Сайт «blog.radiospy.ru»

АЧХ-метр из свистка

В статье будет рассмотрено применение RTL-SDR совместно с генератором шума BG7TBL. Попробуем снять АЧХ фильтров и сравним их с графиками настоящего АЧХ-метра, а также, попробуем настроить фильтр с нуля.

noise_source

Обращаю внимание, что все написанное ниже справедливо для новой версии генератора с прямоугольными усилителями. У старой версии с круглыми микросхемами ERA уровень шума и прочие параметры будут немного отличаться.

Для более точных измерений желательно поместить генератор в экранирующий корпус. В качестве свистка будет применяться RTL-SDR.COM V3.

Программа

Для измерения АЧХ удобнее всего использовать программу rtl-sdr dongle panorama. Она проста в установке, не требует много ресурсов и содержит все необходимые регулировки.

Готовый архив со всеми нужными файлами: Dongle_panorama.zip. Нужно распаковать, запустить rtlpan.exe и нажать START.

graf_1

Чтобы сгладить линию: Настройки — Rtl_power options… — crop present, ставим значение по вкусу. Зависит от полосы обзора, необходимой точности и допустимого периода сканирования.

graf_3

График будет еще плавнее, если выбрать step size 1М, но я не рекомендую, т.к. нельзя будет отличить наводки от реальных неровностей АЧХ. На 100к они вполне отличимы, далее будет видно на примере FM вещалок.

Выставляем частотные границы, ставим галочку Auto dB (автошкала по оси dB). Галочка AGC (АРУ) обязательно должны быть снята. Если используется простой свисток, не забываем вводить коррекцию частоты в ppm.

Очень важно подобрать оптимальное усиление. Проще это делать на реальном фильтре, подбирая значение усиления по максимальному динамическому диапазону (разности между максимумом и минимумом).

Спектр шума

Результирующий график спектр шума + чувствительность свистка:

graf_25

Сначала нужно проверить, не возникает ли перегрузки. Добавляем аттенюатор 20 дБ.

graf_22

Некоторая перегрузка имеется. Т.е. при измерениях до 500 МГц нужен аттенюатор.

500-1000 МГц:

graf_23

Здесь аттенюатор уже не нужен.

1000-1800 МГц:

graf_24

Коррекция мощности шума

Как видно из графиков 24-500 МГц, нужно как-то снизить уровень шума. Программно это не сделаешь, усиление и так 0.

Первый способ — добавить аттенюатор. ГШ уже имеет выходной аттенюатор 3 дБ, более-менее согласующий его в широкой полосе частот, так что можно обойтись одним аттенюатором 20 дБ между фильтром и свистком.

Второй способ — изменение напряжения питания. Рассогласование фильтра со свистком не должно быть настолько сильное, чтобы заметно искажать АЧХ (дальше сравним). К тому же, если фильтр будет использоваться со свистком, то интереснее будет его АЧХ не на 50 Омах, а именно с данным конкретным свистком.

Зависимость уровня шума генератора от напряжения питания:

graf_27

Напряжение питания для снижения уровня шума на 20-30 дБ составляет как раз около 5 В. Можно запитать генератор от USB, используя такой шнурок:

usb_power_cable

Если напряжение USB проседает ниже 4,8 В, можно закоротить диод D2, это даст еще пол-вольта запаса.

Переходим к измерению АЧХ фильтров.

FM режектор

Фильтр настроен грубовато — не обращаем внимания, сейчас интересует сравнение картинок.

Реальная АЧХ:

graf_5

Подключаем к фильтру генератор шума + свисток, питание 12 В:

graf_4

Как уже выяснили, уровень шума на данных частотах слишком высок. Поэтому картинка АЧХ сильно отличается от реальной.

Запитываем генератор шума от USB. Подбираем усиление.

graf_29

Другое дело! Неровности графика можно сгладить увеличением crop present, правда, период измерения тоже увеличится.

graf_32

По частоте все довольно точно. Значения дБ зависят от правильности выбора усиления. Получить динамику больше 40 дБ у меня не получилось, но для столь бюджетного решения это приемлемо.

Для эксперимента, вернем питание 12 В и добавим на выход фильтра аттенюатор 20 дБ.

graf_31

Графики похожи, так что регулировать уровень шума только напряжением питания ГШ.

