SDR - Software Defined Radio - IIIa: Receptores RTL-SDR RD828D/R860/R820T2 y RTL2832U/E4000

En esta entrada veremos varios modelos de receptores SDR que usan en su arquitectura la pareja de dispositivos:

  • Sintonizador: R820T2 tiene una mejor rechazo a la frecuencia imagen que el E4000 que usa conversión directa incluso usando la "corrección IQ" que en ambos casos puede aplicarse para disminuir este efecto (Una comparativa más detallada en las referencias). Circuitos utilizados:
    • R828D  de Rafael Micro  (Adoptado por RTL-SDR en 2023, el actual en V4) 
    • R860 de Rafael Micro  (24 – 1.766 MHz, Adoptado por RTL-SDR en 2021, versión V3)
    • R820T2 de Rafael Micro ( 24 – 1.766 MHz, Adoptado originalmente por RTL-SDR ) 
    • E4000 de Ultra-Rare Elonics (55 MHz – 2.300 MHz. adoptado para  algunos modelos de NESDR).

Diagrama de bloques del sintonizador R820T2 de Rafael Micro


  • Demodulador: RTL2832U ( Es un demodulador COFDM DVB-T de altas prestaciones  que soporta una interface USB 2.0, soporta modos 2K o 8K con  6, 7, y 8MHz de ancho de banda, soporta sintonizadores con IF (Intermediate Frequency, 36.125MHz), low-IF (4.57MHz), or Zero-IF output using a 28.8MHz crystal) 

Los cambios en los diseños de esta arquitectura dependen básicamente de la disponibilidad y precios de los chips sintonizadores del mercado en general y de  Rafael Micro en particular.


ORIGINAL RTL-SDR.COM 

  • RTL SDR Blog 
    • Tipo: Receptor
    • Versión actual: v4 anunciada en agosto de 2023 con mejoras y con un cambio en el HW al sustituir el sintonizador R860 por el  R828D que aunque de una fecha anterior de desarrollo, en estos momentos resulta más barato que el modelo v3 ¿?  
    • Chips: R828D v4 (Antes R860 v3, y anteriormente R820T2 v3) y RTL2832U
    • Rango de frecuencias teórico: 500 kHz a 1.766 GHz (De 500 kHz- 30 MHz en modo de muestreo directo Q y de 0,25-1,766 MHz en modo de muestreo de suma de los canales I y Q en cuadratura) aunque puede ser menor dependiendo del software utilizado. En la práctica la frecuencia menor que se llega a sintonizar con el programa SDR++ es de 252 kHz Chaine 3 Argel.
    • ADC: 8 bits de codificación de la señal
    • Ancho de banda IF: 2,4 MHz (De 250 kHz a 3 MHz) a mayor ancho de banda mayor espectro visualizado pero también mayor consumo y mayor posibilidad de interferencias ,
    • TXCO:  28,8 MHz y 1PPM de precisión
    • BIAS-T (Bias Tee): si, permite alimentar amplificadores LNA a través del propio coaxial.
    • Caja: metálica de color negro
    • Conector de antena RF: 1 conector hembra SMA (SubMiniature version A, que es un tipo de conector roscado de 6mm de diámetro para cable coaxial utilizado en microondas). OJO ! el que se usa en antenas parabólicas de TV es tipo F
    • Software compatible: prácticamente todos los programas SDR incluyen este modelo/arquitectura como por ejemplo SDR++, CUbic SDR, SDRANgel, etc menos SDRuno que es especifico para la arquitectura  RSP1
    • Precio: 36 € se puede adquirir en astroradio y por 45€ con accesorios en  Aliexpress (tienda autorizada)  o solamente la llave o dongle por 34 € 
    • Obsrv: Este ha sido mi primera opción y lógicamente se calienta un poco la carcasa  cuando está en funcionamiento. Dado el precio que tiene el modelo original creo que no vale la pena plantearse la compra de una copia 
    • Referencias


Diagrama de bloques del RTL-SDR.COM


Anverso de la carcasa original del RTL-SDR.COM model:v4


Circuito de RTL-SDR v4 (Como se observa es completamente diferente a la V3 con ello puede verificar la versión)


Anverso de la carcasa original del RTL-SDR.COM model:v3 con RTL2832U y R860

Reverso con marcado  CE (Unión Europea), marcado FCC (Federal Communications Commission, Estados Unidos) y marcado UKCA

Reverso del circuito en el que destaca el aislante que impide los cortocircuitos y que vibre el circuito que va en una guia dentro de la carcasa

Circuito donde facilmente se distinguen a la izquierda el chio RTL2832U de Rafael Micro, en el centro el cristal y a la derecha el chip sintonizador R860

Detalle del circuito donde fácilmente se distinguen a la izquierda el chip RTL2832U (M1FNBE3 GM290) de Rafael Micro; en el centro la bobina toroidal (en la parte superior junto a los puntos de prueba), el cristal de 28,800 MHz y el chip de memoria GT404-2ZLI y a la derecha el chip sintonizador R860 de Rafael Micro


Imagen del fabricante en el que se detallan las mejoras de la v2 (R820T2)  y describe algunas funcionalidades de las partes del circuito de esta versión.


Si cuando compre el dispositivo lo abre (el original lleva un par de tornillos de cabeza de estrella por cada tapa lateral) podrá saber si está comprando un original o una copia más o menos aproximada y la versión del mismo. En el mercado hay muchas versiones y mucho stock por vender de este popular dispositivo.


