Високий пріоритет потоку обробки сигналу із смугою частот трохи більше 3 кГц призводив до помітного уповільнення роботи ПК того часу. Сьогоднішні системи поводяться порівнянним чином, обробляючи у 1000 разів більше інформації.
Саме цей потяг до економії і визначив подальшу долю більшості тюнерів, зібраних на основі RTL2832U. Витік інформації про можливості чіпа справив ефект бомби, що розірвалася. Ще б пак, адже всі радіоаматори світу відразу отримали потужний засіб радіо-моніторингу. Приймач, що покриває діапазон від Low-Band до віддаленого УКХ, не обмежений ні типом модуляції, ні гострою настройкою з можливістю панорамного перегляду смуги більше 3 МГц, і все це за 10 доларів! Ну і нехай, що робота можлива тільки в парі з комп'ютером, зате дешево і на вигляд практично не відрізняється від простої флешки. Для порівняння, класичний скануючий приймач з підтримкою такого діапазону частот і типів модуляції (але без панорамного огляду) коштує близько п'ятисот доларів і виглядає вкрай підозріло в руках звичайної людини.
Приймач, що розглядається в даній статті, на базі RTL2832U є класичним SDR, тому й отримав у народі назву RTL-SDR. Навіть китайські інтернет-магазини часто продають ці тюнери саме під такою назвою, зовсім забуваючи згадати, що цей пристрій замислювався як телевізійний тюнер, а не іграшка для радіоаматорів.
Software Defined Radio - пристрій прийому та/або передачі радіосигналів, побудований на базі цифрової обробки сигналів процесором комп'ютера. Від класичного «аналогового» принципу відрізняється саме тим, що сигнал на якомога більш ранніх стадіях (у разі приймача) перетворюється на цифровий вигляд і надалі обробляється процесором. Це дозволяє позбавитися маси аналогових елементів схеми, часто дорогих і/або вимагають тонкого налаштування. У випадку SDR-передавача сигнал до останнього існує в цифровому вигляді і проходить ЦАП в самому кінці свого формування. Крім аналогового радіо та SDR, існує ще великий клас DSP-радіо, яке багато в чому аналогічне SDR, але за цифрову обробкувідповідає непросто програма, а спеціалізований DSP-чіп (Digital Signal Processor). Такий цифровий сигнальний процесор реалізує всі або частину алгоритмів обробки сигналів на рівні логіки, а не програмного коду, що робить його більш економічним та ефективним, хоч і менш гнучким порівняно з SDR. Насправді часто буває складно провести чітку грань між SDR і DSP.
Примітною особливістю практично будь-якого SDR є його всеїдність, адже навіть досить складні у «залізній» реалізації методи кодування (наприклад, односмугова) амплітудна модуляція– SSB) легко обробляються програмно і практично для такого приймача взагалі немає різниці, що приймати. Як демонстрація цієї особливості, можна згадати курйозну розробку, яка дозволяє приймати на такий тюнер аналогове телебачення. Так-так, ці збоченці змусили TV-тюнер приймати TV-сигнал! Але незвичайне тут те, що тюнер начебто тільки для DVB-T, а сигнал таки аналоговий.
На жаль, приймач аналогового телесигналу виходить не дуже повноцінним, і вдіяти з цим нічого не можна. Проблема в тому, що сигнал зображення в системах PALабо SECAM з розкладанням на 625 рядків займає в ефірі смугу до 6.5 МГц, тоді як RTL2832U в SDR-режимі вміє одночасно оцифровувати максимум 3.2 МГц. У результаті через обмеження доступної смуги частот зображення приймається зі значно зменшеною горизонтальною деталізацією, а звуковий супровід(для передачі якого використовується окрема несуча осторонь сигналу зображення) не приймається зовсім.
Також за допомогою цього тюнера можна приймати та декодувати сигнали GPS, переговори абонентів стільникових мереж(Коли вимкнено шифрування), або, скажімо, «читати» пейджингові повідомлення (там, де такі все ще у ходу). Для цього існує або самостійно ПЗ, або плагіни до універсальних «комбайнів» на кшталт SDRSharp.
То що з короткими хвилями?
Коротше, дуже вдала іграшка вийшла, але не буває так, щоб усе одразу було добре. Моніторинг місцевого УКХ-ефіру – це, безумовно, дуже цікаво, але було б набагато цікавіше, якби була можливість прийому на більш низьких частотах. Адже тільки на частотах менше 30 МГц можна почути сигнали передавача, розташованого на іншому краю планети. Тим більше, що просунуті можливості детектування різних видів модуляції виявляються практично незатребуваними в діапазоні ультракоротких хвиль. Службовий аналоговий зв'язок, як правило, ведеться з використанням вузькосмугової частотної (NFM), а в авіа-діапазоні в ході звичайна амплітудна модуляція. Найенергоефективніший і найскладніший у реалізації метод модуляції з однією бічною смугою (SSB) на УКХ практично не використовується, а от на коротких хвилях без нього можна хіба що Радіо Китаю послухати.Проблема прийому коротких хвиль RTL-SDR має кілька рішень. Перше - це подача сигналу з антени безпосередньо на вхід мікросхеми RTL2832U, минаючи радіочастотний модуль (представлений зазвичай чіпом R820T або R820T2). Називається це прямим оцифруванням (Direct Sampling, він же Q-branch або I-branch), і саме такий метод використовується в дешевих наборах типу «зроби сам», масово представлених у китайських інтернет-магазинах.
У такі набори входить корпус, TV-тюнер, друкована плата, жменя дискретних деталей та дуже дивна антена. Тюнер передбачається розібрати, відпаяти від нього плати USBі антенний роз'єм, і впаяти те, що залишилося у відповідний фігурний виріз більшої друкованої плати. Туди ж встановлюються дискретні елементи, все це закручується в корпус і на виході виходить симпатична коробочка розміром не більше за пачку сигарет, теоретично здатна приймати сигнали в діапазоні від нуля до багатьох сотень мегагерц.
На практиці метод прямого оцифрування хоч і відрізняється крайньою простотою реалізації, але має занадто багато недоліків. Найголовніший з них – фактичне оцифрування сигналу лише в діапазоні до 14400 кГц. Приймати він може і більш високі частоти, проте це вже побічний канал прийому, який заважає основному і заважає основний. Другий критичний недолік - досить низька чутливість отриманого таким чином короткохвильового приймача. Вхід RTL2832U не призначений для обробки слабких сигналів, що надходять з антени. Реальна чутливість виходить гірше за кілька десятків мікровольт, чого явно недостатньо для прийому далеких SSB-станцій, особливо на неефективну коротку антену.
Антени – окрема дуже велика тема, яку написано тисячі серйозних робіт. У обивательських колах існує думка, що чим довша антена – тим краще вона працює, однак у більшості випадків це зовсім не так. Найкращий результат дає антена, налаштована на резонанс. А найпростіший шляхдомогтися резонансу - це вибрати правильний розмір. Ефективна дротяна антена повинна мати довжину, приблизно рівну чверті довжини хвилі станції, що приймається. Наприклад, приймати сигнал на частотах у районі 3.5 МГц (довжина хвилі близько 85 метрів) найкраще буде 21-метровий провід. До сантиметрів відміряти не варто, бо крива резонансу все одно досить полога. Дуже згубно на якість антени впливає будь-який паралельний електропровідний предмет, у тому числі земля. Тому провід повинен бути вертикальним або похилим і не розташовуватись під гострими кутами до близьких металевих або бетонних конструкцій. При неможливості спорудження повнорозмірної антени допускається згорнути провід у три-п'ятиметрову спіраль (але його реальна довжина однаково приблизно повинна відповідати чверті довжини хвилі). Так само не забуваємо, що у разі використання чвертьхвильової антени, зовнішній контакт антенного входу приймача обов'язково повинен бути заземлений або підключений до дротової противаги тієї ж довжини.
Малу ефективність антени можна компенсувати підвищенням чутливості приймача. Наприклад, зв'язкові короткохвильові приймачі зазвичай мають чутливість 0.25 мікровольта і краще, тому багато десятків мікровольт «голого» RTL2832U згодяться хіба що для прийому потужних радіомовних станцій.
До речі, антена з комплекту призначена для стільникового модему, Про що на ній прямо написано. На коротких хвилях вона працює майже ніяк, а що змусило китайського виробникавзагалі покласти її в набір – велика таємниця.
Крім низької чутливості та проблем з робочим діапазоном, схема прямого оцифрування незручна складністю підключення додаткових дротів до висновків мікросхеми. Зробити це реально лише голчастим жалом та під сильним збільшенням. Тверда рука також життєво необхідна, тому багато хто саме на даному етапі запороли тюнер і відправили залишок набору в довгий ящик.
І хоча навіть цим недоліки не обмежуються, гадаю, сказаного вже достатньо для розуміння того, що збирати його відповідно до задуму виробника не варто. Набагато краще використовувати набір як основу для гіднішого пристрою аналогічного призначення.
