Recepții DRM folosind un stick RTL-SDR

Află cum poți recepționa Radio România Internațional și alte emisiuni DRM folosind un stick RTL-SDR și un computer cu aplicația Dream.

DRM (Digital Radio Mondiale) este un standard folosit pentru transmisii digitale în benzile de unde lungi, medii și scurte. Receptoarele dedicate care pot demodula acest standard sunt destul de costisitoare. În continuare este prezentată o metodă simplă prin care pot fi recepționate posturi de radio DRM folosind un stick RTL-SDR și un computer cu aplicațiile software potrivite.

Stick-urile RTL-SDR sunt de fapt stick-uri destinate recepției de semnale DVB-T. Aceste stick-uri sunt speciale pentru că folosesc demodulatorul Realtek RTL2832U. Acest recepționează nu numai DVB-T. Datorită faptului că poate trimite prin portul USB semnalul brut de la tuner, nedemodulat, stick-ul poate fi folosit în aplicații de tip SDR (software defined radio). În acest caz, demodularea se produce prin procesarea digitală a semnalului.

Pe acest principiu se bazează și metoda de recepție a semnalelor DRM. Stick-ul va fi acordat pe frecvența postului DRM, iar acest semnal va fi trimis către un demodulator software. Emisiile pot conține atât stream-uri audio dar și imagini sau alte date.

Fereastra principală a programului SDRSharp, cu stickul setat pe un program DRM

Hardware

Pentru recepție vei avea nevoie de un stick cu demodulator RTL2832U. Acestea costă până în 10 dolari pe site-uri chinezești. Dar, niciunul nu poate recepționa, așa cum este, banda de unde scurte (US). Doar în US vei găsi emisii DRM (mai mult despre frecvențe în continuare). Așadar va fi nevoie fie să folosești un convertor de frecvență, fie să furnizezi direct semnalul RF demodulatorului RTL2832U, fără a mai trece prin tuner. Modificarea este cunoscută sub numele de direct sampling mod. Deoarece nu necesită componente suplimentare, aceasta este soluția aleasă de majoritatea utilizatorilor, chiar dacă necesită modificarea stick-ului.

Versiunile actuale chinezești ale stick-urilor cu RTL2832U și tuner R820T(2) conțin pad-uri speciale pe placa de circuit pentru conectarea directă a semnalului RF la intrarea Q a chip-ului.

Punctele de conexiune directă a semnalului RF la RTL2832U

Chip-ul are două intrări de semnal QP și QN, deoarece este construit pentru semnal simetric. Pentru a conecta ambele intrări va trebui să folosiți drept antenă un dipol cu cablu bifilar. Dar, în majoritatea cazurilor se pot obține rezultate bune conectând doar QP la firul central al cablului coaxial de la antenă. Se poate folosi, de asemenea un adaptor de simetrizare. Metoda este recomandată și de necesitatea unei protecții electrostatice. Eu am folosit montajul descris în articolul Turn RTL-SDR dongle into RTL2832U breakout board.

Este vorba de un transformator simplu de construit pe un miez toroidal. Se vor bobina între 3 și 10 spire la înfășurarea primară. Această bobină va fi conectată la cablul coaxial de la antenă. Un număr dublu de spire vor fi bobinate în înfășurarea secundară, dar cu o priză mediană. Această priză se va conecta la masa stick-ului. Cele două capete se vor conecta la QP, respectiv QN. Astfel, stick-ul este izolat electric de antenă. Vei mai avea nevoie, evident, de o antenă pentru unde scurte. Nu voi prezenta aici construcția uneia.

Software

Una din cele mai populare aplicații folosită împreună cu stick-uri RTL-SDR este SDRSharp. Acest software rulează pe sisteme de operare Windows 7 și mai noi, este gratuit și poate fi descărcat de la Airspy (pachetul Windows SDR Software Package). Vei obține o arhivă pe care trebuie să o extragi într-un folder.

Dezarhivarea pachetului SDR de la Airspy

În dosarul sdrsharp-x86 vei găsi un script install-rtlsdr.bat. Rulează acest script (dublu click). În dosar a apărut un program nou: zadig. Introdu stick-ul într-un port USB și anulează instalarea automată a unui driver. Lansează zadig ca administrator! Dacă stick-ul nu are niciun driver instalat, va apărea în caseta Device. În caz contrar, mergi la Options și selectează List All Devices. Dispozitivul de interes poartă numele de Bulk-In, Interface (Interface 0) sau Rtl2832U.... Sub nicio formă, nu selecta alt dispozitiv. Apasă butonul Install Driver și așteaptă. Uneori este necesar să aștepți 5 minute și apoi să repornești calculatorul.

