Трансиверы.

Программно-зависимые приёмники SDR на самом деле достаточно несложны и малогабаритны. Размером от спичечного коробка до пачки сигарет. Но как говорится, мал золотник, да дорог. При всей своей простоте, с компьютером и соответствующей программой, подобный приёмник превращается в достаточно серьёзное приёмное устройство. Вполне может использоваться как по прямому назначению, так и служить в качестве анализатора спектра. На сегодняшний день наиболее популярны приёмники разработанные YU1LM и различные варианты приёмникаSoftRock 40. Как правило, для упрощения конструкции, в качестве задающего генератора используется кварцевый генератор. С таким расчётом, чтобы центральная частота находилась в середине интересующего участка диапазона. Хотя ничего не мешает использовать и синтезатор частоты.

Рис.1 - Внешний вид простого SDR приемника

Для работы с такими приемниками создано несколько программ (например, Rocky, SDRadio, KGKSDR), которые обеспечивают перестройку по частоте путем изменения низкой промежуточной частоты (т.н. перестраиваемая ПЧ).

Рис.2 - Экранная форма программы для работы с SDR приемником

Блок-схема очень простого аналогового приемника для SDR на диапазон 40 м SoftRock40, который разработалиTony Parks, KB9YIG, и Bill Tracey, KD5TFD, приведена ниже. Он состоит из диапазонного полосового фильтра, квадратурного детектора Tayloe , малошумящего предварительного НЧ усилителя, кварцевого генератора на частоту 28,224 МГц, формирователя прямоугольных импульсов и делителя частоты на D-триггерах. Квадратурный детектор на быстродействующих ключах, предложенный D.Tayloe, N7VE, обладает большой перегрузочной способностью, низкими потерями, а также очень хорошими фильтрующими свойствами, т.к. этот детектор фактически включает в себя фильтр на коммутируемых конденсаторах. Частота кварцевого генератора в 4 раза превышает частоту принимаемого сигнала. С помощью D-триггеров частота кварцевого генератора делится на 4, а сигналы, подаваемые на квадратурный детектор, сдвинуты по фазе на 90о. Используя кварцевый генератор на частоту 28,224 МГц, можно принимать сигналы в диапазоне 40 м, находящиеся как выше, так и ниже частоты 7056 кГц.

Рис.3 - Структурная схема SDR приемника

Если частота дискретизации звуковой карты составляет 48 кГц, то на вход звуковой карты можно подавать сигналы частотой до 24 кГц. Следовательно, с упомянутым приемником перекрывается полоса частот от (7056 – 24) до (7056 + 24) кГц, т.е. 7032 - 7080 кГц. Прием в этой полосе ведется с использованием фазового метода подавления нерабочей полосы. Сигналы I и Q, сдвинутые по фазе на 90о, позволяют программному обеспечению отличать, как следует обрабатывать сигналы боковых полос в зависимости от того, выше или ниже частоты опорного кварцевого генератора (7056 кГц) ведется прием. При переходе частоты через ноль автоматически программно переключается боковая полоса, и, соответственно, получается удвоенная полоса приема. При частоте дискретизации звуковой карты 96 кГц диапазон перестройки SDR-приемника увеличивается до +/- 48 кГц. В зависимости от выбранной частоты дискретизации (48 или 96 кГц) желательно, чтобы частотная характеристика малошумящего предварительного НЧ усилителя имела завал на частотах выше 25 или 50 кГц соответственно. Любые сигналы, частоты которых расположены выше частоты дискретизации, будут интерферировать с полезными сигналами, вызывая появление побочных сигналов в потоке данных. Применив в опорном генераторе синтезатор частоты, формирующий сетку частот через 48 кГц или 96 кГц, на основе программы Rocky и аппаратной части SoftRock40 можно изготовить всеволновый всережимный SDR-приемник. Такой приемник имеет панорамный спектральный дисплей, DSP-фильтры с различной полосой пропускания и коэффициентом прямоугольности вплоть до 1,05 (!), традиционные для современных трансиверов и приемников функции подавления помех и снижения шума, автоматический notch-фильтр и т.д. Как правило, SDR-приемник обеспечивает демодуляцию практически всех распространенных видов излучения - CW, LSB, USB, AM, FM, а с помощью дополнительного программного обеспечения и цифровых видов - как радиолюбительских, так и коммерческих (например, DRM - цифрового радиовещания). Итак, какие же практические преимущества предлагает в настоящее время SDR по сравнению со стандартным радиолюбительским приёмником или трансивером? Первое и основное ключевое преимущество заключается в том, что программная часть SDR позволяет “увидеть” радиосигналы - не только тот, который принимается на определенной частоте, но и сигналы, которые присутствуют в определенном участке любительского диапазона. Это стало возможным благодаря очень высокой чувствительности и разрешающей способности панорамного спектрального дисплея. Steve Ireland, VK6VZ - “фанат” диапазона 160 м - построил SDR приемник на свой любимый диапазон. Тестируя Rocky и SoftRock на слабых телеграфных DX сигналах в диапазоне 160 м, VK6VZ отмечает, что, по сравнению с трансивером Yaesu FT-1000MP, из каждого четвертого сигнала, который он видит на экране компьютера, на слух, при перестройке FT-1000MP по диапазону, можно было заметить только один из них. А вот панорамный спектральный дисплей Rocky позволяет увидеть сигналы всех любительских передатчиков в полосе частот около 48 кГц, и кликом мышки настроиться на прием любого из них. Кстати, имея более 200 подтвержденных стран на диапазоне 160 м, VK6VZ считает, что стран было бы гораздо больше, если бы он в предыдущие годы использовал SDR-приемник. Спектральный дисплей в программе можно растянуть на всю ширину экрана монитора. Располагая самый интересный для радиолюбителя участок спектра перед глазами, можно действительно сказать: “Вижу, что диапазон представляет сегодня”. Кроме того, для работы спектрального дисплея используется полифазное быстрое преобразование Фурье, что позволяет отчетливо различать даже очень слабые сигналы на экране компьютера, которые при стандартном преобразовании просто сливаются. VK6VZ нашел, что слабые CW сигналы (S2 - S3) в диапазоне 160 м отчетливо отображаются даже летом, когда уровень шума на этом диапазоне очень велик. Кроме панорамного спектрального дисплея, который имеет очень высокое разрешение по частоте, в SDR-программах часто встроен дисплей с высоким разрешением по времени (“водопад”). Этот дисплей позволяет видеть даже телеграфные посылки, передаваемые со скоростью до 40 слов в минуту. Кроме того, с помощью “водопада” можно оценить спектральную чистоту принимаемых сигналов, в частности, увидеть выбросы на фронтах телеграфных посылок. Еще одно ключевое преимущество SDR заключается в том, что благодаря компьютерной обработке сигнала, когда селективность обеспечивается цифровыми методами, а не кварцевыми и электромеханическими фильтрами, у оператора появляется возможность непрерывной коррекции требуемой селективности. Например, в программе Rocky простым кликом мышки на “бегунке” управления шириной полосы пропускания фильтра и перетаскиванием бегунка можно плавно изменять ширину полосы пропускания выбранного фильтра (для телеграфного фильтра - от 600 до 20 Гц). Это означает, что можно действительно оптимизировать полосу пропускания для принимаемого сигнала с точки зрения получения наилучшего отношения сигнал/шум. Кроме того, фильтрация и подавление шума в SDR значительно лучше, чем в любом аналоговом трансивере, даже оборудованном дополнительными устройствами DSP. Говоря о SDR, также нельзя не отметить программную реализацию автоматической регулировки усиления, которая, в отличие от классической (аппаратной), обеспечивает оптимальный динамический диапазон выходного сигнала. Кроме того, в SDR автоматическая регулировка усиления имеет не только привычные состояния “быстрая”, “медленная” и “выключена”, но и позволяет регулировать такие параметры как время атаки, задержки включения и восстановления, порога срабатывания и т.д. Как правило, радиолюбители достаточно скептически относятся к S-метрам промышленных трансиверов, не говоря уже о самодельных конструкциях. И это вполне заслуженно, ведь традиционно S-метр зависим от напряжения системы АРУ. Да и калибровка в различных моделях трансиверов оставляет желать лучшего.

