Немного странно и неинформативно звучит заголовок этой статьи, не так ли? Кажется, что оные сокращения поймут только самые что ни на есть прожженные гики. Но на самом деле все немного проще и интереснее. О том, что такое RTL SDR и слова с другими циферками - читай ниже.

Что такое SDR

За непонятной аббревиатурой SDR кроется весьма интересная штука, расшифровываемая как Software Defined Radio , что в переводе означает нечто типа «программного радио». Идея универсального радиоприемника на основе персонального компьютера витала в воздухе достаточно давно. Но дело шло с огромным скрипом, ведь для того, чтобы компьютер стал радиоприемником, кроме самого компьютера и программного обеспечения, нужно было и специальное железо, которое и должно добывать радиосигнал из воздуха, его оцифровывать и передавать на обработку компьютеру.

Все еще непонятно, что такое SDR? SDR это всеволновый радиоприемник на основе персонального компьютера (или другого вычислительного устройства, например, смартфона). При помощи SDR можно прослушивать радиоэфир в очень широком диапазоне начиная от килогерц и заканчивая мегагерцами. А услужливый компьютер, при помощи специализированных программ поможет не только раскодировать модуляцию радиосигнала, но и найти соответствующую трансляцию.

Как правило, при помощи обычного SDR можно прослушивать любые аналоговые передачи в эфире. Начиная от переговоров между авиалайнерами и диспетчерами, и заканчивая разговорами обычных радиолюбителей. Если простой радиоприемник или рация позволяют работать только в каком-то определенном диапазоне, например, радиоприемник в автомобиле позволяет прослушивать FM-диапазон, а иногда еще и AM. Там вещают радиостанции с музыкой, новостями или телемагазинами. А всеволновый SDR может больше. Он универсален и одинаково хорошо может подслушать разговор детишек по walky-talky, таксистов с диспетчером, пожарных, полицию, а заодно и соседскую радионяню. Правда, слушать разговоры силовых органов уже не так просто поскольку они если не полностью перешли на цифровое вещание с шифрованием, то уже предельно близки к тому. Но зато все остальные передачи прослушиваются принимаются при достаточном уровне сигнала просто великолепно.

Кстати, поскольку SDR это штука весьма и весьма универсальная, то она может прослушивать не только аналоговые радиопередачи, но и просматривать аналоговое телевещание! Ведь по сути, устройству все равно, что вылавливать из эфира, оцифровывать и передавать в компьютер. Хватило бы только частоты дискретизации, да ширины канала захвата. Но и это еще не все. Если очень захотеть, то можно спокойно раскодировать и цифровые каналы. Компьютеру в целом все равно, что раскодировать. Аналоговое вещание или цифровое, был бы только соответствующий модуль для декодирования. Хотя некоторые стандарты и протоколы, просто так перехватить и разобрать до удобоваримого вида не получится. Например, Bluetooth, работающей на частотах, поддерживаемых SDR, выловить из эфира будет практически невозможно, поскольку там применяется не только динамическая смена частот, но и активное шифрование трафика. А вкупе с низким радиусом действия практическое применение SDR для «прослушивания» Bluetooth становится нереальным.

Итак, SDR - это программно-аппаратный комплекс для радиолюбительского доступа, в режиме приема, к эфиру с широким диапазоном частот. Применяется зачастую из чистого любопытства, дабы узнать, что творится вокруг в радиоэфире. Или же целенаправленно, с прицелом на развитие радиолюбительских навыков.

А за это не посодют?

В Российской Федерации не посодют, поскольку подобные устройства, являются только и исключительно приемниками. Передавать в эфир они не могут чисто конструктивно, помехи способные нарушить деятельность других радиоустройств - не излучают. Соответственно SDR лицензированию не подлежит, оборот подобных устройств на территории страны - свободный. Более подробно сие расписано в таких документах, как «Закон о связи » и прочих нормативных актах. А ребята с ДПС-ФМ , не поленились и собрали целый дайджест правовой информации, включая разъяснения регулятивных органов.

Единственные действия, которые могут вызвать определенный конфликт в правовой плоскости, это без тени сомнения попытки расшифровки или взлома зашифрованных каналов. Но на подобные подвиги способны лишь самые просветленные головы, поскольку с кондачка к этой теме даже и не подобраться.

Конкретный образец с Китаю

Но прочь теорию, давайте рассмотрим конкретный прибор, который откроет дорогу в мир широкополосного радиолюбительства! Еще всего несколько лет назад, экспериментаторы-самоучки, обнаружили что если немного подковырять обычный USB телевизионный приемник, построенный на чипе RTL2832, то можно из него сделать очень неплохой SDR-приемник. В принципе, подобный подход производителей, когда аппаратное обеспечение может делать очень многое, но для конечного пользователя функциональность ограничивают программными средствами - не нов. Можно вспомнить хотя бы модемы от USRobotics или некоторые процессоры от Intel. Так и тут, производитель чипов изготовил их с изрядным запасом, дабы чип можно было использовать в максимально большом количестве устройств без модификаций, а все ограничения там чисто программные. Отсюда и пошел массовый интерес именно к подобным приемникам, обязательно с чипом RTL2832. Ушлые китайцы сообразили достаточно быстро, прошло всего года два, что тут дело нечисто и есть определенный интерес именно к таким продуктам и именно с целью создания SDR приемников. А затем взяли и наладили выпуск настоящих SDR приемников и непосредственно на чипах RTL2832.