Перетворення частоти
Другий спосіб навчити RTL-SDR приймати КВ полягає в перенесенні спектру 0-30 МГц в будь-яку іншу ділянку, з якою тюнер вміє працювати без будь-яких модифікацій.Подібний перенесення називається перетворенням частоти вгору (Up-converting) і проводиться за допомогою допоміжного генератора змінного струму та схеми, яка називається змішувачем. Суть роботи змішувача полягає в наступному: при подачі на його входи двох сигналів з різними частотами, на виході формується третій сигнал, частота якого дорівнює сумі чи різниці вхідних. При цьому вихідний сигнал повторює у собі всі амплітудні та частотні коливання вхідних. Таким чином, якщо на один вхід подати прийнятий антеною сигнал у діапазоні 0-30 МГц, а на інший - не модульований змінний струм від допоміжного генератора (гетеродина) із частотою, скажімо, 100 МГц, то на виході ми отримаємо повну копію сигналу з першого входу, зсунуту на 100 МГц нагору.
У більшості подібних перетворювачів пропонується використання мікросхеми SA602, яка відмінно зарекомендувала себе у зв'язковій апаратурі практично всіх діапазонів хвиль. Вона досить поширена, вимагає мінімум «обв'язки», а її можливості з лишком покривають наші потреби.
Цілком аналогічний чіп може ховатися і в корпусі з маркуванням NE602. Також існують дешевші мікросхеми SA612 і NE612, які трохи відрізняються за характеристиками, але теж цілком придатні для перетворювача частот. Цоколівка та робоча напруга всіх чотирьох мікросхем збігаються, тому вони повністю взаємозамінні.
Єдина теоретично помітна в даному випадку відмінність мікросхем SA612/NE612 від SA602/NE602 – це їх менший коефіцієнт посилення, 14 dB проти 18. Однак на практиці в наведеній нижче схемі мені не вдалося виявити на слух будь-яку різницю між ними, тому сміливо можна використовувати ту, яка першою потрапить під руку.
Що ще, крім гетеродина та змішувача потрібно для перетворювача частоти? Останнім життєво необхідним елементом схеми є фільтр низьких частот (ФНЧ, він Low-pass Filter). Його важливість походить із самого принципу роботи перетворювача частоти. Ми пам'ятаємо, що змішувач у перетворювачі робить додавання та віднімання частот, що надходять на його входи. І якщо з частотою гетеродина 100 МГц на другий вхід подати сигнал 3.5 МГц, ми зможемо прийняти його тюнером при налаштуванні на 103.5 МГц. Однак якщо подати на другий вхід сигнал із частотою 203.5 МГц, то змішувач послужливо віднімає з нього частоту гетеродина і знову видасть нам ті ж 103.5 МГц.
Цим відсіканням і займається фільтр низьких частот. Детально на принципі його дії зупинятися не будемо, тим більше, що він очевидний будь-кому, хто знає, що таке індуктивне і ємнісний опір. Для нас головне, що він дуже простий у реалізації і, не дивлячись на свою аналогово-високочастотну сутність, при правильному виготовленні не потребує будь-якого настроювання. Схема ФНЧ сьомого порядку із частотою зрізу 30 МГц виглядає так:
Існує деяка плутанина в іменуванні фільтрів нижніх та верхніх частот у російськомовній літературі. Одні автори керуються такою логікою: "фільтр повинен називатися фільтром низьких частот, якщо він відфільтровує (тобто пригнічує) низькі частоти". Інші ж, навпаки, думають так: «якщо фільтр очищає (тобто навпаки, залишає) низькі частоти, то саме його і потрібно називати фільтром низьких частот». У результаті різних джерелах під ФНЧ (чи ФВЧ) маються на увазі цілком протилежні поняття. Для усунення плутанини пропоную згадати англійські терміни, які не допускають двозначності. Фільтр, що пропускає низькі (тобто пригнічує високі) частоти, називають Low-pass Filter. Зворотний йому, відповідно, – High-pass Filter. Все однозначно і жодної плутанини. І якщо перекласти ключове слово англійської та накласти його на російський термін, то виходить, що Low-pass Filter – це фільтр низькихчастот, тобто. ФНЧ. В той же час High-pass Filter – це фільтр високихчастот, ФВЧ.
У принципі, з трьома життєво необхідними елементами визначилися, і якщо зробити перетворювач частоти за стандартною схемою з даних, то він вже буде працювати. Однак така схема має ще один неочевидний недолік, який значно погіршить характеристики пристрою.
Погодження опорів
Вхід змішувача обраної мікросхеми має опір близько 1500 Ом, а описана вище чвертьхвильова антена - лише 50 Ом або менше. На перший погляд, здається, що нічого страшного, адже з «силової» точки зору важливо, щоб споживач (вхід мікросхеми) мав вищу. внутрішній опір, Чим джерело (антена), і в даному випадку цієї умови дотримано. Ось тільки з «сигнальної» точки зору таке співвідношення означає, що споживач не бере всієї потужності від джерела. А там, де споживач не бере все, що йому пропонується, сигнал завжди проходить із втратами.Багато конструкторів-початківців взагалі не приділяють уваги узгодженню опорів саме тому, що керуються «силовим» підходом. Адже опір лампочки на багато порядків вищий за вихідний опір найближчої трансформаторної підстанції, і нічого, лампочка світиться, підстанція не вибухає. Помилка тут у тому, що перед лампочкою не стоїть завдання «висмоктати» всю енергію з підстанції, її функція полягає в тому, щоб узяти рівно стільки, скільки їй потрібно. У той же час у сигнальних ланцюгах будь-який недобір і перебір призводять до того, що частина енергії просто не сягає джерела споживача і в результаті сигнал послаблюється.
Другою точкою схеми, де потрібне узгодження опорів, є вихід змішувача. Тут ситуація навіть гірша ніж на вході, тому що високоомне (ті ж 1.5 кім) джерело потрібно підключити до низькоомного споживача (вхід тюнера має стандартний «телевізійний» імпеданс 75 Ом).
Знову приклад із механіки. Уявімо собі електродвигун з номінальною частотоюобертання, скажімо, 3000 оборотів за хвилину, і ліфт. Припустимо, що потужність двигуна саме відповідає потужності, необхідної для підняття кабіни. Однак якщо ми безпосередньо з'єднаємо вал такого двигуна та лебідку ліфта, нічого хорошого у нас не вийде. Вал двигуна прагне крутитися занадто швидко, але при цьому забезпечує занадто малий момент, що крутить, для того, щоб кабіна ліфта могла рухатися в нормальному режимі. Так, ймовірно, такий ліфт все-таки зможе працювати. З сильним перевантаженням двигуна та/або «космічною» швидкістю руху кабіни після розгону. Для того, щоб наш ліфт запрацював нормально, двигуну теж необхідний редуктор, який зменшить частоту обертання і при цьому збільшить момент, що крутить. А гірше за попередню ця ситуація тому, що тут не тільки не оптимально використовуються енергія джерела, а й порушується режим його роботи через надмірне навантаження.
В принципі, тут теж саме місце трансформатору або, у крайньому випадку, LC-фільтру, що узгоджує. Але виготовлення трансформатора, як говорилося вище, не варто витрачених зусиль, а узгоджуючий фільтр, по-перше, має надто «горбату» амплітудно-частотну характеристику, а по-друге, є надмірним з погляду самої необхідності щось фільтрувати в даній точки схеми. Загалом, я вирішив використати активний узгоджуючий каскад. Він хоч і вимагає деякої енергії для своєї роботи, але дозволяє отримати майже ідеальне зниження опору в будь-яких розумних межах.
У цій схемі навантаження транзистора включена не в колекторний ланцюг, як це робиться у звичайному підсилювальному каскаді, а в емітерну. В результаті колектор з погляду вхідного сигналузаземлений (через джерело живлення), а схема отримала назву каскаду із загальним колектором. Такий каскад не дає посилення напруги, зате дозволяє як би додати «струмової потужності» високоомного джерела сигналу, або, іншими словами, знизити його вихідний опір.
Друга назва такого каскаду – емітерний повторювач, який він одержав від своєї надзвичайної лінійності. Таке включення навантаження, по суті, вводить у каскад негативний зворотний зв'язок глибиною 100%. Адже будь-яке відкривання транзистора вхідним сигналом призводить до збільшення струму через навантаження, а значить і підвищення напруги на емітері транзистора. В результаті будь-яке збільшення напруги на базі щодо емітера призводить до синхронного збільшення напруги на емітері на таку саму величину. Або, іншими словами, напруга на навантаженні просто повторює напругу на вході каскаду. Але, не дивлячись на відсутність посилення, струм, що тече через навантаження, в ідеальному випадку обмежений тільки її опором, і при цьому майже весь він береться з ланцюга живлення, дуже слабко навантажуючи джерело вхідного сигналу.
У нашому випадку каскад навантажений резистором на 75 Ом, що забезпечує ідеальне узгодження з входом тюнера, а висока лінійність повторювача дає можливість легко перекрити весь діапазон 0-30 МГц, не втративши ні децибела. Єдине "але": транзистор для цього каскаду бажано підібрати з великим коефіцієнтом передачі струму, краще, якщо він буде 200 одиниць або вище. Більшість екземплярів транзистора 2N2222A задовольняють цій умові (якщо не відбраковування, звичайно), але все-таки краще перевіряти ще раз хоча б простим китайським мультиметром.
Не плутайте транзистор 2N2222A з близьким родичем P2N2222A, який має дуже схожі параметри, але відрізняється цоколівкою. В обох транзисторів база виведена на центральну ніжку, а колектор і емітер розташовуються в дзеркальному відображенні, тому на наведену нижче друковану плату P2N2222A повинен встановлюватися з розворотом на 180 градусів.
