Rádio za časů cholery

7. dubna 2020 v 5:38 | Petr |  Elektro
Minule jsme vyprávěli o radiovém zaměřování na PMR pásmu a o tom jak "signál najednou zmizel". Druhá věc, která se stala je, že můj oblíbený, leč stařičký skener Yaesu VR-500, který je, podle vychloubání výrobce, vyroben z "ultra pevného polykarbonátu" se začal vlivem prostředí drolit až komickým způsobem. Baterky se tlakem kontaktních pružinek "protlačily ven" přes vylomený bok rádia. Takže jsem všechno musel složitě lepit a předělávat z AA na AAA baterie ( z tužek na mikrotužky ).

Byl jsem z toho, že "semi-profesionální" elektronika za 10 000 vydrží sotva 10 let tak psychicky nalomen, že jsem si těsně před korona-virózou objednal RTL-SDR. To je původně čínský "dvoučipový" televizní tuner na digitální televizi připojitelný přes USB - mé oblíbené konstrukce "drát jde z antény rovnou do procesoru". Tedy abych byl úplně přesný - drát jde z antény do "tuneru" R820T což je čip s kmitočovou ústřednou 25-1700 MHz a prvním směšovačem a odtud jde signál do "dekodéru" RTL2838 kde je druhá kmitočtová ústředna 0-28.8 MHz, kvadraturní směšovače a A/D převodníky. Jestli máte představu, že se jedná o nějakou hogo-fogo elektroniku - tak tomu není tak. Jedná se o ultra- konzumní elektroniku vyráběnou v milionech klonů a padělků a i ten můj byl z předraženého e-shopu za 900 kč nebo tak.

Tenhle kousek elektroniky je v poslední době v široké komunitě Geeků nejrůznějšího typu velice populární, protože už před drahnou dobou nadšenci zjistili, že tohoto televizního tuneru můžete získávat stream digitalizovaného VF signálu na jakékoliv frekvenci od 0 do 1700 MHz - s malou "dírou" v oblasti 14.4-25 MHz. Tento stream pak můžete v počítači digitálně demodulovat a tím přijímat a poslouchat opravdu cokoliv na jakékoliv frekvenci ( podle instalovaného demodulačního softwaru )
Tímto "rádiem" jsem nakonec objevil, že rušivý signál, "který zmizel" se ve skutečnosti jen přesunul na frekvenci 445 MHz, kde mi už nevadí, nicméně z cvičných důvodů jsem v zaměřování pokračoval a moje podezření, že zdroj rušení je poblíž "ulice Kvapilova" se potvrdil - jen ne na straně "průmyslové zóny", ale na straně vilek na návrší nad touto ulicí. Dnes jsem podezření zúžil na dva rodinné domy v ulici "Nad Potokem". Jeden je ověšen anténami od skenerů domácí výroby a druhý má vlastní solární elektrárnu a je ověšen anténami od "zabezpečovaček" dosti uboze namontovaných nějakou "odbornou firmou".

Tím moje zaměřovací dobrodružství zatím skončilo, protože jak "zaměřování modlením" tak "zaměřování magnetickou smyčkou" definitivně narazilo na své limity - spočívající v tom, že když se blížíte k anténě - v určitém okamžiku vám sama budova začne stínit UHF signál, jehož intenzita začne klesat, a odrazy od okolních budov, kterých je tam hafo, začnou dominovat. Proto budu přece jenom muset postavit nějakou "pseudo dopplerovskou anténu" a zkusit to s ní, přestože jsem tvrdil, že na kratičké pulsující signály jsou takové antény nevhodné.

Tím mi na stole zbylo "z lítosti koupené" RTL-SDR a mohu říci jen PÁÁÁNÍ - kdo ho nemáte : Okamžitě koupit ! Kvalita příjmu je ubohá. Zejména je nutné si zvyknout na 8-bitové vzorkování, které poskytuje jen "tááákhle malý prostor" mezi: "neslyším nic, protože signálu je málo" a mezi : "neslyším nic, protože přijímač je zahlcen". Proto si zvykejte že tlačítka typu "RF-gain" ( nastavení vysokofrekvenčního zesílení ) , "Noise blanker" ( umlčovač impulsního rušení ) , "Automatic gain control" ( automatické řízení zesílení ) a další budou vašimi "největšími kamarády". Nicméně šířka přijímaného pásma a možnosti "digitálního rádia" jsou i přesto impresivní. A v tom je právě to kouzlo. RTL SDR má dva vstupy a dva režimy práce.