Хочу сразу заметить, что даже на том же самом Aliexpress, SDR-приемников можно найти сразу несколько видов. А кроме того, такой приемник можно спаять и самостоятельно из продаваемых там же наборов DIY, а от заботливого продавца получить все необходимые детали, корпус, инструкцию, да антенну. Но я все же предпочел получить уже готовый прибор, а не испытывать судьбу в припайке многоногого чипа к печатной плате.

Итак, после некоторого ожидания, на моем рабочем столе лежит небольшая металлическая коробочка размерностью 45х75х20 мм. Корпус изготовлен из крашеного алюминия, с одного торца два разъема для подключения антенны, а с противоположного разъем MiniUSB и светодиодный индикатор рабочего состояния прибора. В комплекте, помимо самого приемника идет еще и неплохой USB кабель для подключения, и небольшая антенна на немагнитном основании и весьма длинным кабелем. Кстати, поскольку подобные устройства не имеют никакого бренда и являются стопроцентным NoName, то у продавцов периодически возникает необходимость в выдумывании наименования своего товара. Вот и тут, продавец вывернулся и назвал SDR примерно так «NEW 100 KHZ to 1.7 GHz all band radio RTL - the SDR receiver RTL2832 + R820T». Что же, при поддерживаемых частотах с 100 килогерц и до 1.7 гигагерц, оно действительно «всеволновое».

Если разобрать SDR, тем более что он работает, а разборка на гарантию ну никак не повлияет, то внутри можно найти очень мало чего интересного. Да тут есть пара многоногих чипов, да несколько прочих деталей. Есть тут R820T, как наследник E4000. Но в целом и смотреть-то не на чего. Собрано аккуратно, видно, что китайцы отошли от практики паять все у себя дома, в деревне на циновке. За них уже все давно паяют роботизированные станции и только самую сложную работу, типа приклейки пары тончайших проводочков - выполняет человек.

Как бы то ни было - устройство вполне работоспособно, при подключении его к USB-порту, загорается синий светодиод, а это значит, что питание подается и можно приступать к установке программного обеспечения.

Устанавливаем программное обеспечение

И вот именно тут пользователь SDR, обычно, наступает на те самые грабли, по которым периодически ходят все остальные. Для того чтобы можно было пользоваться SDR, необходимо установить драйвера и программное обеспечение на компьютер. Но тут нужно учитывать, что все программное обеспечение, включая драйвер, разрабатывается для SDR энтузиастами. А они чхать хотели на совместимость и проверки работоспособности своих творений с разнообразным оборудованием.

Поэтому повозиться придется. Процесс установки разделяется на две части, сначала необходимо установить специальный драйвер для SDR, а затем уже программу для работы с SDR. Я, как истинный экстремал, все операции проводил на Win10 x64. Хочу сразу предупредить, если необходимый драйвер не устанавливается по причине отсутствия верной цифровой подписи, то необходимо отключить проверку цифровых подписей драйверов в операционной системе. Как это делается? Гуглите.

1 . Первым делом скачиваем специальную программу по установке драйвера. Скачать ее можно с сайта RTLSDR.org . Это как раз и есть тот сайт, где объединились добровольцы для разработки специального драйвера под чип RTL2832. А устанавливать драйвер необходимо через программу Zadig, поскольку драйвер для работы SDR подменяет оригинальный драйвер для RTL2832.

Итак, скачиваем программу, запускаем, подключаем устройство по USB к компьютеру. Желательно подключать его именно в системный блок, а не через монитор или какой-то другой внешний USB-хаб.

Если все пошло хорошо, то в Zadig необходимо выбрать устройство с именем Bulk-in, Interface (Interface 0). Далее, легким движением руки, нажимаем Install Driver и устанавливаем WinUSB (и никакой другой). Если драйвер установился и в Device Manager исчезли неизвестные устройства, то можно смело переходить на шаг 2 и устанавливать непосредственно программу для работы с SDR.

А вот, если что-то пошло не так… Тут уже все немного сложнее. Windows могла успеть установить стандартный драйвер для RTL2832 или драйвер просто не установился. В этом случае последовательность действий следующая:

А . Удаляем устройство из Device Manager с удалением драйвера.

Включаем режим отображения скрытых устройств в Device Manager.

Если устройство не видно в списке, значит оно скрыто и необходимо включить опцию отображения скрытых устройств.

Б . Запускаем Zadig еще раз, в опциях включаем отображение всех устройств. Ищем наше устройство, а оно уже скорее будет называться RTL2832UHIDIR. И для него переустанавливаем драйвер на WinUSB. Для надежности перезагружаемся.

