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Radio Definida por Software para pobres (Episodio I)

¿Qué tal si les dijera que por unos 20 dólares es posible hacerse de un receptor para sintonizar desde los 24 Mhz a los 1200 Mhz en AM, FM, LSB, USB y otros modos? Si, lo se. Suena tan poco real como esos llamados telefónicos que anuncian que nos hemos ganado un auto 0 Km. Pero confíen en mi y lean hasta el final esta nueva entrada de mi blog. 

Del kernel Linux a la estación de radio

El desarrollador finlandés Antti Palosaari colabora en el proyecto LinuxTV escribiendo código para que el kernel GNU/Linux soporte dispositivos tales como webcams, capturadoras de video y sintonizadoras de televisión analógica y digital, como así también los controles remotos que suelen traer estos dispositivos. En el año 2012, mientras trabajaba con una sintonizadora de TV digital de la marca Ezcap EzTV 668 DVB-T/FM/DAB, Antii descubrió que el chip Realtek RTL2832U de su interior tenía ciertos registros y comandos no documentados. Con ellos podía llevarlo a un modo de funcionamiento donde transfiere las muestras I/Q en banda base sin procesar por el puerto USB 2.0 hacia la PC.
Fig. 1. Antii Palosaari.
Para no entrar caminos sinuosos, podemos decir que estas muestras son la representación digital de la amplitud de la señal modulada (componente Q, de Quadrature) y su fase rotada 90 grados (componente I, de In phase) para un instante de tiempo dado. Dicho de una manera aún más simple, cada muestra I/Q es como una fotografía digital de la señal modulada.

Por medio de algún software en la computadora es posible demodular el flujo de muestras I/Q provenientes de la sintonizadora.

Este modo de funcionamiento del RTL2832U es el que permite a estas placas (o dongles) brindar FM y DAB, a diferencia de DVB-T que se demodulada generalmente por hardware.

Combinando lo anterior con las características del sintonizador de RF Elonics E4000 de esta placa, el cual soporta un espectro de 50 MHz a 20000 MHz, y un software apropiado en la computadora para demodular las muestras I/Q en bruto se podía conseguir un muy interesante radio definida por software o SDR (Software-defined radio) para pobres. O para un radioaficionado del Tercer Mundo como quien les escribe ;)

Quizás el post de Antii del 2 de Febrero de 2012 en una de las listas de desarrolladores del proyecto Linux TV donde explica sus impresiones sobre su descubrimiento haya sido el puntapié inicial para una serie de desarrollos que provocó una especie de fiebre por los sintonizadores basados en el RTL2832U.

Primero fue Steve Markgraf del proyecto OsmoSDR quien crea el paquete rtl-sdr el cual permitía sintonizar la placa y volcar las muestras I/Q a un archivo para su posterior procesamiento. Unas semanas después Balint Seeber anunciaba la aparición del bloque rtl_source_c para GNU Radio en su paquete gr-baz. Con este bloque GNU Radio podía recibir las muestras I/Q en bruto y procesarlas, permitiendo decodificar señales de diferentes tipos de modulaciones.

Teniendo en cuenta que un receptor con ese espectro de frecuencias disponible puede tener un costo de varios miles de dólares y que las sintonizadoras USB de TV digital con el chip Realtek RTL2832U rondan entre los 15 y 20 dólares, no sorprende la amplia repercusión que tuvo el descubrimiento de Antii entre los radioaficionados y SWLs. 

Quiero eso

En la búsqueda de una sintonizadora de TV Digital norma DVB-T encontré que la mayoría traen en su interior el deseado RTL2832U. Sin embargo, no todas estas placas usan el mismo chip sintonizador.

La elección del sintonizador es un punto fundamental a la hora de decidirse por una sintonizadora USB para usarla como SDR . La razón de ello es que no todos los chips sintonizadores están soportados. Además, la elección del sintonizador define el rango de frecuencia con que contaremos.

