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 есть проблемы).

Заслуга китайцев не столько в том, что они снабжают нас вполне годными средствами связи 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:



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.

Далее софт на компьютере из оцифрованного куска спектра разворачивает на экране панораму, где каждая радиостанция видна как на ладони, и может быть прослушана.

Это не что иное, как SDR - Software Defined Radio, когда над эфирным радиосигналом не осуществляется никаких манипуляций — он или оцифровывается прямо с антенны (но комплектующие будут весьма дорогие), либо сначала переносится на нулевую частоту, и потом оцифровывается (наш случай, всех комплектующих тут долларов на пять).

Что умеет SDR приёмник на TV донгле?

Он умеет творить чудеса.

Так как демодуляция передачи радиостанции, а также селекция конкретной радиостанции из целой кучи одновременно принимаемых осуществляется путём обработки циферок по математическим алгоритмам, то мы можем слушать всё, что вещает в диапазоне частот, поддерживаемых тюнером донгла. Абсолютно любым видом модуляции. Лишь бы вычислительной мощности компьютера, к которому донгл подключен, для этого хватало.

Что самое замечательное, доступен приём любого вида модуляции — это универсальный радиоприёмник. На сегодня бесплатный софт без проблем позволит Вам слушать:

    Радиовещательные АМ станции.
    Широкополосную ЧМ (советский УКВ диапазон).
    Широкополосную FM (импортный FM диапазон), RDS и стерео поддерживаются.
    Радиолюбительские виды модуляции — телеграф CW и телефон USB/LSB/DSB/NFM
    Любую радиосвязь на УКВ (обычно NFM)
    Цифровую радиосвязь APCO P25, DMR, NXDN, D-Star, ProVoice, MotoTRBO – это МЧС, МВД, и т.д.


Причём, если участок радиодиапазона заселён очень сильно, и станции стоят впритык друг к другу, то, в отличие от аналоговых приёмников, где селекция по соседнему каналу невысока, и чистого приёма нужной станции не добиться, тут всё иначе — для прослушивания можно вырезать кусок спектра любой ширины. Ибо цифровые технологии.

Теперь о том, что можно слушать.

Окромя радиолюбителей и радиовещания, от которых тут будет лишь кусочек, начиная с 24 МГц, наш USB свисток даст нам доступ к таким связным диапазонам:

    CB (Citizen's Band) – гражданский диапазон с «дальнобоями».
    LB, так называемый Лоу Бэнд 30-50 МГц, в рамках которого паразитируют и устаревшие модели домашних радиотелефонов.
    TV в метровом и дециметровом диапазонах (звук).
    УКВ и FM радиовещание.
    УКВ связь всех служб (ГАИ, полиция, охрана, таксисты, медики, энергетики, и т. д.)
    В том числе гражданская радиосвязь LPD/PMR/GMRS/FRS/KDR
    И любая, какая появится впредь.


Понятно, что есть куча софтин, позволяющих вытаскивать из принимаемых сигналов сообщения пейджинговой связи, или детектировать местоположение самолётов (ADS-B AIRCRAFT RADAR). Но это уже узкоспециальная экзотика, таинства которой следует постигать в других местах.

Тут же нам важно засвидетельствовать, что наш USB свисток плюс бесплатный софт к нему позволяют слушать всё, что угодно. И в аналоге, и в цифре.

Как показали эксперименты, чувствительность девайса довольна высока, и составляет доли микровольта (около 0.25 мкВ на LPD). Это хороший показатель.

Установка драйверов RTL SDR приёмника.

Хотя существует масса публикаций про то, как сделать из китайского USB свистка по прозвищу «TV донгл» вполне кошерный SDR приёмник, самые основные моменты там упомянуты вскользь. В результате на тематических форумах люди бьются рыбой об лёд, и матерятся всякими разными древними русскими словами с давно позабытым сакральным смыслом.

Чтобы этого не было, для всех, кто неравнодушен к всеволновому приёму неправильных радиостанций, ниже даётся простая инструкция.

1.    Сперва нам нужен драйвер, переключающий чип RTL2832U донгла в не задокументированный режим работы. Бинарник именуется zadig.exe, и может быть выгуглен самостоятельно. Однако имеет смысл брать его на оффсайте http://lasto.com/go_a3ab6968884470637b56e617c20f0557.htm

    Внимательно прочитайте буковки ниже таблички с версиями драйвера.

