USB TV-тюнеры на rtl2832 — или как услышать в радиоэфире все за 600 рублей

Обновление:

• 30/09/2018: Новая статья с примером применения RTL-SDR: Собственный сервис по отслеживанию самолётов
• 29/09/2018: Пример применения RTL-SDR: Сканирование EGSM диапазона
• 30/06/2018: Добавлена информация про ошибку «Cannot access RTL device»
• 28/12/2017: Добавлена информация про SDR сервер и информация по WebSDR
• 18/11/2017:Описание процесса установка драйвера под Windows
• 16/11/2017: На нашем сайте опубликованная статья: Следим за самолётами. Flightradar24 и SDR приёмник

Давно читал о применении USB ТВ тюнеров на микросхемах RTL2832U + R820T в качестве SDR приёмника.

Тема меня заинтересовала но в стандартном исполнении диапазон ограничивался 24 — 1750 МГц. Были статьи (1, 2) о доработке и расширении диапазона и захвата всего КВ, но все это был такой-то «соплестрой». И вот на Ebay появилось доведенное до ума устройство, которое и было приобретено.

Всегда хотелось иметь обзорный приемник. Аппаратура как говориться «на все диапазоны» есть, а посмотреть, что творится в радиусе 3 МГц в реальном времени  всегда полезно, как раз для этого он и приобретался.

Характеристики:

Диапазон частот	100 кГц — 1750 МГц
Модуляция	АМ, FM, NFM, LSB, USB, CW
Полоса обзора	меняется от 250 кГц до 3 МГц
Чувствительность	0.22 мКв (на 438 МГц в режиме NFM)
Входное сопротивление приёмника	50 Ом

В добротном металлическом корпусе, материнская плата с 2 разъемами SMA. Один UV от 24 – 1750 МГц, второй HF от 100 кГц – 24 МГц. В центре материнской платы всё тот же ТВ тюнер с доработками.

1. Плата ТВ тюнера на микросхемах RTL2832U + R820T.
2. Подключение антенного входа 24 – 1750 МГц.
3. Фильтры приемника КВ диапазона 100 кГц – 24 МГц.
4. Доработка, подключение к 4 и 5 ноге микросхемы приемной части 100 кГц – 24 МГц.

Описание будет под Windows 10, но думаю, заработает и на Windows 7/8.

Когда SDR приёмник на базе RTL2832U + R820T подключается к компьютеру, то Windows устанавливает неподходящие для наших целей драйвера, а программа Zadig (http://zadig.akeo.ie) поможет нам установить правильные драйвера.

Подключаем SDR приёмник к USB, скачиваем программу Zadig (http://zadig.akeo.ie) и запускаем её от прав администратора.

Выполняем ниже следующие действия:

Установка драйверов RTL-SDR: Шаг 1

Установка драйверов RTL-SDR: Шаг 2

Установка драйверов RTL-SDR: Шаг 3

Установка драйверов RTL-SDR: Шаг 4

Установка драйверов RTL-SDR: Шаг 5

В Диспетчере устройств Windows должно появиться устройство RTL2838UHIDIR

В Диспетчере устройств Windows должно появиться устройство RTL2838UHIDIR

Программное обеспечение SDRSharp на сайте разработчика называется «Windows SDR Software Package».

Софт не инсталлируется, а скачивается в папку, что позволяет его легко переносить на разные компьютеры сохраняя все настройки, что было очень удобно при моем выезде в деревню, где я испытал приемник на КВ.

Скачать SDRSharp: http://airspy.com/download

Пользовательский интерфейс SDRSharp

SDRSharp подключение к RTL-SDR

SDRSharp подключение к RTL-SDR

1. Выбираем источник сигнала, в нашем случае SDR подключен по USB;
2. Входим в настройки параметров соединения;
3. Выбираем RTL-SDR приёмник;
4. Включаем параметры AGC (Автоматическая регулировка усиления);
5. И нажимаем «Start».

Если в процессе подключения к SDR появится ошибка «Cannot access RTL device»

SDR Sharp. Connot access RTL Device

то запустите файл «install-rtlsdr.bat» из архива sdrsharp.

