Vandijken HF up-converter voor SDR dongles (zoals de “RTL stick”)

20140712-IMG_6888-2500pxSDR (software defined radio) geniet steeds meer bekendheid. De meeste mensen maken kennis met SDR door een RTL2832U gebaseerde DVB-T dongle te kopen voor weinig geld. In combinatie met een open-source softwarepakket kan je dan vrij eenvoudig een hele uitgebreide ontvanger creëren. De software wordt steeds krachtiger en dat is dan ook een groot voordeel van SDR. Even een smaller midden frequent filter? Gewoon instellen in de software!

Ondanks de tuner IC-tjes in de de dongles een heel groot frequentiebereik hebben, kunnen ze niet de lagere HF banden halen. De types met de E4000 tuner gaan minimaal tot ca. 52 MHz en de types met de R820T tuner gaan meestal tot 24 MHz minimaal. Dan heb je in ieder geval al de 6m en de 10m band, maar de lagere banden moet je met een up-converter omhoog converteren. Bijvoorbeeld dat het frequentiebereik van 0 tot 65 MHz wordt geconverteerd naar 100-165 MHz. Als je dan bijvoorbeeld op 3.600 MHz wil luisteren, dan stel je de SDR software in op 103.600 MHz.

Er zijn een aantal hele dure converters te koop, of te bouwen. Die zitten dan vol met (band)filters en gevoelige versterkers. Maar als je gewoon thuis wat op de kortegolf wil luisteren, dan kan een eenvoudiger ontwerp prima volstaan. Al was het maar, omdat de eerder genoemde tuners in de dongles al uitstekende voorversterkers hebben. De bandfilters heb je alleen nodig als je hele sterke signalen in je omgeving hebt, of grote antennes gebruikt.

Vandijken elektronica heeft een eenvoudige kit samengesteld (€37,50 met behuizing), om zelf een up-converter te bouwen. Deze werkt zo: een 7 polig lowpass filter aan de antenne ingang zorgt ervoor, dat alleen 0 tot 65 MHz bij de ringmixer aankomt. In deze mixer wordt de 0-65 MHz gemengd met een 100 MHz local oscillator (LO) signaal en de uitgang van de mixer gaat regelrecht naar de SDR dongle via een SMA aansluiting. Dan komt het aan in de RTL dongle’s tuner chip en die heeft een eigen filter netwerkje en regelbare voorversterker (Low Noise Amplifier, LNA). De voeding van de up-converter wordt uit een USB poort van je PC gehaald. Maar een eigen 5V voeding kan ook.

Deze up-converter heb ik dus gebouwd. Ik heb er zelf een blikken kastje bij gezocht, maar ik heb begrepen dat Vandijken ook een kastje als optie kan leveren (tip). Hoe dan ook, de converter doet het prima!

Hieronder zie je een screenshot van de 40m band op een draadje. Links zie je heel mooi de CW signalen en in het midden en rechts de LSB phone signalen. Er was een contest gaande!

HF ontvangst 40m met de Vandijken converter
HF ontvangst 40m met de Vandijken converter en HDSDR

 

Voorbeeld van één van deze signalen (ik gebruikte een RTL2832U dongle en een E4000 tuner):

 


Offset:
Je kan in HDSDR, SDR# (SDR sharp), SDR-radio en vrijwel alle andere pakketten een offset invoeren, waardoor de frequentieuitlezing niet 100 MHz te hoog is. Met deze offset kan je tevens de kleine frequentieafwijking van de 100 MHz LO corrigeren. Neem bijvoorbeeld 747 kHz AM als referentie. Dat is een sterke zender in de Flevopolder, die altijd wel te ontvangen is (voorlopig nog althans). Hieronder enkele configuratievoorbeelden van de veelgebruikte (gratis te gebruiken) SDR pakketten;

In HDSDR heb ik voor die van mij het volgende ingesteld:

Options (F7) -> RX frontend + Calibration -> en dan het geselecteerde in de onderstaande afbeelding. De frequentie is in Hz, dus je voert daar 100000000 in (100 MHz). Ik heb er 100000615 van gemaakt om de afwijking in mijn LO op te heffen. Dat kan je altijd wat aanpassen.

HDSDR offset

Dit heeft alleen invloed op de frequentie uitlezing.

In SDR# (SDR sharp) kan dat in de linker balk in het menu Radio bij Shift. Vink deze optie ook aan om dit actief te maken. Voer daar het getal als een negatief getal in:

SDRsharp offset

sdr-radio selectIn SDR-radio (de SDR-console) kan dat bij het startscherm (of naast de playback button om de dongle te activeren). Klik op het mapje “select”. Daar kun je de juiste dongle of radio kiezen, indien je meerdere in gebruik hebt. Maar dat is ook de plek om eventueel een frequentieshift in te stellen. Dat kan in het menu “converter”.

select-radio

Klik op “Manager” om een shift in te stellen.

sdr-radio-converter

Vul bij “Freq:” een getal in Hz (de underscore kun je negeren). Bij “type” kies je in dit geval voor een up-converter (belangrijk!). Klik op “Add” om deze instelling op te slaan en daarna op “OK” om het scherm weer te sluiten. Nu kun je in het startscherm in het menu “converter” kiezen voor je pas ingestelde frequentieshift. Dat onthoud de software ook voor de volgende keer. Vergeet deze shift dus niet weer uit te schakelen, zodra je SDR-radio weer zonder converter wil gebruiken. Dat kan weer in het “converter” menu, door op het lege gedeelte te klikken.