2 . Самым простым и наглядным программным продуктом для работы с SDR можно смело назвать SDRSharp. В дальнейшем, можно попробовать и другие программы, но для начала SDRSharp будет именно тем, что доктор прописал.

Изначально, SDR# разрабатывался командой энтузиастов AirSpy. Впрочем, AirSpy и сейчас поддерживает SDR#, но по каким-то неведомым причинам, последняя версия SDR#, загруженная с их официального сайта , отказалась работать с моим устройством. Вернее, даже не с устройством, а тем драйвером, который был установлен через Zadig. Видимо, в продукт были внесены какие-то изменения, и он оказался не совсем совместим с предыдущими версиями драйверов. И возможно, что именно по этой причине на страничке AirSpy есть ссылка еще и на некий совместимый драйвер.

Но я не стал разбираться в причинах несовместимости, а просто использовал те версии SDR#, что были предоставлены мне продавцом устройства. Они как раз работают так как требуется. А чтобы программы никуда не потерялись, я их заботливо сложил в отдельный архивчик .

Проверить работоспособность полученного комплекта можно достаточно просто. Запускаем SDRSharp и в левом верхнем углу выбираем RTL-SDR/USB (а это именно то устройство, которое мы устанавливали). Если программа не ругается на недоступность устройств и если на экране началось оживление в виде графиков, то все работает как надо. А если же SDR# ругнулась, то нужно возвращаться к шагу 1 и мудрить с драйверами.

Пробуем в работе SDR#

Интерфейс SDR Sharp - примитивен. Тут есть всего лишь одно окно. В левой части располагаются настройки, а в правой графики. График в виде кривой линии отображает уровень сигнала на выбранных частотах. Чем выше уровень сигнала, тем, соответственно, мощнее сигнал на этой частоте и есть вероятность, что именно там ведется трансляция чего-либо отличного от шума. Но далеко не всегда высокий уровень означает осмысленную или же вообще трансляцию. Помочь разобраться с тем - есть там хоть какой-то сигнал или же это просто шум, поможет нижний график, выполненный по методологии «водопад».

Водопад отображает наличие полезного сигнала на каждой их отображаемых частот. Шум обычно показывается синим или холодным спектром, а полезный сигнал цветным или теплым. На разных частотах и при разных типах кодирования сигнала, ширина и теплота участков отлична. Так, например, если пытаться поймать сигнал FM радиостанции или телевизионный сигнал, то теплый поток будет хорошо заметен и достаточно широк. Достаточно будет только кликнуть мышкой где-то в середине потока и, скорее всего, из динамиков польется звук трансляции. А вот если ловить источники попроще, да еще и выходящие в эфир эпизодически, например, пользователей портативных радиостанций или пилотов авиалайнеров, то за ними придется очень внимательно охотиться и ловить пролетающие тончайшие цветные полосочки.

В левой части окна программы сосредоточились опции настройки приема. Помимо различных фильтров, кои лучше не трогать, если не знаешь их назначение, а программа поставляется с заранее настроенными опциями, тут располагается интерфейс настройки частоты и типа кодирования. Вся эта красота скрывается в группе Radio. Особое внимание, при попытке настройки на нужную частоту стоит обращать на тип кодирования:

• NFM - частотная модуляция, часто используются портативными радиостанциями.
• AM - амплитудная модуляция. С ней работают некоторые радиостанции на средних и длинных волнах, гражданские авиалайнеры и многие другие.
• LSB -однополосная модуляция (амплитудная модуляция с одной нижней боковой полосой), разновидность амплитудной модуляции. Применяется сейчас, в основном, только в любительской радиосвязи.
• USB - почти полный аналог предыдущего, но применяется верхняя боковая полоса. Применяется до сих пор на некоторых морских и военных кораблях. Как и LSB, характеризуется пониженным энергетическим требованиям для передатчика.
• WFM - широкополосная частотная модуляция, тут как раз роятся музыкальные радиостанции.
• DSB - разновидность амплитудной модуляции, а именно балансная амплитудная модуляция с подавлением несущей (double side band). Ведется ли с этой модуляцией какая-то трансляция или нет, сказать не могу. Но если тип и появился в программе, значит, где-то она применяется.
• CW (или CWL-L/CW-U) - линейная частотная модуляция. Применяется для трансляций радиотелеграфа. Надеюсь, что азбуку Морзе еще не все позабыли?
• RAW - чистый сигнал, без обработки. Может быть полезен для передачи сигнала в другие модули.

Разобраться с типами аналоговых модуляций, поможет вполне неплохая страничка на портале микроэлектронных технологий. Плюс, могу порекомендовать ознакомиться с кратеньким и не совсем актуальным описанием интерфейса SDR# на русском языке. Описание поможет, если вдруг будут какие вопросы к непонятным элементам интерфейса.

Помимо всего прочего, в SDR# есть возможность подключать плагины сторонних разработчиков. Среди них есть и весьма полезные, например, осуществляющие самостоятельный поиск трансляции в окне мониторинга либо вывод на экран картинки транслируемого видеосигнала. Плагины под SDR Sharp собираются в сети на множестве сайтов, ведь разработкой занимаются энтузиасты, а начать можно, например, с этого . Из русскоязычных же проектов, наиболее интересным могу назвать проект RTL-SDR.ru , соответственно порекомендую посетить и его.

