SDR-radio, finalmente anche per Perseus

Con l'affermarsi delle piattaforme hardware SDR nell'ambiente radioamatoriale, i progetti software che consentono di sfruttare queste piattaforme per sintonizzarsi su segnali analogici e digitali si moltiplicano. La proliferazione delle soluzioni più diverse sta rendendo possibile una cosa che in passato non era altrettanto scontata. Inizialmente i ricevitori SDR più importanti erano quasi sempre accompagnati da un software di tipo proprietario. Rompere questo abbinamento era possibile, ma in genere la cosa era limitata a quella famiglia di front end SDR più semplici, quelli per intendersi come il SoftRock, che mettono a disposizione dell'ascoltatore la cosiddetta banda base (il segnale non demodulato) digitale da reinserire negli ingressi audio del personal computer attraverso i due segnali in quadratura I/Q. Un front end evoluto come il Perseus, interfacciato attraverso la porta USB, era in questo senso meno flessibile.

Oggi la situazione è molto diversa e la flessibilità è arrivata anche con i front end evoluti. Abbiamo un mercato di soluzioni software che rispettano una suddivisione tra front end hardware e programmi di demodulazione, ma sono possibili molti incroci. Per il Perseus è stato sviluppato Studio 1, che però funziona anche con altri front end, come l'Elad e proprio in questi giorni Simon Brown sta rilasciando i primi "test kit" del suo nuovo programma, SDR-Radio V2, che per la prima volta dopo tanti anni (la V2 rappresenta una completa riscrittura di SDR-Radio, a sua volta evoluzione di una prima SDR "console"). E' un programma molto evoluto, in linea con Studio 1 ma non commerciale: Simon Brown è stato finanziato per i suoi programmi dal produttore RFSpace e infatti finora SDR-Radio era un software molto legato a questa piattaforma. La seconda versione è invece un programma molto più universale, compatibile con numerosi front-end e pieno di funzioni interessanti, come i sei diversi VFO implementabili, due dei quali assegnabili simultaneamente al canale destro e sinistro della scheda audio, la registrazione del segnale in banda base, l'esplorazione di frequenze point and click e il controllo remoto tramite l'abbinamento console/server (ci sarà anche una seconda versione del sito SDRspace.com, utilizzato per la condivisione remota via Web dei ricevitori SDR).

Qualche novità arriva anche dal mondo dei front end tipo I/Q: una nuova applicazione SDR Windows (esisterà anche in versione Unix) uscita recentemente si chiama AetherSDR ed sviluppata da Colin Irwin, un ingegnere che vive in Svizzera a Basilea.

  cusdr mac, http://aethersdr.org/

ELF/VLF: tre app per iPad come visual radio dei fenomeni radio naturali

Volevo segnalare qualche applicazione iOs a costo molto contenuto (o addirittura free) da destinare all'acquisizione e l'analisi dei segnali in banda audio. Con gli opportuni accorgimenti, acquisendo cioè variazioni di tensione elettrica e non di pressione dell'aria, questi programmi possono essere utilizzati per ricevere e visualizzare segnali naturali e precursori sismici in banda ELF/VLF ma anche per la visualizzazione di radiofari e altri modi digitali ricevuti via radio.

Il programma gratuito si chiama SpectrumView, funziona su iPhone e iPad e permette di impostare una banda di campionamento fino a 24 kHz (48 kHz di frequenza di acquisizione) e risoluzioni FFT fino a 4096 punti. Lo sviluppatore si chiama OxfordWaveResearch. Il secondo è Spectogram Pro (2,39 euro), un software messo a punto da Dominik Seibold, autore anche di alcune applicazioni fotografiche per iPad/iPhone e di un curiosissimo programma per la trasmissione acustica delle immagini, Acoustic Picture Transmitter Pro (0,99 euro) (APT è una specie di fax che campiona le immagini con la trasformata di Fourier, le converte in audio e ricostruisce l'immagine ricevuta con l'altoparlante di un secondo iPhone, un giochetto di scarsa utilità ma divertente). Spectrogram offre più opportunità di personalizzazione ma sostanzialmente lavora come SpectrumView.

E infine abbiamo Voice Analyzer (1,59 euro o free in versione Lite) della polacca Dexus. Si tratta di una applicazione rivolta in particolare ai cantanti che vogliano rendersi visivamente conto del cosiddetto "formante", il picco di intensità che nei segnali acustici spettralmente complessi tende a formarsi intorno alle frequenze fondamentali. Come gli altri due il programma visualizza il segnale vocale nei domini del tempo e delle frequenze, ma solo nella versione a pagamento permette di impostare i parametri di acquisizione e di calcolare i formanti.