Перегрузка проявляется так:

graf_9

Поскольку график снимается кусочками, то перегрузка влияет только на участки с небольшим затуханием. Таким образом, можно специально ставить излишнее усиление, чтобы дополнительно исследовать «глубины» АЧХ, т.е. места с большим затуханием.

Из-за отсутствия экранирующего корпуса видно наводки от FM станций.

ПАВ фильтр 1090 МГц

TA1090EC + разделительные конденсаторы + защитные диоды.

adsb_filter

АЧХ реальная:

graf_11

 

Измеренная с помощью генератора шума (питание от USB):

graf12

На таких частотах питания 5 В уже не хватает. Даже при максимальном усилении мы видим подробно вершину айсберга, но значительная его часть скрыта «под водой».

Запитываем от 12 В:

graf_13

Теперь видна вся АЧХ целиком. Почти вся, т.к. немного срезан провал в районе 1140 МГц. Но его можно посмотреть отдельно, как было описано ранее.

graf_14

Теоретически, таким образом можно делать два измерения, компоновать их в одно и получать динамику больше исходных 40 дБ.

И еще — мы видим относительную картинку. Мы не увидели, что фильтр в полосе пропускания имеет затухание 5 дБ. Если на графике нужен уровень 0, то делаем следующее.

  • Подключаем ГШ напрямую к свистку и запускаем сканирование. Усиление лучше немного уменьшить, чтобы точно не было перегрузки.
  • Ставим галочку Maximus.
  • Не останавливая сканирование, подключаем между свистком и ГШ исследуемый фильтр. Тут главное нечаянно не выдернуть приемник, иначе придется начинать сначала.

Получается такой график:

graf_34

Красная линия это нулевой уровень. Получилось затухание около 5 дБ, что соответствует реальности. Естественно, на отображение этих потерь теряем 5 дБ и без того небольшой динамики.

Измерения на КВ с помощью конвертера

Подопытными будут КВ фильтры для V3 (2,6-14,4 и 14,4-28,8 МГц).

В программе ввод смещения частоты не предусмотрен, поэтому частоту LO нужно держать в уме. В данном случае, это 125 МГц.

Реальная АЧХ фильтра 2,6-14,4 МГц:

kv1q

Измеренная с помощью ГШ и конвертера:

kv3

Конвертер вносит значительные искажения АЧХ, поэтому сначала ГШ напрямую (красная линия), потом измеряем фильтр. В целом похоже, но смотреть на такой перекошенный график неприятно.

Реальная АЧХ фильтра 14,4-28,8 МГц:

kv2q

Измеренная с помощью ГШ и конвертера:

kv4

В начале видно перегрузку от неподавленной несущей.

Можно добавить усиление, чтобы поднять площадку до 0.

kv5

Измерять АЧХ с помощью КВ конвертера в принципе можно, но не очень удобно. Во первых, нет возможности ввести LO, чтобы сразу видеть реальные частоты. Во вторых и главное, это неравномерная АЧХ самого конвертера. Также, из-за неподавленной несущей, фактически теряются первые 3 МГц (зависит от конвертера).

Измерения на КВ в режиме Direct Sampling

В этой программе есть режим Direct Sampling, но он почему-то не работает. Такое чувство, что вместо Q включается I branch. Так что попробовать пока не получилось.

Настройка фильтра

Имеется некий FM режектор.

fm6

Катушки привел в исходное положение и попробовал настроить заново генератором шума.

В программе получилось так:

fm4

А реально так:

fm5

Получилось почти идеально, ожидал худшего. Самое неприятное это постоянно ждать сканирование, в данном примере около 4с. Это время можно уменьшить за счет точности и полосы обзора, но все равно, процесс настройки неизвестного фильтра может затянуться.

Подводя итоги, можно сказать, что измерять АЧХ и настраивать фильтры с помощью генератора шума можно, но есть много нюансов. Будут неудобства, и будут погрешности измерения. Но все же, учитывая цену и частотный диапазон, думаю что вещь в хозяйстве полезная (конечно, при отсутствии нормальных приборов). Тема еще не исчерпана, остается AirSpy с программой SpectrumSpy, а также измерения КСВ при помощи измерительного моста, так что продолжение следует.

