SDRZero, um Rádio Definido por Software

A placa de circuito impresso foi projetada usando a versão grátis do Eagle. A placa é de dupla-face e foi projetada levando em consideração a montagem caseira. Os componentes estão bem separados facilitando a montagem e experimentação. O arquivo do projeto da placa para o Eagle pode ser baixado aqui. A vista superior da placa pode ser vista na figura abaixo.

Resistores e capacitores SMD são do tipo 0803. As ilhas da placa de circuito impresso foram dimensionadas para aceitar tanto os componentes SMD tipo 0803 quanto os 1206. Todos os resistores devem ter tolerâncias de 1%. Os capacitores do detetor por amostragem em quadratura devem ter seus valores casados. Isso pode ser feito com a ajuda de um capacímetro.

Ligar uma fonte de 12 a 15 Vdc no jack P1, o LED deverá se acender. Se isto não ocorrer verificar que o plug esteja ligado de modo que a ponta seja o polo positivo. Caso esteja invertido não há risco, o SDRZero conta com um diodo de proteção contra inversão de polaridade.

Ligar o cabo positivo de um multímetro na escala de 20 Volts no ponto que existe na ligação entre D4 e C17. O outro cabo do multímetro será ligado a um ponto de terra. Atuando sobre o trimmer C20, ajustar para a máxima tensão. Não é necessário ajustar com precisão, 1/8 de volta além ou aquém do ponto de máximo já estará bom. Feito esse ajuste, o SDRZero poderá ser ligado à um computador, por meio de um cabo estéreo com plug tipo P2. Ligar na entrada da placa de som em geral identificada por "line in" (a entrada de microfone não serve).

Forma de onda na saída EXT_IQ_LO




Forma de onda na saída de áudio em quadratura H3

J1 (no xtal) - permite que se use um indutor em L6 e também capacitor para variar a frequência do oscilador a cristal.

J2 (alimentação do oscilador) - Ao se utilizar oscilador local externo, se desabilita o oscilador interno interrompendo a alimentação neste jumper.

J3 (osc interno) - permite ligar/desligar a conexão com o oscilador interno.

J4 e J5 (saída osc IQ) - permitem ligar/desligar a conexão do oscilador interno em quadratura, para utilização de oscilador externo em quadratura.

J6 (entrada RF do QSD) - permite utilizar o SDRZero com outras combinações de filtro de entrada e amplificador de RF.

MUTE (ao lado de U1 e R35) - permite emudecer o receptor.

Todas as tensões foram medidas com um multimetro digital, sem antena conectada ao SDRZero e sem estar ligado ao computador. Ou seja, somente o SDRZero e a fonte de alimentação.

Onde esta marcado "fonte" em vez da tensão, isso quer dizer que essa tensão depende da tensão da fonte de alimentação conectada ao pino P4 do SDRZero.

Espero que essa tabela seja de alguma ajuda a quem estiver com problemas com seu SDRZero.

Fte 73 de PY2BBS, Luciano.

Transistores SMD:

      C
      ||
   +------+
   |      |
   +------+
    ||  ||
    B   E

Q1           Q2            Q3
B = 1.72     B = 0.93      B = xxx
E = 0.93     E = 0.16      E = xxx
C = 3.53     C = 3.53      C = 9.60 em J2

A leitura de tensão DC em Q3 não é prática pela presença simultânea de RF.
A tensão no coletor é um pouco menor que 10V devido à queda de tensão no pequeno choque de RF.

Q4           Q5            Q6
B = 7.79     B = 7.77      B = 10.28
E = 8.54     E = 8.54      E = V+ - 0.7
C = 0        C = 1.37      C = 10.14

Atenção: leitura de tensão em Q4 e Q5 feita com J3 desligado

Q7
B = 5.04
E = 4.48
C = 10.28

     U1    U2    U3    U4    U5    U6
1   0     2.6   2.5   2.4   5.0   5.0
2   xxx   2.5   2.5   2.5   xxx   0
3   2.5   2.5   2.5   2.5   xxx   V+ - 0.7
4   2.5   0     0     0     5.0
5   2.5   2.5   2.5   2.5   xxx
6   2.5   2.5   2.5   2.5   xxx
7   2.5   2.5   2.5   2.5   0
8   0     5.0   5.0   5.0   xxx
9   2.5                     xxx
10  2.5                     5.0
11  2.5                     xxx
12  2.5                     xxx
13  2.5                     5.0
14  xxx                     5.0
15  0
16  5.0