In che modo queste app possono servire a chi desidera monitorare i segnali radio a frequenza molto bassa? Semplicemente intervenendo sul tipo di informazione acquisita. Se invece di misurare la variazione di pressione con il microfono incorporato utilizziamo l'ingresso line-in per misurare le variazioni di tensione, iPhone si trasforma in una "visual radio" per segnali sotto i 24 kHz. La cosa comporta l'acquisto di opportuni accessori o la realizzazione di piccoli circuiti di adattamento che permettano di seguire le uniche due strade percorribili per immettere un segnale analogico in un dispositivo privo di una porta "line-in" come l'iPad. Una strada è la presa per auricolari, che dispone di un "quarto polo" collegato al microfono (segnali mono). Purtroppo un semplice jack a quattro poli potrebbe non bastare perché se l'impedenza della linea non è quella di un microfono acustico, l'acquisizione va a monte. Su Internet si trovano dei semplici circuiti di adattamento (per esempio questo).

Una via più performante è il dock connector di iPad, dove esistono due line di ingresso per i canali stereofonici, con un problema di accessibilità. Se uno non vuole spendere troppi soldi con prodotti dedicati come iO Dock di Alesis, una soluzione elegante è un piccolo ADC/DAC come iMic di Griffin e un adattatore USB-Dock Connector come il Camera Kit della stessa Apple. La spesa complessiva è abbastanza contenuta, qualche decina di euro, ma il risultato assicurato.

Il terzo campo d'azione, se lo scopo è quello di ricevere gli elusivi segnali collegati ai fenomeni naturali e le trasmissioni che ancora occupano la porzione di spettro sotto i 30 kHz, è la sperimentazione delle antenne più opportune. Anche qui ci sono diverse strade percorribili, ma ne ho identificate due, proposte sul sito Vlf.it da Marco Bruno e Renato Romero. Si tratta dei progetti LNVA (low noise voltage amplifier)"24_20" (descritto in questo pdf) e EasyLoop, una antenna di una quarantina di spire circolari su un diametro di 75 cm. Come è facile intuire la prima antenna amplificata è sensibile al campo elettrico, la seconda a quello magnetico.

Studio 1 debutterà a fine giugno: sincroAM, FM stereo avanzata e ricevitori "virtuali"

Come era prevedibile all'avvicinarsi di un evento come la fiera radioamatoriale di Friedrichshafen, il mercato di scambio più importante dell'intero settore hobbystico della radio in Europa, SDR Applications, la società italiana sviluppatrice di Studio 1, software avanzato di demodulazione, ha scelto il palcoscenico della "Ham Fest" per il suo debutto ufficiale. Studio 1 ha un prezzo di listino di 149 euro, circostanza che da sola rappresenta una deviazione dalla prassi corrente dei software che vengono forniti senza sovrapprezzo con i ricevitori SDR acquistati o distribuiti gratuitamente. Del resto per Studio 1 sono previste caratteristiche di assoluto rilievo, come i nuovi algoritmi di demodulazione AM sincrona, i notch filter ancora più stretti e intelligenti e un inedito algoritmo per la demodulazione dei segnali stereofonici dell'FM, ancora sperimentale, che promette faville con i segnali degradati dell'FM ricevuta a lunga distanza. Introdotto anche il concetto dei "ricevitori virtuali", la possibilità di utilizzare più istanze di ricezione che sfruttano lo stesso input RF.

Studio 1 non costerà 149 euro per tutti. Una speciale offerta consente di preordinare il programma (che verrà distribuito solo dopo il 26 giugno) a 99 euro fino al 31 luglio 2012. Per chi ordina oggi un nuovo ricevitore Perseus da Microtelecom, inoltre, il programma verrà offerto gratuitamente. In quel caso però la copia funzionerà solo con Perseus mentre la "full license" di Studio 1 consente di utilizzare il programma con ricevitori SDR come il nuovo Elad FDM-S1, gli RFSpace di prima generazione SDR-IQ e SDR14 (previsto in futuro il supporto di NetSDR e SDR-IP), il PMSDR, il QuickSilver, il FunCube e tutti i ricevitori della classe SoftRock utilizzati come front end di una scheda audio che digitalizza il segnale I/Q. Altro progetto futuro, il supporto del ricevitore WinRadio Excalibur. Studio 1 è un programma protetto attraverso un "dongle" per porta USB e verrà distribuito su CD. Si potrà installare il software su più computer, spostando la chiavetta da una macchina all'altra.

Le anticipazioni su SDR Studio 1 a Pordenone e altro sul software defined radio

Come promesso dalle anticipazioni, i visitatori della fiera radioamatoriale di Pordenone hanno potuto vedere in azione la versione beta (o alpha?) dell'atteso software di demodulazione SDR di Sandro Sfregola, fondatore della SDR Applications, Studio 1. Ricordo che questa piattaforma ha avuto origine dalla condivisione in public domain del software Winrad, di Alberto Di Bene, ed è stato man mano riscritto, a incominciare da una prima versione WrPlus, tutt'ora disponibile gratuitamente. Tra l'altro Alberto Di Bene è anche l'autore della fotografia alla videata di Studio 1 che potete vedere qui accanto (appena caricata sul gruppo SDR_Italia).

