Come usare l'Elad FDM-S2 in modalità Panadapter (per l'OIRT)

Ecco come utilizzare l 'Elad FDM-S2 in modalità Panadapter per visualizzare e demodulare i segnali in Banda OIRT.

Elad FDM-S2 & Icom R2500

La radio ricevente è l' Icom R2500, doppio ricevitore modificato con la realizzazione di due uscite IF a 10.7 MHz.

Il segnale a 10.7 MHz viene trasferito da uno dei due RX attraverso l'uscita IF all'ingresso dell'antenna HF (0-30 MHz) dell'Elad FDM-S2. (Nelle foto si vede che il RX 1 è sui 68 MHz mentre il RX2 dell'Icom sta lavorando in banda Air)

I settaggi dell'Elad usato come panadapter 

L'Elad è settato in modalità Panadapter, reverse IQ, 4.9 MHz di span (banda visualizzata 4.95 MHz). Questo permette di fissare una frequenza centrale (in questo caso 68.0 MHz su cui è sintonizzato l'Icom) che viene centrata nello spettro. Quindi spostandomi nell'ambito dello spettro visualizzato riesco a leggere la frequenza esatta, anche se ovviamente la frequenza centrale (LO) ricevuta dall'Elad è quella di 10.7 MHz, ovvero l'uscita dell'IF dell'Icom.

Con l'Elad (il software è quello originale SW2) si visualizza la banda da 65.6 MHz a 70.35 MHz circa. Sulla sinistra si vede l'audio TV R1 65.75 MHz. (immagine sotto)

Nella foto sto riascoltando una registrazione fatta al volo alle 08.32 UTC del 27 maggio 2015.

Per aiutarmi nell'identificazione uso i programma CSVuserlistbrowser che permette di scaricare diversi database tra cui quelli della tedesca FM list, curata da Gunter Lorenz. In questo caso ho scaricato il database FM E sporadico centrato su Milano. Vi sono listate le radio FM (OIRT compresa) in un range di distanze tipico della propagazione E sporadica.

In questo caso il CSVuserlistbrowser è la versione per l'Elad (vedi nel sito di DF8RY). Usando il programma VSPE si crea un paio di porte virtuali (io uso le COM 17 e COM 18) che vengono settate una nel programma CSV e l'altra nei settaggi avanzati dell'Elad.

In questo modo quando mi sposto di frequenza il CSVuserlistbrowser mi segue facendomi vedere le stazioni listate sulla frequenza sintonizzata. E' poi possibile creare un log csv a cui aggiungere, con un clic, ogni stazione che si vuole loggare.

CSVuserlistbrowser ha anche un comando che permette di vedere i paralleli di una certa stazione. Per provarli basta cliccare sulle frequenze d'interesse e l'Elad si sintonizza.
In questo caso uso due schermi: uno visualizza l'Elad e l'altro il CSVuserlistbrowser.

La stazione ricevente "OIRT dedicata"

Ovviamente questa combinazione si può realizzare con l'Elad FDM-S2 utilizzando al posto dell'Icom R2500 qualsiasi RX dotato di uscita IF (la modalità panadapter può essere applicata a diverse frequenze di uscita IF). Qualche esempio: Icom R7000, Icom R7100, AOR 5000...

Alcuni ascolti effettuati con questa "squadra" li puoi vedere cliccando qui

Collegare apparati radioamatoriali ad una chiavetta USB per avere una visione panoramica - Parte 4a

La prima ,seconda e terza parte ai collegamenti :

http://air-radiorama.blogspot.it/2013/10/collegare-apparati-radioamatoriali-ad.html
http://air-radiorama.blogspot.it/2013/10/collegare-apparati-radioamatoriali-ad_23.html

http://air-radiorama.blogspot.it/2013/10/collegare-apparati-radioamatoriali-ad_8581.html

Dopo avere progettato , realizzato e misurato il filtri della IF panoramica , vediamone gli effetti sull'uscita ricavata sull'apparato nelle figure seguenti :

All'ingresso dell'analizzatore di spettro e' stato messo un amplificatore da 27 dB onde potere aumentare la sensibilita' dello strumento 

La prima misura e' senza filtro in uscita .
Al centro si nota il segnale utile ,a destra quello dell' oscillatore locale ( circa-17dBm) , 13 dB superiore a quello dl segnale utile . A sinistra del segnale utile si nota simmetricamente l'intermodulazione tra il segnale utile e quello dell' oscillatore locale .

Inserendo il filtro il segnale dell'oscillatore locale viene attenuato di circa 30 dB e l'intermodulazione scompare .

In tutte e due le misure si puo' notare a destra la prima parte dello spettro della banda FM a causa del fatto che sia il filtro che l'amplificatore non sono montati dentro scatole schermate .

