ARLA/CLUSTER: Rádios DSP por PU2LZB

[João Gonçalves Costa]

Esta cada vez mais comum novos modelos de rádios receptores com a sigla DSP em destaque. Você sabe o que é e como funcionam ? Sabe qual é a diferença entre rádios DSP e os rádios convencionais analógicos ?  Bem, a pedidos de amigos, vou explicar um pouco sobre essa nova tecnologia .

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A sigla originalmente do inglês DSP – Digital Signal Processing ou Digital Signal Processor quer dizer:  Sinal Processado Digitalmente.  A utilização deste termo DSP é muito amplo e varia de aplicação para aplicação, portanto vou explicar a aplicação da tecnologia DSP apenas nos receptores de rádios AM/FM/OC e comentar suas vantagens e desvantagens a fim de auxiliar uma melhor compreensão por parte daqueles que são apenas usuários.

RECEPTOR ANALÓGICO CONVENCIONAL

Todo rádio receptor é dotado de um circuito eletrônico, e existem várias maneiras de se fazer esse circuito, sendo que o mais comum desses é o Circuito Super-Heterodino onde as Ondas Eletromagnéticas são  captadas pela antena do receptor,  amplificadas em uma etapada de RF, depois misturada com uma frequência intermediária (FI) gerada pelo oscilador local, novamente amplificada, dai passa pelo detector de produto que remove o sinal de rádio deixando apenas o áudio (sinal sonoro) e por fim passando pelo amplificador de áudio para sair com determinada potência no no alto-falante do rádio. Esta é a forma resumida de um rádio comum. Este sistema Super-Heterodino é um processo analógico que compreende centenas de componentes eletrônicos (peças físicas com propriedades elétro-eletrônica) . Veja abaixo  o diagrama de bloco e clique nela para ampliar.

[http://pu2lzb.files.wordpress.com/2010/11/superheterodino.jpg?w=500&h=114]<http://pu2lzb.files.wordpress.com/2010/11/superheterodino.jpg>

No diagrama de bloco, cada etapa ou bloco representa um conjunto de dezenas de componentes eletrônicos e muitos deles necessitam de ajustes e calibração para que o nosso rádio possa funcionar corretamente.

Nota: Cada componente eletrônico do rádio desempenha um papel fundamental para que o mesmo funcione, assim tudo é “calculado” e definido com extrema precisão com base em complexas teorias e equações matemáticas<http://pt.wikipedia.org/wiki/Matem%C3%A1tica><http://pt.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica><http://pt.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica>. Clique na imagem abaixo para ampliar.

[http://pu2lzb.files.wordpress.com/2010/11/misturador.jpg?w=500&h=123]<http://pu2lzb.files.wordpress.com/2010/11/misturador.jpg>

Assim podemos então concluir e resumir que o rádio analógico ou convencional, nada mais é do que e a representação física (material) por meio de componentes eletrônicos dos complexos cálculos matemáticos e todos sendo realizados de forma simultânea.

RECEPTORES DSP

Qualquer PC (Computador Pessoal) da atualidade, por mais simples que seja, é capaz de resolver e calcular milhares de cálculos por segundo de forma espantosa quando comparado aos PCs mais antigos, e estão se tornando cada vez menores e mais velozes a cada dia… hoje já se é possível substituir boa parte do circuito de um rádio receptor por um computador e um programa específico capaz de fazer vários cálculos simultâneos de forma a se obter a recepção desejada. Desta forma utilizamos um mínimo de componentes, de forma que o receptor fica com apenas um circuito analógico básico e o restante ( a maior parte e mais critica ) é substituída pelo computador e o software ( programa ).  Estes rádios já estão disponíveis no mercado há algum tempo e são chamados de SDR ( Software Definated Radio ) Rádio Definido por Software.

Graças ao conceito e a tecnologia SDR, hoje podemos ter a um preço acessível  um super equipamento de padrão profissional com recursos ilimitados, pois tudo dependerá do programa (software) e não mais do hardware (o rádio físico e seus componentes eletrônicos). Assim podemos escolher livremente a largura do filtro de seletividade, o modo de demodulação (am/fm/usb/lsb/cw/ecss e etc…) aplicar filtros que possibilitam apriomoramento e tratamento do sinal tal como notch filter, NR Noise Redution, NB-Noise Blanker, ANL, filtros de aúdios, recursos gráficos  inclusive um poderoso analisador de espectro.

O SDR-IQ da RF Space é um desses RX black-box ( caixa preta ) sem botões, sem controles físicos, apenas uma caixinha preta medindo 9,5 cm x 9,5 cm x 3 cm de altura que vai ligada a porta USB do computador por onde tira sua alimentação de 5VDC , envia o audio digital e recebe do software os comandos para sintonia e controle da etapa de RF.

