Ascolto, linguaggi, tecnologie, storia, geopolitica, cultura della radio: emittenti locali, internazionali e pirata • Web radio • radio digitale • streaming music • ham radio • software defined and cognitive radio • radiocomunicazioni • regolamentazione
Sul numero di marzo-aprile della rivista QEX, organo tecnico dei radioamatori americani, è apparso un nuovo circuito per una ricevitore HF (3,5-18 MHz) SDR molto semplificato, costruito intorno a un PSoC (programmable system-on-chip) della Cypress famiglia CY8C38xx che include un microcontrollore e un converter A/D. Il chip è sufficientemente veloce e preciso per implementare anche la parte di demodulazione SSB/CW ed è dotato di un suo blocco di filtri digitali per la parte di filtraggio. Il tutto può essere montato su una schedina di 3 pollici Il successivo controllo avviene tramite la porta USB con programmi di inetrfacciamento come Ham Radio Deluxe, ma tutte le funzioni di ricezione vengono svolte fuori a bordo della piccola scheda. Progettato da Michael Hightower, KF6SJ, il ricevitore può anche essere ordinato in kit, a 88 dollari più spese di spedizione, sul sito della Simplecircuits.com.
Mentre il ministro della cultura britannico Veizy spiega in una pubblica conferenza che il piano di switchover delle trasmissioni radio analogiche nel Regno Unito prosegue - pur ammettendo che il DAB suona male e la sua copertura ancora insufficiente - verso la sua scadenza indicativa nel 2015, la BBC continua a implementare un piano di tagli delle spese che coinvolge sia le trasmissioni per l'estero in onde corte e medie (la frequenza di 1296 kHz a Orfordness viene utilizzata sempre meno dai suoi affittuari e sicuramente non durerà a lungo), sia le onde medie locali. Secondo l'ente pubblico le stazioni locali della BBC dovranno rinunciare alle medie là dove esistano troppo ridondanze con la copertura dell'FM (e in ultima analisi del DAB).
Ma il Guardian avverte che un'altra promessa di chiusura incombe sul trasmettitore in onde lunghe di Droitwich, una location inaugurata nel lontano 1934 (qui trovate la dettagliata storia di un impianto che durante la Seconda guerra mondiale veniva utilizzato per i famosi messaggi cifrati diretti alla resistenza francese) e attualmente utilizzata per la copertura nazionale di BBC Radio 4. Il trasmettitore di Droitwich è stato gradualmente rinnovato all'inizio degli anni '60, ma oggi mostra i segni del tempo e soprattutto fa affidamento su alcuni "pezzi", un paio di valvole termoioniche, che non vengono più fabbricati e non potranno essere sostituiti la prossima volta che si guasteranno. Ergo, i 198 kHz di BBC 4, 500 kW, andranno avanti a oltranza ma non verranno rimpiazzati.
L'articolo del Guardian ha suscitato molti commenti dei lettori, quasi tutti critici nei confronti di una decisione che potrebbe rendere complicata la ricezione di Radio 4 in molte aree rurali del Regno Unito dove l'FM risulta più debole e disturbata. Solo alcuni fanno osservare che il trasmettitore di Droitwich svolge anche un'importante funzione accessoria, oltre a mettere il proprio segnale a disposizione dei laboratori e dei radioamatori che hanno bisogno di una sorgente frequenziale molto precisa. Dal trasmettitore al momento "condannato", partono anche i segnali che controllano tre milioni di contatori elettrici "Economy 7", una speciale tariffa differenziata che i fornitori di energia britannica offrono ai loro clienti che utilizzano impianti ad alto assorbimento come termosifoni elettrici e lavatrici, nelle sette ore notturne. Nei momenti di basso consumo complessivo, i contatori Economy 7 usufruiscono della tariffa scontata, ma quando la rete è sottoposta a un carico eccessivo un codice digitale trasmesso dall'antenna di Droitwich comanda agli stessi contatori di misurare la corrente al prezzo normale. Questo sistema si chiama Radio Teleswitch e viene utilizzato in tutto il territorio del Regno Unito. Se il trasmettitore su 198 kHz dovesse cessare di funzionare, si chiedono i lettori del Guardian, come verranno distribuiti i segnali di controllo? La risposta implicita è che tre milioni di abitazioni dovranno passare a contatori smart remotizzati su protocolli IP.
