RTL-SDR用 簡易アップコンバータの製作

数百円で買えるUSBワンセグチューナーを広帯域受信機として使う "RTL-SDR" が数年前から人気です。
しかし、元がワンセグチューナーなだけあって低い周波数（中波や短波）が受信できないのが欠点でした。そこで、簡単なアップコンバータを作ってみました。

SDRplayを金属ケースに入れる

私がメイン受信機として使っているSDRplayはプラスチックのケースに入っており、外部からのノイズを受けやすいという弱点があります。

そこで、RTL-SDR.comに載っていたこちらの記事 "SHIELDING THE SDRPLAY RSP WITH COPPER TAPE" に触発されたこともあり、ケースを金属製のものに交換してグレードアップを図ることにしました。

まず、秋葉原でタカチのMX2-8-11という、カーブが付いていてカッコいいケースを購入。

タカチならMBやYMシリーズなどもっと安いケースもありますが、デザインを考えて少しだけ奮発しました。

ところがこのMXというケースは側面の一部がプラスチックでできており、そのままではシールド効果に疑いがあるため、プラスチック部分には内側にアルミテープを貼ることにしました。

(本当は全体がアルミでできているMXAシリーズが欲しかったのですが、秋葉原でも置いている店が少ないことと、さすがに高すぎることもあって中止しました。)

まずは無線部の部室で穴開け。SDRplayの基板固定用ネジはよく使われているM3ではなくM2です。

穴あけが済んだらプラスチック部分の内側にアルミテープ(ダイソーで購入)を貼り、基板を入れます。内部にはほとんど余裕がなく、ぴったりです。

元のケースとほぼ同じくらいの大きさです。SDRplayよりだいぶ高級なFDM-S1によく似た雰囲気になり、良い感じです。

これでノイズが減ることを期待しています。まあ、気休め程度の効果しかない可能性が高いですが…

SDRsharpをアップデート

私が常用しているSDRソフト、SDR#(SDRsharp)のバージョンが大分先に進んでいたのでアップデートしました。
今まで使っていたのはv1.0.0.1430で、今回導入したのはv1.0.0.1443。
Change log を見るに、そんなに大きな変更点があったわけではないようですが、新しいバージョンを使う方が精神衛生上よいです。
ダウンロードはこちらから可能です。
ダウンロード後はいつもの通りzipを解凍し、新しくできたフォルダ内にRTL-SDRとSDRplayのプラグインを入れて完了。RTL-SDR, SDRplay共に動作を確認しました。


もう1つ、HDSDRというSDRソフトも持っており、性能・機能は申し分ないのですが、操作の分かりにくさと全く新しいバージョンが出なくなってしまったことがネックで、最近は全く使わなくなってしまいました。

USB電源ノイズフィルター（失敗）

新年度を迎え、新学期の授業の選択や無線部の新歓など何かと忙しく、なかなかこのブログも更新できない日が続いています。今日は新年度早々に失敗作のご紹介...

RTL-SDRやSDRplayを使うときのノイズを少しでも低減できるのではないかと考え、ノイズフィルターを作りました。

USBの電源ラインに村田のBNX002-01を入れただけの簡単なつくりです。アルミホイルで簡易的にシールドして早速使ってみました。

このフィルターをケーブルの先につけ、SDRplayで10MHzあたりを聞いてみると特にノイズの変化は見られず、RTL-SDRで200MHzを聞くとノイズフロアがかなり上がってしまっていました…

見た目は悪いなりにシールドもきちんとしてあるつもりですが、やはり周波数がVHF以上になると意外な結果が出ることが多いように思います。

というわけで、とりあえずこのフィルターは一旦お蔵入りということにします。また何か機会があれば部品取りにでも使うでしょう。

海上自衛隊のビーコン？

何気なく短波の業務用バンドを聴いていたら、正体不明のデジタル信号が受信できました。
調べてみると、海上自衛隊の市原送信所から送信されているもののようで、海外ではJapanese Slot Machineとして知られている信号のようです。2001年の秋に初めて観測されたそうです。

