自幹軟體收音機從硬體到軟體 - 彭大海
===

{%hackmd LcL4-VI0SGitSiINTuy4rA %}

> 請從這裡開始
> 

# 收音機歷史簡述

- Maxwell, Tesla, Hertz, 波波夫、馬可尼.....
- [波波夫](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B3%A2%E6%B3%A2%E5%A4%AB)是蘇聯的無線電學先驅
- [布勞恩](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%A1%E5%B0%94%C2%B7%E5%B8%83%E5%8A%B3%E6%81%A9):Crystal Detector
- [范信達](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%8C%83%E4%BF%A1%E9%81%94):第一個有聲廣播的先驅
- [佛萊明](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BA%A6%E7%BF%B0%C2%B7%E5%BC%97%E8%8E%B1%E6%98%8E): Diode，使電流單向導通，在無線電接收設備做為「檢波」用途
- 佛瑞斯特: Triode，將微弱電訊號放大
- 阿姆斯壯: ~~月球人~~ [超外差接收機架構](https://baike.baidu.com/item/超外差接收机)
- 可能因為苦於專利征戰而主動從人生登出了
- 超外差的意思：
- 製造一個訊號，該訊號頻率扣除輸入訊號的頻率，作為 Modulation (調變，指將訊號"保護"起來的一種行為) 之用
- 此一行為可以有效幫助訊號在 "特定頻率選擇" 上的穩定性，使接收端較為容易接收。
- [收音機製作的新聞之一](https://americanradiohistory.com/National_Radio_News.htm)
- [收音機製作](http://book.tpml.edu.tw/webpac/bookDetail.do?id=69545&resid=188823270&nowid=4&Lflag=1) (書)
- 鍺二極體
- 早年的自製收音機資料（美國）：https://americanradiohistory.com/National_Radio_News.htm

# 無線電原理

- 因為天線效應的緣故可以讓訊號超距傳送
- 一個純的高頻正弦波可作為低頻訊號的載具，稱為「載波」
- 欲讓低頻的訊號被傳送出去，需要讓它搭乘在高頻的載波之上，這個過程稱作「混波」
- Dipole 天線 ([圖片](https://www.youtube.com/watch?v=ZaXm6wau-jc&feature=youtu.be))
- 詳洽楞次定律 or 法拉第定律
- 講解天線原理的影片：https://youtu.be/ZaXm6wau-jc

# 收音機是什麼

- 將高頻訊號轉換成低頻訊號的裝置(廣義)
- 狹義：將 Modulation 後的訊號進行 demodulation 並還原原始波型的裝置。

- 傳統接收機在高頻降成低頻的過程中需要進行多次的降頻和解調
- 只做一次降頻的接收機：直接轉換接收器(零中頻接收機)
- 降頻需要用到混波器
- 超外差基本原理
- 積化和差的過程

# 軟體收音機 (SDR = Software Defined Radio) 是什麼

- [Daniel Richard Tayloe](https://patents.google.com/patent/US6230000?oq=daniel+richard+tayloe)
tayloe detector(直接降頻調變)

-

# 我的軟體收音機

- 拼拼湊湊
- 一開始本地振盪器使用 Analog VCO (Voltage Controlled Output) Circuit
- [Si5351](https://www.silabs.com/documents/public/data-sheets/Si5351-B.pdf) I2C programmable any-frequency CMOS clock generator
- 用 KiCAD 做 layout
- 電腦和模組之間只有音效卡
- 音效卡除了輸入外還能輸出控制-->用 DTMF 控制模組來選台
- [DTMF = Dual-Tone Multi-Frequency](https://zh.wikipedia.org/wiki/双音多频)，可以用於互動式應答

- 使用軟體
- Python
- Matplotlib
- Scipy
- Numpy

- 切頻譜的時候的 BOBO 聲 來自於切斷時的訊號不連續性

# Demo

- 有會眾拿出 4.096 MHz square wave 做測試
- 3MHz 附近有中央人民廣播電台
- 數字電台 (現在還有嗎?)

# Concept
- 身為島民要熟悉海洋
- 身為人類要熟悉電磁波
- 致力推廣無線電成為科普

# github
https://github.com/pondahai/SDR

Contact: facebook.com/pondahai 或 github.com/pondahai

###### tags: `COSCUP2019` `奇妙的開源硬體創作` `IB502` `TR413-2`