Ein softwaredefiniertes Radio im Kleinformat - Gunook

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-13 06:56

Am Anfang stand das Kristallset – der erste praktische Rundfunkempfänger. Aber es brauchte eine lange Antenne und konnte nur lokale Sender empfangen. Als Ventile (Röhren, für unsere amerikanischen Freunde) aufkamen, ermöglichten sie es, viel empfindlichere Radios zu bauen, und solche, die auch einen Lautsprecher antreiben konnten. Frühe Radios hatten noch eine relativ schlechte Selektivität (d. h. die Fähigkeit, nahe beieinander liegende Sender auf dem Abstimmknopf zu unterscheiden).

Ein Game-Changer wurde in den 1930er Jahren in einem radikal neuen Design eingeführt, das als Superhet bekannt ist. Es benötigte normalerweise 4 oder 5 Ventile, ergab jedoch eine viel verbesserte Empfindlichkeit und Selektivität. Tatsächlich ist es seitdem das dominierende Design geblieben.

Mehr darüber erfahren Sie unter Funktionsweise von Funkgeräten im Restart-Wiki.

Mit der Explosion der digitalen Kommunikation ist das Superhet-Design immer noch die vorherrschende Methode zum Abstimmen und Verstärken des Funksignals. Doch in vielen Fällen wird das Signal nicht mehr nur einem Lautsprecher zugeführt. Es kann ein Handysignal sein, oder GPS oder DAB-Radio oder ein Datenfeed von einer Raumsonde, oder WiFi oder Bluetooth oder ein Signal, um Ihr Garagentor aus der Ferne zu öffnen. Oder eine von einer fast endlosen Liste.

Jetzt brauchen Sie also ein Navigationsgerät, um GPS-Signale zu empfangen, ein DAB-Radio für digitale Übertragungen, ein Smartphone für mobile Sprache und Daten, einen WLAN-fähigen Computer für WLAN, ein Garagentor, um auf Ihren Anhänger zu reagieren und … na ja, die Liste geht weiter.

Es muss einen besseren Weg geben?

Trompetenfanfare bitte! Betreten Sie Stage Left the Software Defined Radio (oder SDR an seine Freunde).

Ein Computer kann alles tun, vorausgesetzt, Sie können es in logische Schritte zerlegen. Du siehst jetzt einen an! Warum also nicht programmieren, um ein Funksignal zu interpretieren? Mit einem anderen Programm können Sie empfangen, was Sie möchten, einschließlich altmodischer AM- und FM-Sendungen.

Klingt kompliziert und teuer? Überhaupt nicht - für Taschengeld geht das! Weiter lesen.

Schritt 1: Was Sie brauchen

Zunächst benötigen Sie einen USB-DVB-T-TV-Adapter. Es muss einer sein, der die Chips R820 und RTL2832 verwendet.

Wenn Sie bei eBay einfach nach "R820 RTL2832" suchen, werden Sie viel unter 10 € finden, oder deutlich unter 10 €, wenn Sie ein paar Wochen auf die Lieferung aus Fernost warten können.

Im Großen und Ganzen gibt es zwei Arten. Es gibt einige mit einer altmodischen Co-Ax-TV-Buchse am Ende und andere mit einem moderneren SMA- oder MCX-Schraubanschluss. Einige von letzteren verfügen über eine eigene Antenne. Es spielt keine Rolle, für welche Sie sich entscheiden, aber am günstigsten ist wahrscheinlich eine mit einer TV-Steckdose und einer DIY-Antenne.

Obwohl alle oben genannten Optionen gut funktionieren sollten, können Sie hier eine kaufen, die Ihnen die bestmögliche Leistung garantiert, wenn Sie gerne etwas mehr bezahlen.

Außerdem benötigen Sie einen Computer, vorzugsweise Windows oder Linux. Wenn Sie ein Mac-Benutzer sind, sollten Sie einen alten Computer suchen und Linux darauf installieren, obwohl es nur begrenzte SDR-Software für OSX gibt.