Рис.4 - S-meter

В SDR приёмнике, а точнее в программе, измерения никак не связаны с АРУ. Панорама замеряет уровни доDSP фильтра основной селекции, S-метр после. До этой части нет никаких регулируемых каскадов, способных изменить уровни сигналов. Достаточно откалибровать программу одним известным напряжением на антенном входе, например 50 мКв, хотя это значение не принципиально. Математика в дальнейшем безошибочно будет определять уровни сигналов на входе приёмника, начиная от уровня собственных шумов приёмной части, до максимально возможных. Это значит, что и S-метру и панорамному анализатору SDR радио вполне можно доверять не только при работе в эфире, но и использовать как измерительный прибор или анализатор спектра. Один американский радиолюбитель метко высказался по этому поводу, SDR - это измерительный комплекс с возможностями радио. Попробуйте собрать SDR приёмник, думаю он вас не разочарует и будет настоящим помощником в шэке.

Естественно, говоря о сборке, я имею в виду техническую сторону этого вопроса. Все давно придумано до нас. Но вот почти полное отсутствие материалов по сборке широкополосного RTL-SDR в рунете натолкнуло меня на мысль сделать подробное руководство для этого интересного устройства.

Такой приемник можно купить на AliExpress или на eBay уже в собранном виде. Но лично я паять люблю и решил не отказывать себе в таком удовольствии, поэтому заказал разобранную версию приемника. Плюс, она дешевле долларов на 20. Брал Kit у этого продавца (ссылка на AliExpress).

Чем же это устройство замечательно и отличается от обычного «свистка» вставляющегося в USB? А отличается оно тем, что может принимать еще и КВ путем прямого оцифровывания ВЧ сигналов. Лично мне очень не хватало панорамного приемника на коротких волнах. На КВ он работает, на уровне обычного бытового КВ приемника. Чувствительность КВ входа не высока, примерно такая же как и у обычных китайских всеволновых балалаек, около 30 мкВ. Хитрые китайцы про это знают, но не пишут. Однако при желании можно встроить дополнительный УВЧ тем самым сильно подняв чувствительность, на плате есть места для организации узлов расширяющих возможности приемника. Но лучше просто озаботиться хорошей КВ антенной. Кроме того, в отличие от «свистка» этот приемник хорошо экранирован.

Но довольно разговоров, пора включать паяльник в сеть и начинать сборку. Поставляется приемник в разобранном виде.

В комплекте идут корпус из алюминиевого профиля, плата для монтажа приемника и конвертера, набор деталей (конденсаторы, резисторы), провода для намотки трансформатора и индуктивностей, разъемы для подключения приемника по USB и к приемным антеннам, сама антенна не понятно на какой диапазон и хороший USB кабель.

Сама плата сделана довольно аккуратно, здесь придраться не к чему. Приемник дешевый, наверное самый дешевый из тех что продаются на AliExpress.

