Ein SDR für Lang- und Längstwelle mit STM32

[Bernhard45]

Hallo Mitleser und Mitbastler,

im Nachbarthread http://www.radio-bastler.de/forum/showth...p?tid=9023 hatte ich mir ja einige Entwicklerboards von STM mit den Cortex M4 und M7-Rechenwerken gekauft. Da diese Boards vom Hersteller als "DSP-tauglich" beworben werden, wollte ich diesen Werbespruch im Rahmen eines SDR-Projekts überprüfen. 

   

Zunächste habe ich die "kleineren" Prozessoren der Serie (den F407 und F411) auf dem DISCOVERY-Evalboard benutzt um ein komplettes Radio in "Software" zu Definieren. Eine wertvolle Hilfe war dabei das Simulieren der verwendeten Algorithmen in Matlab bzw. Octave im Vorfeld der Umsetzung. 


  SDR1.jpg (Größe: 49,19 KB / Downloads: 244)

Die HF wird von einer Aktivantenne (MiniWhip außerhalb des Hauses) eingefangen. Nach anschließender Selektion und Signalkonditionierung gelangt das Antennensignal an den AD-Wandler des Prozessors. Hier erfolgt eine hochfrequente Abstastung und somit eine Digitalisierung der Antennenspannung für den weiteren Bearbeitungsprozess. Im nachfolgenden Digital-Down-Converter (DDC) gelangt die digitalisierte HF über einen in Software umgesetzten Mischer/LO (via CORDIC https://de.wikipedia.org/wiki/CORDIC) auf einen Tiefpassfilter mit anschließender Unterabtastung. Das so dezimierte Signal wird in den Algorithmen der Basisbandverarbeitung demoduliert, erneut gefiltert und in einen PCM-Datenstrom umgewandelt. Der PCM-Datenstrom gelangt über das I2S-Protokoll an den auf dem DISCOVERY-Board verbauten Audiocodec (CS43L22). Hier erfolgt die Analogisierung des demodulierten Signals und anschließende Verstärkung auf Kopfhörer-/Lautsprecherniveau.

Bedingt durch die Abtastraten des AD-Wandlers des Prozessors von bis zu 2.4 MHz und 7.2 MHz im Interleave-Mode, ist es möglich mit dem Discovery-Board den Frequenzbereich von wenigen kHz (VLF), über die Langwelle (LW) bis an die Ränder des unteren Mittelwellenbandes direkt und ohne weiteren Mischer zu empfangen.

Hier ein kleines Demovideo von gestern Abend. 


https://youtu.be/-thjVKfnI1w

Ein solcher kleiner SDR lässt sich durch Einschleifen in die ZF eines Radios auch für höhere Frequenzbereiche einsetzen. Durch die flexible Softwarefilterung und Softwaredemodulation könnte so ein "normales" Radio auch zu einen Amateurfunk- oder DRM-Empfänger umgerüstet werden.


(wird fortgesetzt)

[Bernhard45]

Hallo Mitleser und Bastler,

auch hier möchte ich zeigen das ein SDR nicht nur als Empfänger dienen kann, ebenso leicht ist der Rückweg, also ein Sendebetrieb möglich. 

Für einen ersten Test habe ich mir den DCF77 ausgesucht. Das STM32-Bord  erzeugt das Trägersignal inklusive aller Trägerabsenkungen nach dem DCF77-Protokoll. Eine Funkuhr empfängt das Signal und stellt sich entsprechend ein. Als Sende-PA diente ein modifizierter Audioverstärker, das Signal wird über eine kleine Schleife an die Funkuhr übertragen.



https://www.youtube.com/watch?v=AYOuUKK1...e=youtu.be

Weiterhin habe ich versucht das STM32-Board als Heimsender zu programmieren. Aktuell spielt er eine WAV-Datei aus dem interen Flashspeicher und moduliert damit seine Software-DDS. Über einen DAC wird das Signal ausgegeben.

   

Ein Video zum Sender wird es auch noch geben, aber dazu hatte ich keine Lust mehr. Auch ein Bandscan stelle ich noch ein.

[Bernhard45]

Auch ein Bandscan stelle ich noch ein.

Dieser soll hiermit nachgereicht werden.



Als Antenne dient eine Miniwhip nach Rohloff Baker - PA0RDT.
Ich hoffe mit dem Empfänger auch die nächste SAQ-Aussendung empfangen zu können.

Viele Bastlergrüße
Bernhard