SUPER MEGA EXTRA NEW 2017 КВ УКВ USB DDC SDR

Задачка для самых внимательных. Вот так выглядит новая версия конвертера HFUC-125 v4.0 разработчика SDR309 (Михаил, Ярославль). Продается за 2500 рублей. HFUC-125 v4.0   А вот так выглядит SUPER MEGA EXTRA NEW 2017 КВ УКВ USB DDC SDR. Новая версия которого вышла, по совпадению, немногим позже новой версии конвертера. Продается (сайт рекламировать не буду) за 7999 рублей. Было 8500, но теперь отдают всего за 7999. super-puper-sdr Вопрос: есть ли совесть у продавца? Естественно, фотографии внутренностей или их конкретное описание на сайте отсутствуют. Но и так можно понять, что внутри, помимо готового конвертера, стоит самый обычный свисток. Итого, накрутка почти 5000р за дешевый пластиковый корпус. Будьте бдительны!!!

SMD TCXO в голубой свисток

Поскольку появились доступные SMD TCXO 28.8 MHz, решил попробовать прокачать один из свистков.

Первым делом нужно отпаять кварцевый резонатор.

007-tcxo-1

 

Прикол в том, что под кварцем уже есть площадки для SMD генератора:

007-tcxo-2

Китайцы заботятся о нас!

Одна из площадок идет к 9 выводу R820T2, это будет выход генератора. Землю и питание придется подводить вручную, но это не сложно, т.к. там все рядом.

Распиновка нашего TCXO:

  • 1 — GND/NC (можно никуда не подключать)
  • 2 — GND (земля)
  • 3 — OUT (выход 28,8 МГц)
  • 4 — Vdd (питание 3,3 В)

Выход генератора не меандр, а «clipped sine wave» — обрезанный синус, что есть хорошо, будет меньше уровень гармоник опорного сигнала.

На плате генератор будет стоять так:

007-tcxo-3

Зачищаем кусочек земли около 2 вывода, лудим все. Соседний электролит лучше временно отпаять, или перекрыть чем-нибудь термостойким. Ставим генератор и припаиваем его паяльным феном t=300о в течение 30с. Паяльником припаять не получится, нужен фен!!! 2-й вывод соединяем с землей каплей припоя. 4-й с SMD кондером по питанию 3,3 В, используем кусочек провода.

007-tcxo-4

Вот собственно и все.

— А если нет паяльного фена?

Без проблем, делайте DIP из SMD. Можно припаять к TCXO ножки, откушенные от светодиодов например, и дальше все это хозяйство на плату. Немного по-колхозному, но работать будет. Но предупреждаю, что TCXO маленький — 3,2*2,5 мм, нужно хорошее зрение и твердые руки.

Испытания

Свисток завелся без проблем.

Абсолютное отклонение частоты составило всего 0,2 ppm.

И самое интересное, относительный температурный дрейф частоты. Частота во время включения принимается за 0 ppm.

  • 0 мин — 0 ppm
  • 10 мин — 0,023 ppm
  • 20 мин — 0,023 ppm
  • 30 мин — 0,023 ppm

Интересно, что за первые 5-6 минут генератор вышел в рабочий режим, и дальше частота стояла как вкопанная.

Быстрый выход на режим, и всего 0,023 ppm. Очень хороший TCXO. Делает его китайский завод WTL.

У V3 были результаты похуже, но то было больше года назад. В 2017 они перешли на генераторы WTL.

Зачем это все, если есть V3

Проще купить готовый V3 с кучей других фишек. Но если уже есть на руках голубой донгл, или угораздило купить китайскую коробочку на его основе, то можно и доработать. Точность и стабильность частоты лишними не бывают.

К покупке не рекомендуются

Очень краткий обзор товаров, покупка которых может принести разочарование.

Антенна ADS-B 1090 МГц

adsb-antenna

У китайцев она продается как антенна ADS-B, но судя по размерам, резонанс у нее должен быть в районе 1500 МГц. Имело бы смысл покупать правильно рассчитанную и настроенную по приборам антенну, если дома таких приборов нет, но в данном случае любая самодельная антенна будет работать лучше.

Коробочки с Direct Sampling Mode

Модификаций этих несчастных коробочек уже довольно много:

rkgQbIVx_V4NLRH-PxAyy8

kj8dErpmSAs4y91C6_zSAM

 

zaxAPLT0U8M

Несмотря на кажущееся разнообразие, внутри у них по сути одно и то же. Недостатки уже были рассмотрены ранее. Несмотря на эти недостатки, и даже несмотря на стоимость больше чем RTL-SDR.COM V3, на торговых площадках их продолжают раскупать в больших количествах, чем подрывают мою веру в человечество.

