SDR pod linuxem jednoduše

Konečně se objevila použitelná aplikace pro SDR pro Linux. OZ9AEC udělal uživatelsky příjemnou aplikaci GQRX, postavenou na GNU radio, která podporuje RTL-SDR, Funcube Dongle a USRP. Aplikace na rozdíl od GNU radia nepotřebuje žádnou složitou instalaci a konfiguraci. Stačí stáhnout předkompilovaný balík a spustit pod rootem gqrx. Po startu se objeví konfigurace s výběrem zařízení.  S RTL-SDR mi to chodí bezvadně ale při použití Funcube dongle mi to padá.  To budu muset ještě probádat...

Pokud chcete spouštět alikaci i pod uživatelem a ne jen pod rootem, je třeba vytvořit pravidlo pro udev. V /etc/udev/rules.d/ vytvoříme soubor např. 20-rtlsdr.rules s obsahem


SUBSYSTEM=="usb", ATTRS{idVendor}=="0bda", ATTRS{idProduct}=="2838", 
GROUP="adm", MODE="0666", SYMLINK+="rtl_sdr"

Pozor, idVendor a idProduct je třeba nahradit vašimi id. Zjistíme je pomocí příkazu lsusb. 

Levné SDR z DVB-T dongle II.

Jak jsem psal v minulém článku objednal jsem si cca před měsícem  dva DVB-T tunery za cenu 11 USD na egoo.us. Cena byla velmi lákavá. Pořád nic nepřicházelo a internetu jsem se dozvěděl, že tato stránka je podvodná. Mělo mě už trknout nízké číslo objednávky. Nikdy před tím jsem problémy s čínskými eshopy neměl. Platbu jsem uhradil PayPalem a tak jsem u Paypalu reklamoval celou situaci a PayPal mi do druhého dne vrátil celou částku zpět. Takže pozor na egoo.us, nic tam nekupujte !! Na radu Jirky OK2POI jsem si objednal u Conrada (jeho experimenty s tímto SDR najdete zde)  dongle Logilink VG0002a. Tento dongle funguje i na 24,28 a 50 MHz.  Obsahuje tuner FC0013.

Další poznatek mám k zařízením s tunerem E4000. Výrobce negarantuje jeho provoz mezi 1000-1300 MHz a nezavěsí se PLL. Ale záleží to kus od kusu, kde to chodí. Můj Funcube dongle v pohodě funguje na 1296 MHz (také obsahuje E4000), ale dongle Sencor 522RT se mi na 1296 MHz nezavěsí. Nějaké informace o tomto tuneru jsou zde.  Bohužel podrobnější datasheet se mi nepodařilo získat a je u výrobce k dispozici až po podpisu NDA.

Pokouším se vytvořit seznam kompatibilních zařízení dostupných v ČR. Pokud máte nějaký tip, dejte mi vědět.

Další zajímavé informace k této problematice můžete najít na adrese http://sdr.ipip.cz/rtl-sdr .

Levné SDR z DVB-T dongle

Vývojář ovladačů V4L/DVB pro linuxové jádro Antti Palosaari objevil možnost získat z čipu Realtek RTL2832U přímo IQ data do počítače. Tento čip je primárně určen pro DAB/DAB+/FM a je použit v hodně typech DVB-T USB dongle. Seznam podporovaných typů je zde. Pomocí vhodných ovladačů a software vznikla možnost využít tohoto dongle jako SDR přijímače. Kmitočtový rozsah závisí na použitém tuneru. Tuner E4000 funguje od 64 MHz do 1700 MHz (stejný tuner je použit i ve FunCube dongle). Tuner FC0013  funguje od 22MHz do 800MHz (takže je použitelný i na 28 a 50 MHz). Na internetu se dají pořídit od 10USD do 50USD a u nás jsem koupil za 500 Kč Sencor SDB 522RT v Planeo Elektro. Ten obsahuje tuner E4000, ale z nějakéhp důvodu mi nejde ladit mezi 1000-1300 MHz. Ještě mám objednaný jiný z Číny, tak uvidíme, co příjde. K dalším parametrům, dynamický rozsah je cca 48 dB a šířka pásma od 900kHz po 2.8 MHz. Ve srovnání s Funcube dongle je dynamický rozsah o hodně horší. AD převodník je jen 8 bitový oproti 16 bitovému ve Funcube dongle. Zato převodník je velmi rychlý a máme k dispozici daleko větší úsek pásma.