Монтаж

Возможно, более опытные радиомонтажники меня будут ругать, но я решил собирать все в той последовательности, в которой сейчас и опишу. Мне так удобнее.

Для начала собираем стенд для припаивания ВЧ разъемов к плате приемника. Для этого прикручиваем пластину с отверстиями к профилю и вставляем плату с установленными разъемами на место. Это позволит нам избежать ошибок с перекосами, и как следствие не нужных нам механических напряжений на плате.

Вставляем и прихватываем разъемы сверху.

Далее начинаем монтаж SMD компонентов на плату. В принципе, на плате все подписано и компоненты из комплекта тоже, так что тут проблем возникнуть не должно. Единственный совет, будьте предельно аккуратны, поскольку компоненты идут с запасом в одну штуку, и потеря сразу двух каких-нибудь мелких компонентов может свести на нет всю работу.

После монтажа SMD монтируем USB разъем.

Основа почти готова, осталось только намотать трансформатор, индуктивности и установить плату приемника на ее законное место. С нее и начнем. Освобождаем плату приемника от разъемов.

И спаиваем в наши платы с обеих сторон.

Затем наматываем на оправке диаметром 5 мм две катушки по 8-10 витков.

И впаиваем их в плату.

Теперь пришло время для самого сложного. Это изготовление трансформатора и его монтаж.

Для этого необходимо взять обмоточный провод идущий в комплекте и сложить его втрое скрутив между собой. Так, чтобы получилась скрутка трех проводов одной длины. После этого наматываем этот тройной провод на ферритовое колечко, так, чтобы получилось около 9-10 витков.

При помощи тестера определяем начало и конец всех трех обмоток и помечаем их, например A, B, C и A1, B1, C1.

И самое сложное. Концы соединенных вместе обмоток С и В1 необходимо припаять к 4 и 5 ножкам микросхемы RTL2832U (Q branch). Как вариант, можно паяться и к ножкам 1 и 2 (I branch), это не принципиально.

Будьте предельно внимательны. Концы обмотки тонкие. Ножки микросхемы маленькие. Не смотря на свое вполне приличное зрение делать это мне пришлось под лупой. Такая операция уже больше напоминает ремонт сотовых телефонов.

Ну вот вроде бы и все. Можно упаковывать наш приемник в корпус.

Теперь необходимо все проверить. Для этого подключаем приемник через USB к компьютеру, устанавливаем драйвера и скачиваем SDRSharp. В общем, все как я уже описывал в статье « ». Если все установилось правильно и заработали водопад и спектр, пришло время испытать наше устройство.

Для прослушивания КВ диапазона нужно подключить антенну к соответствующему входу, а в программе SDRSharp выбирать прямое семплирование с порта Q !

Для прослушивания УКВ необходимо выбирать режим квадратурного семплирования и соответствующую антенну.

Испытания

Исследуем чувствительность приемника. Для исследования чувствительности, приемник был подключен к ноутбуку Asus R510C. Принимаемый сигнал снимался со встроенной звуковой карты. В качестве источника сигнала и анализатора использовался прибор Rohde&Schwarz CMS 52.

Параметры для SSB: Тон 1кГц. Режим демодуляции приемника USB, RTL-AGC – On. Чувствительность приемника при SINAD 12дБ

Параметры для AM: Тон 1кГц. Режим демодуляции приемника AM, глубина модуляции 80%. RTL-AGC – On. Чувствительность приемника при SINAD 10дБ

Параметры для FM: Тон 1кГц. Режим демодуляции приемника NFM, девиация частоты 2кГц. RTL-AGC – On. Чувствительность приемника при SINAD 12дБ

КВ вход

80 метров
Частота 3.600 МГц

USB: 22,78 мкВ
AM: 39,72 мкВ

40 метров
Частота 7.100 МГц

USB: 21,68 мкВ
AM: 38,81 мкВ

30 метров
Частота 10.130 МГц

USB: 26.98 мкВ
AM: 46,24 мкВ

20 метров
Частота 14.200 МГц

USB: 23,5 мкВ
AM: 35,11 мкВ

17 метров
Частота 18.120 МГц

USB: 20,7 мкВ
AM: 32,4 мкВ

15 метров
Частота 21.225 МГц

USB: 22,18 мкВ
AM: 32,77 мкВ

12 метров
Частота 24.940 МГц

USB: 17,42 мкВ
AM: 26,7 мкВ

Си-Би (11 метров)
Частота 27.200 МГц

USB: 49,26 мкВ
AM: 97,95 меВ
FM: 63,68 мкВ

10 метров
Частота 28.550 МГц

USB: 0,11 мВ
AM: 0,155 мВ
FM: 0,126 мВ

УКВ вход

12 метров
Частота 24.940 МГц

USB: 0,58 мкВ
AM: 0,64 мкВ

Си-Би (11 метров)
Частота 27.200 МГц

USB: 0,4 мкВ
AM: 0,67 мкВ
FM: 0,58 мкВ

10 метров
Частота 28.550 МГц

USB: 0,38 мкВ
FM: 0,5 мкВ

2 метра
Частота 145.000 МГц

FM: 0,51 мкВ

70 сантиметров
Частота 433.000 МГц

FM: 1,78 мкВ

30 сантиметров
Частота 900.000 МГц

FM: 1.45 мкВ

Выше измерить уже не смог, прибор позволяет работать только до 1ГГц. Вот собственно и все. Если есть вопросы, пишите, постараюсь ответить.

Если вы когда либо хотели заняться радиолюбительством, не обязательно покупать собственное радиоприемное устройство. Слушать радиолюбительские частоты через веб-интерфейс позволят онлайн трансляции WebSDR. Опытным радиолюбителям проект будет не менее интересен, ведь более ста радиоприемников по всему миру предоставлены своими владельцами для публичного использования.

