HF Upconverter - Слушаем КВ диапазон на SDR свистке за 7$

Речь пойдет о достаточно специфичном устройстве. Ничего похожего на PlusPda еще вроде не было, поэтому, может быть, для кого то это будет полезно, а кто то может даже найдет для себя новое хобби да и бескорпусное исполнение прямо намекает на полный DIY в эксплуатации.

Обозреваемое устройство является преобразователем частоты и применяется для переноса КВ диапазонов на УКВ для того, что бы SDR приемники, которые многим уже знакомы (раз два) могли услышать эфир ниже 25 мгц.

А ниже 25 мгц находится большой мир из экзотических вещательных радиостанций и радиолюбителей, услышать которых, ввиду использования ими модуляции с одной боковой полосой, на бытовой приемник просто так не получится. И связка upconverter+SDR свисток за 7$ пожалуй, будет самым бюджетным решением для этого. Не считая уж совсем колхозных вариантов с direct sampling и припаиванием антенны напрямую к чипу.

Что можно услышать на КВ:

-Вещательные станции из различных уголков мира
-Радиолюбителей
-Радиопиратов

Где их всех искать:

Вещательные радиостанции тут и тут. Модуляция AM

Радиолюбители
160-метровый (1,81 — 2 МГц),
80-метровый (3,5 — 3,8 МГц),
40-метровый (7 — 7,1 МГц),
30-метровый (только телеграф 10,1 — 10,15 МГц),
20-метровый (14 — 14,35 МГц),
16-метровый (18,068 — 18,318 МГц),
15-метровый (21 — 21,45 МГц),
12-метровый (24,89 — 25,14 МГц),
10-метровый (28 — 29,7 МГц).

Радиолюбители обычно используют отличные от вещательных станций модуляции.
от 160 метров до 40 метров это LSB (нижняя боковая полоса) от 20 метров и выше USB (верхняя боковая полоса). Это для разговоров голосом. Так же бывает CW — телеграф, и множество цифровых видов связи, которые могут выдавить скупую слезу у того кто застал модемную связь лет 20 назад. Скорость обмена данными обычно около 2400 бод. Все это передается в открытом виде, поэтому все что передается можно посмотреть с помощью спец. программ. Например fldigi.

Радиопираты это те же радиолюбители только вне закона. Популярные частоты 6660 кгц и 10460 кгц.

Необходимо заметить, что для качественного приема КВ очень желательна антенна несколько больше чем метровая телескопическая. В идеале нужно использовать или провод длиной в несколько десятков метров или магнитную антенну, которая куда как более компактна и помехоустойчива, но требует постоянной подстройки и несколько сложнее в изготовлении. Промышленные же варианты магнитных антенн непростительно дороги. Вероятно ввиду штучного изготовления малыми партиями.

Теперь перейдем к самому устройству.

Оно приехало в обычном почтовом пакете с пупыркой, внутри которого находился антистатический пакет с конвертером.


Само устройство. Оно разработано в рамках концепции openhardware и имеет исчерпывающе открытую документацию вплоть до разводки платы. Поэтому, китайцы не мудрствуя лукаво просто скопировали все один в один и на выходе получили ровно то, что подразумевали разработчики. У разработчиков правда уже доступна более новая версия конвертера — 1.3, но изменения там незначительны, а цена и платная доставка от них делает новую версию уже не такой привлекательной. Так же, версия от китайцев в отличии от официальной имеет полностью распаянный генератор белого шума.

Для питания конвертера необходимы 5 вольт которые подаются через USB-B разьем. Никаких шнурков в комплекте нет. Антенные разъемы выполнены распространенными SMA коннекторами. Так же на плате имеется переключатель режимов работы отключающий преобразователь и включающий антенну напрямую для работы с УКВ.


Принцип работы конвертера достаточно прост. Из сигнала на входе фильтрами выделяется рабочий диапазон частот, после чего он смешивается миксером ADE-1 c опорной частотой 125 мгц полученной от кварцевого резонатора, еще раз фильтруется, и отдается на SDR приемник. То есть исходный сигнал принятый антенной на частоте в 14 мгц после прохождения конвертера будет принят SDR приемником на частоте 139 мгц. Для того что бы не было путаницы весь популярный SDR софт имеет функцию сдвига частоты, где и необходимо указать в данном случае -125 мгц для работы с актуальными частотами.

Операции с сигналом не обходятся без потерь. Только на одном микшере они достигают 5 dB. Общие потери в устройстве доходят до 10 dB, так что сверхчувствительным приемником все это сложно назвать в исходном исполнении, но это наверное единственный более менее значимый недостаток. Разработчики устройства обосновывают отсутствие дополнительного усилителя тем, что по уму он должен находится непосредственно около антенны. И в общем то они правы. Но как показала практика, даже без дополнительного усилителя устройство работает более чем хорошо. Однако, сигнал на входе все же достаточно слаб, поэтому для комфортной работы с конвертером необходимо включать усиление сигнала в самом SDR приемнике соответствующими галками и ползунками в программе.


В первых версиях этого устройства использовался кварцевый резонатор на 100 мгц, что создавало множество дополнительных помех ввиду присутствия в городах большого количества ФМ станций, которые как раз и находятся в большинстве своем на частотах 100+ мгц. Данный экземпляр имеет кварц на 125 мгц, и именно на эту частоту он сдвигает вверх КВ диапазон. Частоты 125+ мгц хоть и используются активно в авиации, но ввиду низкой мощности сигнала не создают ощутимых помех, ну разве что может только около аэродромов и центров контроля воздушного трафика.



Напоследок небольшое видео с демонстрацией работы конвертера. У меня пока что нет нормальной КВ антенны, и я записал его выбравшись на шашлыки с радиолюбителями. Рядом работает трансивер и когда он включается на передачу, отчётливо видны все его гармоники а так же дикий перегруз приемника. Но зато это позволяет оценить его чувствительность для дальних корреспондентов в сравнении с трансивером цена которого идет на пару тысяч $. Отчетливо видно что на SDR слышны не все корреспонденты, но учитывая отсутствие антенного усилителя у SDR и постоянные перегрузки, результат как мне кажется очень приличный. Поляков к примеру было слышно очень хорошо.

В итоге мы имеем бюджетное устройство, которое хорошо справляется со своими функциями. В недостатки я могу записать пока только одно — неудобный разьем питания USB-B. А в остальном, при правильном подходе, оно позволит получить неплохой комплект для КВ приемника за 50$ который вполне сможет дать фору приемникам вдвое дороже SDR комплекта, а с дополнительным антенным усилителем сможет посоперничать и с более дорогими собратьями. Не говоря уже о плюсах SDR в визуализации, удобстве настройки, и последующей обработки сигнала.

Предвосхищая вопросы о правильном подходе, упомяну недостаток кварцев в дешевых SDR свистках, которые не отличаются высокой стабильностью частоты и «плавают» в зависимости от температуры. В скором будущем я постараюсь описать тут доработки самого SDR приемника с заменой кварца на термостабильный. Полученный конечно же с али. :)