Células marcadas xxxx: a leitura com multímetro não é concludente por causa da presença de RF.
Tensões nos NE5532 (U2, 3, 4): As tensões de polarização são em torno de 2,4 a 2,6V

Também tive problemas de "funcionamento" com o SDR. Pedi ajuda na lista SDR-BR e fui atendido... O problema acabou sendo uma solda não "efetivada" (apesar de realizada). Uma patinha de uma das aranhas do amp. operacional ficou suspensa apesar de ter recebido solda "em abundância". (Pino 4 de U2, justamente o retorno da alimentação). A solda não se espalhou pela trilha... Por um lado foi ruim para o meu Ego, mas por outro lado pude me familiarizar melhor com o SDR.

Sem querer ensinar padre nosso para vigário, acho que, após a montagem, sempre é bom testar o equipamento sem o micro primeiro. Por sinal, foi assim que descobri o problema do meu. Testei o SDR antes de espetá-lo na placa. Se tivesse espetado, talvez estivesse procurando até hoje por algum problema de software, ou teria desmontado o meu micro...hi hi hi. Em identificação de problemas precisamos sempre usar o princípio do Jack o Estripador... Analisar em partes... Se misturar a gente se perde.

Se você colocar uma portadora (eu usei meu dip meter) nas imediações dos 7050 e colocar fones de ouvido na saída do SDR (fones normais, podem ser até daqueles das lojas de 1,99) voce tem que escutar o "apito de batimento" equilibrado entre os dois canais.

Alternativamente você pode ligar a antena na entrada do SDR. Se ligado à antena em horas sem propagação, você vai poder ouvir apenas o ruído caracteristico de QRN. Mas sempre com a mesma intensidade nos dois lados. Se houver propagação você vai ouvir alguns sinais, mas a maioria dele vão ser quase imperceptíveis. Dependendo da idade do operador alguns sinais VÃO SER imperceptíveis.. Aqueles acima de 8 Khz. Se houver estações de SSB nas imediações, mas digamos, 5Khz acima ou abaixo da frequência do cristal você vai escutar os "Patos Donalds" falando bem fininho. Nestas mesmas circunstâncias você vai escutar CW bem fininho também. Se não houver nada "encostado" dos 7050 você vai escutar estes sons junto com QRN padrão. Se tiver sinal encostado você também vai perceber melhor ainda. Mas sempre com a mesma intensidade dos dois lados.

Se você quer saber como são estes sons é só fazer, se ainda não o fez, o download dos arquivos IQ_20060501_175522 ou IQ_20060501_180527 que o De Marco colocou no site do SDR. (Não me lembro se eles estão no CD). Escute-os com o Windows Media Player ou equivalente. (Não vai usar usar os softwares para SDR que daí não tem graça hi hi hi).

Se nos experimentos acima, com portadora ou antena, você tiver sucesso em escutar os ruídos em ambas as "ouças" com intensidades iguais então provavelmente o SDR está OK.

Se não ouvir nada, ou se ouvir só um canal, então você tem problema. ("Houston, we have a problem" - Tom Hanks em Apolo 13)...

Em primeiro lugar, concientize-se de que a probabilidade de você ter um gato é muito maior do que encontrar um componente defeituoso. Muito mesmo... Não vai sair trocando peças como a gente troca placas de PC... O SDR tem muito pouco componente e nos dias de hoje é muito difícil um deles chegar "morto" ao destino. E também não se preocupe muito com a possibilidade de "assassinato no local de trabalho" de um destes componentes por causa da solda. Eles são bastante resistentes a altas temperaturas passageiras. Para eles morrerem o abuso tem que ser muito grande! Pensando bem, existe sim a possibilidade de você matar um componente na bancada. O multiplexador CMOS FST3253 pode ser destruído por eletricidade estática apesar das proteções. Mas como estamos no patropi, acho isto também pouco provável. Não sei se alguém do grupo já passou por esta experiência...

Espera-se que, antes de ligar o SDR, o montador usou uma boa lupa e verificou visualmente todas as soldas e verificou que realmente não há nenhuma "ponte" de solda entre "ilhas" ou terminais de componentes. Verificou também que os componentes estão soldados e nos lugares certos... É preciso domar a ansiedade. Este trabalho deve ser minucioso, mas não toma mais do que uns 30 minutos. (Acredite, você poderá economizar horas com este procedimento)...