このJapanese Slot Machineは帯域幅2kHzのPSKで、受信音がスロットマシンの音に似ているためこの名前が付いたそうです。
下の画像は今日13時30分(JST)にSDR#で受信した様子です。

画像に写っている周波数以外にも様々な周波数で確認できます。今日13時30分頃にザッと確認しただけでも、4～8MHz帯で8波出ていました。聞いてみても当然何も分かりませんが、こういう信号はなんだかワクワクしますね。一応、聞こえた周波数をメモしておきます。モードはUSB、単位はkHzです。

2016年2月24日　13時25～35分(JST)
4152.5
6246.5
6250
6417
6444.5
8312.5
8587.5
8703


周波数はよく変わるようで、インターネット上にも情報がよく上がっています(主に英語ですが)。

参考にしたサイト:SIGIDWIKI.COM http://www.sigidwiki.com/wiki/Japanese_Slot_Machine_(XSL)

RTL-SDRにヒートシンクを付ける など

以前から持っていたFC0013チューナー搭載のRTL-SDRはあまり発熱しないようですが、最近買ったR820Tチューナー搭載のものはだいぶ発熱が気になります。温度が上がり過ぎると感度が下がるといった話も聞くので、対策を取ることにしました。

まず秋葉原の千石電商で、適当なヒートシンクを購入。
次に無線部の部室で取り付け作業…

ケースに四角い穴をあけ、チップの裏に熱伝導性のあるテープで放熱板を取りつけました。

テープの粘着力はそんなに強くないのですぐはがれそうですが、実はそんなことはありません。
穴をギリギリのサイズで開けてあるので、下の写真のように逆さまにしてもヒートシンクの底部が引っ掛かり、ケースの外に落ちないようになっています。

また、チップの表にも、オマケ程度にアルミの放熱板を貼っておきました。

せっかくフタを開けたので、他の部分もいじってしまいます。
このドングルをUSB端子に接続するとパイロットランプが点くのですが、これが非常に明るい青色のLEDで、あまり好みではありませんでした。そこで、私の好みの色のLEDに付け替えることにしました。
このドングルの回路はアースが広く取ってあるのでLEDを外すときにハンダがなかなかとけず、同軸ケーブルのハンダ付けに使うようなハイパワーのこてを持ち出す羽目になり案外大変でした。

交換前

交換後

あたたかみのある橙色にしてみました。（最初は奇をてらって自動で色が変わるLEDにしようかと思ったのですが、ちょっと悪趣味に思えたのでやめました。）

というわけで、以前のクリスタル交換に続いて2度目のSDR改造でした。すでに改造費用だけでこのドングルの本体価格を超えてるんですが…
でも、こうして自分だけの機械を作っていくのも楽しいですね。

RTL-SDR クリスタル交換

先日、aitendoでR820Tチップ搭載の2台目のRTL-SDRを買いました。
周波数が大体50ppmほどずれており、ソフト側の設定で補正できるとはいえあまり気分が良くないので、amazonで交換用のクリスタルを注文しました（コチラ）。850円でした。

交換にはたいして時間はかかりませんでした。元のクリスタルを外し、絶縁用の板を新しいクリスタルに付けなおしてハンダ付けするだけ。

早速効果のほどをチェックしてみます。

まずは、あらかじめ保存しておいた初期の状態。

93.0MHzに出ているはずの信号が少し下に出ているように見えます。約50ppmのズレです。


次に、交換後の状態。

大分ズレが小さくなり、ほぼ補正不要です！

確かに精度がかなり上がりました。しかしこの水晶、RTL-SDRの本体購入価格の3分の2ほどの値段です。安いことを最大の取り柄とするRTL-SDRをグレードアップするためにどこまでお金をかけるのか？
考え方次第ですね。

気象FAX受信を始める

一昨日、HF帯の気象FAXの受信を始めました。
これは主に船舶向けにいろいろな国で行われている放送で、天気図や衛星画像をF3Cで送信しているものです。日本では気象庁が行っています。

かつては大がかりな装置が必要だったようですが、現在では受信機とパソコンだけで受信できます。
今回使った機材は、
アンテナ：ΔLOOP10
受信機：SDRplayとSDR#（ソフトウェア）
復調ソフト：KG-FAX

