispoziție un pandapter de mare rezoluție, cu latență redusă, pe care poți vedea toate semnalele, este de mare ajutor atât la căutarea stațiilor cât și la depistarea rapidă a unei frecvențe de run. Să mai adăugăm aici și filtrele cu un factor de formă și distorsiuni de fază imposibil de atins cu filtrele clasice cu cristal. Nu sunt poate cel mai bun exemplu pentru că nu sunt un om de concurs... În cazul meu, după ce am câștigat concursul Tehnium în anul 1983 (și nu am primit nici măcar o diplomă), am decis atunci să nu mai particip vreodată la un concurs. 25 de ani mai târziu, mi-am reconsiderat însă poziția și am decis totuși să particip în... CQ DX și CQ WPX, pentru că este o excelentă metodă de a acumula țări/benzi sau prefixe. În mod neașteptat am obținut chiar și unele rezultate foarte bune și m-am bucurat de fiecare dată când am lucrat și stații YO.

Nu am aptitudini deosebite de DX-man și nici pentru concursuri. În plus, am extrem de puțin timp liber la dispoziție și cu rare excepții sunt de fapt un radioamator de weekend...Și cu toate acestea mai construiesc ceva în fiecare an, experimentez antene, fac trafic, câteodată găsesc timp să mai scriu și câte un articol și uneori chiar și câte o carte...hi,hi.

De ce spun toate aceasta? Pentru că a trebuit să compensez lipsa cronică a timpului, ca și a unui amplasament foarte departe de ideal, prin performanțele echipamentului folosit.

De ce folosesc transceivere home made? De la autorizarea mea în 1981 și până în prezent am folosit în permanență echipamente Home Made, chiar dacă am în dotare (ca rezervă și referință) și echipamente industriale. Este o opțiune pur personală. Pentru mine, lucrul cu un transceiver industrial (la care am contribuit doar cu... portofelul ...hi,hi..) nu poate genera aceleași satisfacții. Nu există în niciun caz justificări economice aici, ci doar cele legate strict de satisfacția personală. Pentru unii, a lucra cu cel mai scump transceiver industrial este o chestiune de statut social...nu însă și pentru mine.

Lucrul cu un transceiver SDR de calitate are și un dezavantaj. Obișnuința cu calitatea recepției și a faptului că nu doar auzi dar și vezi semnalele, duce la dependență... De fiecare dată când operez un transceiver clasic fără un panadapter similar, simt acut că-mi lipsește ceva... hi,hi!

Este un transceiver SDR o soluție valabilă pentru orice radioamator? Probabil că nu, pentru că necesită un bagaj de cunoștințe tehnice ce trebuie re-împrospătat în permanență, o anumită familiaritate în lucrul cu un calculator, abilitatea de a instala uneori un nou firmware, drivere, sau efectuarea unor configurări specifice. Și nu rareori, mai trebuie să trecem și peste experiențe frustrante... În plus acest tip de SDR, necesită un calculator pentru operare și deci nu poate fi folosit cu ușurință în portabil. Din punctul meu de vedere însă, pentru a putea obține rezultate competitive, folosirea unui transceiver fără un calculator este de neconceput (firește exceptând operarea în portabil). Cât despre lipsa portabilității, chiar și transceiverele clasice sunt specializate și unele nu sunt câtu-și de puțin portabile (TS990 sau IC7800 au cca. 25Kg și consumă 200W doar în mod RX.....) Firește, există acum și soluții SDR ce nu necesită un calculator pentru operare și pot fi folosite și în portabil (vezi KX3 produs de Electarft).

Pentru cei care sunt însă amatori de nou, să experimenteze și să învețe în permanență lucruri noi, acest tip de SDR poate aduce nu doar satisfacția de a fi la un nivel tehnologic de vârf dar și accesul la unele facilități care nu sunt în acest moment disponibile nici chiar la cele mai scumpe transceivere clasice pentru radioamatori.

Am avut oaczia să operez în ultimii ani un număr de transceivere clasice de clasă superioară, inclusiv IC7700 sau TS990. Pot spune că a am rămas plăcut surprins de calitatea recepției la TS990 și că are un panadapter cu viteză de raspuns net superioară oricărui alt transceiver clasic. Nu voi face nici un fel de alte aprecieri despre acestea, însă trebuie spus că sunt puține lucruri realmente importante pe care le pot face aceste transceivere și pe care să nu le pot face cu bătrânul meu transceiver SDR home made.

Când la începutul articolului spuneam că este posibil ca rezultatele obținute cu un echipament Home Made să fie competitive față de ceea ce se poate obține cu un echipament industrial, în mod sigur au fost unii care au privit afirmația cu scepticism. Sper sa fie mai puțini sceptici acum... Evident, toate astea necesită însă ceva muncă și efort. Fiecare poate judeca pentru el dacă efortul e justificat sau nu. Pentru mine răspunsul este clar.

Am menționat deja că am folosit transceiverul meu compatibil SDR1000 până la sfârșitul anului 2014. Am folosit experiența acumulată, dar și progresele tehnologice apărute în ultimii anii în domeniu, pentru a construi un nou transceiver SDR, mai versatil, ce poate fi modificat mai ușor și cu performanțe mai bune. Despre aceasta însă, ca și unele detalii constructive, poate într-un articol viitor.

Florin Cretu YO8CRZ

Articol aparut la 9-5-2015

6188