SDR mit DVB-T-Stick

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  • Beitrag zuletzt geändert am:27. April 2022

SDR mit DVB-T USB-Stick

von Christian, DL9NL

2015 habe ich zusammen mit anderen OMs der Clubstation DF0ANR einen DVB-T-USB-Stick der Firma NooElec aus China für zwölf Euro Inklusive Versandkosten erstanden. Der Stick mit dem Tuner-IC RTL820 und dem Decoder RTL 2832 hat einen Empfangsbereich von 24 MHz bis 1,8 GHz. Um mit dem Stick auch den gesamten Kurzwellenbereich empfangen zu können, habe ich einen 48 MHz UP-Converter provisorisch auf einem Holzbrett aufgebaut.

1. Versuch
Provisorium mit Platine des DVB-T-Sticks im Abschirmungsgehäuse.

Die Schaltung funktionierte trotz des windigen Aufbaus recht gut, allerdings war die Vorselektion mit nur einem Tiefpassfilter für den Kurzwellenbereich ungenügend.

Bekanntlich halten Provisorien länger als erwartet, dieses immerhin sechs Jahre.

Da ich jetzt einen Kontroll- und Meßempfänger benötigte, habe ich mich entschlossen, ein ordentliches Gerät mit dem DVB-T-Stick aufzubauen.

Aktuelle Schaltung

Die Schaltung entspricht einem 125 MHz UP-Konverter. Für die Vorselektion wird ein Bandpassfilter aus der Filterbank mittels Drehschalter ausgewählt. Das Eingangssignal wird dann in dem Ringsdiodenmischer mit der Zwischenfrequenz gemischt. Der 125 MHz Quarzoszillator liefert abzüglich der Dämpfung im nachfolgenden Tiefpassfilter 7 dBm an den Mischereingang. Das Frequenzspektrum am Ausgang wird gefiltert, bevor es zum DVB-T Stick gelangt.

Da die Presselektor Filterbank auch anderweitig genutzt werden soll, kann sie vom SDR getrennt werden.

23.April 2022

Im Betrieb zeigte sich, dass der RTL-Dongle in dem dünnen Aluminiumgehäuse inakzeptabel warm wurde. Da der SDR auch für Meßzwecke eingesetzt werden soll und damit eine gute Abschirmung erfordert, entschied ich mich, ein Alugehäuse anzufertigen – und scheiterte damit. Das Hauptgehäuse war zu klein bemessen, sodass die RTL-Platine an der Seite der SMA-Buchse gekürzt und der USB A-Stecker entfernt musste. An den Massestreifen an der Längsseite der Platine sollten Kupferbleche zur besseren Wärmeableitung angelötet werden, was wegen der guten Wärmeleitung der Platine nur unbefriedigend gelang. Nach der Montage funktionierte nichts mehr. Es war zu einem Masseschluss der Spannungsversorgung gekommen, der zunächst nicht zu lokalisieren war. Erst nach Stunden wurde die Ursache klar: Der Kurzschluss musste innerhalb der Platine liegen – bei 4-lagigem Aufbau mit zwei innen liegenden Masseflächen zur Abschirmung. Da auch der USB-Bus nicht mehr funktionierte, wurde die Platine Ichbegraben.

2. Anlauf

Das neue Gehäuse wurde großzügiger bemessen und exakt geplant. Die Wärmeableitung wurde durch eine langstreckige beidseitige Klemmung der RTL-Platine auf 3 mm dicke Kupferschiene in eine gefräst Nut von 0,9 mm mal 0,5 mm realisiert. Ferner wurde eine USB-Verlängerung zugsicher in das Gehäuse integriert.

Aufsicht
Querschitt

Gefrästes Alugehäuse – Außenabmessungen 88 × 60 × 26 mm
Montage der RTL-Platine auf 3 mm Cu-Schienen
Fertiger RTL-SDR im Alu-Gehäuse am HF Zweiton-Generator
IP3 bei 25 MHz und 5 kHz Signalabstand : 80 dB

Ergebnis: Fast keine Erwärmung des Gehäuses mehr, gerade fühlbar.