Actualmente, están soportados cuatro chips sintonizadores:
  • Elonics E4000: Durante bastante tiempo fue el clásico compañero del RTL2832U y el único soportado por los programas para SDR. Pero Elonic ha discontinuado este integrado, con lo cual los fabricantes de estas sintonizadoras han empezado a reemplazarlo. Permite sintonizar señales de radio de entre 52 MHz a 2200 MHz, con un hueco entre las frecuencias de 1100 MHz y 1200 MHz (aunque puede variar).
  • Rafael Micro R820T: Con la caída del E4000 este chip ha ganado popularidad, teniendo un rendimiento comparable. El rango de frecuencia de operación va de 24MHz a 1850MHz.
  • Fitipower FC0013: Proveen de un rango de frecuencias de entre 22 MHz y 1100 MHz. Los chips FC0013B/C y FC0013G tienen una entrada separada para la banda L que normalmente está sin conectar en las sintonizadoras.
  • Fitipower FC0012: Proveen de un rango de frecuencias de entre 22 MHz y 948.6 MHz.
  • FCI FC2580: Brindan un rango de entre 146 MHz a 308 MHz y de entre 438 MHz a 924 MHz.
Por todo esto, me decidí por una placa con el Rafael Micro R820T como sintonizador ya que permite un rango continuo de sintonización y muy amplio.

Luego de unos 10 días de espera llegó el pedido a mi casa, conteniendo la sintonizadora USB, un control remoto, una antena con conector MCX y soporte magnético, un CD para la instalación en Window$ de los drivers y el software para la visualización de TV.

Fig. 2. La placa sintonizadora en su embalaje.

De todo eso, sólo interesa para la función como SDR la sintonizadora USB. La antena sólo sirve para las primeras pruebas, esto es, para sintonizar radioaficionados locales en VHF y UHF y estaciones de FM comercial cercanas. Para un uso más profesional es necesario cambiarla.


Hackeando mi sintonizadora


Decidí por desnudar la placa y ver en su interior. Esto no era un acto de arrojo de mi parte ya que es sumamente fácil deshacerse de las carcasas plásticas, las cuales están colocadas a presión. Basta con ejercer algo de fuerza en uno de sus bordes para conseguir destriparla. Además, los autores de otros blogs lo han hecho y no quiero ser menos.

Con un poco de esfuerzo y mis nuevos lentes de aumento, mis ojos lograron identificar los componentes principales de la placa.

Fig.3. Destripando la placa recién llegada (click para agrandar)

En la Fig. 2 se puede observar los componentes más importantes. El cristal de 28.8 MHz sirve para la generación de la señal de clock. Cerca de este se encuentra el sintonizador R820T. El integrado más grande corresponde al RTL2832U.

El RTL2832U entrega muestras I/Q de 8 bits a una tasa teórica de 3.2 MS/s (Mega-muestras por segundo), sin embargo en la práctica ese valor se lleva a 2.4 MS/s para garantizar que no se perderán muestras.

Una memoria EEPROM serial que mantiene la configuración del fabricante para el RTL2832U.
En uno de los extremos se observa un LED que al conectar la placa en el USB emite luz azul y el receptor infrarrojo por donde se recibe los comandos emitidos por el control remoto.
Fig. 3. Azul, como el LED azul (?)

En una próxima entrega voy a mostrar el software que he utilizado y los resultados obtenidos, especialmente en la recepción de satélites de órbita baja (LEO).

Por lo pronto, les dejo el audio de la telemetría en CW del satélite chino HO-68, transmitiendo en 435.7900 MHz, en su órbita 15088, desde mi QTH en Grid GF05RL (Argentina).


No está mal teniendo en cuenta que uso una antena externa moxon de compromiso y que el HO-68 transmite con sólo 200 mW su baliza y telemetría.

Luego de esto, creo que van a esperar con ansia la segunda parte ;)

Comentarios

  1. hola
    muy bueno lo del sdr
    la pregunta es el mismo se consigue en buenos aires
    gracias charlie lu4dgn

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    Respuestas
    1. Yo se que la respuesta es un poco tarde, pero en Uruguay se consiguen valen algo de 25 U$S , compre uno y realmente es notable como andan , 73

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    2. Hola.
      ¿ En que ciudad de Uruguay ?. ¿ Paysandú ?.

      Vivo casi enfrente (Concepción del Uruguay).

      Saludos.

      Gustavo

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  2. Gracias Charlie,

    No creo porque son placas para la norma de TV Satelital Terrestre de Europa.

