Introducción a la radio definida por software (SDR)
Escuche prácticamente todo el espectro de radio, ¡por $30!
No hace mucho tiempo, los entusiastas que querían escuchar transmisiones de radio tenían que tomar decisiones difíciles sobre qué equipo comprar según sus intereses. Las radios "multibanda" proporcionaron circuitos para un conjunto seleccionado de frecuencias, que generalmente requerían cristales específicos para cada banda. Un modelo base puede recibir radio meteorológica AM, FM, onda corta y NOAA; por más que eso, estarías buscando dinero serio.
Pero hoy en día, un pequeño dongle USB que cuesta alrededor de $30 puede recibir AM, FM, onda corta (SW), aficionados/aficionados HF, VHF, UHF, SHF, marítimo, aviación, EMS, satélite, NOAA, radio HD, radio troncalizada, P25, GPS, APRS, radar, HAARP, CW, TV, GSM, buscapersonas, monitores para bebés, DMR, D-STAR, PSK, RTTY, SSTV y casi cualquier cosa que transmita desde 500 kHz hasta 1,75 GHz. ¡Los modelos más caros pueden extender este rango e incluso transmitir!
Sigue leyendo para obtener más información sobre esta tecnología revolucionaria.
De analógico a digital: una línea de tiempo de SDREl envío y recepción de ondas de radio ha sido tradicionalmente el dominio de la electrónica analógica. Sintonización, detección, oscilación, mezcla, filtrado, (des)modulación y amplificación, las funciones básicas de una radio, involucraban cristales, capacitores, inductores, tubos, transistores y otros componentes electrónicos. Estos componentes se pueden ensamblar en circuitos gloriosamente complicados para utilizar el espectro de radiofrecuencia (RF). Pero las radios analógicas tienen limitaciones, especialmente limitaciones en la cantidad de espectro en el que pueden operar. Todas las radios analógicas, excepto las más elaboradas, tienen un rango de frecuencia muy estrecho o incluyen varios conjuntos de componentes para permitir el funcionamiento en diferentes bandas.
A partir de la década de 1970, varios grupos de investigación del gobierno de EE. UU. comenzaron a experimentar con el uso de técnicas de procesamiento de señales basadas en software para reemplazar los componentes de hardware. Las matemáticas y el código de procesamiento de señales digitales (DSP) avanzaron rápidamente en los laboratorios y universidades del Departamento de Defensa. El enorme poder y flexibilidad del software se volvió extremadamente atractivo porque evitaba muchas de las limitaciones del hardware. En la década de 1990, la investigación y el desarrollo de la radio definida por software, un término más tarde eclipsado por la radio definida por software (SDR), se extendió rápidamente del gobierno a los esfuerzos comerciales, apareciendo en estéreos de automóviles de alta gama en 1997.
Con la introducción del estándar europeo de televisión digital conocido como Digital Video Broadcasting - Terrestrial (DVB-T) en 1997, fabricantes como Realtek y otros comenzaron a producir circuitos integrados de bajo costo como el RTL2382U, capaz de decodificar DVB- t señales en el rango de 174 MHz–786 MHz y empaquetadas en pequeños dongles USB. En 2010-2012, Eric Fry y Antti Palosaari determinaron que el RTL2382 se podía usar como un SDR general, y Steve Markgraf y sus colegas del proyecto Osmocom lanzaron el software rtl-sdr que permitía a los usuarios de Linux, Windows y Mac recibir y decodificar radio. señales de un sorprendente rango de 500 kHz a 2,2 GHz, dependiendo de la variante de chip utilizada.
¿Cómo funcionan los DEG?El corazón de un SDR es el convertidor de analógico a digital (ADC) que se encuentra en un chip demodulador como el RTL2382U, donde la señal eléctrica analógica que recibe la antena de radio se convierte en 1 y 0 s, de la misma manera que se digitaliza una señal de un micrófono. Un chip sintonizador digital, como el R820T, simplemente captura un rango de frecuencia seleccionado de la antena y lo envía al demodulador. Una vez que la señal se puede representar digitalmente, el poder de las matemáticas se puede aplicar a través del software DSP para filtrar, decodificar y procesar los datos en objetivos de interés.