Sencor SDB 522RT jde velice jednoduše nožem rozloupnout a takto vypadá uvnitř.

Vlastně je to EzTV666 1.0. Původní konektor jsem jednoduše nahradil SMA konektorem. Cín jsem odsál licnou a připájel nový konektor. Krabičku stačilo maličko dopilovat.

Původně bylo možné provozovat tyto přijímače jen pod Linuxem, ale nyní existuje i instalační balíček pro Windows.  Instalaci stáhneme zde:
http://wiki.spench.net/wiki/USRP_Interfaces#Download
V instalaci můžeme vybrat i instalaci HDSDR sw pro příjem (HDSDR umí jen CW, SSB a úzkou FM, takže široukou FM si neposlechneme, ale lze to jiným SW). Pokud už máte HDSDR nainstalovaný, vyberte při instalaci k němu cestu. Instalační program vás vyzve k instalaci ovladačů tímto dialogem.

Klikněte na yes a nainstalujte ovladače.

Po instalaci stáhněte (ze stejného místa jako instalaci) a nakopírujte nejnovější verzi librtl2832++ do adresáře, kde je HDSDR. Při vytváření zařízení je třeba zadat parametr RTL a pokud máte tuner E4000, tak RTL tuner=e4k. Jinak nebude fungovat ladění správně.

Dále už můžete pracovat v HDSDR jako s jakýmkoliv SDR přijímačem. Zatím jsem zkoušel jen doma monitorovat lokální provoz na 145 a 435 FM a APRS a v pohodě to poslouchalo. Myslím, že ve spojení s vhodným LNA a filtry  je to docela použitelné a cena je 10 až 20 % ceny FunCube dongle. Určitě to budu testovat dál. Pokud máte nějaké zkušenosti s těmito SDR, budu rád, když je napíšete do komentářů pod článek...

Pásmový filtr 144 MHz pro Funcube Dongle

Díky široko pásmovosti trpí Funcube Dongle v lokalitách se silným signálem od různých vysílačů (FM, GSM, TV) přetížením vstupu. Přijímač se pak jeví jako tupý. Vyrobil jsem si pásmovou propust pro pásmo 144 MHz. Filtr je zapojen podle návrhu YU1LM. Celý filtr je v krabičce z pocínovaného plechu 40x30x17mm. Kondenzátory jsou standardní SMD 0805. Cívky z lakovaného Cu drátu.

Hotový filtr

Měření

Výsledky měření jsou uspokojivé. Bohužel sem mi nepodařilo dosáhnout autorem deklarovaných 0.65 dB průchozího útlumu. Útlum se u mého prototypu pohybuje kolem 2.7dB. Potlačení v pásmu FM rozhlasu je více než 60dB.

Funcube Dongle a upgrade firmware

Ozvalo  se pár lidí, že jim nechodí ladění FCD přímo z HDSDR. HDSDR vypisuje, HW is not ready. Problém je ve vezi firmware. DLL knihovna od G0MJW, která ovládání sprostředkovává potřebuje poslední verzi firmware a to 18f.
Jak tedy udělat upgrade firmware ?

1) stáhněte stránek FCD stáhněte Windows fully functional front end

2) dále  Boot loader with source code

3)a Firmware v18f (New!)

4) rozbalte zip z kroku 1) a spusťte FCHid.exe

5) stiskněte tlačítko Reset to bootloader a ukončete program

6) rozbalte zip z kroku 2)  z adresáře FCHIDBL___Win32_Debug/ spusťe FCHIDBL.exe

7) Objeví se výpis asi jeko tento:

HIDOpen of Vid_04d8&Pid_FB56 returns 1
USB VID/PID found.
HIDQuery returns 1
Query message: FCDBL
FCD in bootloader mode
Byte address range: 0x002A00 - 0x007E00
PC address range: 0x001C00 - 0x005400
Device ID address set
Device ID read, DEVID=0x4203, DEVREV=0x0200

8) stiskněte tlačítko Open file a otevřete soubor bin z kroku 3)

9) stiskněte tlačíko Write firmware a čekejte než se firmware nahraje. Mělo by se objevit na konci, že byl firmware úspěšně nahrán a verifikován.

10) stiskněte tlačítko Reset to app nebo vyndejte a zandejte FCD do USB

Teď máte v FCD poslední verzi firmware a ladění by mělo fungovat.