  • HTOOL  SDR6 
    • Tipo: Receptor
    • Versión actual:  
    • Chips: R828D v4 y RTL2832U
    • Rango de frecuencias teórico: 100 KHz-1,7 GHz
    • ADC: 8 bits de codificación de la señal
    • Entradas
      • 100 kHz- 30 MHz
      • 25 MHz - 1.700 MHz
    • TXCO: 1ppm
    • Conexión: USB-C
    • Precio: 38€ en Aliexpress






  • RTL-SDR L6A/L6C (RTL2832U+R820T2)
    • Personalmente yo no compraría un dispositivo de RF en caja de plastico, es algo contranatura (generdor y captador de ruido)


Servidor RTL-SDR

https://sdrx.io/ es un proyecto de servidor web SDR basado en un receptor RTL-SDR y un Airspy Discovery HF + localizados en Suiza al cual puede accederse con OpenWeb el cliente OpenWebRX


OTROS MODELOS BASADOS EN  RTL-SDR.COM 
  • Nooelec
    • NESDR Nano 3 (pequeño negro)  
      • Tipo: Receptor
      • Chips: RTL2832U y R820T2 (Seguramente copia del RTL-SDR.COM v2)
      • Precio: 37,47€
      • Rango de frecuencias:  25MHz - 1.750MHz (se puede extender a 100 kHz o menos con Ham It Up)
      • TCXO 0,5 ppm. 
    • Elec Ham It Up Plus - HF/MF/LF/VLF/ULF 
      • TIPO: Upconverter w/TCXO 
      • precio: 87€
    • NESDR Mini 2+  (plástico azul)  
      • TIPO: Receptor
      • Chips: RTL2832U y R820T2 (Seguramente copia del RTL-SDR.COM v2)
      • Precio: 31,95 €. 
      • Rango de frecuencias:  25MHz - 1.750MHz (se puede extender a 100 kHz o menos con Ham It Up);
      • TCXO 0,5 ppm; conector SMA.
    • NESDR Smart
      • TIPO: Receptor
      • Chips: RTL2832U y E4000 de Elonics (usa el primer sintonizador usado por  RTL-SDR.com el E4000 con rango 55 MHz – 2300 MHz, que ya se ha dejado de producir y por ello es raro y caro) hasta la versión v4,  en la v5 ya usan el R860 de Rafael Micro
      • Ancho de banda: min 0.25 típico 2.4 max 3.2 MHz
      • caja: metálica
      • TCXO 0,5 ppm
      • ADC: 7 bits
      • Ganancia RF: 0 - 49.6 dB de manual o automática (AGRF)
      • conector RF: SMA 50 Ω  +10dBm
      • Rango de frecuencias: 0.1MHz  a 25MHz (muestro simple) y de  25 a 1.750MHz (muestro cuadruple) para la versión v5. 
      • Precio: 44,50 €
      • Referencias
Chip sintonizador E4000E Elonics


Esquema de bloques del NESDR Smart con R860 y RTL2832




  • Airspy
    • Airspy mini. 
      • Tipo: Receptor
      • Caja: metalica, dongle
      • Chips: Rafael Micro R820T2 (or R860)
      • Rango de frecuencias: 24 MHz a 1800 MHz
      • Muestreo: 12 ADC
      • Ancho de banda IF: Hasta  6 MHz
      • Precio: 99$
    • Airspy R2. 
      • Tipo: Receptor
      • Chips: Rafael Micro R820T2 (or R860)
      • Conexión RF: 1 (RF de +10 dBm
      • Rango de frecuencias: 24 MHz a 1.800 MHz
      • Muestreo: 12 ADC
      • Precio: 209€ (astroradio)


    • Airspy SpyVerter R2. 
      • Tipo: Conversor 
      • Banda convertida de 0-60 MHz sobre 120 MHz (¡ojo! necesita de un receptor de VHF que en la frecuencia 120MHz  realice la demodulación)
      • Software:  Airspy R2; Airspy Mini, HackRF One y RTL-SDR
      • Precio: 69 € (Astroradio) 
    • Airspy HF+ Discovery. 
      • Tipo: Receptor
      • Rango de frecuencias: HF 0.5 kHz/31 MHz e VHF 60/260 MHz.
      • Conectores de RF: 1
      • Muestro 18 bits
      • Precio: 209€ (Astroradio)


Aunque enamorado del RTL-SDR para un par de proyectos (ADS-B y SATNOGS) necesitaba un par de RTL-SDR compatibles de bajo coste por lo que me decidí a comprar un clon.

Caja exterior metálica.
Ojo no dispone de muestreo directo como en el RTL-SDR por lo que la frecuencia mas baja de trabajo es 25 MHz para estos proyectos no es un problema.
Es compatible con el software mas utilizado como SDR++

A la derecha se distingue el RTL2832U, a la izquierda podria ser el R860  o R820T2 con TCXO  pero tiene la superficie borrada, en medio se distingue la carcasa metálica del cuarzo del oscilador

Detalle del RTL2832U



 





    Esquema de bloques de los receptores RTL con las variables ajustables por software (Ganancia de RF, corrección de frecuencia, tipod e IF (ZeroIF = conversión directa = homodino/ ) anchod e banda, frecuencia de muestreo y amplificacion de IF)

  • Receptor de TV RTL2832U ADS-B Mode S, amplificador de RF integrado, 1090MHz, filtro de paso de banda, Radio, banda SDR, sintonizador de escáner de TV. Precio 23,32



Limitaciones de esta arquitectura
  • No trabaja para frecuencias menores a la del oscilador local 28,8 MHz. la solución de usar un conversor UP genera interferencias y la de recepción directa no dispone de amplificación LNA
  • 8 bits para la digitalización es poblre, pues un 1 bit adicional mejora la relación S/N en 6 dB
  • El ancho de banda de 2,56 Mbps es escaso para muchas bandas y aplicaciones. DAB en HF ya requiere 2 Mbps

Para leer mas:
Referencias

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