SDR-radiot ja vastaavat
SDR
tulee sanoista Software Designed Radio. Se tarkoittaa
sitä, että normaalin radion ilmaisin ja sen
jälkeiset osat on korvattu ohjelmalla, joka suorittaa
tietokoneen äänikortilla ne samat toiminnot.
Äänikortin signaaliprosessori (DSP) on
ohjelmoitu suorittamaan nopeaa laskentaa, jonka avulla kahdesta 90
asteella vaiheistetusta signaalista saadaan ilmaistua halutut
lähetelajit. Vastaavasti sama toiminto tapahtuu radion
toimiessa lähettimenä,
mutta käänteisesti. SDR-radion
komponenttimäärä ja koko voidaan
pitää erittäin pienenä kun ei
tarvita liikkuvia osia eikä normaalisti
releitäkään. Tällä tavalla
rakennettuja radioita on saatavana edullisesti valmiina tai
rakennussarjoina.
Johdanto
SDR-radiot kuuluvat sarjaan Direct Conversion
Transceiver. Niiden ydin on mikseri (quadrature sampling detector),
jolla
muodostetaan sisääntulevasta signaalista
neljä pientaajuista signaalia, jotka ovat
keskenään 90 asteen vaihesiirrossa (0 - 90 -
180 - 270). Kuva alla.
Dan Tayloe on varhaisimpia
kokeilijoita. Seuraavassa toimintaa kuvaavia periaatekaavioita.
Mikseri
ja filtteri toimivat molempiin suuntiin. Se yksinkertaistaa radion
rakennetta.
Mikseriltä tulevat
pientaajuiset signaalit voidaan
käsitellä kahdella tavalla. Vastakkaisvaiheiset
taajuudet yhdistetään operaatiovahvistimilla (0 - 180
ja 90 - 270 astetta),
jolloin saadaan kaksi uutta signaalia I ja Q (I = in phase, Q =
quadrature). Nämä ovat 90 asteen vaihesiirrossa
keskenään.
Signaalit sisältävät kaikki tarvittavat
tiedot lähetteen ilmaisemiseen. Signaalit voidaan
syöttää äänikortille,
jossa on stereosisäänmeno.
Äänikortin DSP ohjelmoidaan muodostamaan tarvittavat
laskutoimitukset. jolloin saadaan lopullinen
äänisignaali. Lähetyksessä
tapahtuma on vastakkainen. DSP voidaan rakentaa myös radioon
sisälle, jolloin erillistä tietokonetta
äänikortteineen ei tarvita.
Signaalit voidaan
viedä vastus-kondensaattori-
matriisille eli vaihesiirtoverkolle (polyphase network), jossa
mikserillä syntyneen
peilitaajuuden vaihe käännetään
päinvastaiseksi. Kun taajuudet summataan, saadaan peilitaajuus
vaimennettua ja haluttu äänikaista jäljelle.
Tällä tavalla voidaan muodostaa
sivunauhalähetteestä (SSB) halutun sivunauhan
ääni. Vaihtamalla joko rengaslaskurin kiertosuunta
tai yhdistämällä PN:n ulostulo toisella
tavalla saadaan valittua joko USB tai LSB. Tällä
tavalla toteutettuna ei tarvita äänikorttia.
Jos
muodostetaan I- ja Q-signaalit, vaiheistus voidaan suorittaa
operaatiovahvistimilla, jonka tuloksena on myös haluttu
audiosignaali.

Ylläolevassa
kaaviossa on esitetty kolme erilaista tapaa käsitellä
mikserin jälkeisiä signaaleja.
Ylinnä I- ja
Q-signaaleista saadaan suoraan vaiheistusperiaatteella kumottua toinen
sivunauha muodostamalla operaatiovahvistimista
vaiheenkääntäjät. Sama tapahtuu
alemmassa osassa passiivikomponenteilla vaihesiirtoverkossa. I- ja
Q-signaalit voidaan viedä PC:n äänikortin
stereosisäänmenoon ja ohjelma tekee loput
tietokoneessa. Sama
voidaan tehdä myös erillisessä
DSP-prosessorissa,
jolloin tietokonetta ei tarvita. MUTTA silloin
menetetään
SDR-ohjelman tekemä panoraamanäyttö.
Lähetettäessä
tapahtuman kulkevat
käänteisessä
järjestyksessä kuten alin kuva osoittaa.

Lyhenteet:
SDR = Software defined radio (joskus myös Software
designed radio)
QSD = Quadrature Signal Detektor eli kvadratuurimikseri
DSP = Digital Signal Prosessor
SSB = Single Side Band eli yksisivunauhalähete (vrt AM)
USB = Upper Side Band eli ylempi sivunauha
LSB = Lower Side Band eli alempi sivunauha