Studio 1 sarà un prodotto commerciale e a quanto è dato di sapere sarà protetto da chiavi hardware (dongle). Chi ha potuto partecipare alla prima demo afferma che Studio 1 ha funzionato su un laptop con monitor esterno collegato in simultanea a due diversi ricevitori SDR Perseus (uno dei quali dotato del converter per banda 88-108 FM+) e contemporaneamente a un nuovo ricevitore SDR della Elad, l'FDM-S1. Per un totale di sei finestre spettrali visualizzate in propria uscita audio indipendente. Il software ha funzionato senza problemi anche con il ricevitorePmSDR di Martin Pernter. C'era particolare curiosità sulla resa dei nuovi algoritmi per la decodifica dell' Fm Stereo, che ha dato risultati di assoluta fedeltà. Il nuovo algoritmo che esalta il rapporto SNR nella demodulazione Wide Fm ha la capacità di eliminare il classico soffio di sottofondo che accompagna molte trasmissioni senza alterazioni del segnale utile.

Molto apprezzate, a quanto si sa, le varie caratteristiche e l'assoluta stabilità di funzionamento,

oltre alla cura dell'interfaccia grafica totalmente personalizzabile in ogni finestra e la notevole esiguità delle risorse di calcolo impegnate. Studio 1 sembra avere una bassissima "footprint" in termini di potenza di Cpu. La sua flessibilità in Fm potrebbe rivelarsi determinante tra gli appassionati della ricezione a lunga distanza, un tipo di pubblico in cui cerca di fare breccia l'SDR low cost (poco più di 400 euro) FDM-S1 di Elad, già in grado di funzionare in undersampling anche nella banda 88-108 con tutti i problemi relativi a un hardware che in sottocampionamento funziona ovviamente fuori dalla "fascia di sicurezza" di Nyquist. In questi giorni però Elad ha rilasciato la sua scheda per sperimentazioni SFE-1 (spesa intorno ai 50 euro) che dovrebbe consentire lo sviluppo di front end di filtraggio che indirizzino tale questione.

Ancora nulla si sa tuttavia della data di definitiva entrata in commercio di Studio 1. L'autore sta ancora portando a termine le ultime implementazioni (supporto del protocollo CAT, compatibilità con interfacce di controllo TMate di WoodboxRadio, che sarà il distributore di Studio 1). Alcune videate preliminari del software SDR Applications sono state pubblicate qualche tempo proprio sul sito di WoodboxRadio. Restano ancora da capire dettagli come la possibilità di gestire remotamente i ricevitori SDR attraverso Studio 1, vuoi in virtù della eventuale funzionalità del prodotto come client del server di rete (per esempio per il Perseus), vuoi con una specifica versione server per i diversi ricevitori in commercio. E' possibile che la remotizzazione faccia parte del percorso evolutivo di Studio 1 una volta annunciata la prima versione definitiva.

Si tratta in ogni caso di un software davvero rivoluzionario, se vogliamo anche dal punto di vista commerciale: uno dei primi a essere venduti come soluzione compatibile con ricevitori diversi e a pagamento in un settore in cui in genere il software di controllo è strettamente abbinato al ricevitore acquistato (come nel caso del Perseus) o è disponibile in versioni freeware se non open source.

A proposito di soluzioni di demodulazione SDR free SDRSharp (SDR#) realizzato in C# da Youssef Touil. Anche in questo caso si tratta di un software molto compatto, per ambiente Pc Win e compatibile con front end SDR come il SoftRock, FiFiSDR, FUNcube Dongle, SDR-4 e altri ricevitori basati su scheda audio per l'acquisizione del segnale I/Q (Perseus, viceversa, è un ricevitore a campionamento diretto).

Studio 1, ormai imminente il successore commerciale di Winrad

Una primavera che si tinge sempre di più di applicazioni e prodotti radioamatoriali software defined, quella che è appena iniziata. E molte sono commerciali, anche se veicolate attraverso canali molto specializzati. Mentre si sta per alzare il sipario sull'Elad FDM-1, il ricevitore HF a campionamento diretto dalle dimensioni sorprendentemente ridotte e con alimentazione USB, sembra finalmente essere in dirittura d'arrivo anche Studio 1, software SDR della società SDR Applications (il sito sdrapplications.it è ancora in costruzione) di Sandro Sfregola.