 


Offset tuning
Voor SDR sharp, SDR-radio en HDSDR nog een aanvullende tip: kies voor offset tuning om de hinderlijke LO uit beeld te plaatsen. Dit werkt zeker bij de R820T tuners, maar bij mij ook op de E4000 tuner. Kun je deze offset optie niet vinden? Download dan een nieuwe RTL DLL file. Hieronder een korte uitleg waar deze optie is te vinden in de eerder genoemde programma’s.

SDR sharp: klik op de configure button linksboven (stervormig icoontje). Daar kun je alles voor je RTL dongle instellen. De onderstaande instellingen zijn meestal goed.

sdrsharp radioconfig

Vink eventueel Tuner AGC weer aan, zodra je zonder converter gaat ontvangen. Of stel opnieuw de optimale gain in. Vergeet niet, dat je het nu gewijzigd hebt.

In SDR-radio stel je de offset als volgt in: klik op tabblad “Home” en kies voor “Radio Configuration” aan de rechter zijde van de ribbon bar. Kies voor “More Options” en dan “Offset tuning”.

sdr-radio radio config

 

HDSDR: Klik op de knop ExtIO. Daar kun je alles voor je RTL dongle instellen. De onderstaande instellingen zijn meestal goed.

HDSDR_offset tuning

 


Gain:
Zet je RTL dongle niet op maximale gain. Dan krijg je een hele onrustige ontvangst met veel mengproducten. Zoek voor jouw tuner en antennecombinatie gewoon de beste waarde op. In mijn geval zit dat rond de 20dB. Tuner AGC en RTL AGC dus uitschakelen!

HDSDR: ExtIO knop en vink dan Tuner AGC uit. Daarna slider omlaag brengen naar optimale stand. Let op mengproducten en signaal-ruis verhouding. Laat het vinkje van  RTL AGC uit.

SDR#: Klik op Configure (stervormig icoontje) en vink dan Tuner AGC uit. Daarna slider omlaag brengen naar optimale stand. Let op mengproducten en signaal-ruis verhouding. Laat het vinkje van  RTL AGC uit.

SDR-radio: Klik op tablad “Home” en dan rechts op de RF knop. Kies een vaste waarde van rond de 19dB, of een waarde die voor jou optimaal is (eerder nog lager dan hoger). Let op mengproducten en signaal-ruis verhouding. Controleer of “internal” AGC uitgeschakeld staat onder de knop “Radio Configuration” en dan “More Options”.

Tip: vergeet de gain instelling (AGC) niet te herstellen zodra je weer zonder converter gaat werken.

 


Bouwfoto’s:

20130721-IMG_2325-3000px

20140711-IMG_6867-2500px
Rechtsboven zit de LO en een LO filter. In het midden zit de mixer en rechtsonder zit het 0-65MHz lowpass filter voor de ingang.
20140711-IMG_6862-2500px
Kastje voorbereiden.
20140711-IMG_6866-2500px
Vastsolderen…
20140712-IMG_6886-2500px
Kastje heb ik zelf gekocht en geboord. De sticker heb ik ook zelf gemaakt (download onderin). Vandijken biedt ook een kastje aan, wat ik je zeker kan aanraden.

 

Nog een uitvoering gemaakt (juli 2016) voor Robert, nu met een origineel Vandijken behuizing (tip!):

img_20160730_144241

img_20160730_173441

img_20160730_180521

Download de sticker in PSD formaat (Photoshop):

Stickervel voor HF up-converter
Stickervel voor HF up-converter
IMG_20140712_0001.psd
Version: 1.1
534.6 KiB
441 Downloads
Details...

10 gedachten over “Vandijken HF up-converter voor SDR dongles (zoals de “RTL stick”)

  1. Hi Tjalling, Leuke site. Ik heb ook zo’n stick, dit geeft inspiratie om er ook eens iets voor te bouwen. (als er een keer geen meetapparatuur te bouwen of repareren is ;-) ) Hardware matig geen probleem en jou verslag heeft mijn vragen qua software opgelost.
    Fred pa4tim

  2. Goedemiddag Tjalling,
    ik heb het verslag ook gelezen en begrijp nu iets meer van de techniek van de RTL Dongel.
    Zoals jij weet ben ik bezig om dit werkend te krijgen onder Linux-Mint en of Ubunto. Dit softwarepacket HDSDR is heel erg mooi en heeft veel functies. Helaas is het mij nog niet gelukt om dit werkend te krijgen maar de aanhouder wint. Misschien zijn er nog personen die dit wel operationeel hebben onder genoemde OS. Als dat het geval is ben ik zeer benieuwd hoe zij dit hebben gedaan.
    Dank je wel voor de uit een zetting.
    Groet Robert.

  3. Vandaag is het mij gelukt om de RTL-Dongel werkend te krijgen onder Ubuntu. Ik gebruik hier voor gqrx. En wellicht in de toekomst een up converter aanschaffen. En dan ben ik er klaar voor. Tjalling dank je wel voor je support en de Dongel.

  4. Misschien gewoon handig 2 keer een installatie te doen, 1 voor met converter en eentje voor de gewone ontvangst. Dan hoef je niet telkens de software aan te passen.
    Ik heb de up besteld ben benieuwd.
    Hopelijk valt het bouwen mee.

Een reactie plaatsen