R828D2

redditでRafael Microの新しいtuner ICが話題に上っている．

riddit: R828D2 data specs

R820T2はディスコンになり，D828D2に移行するみたい．

Rafael Micro: R828D2

Dual-in Hybridというのがどういうものなのか，
ブロック図を見ても，いまひとつよく判らない．

2アンテナで同時受信ができると嬉しいな．

LTEとGNSS

キャンパス内の受信環境を，RTLSDR Scannerで観察してみます．
LTEとGNSS L1信号をカバーするために，1460MHzから1640MHzまで
スキャンすることにしました．アンテナは基準局用に設置した
NovAtel GPS-703-GGGと，Tallysman TW2710で比較します．

NovAtel GPS-703-GGG
（クリックで拡大）

Tallysman TW2710
（クリックで拡大）

LTEの信号として，バンド11の下りが1475.9MHzから1495.9MHzに，
バンド21の下りが1495.9MHzから1510.0MHzに見えています．

バンド21の信号は，どうやらすぐ隣りのビルの屋上に設置されている
NTTドコモの基地局のようです．これが近すぎるのかな？



少し弱いバンド11の信号は，離れたビルの屋上のKDDIの基地局でしょうか．



LTEの信号は，Tallysmanのアンテナでは，綺麗にスパッとスペクトルが
カットされていますが，NovAtelのアンテナではダラダラと減衰しています．
ノイズフロアはどちらも-48dB/Hz程度ですが，NovAtelのアンテナでは
1480MHzから1620MHzの範囲で，5dBほど高くなっています．これは
何の特性を見ているのでしょうか？

しかし，これらから，LTE信号の干渉があるのかどうか判断できません．
どうやって解析したらいいのだろう…

RTLSDR Scanner

キャンパスに設置したGNSS基準局の受信環境がどうも思わしくありません．
LTE信号の干渉も疑われるので，受信信号をスペアナで計測してみたいのですが，
1.5GHz以上の信号を計測できるスペアナが手元にありません．

そこで，RTL-SDRドングルとRTLSDR Scannerを試してみることにします．

Ear to Ear Oak: RTLSDR Scanner

Windows向けにはインストーラがあるため，準備は簡単です．
今回は32ビット版をインストールしました．

GitHub: EarToEarOak / RTLSDR-Scanner / Releases / v1.2.2

しかし，RTLSDR Scannerのインストーラは，RTL-SDRのドライバとして
RTL2838UHDIRをインストールしてしまうようです．このままで
RTLSDR Scannerを起動すると，"usb_open error -12"となり動作しません．
そのため，Zadigを使ってドライバをWinUSBに書き換える必要があります．

RTL-SDR.COM: GETTING THE RTL-SDR TO WORK IN WINDOWS 10

これで準備完了です．基準局のアンテナに接続して計測する前に，
Tallysmanのアンテナで試してみました．



DwellやFFT sizeの設定など，まだ何が最適か判りませんが，とりあえず
アンテナを外に持ち出し，1150MHzから1600MHzまでスキャンしてみます．

（クリックで拡大）

1560MHzあたりの信号はBeiDouのB1，1575MHzあたりの信号はGPS L1 C/Aと
思われます．しかし，受信信号の強度なのか，アンテナのフィルタの特性を
見ているだけなのか不明です．ノイズソースが欲しいな．

周期的にみられるCWは，周波数の間隔が14.4MHzであることから，
RTL-SDRドングルのLOの高調波のようです．

こうしてみると，そこまで悪い受信環境とは思えません．Tallysmanの
アンテナに入っているフィルタのおかげなのでしょうか？

次は，基準局のGNSSアンテナで試してみます．

【追記】GNSS信号の周波数帯

（クリックで拡大）

RTL-SDRとAirSpy

高須さんの日記でRTL-SDRによるGPS信号受信が紹介されています．
RTKLIBにSDRの機能が実装されることを妄想しながら，少し情報を補足．

RTL-SDRに搭載されているフロントエンドのR820Tは，IF信号の帯域として
3.2MHzあるのですが，それをADCでサンプリングしているRTL2832Uにおいて，
I/Q信号の帯域がLPFでそれぞれ0.8MHzにカットされてしまいます．そのため，
全体で1.6MHzの帯域しか確保できず，GPS信号を受信するには微妙に狭いです．

