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HPSDR

High Performance Software Defined Radio

Seit dem Beginn im März 2006 verfolge ich das HPSDR Projekt lesend, lernend und aktiv durch Erstellen von Dokumentationen zu einigen der Module, aus denen das High Performance Software Defined Radio besteht.

Nun sind die ersten interessanten Module fertig und können sowohl als Platine, als Teilesatz oder als Fertigmodul über die Tuscon Amateur Packet Radio Organisation TAPR bezogen werden. Zur Zeit sind folgende Module verfügbar:

                   ATLAS Modulträger

                   JANUS Audio I/Q-A/D und -D/A Wandler-Modul

                   OZYMANDIAS (kurz OZY) USB2.0 Steuerplatine

                   PINOCCHIO Serviceplatine

                   PENELOPE Digital Up-Converter (DUC) Sendermodul

                    MERCURY Volldigitales Empfängermodul (US-Version)

                    NEU!!! METIS Ethernet Interface (Ersatz für OZYMandias)

Den Bau meines persönlichen HPSDR versuche ich, in den folgenden Unterverzeichnissen mit allen Höhen und Tiefen zu dokumentieren.

Und hier ist nun mein vollständiger 20Watt-HPSDR Transceiver mit provisorischer Frontplatte und auch noch nicht lackiert. Zum Größenvergleich habe ich eine Zigarettenschachtel mit abgebildet (...Rauchen ist auch bei HPSDR kein Zwang). Links der Kühlkörper für das Linearnetzteil, rechts für die 20W-PA.

Wie links bei dem blauen Kabel zu sehen, ist der Transceiver mit Mercury-US bestückt. Eine Variante der Frontplatte mit Mercury-EU ist ebenfalls vorhanden.

 

In DL hat sich Gerd Loch, DJ8AY, dankenswerter Weise des HPSDR Projekts angenommen und bietet zur Zeit (April 2009) Platinen an sowie fertige PENELOPE Sendermodule. Seine Kontaktadresse ist meistens im Anzeigenteil des "Funkamateur" zu finden.

Allgemeines

Schaut man sich auf den englischsprachigen Seiten des HPSDR Projektes um, so wird man als Neueinsteiger sicherlich von der Fülle der beschriebenen Teilprojekte und Module schier erschlagen. Versuchen wir deshalb einfach mal ein wenig Ordnung dort hinein zu bringen und zu verstehen, was für einen Empfänger bzw. Transceiver notwendig ist und was nicht bzw. was Neben-Projekte sind, die mit dem urprünglichen Gedanken des HPSDR nicht unmittelbar zu tun haben.

Ich möchte hier nicht lange in die Geschichte der Entstehung des HPSDR Projektes abschweifen. Dazu hat Phil Covington, einer der Initiatoren, in seinem BLOG eine gute Darstellung gegeben. Die deutsche Übersetzung findet sich hier.

Was braucht man nun alles? Das hängt davon ab, was man will. Dieses Projekt ist sehr offen und vielschichtig und kann beinahe alle Bedürfnisse befriedigen. Fangen wir mit folgendem Szenario an:

Peppen Sie ihr SD-Radio auf

SZENARIO 1

Sie sind Besitzer eines SDR-1000 Transceivers und wollen ihre bestehende Soundkarte durch ein Super-High-End-Audio-Interface ersetzen. Dann brauchen Sie

- den ATLAS Modulträger. Falls Sie keine Erweiterung planen oder haben wollen, gibt es den auch mit zwei oder drei Steckplätzen, um so zu einer kompakten Einheit zu kommen

- OZYMANDIAS als Steuer- und Interfacekarte mit High-Speed USB 2.0 als Verbindung zu SDR-1000/PowerSDR

- JANUS als Audio-Wiedergabe-Interface und Mikrofon-Eingang

- ein AT-Netzteil oder - kompakter - ein kleines PicoPSU Netzteil oder ein ähnliches kompaktes Netzteil, wie sie für die Stromversorgung von ITX-PC-Motherboards angeboten werden. Achten Sie nach Möglichkeit darauf, eins zu kaufen, das sich ab 11,5 Volt oder 12 Volt DC betreiben läßt. Sie können es dann auch an die Autobatterie klemmen und mobil QRV sein. Es gibt auch Ausführungen, die eine Eingangsspannung zwischen 11,5 Volt und ca. 30 - 35 Volt verkraften.

- falls kein AT-Netzteil verwendet wird, eine Gleichspannungsquelle mit 12 - 13.8 Volt Ausgangsspannung und mindestens 3 A Ausgangsstrom, wie sie wohl in jedem Shack vorhanden ist

Damit sind Sie Hardware-mäßig bestens gerüstet.