Dovranno arrangiarsi anche i radioamatori che utilizzano la frequenza di Droitwich per calibrare i loro apparati, magari utilizzando uno dei kit di ricezione come questo fornito da Spectrum Communications, capace di fornire in uscita segnali molto precisi a frequenze multiple di un MHz. Di questo risvolto si occupa nel suo blog di autocostruttore Julian Moss, G4ILO, famoso nella comunità radioamatoriale per il coraggio dimostrato nell'affrontare la sua terribile malattia, un glioblastoma multiforme che non gli lascia nessuna speranza. Julian racconta la sua lotta su un secondo blog dall'eloquente titolo di One foot in the grave. Davanti a problemi come questo, il declino della radiofonia analogica diventa ancor meno fondamentale di quello che è.
Ken Hopper, N9VV ha stilato un elenco di dispositivi Software Defined Radio per la ricezione e la trasmissione, una trentina di apparecchi disponibili come kit per autocostruttori o già assemblati, spesso per poche decine di euro. Tutti utilizzano il principio della conversione a mediafrequenza "quasi zero" del cosiddetto campionamento in quadratura (QSD). Molti di questi ricevitori digitali sono dotato di componenti di sintesi del segnale (DDS) per consentire la sintonia in una determinata gamma di frequenze. La demodulazione dei segnali avviene direttamente sul computer, acquisendo la banda base analogica con la scheda audio (alcuni progetti prevedono la digitalizzazione di questo segnale, con conseguente immissione via porta USB di una media frequenza già pronta per gli algoritmi estrattivi SDR).
Tra gli appassionati di Software Defined Radio attivi nello spettro delle frequenze VHF/UHF e satellitari, si sta diffondendo una autentica frenesia nei confronti di un front end di ricezione dalle caratteristiche davvero notevoli, costruito intorno a un microchip "RF tuner" dalle specifiche miracolose. Nato come esperimento svolto nel quadro del progetto FUNcube, un microsatellite per uso radioamatoriale della famiglia CUBEsat, questo ricevitore - chiamato FUNcube Dongle - sta diventando addirittura leggendario. Di lui non si conoscono gli schemi e la reperibilità è legata alla periodica messa all'asta di kit venduti su Internet con un sistema automatico in un numero di pezzi molto limitato. L'ultima asta del FUNcube Dongle svoltasi pochi giorni fa, si è esaurita letteralmente nel giro di 20 secondi!
Leggendo tra le righe del forum sul sito Web ufficiale di questa miracolosa chiavetta, capace di ricevere le frequenze tra 64 e 1700 MHz (!), il radioamatore bresciano Giovanni Pilotti IK2ZNE si è accorto che il progetto "senza schemi" utilizza un chip derivato della Elonics rivolto guarda caso all'industria dei ricevitori e player digitali a standard DAB/DMB, il tuner RF E4000 (sul sito trovate anche una serie di white paper meritevoli). Elonics è un produttore fabless basato in Scozia e con strutture produttive nel Far East. Il suo E4000, il cervello in radiofrequenza del FUNcube Dongle, risulta essere quanto mai interessante per chi insegue l'obiettivo dei ricevitori universali multistandard. Progettato per costruire apparati di ricezione e demodulazione dalla FM fino al GPS, il tuner Elonics può essere programmato per sintonizzarsi appunto tra i 64 (o anche meno) e i 1.700 MHz, assicurando quindi una fonte di media frequenza I/Q per alimentare i più svariati demodulatori software:
The E4000 is a highly integrated multi-band RF tuner IC implemented in CMOS, ideal for digital TV and radio broadcast receiver solutions. The digitally programmable multi-band tuner architecture allows the user to re-configure the RF front end for different broadcast standards.
DVB-T (174-240MHz, 470-854MHz)
ISDB-T (470 – 862MHz)
DVB-H (470 – 854MHz, 1672-1678MHz)
CMMB (470 – 862MHz)
D-TMB (470 – 862MHz)
T-DMB (174 – 240MHz, 1452 – 1492MHz)
DAB (174 – 240MHz, 1452 – 1492MHz)
MediaFLO (470-862, 1452-1492MHz)
GPS L1 band (1575MHz)
FM radio (64 – 108MHz)
It is designed to interface directly to a digital demodulator, and contains a fully integrated LNA, programmable RF filter, and RF mixers providing superior real world performance.