FunCube Dongle a HDSDR

Protože se mi množí dotazy jak FunCube Dongle  (FCD) nakonfigurovat tak se to pokusím snad srozumitelně popsat. FunCube Dongle používám se software  HDSDR. V zásadě lze použít jakýkoliv jiný software pro SDR. Nastavení budou podobná. Já preferuji HDSDR protože má příjemné uživatelské prostředí, přehledná nastavení a funguje skoro v jakémkoliv rozlišení (i na netbooku).

1) stáhněte a nainstalujte HDSDR z http://www.hdsdr.de/

2) stáhněte FCD - G0MJW EXtIO Control.dll ze files ve skupině  http://uk.groups.yahoo.com/group/funcube (je nutná registrace do této skupiny)

3) tuto DLL knihovnu nahrajte do adresáře kam jste instalovali HDSDR

4) spusťte HDSDR

5) stiskněte tlačítko Soundcard a nastavte jako vstup FunCube Dongle a jako výstup zvukovou kartu vašeho počítače

6) stiskněte tlačítko Samplerate a nastavte ho dle obrázku

FCD má šíři pásma 96kHz, ale v software je oříznuta na 80kHz

7) stiskněte tlačítko Options a v menu Select Input vyberte FCD - G0JMW ExtIO Control

Po tomto nastavení bude HDSDR umět ladit přímo FCD. Pokud toto nefunguje ověřte, že máte zapnuté tlačítko ExtIO vedle kmitočtu a pokud vám pořád nejde ladit, prověřte verzi firmware ve vašem FCD (je třeba mít verzi 18f) a případně udělejte upgrade podle tohoto návodu.

8) FCD má díky své koncepci na kmitočtu  LO signál a ten je potřeba co nejvíce potlačit. Připojte anténu nebo 50 ohm zátěž a otevřete nastavení tlačítkem ExtIO a zaškrtněte volbu expert. Je třeba nastavit DC offset tak, aby pronikání LO bylo co nejmenší. Zatím to musíte udělat ručně, ale snad v novějších verzích by měla být nějaká automatika. Zkuste hýbat I Q složkami tak aby byl signál co nejslabší. Pozor, pro každý FCD a každé pásmo je nastavení jiné. Nastavení si doporučuji uložit (menu File, Save as..), abyste to nemuseli pokaždé nastavovat. V tomto expert módu je možné měnit spoustu parametrů. Pokud nevíte co který parametr dělá tak to nedoporučuji a ponechte výchozí hodnoty. Po každém spuštění si pak nahrajte svoje nastavení pro každé pásmo.

9) Pokud používáte FCD ještě ve spojení s nějakým TRX je dobré si nakonfigurovat komunikaci mezi HDSDR a TRX pomocí CAT rozhraní. Zde je ukázka konfigurace pro FT-817. Sychronizaci je třeba nejdříve nastavit v menu Options - OmniRig (CAT). Pak klepnutím myší na signál na vodopádu se přeladí i TRX na požadovaný kmitočet.

V případě jakýchkoliv dotazů mi zkuste napsat email. Pokud budu vědět rád poradím. V souborech diskuzní skupiny je také k dispozici podrobný manuál v angličtině.
Rád bych ještě upozornil na jednu věc. FCD je širokopásmový přijímač a pokud ho připojíte k anténě, kde je v blízkosti nějaký silný vysílač tak se může FCD jevit jako tupý. Je to způsobeno silným signálem na vstupu. Doporučuji před FCD používat pásmové filtry.

SDR BOX II.

Konečně dorazily plošné spoje a tak jsem trochu pokročil. Množí se mi dotazy jak je udělaný ten dělič. Takže to dvouotvorové jadérko, které je na fotografii v předchozím článku, je použité z TV rozbočovače. Na něm jsou navinuté 2x2 závity drátem o průměru 0.5mm. Průchozí útlum celého boxu je při RX 3.5 dB na 145MHz  a 4dB na 435MHz. Vysílací cesta má 0.15dB na obou pásmech. Box se mi podařilo dokončit včetně kabeláže v pátek před mikrovlnným závodem. Při testování se objevila jedna chyba a to chybějící 100k odpor do gate fetu co spíná relátka.

Opravené schéma, přibyl R3

Průchozí útlum při rozděleném RX

Průchozí útlum při TX

Hotový box v krabici Hammond 1455C801

Hotový box byl odzkoušen ve spojení s FunCube Dongle při mikrovlnném závodě na MF z 10GHz a fungoval bezvadně...