    73 de LW3ESH Federico

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  3. Como siempre Federico, tus notas del blog....pocas (quisieramos muchas mas)...pero buenisimas!
    Saludos cordiales
    Miguel
    LU3EMB

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    Respuestas
    1. Gracias Miguel por tus comentarios.
      Me gustaría publicar mucho más, pero el día a día me lleva a hacerlo a cuenta gotas.

      73 de LW3ESH Federico

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  4. Federico:
    Muy bueno tu comentario, me intereso mucho.
    Ya mande a comprar un un dongle igual para hacer pruebas, espero que publiques mas resultados y algún detalle sobre soft, así no tengo que empezar de cero.

    73 de Armando LU8WAG

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  5. Lindo Federico ...lindo..
    73
    José - LU1KAK

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  6. Hola Federico, muy buena tu explicacion sobre este sistema, como puedo hacer para conseguir una igual, y el software donde se puede bajar, gracias. Marcelo LU4IBA

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  7. muy buena nota! te quiero consultar si los chips que contiene mi plaquita EasyCap : STK1160 y el SC8113 tienen alguna posibilidad de ser utilizados! desde ya muchas gracias ! Francisco. LU2WBA, Comodoro Rivadavia

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    Respuestas
    1. Hola Fran ! soy vos mismo, vengo del futuro.... ya probaste esa Easy Cap y no la pudiste hacer andar... igual ya en 2017 ya tenés otros 3 SDR que andan al pelo! saludos a todos en 2014 !!!

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  8. Excelente entrada !!!.

    Pero estoy esperando la segunda parte !!!.

    Gustavo

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  9. Buenas, muy buen blog, queria hacerles una consulta en argentina se puede conseguir un USRP ? Gracias.

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  10. Federico
    Hace poco adquirí el SDR Realtek RTL2832U + R820T, instale los drivers y el software HDSDR y he logrado que funcione, pero solo FM. con la antena original.

    Soy un radioescucha del DX y he dejado de lado miS radios SONY ICF SW7600GR Y ICF 7600D

    Mi interés principal AM y SW media y onda corta internacional, entre 153 -30000 Khz. Pero al parecer no puedo captar ninguna señal aparte de la FM, mi consulta es necesario algún tipo de antena para utilizar al maximo el SDR USB

    Gracias por su respuesta, cordiales 73 Saludos desde Lima, Peru

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    1. queria lo mismo, pero al parecer el mio no bajaba a frecuencias en las que trabajan las am comerciales

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    2. Amio lo que necesitas para eso es esto; http://cl.traetelo.com/yosoo-uv-hf-rtl-sdr-radio-usb-tuner-receiver-r820t-8232-cw-fm-100khz-7ghz-full-band-rtl-sdr-receiver-p-2949651.html

      aca un video; https://www.youtube.com/watch?v=gQhgGV97syo

      suerte

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  11. NO LE MODIFICASTE NADA A LA PLACA!? SLDS, JUAN

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  12. Amigo, teria com você me enviar uma copia do arquivo da eeprom ?
    Pois danifiquei o meu por remover-lo em uso.
    Obrigado!
    negonanau@hotmail.com
    negonanau@gmail.com

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  13. Consulto:
    (trabajé por más de 50 años en electrónica)
    Estoy por comprar un Yaesu FT 60R porque me interesa sintonizar banda aérea, VHF alta y UHF.
    Pero me ofrecen un SDR "con las mismas prestaciones"
    Y yo dudo, seriamente, que la sensibilidad se compare.
    No están baratos, claro que el Yaesu cuesta casi 4 veces.
    Que opinás?
    Agrego: En UHF (407 a 410) que es lo que me interesa, hay que salir al exterior para recibir con un handy.
    No será que con el SDR no voy a recibir, por más antena aérea?
    Gracias!

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  14. La sensibilidad del SDR es superior (aunque cueste creerlo). Con el SDR podes ver en tiempo real sobre un mapa de Google, los aviones que están en tu horizonte ya que también recibe y decodifica en la banda IOTA (o algo así el nombre).

    Saludos.

    Gustavo LU2JGP

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    1. RESPUESTA 2
      Los SDR que me ofrecen son los que vende COMUNITEC, en su página están los precios ($1500 y $2500) pero no las especificaciones.
      Gracias
      Un abrazo!