2.    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.

3.    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.

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



5.    Далее компьютер обязательно надо перезагрузить, оставив донгл гнездиться в USB разъёме. После перезагрузки никаких вопросов по поводу этого донгла со стороны компьютера быть не должно. Они уже знакомы.

Это всё.

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 линк http://lasto.com/go_c0093a7d8b28472fc28dde9ca37d8589.htm 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 образец простейшего софта http://lasto.com/go_927814af269334a2ac8d76563d795660.htm , 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 blog.radiospy.ru, плюс rtl-sdr.ru, 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, вынесенная за пределы железобетонного здания, позволит раскрыть весь потенциал SDR донгла.

Впрочем, это справедливо и для приёмника любого иного типа.

Недостатки SDR на базе TV-донгла с RTL2832U:

Недостатков целых два.
Один серьёзный, второй лишь представляет неудобства.

1)    Низкий динамический диапазон приёмника.
    Обусловлен минимальной разрядностью чипа (всего 8 бит).

    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 8 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 подобное только наращиванием разрядности АЦП, но исключительно в ущерб цене.

    Правда, с другой стороны, более высокая разрядность АЦП не позволит развернуть панораму на мегагерцы. Например, у «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.

2)    Температурная нестабильность частоты настройки.

    Тем, кому стабильность настройки важна (приём цифровых видов связи, медленного телеграфа, да и SSB тоже) весьма не нравится изначальный выбег частоты после включения донгла.

    При исследовании проблемы люди пришли к выводу, что ответственен за это вовсе не кварцевый резонатор на 28.8 МГц. Да, при нагреве его резонансная частота меняется, но максимум на десяток Герц.

    Виновными признаны два конденсатора по 27 пФ, подключённые к выводам кварца. Их ёмкость сильно зависит от температуры, но замена на более термостабильные особого выигрыша не даёт.

Если с низким динамическим диапазоном бороться сложно (необходима замена элементной базы и схемотехники, а это дорого), то выбег частоты побеждается проще. Кварц с конденсаторами заменяется на внешнюю схему TCXO (Temperature Compensate Xtal Oscillator), то есть высокостабильный термокомпенсированный кварцевый осциллятор.

Именно такой подход реализован в сборке от RTL-SDR.COM. Ценник не так сильно отличается от китайской бытовухи, но вот 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).

Впрочем, это справедливо для любых широкополосных приёмников.
Не стоит ставить донглу такое в вину.

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.

Удивительно, но позднее из комментариев 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 GSM сканер на RTL-SDR 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 MySDR, 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:



Частоты пропускания полосовых фильтров оформлены в табличку, её видно в правой части фото, чуть выше антенного разъёма.

Так какое решение выбрать?

Для ознакомления с технологией SDR, приёма УКВ радиовещания, а так же любительских и служебных станций (в некоторых регионах даже полиция общается в аналоге, не говоря уж о энергетиках, скорой и пожарных) вполне достаточно дешёвого донгла за $10.

При желании слушать ещё и КВ, как радиовещание, так и всё, что радиовещанием не является, потребуется донгл дороже $20. Тот, который от RTL-SDR.COM. Термостатированный кварцевый генератор устраняет выбег частоты, так что SSB принимать комфортно.

Тут будьте внимательны - ниже приводится ссылка на официальный магазин. Между тем весь АлиЭкспресс буквально завален подделками, визуально отличающимися корпусом (он у подделок прямоугольный, а так же иногда окрашен в зелёный цвет). Разница в цене не так высока, чтобы чушь всякую покупать. Берите оригинал.

Оснащение содержимого донгла от RTL-SDR.COM входными полосовыми фильтрами (которые по-любому просто необходимы), а так же более совершенными цепями их коммутации, плавно приводит нас к решению от MySDR.

Это, конечно, лучший вариант, охватывающий всё КВ и УКВ со всеми видами модуляции, какие только есть. Но цена несколько завышена, и Вам может не понравится.


Источник: http://lasto.com/blog/index_post_1407927600.htm