Il più semplice ricevitore FSK possibile

[dadduni]

Salve a tutti,
È qualche giorno che penso ad un trasmettitore Frequency Shift Keying (FSK). Si tratta fondamentale di trasmettere due toni in radiofrequenza e la presenza dell'uno o dell'altro rappresenta una codifica binaria.
Il sistema è vecchio provato e funzionante, niente di nuovo ma io stavo pensando ad un approccio molto più minimalista per puro esercizio e sfida.
In trasmissione volevo usare un processore o una FPGA sfruttando solo un GPIO che genera un'onda quadra, una piccola antenna fatta da un filo di rame della giusta lunghezza e nessun amplificatore né filtro. Si è una schifezza e non e regolamentato, si emette una barca di EMI e come spettro fa rabbrividire con i fronti digitali così ripidi. Però è una prova casalinga a bassissima potenza ed è solo un esperimento più mentale che altro.
Supponiamo due toni, 3MHz e 4MHz.
Senza circuiti integrati specializzati, quale è il modo più brutale e minimale e semplicistico che vi viene in mente?
La mia proposta è di usare due ricevitori uno per ogni tono, ogni ricevitore composto da un filtro passa banda centrato uno a 3 e uno a 4MHz, più un ADC che campiona in undersampling. Magari con due campionatori a 500kHz si dovrebbe riuscire, in teoria.

Che idea avete? Serve necessariamente un LNA? serve necessariamente una antenna più o meno direzione? Serve necessariamente un aggancio a superterodina?

Non sono un esperto di radiofrequenza, lavoro nel digitale. L'unico scopo di questo giochino sarebbe quello di esplorare le soluzioni più zozze e minimali possibili per mandare un segnale binario e riceverlo su un altro processore, anche con una banda ridicola anche con 1000errori di trasmissione, ma con meno componenti possibili.

Sono curioso di leggere le vostre idee malsane!

[EcoTan]

Direi che 4 MHz sono già troppi da sovracampionare con un ADC. Quindi bisogna ricorrere a qualche tecnica per traslare la frequenza, in questo caso un battimento con una oscillazione locale fisicamente in hardware. Personalmente ho realizzato un ricevitore digitale senza conversione di frequenza, ma bisogna accontentarsi di 100 kHz o poco più sfruttando una MCU. Discreti risultati invece con un circuito analogico reazionato. Ottimi con la classica supereterodina. Soluzioni più attuali non le conosco bene, ma hai detto che vuoi qualcosa di molto elementare.

[MarcoD]

I tuoi ragionamenti sono corretti, ma non hai precisato il baud rate. Con separazione toni di 4 - 3 = 1 MHz, sembrerebbe che vorresti trasmettere a 1 Mbit/s.
Se ti accontenti di 1200 bit/s, potresti fare un modulatore AFSK
con un oscillatore con operazionale che commuta la frequenza da 1200 a 2100 Hz. Cerca il vecchissimo modem AM7910.

Se ti accontenti di ASK (modulazione ampiezza on-off) baudrate 9600, compri una coppia di TX e RX a 433 MHz per telecomandi tapparelle e simili.
" kit RX/TX dati 433 MHz compatibile arduino 4 € " http://www.pintoelettronica.com

[stefanopc]

Ma deve funzionare bene e su quale distanza?
O è solo un esercizio con nessun proposito di utilizzo reale?
Che rapporto segnale rumore ti aspetti di ottenere col tuo sistema in ricezione prima della conversione A/D.
Piuttosto che una modulazione a due toni avrebbe piu senso fare la vecchia modulazione Tone-on (o Tone-off) simile a quella telegrafica (con scrambler e descrambler ) .
È comunque tutta tecnologia di oltre sessanta anni fa.
Ci sono chip dedicati che ti eliminano la gran parte dei problemi della parte radio piccoli ed abbastanza economici.
Ciao

[djnz]

Serve necessariamente un LNA? serve necessariamente una antenna più o meno direzione? Serve necessariamente un aggancio a superterodina?

Hai dimenticato: "Serve necessariamente un AGC?"
Secondo me le risposte sono tutte ni a seconda del setup.
Visto che si sta parlando di "semplicità" in termini di numero di componenti e non di tecnologia, se per trasmettere va bene una FPGA, allora per ricevere può andare bene anche una piccola schedina SDR, ma a quel punto vanno bene, anzi infinitamente meglio, tutte le coppie già pronte di RTX wireless, WiFi, Bluetooth, NRF, Zigbee, LoRa, Hc12 ecc che esistono attualmente.

[GioArca67]

L'OP ha be specificato tutto:

L'unico scopo di questo giochino sarebbe quello di esplorare le soluzioni più zozze e minimali possibili per mandare un segnale binario e riceverlo su un altro processore, anche con una banda ridicola anche con 1000errori di trasmissione, ma con meno componenti possibili.

Non gli interessa banda, SNR, efficacia, ecc...
... e vuole sottocampionare, non sovracampionare...

[EcoTan]

... e vuole sottocampionare, non sovracampionare...

Sì ma che significa? Vuole fare un filtro digitale o si affida soltanto ai filtri di banda analogici? Per fare un filtro digitale selettivo, che io sappia, almeno 4 campioni ad ogni periodo della portante ci vogliono.

[djnz]

Tra l'altro la soluzione più zozza e minimale possibile è la modulazione ASK (segnale presente/non presente), non FSK (che "barando" vorrebbe ottenere da due ricevitori ASK ) e si può demodulare in banda audio con un BFO come in CW.

[MarcoD]

" kit RX/TX dati 433 MHz compatibile arduino 4 € "
In trasmissione la frequenza dell'oscillatore di un solo transistor è stabilizzata da un filtro a onde superficiali, con una stabilità di circa 20 kHz, scarsa per comunicazioni serie. In ricezione il ricevitore è " superreattivo" con banda di ricezione di centinaia di kHz, si aggancia sul segnale più forte ricevuto. Instabile, ma adatto alla ricezione ASK del telecomando. Portata del tutto una decina di metri.
Più semplice ed economico non sono riusciti a farlo.

[lelerelele]

Tra l'altro la soluzione più zozza e minimale possibile è la modulazione ASK (segnale presente/non presente)

Quanto dici tu io l'ho fatto, e funziona, (tipo proposto da MarcoD), ma se dovessi rifarlo, lavorerei con la trasmissione di due onde una per il valore basso, l'altra per il valore alto, è piu semplice da gestire, è piu semplice intercettare inizio e fine della comunicazione ,ed è piu semplice bypassare i disturbi, nonchè si puo ottenere una trasmissione molto piu veloce, (sempre parere da hobbista beninteso).

(Certo che oggi trovi un micro che ha gia l'uscita o l'ingresso RF per pochi euro......)

saluti.