Für eine DIY-Antenne benötigen Sie ein altes Koax-TV-Antennenkabel, oder wenn Sie einen Lötkolben haben, können Sie einen Koax-TV-Stecker und ein Stück Draht verwenden.

Sie können auch ein USB-Verlängerungskabel nützlich finden, um den Dongle und seine Antenne vom Computer entfernt zu positionieren.

Schritt 2: Eine Antenne von einem Coax-TV-Kabel

Die Länge der Antenne ist nicht kritisch, es sei denn, Sie möchten die ultimative Empfindlichkeit in einem bestimmten Band, aber mit einer einfachen DIY-Antenne werden Sie dies wahrscheinlich nicht erreichen.

Nehmen Sie Ihr Koax-Antennenkabel und schneiden Sie ein Ende mit 15 - 30 cm Blei ab.

Schneiden Sie nun die äußere Isolierung umlaufend mit einem Cuttermesser zu. Von dort bis zum Ende entlang der Länge schneiden, um die Isolierung zu entfernen.

Lösen oder schneiden Sie das Außengeflecht so, dass Sie den Innenleiter mit seiner Isolierung herausziehen können.

Jetzt einfach das äußere Geflecht abschneiden und Sie haben Ihre Antenne.

Schritt 3: Eine Antenne aus einem Stück steifem Draht

Wenn Sie einen Lötkolben und einen Ersatz-Koaxialstecker haben, können Sie diese verwenden, um eine Antenne herzustellen. Ich benutzte ein Stück ca. 16 Gauge emailliertem Kupferdraht mit einer kurzen Länge Schrumpfschlauch, um zu verhindern, dass der Kabelhalter durch das Email schneidet.

Schritt 4: Windows-Installation

Die beste Software für den Anfang ist SDR# (ausgesprochen SDR Sharp), die unter Windows 7, 8 und 10 läuft. Es gibt eine Kurzanleitung mit vollständigen Anweisungen, daher gebe ich hier nur eine Zusammenfassung. Schlagen Sie in der Kurzanleitung nach, wenn etwas unklar ist oder nicht wie erwartet funktioniert.

Zunächst müssen Sie sicherstellen, dass Microsoft. NET 4.6 oder neuer Redistributable installiert ist. Möglicherweise benötigen Sie auch die Visual C++ Runtime, falls sie noch nicht installiert ist.

Navigieren Sie nun zu www.airspy.com und wählen Sie im oberen Menü Download aus, und klicken Sie dann auf die Schaltfläche Download für das Windows SDR-Softwarepaket.

Dadurch wird eine ZIP-Datei heruntergeladen, keine Installationsdatei (. MSI). Ich lege solche Programme lieber in c:\Programme als in c:\Programme ab, also erstelle c:\Programme und darunter einen Ordner SDR#. Erweitern Sie die heruntergeladene Zip-Datei hinein.

Doppelklicken Sie im Ordner der extrahierten Dateien auf install-rtlsdr.bat. Dadurch wird eine Eingabeaufforderung ausgeführt, die zusätzliche Treiber herunterlädt.

Stecken Sie nun Ihren Dongle ein und warten Sie, bis Windows versucht, ihn zu konfigurieren. Dies kann einige Minuten dauern. Warten Sie, bis es unter Geräte und Drucker nicht mehr als "In Bearbeitung" angezeigt wird. Entweder kann es nicht konfiguriert werden oder die Windows DVB-T TV-Treiber werden installiert.

Suchen Sie erneut im Ordner der extrahierten Dateien zadig.exe, klicken Sie mit der rechten Maustaste darauf und wählen Sie Als Administrator ausführen.

Stellen Sie im Dropdown-Menü Optionen sicher, dass Alle Geräte auflisten aktiviert ist. Wählen Sie dann in der Dropdown-Liste Bulk-In, Schnittstelle (0) aus. Gegen die USB-ID sollte jetzt 0BDA 2838 angezeigt werden, was die ID Ihres DVB-T-Adapters ist.