です。また、SDR#の音声をKG-FAXに入力するため、YAMAHAのNETDUETTOというソフトも使っています。

まず、日本の気象FAX放送であるJMHを受信してみました。周波数と放送時間は、このページ(外部リンク)に詳しく書かれています。モードはUSB、公称周波数より1.9～2kHzほど下の周波数に合わせます(KG-FAXのスペクトラムスコープ上の2本の白い点線の間に信号が収まるように調整する)。

ゆっくりと画像が出てきます。

気象衛星「ひまわり」が撮影した地球の画像も送られています（下画像）。

何回かJMHを受信したところで、海外のFAX受信に挑戦することにしました。
手始めに、近場の韓国にチャレンジ。

何度やっても同期信号を確認できず、上の画像のようにズレてしまいます。設定は合っているはずなんですが…まだまだ試行錯誤が必要そうです。

【付録】
今回使用したソフトウェアの入手先。

SDR#	http://airspy.com/download/
NETDUETTO	http://netduetto.net/download/
KG-FAX	http://www2.plala.or.jp/hikokibiyori/soft/kgfax/

SDR-Jを使ってみた(2)

前回に引き続き、SDR-Jを使ってみます。

今回は、SDR-Jが含むいくつかのソフトの内から、WFM Receiver を選びます。実行ファイルの名前はwfm-rpi-xxx-0.993.exe(xxxの部分はSDRの機種名)となります。今回はSDRplayを使うので、wfm-rpi-sdrplay-0.993.exeを立ち上げます。

ウィンドウがいくつか出てきますが、基本的には操作するのは上の画像中でアクティブになっているもの(fm-receiver)だけでいいはずです。

特に何も設定をいじらなくても、このウィンドウの左上のSTARTボタンをクリックするとWFMが受信できます。ただし、音質はお世辞にもいいとは言えません。

上段から順に、分かる範囲で解説を加えていきます。
STARTボタンのずっと右方にある"fm4decoder"と書かれたボタンをクリックすると、5つの異なったデコーダーから好きなものを選択できます。

2段目の左端、"Freq"をクリックすると別窓でテンキーが現れ、周波数を直接入力して移動できます。その隣の"FS"は現在の周波数をメモリーして名前を付けるためのボタンのようです。
更に右の方のf-とf+は周波数移動、fc-とfc+はスキャンです。

3段目右のスライダーはスケルチです。
4段目の"no rds"と書いてあるところをクリックするとRDS(FM放送とセットになったちょっとした文字放送)をオンにすることができるようですが、日本ではRDSの放送は行われていないので特に使いみちは無さそうです。
その右の"stereo"は文字通りステレオ・モノラルの切り替えで、更に右の"50"はデエンファシスの設定、"12000"はオーディオのローパスフィルターの設定です。

最下段の一番右の数字が周波数(kHz表示)ですが、その左の3つの数字の意味がよくわかりません…

前回からこのSDR-Jについてがんばって書きましたが、はっきり言ってこのソフトは非常に使いにくいですし、使いにくさを補って余りあるほどの長所も今のところ見当たりません。
スクリーンショットをご覧になればお分かりいただける通り、何の説明もなく数字が並んでいたりしますから、マニュアルを熟読しなければ何もできません。また、私の設定が悪いのかもしれませんが、各種の性能もHDSDRやSDRsharpの方が良い気がします。
というわけで、この記事を書いていて途中からこのソフトをレビューする意味を見失ってしまい若干辛かったです。今後はおとなしくHDSDRとSDRsharpを使うことにします。


※まだSW-Receiverをレビューしていませんが、これは不安定ですぐ落ちてしまうのでレビューできません。ですので、これにて「SDR-Jを使ってみた」は終了します。

SDR-Jを使ってみた(1)

SDRソフトと言えばHDSDRやSDR#が有名ですが、今回はSDR-Jというソフトを試してみます。
このソフトに関してはweb上に日本語の情報がほぼ無いようなので、面倒ですが英文のwebサイトを読みながら使わなければいけません。
私が説明書を読み込めていなかったり勘違いしていたりという理由で、この記事には不正確な部分があるかもしれないという点をあらかじめご理解いただきたいと思います。

