SDR and Tayloe Detector, really an invention of this era !?


http://wp.me/ph3BR-1B7

 

ARM RADIO, Tayloe detector
ARM RADIO, Tayloe detector

 

 

看了好幾次的 Tayloe Detector 的文章,  好像每次看以後都會明白更多, 第一次接觸這個名稱, 是老外送來的那個 Softrock Lite-II, 想收聽 Wave Media (雄濤廣播有限公司), 開始的資料顯示它最有可能用810KHZ (AM) 的 DRM, 後來胎死腹中, 最終用了 DAB (220MHZ). 因此也開始了學習 SDR 這玩意, 原來是2009年的痕跡了. 後來電腦壞掉, 很多當時的紀錄還沒找回來, 備份的資料也沒時間找. 之後斷斷續續玩樂, 業餘的東西, 有興趣也有空就動一陣子, 然後就丟在那邊. 之後又看過低頻率長波的無線電授時訊號 (電波鐘), BPC (中國商邱, 68.5KHZ), JJY (日本), BSF (台灣 77.5KHZ).

今天更加深入一些了解和學習, 其實 Tayloe Detector 這個玩意看起來是 SDR (Software Defined Radio) 的基礎之一, 還有個 MOTOROLA 在1998年的專利, 應該是當時一個僱員名為 Daniel Richard Tayloe 所做的工作, 2008年轉讓給了他自己, 專利號碼US6230000, 已經轉讓多次了, http://www.google.com/patents/US6230000, 有人做了這個 VIDEO 教學, 說明基礎和數學的關連, 值得慢慢看完和理解, 最近的出品,
h ttps://www.youtube.com/watch?v=JuuKF1RFvBM

很多 HAM (業餘無線電愛好者) 都用這個藍本, 設計了不同的接收器, 配合電腦做無線電的接收器, 估計 Tayloe 在出讓專利前把這個技術公開, 所以很多都是老美在搞, 老外當時送來的 Softrock Lite-II, 就是其中之一. 第一次看到不用傳統磁棒天線的AM收音機, 簡直有些驚為天人. 後來有機會借用很高級示波器, 實際看了 Softrock Lite-II 震盪器輸出和所謂的 I-Q 訊號, 記得當時是要聽 820KHZ 的, 後來又學習了 27MHZ 的收發機, 慢慢明白了那個 MIXER (乘法作用) 的動作, 很神奇. 有空把 Softrock Lite-II 改一下, 應該一顆 MCU (例如HC908) 就可以完成 LO 和 Tayloe SWITCH, 不需要過多的分離元件, 頻率也可以隨時用軟件調整. 不過那個20MHZ中古示波器還沒修好, 等修好應付這種3.2MHZ的低頻率很給力了.

Softrock Lite-II LO 820KHZ and IQ
Softrock Lite-II LO 820KHZ and IQ
Softrock Lite-II LO 820KHZ and IQ
Softrock Lite-II LO 820KHZ and IQ
Softrock Lite-II LO 820KHZ and IQ
Softrock Lite-II LO 820KHZ and IQ

 

最近看到的另外一個, 是 ARM 這家公司推出的設計挑戰賽, 有個 HAM 仁兄用 ST 的 32BIT MCU 展示板, 設計了一個完全 OPEN SOURCE 的原型, 只用一顆 MCU和它內置的12BIT ADC / DAC, 構成了一個收音機, 它被稱為 ARM RADIO. 網站有改過版, 最新在這裡, http://www.weaksignals.com/

接收頻率據說從 8KHZ 到 900KHZ, DFC-775 的授時訊號已經有實際的收音, 雖然作者沒有明確在他的設計文件說明這是哪一年的創作, 不過不難推斷, 最可能應該是 2013年9月到2015年5月之間的事情, 因為ST的出品和ARM每年5月左右為年度設計比賽時段, 意思就是 “ARM RADIO" 是很當代的東西, 更準確應該是很當年的, 翻到GOOGLE某個網頁, 確認了這是2015年10月的作品, 老外在歐洲還用這個收到SAQ電台, 一個純粹機械式的低頻震發射機組, 列入了世界遺產. 他的網頁也有介紹和連接. 另外這個網站, 有瑞典這個目前唯一的 SAQ 電台實際操作的短片, 2015年12月25日耶誕節拍的, http://www.hamradioweb.org/forums/showthread.php?t=28590

xiaolaba-SAQ
xiaolaba-SAQ

 

 

雖然作者在地球某個角落或許離我們很遠, 大概亞洲也收不到專門歐美通訊的古老SAQ電台, 但是低頻包含了 68.5KHZ, 77.5KHZ, 接收亞洲幾個電波鐘訊號應該沒問題, 很快速的就買了板子, 準備試驗一下他給的源碼和設計. 它的設計文件已經很精簡, 很多基礎設計原理都濃縮和帶過, 因為是參賽的, 估計有機會看到更完整的版本一旦ARM願意公告. 不過, SDR and Tayloe Detector 在 1998年專利到今天應該已經是滿山滿谷的商品應用, 手機就是其中之一, 現在 ANDROID 手機都有 FM 收音機, 大部分是 BROADCOM 的 IC, WIFI/FM/GPS 都包在一顆裡面, HAM RADIO 也有很多人應用 SILICON LABS 的那顆 CMOS OSC 做 LOCAL OSCILLATOR, 因為太容易了. 那這個有甚麼吸引呢 ? 原因是它有源碼, 可以學到原理和 HANDS-ON, 意思就是可以低成本的實際操作和試驗, 買一片不算運費, DIGIKEY 賣 US$24, 高級的牛排餐就這價, 而不再是書本裡面的文字團, 沒有念過那些DSP或者電子科系的東西, 數學的部分也看得一知半解, 唯有龜速消化, 學新的就是這樣艱難.

燒好板子, 開機就看到源作者文件顯示的一樣的畫面. 可以開始慢慢學習它的軟件的撰寫和背後的原理了, 照片裡面有兩個同樣的板子, 上面一個, ST 原廠的 DEMO FIRMWARE, 下面一個則是剛燒好的 ARM RADIO. 注意看, ST 的文件有照片顯示板子有安裝 X2, 但實際是收到的幾個板子都是留空並沒有元件焊在PCB上, 它是2013年9月的起版, 2015年10月第三版.

下一步的工作, 應該像原作者一樣, 洞洞板做兩個電路, 再搭一根天線, 應該就可以再收聽台灣的 BSF 77.5KHZ (如果還有在播送)

 

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