Ще одним вкрай бажаним елементом конструкції є реле, що дозволяє використовувати тюнер і його «рідному» діапазоні частот. Погодьтеся, було б прикро отримати чисто короткохвильовий приймач, якщо буквально однією деталлю можна зробити його універсальним. Принцип дії реле відомий всім, і в даному випадку один перемикаючий контакт просто повинен комутувати вхід тюнера між виходом частоти перетворювача і гніздом УКХ-антени.
Дуже важливим у даному випадку параметром виявляється те, що не часто зустрінеш у датасіті на реле – мінімальна напругата струм комутації. Саме мінімальні! Проблема в тому, що навіть замкнуті контактиЗвичайного реле можуть виявитися не з'єднаними один з одним у строгому сенсі. Через оксиди та ерозію між ними може вийти найтонший непровідний зазор, який миттєво пробивається напругою навіть у частки вольта і спікається від струму в десяток мікроампер. Однак при комутації приймальної антени у нас далеко не завжди є сотні мілівольт та десятки мікроампер. Тому слаботочні реле мають спеціальну конструкцію та особливе покриття струмопровідних елементів (аж до «мокрого» ртутного контакту), які забезпечують надійну комутацію ланцюгів із субмікронними напругами та струмами.
Як виявилося, слаботочні реле високочастотні досить рідкісні і дорогі, тому довелося шукати заміну. Найбільш доступним і відповідним варіантом виявилося герконове реле. У його основі лежить геркон (герметичний контакт), що є герметичною скляною трубкою з впаяними в її торці пружними позолоченими або родованими сталевими пластинами. Трубка заповнена інертним газом, що виключає утворення оксидів. Управління здійснюється струмом у котушці, яка намотана на геркон: під дією магнітного поля сталеві пластини згинаються та замикають або розмикають ланцюг.
На жаль, усі доступні в місцевому продажу імпортні герконові реле виявилися з одним замикаючим контактом, що не дозволяє перемикати джерела сигналу. Городити два окремих реле не хотілося, тому довелося випаяти зі старої радянської плати від якогось вимірювального приладу реле РЕМ55А. Це герконове реле з одним перемикаючим контактом, придатне для комутації приймальної антени в діапазоні коротких хвиль.
Маркування реле виробництва СРСР визначало переважно його форм-фактор, а чи не електричні характеристики. Такі параметри, як опір обмотки, напруга та/або струм спрацьовування, а іноді навіть використовуваний матеріал контактів, визначалися так званим паспортом, або виконанням. При цьому тип паспорта на корпусі був присутній далеко не завжди. В результаті визначення конкретних характеристик іноді перетворювалося на своєрідний квест. Наприклад, напруга спрацьовування можна було опосередковано визначити за оммічним опором обмотки. Виміряне значення потрібно було знайти у таблиці паспортів даного типуреле та по ньому визначити конкретний типта інші показники. Особливої пікантності процесу додавало те, що опір обмотки міг збігатися не тільки для реле з, наприклад, різним матеріалом контактів (що саме зрозуміло), а й у реле з різною напругоюспрацьовування.
На напругу 5 вольт розраховані реле РЕМ55А з паспортами 03xx, 08xx, 11xx, 16xx (вони ж РС4.569.600-03, РС4.569.600-08, РС4.569.600-11 та 66). Також можна використовувати 6-вольтові модифікації 02xx, 07xx, 15xx (РС4.569.600-02, РС4.569.600-07, РС4.569.600-15). Опір обмотки у всіх відповідних виконань від 57 до 110 ом.
В принципі, можна використовувати будь-яке малогабаритне герконове реле, щоправда, потрібно буде переробити під нього креслення друкованої плати під його розпинування. Бажано також, щоб реле було новим, або хоча б не використовувалося раніше в ланцюгах з напругою вище десятка вольт та струмом більше одиниць мА.
Схема
Практична схема конвертера має такий вигляд:
У ній ми бачимо вже знайомий ФНЧ, власне мікросхему перетворювача частоти з обв'язкою, вихідний узгоджуючий каскад на транзисторі, і реле, що комутує. Комутація входу тюнера ANT на вихід перетворення відбувається автоматично одночасно з подачею живлення на схему.
Не дуже зрозумілим може здатися призначення резистора R1 і конденсатора C1, але якщо згадати те, що хороша короткохвильова антена може досягати довжини кількох десятків метрів, виникає думка і про атмосферну електрику. Ні, від прямого удару блискавки в антену нічого не врятує, а ось від статики та наведеного далеким розрядом імпульсу цілком можна убезпечитися. Резистор R1 (бажано потужністю 1 Ватт) просто відкриває нехай статичної електрикина землю, а конденсатор C1 (це має бути високовольтний керамічний конденсатор на напругу не менше 1 кВ) перешкоджає попаданню цієї електрики на вхід мікросхеми. В іншому, якщо прийом планується тільки на укорочену антену, то резистор можна взагалі не встановлювати, а конденсатор замінити перемичкою (або звичайним, не високовольтним керамічним конденсатором тієї ж ємності).
Діод D1, включений паралельно до обмотки реле, гасить індукційний викид, що виникає в момент відключення живлення схеми. Обмотка реле має значну індуктивність та накопичує у своєму магнітному полі чимало енергії. При припиненні перебігу постійного струмуця енергія вивільняється у вигляді імпульсу напруги зворотної полярності, який у нашому випадку надходить прямо на шину живлення всього пристрою, включаючи тюнер. На цьому місці можна використовувати будь-який малогабаритний діод з максимальною зворотною напругою 10 вольт або більше.
Включення мікросхеми переважно відповідає референсу з даташита. Для перенесення вхідного сигналу робочий діапазон тюнера потрібен генератор на частоту 40 МГц або вище. При цьому слід враховувати такі фактори:
- Радіочастотний модуль R820T розрахований на роботу в діапазоні від 42 МГц, тому на нижчих частотах його чутливість і навіть працездатність не гарантовано.
- В отриманому діапазоні перенесення небажано наявність потужних станцій, що передають, тому що їх сигнал може потрапити на вхід тюнера минаючи перетворювач частоти і все зіпсувати.
- Частота гетеродина повинна бути максимально стабільною, адже будь-яка її зміна збиває налаштування на передавач.
Кварцовий резонатор (або просто «кварц») – це тонка пластина кварцу, на різні сторони якої нанесено провідне напилення. Пластина вирізана з монокристалу чистого діоксиду кремнію, який має властивість механічно коливатися під дією електричного поля, прикладеного вздовж деяких осей. Як і будь-яка механічна коливальна система, пластина має власну частотурезонансу, що визначається її формою та товщиною. Якщо до металевого напилення підвести змінну напругу, то пластина почне вагатися в такт із змінами електричного поля, а нею, що надається нею. електричний опірбуде залежати від частоти цих коливань. На частоті резонансу опір різко змінюється в сотні і тисячі разів, що дозволяє використовувати таку пластину як елемент генератора. Перевагою кварцу є його висока стабільністьта зручність використання у генераторах коливань. Саме тому його можна знайти практично у будь-якому електронному пристрої.
Ідеальною для перенесення була б частота гетеродину 120-125 МГц. При такому її значенні вся ділянка 0-30 МГц переноситься в відносно тихий діапазон хвиль, де немає мовних передавачів.
Частота гетеродина 100 МГц, що використовується в багатьох китайських конвертерах, є вкрай невдалою. Адже в цьому випадку найцікавіший діапазон 0-8 МГц після перенесення нагору потрапляє в область УКХ-радіомовлення. Потужний сигнал мовної FM-станції часто може бути прийнятий навіть резистором на платі, після чого він накладеться на перенесений сюди слабкий сигнал КВ-передавача і унеможливить його прийом.
Однак створити надійний та стабільний кварцовий генератор на частоту за сотню МГц досить складно. Для цього пластина кварцу повинна мати таку малу товщину, що одержати її механічною обробкою вже неможливо. Такі кварці робляться шляхом хімічного травлення і вкрай важко дістаються.
Інший шлях досягнення високих частот– це генерація не так на основний частоті пластини, але в одній з механічних гармонік. Подібно до гітарної струни, пластина кварцу може коливатися не тільки на своїй «фундаментальній» частоті, а й на непарних обертонах. Якщо впровадити в схему генератора інший частотоздатний елемент, що пригнічує генерацію на основній частоті, деякі кварці починають коливатися з частотою третього обертона. А ще деякі пластини при належному завзятості можна змусити генерувати на п'ятому або сьомому обертоні.
Експерименти з кварцами 14-25 МГц, випаяними зі старого комп'ютерного мотлоху і купленими в Китаї, показали, що більшість з них непридатні для роботи навіть на третьому обертоні. Мабуть, їх пластини вирізані таким чином, що їх активність на гармоніках виявляється вкрай низькою, і генератор або взагалі не збуджується, або скочується на фундаментальну частоту не дивлячись на переважний елемент. Звичайно, за належної завзятості можна знайти кварц, який запрацює на сьомій гармоніці і дасть частоту більше 100 МГц, але це виявилося не так просто, та й трудомісткість налаштування такого генератора вже виходить за рамки найпростішої конструкції. Тому було вирішено піти на компроміс та використати перенесення на частоту близько 50 МГц. Отримана при цьому робоча ділянка 50-80 МГц теж накладається на старий мовний УКХ-діапазон 66-74 МГц, проте сьогодні в більшості місць він фактично закинутий через малу поширеність радіоприймачів, що його підтримують.