WebSDR - SDR приемник, подключенный к сети интернет, позволяющий любому себя настраивать и слушать радиоэфир. При этом программно-определяемая технология позволяет перестраивать приемник одновременно нескольким пользователям независимо и при этом прослушивать разные радиосигналы в отличие от множества классических радиоприемников, подключенных к сети интернет.

Серверная часть состоит из:

ПК с ОС Linux, подключенного к сети интернет (необходима скорость около 100 kbit/s uplink на слушателя);
программного обеспечения;
радиоприемника с антенной. Часто роль приемного устройства выполняет квадратурный смеситель, подключенный к аудиокарте ПК.

Отдин из радиолюбителей запустил такой сервер на Raspberry Pi по схеме, показанной ниже.

Интерфейс программного обеспечения прост. Он состоит из водопада и инструментов для настройки web sdr приемника.

Слушать онлайн sdr приемники, расположенные в России можно по ссылкам:

RTL-SDR – широко известное сочетание букв в среде радиолюбителей. Дешевые и доступные, можно сказать уже, народные SDR приемники из поднебесной несколько лет назад стали настоящим открытием для многих радиолюбителей. Куча народу потратило очень много времени и сил для того, чтобы реалтековский чип смог из обычного DVB-T приемника превратиться в полноценный сверхширокополосный SDR. И в этом обзоре я расскажу вам о следующей ступени эволюции этого приемника.

Я давно краем глаза поглядывал за тем, чем занимаются ребята из RTL-SDR.COM и таки сподобился заказать себе уже третью версию их свистка. О говорить бессмысленно, про него не писал только уже ленивый, а вот что нам могут предложить ребята из RTL-SDR? На мой взгляд, в их устройстве, на данный момент, реализованы все доработки которые были рождены и опробованы сообществом любителей RTL-SDR на практике. В итоге получилась классная игрушка как для начинающих, так и для продвинутых радиолюбителей. Пройдемся по основным пунктам отличающим этот приемник от конкурентов

Корпус

Ну, во-первых, это алюминиевый корпус, а не пластиковый, как на дешевых собратьях.

Что само по себе хорошо с точки зрения защиты от помех. Во-вторых корпус играет еще и роль теплоотвода, поскольку у платы приемника есть связь с корпусом через теплопроводящую силиконовую прокладку, которая кроме теплоотвода выполняет роль аммортизатора.

Корпус сделан из алюминиевого профиля и закрыт с двух сторон крышками, через которые с одной стороны выведен антенный разъем типа SMA который для жесткости закрепляется еще и гайкой.

А с другой стороны USB.

В целом, конструкция достаточно надежная. На мой взгляд, немного похабно выглядят саморезы которые крепят крышки корпуса, но это мелочи.

Внутри

Ребята из RTL-SDR.com сделали полностью свою, совершенно новую плату. В результате чего по утверждениям разработчиков удалось значительно снизить внутренние шумы схемы и уменьшить количество пораженных частот.

На плате, как и положено, разместились RTL2832U

И приемник от Rafael Micro R820T2. Все как у классического свистка. Но на этом сходство и заканчивается.

У нового девайса установлен термокомпенсированный опорный генератор от WTL на 28.8МГц расположенный в центре платы, что логично и правильно. К сожалению на офф. сайте WTL не смог найти описание на этот компонент, было бы интересно посмотреть на характеристики…

Для полного представления о новом приемнике проще всего посмотреть на схему которую я любезно позаимствовал .

Изучение особенностей платы начнем от антенного входа. Здесь расположился трехзвенный LC фильтр и небольшой малошумящий широкополосный предусилитель (на фото обозначен стрелкой) предположительно на микросхеме типа BGA2711. Далее идет еще один фильтр + согласующие цепочки.

А затем уже идет развязывающий трансформатор подключающийся непосредственно к RTL2832U.

Для питания микросхем приемника в RTL-SDR.com используют мощный малошумящий стабилизатор напряжения на AP2114. Для сравнения, в обычных «свистках» используется AMS1117.

Для питания активных антенн у RTL-SDR.com есть т.н. инжектор питания на 4.5 вольта, реализованный на отдельном переключателе (на фото обозначен стрелкой) который управляется непосредственно через интерфейс RTL2832U. На мой взгляд 4.5 вольта это как-то маловато, для питания, например, той же Mini-Whip, но это напряжение можно использовать, например как контрольное для включения/выключения схем управления питанием антенн. Здесь же по входу стоит диодная сборка BAV99. Это двадиода включенных встречно-параллельно, по сути, обычный диодный ограничитель защищающий чувствительный вход приемника (на фотографии A7W).

Также интересной особенностью является возможность масштабирования, например можно несколько приемников использовать одновременно для мониторинга разных диапазонов, при этом есть возможность подключения внешнего высокостабильного опорного генератора вместо встроенного TCXO, если он по какой-то причине Вас не устраивает. Для этого необходимо выполнить ряд манипуляций с паяльником, что для продвинутого радиолюбителя не является большой проблемой. Так же есть еще ряд интересных моментов, например на плату удобным образом выведены порты GPIO, CLK вход/выход опорного сигнала, 3,3 В, GND, I2C, которые также могут быть использованы продвинутыми радиолюбителями в своих целях.

SDRSharp

Здесь все как всегда, скачиваем SDRSharp с официального сайта , распаковываем в удобную для работы директорию, например: C:\SDRSharp и если раньше у Вас никогда не было в хозяйстве свистков на RTL2832, запускаем файл install-rtlsdr.bat который скачает нам драйвера и утилиту для их установки. Вставляем наш приемник в USB. Далее запускаем скачанный в ту же самую директорию файл zadig.exe и видим перед собой вот такое вот окно.