つまり，RTL2832Uでは，フロントエンドの帯域を生かしきれていません．
そこで，その部分をLPC4370マイコンに置き換えたものが，AirSpyになります．
AirSpyでは，LPC4370の高速なADCとUSBインターフェイスが，RTL-SDRより
周波数の高い広帯域なサンプリングを可能にしています．

さらにAirSpy R2には，新しいフロントエンドであるR820T2が搭載されています．

airspy.com: AirSpy R2

R820T2の帯域は，ユーザの実験などから（非公式に）10MHz程度と確認されています．
ノイズフロアも数dBほど改善されているようです．

superkuh.com: RTL-SDR and GNU Radio with Realtek RTL2832U software defined radio receivers

そのため，AirSpy R2では，最大9MHzの帯域でalias-freeな観測を実現しています．
RFポートからの給電も，ホスト側のソフトウェアでON/OFFできて便利そう．

しかし，お値段は$199と，RTL-SDRの$19.95の10倍…

itead.cc: AirSpy R2

高額なデバイスに手を出す前に，まずは安価なR820Tのワンセグチューナを購入して，
SDRを体験してみるのが良いかもしれません．

aitendo.com: ワンセグRX DVB-T+DAB+FM R820T高性能受信機

スティックPC＋RTL-SDR

いまひとつ使い道が思いつかないスティックPCを，
小型のRTL-SDRロガーにしてロケットに搭載している
ユーザを発見．

Software Defined GPS: Paul Breed Rocket Flight Test Data!

ちゃんとgnss-sdrで測位まで出来ている！

Software Defined GPS: Paul Breed Rocket Flight Test Data #2: PROGRESS!

Launch padとapogeeでしか測位できていないのは，
gnss-sdrのPLLの設定のせいだろうな．

バイナリファイルがダウンロードできるので，
自分でも解析してみよう．

【追記】jddesのコメントが適切すぎる．PLLの問題ではなかった．

[Help] Flew an RTLSDR on a rocket; capturing GPS L1 freq, calling all GNSS/DSP gurus!

MATLABでSDR

メモ

MATLABとRTL-SDRを使ったソフトウェア無線のテキストが
ダウンロードできる．（ユーザ登録必要）

MathWorks: Software-Defined Radio Using MATLAB & Simulink and the RTL-SDR

MATLABスクリプトなど，マテリアルもダウンロードできるので，
誰かpythonあたりに焼き直してくれないかな．

【追記】ざっと目を通してみた．ボリュームもあって，良いテキスト．

28.8MHz TCXO換装キット配布のご案内

　
28.8MHz TCXO換装キットの配布は終了いたしました．
入手を希望される方には申し訳ありませんが，
追加での配布の予定はありません．

RTL2832Uを使用したUSBワンセグチューナに搭載されている
28.8MHzの水晶振動子を，より周波数安定度の高いTCXOに
換装するためのキットの配布を始めました．

換装キットは，周波数安定度が2ppm（-30度C～85度C）の
TCXOの他に，改造に必要となるチップコンデンサなどが
セットになっています．



特殊な周波数ですので，どうしても割高になってしまいますが，
メール便での送料込みで，1000円で配布したいと思います．

ご興味のある方は，osqzss at gmail.comまで希望購入数，
郵便番号，住所，氏名をご連絡ください．支払の方法など，
案内のメールを差し上げます．

TCXOへの換装手順は，こちらの記事をご参照ください．

28.8MHz TCXOの換装手順

【追記】改造レポートのまとめ．

ttrftech：RTL2832Uドングルの水晶をTCXOに交換してみる
runway17：RTL2832U用のTCXOを入手しました。2
ゆうちゃんのパパ：RTL-SDR TV28T v2 DVB-T USB (R820T)チューナーに28.8MHz TCXO（温度補償型水晶発信器）換装しました。
Blade7：USB SDR の28.8MHz水晶発振の換装
pupのブログ：R820Tの水晶をTCXOに交換とアマゾンで買ったTC4-1TG2トランスでダイレクトサンプリング
サのホームページ：HF Converter製作と性能評価 & RTLチップSDR