Gegen Driver kann es None oder RTL2832UUSB sagen. Wählen Sie im Feld rechts WinUSB aus. Klicken Sie unten auf Treiber installieren oder neu installieren. (Im Screenshot hatte ich es zuvor getan, sodass das linke Feld bereits WinUSB als aktuell installierten Treiber anzeigte.)

Wenn Sie eine Warnung erhalten, dass Windows den Herausgeber des Treibers nicht überprüfen kann, klicken Sie auf Trotzdem installieren.

Warten Sie auf das Bestätigungs-Popup, das die erfolgreiche Installation anzeigt.

Erstellen Sie schließlich den Ordner mit den extrahierten Dateien, suchen Sie SDRSharp.exe und ziehen Sie ihn mit gedrückter Strg- und Umschalttaste auf den Desktop und legen Sie ihn dort ab. Dadurch wird ein praktisches Startsymbol erstellt.

Schritt 5: Ausführen von SDR #

Doppelklicken Sie auf dem Desktop auf das Verknüpfungssymbol SDRSharp.exe. Das AIRSPY-Logo erscheint überlagert auf Ihrem Desktop und nach einigen Sekunden erscheint das SDR#-Fenster.

Klicken Sie im linken Bereich ganz oben auf Quelle und wählen Sie aus der Dropdown-Liste RTL-SDR (USB).

Klicken Sie nun oben auf das Startsymbol. SDR# sollte jetzt ausgeführt werden und das Spektrum dessen anzeigen, was es empfängt. In diesem Screenshot eines Teils des UKW-Rundfunkbands sehen Sie zwei starke Sender. (Sie können ganz einfach AM- und FM-Sendungen hören. Siehe später.) Darunter befindet sich die sogenannte "Wasserfallanzeige", die zeigt, wie sich das obige Spektrum mit der Zeit entwickelt. Die linke Station ist Musik und die rechte ist Sprache mit Stille. Die beiden durchgehenden vertikalen roten Linien, die Sie bei genauem Hinsehen durchziehen sehen, sind der Ultraschallträger, der mit den Stereoinformationen moduliert wird. Ein Morsecode-Signal würde tatsächlich die Punkte und Striche anzeigen.

Sie erhalten bessere Ergebnisse, wenn Sie ein USB-Verlängerungskabel verwenden, um den Dongle von Ihrem Computer entfernt zu positionieren, da Sie sonst viele Störsignale erhalten, die von den digitalen Schaltkreisen in Ihrem Computer erzeugt werden.

Die SDR#-Benutzeroberfläche ist nicht ganz intuitiv, lesen Sie also weiter, um eine Anleitung zu erhalten.

Schritt 6: Tuning und Kontrollen

Abstimmung:

Der Screenshot oben zeigt eine DAB-Radiosendung, insbesondere das BBC National DAB-Ensemble (Block 12B). Wie Sie sehen können, gibt es 1,5 MHz Bandbreite mit vielen verschiedenen Programmen in einem einzigen "Ensemble".

Die Methode der Abstimmung ist nur ein wenig gewöhnungsbedürftig. Stellen Sie zunächst sicher, dass das Center Tuning-Symbol (zwei aufeinander zeigende Dreiecke) rechts neben der großen Schriftfrequenzanzeige oben im Fenster angezeigt wird, wie im Screenshot. Wenn nicht, klicken Sie darauf, bis Sie dies tun. Wenn Sie mit der Maus darüber fahren, sollte der Hinweis "Mittenstimmung" angezeigt werden.

Die Frequenzanzeige besteht aus 4 Zifferngruppen, die für GHz, MHz, KHz und Hz stehen. Im Screenshot ist es

000 225 601 019

Dies entspricht 225.601019 MHz.

Sie können die Frequenz ändern, indem Sie mit der Maus über eine der Ziffern fahren und das Scrollrad Ihrer Maus verwenden, oder Sie können auf die obere oder untere Hälfte einer Ziffer klicken, um sie zu erhöhen oder zu verringern. Sie können auch auf die Anzeige klicken und sie nach links oder rechts ziehen, wenn Sie ein Band durchsuchen möchten, um zu sehen, was sich dort befindet.