При этом, если вместо Bulk-In Interface (Interface 0) пустота, то проверьте, чтобы в меню Options стояла галочка List All Devices, далее в списке выбираем Bulk-In Interface (Interface 0) и жмем кнопку Install Driver. Собственно после установки можно запускать SDRSharp.exe, выбирать в списке приемников RTL-SDR (USB), и работать.

Прием КВ и УКВ

Для приема средних и коротких волн (500 кГц — 24 МГц) необходимо из режима квадратурного семплирования (Quadrature sampling) который используется для приема УКВ (24 МГц — 1200 МГц)

переключиться в режим прямого семплирования с порта Q branch (Direct sampling (Q branch)).

Испытания

Для изучения характеристик приемника использовался мой рабочий ноутбук Asus R510C. Принимаемый сигнал снимался со встроенной звуковой карты. В качестве источника сигнала и анализатора использовался прибор Rohde&Schwarz CMS 52. Увы, измерения удалось провести только до частоты 1ГГц, выше мой прибор уже не способен работать. Параметры при которых проводились измерения были выбраны такие же как при испытаниях приемника о котором я уже писал на страницах журнала.

Параметры для SSB: Тон 1кГц. Режим демодуляции приемника USB, RTL-AGC – On. Чувствительность приемника при SINAD 12дБ. Полоса приемника 3кГц.

Короткие волны (режим прямого сэмплирования (Q branch))

УКВ (режим квадратурного семплирования)

Как видно из результатов измерений предусилитель на КВ делает свое дело, и если у чувствительность была довольно низкая, то у девайса от RTL-SDR.com все в принципе не плохо. В режиме квадратурного сэмплирования немного удивила чувствительность на 12м-10м диапазонах, она не катастрофически низкая, но с трудом дотягивает до уровня не самой совершенной си-бишки, что наводит на размышления о том, что ребята разработчики несколько перемудрили с фильтром, для получения более высокой чувствительности придется немного подкорректировать номиналы элементов на входе в R820T. В остальном, чувствительность как на КВ, так и на УКВ отменная и заслуживает всяческих похвал.

Нагрев

В режиме квадратурного сэмплирования, когда устройство работает на полную мощность, корпус девайса достаточно сильно греется. Благодаря теплопроводящей прокладке, тепло с платы приемника передается на корпус и последний нагревается до достаточно больших температур, около 45 градусов по Цельсию.

RTL-SDR и другие ОС

Самое приятное для меня было в том, что приемник от RTL-SDR.COM, собственно как и другие аналогичные устройства на базе RTL2832U без проблем работают на моем стареньком MacBook. Просто скачиваем и устанавливаем CubicSDR, подключаем свисток в USB и у нас все готово для работы, никаких танцев с бубном не требуется.

Итог

А итог, надо сказать, весьма радостный. Всего за 20 долларов, да, да, всего за 20 долларов Вы получаете отличный гаджет для мониторинга как коротких, так и ультракоротких волн. Немного разочаровал фильтр на входе в R820T, но это не столь критично. В остальном RTL-SDR.com v.3 работает стабильно и без каких-либо проблем. Так что всем, кто все еще хочет попробовать и испытать на себе, что такое SDR, но по каким-то причинам сомневается, настоятельно рекомендую.

Катану отдай,
Меч деревянный возьми.
Так модно теперь.

Пусть это покажется не патриотичным, но благодарить за то, что простым русским людям жить стало лучше и веселее, следует китайцев. Конечно, в области балета они далеко не впереди планеты всей, да и про Мурку пьяным баритоном петь душевно не умеют. Но всё равно найдётся, за что их можно искренне любить.

К примеру, Россия, зачем-то убившая свою электронику, сейчас самостоятельно не сделает промышленным способом даже банального бытового КВ радиоприёмника, какой в познавательных целях в советское время паяли 15-летние пацаны. Поэтому судьба нам пользовать китайские приёмники, если только найдётся, что слушать в эфире (с этим ).

Заслуга китайцев не столько в том, что они снабжают нас вполне и другими нужными штуками за впятеро меньший прайс, чем того бы можно было ожидать от отечественных спекулянтов. Без китайцев мы бы вообще не приобщились к некоторым современным технологиям.

Поскольку местный автор всё ещё сохранил детство, необузданно играющее в попе, он Вам сегодня расскажет, как стать полноценным Сноуденом всего за дюжину долларов инвестиций в китайскую экономику. Приобретя у братьев-китайцев очень хитрый девайс двойного назначения, а уж через него - не хилый экспириенс и безусловный профит.

TV донгл на чипсетах RTL2832U и Rafael Micro R820T

Это вот такая штука, выпускаемая в многочисленных модификациях, и доступная в любом магазине китайской электроники типа АлиЭкспресс:

С обратной стороны в блистер вложен CD-диск с софтом, и, скажем так, антенно-фидерная система - магнитное основание с кабелем и разъёмом, в которое вкручивается антенна из середки лицевой стороны блистера.

В сборе получается вот такая картинка:

Стоит сразу сказать, что пульт управления и CD-диск нам вообще не пригодятся. Так же совершенно всё равно, что будет написано на самом донгле в плане поддерживаемого им функционала (от этого зависит его цена). Важно лишь, чтобы в донгле были микросхемки тюнера R820T и АЦП RTL2832U.