А что дальше?

После того как все настроено, проверено в работе - наступает чувство, что все, наигралося. И хочется, чего больше. Но, поскольку у нас в руках именно программный продукт, то его можно расширять и допиливать до нужного состояния неимоверным количеством путей и практически до бесконечности. Некоторые умельцы аж вылавливают спутниковые сигналы, GPS всякий и балуются отслеживанием авиалайнеров на карте по сигналам их радиомаяков.

Но прежде всего можно попробовать увеличить дальность приема, а тут поможет только хорошая антенна, поскольку рассматриваемая плата уже оборудована вполне сносным усилителем. Антенн существует множество видов, большинство из которых можно без особых мучений собрать собственными руками, следуя концепции DIY. Более того, поскольку в комплекте идет универсальная антенна, которая одинаково плохо будет работать во всем диапазоне, то в состоянии «наигралося» некоторые потребности по направлению приема уже будут понятны. И собственно именно под них и можно будет собирать целенаправленно правильную антенну.

Если возможностей SDR# недостаточно или по каким-то причинам сей продукт не устраивает, то можно попытаться скрестить SDR-приемник с одной из многих альтернатив. Начать можно хотя бы с

В этой статье я расскажу о том, как на базе отладочной платы DE0-nano сделать достаточно простой КВ SDR приёмник.
Пример принимаемых сигналов:

Про технологию SDR можно почитать . Вкратце - это методика приёма радиосигнала, в которой большой объем обработки информации производится в цифровом виде. Благодаря использованию ПЛИС и высокоскоростного АЦП, можно сделать приёмник, в котором даже перенос частоты «вниз» производится цифровым способом. Такой метод называется DDC (Digital Down Conversion), подробнее про него можно прочитать и . Используя эту методику, можно сильно упростить приёмник, в котором единственной аналоговой частью становится АЦП.

А теперь поподробнее о моем приёмнике.
Его основой является ПЛИС производства компании Altera, установленная на отладочной плате DE0-Nano. Плата относительно дешевая (60$ для студентов), правда, с достаточно дорогой доставкой (50$). Сейчас она становится все более популярной у радиолюбителей, начинающих знакомство с ПЛИС.
Главная задача ПЛИС - «захватить» цифровой сигнал с АЦП, перенести его в область низких частот, отфильтровать и отправить результат на компьютер. Структурная схема приёмника, реализованного мной, имеет такой вид:

Рассмотрим последовательно компоненты, которые проходит радиосигнал и цифровая информация.

Антенна

АЦП

Схема подключения АЦП

Опыта разводки ВЧ конструкций у меня нет, так что возможно, что схему и разводку можно улучшить.

Вся дальнейшая обработка сигнала после АЦП идет в ПЛИС.
Поток данных с АЦП составляет 200 Мбит (10-bit x 20 MSPS). Передать такой поток напрямую в компьютер, а потом его еще и обработать очень сложно, поэтому частоту сигнала нужно специально понизить. При переносе на более низкую частоту возникает явление «зеркального канала», для борьбы с которым используют квадратурное преобразование частоты - сигнал преобразовывают в комплексную форму (происходит разделение на два канала I/Q). Перенос на более низкую частоту производится путем умножения исходного сигнала на сигнал генератора. В используемой ПЛИС достаточно аппаратных умножителей, так что это не представляет проблемы.

NCO

CIC-фильтр

Компенсационный FIR-фильтр

Передача данных на компьютер

Как оказалось, если передавать поток данных со скоростью 1.6 Mbit, то устройство, к которому подключен приёмник, даже не обнаруживает его (нет линка). Это связано с тем, что пакеты данных при этом передаются с периодом примерно 5 мс, а для того, чтобы сообщить другому сетевому устройству скорость подключения (10 Mbit), нужно каждые 8-24 мс передавать специальный короткий импульс (NLP). Из-за высокой частоты передачи пакетов, модуль Ethernet не успевает передавать эти импульсы, и Autonegotiation не происходит.
Поэтому, для того, чтобы противоположное устройство все же могло определить скорость соединения, достаточно при включении приёмника временно уменьшить частоту передачи пакетов (у меня - в 4 раза), благодаря чему модуль Ethernet успевает передать импульсы NLP.

Приём данных от компьютера

Ресурсы, используемые программой ПЛИС:
- 5006 LE
- 68 9-bit умножителей (64 из них используются в FIR -фильтре).
- 16,826 bit памяти (8 блоков M9K).

Вид проекта проекта в Quartus:

Обработка данных на компьютере

Собранный приёмник выглядит так:


Резистор соединяет средние точки трансформатора с 3.3 В платы - это улучшает приём и передачу данных по сети.