Antes que eu me esqueça, para os que ainda não montaram o SDR, MUITO, mas MUITO cuidado mesmo na montagem dos capacitores. Eles não têm marcação e se forem montados errado nem Houston vai conseguir te ajudar...

Se após a inspeção visual o meu SDR estivesse totalmente mudo, primeiro eu checaria as tensões da fonte - 2,5V, 5V e 10 V (mais ou menos as tolerâncias devidas).

Depois eu checaria se REALMENTE TODOS os jumpers estão ligados de maneira correta. Parece óbvio, mas às vezes, na ansiedade de terminar logo a gente esquece algum deles.

Verificado os Jumpers eu iria rechecar o oscilador e seu ajuste de acordo com o indicado nas instruções de montagem.

Com um "gerador de sinal ou um dip meter" em torno de 7050 KHZ, verifique se você tem um sinal de "audio" sobre VDC em cima dos capacitores verdes (integradores) que ficam em torno do 3253. Para você poder observar os sinais nos capacitores integradores com mais facilidade a excitação de entrada não pode ser muito baixa. A DC em cima destes capacitores devem estar em torno de 2,5 volts. Não podem estar fora disto. Sobre a DC você vai encontrar um sinal de "audio" portanto use o acoplamento AC do osciloscópio para observá-las melhor. Estes sinais também devem ter aproximadamente os mesmos valores.

Se não tiver o sinal de audio eu verificaria se os sinais de "onda quadrada" estão chegando em S1 e S0 no multiplexador. E se estiverem então iria ver se os sinais de RF estão chegando na entrada do multiplexador 1A e 2A.

Se o sinais de RF não estiverem lá, verifique se o enrolamento binocular está correto e corretamente soldado na placa... Fino no fino e grosso no grosso conforme instrução. Se não houver sinal nestes pontos 1A e 1B e o enrolamento estiver OK, então a suspeita recai nos circuitos de RF, filtro de entrada e no amplificador de RF.

Caso os sinais de áudio estiverem presentes nos capacitores verdes (nos quatro deles C2 a C5) então o problema está nos circuitos do amplificadores operacionais. Se o sinal estiver chegando nos capacitores verdes, a probabilidade de haver problema nos dois canais simultaneamente é baixa. E se um canal estiver funcionando e o outro não, a tarefa fica muito facilitada porque você poderá comparar o bom com o ruim ponto a ponto. As tensões DC ou AC correspondentes têm que ser bastante aproximadas (idealmente iguais*) entre um e outro canal (Sinais I e Q). A grande diferença real que você encontra nos dois lados é apenas de fase dos sinais. Q 90 graus atrasado em relação a I. *Pelo que li no "SDR for the masses", o software consegue corrigir pequenas diferenças de amplitude e fase dos sinais. Portanto se encontrar uma pequena diferença, não se preocupe!

Caso tudo estiver funcionando e mesmo assim o software continua a ignorar o que ocorre no SDR Zero veja se a entrada da placa de som que você está usando está "habilitada". (Aconteceu comigo, mas eu não me lembro como a habilitei. Eu não tomo muito nota dos meus "chutes".) Se estiver habilitada, então procure um "especialista", ou tente usar outro PC. Hi hi hi.

Isto tudo me lembra quando eu seguia os guias de resolução de problemas (Troubleshoot Guides) de máquinas de processamento de dados. (Há 30 anos atrás...) Chegava no fim do guia, quando nada mais restava a fazer, o manual mandava chamar o especialista. Só que o "especialista" no caso era eu!!! A partir deste ponto a gente esquecia o guia, esquecia a "especialidade" e partia para o chute. (Era mais pelo Shoot do que pelo Guide). Sempre deu certo hi hi hi...

Boa sorte!

Depois que tudo funcionar, independente de minhas sugestões, por favor, confesse no grupo SDR-BR o que você fez de errado. Tua experiência poderá ser importante para o grupo...

Quanto a Q1 e Q2, não sei não... Não me lembro se os meus esquentavam ou não e agora meu SDR já está encaixotado... Acho que para trabalharem na região linear eles têm mesmo que esquentar! A gente não pode esquecer que estas pulgas são muito pequenas e elas precisam esquentar muito para dissipar potência. O De Marco pode informar isto melhor.

Espero que esta mensagem seja útil... Pelo menos eu tentei!

73 Ernesto PY2CDB