Параметры подключения к SDR

Sample Rate	(Частота дискретизации RTL) Ширина полосы приемника, 2048 MSPS это 2.048 МГц (значение по умолчанию). Полосу можно менять от 0,25 МГц до 3,2 МГц. Чем больше полоса, тем больше нагрузка на процессор.Не на каждом компьютере можно нормально работать с максимальной полосой.  Если будет притормаживать на вашем компьютере, подберите полосу пониже.
Sampling Mode	Режим работы RTL устройства. Для работы необходим режим «Quadrature sampling».
Offset Tuning	Данная опция актуальна только для тюнера E4000. Переключает режим работы входа RTL с нулевой частоты на промежуточную не нулевую. Включение данной опции позволяет избавится от «палки посредине экрана». На 820’ых тюнерах эта опция игнорируется.
RTL AGC	Автоматическая регулировка усиления на участке «Смеситель тюнера — АЦП RTL2832».
Tuner AGC	Автоматическая регулировка усиления на участке «Вход приемника — МШУ — Смеситель». Данная АРУ может работать не очень хорошо, многое зависит от антенны, условий приема и диапазона который вы принимаете. Я её всегда включаю. Если не включить будет очень низкая чувствительность SDR приёмника.
RF Gain	Ручная регулировка усиления тюнера. Позволяет самостоятельно менять усиление входного тракта тюнера при отключенной «Tuner AGC».
Frequency correction PPM	Коррекция частоты опорного генератора тюнера. Калибровка частоты приема необходима для точного соответствия индикации принимаемой частоты её реальному значению. Описание процедуры калибровки: http://rtl-sdr.ru/page/kalibrovka-chastoty-priema

Видеообзор использования SDRSharp

Плагины для SDRSharp

Для SDRSharp есть различные программные модули (плагины) расширяющие его функционал.

Пример плагинов:

Опубликована статья: «Следим за самолётами. Flightradar24 и SDR приёмник» . Описание настройки RTL-SDR в качестве ADS-B приёмника для сервиса Flightradar24 (отслеживание перемещения самолётов в реальном времени).

С помощью программы SDR Touch для Android, можно подключить RTL-SDR к смартфону или планшету. Приёмник подключается с помощью USB кабеля и OTG адаптера или через сеть по IP адресу к SDR серверу.

SDRSharp подключение к SDR серверу

Есть возможность, используя Raspberry Pi (или, что-то подобное на Linux) поднять SDR сервер и используя программу SDRSharp, подключаться через Интернет к RTL-SDR.

Т.е. можно создать целую сеть из SDR, удаленно управлять ими и слушать эфир в тех регионах, где вы установили SDR сервера.

Сам пока с этим глубоко не разбирался.

Дополнительная информация по SDR серверу:

• Raspberry Pi as Remote Server for RTL2832u SDR
• Setting up my Raspberry Pi as a SDR Server with RTL-2832U USB dongle
• rtl-sdr turns your Realtek RTL2832 based DVB dongle into a SDR receiver (описание: http://osmocom.org/projects/sdr/wiki/rtl-sdr)

Если дойдут руки или появится нужна, разберусь с данным функционалом более подробно.

Для тех, кто хочет поиграться с SDR, понять что это такое но железки нет, есть Web версии SDR. Они установлены в различных странах и городах. Поддерживаются энтузиастами.

Данный WebSDR также полезен для контроля приёма определенной частоты в разных регионах планеты.

Подробнее про WebSDR на YouTube (канал: Радиоканал с Алексеем Игониным):

Пример WebSDR приёмников:

• Москва: http://websdr.tech:8880
• Красноярск: http://sdr.24dx.ru/?t=7
• Нидерланды: http://websdr.ewi.utwente.nl:8901
• Польша: http://websdr.sp3pgx.uz.zgora.pl:8901
• Англия: http://hackgreensdr.org:8901

Список всех WebSDR приёмников: http://www.websdr.org

Приёмник ADS-B сигналов

На баз RTL-SDR можно сделать приёмник ADS-B сигналов с самолётов и отслеживать перемещение самолётов в реальном времени с помощью сервиса Flightradar24.

На эту тему на нашем сайте есть статьи «Следим за самолётами. Flightradar24 и SDR приёмник» и «Собственный сервис по отслеживанию самолётов» .

Сканирование радиоэфира

И пример более практичного использования RTL-SDR. Была задача определить, действительно ли EGSM репитер усиливает стандарт EGSM (880,2 МГц — 890,0 МГц и 925,2 МГц — 935,0 МГц).

В этом очень помог RTL-SDR. Подробнее в статье «Усиление сигнала сотовой связи в деревне или на даче: Тест усиления стандарта EGSM900 усилителем Lintratek» .