Se passiamo con uno span di +/- 5MHz ,che e' poi la banda per cui l'uscita panoramica e' stata in questo caso dimensionata , possiamo andare a "scavare" ulteriormente nel rumore e vedere il residuo del secondo oscillatore captato all'interno dell' apparato.
Come abbiamo visto , oltre certi livelli a questo non c'e' rimedio .
L'ultima verifica e' stata fatta per verificare la piattezza della risposta di uscita , ponendo la traccia dell' analizzatore di spettro in "Max Hold) e spostando la frequenza di ingresso  di 100kHz per volta .

La lieve flessione sul lato superiore le frequenze e' dovuta al filtro di ingresso dell' FT817 .

CONCLUSIONI : 

- E' possibile ricavare una uscita panoramica a larga banda da apparati con con prima conversione in alto .
- Il risultato non potra' essere "perfetto"  , specie a frequenza basse a causa del rientro del primo oscillatore  locale ed eventualmente di altro oscillatori locali
- E' auspicabile porre all'uscita del primo mixer dal quale si ricava la uscita , un filtro passa banda e porlo prima e non dopo di eventuali amplificatori .

Collegare apparati radioamatoriali ad una chiavetta USB per avere una visione panoramica - Parte 3a

La prima parte e seconda parte ai collegamenti :
http://air-radiorama.blogspot.it/2013/10/collegare-apparati-radioamatoriali-ad.html
http://air-radiorama.blogspot.it/2013/10/collegare-apparati-radioamatoriali-ad_23.html

Il filtro e' stato progettato con il software RFSIMM99 disponibile gratis in rete :

Per i condensatori di ingresso ed uscita si sono usati in parallelo tre condensatori da 100pF ed uno da 33 pF. Questa configurazione e' necessaria per ridurre al minimo la induttanza residua del condensatore totale.
Se notate la induttanza in parallelo e' di soli 16nH per cui l'induttanza residua di un solo condensatore potrebbe essere troppo alta . Per averlo misurato , un filo di rame da 1mm a circa 5 mm da un piano di terra ha una induttanza di circa 5nH/cm . Le induttanze sono state realizzate con circa 32mm di filo ed il loro valore si aggiusta variando la distanza dal piano di massa .
Inizialmente sie sono impiegati per il ramo in serie, una impedenza da 1uH ed un condensatore da 4,7pF .
I risultati misurati e la disposizione dei componenti sono nelle foto seguenti :

La perdita e' di circa 3.5dB , la forma e' un po' "bombata" anche se sufficientemente piatta nell'intorno +/-5MHz .

Nell'intento di migliorare le prestazioni ho misurato con un analizzatore di rete le perdite della impedenza da 1uH a 68 MHz , risultate pari a 32 Ohm .
Sostituendo l'impedenza con una induttanza migliore le perdite sono calate a circa 1.5 dB e la forma e' risultata perfetta ( vedi foto seguenti ) :

Continua ....

Collegare apparati radioamatoriali ad una chiavetta USB per avere una visione panoramica - Parte 2a

La prima parte al collegamento :
http://air-radiorama.blogspot.it/2013/10/collegare-apparati-radioamatoriali-ad.html
Dopo avere creato l'uscita SMA della prima IF sull'apparato , ho cominciato a misurare cosa c'era in uscita .
Abbiamo gia' parlato dell' oscillatore locale che deriva dall' impossibilita' del mixer di attenuarlo oltre certi livelli ( gli OL hanno potenze tipicamente comprese tra 0 e +10dBm ).
Ho provato i due semplici collegamenti suggeriti al collegamento  http://hamradio.selfip.com/i6ibe/pdf/panadapter.pdf
Il tentativo e' quello di prelevare il massimo segnale con il minimo di carico sulla circuiteria dell apparato .
Il collegamento sul link della bobina nel mio caso , per qualche ragione forniva un segnale piuttosto basso .
Si e' optato quindi per la soluzione del condensatore con resistenza da 150 Ohm in serie .Soluzione non molto elegante perche' non da una impedenza di uscita di 50 Ohm , ma come vedremo si rivelera'  essere tra i mali minori .

Inizialmente si sono impiegati normali componenti non SMD.
I risultati sono nelle seguenti figure :

  Con un segnale di ingresso di -60dBm a 14500 kHz si ottengono in uscita circa -63 dBm . Perdita accettabile .
Cio' che non va e' il segnale sulla sinistra : un'altro OL fisso che serve per la seconda conversione da 68.33Mhz a 455 kHz e che ci troviamo quindi proprio a tale distanza dalla IF panoramica che vogliamo vedere ....
Questo segnale viene captato all' interno dell' apparato dal loop formato dai componenti utilizzati per il prelievo .Riducendo al minimo la lunghezza dei componenti , usando dei componenti SMD ,questo segnale verra' attenuato come da figure seguenti :

In questo momento il segnale di questo secondo OL sembra scomparso , ma bisogna ricordare che l'analizzatore di spettro non e' un ricevitore e non e' neanche in questo caso settato alla massima sensibilita' .
Comunque sia , ritenendo , in base alla esperienza ricavata , che non sia possibile fare , di meglio , ritengo che sia piu' produttivo mettere qualsiasi altra circuiteria all'esterno dell' apparato , onde evitare ulteriori captazioni dei circuiti all'interno del ricevitore stesso .
Procedo quindi con la progettazione del filtro passa banda di uscita con banda di +/- 5MHz a -3dB.

