A nagy RTL-SDR hogyancsináld

2018. december 22. szombat

Talán az első lépés lehet a rádiózás felé az RTL-SDR, az a filléres USB-kulcs, amiért akár már most is leugorhatsz a Tescoba. Az SDR-ek világa azért ennél jóval árnyaltabb, de tény, hogy már néhány ezresért kinyílik előtted a spektrum, és könnyedén rádió – vagyis spektrumkép – elé szögezhet az egész téli szünetre.

A következőkben sorra veszem, milyen SDR-t hol találsz, mi az alapvető különbség köztük, mit is érdemes venni és milyen kiegészítőkkel kényeztetnek el. Nem utolsó sorban pedig néhány lépésben megmutatom, miként varázsolhatod valóban használható, összüzemmódú HF/VHF/UHF/SHF vevővé számítógépedet egyetlen szoftver és a könnyen telepíthető pluginjei által.

Az SDR sticktől alapvetően azt várhatod el, hogy bedugva a számítógépbe elindítasz egy programot, és a beállított frekvencián a hangkártyádat használva hallod a forgalmazást, vagy épp műsorszóró adót. Nagyjából egyforma az érzékenységük, szelektivitásuk, végsőkig húzva 2 megányi sávszélességgel működnek és a legtöbb egyszerűbb program mindegyiket őket. Ami nem mindegy, hogy milyen stabil a frekvenciájuk, vagy mennyire zajosak és milyen antennacsatlakozójuk van.

A legegyszerűbb megoldás venni egy sima USB-s DVB-T – digitális tévévevő – sticket, beállítani a lentebb részletezett programokat, bedugni a hozzá kapott antennácskát és végiggörgetni a sávokat a kiemelkedő tüskékre kattintva. Ha ugyanezt Kínából rendeljük, akár két ezresből is megúszhatjuk. Kicsit bonyolítja a helyzetet és javítja a vételt, ha egy sor módosítást is elvégzünk rajta.

kinai-sdr-28mhz-ha8lht

 

Egy kis technikai háttér

Először is tekintsük át ezeket a vevőket, vizsgáljuk meg felépítésüket és ezeket mérlegelve döntsd el, mire van szükséged. Az RTL-SDR a hibrid szoftverrádiók családjába tartozik, abból is egy jellegzetes felépítésű készülék, nevét a Realtek gyártmányú RTL2832U-ról kapta.

Ez az IQ detektor a család mindegyikében ott van, az egyes dongle-k közötti különbség leginkább az előkeverést végző tunerben mutatkozik meg: a valódi közvetlen mintavételezésű vevőt aláásó alkatrész három típusával találkozhatunk leginkább, a Rafael Microelectronics R820T-jével, az Anycool T628-ával és az Elonics E4000-jével, ami már igazi közvetlen mintavételezésű vevő.

Állítólag van egy R828D és egy FC0013 hallgató is, de ezekkel még nem találkoztam, igaz, a szoftverem a T628 chip esetében állítja, ilyet lát.

rtl-sdr-realtek-ha8lht

Az RTL2832 egy 4-36 mega közé belőtt KF-el detektorként funkcionál, magyarul már egy alacsony frekvenciára kevert jelet dolgoz fel (ha épp nem közvetlenül csatolsz a bemenetére, de erről majd később). Épp ezért szomoríthat el a tudat, hogy a vevőd dinamikáját valójában nem is ez határozza meg, hanem egyes tunerekben lévő sima, AGC-zett egyszertranszponált vevő egy negyvenvalahány megától gigáig futó VCO-val. Azért annyira ne szontyolodj el, erre a paraméterre valójában nincs is nagy szükséged, és mindkét eljárás kiváló berendezést tesz az asztalodra egyenértékű pro és kontra ismérvekkel.

