HF-Empfänger, um alle Träger gleichzeitig zu hören? (Elektrosmog zu hören)

Ich möchte „Funkohren“ bauen, einen HF-Empfänger, der es mir ermöglichen würde, den HF-„Smog“ um uns herum als Klang in meinen Kopfhörern zu erleben. Eine ausgeklügeltere Version der Handy-zu-Lautsprecher-Interferenz, die wir alle kennen. Ich möchte durch Gebäude und Straßen gehen und herausfinden, wo es „leise“ und wo „laut“ ist. Oder zu hören, dass oben ein neuer WLAN-Sender installiert wurde. Auch zu hören, welche Quellen eine höhere und welche eine niedrigere Trägerfrequenz haben. Und höre die Stille, wenn es einen Stromausfall gibt. Manche nennen das „erweiterte Realität“.

Ein einfaches Kristallradio ohne Abstimmung würde alle Träger empfangen (nur Gleichrichtung), aber ich möchte, dass die Schaltung Informationen über die Trägerfrequenz irgendwie bewahrt. Wenn es zum Beispiel das Jahr 1910 wäre und die Luft voller drahtloser Telegrafenübertragungen wäre, würde ich sie gerne in meinen Kopfhörern übereinander piepen hören, wobei die Frequenz der akustischen Sinuswellen mit der Frequenz des Telegrafensenders skaliert HF-Träger (z. B. 1-MHz-Sender -> 1 kHz im Kopfhörer, 1,5 MHz -> 1,5 kHz).

Technisch gesehen möchte ich die Frequenzen skalieren, nicht verschieben, und da liegt das Problem!

Ist eine solche Schaltung überhaupt möglich? Mathematisch gesehen möchte ich eine 1000-mal größere Bandbreite in eine kleinere quetschen, also muss ein gewisser Informationsverlust auftreten. Ich war jedoch nicht in der Lage, eine vernünftige mathematische Beschreibung zu finden, um welche Art von Verlust es sich handeln sollte (es ist keines der einfachen Dinge wie Tiefpass, Bandpass, Frequenzverschiebung usw.).

Im Moment suche ich nicht die Leistung, sondern das Prinzip. Die Frage ist: Welche Art von einfacher analoger Schaltung würde 1 MHz in 1 kHz und 1,5 MHz in 1,5 kHz umwandeln?

Bearbeiten: Wenn Sie einen digitalen Algorithmus oder eine mathematische Formulierung vorschlagen, möchte ich betonen, dass ich es (fast) in Echtzeit brauche. Um 1 s Ausgabe aus jeweils 1 s Eingabe zu erzeugen. Mit anderen Worten, um gleichzeitig mehreren Telegraphen aus den 1910er Jahren zuzuhören, die Morsezeichen senden (und es mit meinen acht Händen aufschreiben :) )

Antworten (5)

Wenn Sie ein Signal haben:

X ( A T )
Die Fourier-Transformation lautet:
F [ X ( A T ) ] = 1 | A | X ( F A )
dies ist als Skalierungseigenschaft von Fourier-Transformationen bekannt. Was auch die umgekehrte Beziehung zwischen dem Zeitbereich und dem Frequenzbereich betrifft.

Wenn Sie also das Sendesignal mit sehr hohen Frequenzen abtasten und es dann wiedergeben (oder durch Dezimierung heruntersampeln), wird die gesamte Bandbreite komprimiert/skaliert.

Die Herausforderung hier wird darin bestehen, genügend Bandbreite am Frontend, eine ausreichend hohe Abtastrate und ausreichend Verstärkung (das nervtötende 1 A Faktor). Es muss jedoch nicht digital sein, sondern nur abgetastet.

Ich möchte, dass die Schaltung / der Algorithmus in Echtzeit ist, dh 1 s Eingabe in 1 s Ausgabe umwandelt (erweiterte Realität ...). Eine analoge Schaltung würde das sowieso tun, daher habe ich diese Anforderung nicht in meine Frage aufgenommen. Ich werde es bearbeiten.

Ein anderer Ansatz; Sehr einfach, aber unvollkommen, wäre es, das Spektrum mit einem schnellen ADC bei beispielsweise 100 MHz abzutasten. Sammeln Sie (sagen wir) 1 ms Daten und spielen Sie sie mit 100 kHz ab (wenn sie 1 Sekunde dauern).