Studio 1 è un programma che storicamente da lontano, dalle radici di Winrad, pioniere dei software di demodulazione. Ma in realtà si tratta di una radicale riscrittura e ottimizzazione di quella autorevole base, un applicativo che secondo le anticipazioni ingloba algoritmi molto evoluti e feature più moderne come la demodulazione Wide FM e la decodifica delle informazioni RDS nei segnali FM broadcast ricevuti (modulo a destra in basso nello screenshot). E' una delle tante ragioni per cui questa soluzione era così attesa. Quattro videate di Studio 1 sono state appena pubblicate sul sito del distributore WoodboxRadio (che del resto è anche il rivenditore dell'FDM-1 e dei prodotti SDR Flexradio Systems), con la promessa che presto il prodotto sarà presto disponibile (prezzo non ancora annunciato) e sarà in grado di potenziare l'armamentario dei possessori di ricevitori come Microtelecom Perseus o lo stesso Elad FDM-1 . Quest'ultimo, lo ricordo, è accompagnato da un software personalizzato SW-1, ma sarà compatibile anche con la soluzione in via di rilascio da SDR Applications.

Sdrsharp, nuovo applicativo per Funcube

Non si ferma mai la fabbrica globale di applicazioni SDR (software defined radio) che permettono di interfacciare il proprio computer con uno o più dei numerosi front end, commerciali e hobbystici che implementano avanzati algoritmi di trattamento numerico del segnale per sostituire oscillatori, mixer, stadi di rilevazione, filtri e gli altri "blocchi" di una radio tradizionale. Uno dei programmi più recenti si chiama Sdrsharp, altrimenti noto come SDR#, un nome ispirato al linguaggio che il programmatore Youssef Touil dichiara di aver utilizzato, il C#. Sdrsharp è un programma solo Windows e permette di demodulare i segnali ricevuti con frontend Softrock, Funcube Dongle e FifiSDR. Youssef è basato in F

rancia ma da quanto mi pare di capire le sue origini sono marocchine, una bella dimostrazione di multiculturalità delle community della radio definita dal software. Sorgenti e eseguibili si possono scaricare sul nuovo sito Sdrsharp.com che è andato a sostituire il repository originale su Google Code. Youssef lavora sul suo codice dall'estate scorsa.

Altre novità riguardano l'applicativo SDR, Digiradio, basato sul codice originale di Alberto Di Bene (Winrad) e proposto qualche tempo fa da Roberto Borri (I1YRB) e Alberto Perotti. La versione 1.2 è stata rilasciata ieri e viene definita molto più stabile rispetto alle prime release.

Lo stesso Alberto Di Bene, rimasto un po' in disparte dopo aver rilasciato in public domain il codice di Winrad, è tornato al lavoro su un nuovo progetto SDR per il Funcube Dongle, un dispositivo SDR per le frequenze VHF-UHF. Per adesso si conosce solo il nome temporaneo, FunSDR, e Alberto ha diffuso qualche videata:

Verosimilmente le prime versioni di FunSDR saranno disponibili a breve.

Funcube nel frattempo è sempre più popolare tra i DXer e i radioamatori che prediligono le frequenze molto elevate. Questo piccolo frontend per porta USB, dotato di un tuner digitale a larga banda (tanto che per utilizzarlo in genere è opportuno dotarlo di filtro bloccante per il segmento 88-108 MHz, a meno che non sia proprio questo segmento il target da monitorare), viene utilizzato per il monitoraggio delle radiosonde e dei nanosatelliti amatoriali, i "cubesat". Ma c'è anche chi lo raccomanda per applicazioni di radioastronomia non professionale, come dimostra questo whitepaper della British Astronomical Association intitolato "An SDR Radio Telescope"

WRPlus, interim release in attesa del SW commerciale

Novità importante per il mondo delle applicazioni software defined radio che consentono la demodulazione dei segnali radio captati con i principali sistemi di ricezione di questo tipo (Perseus, SoftrRock e così via). E' stata resa disponibile una versione a interim, ancora gratuita, del programma di Sandro Sfregola, WRPlus, un software ampiamente rimaneggiato e riscritto a partire dall'originale Winrad di Alberto Di Bene. Sandro, che sta lanciando con la sua nuova società SDR Applications SaS, una versione commerciale del prodotto, ha nel frattempo rilasciato un upgrade, WRPlus 1.05, che può essere prelevato gratuitamente al solito indirizzo www.wrplus.altervista.org. Non sono in grado di dirvi se questa versione ha una scadenza. A quanto dichiara Sandro nel diffondere questa versione intermedia, il definitivo rilascio del prodotto commerciale avrà luogo in settembre o ottobre e prevede una completa revisione dell'interfaccia utente e molte altre novità. La 1.05 rilasciata oggi risolve diversi problemi di scarsa attenuazione degli alias nel fractional downsampler originario, estende da 1 a 2 GHz le possibilità di sintonia dell'oscillatore locale e corregge qualche problema di decodifica delle informazioni RDS nel demodulatore WideFM.