Игорь Кошелев 

В этой статье я расскажу о том, как, потратив совсем небольшие деньги и немного времени, получить радиоприемник, способный принимать что угодно в диапазоне 60-1700 МГц (радиостанции, звуковое сопровождение ТВ, радиолюбителей, карманные радиостанции и многое другое). Для этого
мы используем DVB-тюнер на чипе RTL2832, работающий в специальном режиме, который можно приобрести за $20 или даже дешевле.





Software-defined Radio

Раньше построение приемника, способного принимать в широком диапазоне частот и декодировать разные виды модуляций сигнала, было сложной задачей, поэтому готовые приемники стоили дорого, а самостоятельно собрать такой мог далеко не каждый. С появлением производительных процессоров появилась возможность заменить значительную часть электронных узлов программной обработкой — точная настройка частоты приема, демодуляция, фильтрация шумов и помех — все это отлично реализуется программно, да еще и получает возможности по тонкой настройке без необходимости переделки.
Аппаратной части остаются лишь задачи предварительного выделения желаемого участка радиодиапазона и его оцифровка. Такая концепция получила название SDR — Software-defined Radio.

ТВ-тюнер RTL2832

Теперь познакомиться с технологией SDR может любой желающий. Этим мы обязаны компании Realtek, выпустившей чип RTL2832. Его исходное предназначение — USB декодер DVB-T для приема цифровых телеканалов. Аналоговую часть (настройку на частоту телеканала) реализует твердотельный тюнер Elonics E4000, для управления которым у RTL2832 предусмотрены выходы. Таким образом, на основе этих двух микросхем и небольшого числа других деталей производители могут собирать USB DVB-T тюнеры.

У этого чипа был обнаружен режим, который отключает все встроенные функции декодирования и переводит его в режим быстрого АЦП, оцифровывающего все, что выдает E4000 с частотой до 3 млн. восьмибитных выборок в секунду. В свою очередь, E4000 может быть настроен на частоту от 60 до 1700 МГц, выдавая на вход RTL2832 выбранный «кусок» радиодиапазона шириной в 3 МГц для оцифровки. Добавив к этому программу обработки на ПК, мы получаем вполне рабочий SDR-приемник.

Как это работает

Попробую описать простыми словами:
Антенна, подключенная к тюнеру, принимает сигналы с эфира.
Чип E4000 выделяет участок радиодиапазона, начинающийся там, где мы ему указали и шириной 3 МГц, усиливает его.
Чип RTL2832 оцифровывает этот участок и передает по USB на компьютер.
Программа (GnuRadio, HDSDR или другая) «настраивается» на выбранную частоту в пределах выбранных ранее 3 МГц, выполняет демодуляцию указанным способом и отправляет получившийся звук на звуковую карту. Также она может отправлять команды чипу E4000 на перестройку на другой участок диапазона.

Покупаем тюнер

Без ТВ-тюнера на основе RTL2832 нам не обойтись.
Вот тут есть список устройств, которые нам подходят.
Проще и дешевле всего купить тюнер на eBay. Найти его просто — достаточно использовать название чипов в качестве запроса. Особой разницы между конкретными моделями тюнеров нет, можно выбрать самый дешевый или в понравившемся корпусе.

Устанавливаем и настраиваем

Рассмотрим настройку ПО под Windows.
Скачиваем установщик, содержащий драйвер для RTL2832, плагин для программы HDSDR и саму программу HDSDR.
Запускаем, при выборе компонентов отмечаем, что нам надо скачать HDSDR.



Указываем желаемый путь и запоминаем его.



Запустится программа Zadig для установки драйвера WinUSB. В меню выбираем «List all devices».
Наш тюнер будет выглядеть примерно так: «Bulk-In, interface 0» (для других случаев читаем тут). Выбираем тюнер, выбираем также «WinUSB», нажимаем «Install».



Запустится программа установки HDSDR. Выбираем тот же путь, что указывали ранее.



Установили, запускаем. Открывается главное окно HDSDR. Нажимаем кнопку ExtIO.



Открывается окно плагина RTL2832. Пишем в поле Device Hint слово «RTL», в поле Sample Rate — «2», нажимаем «Create».



Нажимаем «Start» в главном окне. Работа началась!
Видим панораму выбранного участка диапазона вверху.
Перетаскиванием шкалы под панорамой или кнопкой «Tune» — выбираем другой участок.
Щелчком по панораме — частоту точной настройки.
Кнопками под ней — вид модуляции.
Для лучшего качества нажимаем «Bandwidth» и выбираем Output — «48000» или «96000».
На картинке — участок вещательного УКВ диапазона от 102 до 104 МГц и три радиостанции на нем, на одну из которых мы настроены.



Экспериментируем, слушаем эфир. Иногда может потребоваться отключить и снова включить тюнер. Также желательно найти антенну посерьезнее, чем та, что идет с ним в комплекте.

Что дальше?

Понравилось? Тогда процесс совершенствования почти бесконечен. Существует большое количество гораздо более чувствительных и функциональных SDR-приставок. Некоторые из них обеспечивают полосу оцифровки и обзора до 100 МГц, некоторые — умеют работать на передачу, почти все более дорогие приставки оцифровывают сигнал с дискретностью в 16 или 24 бита вместо 8. Обратите внимание на проект USRP.

Более сложные программные средства позволяют декодировать цифровые радиостанции, принимать сигналы от разнообразных беспроводных датчиков и даже декодировать сигналы аналогового и цифрового телевидения. Обратите внимание на проекты PowerSDR и GnuRadio.

Upd: Таблица SDR-приемников с указанием возможностей и примерных цен.


Автор статьи Bluewolf
Игорь Кошелев