Окремою проблемою є перші три канали телевізійного мовлення, які теж потрапляють у цей діапазон і часто можуть спричинити перешкоди. Але в містах мовлення цими каналами сьогодні ведеться досить рідко, а в сільській місцевості відстань до передавача зазвичай дозволяє не турбуватися про перешкоди.
У будь-якому випадку за наявності перешкод на КВ варто спробувати відключити від пристрою УКХ-антену, яка через ємність реле і монтажу завжди має деякий зв'язок із входом тюнера.
Багато сучасні кварці з маркуванням вище “40.000”, є гармоніковими, тобто. спочатку призначені для роботи на третьому (або вищому) обертоні. Якщо поставити такий кварц у схему без придушення «фундаментальної» частоти, він, швидше за все, генеруватиме або на третині від заявленої або відразу на двох частотах. Наприклад, із купленого в китайському інтернет-магазині набору кварців на 1-48 МГц, останній виявився гармонійним. Але запросто можна зустріти такий кварц і на 40 МГц, а серед старих виробів 20 і більше літньої давності гармоніковими є більшість кварців з частотами від 25 МГц.
Можна, звичайно, використовувати окрему мікросхему генератора потрібної частоти, але це додатковий корпус на платі, додатковий споживач струму, та й доведеться вирішувати проблему узгодження вихідної напруги цього генератора та входу гетеродинного змішувача.
Загалом остаточний варіант перетворювача використовує гармоніковий кварц з маркуванням "49.475", випаяний зі старого аналогового радіотелефону. А для придушення фундаментальної частоти до схеми генератора додано контур L4/C8, налаштований частоту третього обертону. Саме завдяки цьому контуру генерація на 16.5 МГц виявляється неможливою і кварц просто не залишається інших варіантів.
У схемі із зазначеними номіналами L4 та C8 без проблем запрацюють усі кварці з маркуванням приблизно від "45.000" до "55.000", а також деякі "15.000"-"18.500". Якщо цифра на корпусі виходить за ці межі, індуктивність L4 та/або ємність C8 доведеться змінити, щоб частота отриманого контуру приблизно відповідала потрібної частоті генератора (формула розрахунку частоти LC-контуру шукається в інтернетах за 30 секунд). При використанні «фундаментального» кварцу, наприклад, на частоту 40 МГц, котушку L4 потрібно видалити зі схеми, нічим її не замінюючи.
Дізнатися, чи заробив кварц дуже просто. Достатньо у вже зібраній схемі налаштувати тюнер на його частоту. За наявності генерації, у спектрі буде видно пік сигналу гетеродина, який безвісти зникає при перемиканні конвертера в режим УКХ. Цим самим способом визначається точне значеннячастоти гетеродина, яке потрібно внести до налаштувань ПЗ.
Немає необхідності спеціально шукати кварц із «круглим» номіналом. По-перше, на коротких хвилях у режимі SSB актуальне налаштування з точністю не гірше 100 Гц, що все одно перевищує похибку калібрування більшості кварців. А по-друге, програмне забезпеченнядля RTL-SDR дозволяє встановити довільну частоту зсуву, і після цього шкала налаштування показуватиме вже відкориговану частоту незалежно від номіналу кварцу.
Монтаж
Розведення друкованої плати показано на рисунках:
архів з файлами схеми та друкованої плати
Плата двостороння, але це обумовлено в першу чергу монтажем роз'ємів, вся схема перетворювача частоти розведена на нижньому шарі, а верхній, якщо він все одно є, використовується як екран.
Ще одним відсутнім на схемі елементом є жерстяний екран навколо всіх дискретних деталей, що утворюють генератор кварцовий. Оскільки вихід змішувача підключений до досить чутливого пристрою у вигляді ТВ-тюнера, необхідно мінімізувати витік сигналу гетеродина, до якого тюнер так само чутливий, як і до корисним сигналом. Контактні майданчикидля монтажу екрана оточують кварц Q1, котушку L4, конденсатори C7-C9 і всі вони з'єднані з «землею». Металевий корпус кварцу також заземлюється на цей екран у своїй верхній частині за допомогою дротяної перемички.
Якщо немає мідної жерсті, екран можна зробити з консервної банки, або з балончика від піни для голитися, лаку для волосся і т.п. І консервні банки, і флакони бувають зроблені як із алюмінієвого прокату, так і зі лудженого сталевого листа. Алюмінієві не притягуються до магніту і не паяються, тому потрібно використовувати сталеві. Така жерсть легко ріжеться звичайними ножицями, вона вже залужена, тому паяти її – одне задоволення.
Припаяти екран можна або на дротяні стійки, або простягнувши в отвори плати тонкі бляшані «язички», залишені при його вирізанні.
У моїй платі тюнер встановлюється не горизонтально, як у оригіналі, а вертикально для економії місця. Виріз фігурної форми дозволяє припаяти його загальним провідником до «землі» головної плати з обох сторін, а живлення та лінії даних від USB-роз'єму до нього потрібно підвести короткими гнучкими провідниками. Положення всіх роз'ємів та світлодіода збережено для того, щоб оригінальний корпус можна було використовувати з мінімальними доробками. Єдина відмінність полягає у використанні двокольорового двокольорового світлодіода із загальним катодом, який дозволяє відображати обидва режими роботи пристрою. Отвір для перемикача режимів роботи потрібно просвердлити самостійно в тій же бічній планці, що має виріз USB і світлодіода.
Перемикач режимів роботи - звичайний мініатюрний тумблер або кнопка, що фіксується, з одним перемикаючим контактом, який в одному положенні подає напругу живлення на всю схему, а в іншому - тільки на одну половину індикаторного світлодіода. Всі з'єднання перемикача з платою виконані ізольованим гнучким проводом.
Пристрій після збирання (див. КДПВ) зовні мало відрізняється від того, що вийшло б при монтажі вихідного набору, проте це вже девайс зовсім іншого класу.
Налаштування ПЗ
Як приклад використовуватиму популярний продукт SDRSharp, який вміє працювати з перенесенням частоти. Точну частоту кварцового генератора потрібно ввести у поле Shift із негативним знаком. Детально зупинятися на тонкощах налаштування програми для роботи в діапазоні коротких хвиль не буду, тому що цього добра в мережі і так багато. Але не можу промовчати про одну особливість, про яку не всі знають.Методику визначення частоти кварцу я описував вище, але потрібно враховувати той факт, що кожен екземпляр тюнера має певну індивідуальну похибку налаштування. При роботі з широкосмуговими сигналами TV- та FM-трансляцій така похибка ніяк не впливає на працездатність, проте при прийомі вузькосмугових видів модуляції (особливо SSB та CW) вона часто перевищує ширину каналу. Тому перед виміром точної частоти кварцу потрібно відкалібрувати сам тюнер.
Для калібрування потрібно прийняти тюнером будь-який сигнал, частота якого точно відома. Мовні передавачі зазвичай стабілізовані дуже ретельно, тому як зразок цілком можна використовувати будь-яку FM-станцію. Але сигнал мовного УКХ-передавача досить широкосмуговий, тоді як для калібрування тюнера з усього діапазону необхідно виділити несучу частоту. Найпростіше це зробити у той час, коли немає модуляції, тобто. під час передачі тиші. У цей момент спектр випромінювання стереофонічного передавача набуває вигляду тризубця або більш складної фігури з кількома вузькими піками, центральний з яких відповідає частоті, що несе.
Впіймати момент тиші буває непросто, але в цій справі добре допомагає функція SDRSharp, що дозволяє записати на диск «сирий» сигнал з ефіру, а потім циклічно відтворювати його точно так, начебто працював реальний тюнер. Якщо запис потрапить хоча б один момент тиші, то повертаючись до нього знову і знову, можна зафіксувати точну частоту несучої.
Реальна частота передавача може бути визначена за найближчим значенням, кратним 100 кГц. На скріншоті тюнер приймає сигнал 95 998 350 Гц, хоча очевидно, що станція мовлення працює на 96 000 000 Гц. Для калібрування потрібно змінити параметр "ppm" налаштувань так, щоб центральний пік розташовувався симетрично навколо позначки шкали, що відповідає дійсної частоти сигналу.
Приблизне значення PPM можна обчислити за такою формулою:
де: f - Реальна частота передавача; F – частота налаштування тюнера. Обчислене значення (у моєму випадку воно дорівнює 17) можна використовувати як відправну точку, а точна величина, отримана при перегляді більш вузькосмугових спектрів, швидше за все, трохи відрізнятиметься.
Як зразок можна використовувати інші сигнали, якщо є впевненість, що вони мають достатню точність установки частоти. Не варто сильно довіряти передавачам зв'язкових УКХ-радіостанцій (особливо дешевих китайських «брязкальців»), т.к. для них похибка в кілька сотень Гц є цілком допустимою і непомітною при роботі. Передавачі «серйозних» служб, наприклад, диспетчерської вежі найближчого аеропорту, швидше за все, досить точні, а от частотам «бортів» уже сліпо вірити не варто.
