Jaren na de lancering van de V3 dongle is nu eindelijk de nieuwe RTL-SDR Blog V4 beschikbaar, gebaseerd op de R828D-tunerchip. De V4 wordt geleverd met diverse verbeteringen en aanpassingen, maar er zijn ook enkele nadelen te vermelden zoals hieronder beschreven. Bestellen kan op o.a Aliexpress en Ebay.
- Verbeterde HF-ontvangst. Gebruikt nu een ingebouwde upconverter in plaats van een direct bemonsteringscircuit. Dit betekent geen Nyquist folding meer van signalen rond 14,4 MHz, verbeterde gevoeligheid en instelbare versterking op HF.
- Verbeterde filtering. De V4 maakt gebruik van de R828D tunerchip, die drie ingangen heeft. Deze worden met een triplexer naar de SMA-invoer gevoerd in drie banden, HF, VHF en UHF. Dit zorgt voor enige isolatie tussen de drie banden, wat betekent dat interferentie buiten de band van sterke zenders minder snel overbelasting veroorzaakt.
- Verbeterde filtering x2. Naast de triplexing maken maakt de V4 ook gebruik van de open drain-pin op de R828D, waarmee er eenvoudige notch-filters kunnen worden toevoegt voor veelvoorkomende interferentiebanden zoals broadcast AM, broadcast FM en de DAB-banden. Deze verzwakken slechts met een paar dB, maar kunnen nog steeds helpen.
- Verbeterde faseruis bij sterke signalen. Dankzij een verbeterd ontwerp van de voeding is de faseruis door ruis van de voeding aanzienlijk verminderd.
- Minder warmte. Door het verbeterde ontwerp van de voeding verbruikt de V4 iets minder stroom en genereert hij iets minder warmte in vergelijking met de V3.
Er zijn enkele andere kleine wijzigingen, waaronder een nieuwe bias-T-LED en een klein uitgesneden gat in de behuizing, zodat het gemakkelijk te zien is wanneer de bias-T is ingeschakeld.
Natuurlijk worden dezelfde innovaties die met de V3 zijn geïntroduceerd nog steeds geïmplementeerd, zoals de slanke geleidende zwartmetalen behuizing die werkt als een schild en ook dienst doet als koellichaam, een thermisch kussen om warmte weg te voeren van de printplaat, 1PPM TCXO, SMA-connector , USB-geluidsverstikking en verbeterde ESD-bescherming.
De V4 heeft echter enkele nadelen ten opzichte van de V3 die moeten worden opgemerkt:
- Door de verhoogde filtering kan er op sommige banden gemiddeld 2-3 dB minder gevoeligheid zijn. Zie de MDS-meetgrafiek hieronder voor het volledige beeld.
- De V4 vereist het gebruik van onze RTL-SDR Blog-stuurprogramma’s . Deze RTL-SDR-blogstuurprogramma’s staan op GitHub . Zorg ervoor dat u de installatie-instructies in de snelstartgids zorgvuldig volgt, aangezien de V4 niet werkt met de standaard Osmocom-stuurprogramma’s. In de meeste gevallen betekent het gebruik van onze stuurprogramma’s eenvoudigweg het bestand install-rtlsdr-blog.bat uitvoeren of een dll-bestand vervangen. MacOS- en Android-gebruikers houden er rekening mee dat er nog geen oplossing voor u hebben, maar hier word aan gewerkt.
- De V4 is een ontwerp in beperkte oplage. De R828D-tunerchip is nu volledig uit productie en het aantal eenheden dat we kunnen produceren wordt beperkt door het aantal chips dat in handen is van onze contractfabrikant in China. Ze hebben aangegeven dat er voldoende voorraad moet zijn voor ongeveer een jaar productie. Vanwege deze afwegingen zullen we de V3 naast de V4 blijven verkopen.
Meer over het V4-ontwerp
De R828D
De belangrijkste verandering in het RTL-SDR Blog V4-ontwerp is de verandering van de R860-tunerchip naar de R828D-tunerchip. De R828D was voorheen een duurdere chip, maar met de enorme prijsverhogingen op de R860 die begin dit jaar van kracht werden, hebben we besloten gebruik te maken van de bestaande R828D-voorraad die nu goedkoper is dan de R860.
De R828D lijkt sterk op de R820/R860 en deelt veel van dezelfde circuits. In plaats van slechts één ingang wordt hij echter geleverd met drie schakelbare ingangen. We hebben deze drie ingangen samen met een triplexer gebruikt om een dongle te maken met wat extra ingangsfiltering. In het verleden zijn er enkele op R828D gebaseerde dongles op de markt geweest, maar alle ontwerpen zijn gebaseerd op tv-ontvangercircuits. Omdat ons ontwerp anders is, moet u onze RTL-SDR Blog-stuurprogrammatak gebruiken, die compatibiliteit heeft toegevoegd voor ons R828D-ontwerp.
Houd er ook rekening mee dat omdat de R828D-chipvoorraad beperkt is en de R828D niet langer in productie is, het V4-ontwerp ook een beperkt ontwerp is dat we naar verwachting ongeveer een jaar kunnen verkopen.