Continua ....

Collegare apparati radioamatoriali ad una chiavetta USB per avere una visione panoramica - Parte 1a

Per esperienza diretta , abituato a prestazioni migliori e conscio dei limiti circuitali delle chiavette USB SDR , non riesco ad appassionarmici piu' di tanto .
E' pero vero che visto il costo , la disponibilita' e la possibilita' di usare in congiunzione software di visualizzazione ,demodulazione , decodifica di segnali ed altro non possono non risultare attraenti .

L'idea di usarne una come visualizzatore panoramico a larga banda in congiunzione con un ICR71 mi era gia' balenata tempo fa e la avevo messa in piedi modificando il mio ICR71 per poi imbattermi in una serie di limitazioni , non solo legate alla chiavetta , ma anche al fatto che di primo acchito si tende a non pensare ad una serie di inconvenienti secondari che scopriremo assieme strada facendo .
Le connessioni al pannello posteriore del ICR71 si possono vedere nella figura al link :
http://air-radiorama.blogspot.it/2013/06/eliminiamo-i-pl.html

L'amico Roberto Borri mi ha chiesto di modificargli per tale uso un FT817 , fornendomi due possibili soluzioni scovate in rete ai link :
http://hamradio.selfip.com/i6ibe/pdf/panadapter.pdf
http://www.w1ghz.org/small_proj/FT817_Panadapter-N1JEZ.zip
dalle quali sono partito per poi agire in modo un po' diverso a fronte di misure effettuate .

L'idea e' quella di ricavare una uscita a larga banda dalla prima IF ( in questo caso a circa 68.3MHz) da inviare alla chiavetta USB .
L' FT817 ha tantissime bande di lavoro .
Ho scelto di lavorare durante le misure con il ricevitore sintonizzato sulla gamma dei 20m in quanto le HF sono sempre la parte piu' critica per questi tipi di approcci . I 20m sono a meta' delle HF .

Il primo problema , gia' riscontrato lavorando con l'ICR71 e' molto semplice .
Si tratta di apparati che lavorano con la prima conversione in alto ( come negli analizzatori di spettro ) per tagliare facilmente la frequenza immagine .

Il che vuol dire che se vi collegate all'uscita del primo mixer , vi troverete di sicuro il segnale dell' oscillatore locale (che sara'  bello potente !).

Lo possiamo togliere con un filtro ? Dipende . Vediamo con un esempio .

Se vogliamo ricevere a 14.5 MHz ci troveremo l' OL a 68.3+14.5=82.8 MHz .

Al di la del valore assoluto , cio' che conta e' la differenza tra l' OL ed il valore della IF che sara' pari alla frequenza da ricevere .

Il che vuol dire che il filtro che deve tagliare l'oscillatore locale deve essere tanto piu' stretto , quanto piu' bassa e' la frequenza da ricevere 

Questo spiega perche' in questa architettura di ricevitori , subito dopo il mixer c'e' subito un filtro passa banda , generalmente a quarzo ( il cosiddetto filtro di "roofing" ) che e' largo almeno come il segnale a banda piu' ampia che ci vuole ricevere ( tipicamente 10-20 kHz).

Cio' spiega anche perche' tali ricevitori sono inadatti a ascendere al di sotto di frequenze molto basse : appena il segnale dell' oscillatore locale tende ad entrare in questo filtro , tende ad "accecare" o daneggiare tutto il resto .

Una possibilita' per evitare inconvenienti da parte dell'oscillatore locale , sarebbe quello di collegarsi dopo il filtro . In tal caso pero' la visione panoramica sarebbe limitata a pochi kHz .

E' necessario operare un compromesso .
In questo caso si e' scelto di progettare un filtro LC con larghezza di banda IF di +/-5MHz a -3dB per non avere un filtro complicato e critico .

A questo punto ho dovuto per prima cosa pensare alla meccanica : l'FT817 e' un apparato molto compatto .
Ho scelto di impiegare un connettore SMA a vitone , forando il pannello posteriore dell' apparato sopra il connettore delle HF ( in quanto dietro c'era piu' spazio di fuga , nel caso in cui la punta del trapano dovesse andare troppo a fondo .... ) .
Il pannello dell'apparato e' di alluminio pressofuso e si fora facilmente . Tuttavia , nonostante la lunghezza del connettore femmina SMA a vitone , il dado di fissaggio non lasciava sufficientemente scoperta una parte di filetto tale da consentire di avvitare il connettore SMA maschio .
Ho superato il problema incassano parzialmente il dado con uno svaso fatto con una punta da 9mm intorno al buco da 6.5mm del connettore SMA ( vedi foto seguenti )

continua ....