Можна спробувати використовувати як зразок сигнали передавачів базових станцій стільникового зв'язку в діапазоні 850 або 900 МГц. Існує навіть спеціальна утиліта Kalibrate-RTL, яка дозволяє автоматизувати цей процес. Частоти кожного каналу жорстко визначені стандартом та витримуються з високою точністютому методом порівняння того, що спіймав тюнер, і того, що має бути поблизу поточного налаштуванняможна обчислити похибку. У моєму випадку програма видала абсолютно неадекватне значення PPM, хоча відхилення частоти від номіналу було визначено правильно, і за допомогою вищенаведеної формули я отримав те саме значення, що і від передавача мовлення.
Також на похибку налаштування трохи впливає температура тюнера, тому починати калібрування бажано після 10-15-хвилинного прогріву у робочому режимі.
Після запуску конвертера калібрування можна буде уточнити за сигналами короткохвильових радіомовних станцій, спектр якого набагато більше підходить для цього. Однак через те, що на КВ-налаштування може впливати як калібрування самого тюнера, так і точність введення частоти гетеродина, визначити, що з них коригувати, буде складніше. Наприклад, якщо шляхом корекції значення частоти гетеродина в полі Shift вдалося поєднати налаштування з реальною частотою передавача в одному діапазоні, але відповідність порушується на інших діапазонах, значить справа калібрування тюнера. Якщо всі станції зміщені на однакову величину, то коригувати потрібно саме поле Shift.
Власне все. Вдалих вам проходжень, 73!
Теги:
- diy або зроби сам
- електроніка
- rtl2832u
- aliexpress
Звісно, говорячи про складання, я маю на увазі технічну сторону цього питання. Все давно вигадано до нас. Але ось майже повна відсутність матеріалів зі збирання широкосмугового RTL-SDRу рунеті наштовхнуло мене на думку зробити докладний посібник для цього цікавого пристрою.
Такий приймач можна придбати на AliExpress або на eBay вже у зібраному вигляді. Але особисто я паяти люблю і вирішив не відмовляти собі у такому задоволенні, тому замовив розібрану версію приймача. Плюс вона дешевше доларів на 20. Брав Kit у цього продавця (посилання на AliExpress).
Чим же цей пристрій чудово і відрізняється від звичайного «свистка», що вставляється в USB? А відрізняється воно тим, що може приймати ще КВ шляхом прямого оцифровування ВЧ сигналів. Особисто мені не вистачало панорамного приймача на коротких хвилях. На КВ він працює на рівні звичайного побутового КВ приймача. Чутливість КВ входу не висока, приблизно така ж як і у звичайних китайських всехвильових балалайок, близько 30 мкВ. Хитрі китайціпро це знають, але не пишуть. Однак за бажання можна вбудувати додатковий УВЧ тим самим сильно піднявши чутливість, на платі є місця для організації вузлів, що розширюють можливості приймача. Але краще просто подбати про хорошу КВ антену. Крім того, на відміну від «свистка», цей приймач добре екранований.
Але досить розмов, настав час включати паяльник у мережу і починати складання. Постачається приймач у розібраному вигляді.
У комплекті йдуть корпус з алюмінієвого профілю, плата для монтажу приймача та конвертера, набір деталей (конденсатори, резистори), дроти для намотування трансформатора та індуктивностей, роз'єми для підключення приймача по USB прийомним антенам, сама антена не зрозуміло на який діапазон і хороший кабель USB.
Сама плата зроблена досить акуратно, тут причепитися нема до чого. Приймач дешевий, напевно найдешевший з тих, що продаються на AliExpress.
Монтаж
Можливо, досвідченіші радіомонтажники мене лаятимуть, але я вирішив збирати все в тій послідовності, в якій зараз і опишу. Мені так зручніше.
Спочатку збираємо стенд для припаювання ВЧ роз'ємів до плати приймача. Для цього прикручуємо пластину з отворами до профілю та вставляємо плату із встановленими роз'ємами на місце. Це дозволить нам уникнути помилок із перекосами, і як наслідок не потрібних нам механічних напруг на платі.
Вставляємо та прихоплюємо роз'єми зверху.
Далі розпочинаємо монтаж SMD компонентів на плату. В принципі, на платі все підписано і компоненти з комплекту теж, тому проблем виникнути не повинно. Єдина порада, будьте гранично обережні, оскільки компоненти йдуть із запасом в одну штуку, і втрата одразу двох якихось дрібних компонентів може звести нанівець всю роботу.
Після монтажу SMD монтуємо USB-роз'єм.
Основа майже готова, залишилося лише намотати трансформатор, індуктивність та встановити плату приймача на її законне місце. З неї і почнемо. Звільняємо плату приймача від роз'ємів.
І спаюємо в наші плати з обох боків.
Потім намотуємо на оправці діаметром 5 мм дві котушки по 8-10 витків.
І впаюємо їх у плату.
Тепер настав час для найскладнішого. Це виготовлення трансформатора та його монтаж.
Для цього необхідно взяти обмотувальний провід, що йде в комплекті, і скласти його втричі скрутивши між собою. Так, щоб вийшло скручування трьох проводів однієї довжини. Після цього намотуємо цей потрійний провід на феритове колечко так, щоб вийшло близько 9-10 витків.
За допомогою тестера визначаємо початок і кінець всіх трьох обмоток і помічаємо їх, наприклад, A, B, C і A1, B1, C1.
І найскладніше. Кінці з'єднаних обмоток С і В1 необхідно припаяти до 4 і 5 ніжок мікросхеми RTL2832U (Q branch). Як варіант, можна паятись і до ніжок 1 і 2 (I branch), це не важливо.
Будьте дуже уважні. Кінці обмотки тонкі. Ніжки мікросхеми невеликі. Не дивлячись на свій пристойний зір робити це мені довелося під лупою. Така операція вже більше нагадує ремонт мобільних телефонів.
Ну от начебто б і все. Можна упаковувати наш приймач у корпус.
Тепер потрібно все перевірити. Для цього підключаємо приймач через USB до комп'ютера, встановлюємо драйвера та завантажуємо SDRSharp. Загалом, як я вже описував у статті « ». Якщо все встановилося правильно і заробили водоспад та спектр, настав час випробувати наш пристрій.
Для прослуховування КВ діапазону потрібно підключити антену до відповідного входу, а програмі SDRSharp вибирати пряме семплювання з порту Q !
Для прослуховування УКХ необхідно вибирати режим квадратурного семплювання та відповідну антену.
Випробування
Досліджуємо чутливість приймача. Для дослідження чутливості, приймач був підключений до ноутбуку Asus R510C. Сигнал, що приймається, знімався з вбудованої звукової карти. Як джерело сигналу та аналізатора використовувався прилад Rohde&Schwarz CMS 52.
Параметри SSB: Тон 1кГц. Режим демодуляції приймача USB, RTL-AGC - On. Чутливість приймача при SINAD 12дБ
Параметри для AM: Тон 1кГц. Режим демодуляції AM приймача, глибина модуляції 80%. RTL-AGC - On. Чутливість приймача при SINAD 10дБ
Параметри FM: Тон 1кГц. Режим демодуляції приймача NFM, девіація частоти 2кГц. RTL-AGC - On. Чутливість приймача при SINAD 12дБ
КВ вхід
80 метрів
Частота 3.600 МГц
- USB: 22,78 мкВ
- AM: 39,72 мкВ
40 метрів
Частота 7.100 МГц
- USB: 21,68 мкВ
- AM: 38,81 мкВ
30 метрів
Частота 10.130 МГц
- USB: 26.98 мкВ
- AM: 46,24 мкВ
20 метрів
Частота 14.200 МГц
- USB: 23,5 мкВ
- AM: 35,11 мкВ
17 метрів
Частота 18.120 МГц
- USB: 20,7 мкВ
- AM: 32,4 мкВ
15 метрів
Частота 21.225 МГц
- USB: 22,18 мкВ
- AM: 32,77 мкВ
12 метрів
Частота 24.940 МГц
- USB: 17,42 мкВ
- AM: 26,7 мкВ
Сі-Бі (11 метрів)
Частота 27.200 МГц
- USB: 49,26 мкВ
- AM: 97,95 меВ
- FM: 63,68 мкВ
10 метрів
Частота 28.550 МГц
- USB: 0,11 мВ
- AM: 0,155 мВ
- FM: 0,126 мВ
УКХ вхід
12 метрів
Частота 24.940 МГц
- USB: 0,58 мкВ
- AM: 0,64 мкВ
Сі-Бі (11 метрів)
Частота 27.200 МГц
- USB: 0,4 мкВ
- AM: 0,67 мкВ
- FM: 0,58 мкВ
10 метрів
Частота 28.550 МГц
- USB: 0,38 мкВ
- FM: 0,5 мкВ
2 метри
Частота 145.000 МГц
- FM: 0,51 мкВ
70 сантиметрів
Частота 433.000 МГц
- FM: 1,78 мкВ
30 сантиметрів
Частота 900.000 МГц
- FM: 1.45 мкВ
Вище виміряти не зміг, прилад дозволяє працювати лише до 1ГГц. Ось, власне, і все. Якщо є питання, пишіть, намагатимусь відповісти.
Катану віддай,
Меч дерев'яний візьми.
Так модно тепер.