Az R820T két verzióban él, az újabb, kevesebb zajt termelő változat az R820T2. A T628 az előzővel gyakorlatilag mindenben megegyezik, használatban sincs észrevehető különbség, az E4000 pedig az utóbbi típussal egyenértékű és inkább az alacsonyabb frekvenciákon teljesít vetélytársainál jobban érzékenység és néhány zajként jelentkező belső harmonikus terén. Ez a különbség már a kisjelű FM műsorszóró adóknál is érezhető, ezért a típus ajánlott a rövidhullámú sávok vételét segítő konverter használata esetén is, melyek épp oda keverik a 0…2x MHz-es jeleket.

rtlsdr-2st-ha8lht

Végeredményben így vagy úgy, de teljesen mindegy, a polcról leakasztott vevőben épp mi ketyeg, mindegyiknek megvannak a sajátos életjelei, egyenesben tartva a mérleget. Alapvetően ez a hardver az, ami meghatározza a vevőnk frekvenciatartományát: a 28,8 megás lokáloszcillátornak köszönhetően érdemben 30 megától 1,7 GHz-ig vehetjük a rádióadásokat.

Kínából már kicsit mást kapunk. A detektor itt is ugyanaz, ám egy fontos alkatrész kapott helyet a panelon, a kristályt váltó TCXO. Erről korábban már írtam, ezért nem térnék ki rá. Azt azért megjegyezném, hogy az alutokos, tizenöt dolláros (4.500 forint) belépő kategória kicsit bonyolultabb felépítésű, mint a tévévevőként polcon árult műanyag társai és 0,5…1, esetleg 5 ppm TCXO ketyeg benne. Néhány változatban (az ezüst V3) van egy kis áramkör, ami közvetlenül az RTL chip bemenetére vezeti az antenna jelét, így már a teljes rövidhullámú tartományt is vehetjük, míg a korábbi, második generációs típusok – jellemzően zöldek – több keveréssel büszkélkednek ám csak 25 megától figyelnek.

A V3 talán egy ezressel drágább, viszont tartalmaz bias-t, azaz antennakábelre ültetett tápfeszültséget, valamint egy nagyon hasznos szűrőtagot, ami az USB felől érkező jel nagyfrekvenciás komponenseit vágja le. Ezt a típust már R820T2-vel szerelik, ami jó választás. Amíg a teszkós cuccal játszunk javaslom ebből rendeljünk, meghálálja a többletköltséget.

hfrtlsdr

 

A nagyok választása

Számos népszerű, a TV vevőtől eltérő felépítésű típust fel lehet sorolni, korábban már írtam is a Colibriről, de a százezer forintos kategóriában említhetném az Airspy, a LimeSDR vagy a KiwiSDR rádióját, de inkább a HackRF One-t emelném ki. Nem egy Sagax, de alacsony, 30 ezres ára, széles, 100 kilohertztől 6 gigáig terjedő frekvenciatartománya és hozzáértő, engedélyes rádiósok számára az adás lehetősége miatt kedvelt az FPGA-val szerelt eszköz. Újabb kétezer forintért TCXO-t is kaphatunk, de a tartozékok listájában az akril, bővítőkártyáknak kialakított vagy a teljesen zárt alumínium ház is szerepel. Ezzel a rádióval már a nagyobb tudású, komolyabb szoftverek is elindulnak, ám meg kell jegyezni, hogy ő alapvetően egy műszer, és ez az érzékenységén is látszik.

hackrf-one

 

Módosítsunk

Valójában a cikket azért kezdtem el írni, mert vettem egy új hőlégfúvót, és a forrasztási láz hevében átforgatott dobozok között kezem ügyébe került egy zacskózott stick, benne lötyögő SMA aljzattal. Merthogy a gyárilag szerelt MMCX helyére épp bemegy, viszont számos átalakítót lehet hozzá kapni, amivel külső antennára tudjuk tenni, vagy erősítővel, szűrővel összekötni. Ezek lehetőségéről és hasznáról is írok még. Az első és legfontosabb mods legyen hát ez, ha olcsó tévévevőt választunk.