• Программа Zadig для установки драйвера: http://zadig.akeo.ie
• Windows SDR Software Package (SDRSharp): https://airspy.com/download
• Сайт посвященный RTL-SDR (драйвера, плагины, описания): http://rtl-sdr.ru
• Описание элементов управления и настроек SDRSharp: http://rtl-sdr.ru/page/opisanie-elementov-upravlenija-i-nastroek-sdrsharp
• Плагины для SDRSharp: http://rtl-sdr.ru/category/plugin
• Декодируем цифровые радиопереговоры с помощью SDR-приемника и программы SDRSharp в связке с DSD+: http://dmyt.ru/forum/viewtopic.php?t=1098
• WebSDR приёмники: http://www.websdr.org
• Следим за самолётами. Flightradar24 и SDR приёмник: https://4ham.ru/flightradar24-sdr
• Собственный сервис по отслеживанию самолётов (RTL-SDR)

Статья написана в соавторстве с: Андрей Торженов11+

Оригинал: http://blog.brichacek.net/uprava-sdr-prijimace-s-rtl2832u-a-r820t/

Технология SDR (Software Defined Radio) в последние несколько лет испытала большое развитие. Благодаря миниатюризации, вся схема может находится в одном маленьком чипе. Приемники SDR могут применяться во многих областях — радиосвязи, телевидении, телефонии, автомобильных приемниках. Один из таких приемников — USB DVB-T свисток на чипах RTL2832U и R820T.

ТВ тюнер R820T поддерживает стандарты DVB-T, ATSC, DTMB, Irib и ISDB-T. Управляется через двухпроводную шину I2C. Тюнер может перестраиваться в диапазоне от 24 до 1766 МГц, с полосой пропускания 6, 7 или 8 МГц. При максимальном потреблении 195 мА микросхема заметно нагревается и ее температура может достигать 50° С. Блок-схему и более подробную информацию можно найти в в даташите.

RTL2832U — DDC (Digital Down Convertor — цифровой демодулятор), содержащий 8-битный сигма-дельта АЦП (аналого-цифровой преобразователь) с теоретической максимальной частотой дискретизации 3,2 MSPS (млн выборок в секунду). Но если мы хотим предотвратить потери выборок, мы используем максимум 2,4 MSPS. Потребление может достигать величины около 320 мА. Как и в случае R820T, во время работы чип нагревается и температура может доходить до 80° С

План доработок

Доработки будут охватывать несколько областей: 1. Питание a) Фильтрация помех USB b) Замена внутреннего регулятора 1.2V для RTL2832U на внешний 2. Опорный генератор 3. Добавление прямой оцифровки (Direct Sampling) 4. Замена антенного разъема на коаксиальный кабель с разъемом SMA 5. Замена USB разъема на кабель

Первоначальный вид SDR:

Подготовка

Прежде чем приступить к работе, нужно подготовить необходимый инструмент:

• небольшие тиски для электроники
• пальник +, возможно, паяльный фен
• пинцет
• маленькие плоскогубцы
• небольшие кусачки
• лупа или микроскоп
• скальпель
• паяльная паста или припой
• вытяжка
• спирт, чтобы очистить остатки флюса
• орлиные глаза, твердые руки, железные нервы — на каком-то этапе нам придется работать паяльником с точностью 0.1 мм

Используемые материалы и компоненты:

• SMD конденсаторы 0805 — 3*10нФ (VCXO, Direct Sampling), 2*1нФ (питание), SMD 0603 — 1*100нФ (USB)
• Сопротивление (размер SMD например 2010 или больше, либо проволочный) 3K9 (Direct Sampling)
• SMD резистор 0603 1МОм (USB)
• Диоды 2*BAS103 (регулятор 1,2 В)
• Ферритовые дроссели SMD — 1*0603 (1,2 В регулятор), 1*1206 (USB-питание)
• Фильтр нижних частот (ФНЧ) Coilcraft S3LP606LB (Direct Sampling)
• Широкополосный трансформатор 1:36 Coilcraft WB36-1SLB (Direct Sampling)
• 1 м кабеля USB + разъем
• 1 м кабеля RG-174/U с разъемом SMA
• Эмалированный провод 0,1 мм
• Тонкая медная фольга

Первым шагом будет демонтаж ненужных элементов:

На этом этапе мы должны быть особенно осторожными с SMD конденсаторами C27 и C28, которые имеют размер 0402. Если есть возможность, используйте горячий воздух. Для выпайки проводных деталей используют оловоотсос (я использовал горячий воздух, так что олово осталось в отверстиях).