Нехай це здасться не патріотичним, але дякувати за те, що простим російським людям жити стало краще і веселіше слід китайців. Звичайно, в області балету вони далеко не попереду всієї планети, та й про Мурку п'яним баритоном співати душевно не вміють. Але все одно знайдеться, за що їх можна любити щиро.
Наприклад, Росія, яка навіщось убила свою електроніку, зараз самостійно не зробить промисловим способом навіть банального побутового КВ радіоприймача, який у пізнавальних цілях за радянських часів паяли 15-річні пацани. Тому доля нам користувати китайські приймачіякщо тільки знайдеться, що слухати в ефірі (з цим).
Заслуга китайців не стільки в тому, що вони постачають нас цілком і іншими потрібними штуками за вп'ятеро менший прайс, ніж того можна очікувати від вітчизняних спекулянтів. Без китайців ми взагалі не долучилися б до деяких сучасних технологій.
Оскільки місцевий автор все ще зберіг дитинство, яке неприборкано грає в попі, він Вам сьогодні розповість, як стати повноцінним Сноуденом всього за дюжину доларів інвестицій у китайську економіку. Придбавши у братів-китайців дуже хитрий девайс подвійного призначення, а через нього - не кволий експірієнс і безумовний профіт.
TV донгл на чіпсетах RTL2832U та Rafael Micro R820T
Це ось така штука, що випускається в численних модифікаціях і доступна в будь-якому магазині китайської електроніки типу АліЕкспрес:
З зворотного бокув блістер вкладено CD-диск із софтом, і, скажімо так, антенно-фідерна система - магнітна основа з кабелем і роз'ємом, в яку вкручується антена з лицьової сторони блістера.
У зборі виходить така картинка:
Варто відразу сказати, що пульт керування та CD-диск нам взагалі не знадобляться. Так само абсолютно все одно, що буде написано на самому донглі в плані функціонала, що підтримується ним (від цього залежить його ціна). Важливо лише, щоб у донглі були мікросхемки тюнера R820T та АЦП RTL2832U.
Очевидно, ніхто і ніколи не купує ці донгли для використання за прямим призначенням (прослуховування радіо та перегляд цифрового ефірного телебачення на екрані комп'ютера), всіх цікавлять насамперед альтернативні здібності девайсу.
Ну і ми туди ж :)
Китайці дуже добре нас розуміють, а тому обов'язково обмовляють в описі лотів використаний чіпсет, і навіть підтверджують це фотографією внутрішнього вмісту (клацніть на картинку, щоб збільшити):
Чіпи з числом ніжок більше дюжини - це ті самі тюнер (ліворуч) та АЦП (правіше). Причому життєво важливо, щоб трохи вище антенного роз'єму транзистор про три ніжки (промаркований як D6) був таки впаяний. Він символізує собою два зустрічно-паралельних діода в одному корпусі, що захищають вхід девайсу від статики - китайці дуже люблять економити на таких речах, і запросто можуть діодне складання не впаяти, що Вам неодмінно потім відгукнеться.
З'ясувавши, як це виглядає, час запитати себе, що ж там усередині, і як воно працює.
Що усередині у TV-донгла?
Не так вже й багато деталей – схема клікабельна:
SDR початкового рівня на TV донглі.
У чіпа RTL2832U ненароком був виявлений дуже цінний режим, в якому всі вбудовані в чіп штатні функції декодування TV повністю відключаються, а сам чіп починає працювати як банальний, але швидкодіючий АЦП, що дозволяє робити оцифровку з частотою до 3 мільйонів восьмибітних вибірок в секунду. Це нам зрозуміло, ми з дитинства чули про трактор, що мирно ореться, з вертикальним зльотом.
За допомогою спеціального нестандартного драйвера чіпом можна повноцінно керувати по USB, і отримувати від нього оцифрований ефірний сигнал.
Ефірний сигналнадходить від тюнера, виконаного на чіпі R820T. Чіп може бути іншим, але цей цікавий тим, що здатний працювати на частотах від 24 МГц до 1.75 ГГц. Частота, що приймається, також виставляється через USB драйвера шматок радіодіапазону поблизу заданої частоти і шириною від 250 кГц до 3 МГц вирізається з ефіру, і згодовується АЦП.
Уважно прочитайте літери нижче таблички з версіями драйвера.
Тепер варто вибрати гніздо USB, до якого донгл і буде згодом підключатися. Іноді спостерігається небажання кінцевих девайсів працювати з «чужими» портами без переустановки драйверів, так що тут про всяк випадок будемо педантичні.
Встромляємо у вибране гніздо USB 2.0 наш донгл, куплений у китайців.
Антену підключати до нього поки що не треба.
Вінда ринеться розпізнавати виявлений пристрій, шукати для нього драйвера, а потім їх ставити. На цьому етапі ми їй поки що не заважаємо, оскільки Вінда має попередньо детектувати наявність так званого Bulk-In Interface.
А ось коли Вінда захоче поставити драйвера, але ніде їх не знайде, запит на пошук та встановлення драйвера треба відхилити. Драйвер ми поставимо свій, альтернативний.
Не виключений варіант, що Вінда таки знайде якийсь драйвер для нашого пристрою в Інтернеті, і поставить його. Щоб потім цей неправильний драйверне виколупувати, доцільно заблокувати комп'ютер доступ до Інтернету перед втиканням донгла.
Для встановлення правильного драйвера запускаємо тулзу з пункту разів, витягнуту з архіву. Що в якому випадаючому меню має бути встановлено, видно на малюнку:
Правда, за чергове оновленняВінда легко може припустити, що це все-таки якийсь Реалтек аудіо пристрій, для якого слід поставити драйвер новіший.
Якщо автооновлення Вашого комп'ютера не користується запитом на схвалення таких дій, і все оновлює автоматично, то після такого насильства донгл як SDR працювати відмовиться.
У такому разі Диспетчером пристроїв цей фіктивний аудіопристрій потрібно знести, витягнути донгл з USB і вставити його назад. Вінда заново активує Bulk-In Interface, виявить та схвалить інтерфейс інфрачервоного управління(воно в донглі, як розумієте, є), і згадає про раніше встановлений драйвер - переставляти його не потрібно.
Програми для керування SDR приймачем.
Скажімо відразу, таких програм віз і маленький візок. Кожна їх заточена під якесь конкретне застосування, і певні речі робить максимально зручним чином. Ось такий здатний розважати Вас не менше тижня, ніж Ви любите колекціонувати відчуття. До речі, це культовий сайт для нашого девайсу, його варто повивчати.
Самий цимес полягає в тому, що софт можна написати навіть самостійно. Наприклад, ось найпростішого софту, який працює в консолі Вінди, приймаючи або якусь одну станцію, або монітор кілька каналів. Ресурсів є практично нуль, і для моніторингового приймача підходить ідеально.
Як випливає з малюнка на прикладі підслуховування місцевих таксистів, в консолі Вінди можна організувати певний візуал - бачити діапазон і силу сигналу станції в діапазоні частот, малюнок її модуляції на «водоспаді». А оскільки в програмі є навіть шумодав, то не проблема перетворити цей моніторинговий приймач на сервіс трансляції радіопереговорів в Інтернет. Легковажна прога, USB свисток у порту комп'ютера, і коротка антена, зазвичай стирчить прямо зі свистка - зовні все дуже просто.
Так просто, що всі хардвари з трансляції шматка ефіру в Мережу може виглядати так:
Більш складні програми передбачають бажання в них розібратися, а також серйозний підхід до радіоприймання. Ну і вимоги до процесора комп'ютера будуть вищими на порядок.
Місцевий автор перепробував безліч варіантів, і вважає, що найбільш універсальним, але в той же час максимально простим і зручним в експлуатації є софт під назвою SDR# (або SDRSHarp, що те саме).
Жоден ентузіаст SDR прийомуповз нього ніяк не пройде, а швидше за все саме на ньому і зупинить свій вибір. Тому що архітектура програми модульна, а програма портабельна. Що Вам треба, то в неї і впендюріте. Що не потрібно, те відріжете.
Ймовірно, має сенс вивчення теми починати з ресурсу плюс, де для даної керуючої програми, до всього іншого, викладено плагін DSD + (прийом цифрових каналів зв'язку, які в ефірі звучать як малозрозуміле, але інтригуюче тир-тир-тиц). З інструкцією з активації та налаштування, звичайно.
Про антену.
Не забувайте: те, що йде в комплекті постачання донгла, добре працює лише в районі 600 МГц, де живе телебачення. Слухати там особливо нема чого.
В інших діапазонах ця антена працює так собі, хоча на неї і ловиться FM радіомовлення та всякі місцеві поліцаї та таксисти. Але все-таки набагато краще буде застосувати справжню антену на відповідний діапазон, або хоча б нагвинтити на магнітну основу штирьову телескопічну антенурегульованої висоти. Її вже можна налаштувати на потрібну довжину хвилі, хоча без противаги вона і не стане працювати на повну силу.
Тільки правильна зовнішня антена, висунута за межі залізобетонної будівлі, дозволить розкрити весь потенціал приймача SDR.
Втім, це справедливо і для будь-якого іншого типу.
Недоліки SDR на базі TV-донгла з RTL2832U:
Недолік фактично лише один - низький динамічний діапазонприймача, обумовлений мінімальною розрядністю чіпа (8 біт)
Це означає, що якщо в ділянці діапазону працює багато станцій, частина з яких проходить слабо, і Ви слухаєте одну зі станцій зі слабким сигналом, то поява набагато потужнішої станції знижує чутливість приймального тракту до стану, коли прийом цієї слабкої станції стає проблематичним, і навіть зовсім неможливим.