kinai-rtl-sdr-tv-ha8lht

A második, inkább csak esztétikai változtatásokat tartalmazó etapban lepucolhatjuk a nem kellő dolgokat, így az infra LED-je és a tápfesz jelenlétét világítva jelző LED és ellenállása. Ha jó a kézügyességünk és tudjuk mit csinálunk, az RTL egyik bemenetére mi is ráköthetjük közvetlenül az antennajelet, hogy a szoftverben ezt az ágat kiválasztva a rövidhullámú tartományba is belehallgathassunk – mert ugye akkor kiesik a 28 megás kvázi KF…

Vitatott eredménnyel jár a chipekre ragasztott hűtőborda, a hővezető párna, vagy a panelt egy hűtőfelületre szorítani. Jól érezhetően melegszik – mit melegszik, forrósodik – a két félvezető, ami következtében némileg kompenzálatlanul maradva zajosodik is. A legjobb, amit tehetünk – bár ennek is kétséges az érdemi haszna – hogy a tuner és a detektor felett kifurkáljuk a kasznit.

 

Telepítsünk

Ha megvan az SDR – legyen szó eredeti vagy átalakított teszkósról, vagy bármelyik kínai verzióról -, eljutottunk oda, hogy bedugjuk és meghallgassuk vele első adásunkat. Ehhez két dolgra lesz szükségünk: egy meghajtóprogramra, ami a Windowsnak magyarázza meg, hogy a sticket egy általános eszközként használod majd – ez lesz a Zadig – és választani egy rádiós programot, az egyszerűség kedvéért ezt a népszerű SDR#-al (SDR Sharp) legyen. Végezetül veszünk egy haladóknak szóló részt is, amiben néhány hasznos plugint, azaz kiegészítő programrészt telepítünk a program alá.

Először is töltsük le az SDR# programunkat az Airspy oldaláról. A szoftver egy csomag része, amit ide kattintva szerezhetsz meg. A letöltött ZIP állományt csomagold ki, ám ügyelj arra, hogy olyan mappába tedd, aminek írásához is van alapértelmezett felhasználóként jogosultságod. Javaslom a felhasználói gyökérkönyvtárban létrehozni egy SDR# mappát a Letöltések, Dokumentumok és Képek mappák mellé, és másoljuk bele a tömörített fájl teljes tartalmát. Ne kattintgass az exe-re, még korai. Indítsd el az install-rtlsdr.bat állományt, várd meg, amíg a felbukkanó fekete ablak eltűnik. Ha ez megvan, sikeresen letöltötte a Zadigot (és egyebek mellett az RTL-SDR definícióját is), amit a mappában találsz. Miután elindítottuk a zadig.exe-t, nem látunk semmilyen adatot a soraiban, de ez így van jól. Az Options menüből a List All Devices lehetőség kijelölésével válasszuk ki, hogy minden eszközt mutasson, és máris tartalommal teli meg a lenyíló menü és a driver tulajdonságai. Dugjuk be a sticket, majd a lenyíló menüben válasszuk ki a megjelenő RTL2832U sort, és kattintsunk a hatalmas Replace Driver gombra. Ha ez kész, egy ablak fogja jelezni, hogy sikeresen telepítettük a meghajtót, bezárhatjuk a programot, ezzel többet nincs dolgunk, ezt a műveletet csak a Windows esetleges újratelepítése után kell elvégezni.

zdig-setup-succes

Most azt gondolhatnánk, hogy már rádiózhatunk is, ám valószínűleg még hátravan egy fontos lépés, amit szintén csak egyszer kell elvégezni. Az SDRSharp.exe elindítása után a program keresni fogy egy fejlesztői keretrendszert, Microsoft .NET-et (dotnet). Ha ez nincs a gépeden, felajánlja a letöltését és telepítését, végezd el, lehet, újra is kell indítani. Az SDR# sikeres indítása után megkapod azt a képernyőt a beállítások menüvel, a pluginek listájával és a spektrumkép monitorával, ami a vevőd felülete lesz.

