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.
Комментарии (37)
axilirator
25.02.2016 08:05+3Отличная работа!
Правда тут можно купить уже готовый модифицированный девайс.
mambet
25.02.2016 13:01Но она не работает с частотами ниже 24MHz, предлагают купить upconverter, если я правильно понял, что в описании написано.
Alexeyslav
25.02.2016 12:37Странно, у меня донгл абсолютно не греется. Как впрочем и не работает КВ диапазон — может дело в софте, который об этом не знает, или в драйверах которые просто не умеют? не то что станции, даже реакции на генератор нет. Хотя тем же генератором проверил фильтр и убедился в его полосе пропускания.
Подключил туда же, https://scontent.xx.fbcdn.net/hphotos-xtf1/v/t1.0-9/10675631_1456811797935349_815545958362624685_n.jpg?oh=75e1af461e14d091c7a0ec37c3f3a285&oe=5725C1C9 паял под микроскопом.
Какой софт для этих целей использовался, и какие настройки чтобы задействовать именно КВ вход.
Так же интересует такой момент как подавление помех идущих по USB-кабелю да и собственно от самого ноутбука, он своим шумом портит эфир даже на высоких частотах.
RasselFast
25.02.2016 14:13Для работы в качестве SDR приемника, нужен альтернативный драйвер:
- Качаем http://airspy.com/download/ sdrsharp-x86
- Распаковываем и запускаем install-rtlsdr.bat, он скачает все необходимое для работы с RTL2832U чипом.
- Устанавливаем альтернативный драйвер при помощи утилиты zadig.exe, она должна появиться после второго шага.
Options=>List All Devices В выпадающем списке выбираем Builk-In, Interface (Interface 0). Нужно установить драйвер WinUSB (v6.1.7600.16385). - Запускаем SDRSharp.exe, и настраиваем на работу в КВ диапазоне: На вкладке Sourse: в выпадающем списке выбираем RTL-SDR (USB). Нажимаем на звездочку, должно появиться окно RTL-SDR Controller. В выпадающем списке Sampling Mode выбрать Direct sampling (Q branch), еще можно поставить птичку RTL AGC.
- Все готово. Можно запускать — нажимаем на треугольник.
После этого донгл станет заметно горячее. В режиме частот выше 25 MHz (Sampling Mode => Qudrature sampling) будет задействован и чип тюнера R820T, и донгл станет совсем горячим.
На счет помех, вопрос открытий. Можно попробовать сделать несколько витков USB кабелем через ферритовое кольцо, но это скорее всего, это слабо повлияет на ситуацию.Alexeyslav
25.02.2016 17:13У меня этот донгл работает и используется, только с другой программой. И не становится горячим. SDRSharp я вспомнил что пытался пробовать но после того как прошел все шаги и попытался его запустить получил облом-с ему нужен .NET Framework 4.0 на что сказал проге «досвиданья». Этот факт нигде не упоминается, дескать фреймворк-то у всех должен быть по умолчанию… но не тут то было.
Так вот в другой программе — HDSDR он работает но на частотах от 30Мгц, и довольно сносно работает(УКВ станции ловит хуже чем отдельный приёмник, 446Мгц радиостанции ловит хуже децибелл на 10...20 чем это делает отдельная станция). До 30Мгц выдаёт какую-то чушь, не зависящую от входного сигнала. К сожалению, нигде не написано что нужно сделать или какие настройки в программе указать чтобы заработал этот диапазон.
В другой статье, кстати, указано что подключить низкочастотный вход необходимо к выводам 1 и 2… и там же что это не у всех работает. Вот и сиди гадай…
mizhgan81
25.02.2016 13:11Добрый день.