Ефект позначається головним чином на УКХ, де зв'язкові станції мають символічну потужність (від 5 до 7 Ватт), але десь поруч із Вами періодично включається потужна базова станціяякогось поліцейського РВВС.
Це важливий недолік - динаміку понад 40-50 db Ви не отримаєте.
Лікується ця справа лише нарощуванням розрядності АЦП, але виключно на шкоду ціні.
Щоправда, з іншого боку, більш висока розрядність АЦП не дозволить розгорнути панораму на мегагерці - той самий FUNcube Dongle Pro становить 192 кГц максимально. Це взаємно залежні параметри, зумовлені кінцевою смугою пропускання порту USB – пропхати через порт можна скільки-небудь біт за секунду, і не більше.
Найбільш якісним виробом у цьому класі, на думку місцевого автора, є . Цінник не так сильно відрізняється від китайської побутової, але виконання якісно інше.
Недоліки «голого» донгла.
Недолік архітектури приймального тракту донгла теж практично тільки один - важлива відсутність вхідних контурів (преселектора), або хоча б смугових спектральних фільтрів, не дозволяє реалізуватися високої чутливості SDR приймача через невеликий динамічний спектр.
Для серйозного застосування життєво важливо оснастити донгл змінними фільтрами на частоти діапазонів, що Вам цікаві. Можливо, навіть заснувати преселектор, коли діапазон частот досить широкий (наприклад, 144-146 МГц).
Разом.
Незважаючи на деякі обмеження, зумовлені лише бюджетністю конструкції, у вмілих руках USBсвисток класу "TV-донгл R820T+RTL2832U" за $10 здатний стати основою для пристойного приймача, який ловить все.
І у будь-якій модуляції.
Але навіть у стані «голий донгл без нічого» чудовий китайський девайс був би мрією будь-якого радіоаматора ще якихось десять років тому. А ось сьогодні це диво природи нікого не дивує, і 99% населення, прочитавши захоплення місцевого автора, навіть і не зрозуміє, з чого це місцевий автор такий щасливий, і з якого дивного приводу.
Про застосування.
Як це не дивно звучить, але з коментарів пізніше стало зрозуміло: дуже багато хто просто не розуміє цінність девайсу. Наївно вважаючи, що це всього лише жалюгідна подоба приймача, які радіоаматори-початківці з трьох транзисторів паяють. Шипить, картавит, а толку мало.
Насправді коло застосування донглу набагато ширше. Наприклад, за допомогою програми можна наочно подивитися силу сигналу різних стільникових мереж у будь-якому місці, де це питання хоч когось хвилює. Наприклад, на фазенді у місцевого автора спостерігається така картина:
Сигнали сотів пофарбовані в рідні кольори операторів.
З картини випливає, що МТС тут дуже гарний, дві його стільники з чотирьох йдуть потужно. Мегафон проходить слабше, і лише одна його сота із трьох поблизу. Білайн є явним аутсайдером, бо всі його чотири стільники рівновіддалені, а сигнал від них слабкий.
І ніякі натурні випробування різних сімок не знадобляться - повний розклад за якістю зв'язку набувається буквально за три хвилини. Без сімок на руках.
Прийом КВ на ДонГЛ.
У коментарях до цієї статті є згадки про конвертери. Місцевий автор спорудив один такий, і навіть примудрився прийняти радіоаматора за тисячу кілометрів на шнур від чайника як антену.
На всякий випадок, короткий описконструкції.
Невелика металева коробочка всередині поділена фольгованим склотекстолітом на два відсіки, у меншому з яких поселен донгл. Без будь-якої ситуації, і позбавлення його непотрібних, загалом, роз'ємів:
Антенний вхід виведений через перегородку в другий відсік, де зібраний фільтр порядку 9, ефективно обрізає все нижче 60 МГц. Він розпаяний на платі, що стоїть вертикально:
Відстані між котушками навмисно залишені більшими.
Для чого використано довгі трубчасті конденсатори.
Таким чином, потреба екранів між котушками відпала.
На горизонтальній платі зібраний конвертер на чіпі SA612AN з індуктивним зв'язком на антенний фільтр донгла (на балансному виході змішувача стоїть індуктивність, розташована вздовж осі першої індуктивності фільтра). Так що проблему підсумовування сигналу з конвертера та УКХ антенивирішувати не довелося.
Гетеродин виконаний окремому чіпі кварцового генератора 100 МГц.
На вході змішувача є кілька послідовних фільтрів.
Перший відсікає все, що нижче 3 МГц.
Другий обрізає те, що понад 30 МГц.
Обидва фільтри 7 порядку.
З усієї комутації - кнопка подачі живлення на конвертер.
(УКВ антену з гнізда при цьому доведеться вийняти):
Однак те, що зрештою вийшло, місцевому автору не сподобалося.
Мабуть, прорахували в конструкції, бо схему місцевий автор малював сам. Десь із узгодженням опорів промах, не інакше - приймач вийшов відверто тупуватий. Оцінене чуття у нього мікровольт п'ять.
Швидше за все, йти шляхом самостійної побудови конвертера для донгла не дуже розумно, так як є вже готові конструкції типу , в яких вміст донгла укомплектовано всіма необхідними каскадами для куди більш якісного прийому КВ, та ще й з комутованими діапазонними фільтрами.
Причому з оформленням у корпус порівнянного з попереднім фото розміру:
Де купити такий донгл на RTL2832U + R820T2?
Інші статті категорії «Радіоприйом»
Перед тим, як оглянути симпатичне звірятко з китайським прищуром, марка якої вказана в заголовку даного опуса, хочеться для людей, не особливо досвідчених в радіоприймальних девайсах, трохи ці девайси класифікувати. Інакше вибір китайського звірятка та захоплення від неї не будуть зрозумілі. Якщо піти прямо на АліЕкспрес…
Відновлюємо писати огляди про необхідні в господарстві технічні штуки. І, якщо ми почали з дрібного приймача TECSUN R-919, то продовжимо тему розмовою про щось трохи солідніше і самурайське. Але для початку, як повелося у місцевого автора споконвіку, поставимо собі низку далеко не очевидних питань.
Дуже схоже, що блогу місцевого автора не завадить придбати купку категорій тематики «за життя». Бо читати нескінченні балади з продовженням про «манімейкеруючого користувача» всім, напевно, вже до смерті набридло. Але тільки давайте навіть у беззмістовному балаканини будемо по-самурайськи патріотичні. Якщо вже Великий Путін…
№ 1
Ну взагалі! Я тут все ніяк не зважусь на супер Tecsun S-2000 за 15 тисяч, а тут, виходить, і не треба вирішуватись? Флешка і простенький ноут і все?
Різниця є, бо в Tecsun все організовано апаратно, а в донглі - програмно, і потрібен зовнішній комп'ютер, причому досить продуктивний.
Ну і взагалі Tecsun S-2000 працює в КВ, а донгл - вище за частотою. Не одне й те саме.
І ще. TV приймається DVB-T, воно у нас ловиться?
Начебто в раші треба DVB-T2.
ТБ у нас справді не тієї релігії, і ловитися на подібні донгли не буде. Теоретично. Бо рідний софт від свистка місцевий автор на комп навіть не ставив, і експірієнс по даному питаннюне має.
№ 2
Дякую за цікаву посаду. Замовив аналогічне, і тому чекаю на продовження ("... представить таку конструкцію, що перекриває всі КВ діапазони плюс УКХ...")
Буде, але там будуть потрібні прямі руки та майстерність ветеранів терморектального криптоналізу. Що не всім підкоряється.
№ 3
Начебто літери знайомі, і місцева термінологія не напружує, але так і не зрозумів... Навіщо таки Вам знадобилося це найбанальніше брязкальце?
На думку не спадає нічого крім озвученого "місцевий автор все ще зберіг дитинство, що неприборкано грає в попі" :))
Ця найбанальніша брязкальце без проблем працює ВЧ/НВЧ частотоміром, аналізатором спектра, прикидається аналогом японського скануючого приймача вартістю в тисячу уїв (не за характеристиками, звичайно, а при використанні в побутових цілях), а також про новини говорить всередині діапазону FM.
Ну і з правильною антеною служить рацією на прийомі, причому на будь-який діапазон, що нині існує.
Зрозуміло, що є люди, яким все це задарма не треба.
Але й інші люди. Яким треба.
Наприклад, тільки з цим донглом по його розкішній панорамі місцевий автор нарешті зумів точно увігнати в стандартну сітку кілька наявних у нього PMR станцій, жодна з яких прямо із заводу в тій сітці не стояла й близько. І, як виявилося, робочі частоти станцій збігалися лише приблизно, трохи перекриваючись:)
Ну і як жити без такого корисного девайсу?
Ні, це якраз та дрібниця, без якої – ніяк.
Петенька
№ 4
У статті нічого не відображено порт стандарту USB 3.0. Виробники девайсів, що описуються, вже подметушилися? Випустили приймач, що враховує дану специфікацію? Пропускна здатність все ж таки вище буде ніж у USB 2.0
А воно їм навіщо?