 

Állítsuk be

Az első lépés a programban – még a vétel elindítása előtt -, hogy beállítsuk a vevőnket. Bal oldali sávban a pluginek sorának első passzusa az alapvető beállításokat takarja, itt Airspy helyett keressük meg az RTL-SDR (USB) -t, aminek kiválasztása után már a play gombbal indítható is a vétel.

sdr-sharp-select

Ezt a beállítást egyébként nem kell miden indításkor elvégezni, egy létrehozott konfigurációs állomány segítségével megjegyzi a program. Ha mindenki megkereste kedvenc rádióadóját és eljátszogatott a zoom csúszkájával valamint a különböző szintek beállításával, vegyük sorra, mivel tehetjük szebbé a dolgot. Ehhez a vétel indításának gombja melletti fogaskerék lesz segítségünkre.

sdr-sharp-setupRögtön az első beállítás a Sample Rate, azaz a mintavételezés sebessége. Ez voltaképpen annyit jelent, hogy mekkora sebességgel olvassa be az adatokat a gép. Mivel ez a feldolgozás sebességét határozza meg, a magasabb érték több erőforrást igényel. Az alapértelmezett 2,4 MSPS mindenre elég, nincs sok haszna magasabb értéket választani.

A Sampling Mode már érdekes lehet, alapértelmezetten a kvadratúradetektor van bekapcsolva, de lehetőségünk van csak az I vagy csak a Q közvetlen bemenetet is kijelölni. Ennek akkor van jelentősége, ha a rövidhullámú sávok miatt ki lett hagyva a lekeverést végző tuner.

Az AGC-nél, azaz az automatikus erősítésszabályozás(ok)nál már szerepet kap a vevő felépítése, az offset beállításánál pedig a kvarc típusa vagy a lokáloszcillátor stabilitása is.

Két egység, az első tuner és a lekevert jellel dolgozó detektor külön-külön is rendelkezik AGC fokozattal. Kikapcsolt tuneri AGC esetében kézzel lehet az erősítését állítani, ám az áramkör nagyjelű viselkedése miatt gondok lehetnek az erősebb állomások vételénél. Nyugodtan bekapcsolva lehet hagyni, a funkció szépen teszi a dolgát. Az RTL AGC-t meglátásom szerint felesleges bekapcsolni, csak exponenciálisan növekvő zajt eredményez.

Fontos az offset, a frekvenciapontosság beállítása. Ha TCXO-val szerelt rádiónk van, ezzel jó esetben nem lehet gond, de ha kisebb pontosságú kvarc van a tuner mellett, már el kell végezni a beállítást az előbb is. A legegyszerűbb, ha veszünk egy amatőr átjátszót, és a beállított pontos frekvencia mellett addig noymogatjuk a le- vagy felfele állító nyilacskát, amíg a spektrumképen a vivő, azaz a legmagasabb csúcs pontosan nem a frekit jelző vonallal esik egybe. Nem ritka a 70-80 ppm érték sem, ami már több kilohertzes differenciát jelent ezen a frekvencián. Ennek a beállításnak akkor van különösen nagy jelentősége, ha olyan digitális adásokat szeretnénk venni, mint például a DMR vagy a Tetra, amin sok amatőr szívét megdobbantja. Erről egyébként itt írtam bővebben. Megjegyzem, a frekvencia ilyen pontatlansága míg a digitális adás teljes kiesését eredményezi, műsorszóró adóknál és keskenysávú adásoknál gyakorlatilag észre sem vehető.

A program többi beállítása magáért beszél, nincs mit tárgyalni rajtuk. A Filter opció alatt van néhány kiválasztható eljárás, akit komolyabban érdekel a dolog nézzen utána nyugodtan, érdekes terület, de hogy melyiket alkalmazod most nem sok jelentőséggel bír.