První režim je "tak jak to Číňan vymyslel" to jest příjem od 25 do 1700 MHz řetězcem obvodů anténa - RT820 - RTL2838 - Notebook.
Druhý režim se jmenuje "direct sampling" - obchází vstupní obvod RT820 a je schopen digitalizovat signál z antény v pásmu 0.0-14.4 MHz "čistě" a v pásmu 14.4-28.8 MHz je to mix signálu na dané frekvenci na který je namixovaný zrcadlový příjem z oblasti 0-14.4 MHz ( proto jej do příjmu moc nepočítám ).

Kouzlo je v tom že "direct sampling" mode je hluchý jak stará babizna. Na radioamatérskou - závodní anténu přes dvě zahrady - ledva-ledva slyšíte krátké vlny. To není nevýhoda - to je pro mně výzva - vyrobit anténu "aby bylo něco slyšet". Takže jsem začal uvažovat. Lepší by byla nějaká polo-náhražková anténa s předzesilovačem. Oblíbený Mini-WHIP - je citlivý především na elektrické pole, to by v paneláku plném spínaných zdrojů ve "smart" elektronice ( u sousedů ) asi nebylo žádné terno.
Takže to chce "magnetickou anténu". Čímž jsem se dostal do oblasti mých oblíbených smyček a už první schéma "dle M0AYF" vypadalo nadějně, ale mělo na můj vkus "příliš mnoho součástek" a hlavně když už budu motat VF transformátor - proč jej do obvodu umísťovat takto nemožně - že nezajistí slušné potlačení "soufázového rušení".
Ergo druhé schéma dle Steve Ratzlaffa, kde je trifilárně motaný transformátor ( to je skoro stejná práce jako bi-filární ) - daleko lépe umístěný v obvodu. Jenomže pořád "moc součástek -příliš moc součástek".
Tak jsem vyrobil brutální "vidláckou verzi" kde jediné "součástky navíc" jsou - filtr na vstupu, ten ale doporučuji nechat, pokud náhodou nevylepšit výměnou R1 za tu největší tlumivku, kterou doma najdete ( povšimněte si pokusu o "Svatou trojici kondenzátorů" C1, C4, C5, C6 ). Obvod, tak jak je navržen, má při napájení 3V ( dvěma tužkami ) spotřebu kolem 25 miliampérů a zesílení 25x ( teoreticky 28dB ). Při napájení z USB nabíječky 5V má odběr kolem 60mA a zesílení 40x ( 32 dB ). Pokud ubohé stupnice softwarů k RTL-SDR nelžou - je skutečné zesílení mnou vyrobeného kusu ( při 5V ) asi 30 dB.

Jenomže mezitím nám vypukla koronaviróza a GM elektronik s vysokofrekvenčními tranzistory je uzavřen. Tak jsem po drahné době váhání, výpočtů, uvažování se rozhodl použít "obyčejné tranzistory" BC337, které jsem používal do robotů, ale ve verzi -40 tedy s nejvyšším proudovým zesilovacím činitelem a dokonce jsem doma "protřídil krabičku", abych měřením našel ty dva nejvíce ( a oba stejně ) zesilující. Jenomže to nebylo všechno. Výpočty ukazovaly, že slušných VF vlastností dosáhnu jedině když všechny parazitní kapacity v systému vykompenzuje "indukčnost jako bejk" VF toroidního trafa. Naopak smyčka antény by měla mít co nejnižší indukčnost a dokonce se doporučuje používat dvě smyčky kolmo na sebe umístěné, zapojené do série a tak.
Vím že "opravdoví radioamatéři" mě za následující odstavec sprdnou na tři doby, protože toroid na obrázku je přece "jasně označen" žlutou tečkou. Já opravdu nevím jaký toroid to je, koupil jsem jich několik kusů z velikého "pytle náhodných feritů" na radioburze a měřením indukčnosti jsem dospěl k závěru, že se dosti blíží typu FT100-61 od Amidonu. Výpočty vycházelo, že toroid by měl mít indukčnost alespoň 50 mikroHenry - což vycházelo na 24 závitů trifilárního vedení. Nakonec jsem "navinul vše, co jsem měl v ruce" to jest 26 závitů a tím indukčnot vyšla na 59 mikroHenry - žádná škoda. Konstrukce obvodu je "ošklivá" na kousku prototypového plošného spoje.
Na dalším obrázku "celková sestava" včetně atnénní smyčky vyrobené z 1 metru měděného drátu - před zabudováním do krabice. V pozadí ekologicky šetrná, "multikulturně a pohlavně vyvážená" a "nekompetitivní" švédská hra "Želva" ( a úplně vzadu na obrázek nějak "pronikl" sklad chlastu, bez kterého "hru Želva" vůbec nelze hrát. )
Poslední obrázek, který měl ve skutečnosti být první : Celková sestava v papundeklové krabici mé obvyklé konstrukce. Na krabici s předzesilovačem ještě leží LC obvod ze staré feritové tyčky, a ladícího kodenzátoru 6-140 pF, který rezonuje na naladěné frekvenci a volnou vazbou přes jeden závit smyčkové antény funguje jako pomocná anténa a preselektor na střední vlny ( vše funguje i bez něj ) . Vpravo krabička s modrou LEDkou - TO je samotný RTL-SDR.