Instalare driver cu Zadig

După ce driver-ul a fost instalat, poți lansa SDRSharp. Drept sursă (Source) vei alege RTL-SDR (USB). Apoi apasă pe pictograma de configurare (rotița dințată) și selectează obligatoriu la Sampling Mode, Direct Sampling (Q branch).

Dacă ai conectat antena la intrarea I a chip-ului, vei alege I branch. Sau dacă folosești un convertor de frecvență, vei lăsa selectat Quadrature sampling și setezi ca decalaj de frecvență (Radio - Shift) frecvența oscilatorului acestuia (în fereastra principală se află setarea).

Setarea SDRSharp

SDRSharp este gata de utilizare. Dar, avem nevoie de un demodulator DRM. Mai întâi de asta, semnalul de frecvență intermediară trebuie trimis de la SDRSharp la demodulatorul DRM. Pentru aceasta se va folosi un software care creează o conexiune virtuală între o ieșire și o intrare audio. O aplicație gratuită este VB-Cable. Descarcă arhiva, extrage-o și rulează fișierul VBCABLE_Setup(_x64).exe ca administrator (obligatoriu). Confirmă instalarea dacă mai apar alte dialoguri. Repornește computerul.

În cele din urmă am ajuns și la software-ul care se ocupă de demodularea propriu-zisă a semnalului DRM. Este vorba de aplicația cu sursă deschisă Dream. Și aici vei descărca arhiva și o vei extrage.

Frecvențe

Liste complete cu frecvențe se pot găsi la HFCC sau folosind programul EIBIview. Ceea ce trebuie să știi este că emisiile nu sunt continue. De asemenea, Dream oferă un ghid de frecvențe (View - Stations Dialog) dar acesta nu pare să fie actualizat.

Ar trebui să recepționezi cu ușurință Radio România Internațional. Frecvențele și perioadele de emisie se găsesc pe site-ul RRI sau la HFCC. Eu am recepționat SNR Săftica pe frecvența de 5910 kHz, frecvență care nici nu este menționată pe site-ul RRI...

Pentru a asculta o emisie DRM, lansează SDRSharp, cu setările de mai sus. În fila Audio, selectează la Output, CABLE Input (VB-Audio). Pornește demodularea (pictograma Play). În fila Radio, selectează modul USB (upper side band) și caută un semnal DRM (click și trage stânga-dreapta cu mouse-ul pe fereastra care afișează spectrul). Nu te grăbi; eventual mărește (Zoom, în dreapta), până găsești un semnal DRM. De obicei lățimea de bandă a acestor semnale este de 10 kHz. Ajustează lățimea de bandă corespunzător astfel încât să acoperi semnalul în întregime.

Datorită folosirii modului USB, frecvența pe care este setat SDRSharp va fi cu jumătate de lățime de bandă mai mică decât frecvența de recepționat. Deși am folosit modul SSB, DRM nu folosește modulație SSB! Aceasta este doar o metodă de a trimite semnalul către Dream.

Aspectul semnalului DRM

Semnalul arată ca în imaginea de mai sus (mărit, lățimea de bandă este 10 kHz). Lansează Dream și la Settings - Sound Card - Input - Device, alege CABLE Output. Asta e tot. Dream va începe să demoduleze și ar trebui să auzi sunetul demodulat.

Recepție SNR Săftica folosind Dream

Este nevoie să ajustezi nivelul de ieșire al semnalului în SDRSharp, astfel încât indicatorul Level din Dream să fie verde. Dacă demodularea nu are loc, verifică setările „cablului” audio. Rata de eșantionare trebuie să fie 48 kHz sau multipli de 48 kHz. De asemenea, nivelul semnalului poate fi prea slab. Mai multe informații despre semnal poți găsi la View - Evaluation Dialog.

Vizualizare informații detaliate semnal

Reține că dacă folosești un stick RTL-SDR în modul direct sampling, poți recepționa semnale cuprinse între 0 și 14,4 MHz. Spectrul recepționat dincolo de 14,4 MHz pare a fi o oglindă a spectrului de sub 14,4 MHz (semnalele DRM găsite pot fi recepționate schimbând pe LSB - lower side band).