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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。
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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〕
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〔中身〕
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〔入っていた物〕
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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〕
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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。

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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
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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
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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。

TRX-305A の組み立て(その1) [SDR]

 ようやく TRX-305A の組み立てを始めました。

昨年末に TRX-305B が届き、今月末に研究会も予定されているので、何かしら動く物を作っておこうと思ったからです。

① パーツの確認
DSC04791.JPG
全部そろっていますが、部品表には型番しかなく、作業工程毎の説明も写真からは部品が分かりにくく、神経を使います。

② LA4425A の取り付け
オーディオ・パワーアンプの取り付けです。
まず、熱伝導を良くするため、シリコン・グリースを塗っておきます。
DSC04792.JPG
説明にもありますが、グランド・パタンが広いので、温調半田ゴテの温度を高温に設定して半田付けしないと熱が逃げてしまい、うまく半田付けできません。
DSC04793.JPG

③ 裏側パネル部分の部品の取り付け
ここはケースに組んだ時に、リア・パネルの電源、スピーカー、パドルの入力となるコネクタや電解コンデンサを付けたところです。
DSC04795.JPG
ここで注意する事は、ネットにある基板の写真ではコネクタが逆に付いている物があり、気をつけないといけません。 また、説明と写真の名称が異なっているところがあり、注意しないといけません。 ここでは写真が間違っています。

④ 同軸コネクタの取り付け
ここは、ケース内配線に使われる同軸ケーブル・コネクタの取り付けです。
DSC04796.JPG

続きの部品の取り付けは時間の関係で明日の予定です。

CQ 出版社からのクリスマス・プレゼントが届いた [SDR]

 今日、CQ 出版社からのクリスマス・プレゼントが届きました。

それはフルディジタル・トランシーバ TRX-305 のケース付きキットです。
入っていたパンフレット
TRX-305B_shr.JPG

今は年末と退職手続きが重なっているので、年明けに手をつけたいと思います。

CQ 出版 フルディジタル・トランシーバ TRX-305 を理解するためにディジタル無線通信の本を買いました [SDR]

 CQ 出版 フルディジタル・トランシーバ TRX-305 を理解するために下記の本を買いました。

ハムフェアで勢いで買ってしまった、CQ 出版 フルディジタル・トランシーバ TRX-305 を理解するため、これらの本で勉強しようと考えています。

① C言語によるディジタル無線通信技術
C言語によるディジタル無線通信技術

C言語を使ってディジタル無線通信技術に使われる技術を解説しています。
ここにBPSKのシミュレーションもあり、これを理解してみようと考えています。
それが出来たら、C から RTL に移植して、FPGA で試せたらと考えています。

② MATLABによるディジタル無線通信技術
MATLABによるディジタル無線通信技術

MATLAB Home で MATLAB が割安で使えるため、この本で BPSK や OFDM のシミュレーションにトライしてみようと考えています。
空間ダイバーシティやアダプティブアレーアンテナ、MIMO も解説されています。

「フルディジタル無線トランシーバ TRX-305開発者と語る会」に行ってきました [SDR]

 今日はこれに行ってきました。

(添付を忘れた写真を追加しました)
フルディジタル無線トランシーバ TRX-305開発者と語る会
https://atnd.org/events/54696
IMAG0001_shr.JPG
開発者の西村さんから直接いろいろなお話を聞けて楽しい時間を過ごす事が出来ました。

会場では会社の古い顔見知りの方ともお会いでき、いろいろ有意義なお話も聞けて楽しかったです。

これのユーザー・コミュニティの様なものも企画されているようなので、期待したいです。

LTC5598 - 5MHz to 1600MHz High Linearity Direct Quadrature Modulator [SDR]

 ネットを検索していたらリニアテクノロジーのサイトで「LTC5598 - 5MHz to 1600MHz High Linearity Direct Quadrature Modulator」なる物を見つけました。

以前、Lime Microsystems の「Field programmable RF ICs: LMS7002M」を書きましたが、この中の Mixer 部を取りだしたような IC です。
8253.png
LTC5598 を使うと、PC のサウンド・インターフェースと DDS を使って簡単に SSB / CW の信号をダイレクトに作れそうです。