At the heart of the E4000 is Elonics innovative DigitalTune™ architecture, which allows the user to adjust the performance of the tuner for optimum linearity or noise figure according to the signal conditions. It enables manufacturers to significantly improve reception quality, whilst supporting multiple broadcast standards.
The E4000 contains a single input LNA with RF filter, whose centre frequency can be programmed over the complete frequency range from 64MHz to 1700MHz. This greatly simplifies antenna management especially for applications that require support for more than one broadcast standard.
Davvero complimenti ai progettisti del FUNcube Dongle per aver individuato questo componente e averlo inserito con successo in un progetto amatoriale funzionante. Non riesco neppure a immaginare le possibilità che si aprirebbero per l'FM DXer equipaggiando un piccolo computer portatile con questa chiavetta e un demodulatore SDR come WRPlus.
Hans Summers G0UPL ha una bella pagina del suo sito sulla sperimentazione a bassissima potenza in bande amatoriali (QRPP), su un nuovo kit per la realizzazione di radiofari (beacon) per la trasmissione sui 30 metri, uno degli spot più caldi per questo tipo di dispositivi molto interessanti per lo studio della propagazione. I kit includo anche il chip controller AtTiny per la codifica morse del nominativo necessario per identificare i segnali, tutti concentrati intorno a poche decine di Hertz centrati sui 10.140 Hz. I primi 100 kit realizzati sono andati a ruba in occasione dell'incontro internazionale di Dayton, negli Stati Uniti ma Hans sta già mettendo insieme i componenti per la realizzazione di cento altri kit, per 30, 40 e 80 metri. Ricordo ovviamente che questo tipo di dispositivi richiede una licenza radioamatoriale. Hans segnala anche un nuovo gruppo Yahoo dedicato alla costruzione dei kit e fornisce il link al famoso club britannico GQRP, i cui membri curano la pubblicazione di un leggendario bollettino (cartaceo!) per autocostruttori, SPRAT.
Distillato dalla lunga esperienza maturata sui kit software defined radio della famiglia SoftRock ecco l'ultimo nato Ensemble HF-RX, con copertura da 1,8 a 30 MHz in quattro segmenti commutabili via software, sintesi di frequenza su componente Si570 e microcontrollore Atmel AtTiny85. A gestire gli ordini come sempre il radioamatore Tony Parks KB9YIG. Il kit Ensemble, per il quale sono previste opzioni per l'estensione della copertura alla banda radioamatoriale dei 6 (e credo dei 2 metri) viene descritto in una dettagliatissima sezione del sito di Richard "Robby" Robson WB5RVZ, un lavorone con annesse istruzioni per l'assemblaggio che forniscono anche le dritte utili per imparare a saldare i componenti SMD. Secondo Tony sono disponibili per le ordinazioni un centinaio di kit a 52 dollari più 6 per la spedizione in Europa. Il SoftRock continua a essere l'alternativa più economica per la sperimentazione delle tecniche di ricezione radio definita dal software. L'architettura di base è un "semplice" QSD per medie frequenze "near-zero" e successiva demodulazione basata sulla scheda audio del personal computer.
Continuo a seguire l'evoluzione del progetto di SDR a basso costo SoftRock, con molta invidia per i colleghi radioamatori e DXer che non solo hanno la possibilità di lavorare con questo straordinario kit di montaggio elettronico ma riescono a metterne a frutto le inaspettate qualità in ricezione.