Коробочки с КВ конвертером

k2K2Gk7q15UjGoxmk6sjr4

Казалось бы, конвертер должен решить вопрос с нормальным приемом КВ, но конвертер конвертеру рознь. Эти работают отвратительно, и своей цены около 4т.р. никак не стоят. Лучше уж купить проверенный временем NooElec Ham It Up (например).

NeSDR Smart

nesdr_smart_5_1_1

 

Претендует на конкуренцию с V3, но первая же вещь, которая отправляет его в нокаут, это отсутствие какой-либо КВ доработки. Некоторые люди в интернете писали, что она там якобы есть. Так вот, нет ее там, не-ту. Есть и другие недостатки и преимущества по сравнению с V3, но их описание потребовало бы отдельной статьи.

SpyVerter

spyverter_right

Этот конвертер продвигают и хвалят на западе, но хвалят совершенно напрасно. По крайней мере, упомянутый ранее NooElec Ham It Up работает намного лучше.

AirSpy mini

airspy_mini

Приемник сырой и не самый удачный. Может заработать сразу, а может потребовать плясок с бубном (у AirSpy R2 таких проблем нет, включил и работает). Много помех и пораженных частот. Конечно, приемник подкупает своей ценой за честные 12bit, но лучше потерпеть и накопить на R2.

 

Удлинители USB

usb2usb1

 

Те, что на фото, со свистком не работают точно, но с вероятностью 99,9% не работают и другие им подобные стоимостью порядка сотен рублей. Потому что они либо USB1.1, либо не обеспечивают нужный ток и не компенсируют падение напряжения на кабеле, либо все вместе взятое. Хороший активный удлинитель USB2.0 будет стоить на порядок дороже. Поэтому, если понадобился длинный USB удлинитель, берем витую пару и делаем его самостоятельно.

Малошумящие усилители

lna

В 99% случаев они не нужны, у rtl-sdr нет проблем с чувствительностью. Большинство купивших МШУ говорят либо о том, что соотношение сигнал/шум не изменилось, либо что прием ухудшился. К примеру, плохой прием может быть следствием перегрузки входа FM вещалками, и усилитель только навредит. Применять данные усилители нужно с умом, и только тогда, когда они действительно необходимы.

 

Лента новостей RTL-SDR

Агрегатор новостей RTL-SDR LENTA RADIOSPY позволяет быть в курсе почти всего, что пишется/обсуждается на данную тему, затрачивая при этом минимум усилий. Собираются сообщения форумов, соцсетей, видео, статьи в блогах и комментарии к ним.

Используя рубрики, можно выбирать определенные типы источников. Если мешают англоязычные сообщения, можно читать только русскоязычные. Можно выбирать определенные сайты. Доступен выбор по месяцу публикации или конкретной дате. Поиск по ключевым словам также присутствует.

Рейтинг FM режекторов, обзор фильтра rtl-sdr.com

Информацию о различных FM режекторах можно посмотреть тут. В рейтинге участвуют только те из них, производители которых предоставили в открытый доступ подробные АЧХ.

table4

A(88-108)min — основная характеристика фильтра — минимальное подавление в полосе режекции. Не имеет значения, какое большое подавление реализовано в центре диапазона, если на краю оно мало, и какая-нибудь станция 107.5 все равно перегрузит вход приемника. Правильный фильтр должен давить весь диапазон одинаково эффективно. Поэтому для сравнения будем брать минимальное значение подавления в диапазоне 88-108 МГц.

A(118) — затухание на частоте 118 МГц, которое определяет возможность приема авиа-диапазона, или, как минимум, начального его участка.

Затухание в полосе пропускания на частотах до 1 ГГц у сравниваемых фильтров примерно одинаково, не более 1-2 дБ, и в сравнении не участвует.

Баллы — соотношение цена/качество (если быть точнее, качество/цена) — число, обобщающее показатели для определения места в рейтинге. Рассчитывается по формуле:

B = 1000*(0,2*корп+1)*(A(88-108)min-A(118))/(цена)

(0,2*корп+1) — стоимость корпуса ориентировочно принимается за 0,2 от полной стоимости фильтра.