Доработка питания

Необходимо хорошее питание, свободное от пульсаций и составляющих переменного тока.Питание описываемого SDR осуществляется непосредственно от USB разъема. Это напряжение содержит много шумовых компонентов, которые оказывают влияние на малошумящий усилитель, смеситель, генератор и АЦП. Схема питания RTL2832U содержит источник напряжения 1,2V, который работает на частоте около 1,2 МГц и в результате перекрестных помех генерируемых гармоник также неблагоприятно влияет на обработку сигнала.

Питание USB

Под каждый электролитический конденсатор нужно добавить керамической SMD 0805 с низким ESR величиной 1 нФ. Эти конденсаторы будут служить в качестве фильтров.

Питание от USB осуществляется в соответствии со следующей схемой. Важным является разделение PE (оплетка кабеля) от GND и их взаимосвязь с помощью керамического конденсатора 100 нФ и резистора 1 МОм. На шину VBUS (питание) вставляется ферритовый фильтр FB.

Питание RTL2832U 1,2В

Эта операция требует определенной точности. Во-первых, необходимо отключить внутренний контроллер. Это делается удалением катушки L7 (между U2 — 24C04 EEPROM и U5 — RTL2832U), ведущей к выводу 24 RTL2832U. Затем вывод 27 RTL2832U отключается от шины питания 3,3В и подключается к GND (возле конденсатора C3). Чтобы отключить вывод 27 от 3,3В, применяется скальпель.

Прямо на дорожке ближе к C3 мы делаем небольшой разрез. Это соединение прерывается (проверьте мультиметром).

Тонким эмалированным проводом соедините вывод 27 с землей (возле C3) и снова проверьте мультиметром:

Теперь внутренний контроллер отключен и не будет генерировать нежелательный сигнал 1,2 МГц. Для правильной работы, однако, мы должны сделать эту цепь питания по-другому.

Мы будем использовать напряжение питания 3,3 В от U2 (контакт 8). Вертикально припаяем SMD ферритовый фильтр (FB). На площадку между L7 и электролитическим конденсатором ТС2 припаяем катод диода BAS103. Второй диод BAS103 припаяем между ферритовым фильтром и первым диодом BAS103. Этот второй диод припаивается катодом к аноду первого диода.Так, мы создали цепь для падения напряжения, которая оставит на выходе не 1,2 В, а около 1,4 В. Конечно, было бы лучше использовать интегрированный контроллер (линейный стабилизатор), либо подберите подходящую пару диодов.

Опорный генератор

Оригинальный кварцевый резонатор 28,8 МГц является термически очень неустойчивым, его частота сильно плавает. Лучшим решением является замена его на генератор с температурной компенсацией TCXO. К сожалению, этот генератор, работающий на частоте 28,8 МГц, является относительно дорогим. В качестве альтернативы, мы можем использовать тип VCXO, который не обеспечивает такую точную температурную компенсацию как TCXO, но является относительно стабильным. Тип используемого генератора Si550 (P/N: 550CM28M8000DG). Несмотря на то, что частоту можно контролировать управляющим напряжением, мы не используем это.

Технические характеристики:

Номер детали	550CM28M8000DG
Номер модели	Si550
Частота (МГц)	28,8000
Формат	КМОП
3.3
OE полярность
+/- 20 ppm
33 ppm / V
+/- 12 ppm
Рабочая температура (° С):	-40 До +85

Осциллятор будет помещен вместо исходного кварца Y2, способ монтажа — полосками из медной фольги. Напряжение питания 3,3 В подается от керамического конденсатора С2. Выход CLK (4 вывод) подключается через керамический конденсатор 10 нФ на вход цепи XTAL_i R820T (вывод 8). Мы будем использовать отверстие, оставшееся после кварцевого резонатора Y2.

Добавление режима Direct Sampling

Если мы хотим принимать диапазон КВ (HF) — сигналы ниже 30 МГц — мы можем построить и подключить upconverter, который передвинет эту полосу частот выше, где ее сможет принять SDR, либо использовать режим прямой оцифровки. Принятый сигнал будет обработан не R820T, а непосредственно RTL2832U. RTL2832U имеет две пары входов, I+/I- (выводы 1 и 2) и Q+/Q- (выводы 4 и 5). Приемники с R820T используют только вход I+/I-. Некоторые платы имеют отводы от входов +Q/Q в виде небольших площадок, но в нашем случае это не так, поэтому мы должны припаять тонкие провода 0,1 мм непосредственно на микросхему.