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    2. Lo extraño es que no puedo recibir la torre de Ezeiza ni Baires Control (que creo también está en Ezeiza)
      Estoy a 16 KM, creo que no es mucha distancia..... pero sólo escucho las aeronaves a gran altura.
      Aeroparque entra bien porque estará a 4 Km aprox.
      Gracias!

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  15. http://elbinario.net/2015/03/28/geoposicionar-aviones-con-una-antena-de-tdt-usb/

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  16. Gracias, amigos, por la buena info.
    Hoy probé unos de esos SDR que hay para uso público en internet.
    Tienen un resultado aceptable, es cierto.
    Consulto (50 años de técnico pero de estas cosas no conozco)
    Tengo una placa capturadora con sintonizador de TV y FM incorporados.
    Anduve fantaseando con "tocar" el programa.
    Pero ¿No será posible utilizar un programa para SDR con la placa?
    Bueno, creo que mejor le coloco los drivers e instalo un programa.
    Si no la detecta......... "stamo en el horno"

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  17. Los software para SDR necesitan q la captura le entregue los datos I y Q de la cuadratura. Eso es lo que procesa. Eso es lo que entrega el dongle RTL SDR.
    Gustavo

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  18. Todos hablan de recibir vhf uhf ¿que hay de recibir desde los 50 mhz a 118 mhz? yo recibi la torre de control aerero en los 118 mhz pero frecuencias mas bajas nada audible.
    y de lo digital? veo la trasmision de tv digital en los 800 mhz ¿pero como lo convierto a video? GRACIAS

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    1. Para recibir video debés colocarle los drivers que trae en el CD original.
      Hay que ver si el SDR es para la norma de tu zona.
      Estos equipos no trabajan en HF, es necesario colocarles un conversor externo.
      Bueno, creo que soft que estás utilizando es para LINUX y esos programas no los conozco, pero con el SDRSHARP y otros para Windows es tal como te comento.
      Saludos!

      Eliminar
  19. Hola Antii Palosaari... He recibido por equivocacion un DAV+FM+DVB-T ya que compre otro modulo por Ebay y no me vino ninguna info, sobre el mismo, mi pregunta es la siguiente, ya que soy usuario de LINUX UBUNTU ver 12.04, funciona con este S.O.?? de ser asi donde lo consigo?? soy LU6HHH / Cordoba.. Gracias

    ResponderEliminar
  20. HOLA, ACA ESTAN VARIOS PROGRAMAS PARA SDR EN DISTINTOS SISTEMAS OPERATIVOS, WINDOUS ANDROID, LINUX, UBUNTU, ET
    Chttp://www.rtl-sdr.com/big-list-rtl-sdr-supported-software/

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  21. https://www.google.com.ar/url?sa=t&rct=j&q=The+Hobbyist%E2%80%99s+Guide+to+the+RTL-SDR:+Really+Cheap+Software+Defined+radio.&source=web&cd=1&ved=0ahUKEwiQ1q-ihbrOAhXLHJAKHdLICc0QFggcMAA&url=http%3A%2F%2Fwww.qsl.net%2Fyo4tnv%2Fdocs%2FThe%2520Hobbyists%2520Guide%2520To%2520RTL-SDR%2520-%2520Carl%2520Laufer.pdf&usg=AFQjCNGg_P6qyKhTCrXVmmMMuSKbfHWJkQ&sig2=_wh1gxkNWCWj4R34DSBrRQ

    El enlace lo copie de google creo que funciona bien, para los que saben ingles y los que no pueden ver los nombres e los programas y itras infos utiles para manejar el dongle rtl-sdr

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    Respuestas
    1. El enlace salio roto.
      Te conviene ir a la pagina y copiar y pegar la URL.
      Saludos.

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  22. Estimado colega de radio en DX realmente funciona Mejor que un Scanner Uniden como el modelo Btc15x de triple conversion y decoder dcs/ctss con un Valor de 157 dls.

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  23. Estimado colega de radio en DX realmente funciona Mejor que un Scanner Uniden como el modelo Btc15x de triple conversion y decoder dcs/ctss con un Valor de 157 dls.

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  24. Hola, queria consultarte si sirve para hacer escucha de radioaficionados o recepcion satelital con un Dongle USB KWorld UB430-AF... existe alguna libreria que me lo permita?

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