После того, как приёмник был полностью собран и все программы написаны, оказалось, что чувствительности не хватает. Даже на активную антенну принимались только вещательные радиостанции и сигналы радиолюбителей, работающих на больших мощностях.
Насколько я понимаю, это связано с низкой разрядностью АЦП. Для повышения чувствительности пришлось сделать дополнительный усилитель на транзисторе BF988 (находится внутри маленькой металлической коробочки). Усилитель смог заметно поднять чувствительность приёмника.
Внешний вид всей конструкции:

Блок питания обеспечивает напряжение 12 В для питания усилителя антенны, в металлической круглой коробке находятся несколько диапазонных полосовых фильтров, которые снижают внедиапазонные сигналы, что улучшает прим сигналов. Отмечу, что во многих случаях приём возможен и без ДПФ.

Теперь о том, что же удается принять на КВ. Несмотря на достаточно высокий уровень шумов, удается принять достаточно много сигналов, хорошо принимаются вещательные радиостанции, неплохо принимаются радиолюбители.
Пример приема сигналов в программе HDSDR (приём велся во время CQ WW DX Contest):


Видео приёма:

Удается принять сигналы WSPRnet. WSPRnet - сеть радиолюбительских маяков, которые автоматически обмениваются короткими сообщениями друг с другом. Данные от маяков автоматически публикуются в интернете. В данном случае, установив специальную программу, можно декодировать принятые сигналы и отправлять их в сеть. На сайте есть возможность посмотреть карту, на которой показываются связи между маяками за определенный интервал времени.
Вот что получилось у меня за полдня приема:


Важная особенность WSPR - очень маленькая мощность передатчиков (меньше 5 Вт), узкая полоса передаваемого сигнала, и большая длительность передачи одного сообщения (2 мин). Благодаря цифровой обработке в программе-декодере удается принимать очень слабые сигналы. Мне удавалось принять сигнал маяка мощностью 100 мВт, находящегося на расстоянии ~2000 км.

Радиолюбители, работающие с использованием JT65. JT65 - это один из протоколов цифровой связи между радиолюбителями. Как и в WSPR, в нем используются маленькие мощности и длительные передачи (1 мин). Принимаются сообщения автоматически, так что можно оставить приемник на длительное время, а потом смотреть, кого удалось принять.
Пример приема:

Цифровое радиовещание (DRM). Некоторые вещательные радиостанции передают звук в цифровом виде. Принять такие сигналы непросто в условиях города - не хватает уровня сигнала. Одну станцию принять удалось:

Существует множество других радиосигналов, которые было бы интересно принять. Есть еще погодные факсы, станция точного времени RBU (на чудной частоте 66.6 кГц), и другие.

Уверен, для многих из вас, как и для меня совсем недавно, происходящее в радиоэфире было настоящей магией. Мы включаем телевизор или радио, поднимаем трубку сотового телефона, определяем свое положение на карте по спутникам GPS или ГЛОНАСС - и все это работает автоматически. Благодаря RTL-SDR у нас появился доступный способ заглянуть внутрь всего этого волшебства.

Как уже говорилось, RTL-SDR - это целое семейство дешевых ТВ-тюнеров, способных выполнять функцию SDR-приемника. У этих игрушек разные названия и бренды, но объединяет их одно - все они построены на чипсете RTL2832. Это микросхема, содержащая два 8-битных АЦП с частотой дискретизации до 3,2 МГц (однако выше 2,8 МГц могут быть потери данных), и интерфейс USB для связи с компьютером. Эта микросхема на входе принимает I- и Q-потоки, которые должны быть получены другой микросхемой.

R820T и E4000 - это две наиболее удобные для SDR микросхемы, реализующие радиочастотную часть SDR: усилитель антенны, перестраиваемый фильтр и квадратурный демодулятор с синтезатором частоты. На рисунке - блок-схема E4000.

Разница между ними следующая: E4000 работает в диапазоне ~52–2200 МГц и имеет немного большую чувствительность на частотах менее 160 МГц. Из-за того что производитель E4000 обанкротился и микросхема снята с производства, остающиеся тюнеры покупать все труднее, и цены на них растут.

R820T работает в диапазоне 24–1766 МГц, однако диапазон перестройки внутренних фильтров сильно затрудняет работу R820T выше 1200 МГц (что делает невозможным, например, прием GPS). На данный момент тюнеры на этой микросхеме легко купить, и стоят они около 10–11 долларов.

Также продаются тюнеры на микросхемах FC0012/FC0013/FC2580 - у них очень серьезные ограничения по частотам работы, и лучше их не покупать. Узнать, на какой микросхеме сделан тюнер, можно в описании товара или спросив у продавца. Если информации по используемым чипам нет - лучше купить в другом месте.

Покупка

В розничных магазинах их не найти, поэтому нам поможет aliexpress.com . Пишем в поиске R820T или E4000, сортируем по количеству заказов, внимательно читаем описание (там должно быть явно написано, что тюнер использует микросхемы RTL2832 + E4000 или RTL2832 + R820T), и можно заказывать. Присылают обычно почтой России, в течение 3–6 недель.