ФНЧ S3LP606LB имеет частоту среза 60 МГц по уровню 3 дБ. Входное сопротивление Q+/Q- у микросхемы RTL2832U, согласно некоторым источникам, составляет около 3300 Ом.Трансформатор Coilcraft WB36-1SLB имеет отношение трансформации 1:36. Если принять во внимание сопротивление 50 Ом S3LP606LB и входное сопротивление RTL2832U 3300 Ом, мы должны подключить к выводам 1 и 3 WB36-1 параллельно резистор 3900 Ом. Конденсаторы 10 нФ служат блокировочными.

Монтаж навесной.На рисунке вы можете видеть необходимую точность работы при пайке 0,1 мм провода непосредственно к выводам микросхемы. Вход RF_IN подключается непосредственно к антенному входу свистка.

Коаксиальный кабель

Кабель припаивается напрямую, а не через разъем. Разница между входным сопротивлением 75 Ом R820T, сопротивлением кабеля 50 Ом и сопротивлением 50 Ом S3LP606LB не имеет большого значения. Также, мы не будем использовать диплексер между входами R820T и S3LP606LB и коаксиальным кабелем.

Кабель USB

Кабель USB припаивается в соответствии со схемой в разделе «доработка питания».

Результат

После присоединения радиаторов к микросхемам и стабилизатору питания, и изолирования критических частей, модифицированный приемник может быть размещен в экранированном корпусе.

При использовании режима Direct Sampling мы получаем возможность приема КВ. На следующем рисунке показан прием радио AM CRO Dvojka на частоте 639 кГц.

перевод с чешского (с) blog.radiospy.ru оригинал http://blog.brichacek.net/uprava-sdr-prijimace-s-rtl2832u-a-r820t/

• Цена: $12.99

Сразу скажу, Что таких обзоров в интернете много. В результате чтения одного такого обзора было решено приобрести данную вещь. Если коротко то как сделать сканер с приемом, перекрывающим речные-, морские-авиа-, гибдд-, любительские-, спутниковые и прочие частоты из USB DVB-T ресивера. За точку отправки был взят ливжурнал skyrail.livejournal.com/59559.html В результате путь мой лежал на Али где и был приобретен FM+DAB USB DVB-T RTL2832U+R820T with MCX antenna USB. Через 60 дней он был получен и тут же был протестирован. Комплект поставки очень скромный. Но качество сборки на высоте (хотя я не знаю что там можно не так собрать. Единственное я удлинил антенну на штатную ну ни чего не принималось. Материал свистка на ощупь очень приятный сразу даже не понять из чего он сделан (словами я не смогу передать) Все было сделанно по инструкции; Правила подключения: 1. Сначала подключите антенну к донглу — затем подключайте его к USB (опасность статики). 2. НЕ УСТАНАВЛИВАЕМ драйвера, что пришли на диске вместе с донглом, пусть Windows определит устройство как хочет само (у меня например определилось как RTL2838UHIDIR). Установка ПО SDR и драйверов, для использования донгла в качестве радиосканера, очень проста: Скачиваем архив sdrsharp.com/downloads/sdr-install.zip в рабочую папку, выбранную вами. Распаковываем, запускаем install.bat — он сам всё скачает и установит. Далее запускаем в папке sdrsharp файл zadig.exe, меню Options — List all devices, затем выбираем из списка наш донгл RTL2838UHIDIR и устанавливаем драйвера Install Driver. Для запуска SDR софта в дальнейшем всегда запускаем SDRSharp.exe, выбираем RTL-SDR/USB и нажимаем Play. В результате получился сканер который вы видите на скринах. Самая нижняя частота это 24МГц был засечен цифровой сигнал. На частоте 900МГц был засечен радио телефон (мой домашний)настройку основную проводил в FM там станций много и известно где находятся. Также тест проводился с рацией UV-5R передача засекалась и прослушивалась.Тут скрины

Резюме: Прикольная игрушка для любителей послушать эфир.Используемые источники:

• https://4ham.ru/obzor-rtl-sdr/
• http://blog.radiospy.ru/dorabotki/dorabotka-sdr-na-rtl2832u-i-r820t-perevod.html
• https://mysku.ru/blog/aliexpress/16456.html