LNA s SPF5043Z II.

Tak se mi podařilo změřit první prototyp, ale zatím jen do 1296 MHz. Šumové číslo i zisk odpovídá parametrů udávaným v katalogovém listu.Na 50MHz je to nepatrně horší, ale to je dáno malou vazební kapacitou na vstupu.

f [MHz]	Gain [dB]	NF [dB]
50	20.8	1.21
145	24.6	0.89
432	23.3	0.89
1296	15.6	0.78

Na grafu je zobrazen průběh zisku (modrá křivka, reference +20dB) a vstupního přizpusobení (černá křivka, reference 0dB) od 10MHz do 5GHz.

V dohledné době bude k dispozici omezená série stavebnic (20ks). Pokud máte zájem tak mi napište.

LNA s SPF5043Z I.

Pro experimenty s Funcube Dongle jsme potřeboval nějaký jednoduchý nízkošumový předzesilovač. Nejlépe přes celou šířku pásma toho SDR. Volba padla na monolitický LNA od RFMD SPF-5043. SPF-5043 je  nízkošumový předzesilovač od 50MHz do 4GHz. Šum by měl být v pásmu od 50MHz do 2.5 GHz pod 1dB a zisk od 23dB po 10dB. IP 3 je také  slušné. Napájení jsem zvolil  5V. Obvod má vlastní stabilizaci proudu a odběr na 5V je 46mA. RFMD dodává vzorky po 25ks (1.32 USD/ks) ve svém internetovém obchodu, pozor na vysoké poštovné (150USD) . Bohužel v době kdy jsem to objednával nebyla o to na jejich webu ani zmínka a přišel jsem na to pozdě.Ale je pravda, že obvody zde byly do 48 hodin od objednaní pomocí UPS Express. Zatím jsem nechal vyrobit 3 plošné spoje a vyrobil první prototyp. Nyní budou probíhat měření...

Průběh zisku a NF

Schéma zapojení

Plošný spoj

Osazený prototyp

Výsledky měření budou v pokračování článku...

Značkovač pásem - jednoduchý maják

Hlavně pro experimenty s SDR přijímačem Funcube Dongle jsem potřeboval stabilní slabý zdroj signálu pro pásma 144MHz, 432MHz, 1296MHz. Vyrobil jsem si jednoduchý maják. Srdcem je krystalový TTL oscilátor 16MHz (lze použít i 48MHz), který produkuje harmonické každých 16MHz (devátá harmonická 144MHz atd..) a za ním násobič se shotky diodou a 10dB atenuátor (pokud potřebujeme slabší signál můžeme výstup více zatlumit). Výpočet atenuátoru najdete např. zde. Celé zařízení je napájeno z 9V baterie a vestavěno do krabičky od energitu.

Hotový maják

Ukázka výstupního signálu na 432MHz

Maják se hodí pro kontrolu přijímač a jako poměrně stabilní zdroj signálu na začátku radio amatérských pásem. Uvidím jestli bude jeho signál slyšet i na 10GHz.

FunCube Dongle

Funcube Dongle je malý SDR přijímač pro 64 MHz - 1,7 GHz. Vejde se přímo USB portu počítače a používá USB audio přenos I / Q signálu do SDR aplikace. Ovládání API pro nastavení frekvence, zesílení, filtrů, atd. používá standardní USB HID, takže Funcube Dongle nevyžaduje žádné zvláštní ovladače  pokud hostitelský operační systém podporuje USB audio a HID. Je kompatibilní s Windows i Linux.
Původním určením toho SDR je příjem satelitů a je součástí projektu: AMSAT-UK’s  FUNcube satellite project.

Pro ovládání lze použít originální ovládací program nebo Qthid (Linux, MAC, WIN). Hodně informací najde také na stránkách OZ9AEC.

Pro vlastní příjem pak jakýkoliv SDR software (Rocky, WinRad atd..).
Cena je 130 liber (cca 3700kč). Prodej je realizován zajímavým způsobem. Přibližně 2x za měsíc je prodáván omezený počet kusů ve stanovenou dobu pomocí PayPalu. Vyprodáno je většinou během několika minut.
Ja bych chtěl FunCube Dongle hlavně používat jako mezi frekvenci pro mikrovlnná pásma, kde to bude určitě přínosem.