FM режектор RTL-SDR.COM

По соотношению цена/качество лидирует фильтр RTL-SDR.COM. Он имеет самое большое подавление во всем FM диапазоне и самую низкую цену среди своих конкурентов.

1_2

Параметры фильтра:

  • Подавление в полосе 88-108 МГц: >50 дБ
  • Полоса пропускания по уровню -3 дБ: 0-76 & 122-2000 МГц
  • Импеданс вход/выход: 50 Ом
  • Постоянный ток: <80 мА
  • Алюминиевый корпус 28*28*13 мм

3

4

Фильтр построен на базе высокодобротных SMD индуктивностей с малым разбросом параметров, что исключает необходимость ручной настройки контуров на производстве.

2_2

Недостаток фильтра состоит в подавлении начального участка авиа, хотя это подавление относительно невелико: 118 МГц — 5 дБ, 120 МГц — 4 дБ, 122 МГц — 3 дБ.

Применение SMD индуктивностей ограничивает мощность сигнала и постоянный ток. Фильтр должен использоваться только на прием. Безопасный долговременный постоянный ток, пропускаемый через фильтр, заявлен до 80 мА, и для большинства МШУ этого достаточно. Например, LNA4ALL потребляет около 60 мА.

Как и в других конструкциях RTL-SDR.COM, края платы залужены и контактируют с корпусом.

UPD. Но корпус внутри не зачищен, поэтому связь в лучшем случае емкостная, а если судить строго, то ее нет.

UPD2. Как выяснилось, АЧХ фильтра не совсем соответствует заявленной. Проверено на нескольких приборах разной степени профессиональности, с фильтрами из разных партий, так что ошибки здесь нет.

rtl-sdr_com_fm_reject_3

 

Подавление 88-108 МГц более 50 дБ с небольшим запасом, но потери на 118 МГц — 8…15 дБ. Полоса пропускания по уровню -3 дБ начинается с частоты 123-125 МГц. Разброс параметров от фильтра к фильтру небольшой. В целом, баллы фильтра снижаются до 47. Но все равно он остается лучшим, с большим отрывом от остальных.

Как общий итог — хороший продукт за хорошую цену.

Приемник RTL-SDR.COM V3 — обзор новой версии

Ребята из rtl-sdr.com разошлись не на шутку. Очередная версия приемника получила большое количество дополнений и улучшений. Что удивительно — цена осталась неизменной! И даже если она все же вырастет на 1-2$, как предупредили разработчики, за рост это можно не считать. В данной статье будут рассмотрены новые возможности приемника, пока что без каких-либо тестов.

rtlsdrcomv3-2-2

 

Достоинства предыдущей версии, такие как TCXO, охлаждение, корпус и т.д. — сохранились без изменений.

Direct Sampling Mode (500 kHz — 24 MHz)

В версию V3 встроили полноценную схему DSM — предусилитель около 10 дБ, ФНЧ 24 МГц и согласующий/симметрирующий трансформатор. Сами разработчики называют доработку экспериментальной, и с нормальным конвертером она вряд ли сможет тягаться, но в качестве обзорного/ознакомительного КВ приемника лишней не будет. Напомню, что за китайский приемник с подобной доработкой, только хуже, народ выкладывает немалые деньги, здесь же все удовольствие идет нахаляву. Первые тесты пользователей уже появились на ютубе. КВ режим включается программно, в SDRSharp это настройки — Sampling Mode — Direct Sampling (Q-branch). Приему ниже 500 кГц мешает схема инжектора питания, при необходимости можно удалить дроссель инжектора.

Программно управляемый инжектор питания 4,5 В

Теперь не нужно разбирать приемник и перетыкать перемычку — питание включается и выключается запуском специальных скриптов. Это стало возможным благодаря использованию одного из GPIO выводов микросхемы RTL2832U, которыми можно управлять программно. В дальнейшем, скорей всего, появится более удобное приложение или плагин для SDRSharp. Напряжение питания проходит через LC фильтр и малошумящий LDO стабилизатор 4,5В 100мА. Это должно снизить помехи от USB. Важно: перед включением убедитесь, что в кабеле нет КЗ и не используется короткозамнутая антенна.