Das Schwierige ist, zu entscheiden, was am Anfang/Ende dieses gesampelten Blocks geschehen soll; Wenn Sie alle 0,5 s 1 ms abtasten, haben Sie unterwegs immer 2 Sekunden Audio gleichzeitig; blenden Sie das ältere sanft aus, während Sie das neuere aufblenden.

Dies könnte sowohl ein interessantes Experiment als auch eine bizarre Form elektronischer Musik sein; John Cage würde wahrscheinlich zustimmen!

Die einfachste Methode wäre, Spuren von einem Spektrumanalysator zu ziehen und dann eine inverse FFT bei Audiofrequenzen darauf laufen zu lassen und sie über den Lautsprecher abzuspielen. Es sollte nicht zu kompliziert sein, etwas in dieser Richtung mit einer softwaredefinierten Funklösung (rtlsdr, gnu radio usw.) zu implementieren.

Die Frage ist: Welche Art von einfacher analoger Schaltung würde 1 MHz in 1 kHz und 1,5 MHz in 1,5 kHz umwandeln?

Es gibt einen digitalen Zähler (wie ein Flip-Flop vom Anzeigentyp), der Frequenzen im gleichen Verhältnis teilen und daher viel Bandbreite stopfen kann: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das Problem ist, dass Ihr Empfänger (gleichzeitig) zahlreiche Trägerfrequenzen (z. B. 1 MHz) aufnimmt und das, was Sie hören werden (nach dem Unterteilen), ein Chaos sein wird, das ich mir vorstellen sollte. Wie auch immer, dies ist die einfache Methode und es gibt komplexere Methoden, aber ich weiß nicht, ob diese bei der Wiedergabe über einen Lautsprecher etwas Erkennbareres erzeugen.

Ein 20-MHz-HF-Spektrum ist viel komplexer als ein einfaches binäres Signal. Diese Art der Herangehensweise ist völlig nutzlos. Das erinnert mich daran, als ich ein Kind war und dachte, ich könnte die Bandbreite eines billigen 10-MHz-Oszilloskops erweitern, indem ich einen 10: 1-Prescaler kaufe (wie er bei Frequenzzählern verwendet wird). Es dauerte nicht lange, bis mir klar wurde, warum das eigentlich nicht funktionieren würde.

"Welche Art von einfacher analoger Schaltung würde 1 MHz in 1 kHz und 1,5 MHz in 1,5 kHz umwandeln?"

analog? Keiner. Um die Frequenzskala zu komprimieren, besteht die einzige "analoge" Lösung darin, die Zeit zu erweitern. Die Einheit der Frequenz ist Hz, was einer Einheit von 1/s entspricht.

Ein weiteres Problem ist die Menge dieses "Smogs". Wir sprechen davon, Tonnen von Informationen auf 1:1000-Raum zu packen, was das Verständnis überfluten wird. Dieses Beispiel von 1910 mehreren Morsecode-Kanälen könnte durch Fourier-Transformationen umgewandelt werden, wenn wir davon ausgehen, dass die Information nur der Träger ein/aus ist. Aber was ist mit einer AM-Station mit Seitenbändern, die Sprache oder Musik enthalten? Ein Herunterskalieren der modulierten Informationen würde unterhalb der Hörfrequenzen abfallen, in der Praxis verschwinden. FM ist noch schlimmer, der Info-Inhalt der Seitenbänder wird mit Frequenzbereichskomprimierung unintelligent. Digitale Modi, wie etwa der gesamte Datenverkehr bei 2,4 GHz, wären nur ein Rauschen.

Ich würde vorschlagen, etwas Verständlicheres, Anschaulicheres aus einer Mischung aus Spektrumanalysatorausgabe und "zivilisierter Vermutung" über den Inhalt dieser vom Spektrumanalysator gefundenen Signale zu synthetisieren.

Zu bemerken, dass es nebenan/oben ein neues WLAN-Gerät gibt, kann die menschlichen Trennfähigkeiten im Smog übersteigen. Ich würde es mit einem Feld von Heuschrecken vergleichen, mit dem Unterschied, dass sie, wenn sie einmal anfangen zu zwitschern, nicht ruhen. Sie würden den Neuankömmling nur bemerken, wenn Sie genau in dem Moment zuhörten, in dem er anfing zu zwitschern. Ich würde eine vollständig synthetische Musikwand in Betracht ziehen, um die WiFi/BT-Umgebung zu beschreiben.