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Midiendo ruido solar con un "pincho" RTL-SDR

por Luis, EA5DOM

La mejor manera que tenemos para evaluar la efectividad de un sistema de microondas (incluyendo parábola, iluminador y amplificador) es midiendo la señal que obtenemos al apuntar al sol. Por eso es tan importante disponer de elevación en los sistemas de microondas

El sol es nuestra mejor baliza. Siempre esta ahí, aunque haya nubes. Y nos proporciona señal en cualquier banda, independientemente de la polaridad con la que estemos recibiendo. Y además es gratis :-D. Mas que “medir” propiamente, lo que vamos a hacer es detectar diferencias de ruido entre apuntar a zonas frías (sin señal) y apuntando al sol. Esa diferencia de señal es la que va a caracterizar nuestro sistema. Si logramos aumentarla estaremos mejorando prestaciones y si pasa lo contrario …. algo estamos haciendo mal :-/

Normalmente tendremos una instalación compuesta de Parábola, iluminador, Transverter y equipo de FI El ruido solar lo deberíamos medir en la FI, a la salida del transverter. Otra posibilidad es que estemos solo en Rx utilizando un LNB de TVSat. En ese caso la FI nos la da directamente el LNB y podemos usar un RTL-SDR para detectar el nivel de ruido en esta FI

Para coger práctica lo ideal es probar con una parábola pequeña de 60cm y un LNB. Con el RTL y el programa HDSDR sintonizaremos y pasaremos el audio a otro programa para visualizar la gráfica de ruido, en este caso se trata de SpectraVue


Configurando HDSDR para recibir ruido solar

Para no hacer enorme este tutorial, suponemos que no se parte de cero y que ya se ha utilizado alguna vez el programa HDSDR con un RTL-SDR. Entonces ya nos aparece la ventana de Ext-IO donde configuramos el RTL Es importante desactivar los AGC del RTL y dejar la ganancia en un punto medio, tal que así

En este caso se trata de un RTL con TCXO y por eso las ppm son tan bajas. Pero para medir sol no necesitamos precisión ni estabilidad en frecuencia, así que cualquier RTL nos vale

Otro parámetro importante que hay que ajustar en HDSDR es el sample rate de salida. En el menú Bandwith [F6] tenemos que seleccionar 192000 en output. Con eso conseguimos una salida de audio de 96KHz de ancho de banda Necesitamos un ancho de banda al menos como este para poder detectar el ruido solar convenientemente. Con un ancho de banda típico de SSB de 2,5KHz no vamos a detectar nada

En el menú de los canales de audio seleccionamos que la salida de audio este dirigida a un puerto virtual creado con VAC (Virtual Audio Cable). También podría ser un puerto físico, pero tendríamos que a su vez recibir el audio por otro puerto físico en el programa SpectraVue. Y mas importante, debería ser una tarjeta de muy alta calidad para soportar un ancho de banda de 96KHz sin recortarlo

Lo que nos queda es seleccionar el modo USB. Le damos a start. Ajustamos el nivel de ganancia de RF a la mitad. Y ampliamos al máximo el ancho de banda abriendo con el cursor el waterfall de abajo a la derecha Por ultimo sintonizamos el RTL en 1000MHz, que es la FI correspondiente a los 10,7GHz, donde el LNB tiene un buen nivel de ganancia

Llegados a este punto ya estamos enviando por el Virtual Audio Cable 96KHz de ancho de banda sin control automático de ganancia (AGC). Necesitamos configurar el programa Spectra Vue para que nos presente de manera gráfica cualquier variación en los niveles de esta señal

Iniciamos SpectraVue y en el menú de señal de entrada seleccionamos la tarjeta de audio virtual correspondiente En el menú “SoundCard IN Setup”