По всей видимости, никто и никогда не покупает эти донглы для использования по прямому назначению (прослушивание радио и просмотр цифрового эфирного телевидения на экране компьютера), всех интересуют в первую очередь альтернативные способности девайса.

Ну и мы туда же:)

Китайцы очень хорошо нас понимают, а потому обязательно оговаривают в описании лотов использованный чипсет, и даже подтверждают это фотографией внутреннего содержимого (кликните на картинку, чтобы увеличить):

Чипы с числом ножек более дюжины - это те самые тюнер (слева) и АЦП (правее). Причём жизненно важно, чтобы чуть выше антенного разъёма транзистор о трёх ножках (промаркирован как D6) был таки впаян. Он символизирует собой два встречно-параллельных диода в одном корпусе, защищающих вход девайса от статики - китайцы очень любят экономить на таких вещах, и запросто могут диодную сборку не впаять, что Вам непременно потом аукнется.

Выяснив, как это выглядит, пора задаться вопросом, что же там внутри, и как оно работает.

Что внутри у TV-донгла?

Не так уж и много деталек - схема кликабельна:

SDR начального уровня на TV донгле.

У чипа RTL2832U нечаянно был обнаружен очень ценный режим, в котором все встроенные в чип штатные функции декодирования TV полностью отключаются, а сам чип начинает работать как банальный, но быстродействующий АЦП, позволяющий делать оцифровку с частотой до 3 миллионов восьмибитных выборок в секунду. Это нам понятно, мы с детства наслышаны про мирно пашущий трактор с вертикальным взлётом.

С помощью специального нестандартного драйвера чипом даже можно полноценно управлять по USB, и получать от него оцифрованный эфирный сигнал.

Эфирный сигнал поступает от тюнера, выполненного на чипе R820T. Чип может быть и другим, но этот интересен тем, что способен работать на частотах от 24 МГц до 1.75 ГГц. Принимаемая частота также выставляется через USB драйвер, а кусок радиодиапазона вблизи заданной частоты и шириной от 250 кГц до 3 МГц вырезается из эфира, и скармливается АЦП.

Внимательно прочитайте буковки ниже таблички с версиями драйвера.

Теперь стоит выбрать гнездо USB, к которому донгл и будет впоследствии подключаться. Иногда наблюдается нежелание оконечных девайсов работать с «чужими» портами без переустановки драйверов, так что тут на всякий случай будем педантичны.

Втыкаем в выбранное гнездо USB 2.0 наш донгл, купленный у китайцев.
Антенну подключать к нему пока не надо.

Винда ринется опознавать обнаруженное устройство, искать для него драйвера, а потом их ставить. На этом этапе мы ей пока не мешаем, так как Винда должна предварительно детектировать наличие так называемого Bulk-In Interface.

А вот когда Винда захочет поставить драйвера, но нигде их не найдёт, запрос на поиск и установку драйвера надо отклонить. Драйвер мы поставим свой, альтернативный.

Не исключён вариант, что Винда всё-таки найдёт какой-нибудь драйвер для нашего устройства в Интернете, и поставит его. Чтобы потом этот неправильный драйвер не выковыривать, целесообразно заблокировать компьютеру доступ в Интернет перед втыканием донгла.

Для установки правильного драйвера запускаем тулзу из пункта раз, вынутую из архива. Что в каком выпадающем меню должно быть установлено, видно на рисунке:

Правда, при очередном обновлении Винда запросто может предположить, что это всё-таки некое Реалтек аудио устройство, для которого следует поставить драйвер поновее.

Если автообновление Вашего компьютера не юзает запрос на одобрение таких действий, и всё обновляет автоматом, то после такого насилия донгл в качестве SDR работать откажется.

В таком случае Диспетчером Устройств это фиктивное аудиоустройство нужно снести, вытащить донгл из USB, и вставить его обратно. Винда заново активирует Bulk-In Interface, обнаружит и одобрит интерфейс инфракрасного управления (оно в донгле, как понимаете, есть), и вспомнит про ранее установленный драйвер - переставлять его не потребуется.

Программы для управления SDR приёмником.

Скажем сразу, таких программ воз и маленькая тележка. Каждая из них заточена под какое-то конкретное применение, и определённые вещи делает максимально удобным образом. Вот такой способен развлекать Вас не менее недели, ежели Вы любите коллекционировать ощущения. Кстати, это культовый сайт для нашего девайса, его стоит поизучать.

Самый цимес состоит в том, что нужный софт можно написать даже самостоятельно. Например, вот простейшего софта, который работает в консоли Винды, принимая либо какую-нибудь одну станцию, либо мониторя несколько каналов. Ресурсов кушает практически ноль, и для мониторингового приёмника подходит идеально.

Как следует из рисунка на примере подслушивания местных таксистов, в консоли Винды возможно организовать некий визуал - видеть спектр и силу сигнала станции в диапазоне частот, рисунок её модуляции на «водопаде». А поскольку в программе есть даже шумодав, то не проблема превратить этот мониторинговый приёмник в сервис трансляции радиопереговоров в Интернет. Легковесная прога, USB свисток в порту компьютера, и короткая антенна, обычно торчащая прямо из свистка - внешне всё совсем просто.

До такой степени просто, что всё хардваре по трансляции куска эфира в Сеть может выглядеть так:

Более сложные программы предполагают наличие желания в них разобраться, а также серьёзный подход к радиоприёму. Ну и требования к процессору компьютера будут выше на порядок.

Местный автор перепробовал множество вариантов, и считает, что наиболее универсальным, но в то же время максимально простым и удобным в эксплуатации, является софт под названием SDR# (или SDRSHarp, что одно и то же).