 

Haladóknak: pluginek telepítése

Az SDR# sajnos fejlődik. Nyilván jobb is lesz, de nem ritka deficit, hogy az újabb verziókkal a régebbi pluginek egyszer csak nem működnek. A nyílt forráskód előnye a hátrány is, úgyhogy nem meglepő, ha a kiterjesztés készítője nem követte a változásokat. Egy ilyen, generációkkal korábbi frissítésnek esett áldozatul az a kiváló szkenner, amit a mai napig nem sikerült pótolni.

Ki ne szeretné tudni, hogy a praktikeres biztonsági őrök milyen CTCSS-t használnak a PMR frekiken? Példaként a lelőhelyre és a deklarálásra (amikor megmondjuk hogy hol van és mi) vegyük ezt alapul. A program pluginjeit nem beállítások menüből kell feltölteni, hanem be kell egy fájlt másolni a mappa gyökerébe és a minden esetben hozzá tartozó sort beírni egy konfigurációs fájlba. Nézzük.

Ha mondjuk erről az oldalról kiválasztottad, milyen pluginra van égető szükséged és letöltötted a valószínűleg orosz céloldalról, egy ZIP-et kapsz. Azt azért elmondom – hiszen a szovjetek ezt a szót nagyon ritkán használták -, hogy oroszul a letöltés úgy van, hogy Скачать (szkacsat)… A tömörített állományból csak a DLL-t másold az SDR# mappájába, majd szerkesztőben nyisd meg a MagicLine.txt-t. Az esetek döntő többségében ebben van az a <add key…… kezdetű és ……/> végződésű sor, amit a program erre a célra tartogatott konfigurációs fájljába, a Plugins.xml-be kell illeszteni és menteni egy sima editorral. Itt van a többi jobb oldali kiegészítő deklarációja is, átpakolásukkal a megjelenésük sorrendjét szabadon megválaszthatod. Az SDR# bezárásával és újraindításával már használhatod is a kiegészítő programrészt.

sdr-sharp-plugin-setup-std

Tuning, avagy ami a koaxra felfér

Az RTL-SDR igényeihez szabva számos kiegészítővel találkozhatunk. Az antennavonalba illesztett sávszűrők mellett megannyi előerősítőt is kapni, ám ne feledjük, hogy azok a zajt is felhúzzák, így használatuk sokszor többet árt, mint használ. Ezek táplálásakor fontos jelző a bias, azaz a koaxra ültetett, a fogyasztó helyén pedig leválasztott +5 voltos tápfeszültség. Ha a stick is tud ilyet mint feladó és az erősítő is, ami leválasztja, akkor nincs szükség külön tápfeszültségre.

preamp-pcb-ha8lht

Távol-Keletről sok csináld magad SDR is érkezik. Ezek nem mások, mint a 8 dolcsis tévévevők, melyekből kibányászva a panelt egy alaplapra lehet ültetni, ahonnan külön bemenőkörön át kapja a detektor a rövidhullámú antenna jelét.

Nem szorul magyarázatra a közhely, miszerint a jó antenna a legjobb erősítő; vételnél is sokat számít a rezonáns antenna. Nyilván 25 megától 1,7 gigáig nem létezik optimális megoldás – a széles sávban kedvező SWR-t mutató logpernél egy sima kétsávú körsugárzó is jobb lehet vétel oldalon -, a leginkább bevált antenna a jellegzetes formát mutató discone. Könnyű telepíthetősége, alacsony, 15 ezer forint körüli ára és kedvező sugárzási  karakterisztikája miatt én is csak ajánlani tudom kezdő megfigyelőknek – mondjuk H155 koax végére téve – ezt a szélessávú körsugárzót.

preamp-alubox-ha8lht

preamp-sdr-ha8lht