28.8MHz TCXOの換装手順

28.8MHz TCXO換装キットがお手元に届きましたら，まずはすべての
部品がそろっているかご確認ください．

1000pFと100nFのチップコンデンサは，カットされたリールの端を，
それぞれ赤と青に色分けしています．着色のないカットテープの部品は，
0オームのチップ抵抗になります．TCXOは，黒色のプラスチップの
カットテープに梱包されています．どれも小さな部品ですので，
紛失しないようにご注意ください．



まず，基板から水晶振動子を取り外します．aitendoで購入できる
RTL2832U+R820Tのチューナは，水晶振動子の下にSMDのパッドが出ています．



次に，水晶発振回路の外付けコンデンサを取り外します．



基板についているパッドは，SMDの水晶振動子のためのパターンです．
TCXOを取り付けるために，このパターンを多少改造する必要があります．

まず，Y1のシルクのパッドからR820Tの8番ピンにつながっているラインの
レジストマスクを削って，銅箔を露出させます．さらに，TCXO出力のDCカット
コンデンサが取り付けるために，その一部をカットします．R820Tの9番ピンに
つながっているパッドはGNDに落とすため，こちらのラインもカットします．

　（クリックで拡大）

カットした8番ピンのラインに，1000pFのチップコンデンサを取り付けます．
銅箔を露出させたラインがパッドの代わりになるように，斜めに取り付けるのが
ポイントです．



次に，TCXOを取り付ける準備をします．水晶振動子の下のSMDのパッドには，
何かが薄く塗布されており，このままでは上手くハンダが付きません．
薬品で洗浄するか，ナイフの刃先で削るなどして，銅箔を露出させた後に，
薄くハンダを流しておくと，取り付けが楽になります．



マーカが付いているTCXOのパッドが，3のシルクの位置になるように
TCXOを取り付けます．その後，GNDのパッドを接続したり，電源ラインの
バイパスコンデンサを取り付けるために，TCXO周辺のベタグラウンドの
レジストを削り，銅箔を露出させます．



2のシルクのパッドが電源となりますので，このパッドとGNDの間に
100nFのチップコンデンサを取り付けます．TCXOの1番と2番のパッドは
GNDになりますので，ベタグランドと0オームのチップ抵抗でショートさせます．

　（クリックで拡大）

最後に，電源ラインのジャンパを取り付けて完成です．



ゆうちゃんのパパさんが紹介されている水晶振動子の交換と同じように，
完成したチューナで123.775MHzの信号を受信してみました．

　（クリックで拡大）

ピタリと一致しています！

R820Tの外部クロック入力

2台のRTLチューナを同期させて，パッシブレーダを製作されている方がいる．

KAIRA: $16 dual-channel coherent digital receiver

何をやっているのかさっぱり判らないが，外部クロック入力のピンが気になる．
写真を見る限り，9番ピンに入力しているようだ．

R820Tのデータシートを見ると，XTAL_INが8番ピン，XTAL_OUTが9番ピンとなっている．

Rafael Micro: R820T High Performance Low Power Advanced Digital TV Silicon Tuner Datasheet

そのため，TCXO換装の改造では，8番ピンに外部クロックを入力している．

発振回路なので，XTAL_INとXTAL_OUTでは，バッファを通すか通さないかだけの
違いだとは思うけど，これ，どちらが正解なのでしょうか？

28.8MHz TCXO換装キット

28.8MHzのTCXOですが，メーカのご厚意でまとまった数が購入できそうです．

そこで，R820T+RTL2832Uの改造に必要なチップコンデンサなどとセットで
換装キットを配布しようかと思っていますが，需要はあるのでしょうか？

購入数が少ないために，TCXOは割高になりますが，それでも1000円以下には
したいと思います．

キットのイメージはこんな感じ．0402サイズのチップコンデンサは簡単に
紛失しそうなので，予備を付けて2個ずつです．電源ジャンパ用のワイヤは
付属しません．





作例はこちら．

【追記】周波数温度特性は，-30度C～+85度Cで最大+/-2ppmです．

【追記2】TCXO換装後の写真



【追記3】TCXO換装キットの配布を始めました．

28.8MHz TCXO換装キット配布のご案内