Grundrauschen bei 50 Ω Abschluss Antenneneingang unkalibriert mit HDSDR

CW Bandbreite 500 Hz -135,3 dBm

SSB Bandbreite 2,4 kHz -126,7 dBm

22.Januar 2022

Für den Betrieb des neuen RTL-Dongles war die Installation von Microsoft.NET 6.0 SDK (v6.0.101) – Windows x64 erforderlich. Außerdem musste mit Zadig der WinUSB(v6.1.7600.16385) – Treiber manuell installiert werden. Danach funktionierte der RTL-Dongle problemlos.

Bei einem Eingangspegel von -36 dBm eines Zweitonsignals bei 25 MHz mit einem Signalabstand von 5 kHz wurde ein Intermodulationsabstand von knapp 70 dB gemessen. Nicht schlecht für den Anfang.

21. Januar 2022

17 m

S21 (rot) und S11(blau) Bandfilterkurve

Hardy, DL1VDL, beschäftigt sich auch mit dem DVB-T-USB-Stick als SDR-Empfänger. Von ihm habe ich erfahren, dass neuere Versionen leistungsfähiger seien und sogar den Frequenzbereich bis hinab zu 500 kHz abdecken. Da kann ich mir den UP-Konverter sparen, einschließlich der gesamten Mischer-und Filterproblematik.

Der RTL 2832U R860T TCXO + BIAS T + HF V.3 ist heute eingetroffen.

15. Januar 2022

15m

Das 15 m Bandfilter hat Schwierigkeiten bereitet. Die von anderen Projekten übernommene Dimensionierung hatte eine zu geringe Bandbreite und zu hohe Durchgangsdämpfung. Nach einer Neuberechnung des BPF mit Elsie war ich schließlich mit dem Ergebnis zufrieden. Durchgangsdämpfung ca. 1,5 dB.

30. Dezember 2021

17m / 15m
BPF 10m

S21 (rot) und S11(blau) Bandfilterkurve

werde doch für 15 und 17 m getrennte Filter entwerfen

28. Dezember 2021

80m
40 m
20 m

S21 (rot) und S11(blau) Bandfilterkurven

11. Dezember 2021

fertige Preselektor-Platine mit Bohrungen

Gestern sind die Belichtungsvorlagen aus dem Copy-Shop eingetroffen. Diese tiefschwarz bedruckten Klarsichtfolien ermöglichen eine einfache UV-Belichtung der Fotoplatinen mit relativ großem Belichtungsspielraum. 7 Minuten belichten, 1 Minute in verdünnter Natronlauge entwickeln, 10 Minuten mit Feinkristall ätzen: Fertig.

SMD-Filter
S21 steigt bei höheren Frequenzen wieder

Bestückung des 125 MHz Tiefpassfilters mit SMD Bauteilen. Die Messergebnisse zeigen ohne irgendwelche Abstimmmaßnahmen im Durchlassbereich eine sehr gute Anpassung und danach einen steilen Abfall. Bei höheren Frequenzen allerdings kommt es wieder zu einem Anstieg von S21. Das Filter wird eine Abschirmung benötigen.

9. Dezember 2021

Layout für die Bandpass-Filter-Platine fertiggestellt. Für die Platine stehen in dem kleinen Gehäuse nur 80 mm x 100 mm zur Verfügung. Insgesamt wurden 129 Lötaugen, 346 SMS-Pads und 186 Leiterbahnen für die 6 Chebyschev- Bandpassfilter benötigt. Die Miniaturrelais mit einer Aufbauhöhe von 5 mm sind mit den anderen SMD Bauteilen auf der Unterseite platziert, während sich auf der Oberseite nur die Ringskernspulen befinden, die mit kleinen Kabelbändern auf der Platine fixiert werden sollen.

12. November 2021

Zweitonsignal 5 kHz Abstand

Bevor ich das Provisorium zerlegte, habe ich mich von der Funktionsfähigkeit des DVB-T-Sticks überzeugt. Ein Zweitonsignal bei 14,335 MHz mit einem Abstand von 5 kHz wird mit einem Intermodulationsabstand von immerhin 64 dB empfangen.

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