Скажите, имеется тюнер на E4000, родной корпус точь-в-точь как у вас, можно ли с ним провернуть подобную махинацию? Насколько я понимаю у Е4000 нижний порог частоты 52 МГц.RasselFast
25.02.2016 14:22Да можно, собственно для КВ диапазона не имеет значения какой стоит чип тюнера, потому как этом режиме он не используется вообще никак. Сигнал с антенны поступает напрямую на чип RTL2832U.
ub9obe
25.02.2016 16:01+1Не совсем можно: свисток на E4000 использует все 4 входа ацп, R820 только два. Потому в свистки на r820 без нарушения работы можно припаиваться на свободные входы. Для свистка с E4000 придётся делать коммутацию, что неминуемо завалит характеристики и увеличит уныние.
ub9obe
25.02.2016 15:41У меня три глупых вопроса к автору:
1)между тюнером и ацп стоит ёмкостная развязка. это сугубо лишние запчасти?
2)что будет с 8битным ацп при подаче на вход широкополосного сигнала без полосовых фильтров?
3)а Вы читали документацию на ацп в rtl2832 в части входного сопротивления, чтоб вот так 1к1 лепить на вход низкоомную нагрузку?RasselFast
25.02.2016 19:51- Разумеется нет. Емкостная развязка позволяет как минимум, убрать постоянную составляющую.
- В лучшем случае ничего, а в худшем, будет очень много шумов.
- Документации на чип RTL2832U нет в открытом доступе...
ub9obe
26.02.2016 07:54+1- Но Вы этого не делаете...
- Правильно, ацп банально перегружается от внеполосных сигналов.
- Зато есть документация на тюнер и сопротивление там указано. Килоомы...
ps: Я не от личной неприязни к Вам "цепляюсь". А от печали: человек с мозгами и руками, не подумав копирует чью то глупую идею...RasselFast
27.02.2016 13:32Будет обновление, исправлю грубую ошибку с подключением трансформатора к чипу.
ps: От Вас исходит здоровая критика — я только за!
MikeNer
25.02.2016 15:41+1Сделать конвертер проще и правильней идеологически: mightydevices.com/?p=494
Alexeyslav
26.02.2016 09:44Конечно проще, но врятли правильней. Правильней наоборот убрать все лишние стадии преобразования сигнала и подать прямиком на АЦП, желательно 16-битный.
Конкретно данный тюнер и так имеет две стадии преобразования частоты(или там АЦП на 60MSPS?), добавление третьей стадии к хорошему не приведёт, только увеличит искажения сигнала и добавит шумов.
Demonos
25.02.2016 23:50Шедеврально. Тоже прикупил на Али донгл, вот жду второй месяц. Как раз собирался сразу же собирался к нему фильтр паять и в корпус. Теперь знаю, как это будет выглядеть. Можно платку попросить в .lay?
RasselFast
26.02.2016 00:27В .lay — нет к сожалению, рисовал в другой программе. Могу предложить в формате готовом для печати — .xps. Стандартный лист А4. https://www.dropbox.com/s/rey8n0wwmdroj2s/RTL_SDR.xps?dl=0
ub9obe
26.02.2016 08:00В связи с постом, у меня возник вопрос к специалистам в цифровой обработке сигналов: имеем ацп который может оцифровывать в полосе от 0 до 3мгц. Как люди умудряются оцифровывать в полосе выше 3мгц?
xirahai
26.02.2016 09:26Для начала почитайте о принципе работы супергетеродинного приемника. К примеру сигнал FM вещалки скажем на частоте 105 МГц в обычном рпу смешивается с сигналом перестраиваемого генератора, в данный момент работающего с частотой 105+10.7=115.7 МГц, или как вариант на те же 10.7 МГц ниже принимаемой частоты. В результате выделяется сигнал разностной (или суммарной) частоты 10.7 МГц, которая при любой принимаемой частоте всегда одна и та же. А значит его легко отфильтровать по нужной полосе и демодулировать в звук. По сути мы сдвигаем принимаемый сигнал с его несущей частоты, в тот диапазон где есть возможность обработать и демодулировать. Это осуществляется при помощи смесителей, а также фильтров отсекающих побочные продукты преобразования.