Ни один энтузиаст SDR приёма мимо него никак не пройдёт, а скорее всего, именно на нём и остановит свой выбор. Потому что архитектура программы модульная, а программа портабельная. Что Вам надо, то в неё и впендюрите. Что не нужно, то отрежете.

Вероятно, имеет смысл изучение темы начинать с ресурса , плюс , где для данной управляющей программы, ко всему прочему, выложен плагин DSD+ (приём цифровых каналов связи, которые в эфире звучат как малопонятное, но интригующее тыр-тыр-тыц). С инструкцией по активации и настройке, естественно.

Об антенне.

Не забывайте: то, что идёт в комплекте поставки донгла, хорошо работает лишь в районе 600 МГц, где живёт телевидение. Слушать там особо нечего.

В других диапазонах эта антенна работает так себе, хотя на неё и ловится FM радиовещание и всякие местные полицаи и таксисты. Но всё-таки гораздо лучше будет применить настоящую антенну на соответствующий диапазон, либо хотя бы навинтить на магнитное основание штыревую телескопическую антенну регулируемой высоты. Её уже можно настроить на нужную длину волны, хотя без противовеса она и не станет работать в полную силу.

Только правильная внешняя антенна, высунутая за пределы железобетонного здания, позволит раскрыть весь потенциал SDR приёмника.

Впрочем, это справедливо и для приёмника любого иного типа.

Недостатки SDR на базе TV-донгла с RTL2832U:

Недостаток фактически только один - низкий динамический диапазон приёмника, обусловленный минимальной разрядностью чипа (8 бит).

Это означает, что если в участке диапазона работает много станций, часть из которых проходит слабо, и Вы как раз слушаете одну из станций со слабым сигналом, то появление гораздо более мощной станции снижает чувствительность приёмного тракта до состояния, когда приём этой слабой станции становится проблематичен, или даже вовсе невозможным.

Эффект сказывается главным образом на УКВ, где связные станции имеют символическую мощность (от 5 до 7 Ватт), но где-то рядом с Вами периодически включается мощная базовая станция какого-нибудь полицейского РОВД.

Это принципиальный недостаток - динамику более 40-50 db Вы не получите.

Лечится это дело только наращиванием разрядности АЦП, но исключительно в ущерб цене.

Правда, с другой стороны, более высокая разрядность АЦП не позволит развернуть панораму на мегагерцы - у того же FUNcube Dongle Pro она составляет 192 кГц максимально. Это взаимно зависимые параметры, обусловленные конечной полосой пропускания порта USB – пропихнуть через порт можно сколько-то бит в секунду, и не больше.

Наиболее качественным изделием в этом классе, по мнению местного автора, является . Ценник не так сильно отличается от китайской бытовухи, но исполнение качественно иное.

Недостатки «голого» донгла.

Недостаток архитектуры приёмного тракта донгла тоже фактически только один - принципиальное отсутствие входных контуров (преселектора), либо хотя бы полосовых диапазонных фильтров, не позволяет реализоваться высокой чувствительности SDR приёмника по причине невеликого динамического диапазона.

Для серьёзного применения жизненно важно оснастить донгл сменными фильтрами на частоты тех диапазонов, что Вам интересны. Может быть, даже учредить преселектор, когда диапазон частот достаточно широк (например, 144-146 МГц).

Итого.

Несмотря на некоторые ограничения, обусловленные лишь бюджетностью конструкции, в умелых руках USB свисток класса «TV-донгл R820T+RTL2832U» за $10 способен стать основой для приличного приёмника, который ловит всё.

И в любой модуляции.

Но даже в состоянии «голый донгл без ничего» чудесный китайский девайс являлся бы мечтой любого радиолюбителя ещё каких-нибудь десять лет назад. А вот сегодня сиё чудо природы никого не удивляет, и 99% населения, прочитав восторги местного автора, даже и не поймёт, с чего это местный автор так счастлив, и по какому такому странному поводу.

О применении.

Как это ни странно звучит, но из комментариев позднее стало понятно: очень многие просто не понимают ценность девайса. Наивно полагая, что это всего лишь жалкое подобие приёмника, какие начинающие радиолюбители из трёх транзисторов паяют. Шипит, картавит, а толку мало.

На самом деле круг применений донгла много шире. Например, с помощью программы можно наглядно посмотреть силу сигнала различных сотовых сетей в любом месте, где этот вопрос хоть кого-то волнует. Например, на фазенде у местного автора наблюдается вот такая картина:

Сигналы сот покрашены в родные цвета операторов.

Из картины следует, что МТС тут весьма хорош, две его соты из четырёх идут мощно. Мегафон проходит слабее, и только одна его сота из трёх вблизи. Билайн явный аутсайдер, ибо все его четыре соты равноудалены, а сигнал от них слабый.

И никакие натурные испытания разных симок не понадобятся - полный расклад по качеству связи обретается буквально за три минуты. Без симок на руках.

Приём КВ на донгл.

В комментариях к этой статье есть упоминания про конвертеры. Местный автор соорудил один такой, и даже умудрился принять радиолюбителя за тысячу километров на шнур от чайника в качестве антенны.

На всякий случай, краткое описание конструкции.

Небольшая металлическая коробочка внутри поделена фольгированным стеклотекстолитом на два отсека, в меньшем из которых поселен донгл. Без всякой переделки, и лишения его ненужных, в общем-то, разъёмов:

Антенный вход выведен через перегородку во второй отсек, где собран фильтр 9 порядка, эффективно обрезающий всё ниже 60 МГц. Он распаян на плате, стоящей вертикально:

Расстояния между катушками намеренно оставлены большими.
Для чего использованы длинные трубчатые конденсаторы.
Таким образом, нужда в экранах между катушками отпала.