Per chi ancora non lo sapesse, il SoftRock sfrutta un circuito di demodulazione di Tayloe per estrarre dalla radiofrequenza l'informazione modulante e immetterla in una scheda audio per pc che si occupa del trattamento interamente digitale del segnale. L'estrazione avviene attraverso una modalità "zero-IF", in pratica inserendo in un mixer digitale la radiofrequenza originale e una portante artificiale isofrequenza. Le informazioni utili sono rappresentate dalle minuscole deviazioni tra questa portante e la RF: dentro a queste deviazioni c'è il segnale audio che ci interessa. In origine il SoftRock è nato come ricevitore "quarzato" nel senso che la famosa portante artificiale era generata da un semplice oscillatore a quarzo. Questo consentiva di immettere nell'ingresso della scheda audio del pc un segnale centrato su una particolare frequenza (per esempio il centrobanda di una gamma amatoriale) e demodulare digitalmente l'intera porzione di spettro corrispondente alla larghezza di banda dell'ingresso della scheda stessa. Il SoftRock può essere trasformato in un ricevitore a copertura continua utilizzando un generatore di frequenze continuo per la portante artificiale. In questi ultimi mesi la community che sviluppa SoftRock ha escogitato diverse proposte e varianti. In questo momento la versione 8.3 del SoftRock viene commercializzata insieme a una daughter board in cui il cristallo viene accoppiato a un chip Si570 della Silicon Labs. Che cosa fa questo integrato programmabile? In pratica divide e moltiplica la frequenza del cristallo per generare la frequenza desiderata in uno spettro piuttosto ampio. La programmazione del chip avviene tramite interfaccia seriale I2C Integrated Circuit bus a due linee a sua volta controllata con un PIC. La scheda figlia viene fornita completa di cristallo e PIC 12F683 con software per l'impostazione della frequenza centrale delle varie bande, ma il chip Si570, di non facile reperibilità viene consegnato a parte, attraverso il gruppo di acquisto solidale gestito dalla stessa comunità SoftRock. Non finisce qui, perché oltre alla scheda col suo controller alcuni stanno sperimentando l'uso di altri dispositivi di interfacciamento tra Si570 e computer. Per esempio il bellissimo progetto chiamato BitWacker viene realizzato da SparkFun Electronics ed è basato su un microcontrollore PIC 18F2455. Attraverso un semplice interpreter il BitWacker, visto dal computer come una porta seriale, permette di tenere sotto controllo tutte le linee di input e output del PIC e quindi, nel caso della scheda figlia del SoftRock, consente di accedere alle due linee necessarie per la programmazione della frequenza da impostare sul Si570. Altre soluzioni si basano per esempio sulla scheda per sperimentazioni di progetti microcontrollati PICAXE. Altri ancora bypassano il software di microcontrollo che il curatore del progetto SoftRock inserisce nel 12F683 del kit. Tutto viene ampiamente illustrato e commentato sul gruppo Yahoo della community. Che cosa succede in pratica? Affiancando il SoftRock alla sua scheda figlia XTAL (in effetti non saprei dire se si tratti davvero di una scheda figlia o di una nuova scheda con il circuito SoftRock originale e l'estensione per il Si570) e programmando il PIC con il software fornito si ottiene un ricevitore multibanda a copertura non continua ma perfettamente adatto, per esempio, al monitoraggio delle bande amatoriali o di quelle internazionali broadcast. Per chi volesse fare un passo successivo e dotarsi di un SoftRock a copertura davvero continua, c'è sempre la strada dei DDS, cioè dei sintetizzatori diretti programmabili. La comunità SoftRock si sta rivolgendo per questo tipo di dispositivi a un radioamatore americano David Brainerd, WB6DHW. David si serve soprattutto di integrati DDS della Analog Devices che permettono di generare uno spettro RF ampio e abbastanza pulito da rumori e spurie. L'ultima sua creazione è una scheda basata su un DDS AD9912 che sembra molto promettente e copre tra 0,5 e 200 MHz. Considerate che questo significa poter pilotare il SoftRock fino a una frequenza di 50 MHz perché il circuito Tayloe funziona in quadratura e deve essere alimentato con una portante pari a quattro volte quella che si desidera sintonizzare. WB6DHW propone anche una schedina con Si570 evidentemente destinata a chi possiede già una versione monobanda del SoftRock. Gli ordini per il nuovo SoftRock multibanda (comprensivo di scheda figlia XTAL) devono essere effettuati sul sito ufficiale SoftRock.org. La versione del kit 8.3 con la scheda XTAL (il chip Si570 è compreso nel prezzo ma viene spedito separatamente a seconda delle disponibilità) costa con spedizione all'estero 43 dollari. Senza il chip Si570 si pagano 29 dollari. Con 3 dollari in più si può richiedere una utile scheda per un filtro passabanda che aiuta a limitare il fenomeno delle armoniche dispari tipiche dei mixer in quadratura Tayloe (nella banda sintonizzata vengono riflessi i segnali che coincidono con le terze e quinte armoniche del segnale fondamentale, cosa che può dare molto fastidio a chi riceve radiofari e si ritrova in banda i "riflessi" delle stazioni in onde medie). Non dimenticate che il kit SoftRock esiste anche in versione RxTx per chi vuole trasmettere.Tutti gli schemi e molto software e soluzioni alternative per il controllo del chip Si570 si trovano invece sul gruppo Yahoo del SoftRock.