ub9obe
26.02.2016 09:49Про супергетеродин я понимаю, сдвигаем спектр в нужный участок и там демодулируем аппаратно или программно…
Мой вопрос именно применимо к "свистку": имеем ацп, который может оцифровывать до 3 мгц, туда напрямую вдувают сигнал с антенны. Как умудряются принимать выше 3мгц? Ведь ацп не может оцифровать сигнал на частотах выше 3х мгц...xirahai
26.02.2016 10:38Насколько понимаю, в «свистке» сигнал с антенны поступает в первую микросхему типа R820T или E4000, которая как раз и занимается преобразованием частоты принимаемого сигнала в ПЧ по классической схеме супергетеродина. А второй чип RTL2832 — содержит АЦП оцифровывающий эту ПЧ, и далее в последовательный код на USB разъем.
ub9obe
26.02.2016 10:46А я спрашиваю о том, как автор умудрился принять сигнал на частоте 7,3мгц подключая антенну к ацп RTL2832 напрямую, коий может оцифровать только до 3х мгц...
Alexeyslav
26.02.2016 10:57Вот, меня тоже интересует такой вопрос. Но насколько я слышал, в этом чипе есть ПЛИС, которую конфигурируют для своих целей. Вероятно, там просто устраивают второе преобразование частоты… а может используют штатную функцию — ведь в чипе помимо видео оцифровывается еще и звук, который может иметь отдельный тракт и свой канал преобразования частоты. Но какой там АЦП? Судя по программе HDSDR этот чип позволяет отдавать поток со скоростью 1MSPS, но это после обработки в ПЛИС чипа а сам АЦП вероятно работает быстрее.
xirahai
26.02.2016 13:15Вот здесь кое-что по теме:
http://www.rtl-sdr.com/rtl-sdr-direct-sampling-mode/
В дэйтшите на RTL2832u говорится о полосе до 8 МГц если что.
Impuls
26.02.2016 09:42А как вы вырезаете такие ровные вырезы на плате? У Вас есть фрезер, или просто руки ровные?
RasselFast
26.02.2016 13:42Все вручную, простыми инструментами (ножовка по металлу, напильник и канцелярский нож).
rechmp
26.02.2016 17:37У данного метода есть один существенный минус — нет защиты от статики, даже через кольцо.
Пробовал и так, и через конвертер по одесской схеме. С конвертером понравилось больше.
Еще совет — вынесите кварц на 2 см проводках на теплопроводный клей к корпусу и стабильность будет не хуже, чем с TXCO :)
RasselFast
27.02.2016 13:42Спаренные диоды на входе, примут на себя удар по статике, а там как повезет.
Alexeyslav
27.02.2016 19:38Диоды по входу будут сильно мешать, это на 100кГц было бы приемлемым решением, а выше они своей ёмкостью будут вход шунтировать. Супрессоры, разве что.
Talion_amur
26.02.2016 19:38А я использую этот девайс без всяких модификаций по частоте, как приставку для трансивера. Вытянул ПЧ и задал смещение частоты в SDR#. Впрочем это уже давно описано на соответствующих форумах :) Вам за статью респект!
KonstantinSoloviov
27.02.2016 20:24Накидайте годных ссылок на форумы, спасибо.
Talion_amur
29.02.2016 02:58+1Извините, много не накидаю искать некогда, но гуглится эта тема легко. В частности про подключение свистка к ПЧ вот есть хорошая веточка на форуме http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?22261-RTL2832&p=1130009&viewfull=1#post1130009 и вот тут тоже http://www.radioscanner.ru/forum/topic45014-120.html#msg969965
Я подключил свисток к своему SW2014 без проблем.
xirahai
Отличная работа! Тоже задумывался о переделке питания и улучшении теплоотвода с момента покупки донгла, но пока руки так и не дошли.
xirahai
Сподобился всё же и приделал теплоотвод к своему донглу. Вырезал из меди толщиной около 5 мм пару «кирпичиков» и припаял их к пятачкам под греющимися микросхемами:
http://habrastorage.org/files/847/035/e64/847035e64f284d189a4a7f5e162aaad9.jpg
http://habrastorage.org/files/753/e43/d7a/753e43d7a1684e73981def41616ed3ec.jpg
Весьма рискованная процедура, но всё удачно обошлось и донгл работает. Тепло передается эффективно, ставил для проверки на кусок дюрали. Осталось закорпусировать изделие, чтобы тепло отводилось через медные кирпичики на металлический корпус.