[http://www.dk3wn.info/images/sdr_iq.jpg]

Quando queremos um excelente receptor base ( para não dizer o melhor ) a tecnologia SDR é ideal, mais vale lembrar que para utilizar-mos desta tecnologia se faz necessário o computador por isso quando vamos usar na base não temos problemas, mais quando queremos portabilidade a coisa se torna menos prática se comparada aos pequenos rádios receptores portáteis além é claro que o custo de um SDR-IQ mais o de um bom notebook juntos chegam a custar por baixo 3.000,00, valor muito baixo se comparado com um IC-R9500 ( +/- R$ 36.000,00 ), mais ainda sim, um valor elevadíssimo  para a maioria dos radioescutas brasileiros.

Agora, imagine podermos colocar o SDR dentro de um minúsculo chip e o computador ser substituído por um pequeno microprocessador dedicado já com o software para sintonizar e demodular o sinal  digital  do chip de SDR  tudo isso dentro de um rádio de pilhas a um custo bem acessível. Pois então, isso já existe, são os chamados rádios DSP que no lugar de um circuito heteródino pré calibrado cheio de componetes, possuem apenas um pequeno circuito livre de calibração e descalibração, composto basicamente de apenas:

 *   01 Chip DSP da Silicon Labs
 *   01 Microprocessador
 *   01 Chip amplificador de áudio
 *   01 Antena de Ferrite
 *   01 Antena telescópica

[http://lh3.ggpht.com/_uT-6DNNXTO4/S152nmrWTpI/AAAAAAAAUMU/zvLwliRjJJA/block%20diagram.jpg?imgmax=800]

Atualmente os RX DSP em geral são básicos, mesmo assim já oferecem muitas vantagens tais como:

 *   Não necessitam de calibração portanto não descalibram
 *   Excelente sensibilidade e ótima seletividade
 *   Indicador de nível de sinal (S meter) de ótima precisão RSSI e S/N
 *   Alguns possuem varias larguras de filtro de seletividade Wide/Narrow
 *   Baixa relação de ruído
 *   Baixo consumo
 *   Boa relação custo benefício ( valores entre R$ 250,00 a R$ 400,00 )
 *   Tamanho super compacto ideal para rádios de bolso ou de viagens

Atualmente outra gigante já esta produzindo um RX portátil com tecnologia DSP, dessa vez com recursos mais sofisticados como RDS e demodulação em SSB ( USB e LSB ), é a SANGEAN com o seu novo modelo ATS-909X que ao que tudo indica ( ainda apenas boatos ) irá subistir o modelo clássico ATS-909.

[http://blogs.rnw.nl/medianetwork/files/2010/08/ats-909x.jpg]

Uma das desvantagens dos atuais rádios DSP é que, os fabricantes para não encarecer muito o produto, simplificaram demais sua entrada de antena, não instalando filtros passa faixa automáticos, assim nos modelos mais simples de rádios DSP, se utilizarmos uma antena externa poderemos ter uma sobrecarga na entrada de antena e por consequência distorção e espúrios indesejados comprometendo o sinal recebido. Isso pode ser compensado de duas formas, uma é utilizando-se de um pre-seletor externo ( eu por ex. utilizo um antigo da Yaesu o FRT-7700 )  ou não conectando a antena diretamente, mais sim por indução, apenas aproximando este da antena telescópica. Em testes que realizei isso deu bons resultados. Acredito que no caso do ATS-909X, por ser tratar de um produto top de linha e voltado  ao DXista mais radical, eles devam ter projetado o mesmo com uma entrada de antena bem mais elaborada, inclusive isso é a marca registrada do modelo anterior o ATS-909 que é considerado o melhor RX portátil para se utilizar com antenas externas, sendo o seu comportamento similar aos de rádios profissionais…

Os atuais rádios DSP da TECSUN e da DEGEN aqui comentados, na verdade foram projetados para renderem o seu máximo utilizando apenas a anteninha telescópica, portanto não podemos julgar como ruim suas características quando utilizado com antenas externa, seriamos injustos pois todos sabemos que não temos e nunca teremos o melhor reunido em um único equipamento.

De qualquer forma, acredito que os rádios convencionais ou analógicos irão sendo substituídos pouco a pouco pelos de DSP que só esta começando. Hoje o computador vira um rádio sofisticado e profissional quando instalamos um SDR, amanhã o Rádio DSP irá virar um computador  ou seja, um pequeno rádio DSP com uma telinha gráfica capaz de caber no bolso da camisa e o mais importante, com preço que também caberá em nossos bolsos.

Um forte 73 a todos !

PU2LZB Renato Uliana



Fonte: Blog de PU2LZB Renato Uliana
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