El Samplerate a 96000 y el BW Limit a 96000

En la pantalla principal seleccionamos también un Span de 96000. El tipo de gráfico es el Continuum Y a la izquierda tenemos algunos controles importantes. Sobre todo el VScale, que nos va a definir la sensibilidad vertical del gráfico. Para medir señales fuertes como el sol lo podemos poner a 1dB/División. Pero si nuestra antena es pequeña o queremos medir un sistema poco eficiente podemos reducir hasta 0,1dB/División En ese caso cualquier pequeña variación de ruido genera picos en la señal. Para conseguir una respuesta mas sueve hay que jugar con los valores de Smoothing y FFT Average. EL valor de FFT/BLK se traduce aquí en que la respuesta del gráfico sea mas rápida o mas lenta

Le damos a Start-F12 y que comience la fiesta 8-)

IMPORTANTE: Para ajustar el nivel de audio de forma automática y que la gráfica aparezca en la parte baja de la pantalla simplemente hay que pulsar la tecla “A”. Otras funciones interesantes son desplazar la gráfica ligeramente hacia arriba o hacia abajo con las teclas W y Z

Tendremos que buscar la posición del sol y apuntar nuestra antena. Parece sencillo en un día despejado, pero nos podemos sorprender lo crítico que puede llegar a ser solo con una antena de 60cm. Cuanto mas grande sea la antena, mas estrecho es el haz de recepción y aún mas crítico el apuntar

Pero apenas tengamos el sol en el “punto de mira” vamos a ver como la gráfica se dispara y la señal comienza a subir. Lo que nos interesa siempre es poder medir la diferencia entre apuntar a una zona del cielo sin señales y apuntar al sol. Según las características de todo el sistema de recepción que estemos usando (parábola, iluminador, LNA y transverter) vamos a tener mejores o peores resultados. Existen programas como EMECalc que nos dirán cual es el ruido solar que deberíamos detectar con nuestro sistema. Y si estamos lejos de estos valores …. algo anda mal

Para las medidas de ruido solar es importante poder descartar el ruido terrestre. Por lo tanto interesa que el sol tenga una elevación importante. No se pueden tener medidas muy fiables con menos de 20º de elevación

El resultado debería ser algo como esto. Aquí estamos en escala de 1dB/Div y por lo tanto se detectan unos 6,5dB de ruido solar con respecto al ruido apuntando a una zona fría del cielo

Si pasamos sobre el sol sin parar el rotor entonces nos aparece el pico de la señal, pero si los valores de Smoothing y FFT Average son altos no vamos a detectar un máximo al mismo nivel que cuando nos centremos un tiempo buscando la máxima señal


Contribución de Iban, EB3FRN: Para no tener que estar contando divisiones en SpectraVue y saber cual es el incremento de señal en dB hay una manera de hacerlo desde el mismo programa Vamos a General Setup y activamos la opción de Cursor Plot

Y ahora, con la señal a nivel de ruido de fondo en la parte baja de la pantalla (Tras pulsar “A”) pinchamos con el ratón en ese nivel. Nos aparece una línea de puntos que nos marcara el nivel cero A partir de ese momento si la señal se incrementa, solo con pasar el ratón por esa zona vamos a ver el valor absoluto de la señal y el otro que nos interesa, que es la diferencia entre el valor actual y el cero

De esta manera medimos con exactitud nuestro nivel de ruido solar. En este caso +5,059dB sobre el nivel cero en la línea de puntos


Lo dicho. Medir el ruido solar es la mejor manera de saber cuales son las prestaciones de un sistema de microondas, desde 23cm para arriba, no solo para EME sino también para terrestre. Aunque eso si, necesitamos elevación ;-)

Y por último, si alguien dispone de un SDR FunCube se podrá ahorrar toda la parte de HDSDR y VAC, porque el programa SpectraVue lo maneja directamente Lo único que hace falta es configurar el FunCube con la utilidad externa FCHid

Estos son los parámetros óptimos para un LNB. Es necesario no forzar la ganancia porque el LNB ya aporta ganancia mas que de sobra

Y eso es todo. A ponerlo en práctica 8-)

73 de Luis EA5DOM

microtomos/tutoriales/rtl-sdr/ea5dom/ruido/start.txt · Última modificación: 2018/02/09 17:44 por ea5dom

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