В комплекте с тюнером будет и крошечная антенна - ее, конечно, лучше заменить. Хорошие результаты можно получить, используя обычную комнатную телевизионную антенну МВ-ДМВ «рога». В описании товара также нужно обратить внимание на разъем антенны - и либо искать тюнер с обычным телевизионным разъемом, либо расчехлять паяльник и делать переходник / перепаивать разъем. При пайке очень легко убить устройство статическим электричеством, так что заземляйтесь.

На многих тюнерах рядом с коннектором антенны отсутствуют защитные диоды (в данном случае U7) - их можно либо впаять самому (один к земле, один от земли - я, например, впаял 1N4148), либо оставить как есть, и антенну голыми руками не трогать и всячески беречь от статического электричества.

Софт и API для работы с RTL2832

rtl_sdr

Rtl_sdr – драйвер, обеспечивающий «нецелевое» использование данных с TV-тюнеров на базе rtl2832. В Windows вам придется заменить драйвер тюнера по умолчанию на WinUSB с помощью программы Zadig.

Rtlsdr.dll требуют все SDR-программы, и зачастую эта DLL уже идет в поставке софта, использующего RTL2832.

Rtl_sdr также можно использовать и через консольную утилиту, чтобы протестировать тюнер или слить кусок эфира в файл:

Rtl_sdr -f 1575520000 -g 34 -s 2048000 out.dat

При дальнейшей обработке нужно помнить, что в файле байты I- и Q-потоков идут поочередно.

SDRSharp

Что послушать в радиоэфире?

Радиопереговоры в безлицензионных диапазонах

Гражданские рации, не требующие регистрации в России, работают на частотах 433 и 446 МГц. Впрочем, в Москве русскую речь там услышать сложно. Их сразу и без проблем слышно в SDRSharp, модуляция NFM.

Поскольку каналов много, очень полезен плагин для SDRSharp AutoTuner Plugin - он автоматически включает частоту, на которой ведется передача, и таким образом можно слушать сразу все каналы раций.

Чтобы слушать рации на частоте 27 МГц, нужен тюнер с микросхемой R820T или внешний конвертер в случае E4000 (например, описанный ранее Ham It Up v1.2). Оптимальная антенна для 27 МГц уже требуется более серьезная, длиной ~2,59 или ~1,23 м.

Радиопереговоры полиции

Полиция в Москве и во многих других регионах России перешла на использование цифровых радиостанций, работающих в стандарте APCO-25 (P25). В P25 данные передаются в цифровом виде со сжатием и кодами коррекции ошибок - это позволяет увеличить дальность устойчивой связи и больше каналов впихнуть в ту же полосу радиочастот. Также существует опциональная возможность шифрования переговоров, однако обычная полиция работает без шифрования.

Для приема P25-раций можно использовать декодер DSD . DSD ожидает аудиоданные на входе. Перенаправить аудио с SDRSharp в DSD можно с помощью Virtual Audio Cable. DSD весьма критичен к настройкам SDRSharp - я рекомендую устанавливать AF Gain около 20–40%, возможно отключать галочку Filter Audio. Если все идет по плану - в окне DSD побегут декодированные пакеты, а в наушниках будут слышны переговоры. Эта схема также работает с упомянутым плагином AutoTuner в SDRSharp.

Найти частоты предлагаю читателям самостоятельно, так как эта информация не является открытой.

Радиопереговоры самолетов и диспетчеров

По историческим причинам для радиосвязи в авиации используется амплитудная модуляция. Обычно передачи с самолетов лучше слышно, чем от диспетчеров или погодных информаторов на земле. Диапазон частот - 117–130 МГц.

Прием сигналов с автоматических передатчиков самолетов ADS-B

ADS-B используется для того, чтобы и диспетчер, и пилот видели воздушную обстановку. Каждый самолет регулярно передает параметры полета на частоте 1090 МГц: название рейса, высота, скорость, азимут, текущие координаты (передаются не всегда).

Эти данные можем принять и мы, чтобы лично наблюдать за полетами. Два популярных декодера ADS-B для RTL2832 - ADSB# и RTL1090. Я использовал ADSB#. Перед запуском желательно настроиться на 1090 МГц в SDRSharp, посмотреть, есть ли сигнал и какая ошибка частоты из-за неточности кварцевого генератора. Эту ошибку необходимо скомпенсировать в настройках Front-end’а: Frequency correction (ppm). Нужно помнить, что величина этой ошибки может изменяться вместе с температурой приемника. Найденную коррекцию нужно указать и в окне ADSB### (предварительно закрыв SDRSharp).

Оптимальная антенна-монополь для 1090 МГц получается длиной всего 6,9 см. Так как сигнал очень слабый, тут очень желательно иметь дипольную антенну, установленную вертикально с такой же длиной элементов.

ADSB# декодирует пакеты и ждет подключений по сети от клиента, отображающего воздушную обстановку. В качестве такого клиента мы будет использовать adsbSCOPE .

После запуска adsbSCOPE необходимо открыть пункт меню Other -> Network -> Network setup, нажать внизу на кнопку adsb#, убедиться, что указан адрес сервера 127.0.0.1. Затем на карте необходимо найти твое местоположение и выполнить команду Navigation -> Set Receiver Location. Затем запустить подключение к ADSB#: Other -> Network -> RAW-data client active.

