El digitalizador SDR compacto PhaseLatch Mini combina conversión simultánea de 12 bits en dos canales y un caudal de aproximadamente 210 kS/s sobre USB, ofreciendo captura I/Q estable para experimentación en HF, FM y VHF con un formato compacto y de bajo coste.
El nuevo PhaseLatch Mini de Anders Nielsen es un digitalizador SDR compacto basado en un microcontrolador ST STM32F103C8 con núcleo Arm Cortex-M3 a 72 MHz.
Su objetivo es facilitar proyectos de recepción y análisis de señales de radio en bandas HF, FM y VHF mediante captura simultánea de datos I y Q.
El subsistema de conversión analógico-digital emplea dos ADC de 12 bits en modo dual simultáneo para obtener muestras sincronizadas de los dos canales.
Las lecturas se combinan en una palabra de salida de 32 bits que intercalan el canal I en los 12 bits inferiores y el canal Q en los 12 bits superiores.
El sistema genera alrededor de 210.5 k pares de muestras I/Q por segundo, lo que equivale a más de 500 KiB/s de carga útil USB sobre una interfaz USB 2.0 Full-Speed de clase CDC estándar.
El flujo de datos se sostiene mediante un modo DMA circular con callbacks de mitad y final de buffer que permite encadenar paquetes sin bloqueo hacia la interfaz USB.
Este enfoque reduce la latencia y ayuda a mantener una transmisión continua incluso a tasas de muestreo elevadas.
La estabilidad temporal se garantiza con osciladores dedicados de 8 MHz y 32.768 kHz que proporcionan referencias de reloj separadas para la lógica digital y las funciones de temporización fina.
La placa adopta un diseño de cuatro capas y un formato similar a una Blue Pill con unas dimensiones de 60.2 mm × 20.8 mm sin incluir los conectores SMA.
Front-end analógico filtrado y diseño de alimentación
El front-end analógico del digitalizador SDR compacto PhaseLatch Mini se organiza alrededor de dos conectores de entrada SMA situados en el borde de la placa.
Cada canal incorpora un filtro pasivo de baja frecuencia con un punto de corte en torno a 100 kHz.
Este filtrado se implementa mediante una red en varias etapas LC con inductores de 10 µH y condensadores de derivación, reduciendo los componentes de alta frecuencia no deseados antes de la conversión.
El recorrido analógico incluye una distribución de condensadores de desacoplo y condensadores de bulk para estabilizar la alimentación local de los ADC.
La etapa de alimentación utiliza una entrada de 5 V desde el conector USB Type-C y un regulador lineal MIC5504-3.3 para generar el raíl de 3.3 V requerido por la lógica y el front-end.
Un cordón de ferrita en serie con la línea de alimentación principal contribuye a reducir el ruido de alta frecuencia y las interferencias procedentes del bus USB.
El conector USB-C incorpora resistencias de 5.1 kΩ en los pines CC para la detección de orientación y el correcto establecimiento de la conexión según la especificación.
El conjunto se integra en una huella compacta y ligera que facilita su uso como módulo de digitalización en plataformas de radio definida por software y proyectos de laboratorio.
Streaming USB y utilidades Python para PhaseLatch Mini
El digitalizador SDR compacto PhaseLatch Mini utiliza la clase USB CDC del microcontrolador STM32F103 para encapsular y enviar los datos I/Q hacia un host.
Los datos se transmiten en palabras de 32 bits que combinan las muestras de los dos canales, lo que simplifica el procesado posterior en herramientas de software.
La implementación de DMA circular con callbacks de mitad y final de buffer permite un encadenamiento eficiente de bloques y un camino de alimentación a USB sin bloqueos.
La placa soporta un conjunto de comandos ASCII sobre el mismo enlace CDC, incluyendo órdenes como START, STOP, A y F para controlar el motor de transmisión y ajustar parámetros.
El ecosistema de software incluye utilidades en Python como host_test.py, host_iq_live.py y host_iq_fifo.py.
Estas herramientas permiten la visualización en tiempo real de las señales I/Q, la captura de datos brutos y la creación de puentes FIFO hacia aplicaciones externas.
La integración con entornos como GQRX y GNU Radio se apoya en la estructura de datos enviada, facilitando el uso del digitalizador como fuente I/Q en cadenas de procesado de señal.
Las utilidades de host supervisan contadores de ADC y DMA, evalúan la eficiencia del encadenamiento de paquetes y miden la tasa de muestreo efectiva alcanzada en cada sesión.
Opcionalmente, se contempla el uso de rutas basadas en PyUSB para habilitar en el futuro un modo RAW de clase de proveedor y optimizar el control de bajo nivel del enlace USB.
Este enfoque ofrece margen para mejoras de rendimiento y para una integración más ajustada en soluciones personalizadas de radio definida por software.
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