Уменьшение внутреннего шума и количества пораженных частот

По словам разработчиков, уменьшение шумов и спуров достигнуто модернизацией разводки платы — увеличением площади земли и количества переходных отверстий, изменением схемы подключения к массе USB, добавлением ферритовых дроселей, применением малошумящих линейных стабилизаторов.

Улучшение приема выше 1 ГГц

Стандартная согласующая схема фронтенда RTL-SDR рассчитана на прием DVB-T, и сигналы выше 1 ГГц ослабляются. В новой версии схема согласования изменена для улучшения приема выше 1 ГГц. Применены качественные индуктивности с высокой добротностью.

Улучшение защиты фронтенда

В дополнение к стандартной сборке BAV99 на вход приемника добавлен специализированный диод (супрессор?), обеспечивающий более надежную защиту микросхемы R820T2 от близких грозовых разрядов и других сильных сигналов.

Разъем SMA

Теперь он немного длиннее, а главное, с гайкой и шайбой. Будет меньше деформация платы при нагрузках на антенный разъем, SMD компоненты в этом плане очень нежные. Для ВЧ экранировки тоже полезно.

Подгон разработчикам и продвинутым юзерам

Удобными для пайки контактами выведены: неиспользуемые выводы GPIO, CLK вход/выход опорного сигнала, 3,3 В, GND, I2C. Следует соблюдать осторожность, т.к. выводы не имеют защиты от статики.

Коммутация опоры

Добавлена возможность оперативного переключения опорного сигнала. Если такая необходимость имеется, нужно отпаять резистор-перемычку и запаять штырьки 2х2шт. После этого, переставляя перемычку, можно переключаться между тактированием от внутренней опоры, от внешней, или выводом внутренней опоры наружу (к примеру, на другой донгл). Подробнее в инструкции к приемнику.

Крепежные отверстия

Добавлено 4 отверстия по углам платы. Используя стойки для плат, можно собирать платы приемников в стопки.

Модификация антенны

К основанию антенны приклеена медная подошва, соединенная с общим проводом. Размещая антенну на проводящих поверхностях, можно улучшать ее приемные качества.

Размещение основных элементов на плате:

rtlsdrcomv3-3-3

Общая схема доработок:

rtlsdrcomv3_2

Как можно видеть, на входе приемника теперь висит много компонентов, каждый из которых имеет свои паразитные индуктивности, емкости и резонансы, а также тепловые шумы. Разработчики уверяют, что на прием УКВ диапазона доработки практически не повлияли, насколько это верно — нужно проверять на практике.

UPD. Схема исправлена, падение на D12 составляет около 0,6В, и, конечно, это никакой не Шоттки.

Активный Direct Sampling Mode: BA5SBA, PKSATO

Фотография нового приемника от китайского радиолюбителя BA5SBA появилась на форуме rtl-sdr.com.

192

Вместо неудобных для DSM белых свистков применен новый голубой, имеющий более удобные площадки для пайки. На входе по прежнему ФНЧ из 3-х конденсаторов и 2-х катушек, но катушки стали печатными. Главное новшество это замена трансформатора на транзисторный каскад.

Схема примерно такая:

193

Моделирование дает усиление сигнала в 10 раз по напряжению:

197

 

Более навороченная схема была предложена пользователем форума reddit PKSATO:

 

198

Модель Multisim дает уже 100-кратное усиление по напряжению (только в моей модели сопротивление источника 50 Ом, С4 увеличен до 4.7n, и на выход добавлена нагрузка 3.3k. Также, нужны разделительные конденсаторы перед АЦП RTL). Это уже не просто согласование 50 Ом — 3,3 кОм, но и заметное дополнительное усиление.

Конструкция помещается внутри стандартного корпуса свистка. Такое решение влечет проблему помех от импульсного стабилизатора 1,2В, поэтому лучше размещать эту плату отдельно.

Для сравнения данной схемы и пассивного трансформатора 1:9 автор соорудил схему коммутации, видео сравнения ниже:

UPD. Надо бы добавить, что информация приведена для общего развития, и не является рекомендацией к сборке. Первую схему можно попробовать, учитывая ее простоту. В случае второй схемы, лучше направить свои усилия на КВ конвертер.

О китайском наборе SDR 100kHz-1.7GHz (Direct Sampling)

Данный приемник продается и в готовом виде, но большей популярностью пользуется набор деталей для самостоятельной сборки.