TV донгл покликаний працювати з одним каналом відео, якому за очі вистачає пропускної можливості USB 2.0 - ось коли на комп'ютері будуть фізично відсутні такі роз'єми, тоді й спантеличуться.
Ніхто ж мишку не вішає на USB 3.0, правда?
До того ж, досить продуктивний ноутбукне посилює смугу більше 1 МГц шириною – починаються артефакти звуку. Процесора бракує раніше, ніж вичерпується пропускна спроможність порту.
Як ви знаєте, я цікавлюся тематикою рацій, і навіть іноді роблю огляди на деякі свої аксесуари.
Ось і сьогодні я вирішив розповісти про досить цікаву штуку. Приймач сигналів RTL-SDR побудований з урахуванням R820T 8232.
Також розповім, як налаштувати цей приймач для роботи на комп'ютері та на android телефоні.
Отже, про SDR приймачі вже є кілька оглядів. Тому я не докладно розповідатиму, що це.
Скажу що можна купити більше дешевий варіантприймача, і доробити його паяльником.
Типу такого: 
Можна придбати kit-набір. Типу такого: 
()
І зібрати приймач, витративши на це кілька вечорів, заодно прокачавши скилл паяльника.
Або зробити як я: купити вже готовий до прийому всього потрібного виріб, який можна використовувати без танців з бубном. Різниця в ціні не дуже велика, тому я купив готовий приймач, з додатковою платою, всіма потрібними перемичкамиу потрібних місцях, і навіть двома виходами під антени.
Даний конкретний приймач може приймати сигнали та охоплювати всі ВЧ аматорських діапазонів:
охоплює УКХ та УВЧ 24-1766 МГц
до 3.2 М частота дискретизації (~ 2.8 МГц стабільний)
приймач режимів, МСЧ, FM, ВИРОБНИЦТВО USB, LSB та CW
Що це означає? А це означає, що ми можемо слухати передачі на наступних діапазонах:
13-15МГцце далекі мовлення на кшталт голосу Америки.
15-28МГцможна почути аматорський радіозв'язок.
27.135МГцце канал далекобійників (зручно слухати у далеких поїздках).
30-50МГцможе бути швидка допомога.
87.5-108МГцце звичайне FM радіо.
109-500МГцнайцікавіше)
108-136МГцце авіадіапазон (тут розмовляють пілоти, не без жартів та приколів)
137-138МГцце діапазон супутників NOAA (погода із супутника в низькій роздільній здатності)
144МГцзнову ж таки радіоаматори
150МГцце залізничний діапазон.
433МГцтеж радіоаматори, рації-бовтанки, брелоки сигналок, шлагбаумів та іншого ефірного сміття
446МГцтеж бовтанки
далі вже залежить від міста, до речі, поліція теж десь тут) але де не скажу)
~900МГцстільниковий зв'язок.
Ще більше інформації можна отримати на сайті
Тепер безпосередньо про приймач.
Приймач був замовлений на банггуді. (Там він був у наявності, на момент покупки. І ціна була гарною.) Замовляв 2 приймача: 
Доставка зайняла 30 днів. На пошті отримав посилку із двома коробками. Одна коробка з приймачем поки що лежить до кращих часів (пізніше поставлю в машину) а перша використовується для тестування та налаштування.
Приймач приходить у звичайній коробці. Яка ще й трохи постраждала: 
Всередині є приймач, антена, mini-usb кабель: 
Більше по суті нічого не треба.
Подробиці.
Кабель:
Кабель самий звичайний mini-usb. Я його, до речі, навіть не став використовувати. Так як у мене є свій, більш довгий та якісний.
Антена:
Має магнітний майданчик. Магніт досить міцний. Добре тримається на металевих вертикальних поверхнях. 
Сам приймач:
Нічим не примітна коробочка. 
Має розміри 90*50*22мм: 
З одного боку, є роз'єми для підключення двох антен: 
З іншого боку, роз'єм mini-usb для підключення до комп'ютера та світлодіод індикації живлення: 
Якщо не знати, напевно, навіть і не зрозуміти, що це за пристрій такий. Тим більше, що ніяких розпізнавальних написів на коробці немає. ( та й вони не потрібні)
Пара фоток в інтер'єрі, разом із рацією wouxun: 
У комплекті йде лише 1 антена, незважаючи на наявність двох роз'ємів для різних частот.
Для роботи на частотах 100kHz-30MHz потрібно докуповувати другу антену. За умови, що ви хочете щось слухати у цьому діапазоні.
Перед тим, як використовувати, я вирішив розібрати приймач. Причина проста. Усередині щось дивно бовталося. (болтанка є на обох примірниках придбаних мною приймачів) 
Весь процес аналізу складається з викручування 4 гвинтиків: 
Навіть на фото видно, що розпаяно акуратно. Слідів флюсу чи іншого криміналу не видно.
Видно, що це приймач DVB розпаяний на платі. Основні чіпи R820T та 8232: 
Більше розповісти нічого не можу. Бо не сильний у схемотехніці. На фото все отже видно.
Тепер про те, що гриміло всередині. Це сама плата. Вона трохи менша за пази корпусу і трохи коротша. Тому й бовталася всередині. Я це питання вирішило просто. Приклеїв спінений 2-сторонній скотч усередині корпусу, і вставив плату на місце: 
Все закрутилося щільно. Люфт і базікання пішли.
Тепер розповім про налаштування та тестування:
Для роботи з приймачем на комплютері Windows, нам потрібно використовувати програму sdrsharp
Для встановлення правильних драйверів потрібно запустити програму zadig.exe
Якщо у складання з шарпом у вас її немає,
Запускаємо, вибираємо options - list all devices
Вибираємо пункт Builk-In, Interface (interface 0) та натискаємо кнопку Reinstall Driver: 
Після цього потрібні драйверабудуть встановлені в системі, і можна запускати програму SDRSharp.
Тут все просто. У налаштуваннях вибираємо потрібний порт, і натискаємо кнопку старт: 
Частоти можна вводити як вручну, так і використовувати різні плагіни для сканування.
(робота з програмою потягне на окрему статтю, дуже вже багато в ній можливостей. Тому я показую поверхово, а зацікавлені можуть вже знайти в інтернеті подробиці)
Навіщо потрібен подібний приймач?
Незважаючи на коментарі про всякі злодіяння, і про те, що посодють, цей приймач насправді цілком легальний. І використовувати його можна з легальною метою. Та й до того ж слухати ефір у нас НЕ ЗАБОРОНЯЄТЬСЯ. А передати щось в ефір за допомогою цього приймача неможливо. Тому за допомогою приймача ми можемо послухати радіо. Так, звичайне радіо. Раптом у вас немає жодного пристрою, що вміє приймати сигнали місцевих радіостанцій, а радіо послухати жах як хочеться-приймач допоможе.
Ще за допомогою приймача можна послухати радіоаматорів, які ведуть мовлення на частотах 15-28МГц
Але потрібна більше потужна антена. Та що йде в комплекті дозволить приймати сигнал лише перебуваючи неподалік джерела цього самого сигналу.
Ще за допомогою приймача можна перевіряти рації. Класична ситуація: принесла стару рацію без дисплея. Робочу, але невідомо на якій частоті. Можна, можливо даний приймачвикористовуватиме виявлення. (Звичайно є окремі прилади для виміру частоти та потужності, але якщо є приймач, можна обійтися ним)
Ну і, наприклад, ми поїхали в далеку дорогу. Своїм ходом машиною. Чому б нам не налаштувати приймач на частоту далекобійників СВ ( 27.135 МГц), щоб послухати переговори? Щоб знати, що діється на дорозі? Де засідка ДАІ, де аварії, де об'їзд тощо.
До речі, саме для прослуховування CВ діапазону не обов'язково підключати приймач до ноутбука. Можна використовувати телефон на Android. І не лише для цього діапазону.
Я підключив приймач до свого Xiaomi Mi5 через копійчаний OTG-адаптер. Тут налаштування набагато простіше ніж на комп'ютері:
Ідемо на 4PDA.ru та качаємо програму
Разом із програмою качаємо Rtl-sdr driver 3.06 та ключ для отримання повного функціоналу. (можна звичайно купити ключ на маркеті, але я старий пірат, якому претит платити за софт)
Встановлюємо на телефон: 
Скріншоти з програми: 
Як бачимо, все чудово працює, і також дозволяє слухати ефір. 
Я перевіряв цей приймач із моїми раціями Baofeng, Wouxun, WLN. Все чудово ловиться.
Також за допомогою сканера зміг знайти кілька частот, на яких точилися розмови. Що підтверджує працездатність приймача.
Приймач у мене в основному для хобі, але є інтерес послухати короткохвильовиків з інших країн, тому зараз вибираю антену до цього приймача (буду вдячний якщо в коментарях запропонуйте свої варіанти)
Висновок:
Цей приймач відмінний варіант для людей, які цікавляться радіо. Він дозволяє дізнатися багато нового, а також слухати ефір без придбання дорогого обладнання.
Відмовляти чи рекомендувати до покупки цей товар я не можу. Занадто специфічний товар. Я особисто покупкою прямий дуже задоволений. І це найголовніше.
У наступного місяцяу мене планується далека поїздка на машині, і я на неї чекаю не стільки заради мети поїздки, скільки заради можливості послухати переговори і протестувати приймач у польових умовах.