HF-ontwerp
Het HF-ontwerp bestaat uit een SA612 dubbelgebalanceerd mengcircuit met front-end filtering, dat is aangesloten op de 28,8 MHz-oscillator die ook wordt gebruikt voor de tuner en RTL2832U-chip. Dit betekent dat HF-frequenties worden opgeconverteerd met 28,8 MHz. Onze drivers verwerken deze upconversie naadloos, dus je hoeft alleen maar af te stemmen op 0 – 28,8 MHz om HF te ontvangen. Het is niet nodig om een offset in te stellen.
Een upconverter-ontwerp betekent ook dat, in tegenstelling tot directe sampling, volledige versterkingsregeling beschikbaar is, en ook dat er geen signalen over 14,4 MHz worden gevouwen dankzij Nyquist.
Basisinvoerfiltering toevoegen
Een van de grootste problemen met RTL-SDR-dongles is overbelasting van sterke zenders zoals FM-, AM- en DAB-uitzendingen. Door gebruik te maken van een triplexercircuit kunnen we gebruik maken van de drie ingangen op de R828D-tunerchip om voor enige filtering te zorgen. De triplexer splitst het ingangssignaal op in HF (0 – 28 MHz), VHF (28 MHz – 250 MHz) en UHF+ (250 MHz – 1,766 GHz). Dit betekent dat interferentie van zoiets als sterke FM-uitzendingen op 88-108 MHz meer geïsoleerd is wanneer we zijn afgestemd op de HF- en UHF-banden.
We hebben ook gebruik gemaakt van de open drain-pin op de R828D (die niet op de R860 zit) om een eenvoudig schakelbaar notch-filter te implementeren voor de meest problematische uitzendbanden. Deze notch-filters dekken AM-uitzendingen, FM-uitzendingen en DAB-uitzendingen en verminderen ze met nog eens 5-10 dB. De inkeping wordt standaard ingeschakeld wanneer er buiten deze banden wordt afgestemd en wordt uitgeschakeld wanneer er binnen wordt afgestemd.
Wat de gevoeligheid betreft, is het nadeel van het toevoegen van meer filtering dat het de gevoeligheid in sommige banden kan verminderen. De gevoeligheid van de RTL-SDR is echter meestal geen probleem in de meeste situaties, omdat we meestal worden beperkt door desensibilisatie van sterke out-of-band signalen, zoals hierboven vermeld. Als gevoeligheid een prioriteit is, moet sowieso een LNA zoals onze breedband-LNA worden gebruikt, voor elk RTL-SDR-merk of -model. Elke front-end LNA zal de gevoeligheidscijfers volledig domineren, waardoor gevoeligheidsmetingen van de RTL-SDR zelf niet relevant zijn.
Herzien stroomontwerp
Het herziene voedingsontwerp maakt gebruik van een modernere LDO met aanzienlijk betere onderdrukking van ruis in de voeding, wat resulteert in veel minder faseruis op sterke smalle signalen. Er zijn ook enkele PCB-tweaks om intern geproduceerde ruis te verminderen. De LDO-verbetering heeft ook tot gevolg dat het stroomverbruik wordt verminderd en de warmte wordt verlaagd.
Andere wijzigingen
We hebben ook een LED aan het bias-T-stuk toegevoegd, zodat het gemakkelijker is om te zien of het bias-T-stuk in software is geactiveerd of niet.
MDS-metingen
Het minimaal waarneembare signaal (MDS) is een test die we kunnen doen om te bepalen wat het minimale vermogensniveau is dat een ontvanger kan detecteren.
De resultaten laten zien dat de MDS aanzienlijk is verbeterd op de HF-banden dankzij het ontwerp van de upconverter. Er is echter een kleine achteruitgang in de VHF- en UHF-band.
Tweekleurige isolatie- en desensibilisatietest
Sterke out-of-band signalen kunnen ervoor zorgen dat een SDR op andere banden ongevoelig wordt. Zeer sterke FM-uitzendingen (wat gebruikelijk is) kunnen er bijvoorbeeld voor zorgen dat signalen die op andere frequenties worden ontvangen, worden ontvangen met een lagere signaal-ruisverhouding.
In deze test hebben we een “interferentie” toon (Toon A) op 95 MHz geïnjecteerd en een tweede toon (Toon B) op een andere frequentie geïnjecteerd. Vervolgens verhoogden we langzaam het vermogen van Tone A. Toen we een afname van 3 dB in de signaalsterkte van Tone B opmerkten, registreerden we het vermogensniveau van Tone A waarbij dit optrad.
Dit geeft ons een manier om het effect van de triplexer-filters en notch-filters te zien in vergelijking met de Blog V3 die geen filtering heeft. Een hogere geregistreerde waarde betekent dat er een sterker signaal nodig is om de ontvanger ongevoelig te maken, wat betekent dat het vermogen om sterke signalen te verwerken wordt verbeterd.
Uit de verschilgrafiek kunnen we zien dat de isolatieresultaten binnen dezelfde triplexer-band met ongeveer 8 dB worden verbeterd dankzij de notch, en vervolgens wordt de isolatie buiten de band verbeterd met 28 – 43 dB dankzij een combinatie van de triplexer-filters en notch.
We merken op dat onze metingen tussen 305 – 1405 werden beperkt door het maximale uitgangsvermogen van onze signaalgenerator, en we denken dat de werkelijke resultaten ongeveer 5 dB beter zijn dan wat er bij deze frequenties werd geregistreerd.
