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解説

※ 本コンテンツは，2019年3月29日発売の『トランジスタ技術SPECIAL No.146』をPDFファイルとしたものです

　SDR(Software Defined Radio)は，μV級の微弱なアナログ信号をA-D変換してコンピュータで処理し，解析するセンシング・マシンです．「ソフトウェアで定義する受信機」という言葉の定義からすると無線機であるべきですが，その汎用性は通信機にとどまりません．脳波の測定や超音波レーダ，広帯域なオーディオ機器など幅広く応用できます．
　本書では，2つの製作事例を題材に，SDR機器の内部構成や設計について解説します．
◆製作事例 その1
　安価なマイコン・ボード「ラズベリー・パイ」とFPGA(Field Programmable Gate Array)を組み合わせて製作した電波受信機
◆製作事例 その2
　FPGAを搭載したUSB接続の信号処理実験基板．ソフトウェアの変更によって各種測定器として使える
　従来の無線通信はさまざまな分野の知識を必要とするため習得が大変でしたが，最近は高周波回路のワンチップ化が進み，わずかなICを組み合わせるだけでハードウェアが完成します．一方で，FPGAなどのディジタル信号処理の知識や，ソフトウェア上の処理についての知識が必要となります．本書を通じてSDR機器の設計を追体験することで，SDRについての理解が深まります．

詳細な内容はこちら

目次

Introduction 電波も解読！ これからのセンシング計測マシン「SDR」

●第1部 【製作事例 その1】マイコン・ボード+FPGAによる電波解読マシン

第1章　ラズベリー・パイと拡張ボードで作るSDRマシン「Piラジオ」

Appendix 1　SDRマシンが高性能である理由

第2章　Piラジオの仕様とハードウェア

第3章　Piレシーバ処理ブロック (1)I/QミキサとA-D変換回路

Appendix 2　無線機の感度や最大入力レベルの検討に欠かせないひずみやS/Nの机上計算

Appendix 3　受信したい周波数の「位相」，「ずれ」，「振幅」を一瞬で言い当てることができるI/Q復調技術

第4章　Piレシーバ処理ブロック (2)CICフィルタ (3)データ出力タイミング調整バッファ

第5章　ラズパイ処理ブロック (4)FIRフィルタ (5)復調 (6)サウンド出力 (7)FFT演算 (8)波形表示

Appendix 4　ソフトウェア無線機「Piラジオ」の七変化ぶり

第6章　Piラジオが雲の動きを速報！ リアルタイム気象衛星レシーバ

第7章　Piラジオ×BSアンテナで作るアストロ・サーモ・レシーバ

第8章　アナログ変調/ディジタル変調の基礎と実験

第9章　2つの信号を高周波に乗せるI/Q変調

第10章　疑似ノイズを加えて隠密通信！ スペクトラム拡散変調

第11章　送信用ベースバンド信号の帯域を制限するディジタル・フィルタを作る

第12章　送信側+受信側で1人前！ Root Raised Cosineフィルタ

第13章　シンボル同期の原理

第14章　動き回るシンボル点を止める位相&周波数制御

第15章　妨害に強い！ 広帯域スペクトラム拡散の実験


●第2部 【製作事例 その2】測定器として使える信号処理実験基板

第1章　私が作ったUSB-FPGA信号処理実験基板

第2章　スペクトラム・アナライザを作る(1) 全体構成と前段のアナログ回路

第3章　スペクトラム・アナライザを作る(2) LVDS信号をFPGAに取り込んで周波数変換する

第4章　スペクトラム・アナライザを作る(3) サンプリング周波数を落としてメモリに書き込む

第5章　スペクトラム・アナライザを作る(4) パソコンで窓関数処理とFFT…スペアナ完成

第6章　USBインターフェースの実装

第7章　ネットワーク・アナライザを作る

第8章　信号発生器を作る

第9章　FMアナライザを作る

第10章　SSB信号発生器を作る

第11章　1GHzディジタル・シグナル・アナライザの製作

Appendix 5　ダイレクト・コンバージョン式SDRトランシーバ・キット「mcHF」

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