No hace mucho tiempo, los entusiastas que querían escuchar transmisiones de radio tenían que tomar decisiones difíciles sobre qué equipo comprar según sus intereses. Las radios "multibanda" proporcionaron circuitos para un conjunto seleccionado de frecuencias, que generalmente requerían cristales específicos para cada banda. Un modelo base puede recibir radio meteorológica AM, FM, onda corta y NOAA; por más que eso, estarías buscando dinero serio.
Pero hoy en día, un pequeño dongle USB que cuesta alrededor de $30 puede recibir AM, FM, onda corta (SW), aficionados/aficionados HF, VHF, UHF, SHF, marítimo, aviación, EMS, satélite, NOAA, radio HD, radio troncalizada, P25, GPS, APRS, radar, HAARP, CW, TV, GSM, buscapersonas, monitores para bebés, DMR, D-STAR, PSK, RTTY, SSTV y casi cualquier cosa que transmita desde 500 kHz hasta 1,75 GHz. ¡Los modelos más caros pueden extender este rango e incluso transmitir!
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De analógico a digital: una línea de tiempo de SDREl envío y recepción de ondas de radio ha sido tradicionalmente el dominio de la electrónica analógica. Sintonización, detección, oscilación, mezcla, filtrado, (des)modulación y amplificación, las funciones básicas de una radio, involucraban cristales, capacitores, inductores, tubos, transistores y otros componentes electrónicos. Estos componentes se pueden ensamblar en circuitos gloriosamente complicados para utilizar el espectro de radiofrecuencia (RF). Pero las radios analógicas tienen limitaciones, especialmente limitaciones en la cantidad de espectro en el que pueden operar. Todas las radios analógicas, excepto las más elaboradas, tienen un rango de frecuencia muy estrecho o incluyen varios conjuntos de componentes para permitir el funcionamiento en diferentes bandas.
A partir de la década de 1970, varios grupos de investigación del gobierno de EE. UU. comenzaron a experimentar con el uso de técnicas de procesamiento de señales basadas en software para reemplazar los componentes de hardware. Las matemáticas y el código de procesamiento de señales digitales (DSP) avanzaron rápidamente en los laboratorios y universidades del Departamento de Defensa. El enorme poder y flexibilidad del software se volvió extremadamente atractivo porque evitaba muchas de las limitaciones del hardware. En la década de 1990, la investigación y el desarrollo de la radio definida por software, un término más tarde eclipsado por la radio definida por software (SDR), se extendió rápidamente del gobierno a los esfuerzos comerciales, apareciendo en estéreos de automóviles de alta gama en 1997.
Con la introducción del estándar europeo de televisión digital conocido como Digital Video Broadcasting - Terrestrial (DVB-T) en 1997, fabricantes como Realtek y otros comenzaron a producir circuitos integrados de bajo costo como el RTL2382U, capaz de decodificar DVB- t señales en el rango de 174 MHz–786 MHz y empaquetadas en pequeños dongles USB. En 2010-2012, Eric Fry y Antti Palosaari determinaron que el RTL2382 se podía usar como un SDR general, y Steve Markgraf y sus colegas del proyecto Osmocom lanzaron el software rtl-sdr que permitía a los usuarios de Linux, Windows y Mac recibir y decodificar radio. señales de un sorprendente rango de 500 kHz a 2,2 GHz, dependiendo de la variante de chip utilizada.
¿Cómo funcionan los DEG?El corazón de un SDR es el convertidor de analógico a digital (ADC) que se encuentra en un chip demodulador como el RTL2382U, donde la señal eléctrica analógica que recibe la antena de radio se convierte en 1 y 0 s, de la misma manera que se digitaliza una señal de un micrófono. Un chip sintonizador digital, como el R820T, simplemente captura un rango de frecuencia seleccionado de la antena y lo envía al demodulador. Una vez que la señal se puede representar digitalmente, el poder de las matemáticas se puede aplicar a través del software DSP para filtrar, decodificar y procesar los datos en objetivos de interés.
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