Schieberegler:

Auf der rechten Seite haben Sie 4 vertikale Schieberegler:

Zoo zoomt die Anzeige auf ein schmaleres Frequenzband.

Kontrast steuert, wie die Farben in der Wasserfallanzeige (von tiefblau bis tiefrot) die Signalstärke darstellen, von schwach bis stark.

Range passt den Bereich der angezeigten Signalstärken an und Offset verschiebt diesen Bereich nach oben oder unten.

Schritt 7: Hören von Radiosendern

Es gibt Plugins, die es SDR# ermöglichen, verschiedene Arten von Sendungen zu dekodieren, aber es kann AM- und FM-Radiosendungen sofort wiedergeben.

Öffnen Sie im linken Bereich die Gruppe Radio. Sie können eine von 8 verschiedenen Sendearten zum Decodieren auswählen. Am nützlichsten sind AM für normale AM-Sendungen und WFM für (Breitband-)FM-Sendungen.

(Sie können den Unterschied zwischen AM und FM im Restart Wiki auf der Seite Funktionsweise von Radios erfahren.)

Wählen Sie die gewünschte aus und stellen Sie einen Radiosender ein. Der Ton sollte aus den Lautsprechern Ihres Computers kommen.

Die anderen Typen werden von Amateurfunk und Diensten wie Airband verwendet.

Während es bei normaler AM sehr einfach ist, das Audio selbst mit etwas so Einfachem wie einem Quarzsatz zu extrahieren, ist dies sowohl in Bezug auf Sendeleistung als auch Bandbreite verschwenderisch. In Leistung, weil selbst während der Stille in der Sendung immer eine Trägerfrequenz übertragen wird. Warum also nicht einfach den Träger unterdrücken? Und in der Bandbreite, weil das Audio symmetrisch zu beiden Seiten der Trägerfrequenz in zwei "Seitenbänder" verteilt wird. Warum also nicht ein Seitenband unterdrücken? Wenn Sie beides tun, wird die gesamte Sendeleistung so effizient wie möglich in die Übertragung von Informationen (das Audiosignal) verwendet, und so wird die Sendung weiter gesendet.

SDR# unterstützt alle Varianten davon. DSB ist Double Sideband, bei dem nur der Träger unterdrückt wird. LSB und USB sind Lower und Upper Sideband, wobei das obere bzw. untere Sideband ebenfalls unterdrückt wird. Keines davon wird für normale Sendungen verwendet, da ein komplizierterer Empfänger erforderlich ist und eine genaue Abstimmung erforderlich ist, um ernsthafte Verzerrungen zu vermeiden, da der Empfänger den Träger bei der genauen Frequenz erneut einfügen muss.

CW ist Continuous Wave wird für Morsecode verwendet. Der Sender wird einfach ein- und ausgeschaltet und SDR# erzeugt die Punkte und Striche als kurze und lange Töne.

NFM ist Schmalband-FM. Für Dienste, bei denen keine hohe Qualität erforderlich ist, solange verständliche Sprache übertragen werden kann, kann FM mit viel weniger Bandbreite gesendet werden. Dadurch können viel mehr Kanäle in einen bestimmten Frequenzbereich gepackt werden.

Schritt 8: Erkennen von 433MHz Gadgets

433 MHz wird für die Nahbereichskommunikation von einer Vielzahl von Geräten mit geringem Stromverbrauch verwendet, darunter Autoschlüsselanhänger, drahtlose Kopfhörer, drahtlose Türklingeln, Heimautomatisierungs- und Sicherheitsprodukte sowie Heimwetterstationen. Es ist sehr einfach, diese aufzunehmen und mit rtl_433 anzuzeigen.

Suchen Sie mit Ihrer bevorzugten Suchmaschine nach Windows rtl_433 oder navigieren Sie zu diesem Link:

cognito.me.uk/computing/windows/2015/05/26…

Klicken Sie unter der Überschrift Download auf den Link, um die 32- oder 64-Bit-Version herunterzuladen, je nach Bittiness Ihres Computers. Sie sollten jetzt eine ZIP-Datei in Ihrem Downloads-Ordner haben (oder wo immer Sie sie gespeichert haben).