Если все сделано правильно, то в течение нескольких минут ты сможешь увидеть информацию о самолетах (если, конечно, они пролетают рядом с тобой). В моем случае с антенной-монополем можно было принимать сигналы от самолетов на расстоянии примерно 25 км. Результат можно улучшить, взяв более качественную антенну (диполь и сложнее), добавив дополнительный усилитель на входе (желательно на GaAs), используя тюнер на основе R820T (на этой частоте он имеет более высокую чувствительность по сравнению с E4000).

Прием длинно- и коротковолновых аналоговых и цифровых радиостанций

До прихода интернета КВ-радиостанции были одним из способов узнавать новости с другого конца земного шара - короткие волны, отражаясь от ионосферы, могут приниматься далеко за горизонтом. Большое количество КВ-радиостанций существует и поныне, их можно искать в диапазоне ~8–15 МГц. Ночью в Москве мне удавалось услышать радиостанции из Франции, Италии, Германии, Болгарии, Великобритании и Китая.

Дальнейшее развитие - цифровые DRM-радиостанции: на коротких волнах передается сжатый звук с коррекцией ошибок + дополнительная информация. Слушать их можно с помощью декодера . Диапазон частот для поиска - от 0 до 15 МГц. Нужно помнить, что для таких низких частот может понадобиться большая антенна.

Помимо этого, можно услышать передачи радиолюбителей - на частотах 1810–2000 кГц, 3500–3800 кГц, 7000–7200 кГц, 144–146 МГц, 430–440 МГц и других.

Радиостанция «судного дня» - UVB-76

UVB-76 расположена в западной части России, передает на частоте 4,625 МГц с начала 80-х годов и имеет не до конца ясное военное назначение. В эфире время от времени передаются кодовые сообщения голосом. Мне удалось принять ее на RTL2832 с конвертором и 25-метровую антенну, спущенную с балкона.

GPS

Одна из самых необычных возможностей - прием навигационных сигналов со спутников GPS на TV-тюнер. Для этого понадобится активная GPS-антенна (с усилителем). Подключать антенну к тюнеру нужно через конденсатор, а до конденсатора (со стороны активной антенны) - батарейка на 3 В для питания усилителя в антенне.

Далее можно либо обрабатывать слитый дамп эфира matlab-скриптом - это может быть интересно в целях изучения принципов работы GPS, - либо использовать GNSS-SDR , который реализует декодирование сигналов GPS в реальном времени.

Принять аналогичным способом сигнал с ГЛОНАСС-спутников было бы затруднительно - там разные спутники передают на разных частотах, и все частоты в полосу RTL2832 не помещаются.

Другие применения и границы возможного

RTL2832 можно использовать для отладки радиопередатчиков, подслушивания за радионянями и аналоговыми радиотелефонами, для разбора протоколов связи в игрушках на радиоуправлении, радиозвонках, пультов от машин, погодных станций, систем удаленного сбора информации с датчиков, электросчетчиков. С конвертором можно считывать код с простейших 125 кГц RFID меток. Сигналы можно записывать днями, анализировать и затем повторить в эфир на передающем оборудовании. При необходимости тюнер можно подключить к Android-устройству, Raspberry Pi или другому компактному компьютеру для организации автономного сбора данных из радиоэфира.

Можно принимать фотографии с погодных спутников и слушать передачи с МКС - но тут уже потребуются специальные антенны, усилители. Фотографии декодируются программойWXtoImg .

Есть возможность захватывать зашифрованные данные, передаваемые GSM-телефонами (проект airprobe), в случае если в сети отключен frequency-hopping.

Возможности SDR на основе RTL2832 все-таки не безграничны: до Wi-Fi и Bluetooth он не достает по частоте, и, даже если сделать конвертер, из-за того, что полоса захватываемых частот не может быть шире ~2,8 МГц, невозможно будет принимать даже один канал Wi-Fi. Bluetooth 1600 раз в секунду меняет рабочую частоту в диапазоне 2400–2483МГц, и за ним будет не угнаться. По этой же причине невозможен полноценный прием аналогового телевидения (там нужна принимаемая полоса 8 МГц, с 2,8 МГц можно получить только черно-белую картинку без звука). Для таких применений нужны более серьезные SDR-приемники: HackRF, bladeRF, USRP1 и другие.

Тем не менее возможность исследовать как аналоговый, так и цифровой радиоэфир, прикоснуться к спутникам и самолетам теперь есть у каждого!

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 ( , ) 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:

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.

Установка драйвера под Windows

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

Windows SDR Software Package (SDRSharp)

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.

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»

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

Параметры подключения к SDR

Видеообзор использования SDRSharp

Плагины для SDRSharp

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

Пример плагинов:

• Плагин DSD Interface (описание настройки: http://dmyt.ru/forum/viewtopic.php?t=1098)
• И другие плагины: http://rtl-sdr.ru/category/plugin

Мобильный клиент SDR Touch

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.