A výsledky ? Anténa by teoreticky měla fungovat od 100 KHz do 100 MHz - což kupodivu funguje. Nad 30 MHz už jsou "průsaky" signálu parazitními kapacitami tak velké, že je skoro jedno jestli je zapnutá, nebo ne. Nicnéně od 100 KHz do "limitu vzorkovací frekvence" RTL SDR to jest 14.4 MHz je překvapivě slušná. Až na "peklo" elektromagnetického rušení moderní civilizace, které končí někde kolem 4 MHz. Mimochodem anténa má vlastnosti magnetické smyčky - hluboké minimum příjmu v ose smyčky, takže si můžete doma "zaměřovat" odkud vás co a kdo ruší, nebo se pokusit najít kompromisní polohu, ve které je rušivých signálů co nejméně.

Hluboko v noci, až je všecno vypnuté - příjem na Dlouhých a středních vlnách "docela ujde". s Feritovým preselektorem, při točení kondenzátorem "vidíte jeho rezonanci" běhat po spektru signálu . Radioamatérská pásma 1.8, 3.5 a 7 MHz - super - nejlepší jaké jsem svými primitivními prostředky ( v bytě ) slyšel. Rozhlasová pásma 5-6-7-9-11-13 MHz - dokonalé "Radio Romania", "Radio Iran", "China radio international" trhají ( paní Kubáčové ) uši. Radioamatérské pásmo 14 MHz je poslouchatelné, ale už je poznat, že je příliš blízko hornímu limitu vzorkování 14.4 MHz. Přesně na frekvenci 14.4 MHZ je konstatní "průsak" systémových hodin RTL-SDR do přijímaného signálu. Obecně - celé pásmo 14,4-25 MHz je poslouchatelné, ale je velice únavné zjistit, co v "bordelu" zrcadlových příjmů vlastně posloucháte a z jaké frekvence to doopravdy jde. ( Oprava : Nakonec jsem zjistil, že to není zas tak únavné - krom stanic na frekvenci, kde máte naladěno slyšíte ještě zrcadlové příjmy, které se řídí vzorečkem 28.8-F takže třeba "stanici Praha" ze středních vln 639 kHz slyšíte "ještě jenou" na frekvenci 28.800-0,639 = 28.161 MHz, radioamatérské pásmo 7.1 MHZ v LSB slyšíte na 21,7 MHz v USB a tak dále. )

Konečné hodnocení : V prvotním nadšení jsem před paní Kubáčovou prohlásil - nejlépe použité dva tranzistory v mém životě. Neboli metr tlustého drátu, tři metry tenkého, jeden ferit, papundelková krabice slepená Herkulesem + hrst součástek "z krabice" a výsledkem je že, RTL-SDR v režimu "direct sampling" z "hluchého jak důchodce s koronavirem" poskočilo o několik pater nahoru a vysoce překonává "rádio, které mě neuráží" a dokonce znatelně překonává krátkovlnnou část mého "rozpadlého" skeneru Yaesu VR-500.
 

7 lidí ohodnotilo tento článek.

Aktuální články

Reklama