Auch hier behalte ich gerne Programme, die keine Installation erfordern, in c:\Programme, aber das ist optional. Erstellen Sie einen neuen Ordner rtl_433 in c:\Programme (oder wo immer Sie möchten). Doppelklicken Sie auf die ZIP-Datei und kopieren Sie den Inhalt in diesen neuen Ordner.

Starten Sie eine Eingabeaufforderung. Der schnellste Weg, dies zu tun, besteht darin, die Windows-Taste und R zu drücken, dann cmd in das Feld einzugeben und auf OK zu klicken oder die Eingabetaste zu drücken.

Geben Sie an der Eingabeaufforderung cd c:\Programme\rtl_433. ein

(Wenn Sie sich entschieden haben, die ZIP-Datei an anderer Stelle zu erweitern, müssen Sie den Pfad zum Ordner entsprechend ändern.)

Geben Sie rtl_433 ein und drücken Sie die Eingabetaste.

Jetzt warte einfach. Abhängig von Ihrer Nachbarschaft müssen Sie möglicherweise eine Weile warten, aber Sie sollten sehen, dass Geräte auftauchen. Lassen Sie es den ganzen Tag laufen, um zu sehen, was Sie bekommen. Der Screenshot ist ein paar der Aufzeichnungen, die ich bei einem ersten Versuch bekommen habe.

Standardmäßig meldet es nur Signale, die es erkennt, wenn auch von einer ganzen Reihe von Geräten, aber längst nicht von allen. Wenn Ihre Türklingel oder ein anderes Gerät, von dem Sie vermuten, dass es 433 MHz verwendet, nicht erkennt, versuchen Sie, -a oder -A (nach einem Leerzeichen) zum Befehl rtl_433 hinzuzufügen, um eine Rohausgabe zu erhalten.

Schritt 9: Weiter gehen

Hier haben wir nur an der Oberfläche von SDR gekratzt, aber hoffentlich habe ich Ihren Appetit geweckt. Hier sind ein oder zwei Hinweise, die Sie weiterbringen.

Anstelle eines Windows-Computers können Sie einen mit Linux verwenden.

DragonOS LTS ist Lubuntu Linux mit einer Vielzahl vorinstallierter SDR-Anwendungen. Laden Sie die.iso-Datei herunter und verwenden Sie Rufus, um daraus einen bootfähigen Speicherstick zu erstellen. Sie können es auf jedem PC ausführen, direkt vom Speicherstick booten, oder wenn Sie eine freie Festplatte haben, können Sie es über den Desktop-Link dauerhaft installieren. Für jedes der auf der DragonOS-Webseite aufgeführten Tools müssen Sie seine Webseite finden und sehen, was es tut.

Der Screenshot zeigt CubicSDR, das unter DragonOS ausgeführt wird. Dies ist vergleichbar mit SDR#.

Alternativ können Sie einen Raspberry Pi verwenden, sogar einen der Originalen oder den sehr günstigen Pi Zero, obwohl ein späteres, leistungsstärkeres Modell besser läuft. Viele SDR-Tools lassen sich ganz einfach über den Synaptic-Paketmanager installieren.

Eine einfache ist rtl_fm. Diese kommt im Paket rtl-sdr, welches Sie mit Synaptic installieren können. Öffnen Sie eine Terminalsitzung und führen Sie sie mit dem folgenden Befehl aus:

rtl_fm -f 91300k -M wbfm|aplay -r 32768 -f S16_LE -t raw -c 1

Dadurch wird ein UKW-Radiosender empfangen und wiedergegeben. (91300k steht für 91, 300KHz oder 91,3MHz - ändern Sie es auf die Frequenz des gewünschten Senders.) Sie können es auch verwenden, um ein VHF- oder UHF-Funkmikrofon zu überwachen, wenn Sie seine Frequenz kennen, oder es mit SDR# finden können.