Noch einmal zur Klarstellung

Mit der Hardware nach Szenario 1 machen Sie keinesfalls aus Ihrem SDR-1000 einen volldigitalen Transceiver. Sie ersetzen 'nur' die PC-Soundkarte durch die Kombination JANUS/OZYMANDIAS. Was sie dabei gewinnen

- Einsparung des Kabelsalates zwischen PC und SDR-1000  ---> nur ein USB2.0-Kabel

- ein Soundinterface der Superlative (Studioqualität) für Empfang und Sendung

- 192 kHz Panadapter-Bandbreite

- Steuerung aller Funktionen nicht mehr über den Druckerport des PC, sondern von OZYMANDIAS aus

- ATLAS ist auch als Karte mit zwei Steckplätzen erhältlich. Das ergibt eine äußerst kompakte Einheit.

siehe auch ------> Software 1 - Einstieg mit Funktionsdiagrammen

 

Digital von der Antenne zum PC und Retour

SZENARIO 2

Sie haben keinen SDR-1000 Transceiver und wollen einfach in die digitale Welt mit einem Empfänger einsteigen und diesen möglicherweise zum digitalen Transceiver aufrüsten. Dann brauchen Sie

- den ATLAS Modulträger plus Stromversorgungsmimik, wie in Szenario 1 beschrieben

- OZYMANDIAS als USB 2.0 Interfacekarte

- MERCURY als digitale Breitband-Empfängerkarte

- PENELOPE für die Transceiver-Erweiterung als Sendemodul (volldigital)

- ALEXIARES als 30/60 MHz Tiefpassfilter und als schaltbares Bandpassfilter für Empfang und Senden. ALEXIARES besteht aus zwei Filtermodulen und wird nicht in ATLAS gesteckt, sondern es ist ein separates Gehäuse vorgesehen, das beide Filtermodule aufnimmt, die über einen seriellen SPI-Bus von Mercury aus gesteuert werden

- natürlich eine PA, es sei denn Sie wollen mit ca. 0,5 W auf Sendung, die PENELOPE abgibt.

JANUS wird nicht benötigt, da sowohl MERCURY mit Audioausgängen als auch PENELOPE mit einem Mikrofoneingang bestückt sind. Sollten Sie Experimente mit Empfängern wie SoftRock oder dem Elektor SDR mit I/Q Audioausgang machen wollen und PowerSDR als Software benutzen wollen, brauchen Sie auch JANUS. Nur JANUS kann diese Quadratursignale verarbeiten.

Mittlerweile hat sich herausgestellt, dass das PicoPSU-Netzteil nicht ganz so gut geeignet ist, da es doch einige Störungen in MERCURY verursacht. Entweder verwendet man ein sauberes PC-Netzteil (z.B. von Be-Quiet) oder ein linear geregeltes. Ein entsprechender Bausatz, "LPU" genannt, ist ebenfalls bei TAPR erhältlich.

 

Was man noch machen könnte (Zukunftsprojekte)

SCENARIO 3

Ein interessantes Zusatzprojekt ist PHOENIX. Mit PHOENIX entsteht ein kompletter Transceiver auf einer 100 mm x 120 mm großen Steckkarte für ATLAS. Das Konzept basiert auf einem Quadratur-Sampling-Detektor (QSD) als Analog-Digital-Konverter ähnlich dem SDR-1000 Konzept. Es handelt sich quasi um einen modernisierten SDR-1000 mit neuesten Bauteilen wie dem AD9912 DDS von Analog Devices. Dieser weist nach Tests einiger OMs hervorragende Werte für die spektrale Reinheit des Ausgangssignals auf.

Der Sender arbeitet nach dem umgekehrten Prinzip als QSE (Quadratur-Sampling-Exciter).

PHOENIX lässt sich als Zusatzkarte in ATLAS verwenden und nutzt OZY und JANUS als PC-Interface zu PowerSDR bzw. zur Audioausgabe.

PHOENIX befindet sich im Prototypen-Stadium. (Mai 2009)

SASQUATCH spricht die Mobilisten bzw. diejenigen mit PC-Abneigung an. Dieses Projekt soll ganz ohne PC auskommen und die gesamte digitale Signalverarbeitung über einen DSP (Digital Signal Processor) durchführen. Es wird somit die Stand-alone-Lösung sein ohne ATLAS, JANUS und OZYMANDIAS.

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Alle anderen auf der HPSDR Webseite aufgeführten Projekte stecken mehr oder weniger in der Planungs- bzw. Ideenphase fest und es ist fraglich, ob sie jemals Realität werden.

 

 


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