180a

Набор подкупает своей дешевизной. За цену, меньшую стоимости одного лишь конвертера, можно получить алюминиевый корпус, антенну, свисток, кв приставку — в общем, полноценный вседиапазонный приемник. Но все же, хотелось бы предостеречь народ от поспешных действий. Прочитайте статью и потом уже решайте, нужен вам этот бесплатный сыр или нет.

Внешний вид приемника (не путать с похожим приемником с КВ конвертером)

113

Антенна

181

Антенна длиной 28 см (с основанием 30) с китайским RG174 длиной 3 м. Является антенной Франклина на частоты в районе 800-1000 Мгц, что подтверждает надпись «GSM» на подошве основания.

ris37

Никакого отношения к широкополосному приему она не имеет. На КВ бесполезна, на УКВ польза тоже сомнительна (обычный телескоп был бы лучше). Для портативного применения слишком большая и неудобная, для стационара маленькая и неэффективная. Отдельно такая антенна стоит не меньше 2,5$, и это первые 150 рублей, потраченных впустую.

Усилитель

Входного усилителя тут нет, поэтому чутье на КВ очень низкое. На плате есть место для самостоятельной доработки, но я не знаю ни одного случая, чтобы кто-то этим занимался.

ФНЧ

Сигнал с антенны поступает на ФНЧ, и тут нас поджидает очередной подвох.

Схема приемника, за исключением донгла:

116

АЧХ ФНЧ:

183a

Частота среза по уровню -3дБ составляет около 28 МГц. Учитывая частоту сэмплирования АЦП 28,8 МГц, теоретически частота среза должна быть не больше 14,4 МГц, а практически еще меньше (запас на скат АЧХ фильтра). В данном случае, будет каша из-за наложения сигналов, симметричных относительно 14,4 МГц. Подробнее тут. По хорошему, нужно делать два переключаемых фильтра 0-14 и 15-28 МГц.

UPD. На практике проблема в какой-то мере нивелируется тем, что данные диапазоны активны в разное время суток. Но все равно, лучше иметь честные 0-14 МГц, чем сомневаться — принимается настоящий сигнал или фантомный.

Что еще нехорошо выглядит, это подъем АЧХ до -35 дБ, с максимумом как раз в районе FM вещалок. Это плата за относительно резкий склон АЧХ при небольшом количестве элементов. Скорее всего, подавления 35 дБ будет достаточно, но все же к FM станциям следует относиться осторожно, не исключено возникновение дополнительного шума и комбинационных составляющих.

Трансформатор

Трансформатор содержит 8 витков строенным проводом 0.1мм, две обмотки соединяются последовательно. Это дает преобразование импеданса в 4 раза, с 50 до 200 Ом.

186

Какой входной импеданс у RTL2832U? Даташит на R820T говорит о выходном сопротивлении 2кОм, значит входное сопротивление RTL2832U должно быть того же порядка. Измерения радиолюбителя Мартина с помощью внешнего резистивного моста дали результат 3300 Ом, т.е. коэффициент трансформации сопротивлений должен быть 3300/50=66, а соотношение витков обмоток трансформатора — 8. Мартин приводит результаты измерений, которые подтверждают повышение уровня сигнала при увеличении коэффициента трансформации. Правда, при этом начинает сказываться индуктивность обмоток, что дает спад на верхнем участке диапазона, однако выигрыш присутствует даже там.

187

Если трансформация сделана на 200 Ом, можно хотя бы подключить резистор около 200 Ом параллельно выходной обмотке. Это не должно ослабить полезный сигнал, но должно уменьшить высокоомные наводки на провода между трансформатором и микросхемой.

Свисток, пайка

К самому свистку претензий нет, но для доработки в Direct Sampling Mode он не приспособлен. Паять проводки нужно непосредственно к ножкам микросхемы, и это довольно непростая операция для домашних условий. В остальном, процесс сборки проблем не вызывает.

185a

Стоит отметить, что в свистке стоит обычный кварцевый генератор, поэтому с прогревом частота будет плавать.

Инжектор питания

Доработка подразумевает возможность подачи 5 В в антенный кабель для питания МШУ. Питание идет на оба разъема, через дроссель на УКВ и через трансформатор на КВ. Включение/выключение производится перемычкой на плате, что не очень удобно, т.к. требует разборки корпуса. Индикация осуществляется SMD светодиодом на плате, который при закрытом корпусе также не видно.