さて、SDR-JはWindowsとLinuxに対応したソフトで、RTL-SDRをはじめとして多くのSDRをサポートしています。今回はWindows上で使うことにして、私の環境を書いておきます。

[パソコン]

OS	Windows 10 Home 64bit
CPU	Intel Core i7-4510U 2.00GHz
メモリ	8GB

[SDR]
SDRplay
RTL-SDR(チューナーチップはFC1003)

SDR-Jの導入は簡単です。このページの下の方にある"The Windows executables(Windows用の実行ファイル)"の項目にあるリンクをクリックしてzipファイルをダウンロードし、それを解凍すれば準備完了となります。リンクは2種類はってありますが、片方はDABとFM放送用、もう片方はSW用といったところです。

この2種類のzipファイルを解凍して見てみると、DAB Receiver, FM Receiver, WFM Receiver（SDRの機種ごとに分かれている）, SW Receiver, そしてSpectrum Viewerといったソフトが入っていることが分かります。

まず、機種ごとに分かれていない方のFM Receiverの使いかたを見てみましょう。
sdr-j-fmreceiver-0.99.exe(0.99はバージョン名)を起動すると、下のようにウィンドウが2つ開きます。

後ろのウィンドウはとりあえず無視するとして、まず手前のウィンドウの1番の矢印の先のプルダウンメニューで使用機種を選びます。このソフトは最初からいろいろな機種に対応しているので便利です。
次に3番の矢印の先のメニューで、オーディオの出力先を選びます。上の画像中では文字化けしていますね。ここの選択を忘れると音が出ません。
そして、4番の矢印の先の"START"ボタンをクリックするとワイドFMの受信が始まります。上記の2機種で動作を確認しました。

周波数は中央のテンキーやその両脇の+-ボタンで変えられます。テンキーの上の"spectrumview"と書かれたプルダウンメニューの操作で、スペクトラムスコープとウォーターフォール表示を切り替えることができます。
また、2番の矢印の先のメニューではデコーダーの種類を選べます。私の環境ではfm4decoderが最良でした。
テンキーの左のバーはスケルチの設定です。

その他にも様々な設定ができるようになっていますが、まだあまりよく分かりません。


次回はSW Receiverや機種毎に分かれたWFM Receiverを使ってみます。

次回「SDR-Jを使ってみた(2)」はこちら。

Android-x86でSDRtouchを使う

スマホやタブレット用のOSとして普及しているAndroidのパソコン版と言えるAndroid-x86を古いノートPCにインストールして、SDRソフトを動かしてみました。

Android-x86のインストールはそんなに面倒なものではなく、ダウンロード→LiveUSB作成→USBメモリから起動→インストール　までスムーズに行えました（詳しい方法を紹介しているサイトは多くあるのでここでは詳細は省略します）。

今回使ったのはAndroid-x86-4.4-r4というバージョンです。
使ったパソコンはASUS UL20Aで、部品の交換はほぼしていませんがHDDだけ元より少ない80GBになっています。

さて初期状態のAndroidでは日本語入力ができないのでGoogle日本語入力をインストールし、満を持してAndroid用SDRアプリ"SDRtouch"と、今回使うRTL-SDR用ドライバ"RTL2832U driver"を入れてみました。共に無料です（注：SDRtouchは有料のキーを購入しないとスペクトラムを60秒間しか表示できないなどの機能制限がかかります。今回はお試しなのでキーは買っていません）。

チューナーチップFC0013とADコンバータRTL2832Uを搭載したドングルを使って、無事に受信できました。画像はFMラジオ局　J-WAVEを受信しているところです。

AndroidのUIはタッチパネル向きなので、パソコンのマウスで操作するのは若干不便ですね。

しかし、ここまで一直線に何の苦労もなくできてしまうと逆にブログ記事にし難いです…
もちろん簡単にできるのは良いことですが。

というわけで、またしても特にオチも新情報もない記事でした。

------

Android-x86は以下のページから入手できます。

URL: http://www.android-x86.org/

SDRtouchについてはこちら。

URL: https://play.google.com/store/apps/details?id=marto.androsdr2&hl=ja