¿Receptor de RF para escuchar todas las portadoras a la vez? (escuchar electrosmog)

Me gustaría construir "oídos de radio", un receptor de RF que me permitiera experimentar el "smog" de RF que nos rodea como sonido en mis auriculares. Una versión más sofisticada de la interferencia de teléfono celular a parlantes que todos conocemos. Me gustaría caminar por edificios y calles y averiguar qué lugares son "tranquilos" y cuáles son "ruidosos". O escuchar que se ha instalado un nuevo transmisor WiFi en el piso de arriba. Además, para escuchar qué fuentes tienen una frecuencia portadora más alta y cuáles tienen una más baja. Y escuchar el silencio cuando hay un apagón. Algunas personas llaman a esto "realidad aumentada".

Una radio de cristal simple sin sintonizar recibiría todas las portadoras (solo rectificación), pero me gustaría que el circuito conserve de alguna manera la información sobre la frecuencia de la portadora. Por ejemplo, si fuera el año 1910 y el aire estuviera lleno de transmisiones telegráficas inalámbricas, me gustaría escucharlas sonar una sobre otra en mis auriculares, con la frecuencia de las ondas sinusoidales acústicas escalando con la frecuencia del transmisor telegráfico. Portadora de RF (por ejemplo, transmisor de 1 MHz -> 1 kHz en auriculares, 1,5 MHz -> 1,5 kHz).

Técnicamente, quiero escalar las frecuencias, no cambiarlas, ¡y ahí es donde radica el problema!

¿Es tal circuito posible en absoluto? Matemáticamente, quiero comprimir un ancho de banda 1000 veces mayor en uno más pequeño, por lo que tiene que ocurrir alguna pérdida de información. Sin embargo, no pude encontrar una descripción matemática razonable de qué tipo de pérdida debería ser (no es ninguna de las cosas simples como paso bajo, paso de banda, cambio de frecuencia, etc.).

En este momento, no estoy buscando rendimiento, sino el principio. La pregunta es: ¿ qué tipo de circuito analógico simple convertiría 1 MHz en 1 kHz y 1,5 MHz en 1,5 kHz?

editar: si sugiere un algoritmo digital o una formulación matemática, me gustaría enfatizar que necesito que sea (casi) en tiempo real. Para producir 1 s de salida de cada 1 s de entrada. En otras palabras, poder escuchar varios telegrafistas de 1910 transmitiendo código Morse al mismo tiempo (y escribirlo con mis ocho manos :))

Respuestas (5)

Si tienes señal:

X ( a t )
la transformada de fourier será:
F [ X ( a t ) ] = 1 | a | X ( F a )
esto se conoce como la propiedad de escala de las transformadas de Fourier. Lo cual también relaciona la relación inversa entre el dominio del tiempo y el dominio de la frecuencia.

Entonces, si muestrea la señal de transmisión a frecuencias muy altas y luego la reproduce (o reduce la muestra a través de la decimación), todo el ancho de banda se comprimirá/escalará.

el desafío aquí será tener suficiente ancho de banda en el front-end, una frecuencia de muestreo lo suficientemente alta y suficiente ganancia (esa molesta 1 a factor). Sin embargo, no necesita ser digital, solo muestreado.

Me gustaría que el circuito/algoritmo sea en tiempo real, es decir, transforme 1 s de entrada en 1 s de salida (realidad aumentada...). El circuito analógico haría eso de todos modos, así que no incluí este requisito en mi pregunta. Lo editaré.

Otro enfoque; muy simple pero imperfecto, sería muestrear el espectro con un ADC rápido a, digamos, 100MHz; recolecte (digamos) 1 ms de datos y reprodúzcalos a 100 kHz (cuando durará 1 segundo).

La parte complicada es decidir qué hacer al inicio/final de este bloque muestreado; si muestrea 1 ms cada 0,5 s, siempre tendrá 2 segundos de audio en movimiento simultáneamente; desvanece suavemente el más antiguo a medida que desvaneces el más nuevo.

Este podría ser un experimento interesante, así como una forma extraña de música electrónica; ¡John Cage probablemente lo aprobaría!

El método más simple sería sacar los rastros de un analizador de espectro y luego ejecutar una FFT inversa en ellos en frecuencias de audio y reproducirlos en el altavoz. No debería ser demasiado complicado implementar algo similar con una solución de radio definida por software (rtlsdr, gnu radio, etc.).

La pregunta es: ¿qué tipo de circuito analógico simple convertiría 1 MHz en 1 kHz y 1,5 MHz en 1,5 kHz?

Hay un contador digital (como un flip flop tipo anuncio) que puede dividir las frecuencias en la misma proporción y, por lo tanto, aumentar mucho el ancho de banda: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

El problema es que habrá numerosas frecuencias portadoras (como 1 MHz) captadas por su receptor (simultáneamente) y lo que escuchará (después de dividirlo) será un desastre, me imagino. De todos modos, este es el método simple y hay formas más complejas, pero no sé si producirán algo más reconocible cuando se reproduce a través de un altavoz.

20 MHz de espectro de RF es mucho más complejo que una simple señal binaria. Este tipo de enfoque es completamente inútil. Esto me recuerda cuando era niño y pensaba que podía ampliar el ancho de banda de un osciloscopio barato de 10 MHz comprando un preescalador 10:1 (del tipo que se usa con los contadores de frecuencia). No me llevó mucho tiempo darme cuenta de por qué eso en realidad no funcionaría.

"¿Qué tipo de circuito analógico simple convertiría 1 MHz en 1 kHz y 1,5 MHz en 1,5 kHz?"

¿Cosa análoga? Ninguno. Para comprimir la escala de frecuencia, la única solución "analógica" es expandir el tiempo. La unidad de frecuencia es Hz, que es la unidad 1/s.

Otro problema es la cantidad de este "smog". Estamos hablando de empaquetar toneladas de información en un espacio de 1:1000, lo que desbordará la comprensión. Este ejemplo de múltiples canales de código Morse de 1910 podría convertirse a través de transformadas de Fourier, si asumimos que la información es solo la activación/desactivación de la portadora. Pero, ¿qué pasa con una estación de AM con bandas laterales que contienen voz o música? Reducir la escala de la información modulada caería por debajo de las frecuencias auditivas, en la práctica desaparecería. FM es aún peor, el contenido de información de las bandas laterales no es inteligente con la compresión en el dominio de la frecuencia. Los modos digitales, como casi todo el tráfico a 2,4 GHz, serían solo un silbido.

Sugeriría sintetizar algo más inteligible, más descriptivo, a partir de una combinación de resultados del analizador de espectro y "conjeturas civilizadas" sobre el contenido de estas señales encontradas por el analizador de espectro.

Notar que hay un nuevo dispositivo WiFi al lado/arriba puede estar más allá de las capacidades de separación humana entre el smog. Yo lo compararía con un campo de saltamontes, con la diferencia de que una vez que empiezan a piar, no descansan. Solo notarías al recién llegado si estuvieras escuchando en el mismo momento en que comenzó a chirriar. Consideraría una pared de música completamente sintética para describir el entorno WiFi/BT.

¿Receptor de RF para escuchar todas las portadoras a la vez? (escuchar electrosmog)
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