SDR сервер

SDRSharp подключение к SDR серверу

Заказал на тест USB стик, на связке чипов RTL2832U + R820T, для использования его в качестве SDR приемника. Поскольку это очень дешевое устройство, и используется не по прямому назначению, имеет ряд недостатков, которые я решил исправить:
_Тюнер R820T не принимает сигнал на частотах ниже 25MHz.
_Стик очень горячий - все тепло отводится через антенное гнездо и USB разьем.
_В схеме питания используются очень маломощные стабилизаторы, которые работают на пределе.

Было принято решение, поместить плату тюнера на материнскую плату которая в свою очередь будет помещена в алюминиевый корпус. К слову сказать, идея не новая и не моя. За основу была взята идея из кит набора (100 kGz - 1.7 GHz), который позволяет исправить почти все вышеописанные недостатки. Я лишь сделал свой вариант с улучшенным питанием и охлаждением. Вынес стабилизаторы питания на материнскую плату, заменив их на более мощные и превратил корпус в радиатор. Тепло с платы тюнера, будет напрямую уходить через термопрокладку.

Плату изготовил при помощи фоторезиста. На фотографии ниже отображены некоторые этапы: Плата после травления в растворе персульфата аммония. Удален фоторезист, и плата обрезана по размеру. Сделаны пропилы под SMA коннекторы и USB кабель. Произведен монтаж элементов.
Розовый прямоугольник - это термопрокладка. Трансформатор приклеен резиновым клеем к кусочку скотча.

Расширение возможности тюнера работать в диапазоне 100kHz -25 MHz, достигается путем прямого подключения к чипу RTL2832U на незадействованный вход Q. Сигнал с антенны поступает на срезающий фильтр 30MHz и далее через трансформатор на вход чипа.

Трансформатор намотал на ферритовом кольце диаметром 4.2 мм проводом 0.1 мм. Кольцо при намотке, держал пинцетом. Чтобы не повредить уже намотанные витки, губки пинцета обмотал одним витком тонкой изоленты. А чтобы постоянно рукой не сжимать пинцет, обкрутил его резинкой для денег. Получились ручные микро тиски. Наматывал сразу тремя проволочками, до полного заполнения сердечника. На этом можно было остановиться, соединив впоследствии начало и конец двух разных проволочек, получилась бы средняя точка, вторичной обмотки. Но, я решил сделать красиво, и избавиться от неиспользуемой в данной схеме средней точки. Продолжил мотать первую проволочку, разматывая при этом вторую. В результате вторая проволочка полностью вышла, а на ее место легла первая, пройдя еще один круг по сердечнику.

Следующим этапом, припаял выводы трансформатора напрямую к чипу. Пайка очень мелкая, две проволочки диаметром 0.1мм припаиваются к пятачкам 0.2Х0.2 мм. Из инструментов, только увеличительное стекло и паяльник с толстым жалом. Первым делом модифицировал паяльник, на жало намотал медную миллиметровую проволоку и кусачками сформировал иглу. Нужна именно форма иглы, косой срез или форма похожая на отвертку не подходит. Далее, пролудил свинцово-содержащим припоем место пайки - разбавил старый припой для снижения температуры плавления. Залудил проволочки, кончики изогнул на 90 градусов на расстоянии примерно 5 мм от края, и при помощи скотча зафиксировал их в вертикальном положении. Торцы проволочек уперлись в плату рядом с пятачками. Теперь капелька свежего флюса, и аккуратными движениями, новоиспеченного жала, по очереди зацентрировал проволочки на расплавленых пятачках. Все! Остается только слегка натянуть проволочку и уложить ее на корпус чипа, и аккуратно смыть флюс спиртом.

На фотографии ниже: Плата тюнера с удаленными разъемами, приемником ИК излучения и стабилизаторами напряжения. Трансформатор. Выводы трансформатора припаяны к чипу.
Фотографировал через увеличительное стекло, поэтому в фокусе только центр кадра.

Последний этап - сборка. Нужно задвинуть в корпус материнскую плату, не сместив термопрокладку, она эластичная и легко деформируется. Для этого я воспользовался очень тонкой пленкой, отрезал полоску немного шире термопрокладки и сложил ее пополам. Серединой полоски, прилепил к термопрокладке. Позиционировать полоску нужно таким образом, чтобы материнская плата задвигалась в корпус, складкой пленки вперед. Теперь остается только задвинуть материнскую плату в корпус, и медленно вытянуть пленку за верхнюю половинку. Готово, можно привинчивать боковые крышки.

Тестируем. Воткнул первый попавшийся кусок провода, примерно полметра длиной, и на частоте 7395kHz поймал слабый сигнал радиостанции, очень было похоже на Немецкий язык. Немного левее одна и справа еще 2 станции. Сигнал очень зашумлен и плавает как на волне, плавно усиливается и затухает. В общем, нужна нормальная антенна. Как потеплеет, полезу на крышу делать нормальную КВ антенну.

Обновление 1

Для корректного подключения, трансформатора к чипу, добавил дополнительные элементы: C11, C12, R1.