На горизонтальной плате собран конвертер на чипе SA612AN, с индуктивной связью на антенный фильтр донгла (на балансном выходе смесителя стоит индуктивность, расположенная вдоль оси первой индуктивности фильтра). Так что проблему суммирования сигнала с конвертера и УКВ антенны решать не пришлось.

Гетеродин исполнен на отдельном чипе кварцевого генератора 100 МГц.

На входе смесителя имеется парочка последовательных фильтров.
Первый отсекает всё, что ниже 3 МГц.
Второй обрезает то, что выше 30 МГц.
Оба фильтра 7 порядка.

Из всей коммутации - кнопка подачи питания на конвертер.
(УКВ антенну из гнезда при этом придётся вынуть):

Однако то, что в итоге получилось, местному автору не понравилось.

Видимо, был просчёт в конструкции, ибо схему местный автор рисовал сам. Где-то с согласованием сопротивлений промах, не иначе - приёмник получился откровенно туповат. Оценочно чутьё у него микровольт пять.

Скорее всего, идти по пути самостоятельного построения конвертера для донгла не очень разумно, так как есть уже готовые конструкции типа , в которых содержимое донгла укомплектовано всеми необходимыми каскадами для куда более качественного приёма КВ, да ещё и с коммутируемыми диапазонными фильтрами.

Причём с оформлением в корпус соизмеримого с предыдущим фото размера:

Где купить такой донгл на RTL2832U + R820T2 ?

Другие статьи категории «Радиоприём»

Перед тем, как обозреть симпатичную зверушку с китайским прищуром, марка которой указана в заголовке данного опуса, хочется для людей, не особо искушённых в радиоприёмных девайсах, чуток эти самые девайсы классифицировать. Иначе выбор китайской зверушки и восторги от неё не будут понятны. Если пойти прямиком на АлиЭкспресс…

Возобновляем писать обзоры про нужные в хозяйстве технические штуки. И, раз уж мы начали с мелкого приёмника TECSUN R-919, то продолжим тему разговором про что-нибудь чуть более солидное и самурайское. Но для начала, как повелось у местного автора испокон веков, зададим себе ряд далеко не очевидных вопросов.

Очень похоже, что блогу местного автора не помешает обзавестись кучкой категорий тематики «за жизнь». Ибо читать нескончаемые баллады с продолжением про «манимейкерствующего юзера» всем, наверное, уже до смерти надоело. Но только давайте даже в бессодержательном трёпе будем по-самурайски патриотичны. Раз уж Великий Путин…

№ 1

Ну вообще! Я тут всё никак не решусь на супер Tecsun S-2000 за 15 тысяч, а тут, получается, и не надо решаться? Флэшка и простенький ноут и всё???

Разница есть, ибо в Tecsun-е всё организовано аппаратно, а в донгле - программно, и нужен внешний компьютер, причём довольно производительный.

Ну и вообще-то Tecsun S-2000 работает в КВ, а донгл - выше по частоте. Не одно и то же.

И ещё. TV принимается DVB-T, оно у нас ловится?
Вроде как в раше надо DVB-T2..

ТВ у нас действительно не той религии, и ловиться на подобные донглы не будет. Теоретически. Ибо родной софт от свистка местный автор на комп даже не ставил, и экспириенса по данному вопросу не имеет.

№ 2

Благодарю за интересный пост. Заказал аналогичное, и потому жду продолжения ("... представит такую конструкцию, перекрывающую все КВ диапазоны плюс УКВ...")

Будет, но там потребуются прямые руки и мастерство ветеранов терморектального криптонализа. Что не всем покоряется.

№ 3

Вроде бы буквы знакомые, и местная терминология не напрягает, но так и не понял... Зачем таки Вам понадобилась эта наибанальнейшая погремушка?

В голову не приходит ничего кроме озвученого "местный автор всё ещё сохранил детство, необузданно играющее в попе" :))

Эта банальнейшая погремушка без проблем работает ВЧ/СВЧ частотомером, анализатором спектра, прикидывается аналогом японского сканирующего приёмника стоимостью в тысячу уёв (не по характеристикам, естественно, а при использовании в бытовых целях), а ещё про новости разговаривает внутри диапазона FM.

Ну и с правильной антенной служит рацией на приёме, причём на любой ныне существующий диапазон.

Понятно, что есть люди, которым всё это даром не надо.
Но есть и другие люди. Которым надо.

К примеру, только с данным донглом по его шикарной панораме местный автор наконец сумел точно вогнать в стандартную сетку несколько имеющихся у него PMR станций, ни одна из которых прямо с завода в той сетке не стояла и близко. И, как оказалось, рабочие частоты станций совпадали лишь примерно, слегка перекрываясь:)

Ну и как жить без такого полезного девайса?
Не, это как раз та мелочь, без которой - никак.

Петенька

№ 4

В статье ничего не отражено про порт стандарта USB 3.0. Производители описываемых девайсов уже подсуетились? Выпустили приёмник учитывающий данную спецификацию? Пропускная способность всё же повыше будет чем у USB 2.0

А оно им зачем?

TV донгл призван работать с одним каналом видео, которому за глаза хватает пропускной возможности USB 2.0 - вот когда на компьютере будут физически отсутствовать такие разъёмы, тогда и озадачатся.

Никто же мышку не вешает на USB 3.0, верно?

К тому же, довольно производительный ноутбук не осиливает полосу более 1 МГц шириной - начинаются артефакты звука. Процессора не хватает раньше, чем исчерпывается пропускная способность порта.