AM raadio vastuvõtja

Valmis tarkvaraga raadiokanalite kuulamine

Enne praktikumi läbimist teha selgeks mis on AM signaali demoduleerimine. Praktikumile kuluv aeg sõltub suuresti kättesaadavatest AM signaalidest. Näiteks Tallinnas lennujaama läheduses on AM signaale palju, tänu sellele, et lennunduses kasutatakse AM-i. Alternatiivina on võimalik püüda naaberriikides kasutusel olevaid AM raadioid. Võib õnne proovida näiteks nendel sagedustel: https://www.militaar.net/phpBB2/viewtopic.php?f=51&t=34430

Vajalikud seadmed: Arvuti koos Linuxi ja GNU raadio tarkvaraga. Lisaks SDR seadmete draiverid. Vaata teemat katsekeskkonna loomine. SDR raadio vastuvõtja Näiteks RTL SDR (väike usd nn "dongel"). Soovitatavalt käsiraadiosaatja testimiseks (puhuks kui näiteks lennundussignaale kätte ei saa).

Ülesande püstitus: Kasutades Eesti raadiosagedusplaani leida vastavalt oma asukohale amplituudmoduleeritud raadioid (sh lennundussagedused) ja püüda neid pealt kuulata. Lisaks koostada GNU raadio tarkvara abil AM vastuvõtja, et näha tarkvara raadiote tööpõhimõtet.

Väga hea oleks kui esmasel kokkupuutel SDR AM (Amplitude Modulation) vastuvõtuga oleks teil ligi mingi AM käsiraadiosaatja, et seadistused ära testida. Selleks sobib näiteks Alan 42 käsiraadio (sagedus 28 MHz ümber). Hea õnne korral võib Teieni levida ka mõni naabrite AM raadiojaam, leida võib neid sagedusi : militaar.net . Eesti raadiosagedusplaan asub siin:

https://www.riigiteataja.ee/aktilisa/1011/1201/7001/MKM_m54_Lisa1.pdf#

Põnev lennunduses kasutatav vahemik, mida AM vastuvõtjaga kuulata võiks olla: 117,975 MHz kuni 137 MHz – VHF raadioside (kõne ja andmed). Antenniks ikka VHF varras. Juhul kui soovite suurendada idanaabrite raadiote kättesaamise võimalust, või näiteks kuulata meresidet läheb tarvis madalsageduse (LF- Low Frequency 30 kHz kuni 300kHz) antenni.

AM raadioid saab kuulata eelmises praktikumis (FM vastuvõtja) kirjeldatud programmidega GQRX ja/Või SDRSharp.

Raadiokuulamise programmi koostamine GNU radios

Muutujad

Variable (Id: samp_rate) – võendussagedus. Soovitatakse 2M, katsetamine näitas et 1M AM korral EI ole piisav, tekivad moonutused. Muutuja liik tekib automaatselt kui sisestada täisarv. NB sisestage 2000000 (miljon ehk Mega – si süsteem). Levinud viga on et sisestatakse 2M, mis toob kaasa probleemi et muutuja tüüp muutub sõneks ehk programm käsitleb väärtust tekstina mitte arvuna. Tulemusena tekib veateade.

QT GUI Entry (Id: freq)– kasutajaliidesele tekib sisestusväli, programm arvestab väljalt tuleva väärtuse muutujasse nimega freq . Vaikeväärtuseks on siin mõistlik panna mingi AM allika sagedus , näiteks AM käsiraadiojaama sagedus.

QT GUI Range (id: rfv) – muutujanimi sai valitud rfv, tegemist on muutujaga mis reguleerib raadiosageduse (rf- radio frequency) võimendust. Muutuja tüübiks kindlasti float.

QT GUI Range (id: vol) – vol ehk volume, reguleerib plokkdiagrammis helitugevust. Tüüp- float.

Plokid

RTL-SDR Source – riistvara seadistamise plokk. Väljundtüüp (output type) määrata Complex Float32 (seda teeme selleks et kõikide plokkide sisendid ja väljundid klapiksid andmeüüpide osas). Võendussagedus Sample Rate siduda muutujaga samp_rate (kirjutate vastavasse lahtrisse samp_rate). Kanali number 0 sagedus CH0: Frequency siduda muutujaga freq. Kanali number 0 võimendus RF Gain siduda muutujaga rfv. Muud väljad jätta vaikeväärtustega.

Rational Resampler – vähendab ratsionaalselt samplite arvu 25le % le. NB! See ei ole sama, mis kasutada sample rate 2M asemel 0,5M. Tegemist on matemaatiliselt ratsionaalse võendite vähendamisega. Type- complex>complex, interpolation – 1, decimation – 25.

QT GUI Frequency Sink – selle ploki ülesanne on näidada kogu riistvarast tulevat raadiosignaali spektripildil. Andmetüüp- complex (detsibell skaala) Akna laius FFT Size AM spektritel on tihti 1024 kuni 4096k, kesksagedus Center Frequency ühildage muutujaga freq. See tagab, et kuulatav raadiosagedus jääb täpselt spektri keskele. Ribalaius ühildage muutujaga samp_rate, mis tagab signaali moonutamata kuju spektripildil. Muud parameetrid võib jätta vaikeväärtustega.

*NB RTL-SDR Source asemel saab kasutada ka File Source plokki. Vastav andmefail (eellindistatud AM raadiosignaalina) : ATC Raport.dat

Low Pass Filter (madalpääsfilter) – Lõikab demodulaatori jaoks signaaliküljest “paraja” tüki. Kui katsetasite eelnevalt GQRX raadiot ja/või SDR Sharpi, märkasite ehk, et markeril mida saite raadiojaamade vahel lohistada oli mingi poolläbipaistev laius, antud plokk lõikabki signaalist umbes nii laia jupi vastuvõtja jaoks. Parameetrid: Type – complex>complex (Decimating), Decimation – 1 sample rate ühildada muutujag samp_rate/10 (jagab kümnega) cutoff Freq – 5000 Hz (5 kHz), Transition Width – 200 Hz.

AM Demod - AM signaali demoduleerimise plokk. Channel rate – muutuja samp_rate jagatud 10 (samp_rate/10). Audio Pass 5000 (muusika ei kipu üle 5 kHz). Audio Stop 5500.

Rational Resampler (Veel üks, enne audio Sink’i)- Interpolation 48, Decimation 10 – viib sample rate 48k lähedale kasutades 10% võendeid demodulaatori väljundis.

Audio sink – kuna enne seda plokki kasutatakse resamplimist siis siinkohal sample rate siduda muutujaga samp_rate.

*File sink on faili salvestamise plokk ja hall on see seetõttu, et antud kuvatõmmist tehes on see plokk väljalülitatud. GNU radio plokkdiagrammis saab plokke sisse-välja lülitada nendel paremklõpsates ja valides vastavalt “disable” või “enable. Antud kohas salvestab see plokk toore I/Q failina raadiosignaali mis tuleb riistvarast.

Salvestatud signaali mahamängimine

Laadida arvutisse fail ATC_Raport dat. Teha GNU raadio eelnevast AM_rx failist koopia ja asendada RTL-SDR Source plokk File source plokiga.

Sagedus 123,12 MHz. NB! Näidisel toodud GUI kuulabki parasjagu Tartu Lennujaama lennuvälja automaatinfoteeninduse (ATIS, automatic terminal information service) jaama sagedusel 123,12 MHz.

Failile viidates, juhendi koostaja arvutis on ubuntu kasutajanimi “tom” Teie arvutis viidake ikka oma kasutajale.