Внушает опасения отсутствие какой-либо защиты USB порта от КЗ и от статики со стороны антенны. Повышает вероятность создания КЗ одновременная подача напряжения на оба входа. Также, шумы компьютерного БП идут прямиком на вход приемника, и сглаживающие конденсаторы тут могут не помочь. В общем, инжектор питания вроде как бы и есть, но лучше его не включать. Как вариант, можно подавать напряжение от внешнего трансформаторного БП на средний контакт J4, либо доработать штатную схему малошумящим линейным стабилизатором и предохранителем.

Корпус

Набор комплектуется алюминиевым корпусом 80*50*20 мм. Для частот до 10 МГц более эффективными считаются экраны из ферромагнитных материалов. К тому же, основной спектр бытовых помех находится в пределах сотен кГц. Самодельный корпус из консервной банки был бы эффективнее.

188

Тесты пользователей

1. Журнал RADIOCHIEF в статье Собираем широкополосный SDR приемник на базе RTL2832U приводит измерения чувствительности:

184

Для сравнения, чувствительность Degen1103.

2. rolin (форум cqham.ru) пишет:

Дорабатывал свисток для работы в режиме прямого сэмплировалия.
Подпаивать волоски к 3 и 4 ножке было чертовски сложно, но получилось все-таки

189

Штатный ФНЧ оказался полным г… Пришлось рассчитать собственные, сразу 2 , Чебышева и Кауэра.

190

Результирующая характеристика фильтров включенных последовательно, выглядит весьма хорошо…

191

Только после всех усилий, работает это все крайне плохо, вместе с сигналом наблюдается просто лес палок с диким уровнем…
Как оно работает у других людей я без понятия…

3. alex пишет:

Купили с товарищем на али экспрессе два «кита»,с двумя входами под антенну. Собрал специалист, установили прогу шарп. На крыше 10-и этажки верёвка-луч 30м и магнитка. Слышим очень много вещательных станций,но,ни одного любителя. Пользуюсь Тасканом PL 660, знаю все переключения и частоты.

Конвертер хотели тоже купить, но в описание так убедительно нахвалили этот донгл, что повелись на это.

Некоторые итоги

Приемник оставляет впечатление сырого полуфабриката. Что удивительно, выпускается изделие в неизменном виде уже несколько лет, и неизменно пользуется спросом. Допустим, как-то оно работать будет, при условии подключения полноразмерной антенны. Но это «как-то» не стоит даже своих небольших денег, особенно после появления RTL-SDR.COM V3, в котором есть подобная доработка с применением усилителя, а также присутствует стабильная опора, охлаждение и многое другое. Приемник, описанный в статье, к покупке не рекомендуется.

Схема RTL-SDR

Схема свистка RTL2832U+R820T, составленная японским радиолюбителем TOSHI.

Обвязка R820T:

176

Входная цепь включает емкость диодов (1-2 pF), последовательную емкость C13 (по даташиту на R820T — 330pF), индуктивность L9 (по даташиту 8,2 nH) и входную емкость R820T (около 3 pF). Расчетное АЧХ входной цепи:

177

Разделительный конденсатор С13 загрубляет чутье ниже 10 МГц. Катушка L9 вместе со входной емкостью тюнера образует ФНЧ, выравнивая полочку АЧХ. Если кто-то увлекается приемом выше 1 ГГц, можно попробовать уменьшить индуктивность до 4-5 nH, чутье должно немного подрасти.  Смоделируйте эквивалентную схему в RFSimm и поиграйте значением L9 — там все очень наглядно. При пайке рекомендуется соблюдать все необходимые меры, чтобы не угробить вход тюнера статикой.

Сам японец пробовал катушку 1-1,5 витка диаметром 2мм, провод 0,3 мм (4-6 nH), и получил улучшение чувствительности на 1090 МГц. Лучше будет штатную катушку не выпаивать, а добавить дополнительную (при параллельном соединении катушек индуктивность уменьшается), дорожки будут целее.

Обвязка RTL2832U:

178

Ссылки:
http://ggtoshi.at.webry.info/201406/article_6.html
http://ggtoshi.at.webry.info/201501/article_2.html

Перевод
Рубрики
Июль 2018
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Июн    
 1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031