スペアナモドキ、ラジコンの発射電波を目で見てみたい

1. 前書き
おもちゃの修理をしていると様々な測定器が欲しくなります。
テスターは必須のものとして殆どの方が持っていると思いますがそれ以外の物は中々手が出ません。
理由は「必要性」と「高価だから」です。
ATH004型テスターは講習の時に作っていただきましたから皆さんお持ちだと思いますが、使い方について熟知している方は何人いらっしゃるでしょうか。
折角持っているのですから頑張ってマスターして下さい。
今回は、オシロスコープに似てはいますが用途の違うスペクトラム・アナライザの簡易版、モドキとでも言いましょうかをご紹介したいと思います。
電波が目で見える。これはおもちゃの修理を行っている者としてはとても嬉しいことです。
ただ単に電波が放射されているかだけではなくどのような周波数で、どのような具合に、どのぐらいの強さでと言うようなことが簡単に解れば次のステップの修理に向けて大きな、重要な情報を得る事が出来ます。
ご紹介するのは、ワンセグテレビ用のチューナーとして、時には極めて安価に販売されているものを改造することなしにソフトウェアの導入だけで広帯域受信機にしてしまい、あわよくばスペクトラムアナライザ・モドキとして利用しようという話です。
このようなタイプの受信機をSDR(Software Defined Radio)と言います。SDRは、これまでの受信機の概念を大幅に変えるもので、信号処理の大部分を専用チップとソフトウェアで実現しています。コイルとコンデンサで目的周波数に共振させて電波を取り出し検波(復調)して信号を取り出すといったことはやりません。
まな板の上に載ったのはゾックス社のDS-DT308SVというワンセグチューナーです。
6年ほど前に千石電商の店先で投げ売りされていたものを購入し、そのままほったらかしになっていたものですが、今回使ってみたら意外にいけるんじゃないかと言う感じがしました。
DS-DT308SVはご覧のようなものです。

USBメモリとほとんど変わらない大きさです。
DS-DT308SVを普通に買うと「ドングル」、「アンテナ」、「アンテナ接続ケーブル」と「CD」「取扱説明書」がついてきますが、CDと取扱説明書は使いません。ワンセグTVとして使われる方はこのCDからソフトを導入していただきますが、今回は目的が違うのでこのCDは必要ありません。

 

2. ハードウェア
DS-DT308SVの筐体を開けるとご覧のようになっています。
左から全体図、RTL2832Uチップ、FC0013チップになります。
ご覧の通りカスタムチップと抵抗、コンデンサ、水晶だけで構成されておりこれで大丈夫なの?と言った感じです。

さて、これをSDR受信機化するわけですが、USBワンセグチューナーなら何でも良いわけではありません!
RTL2832Uと言うADC(アナログデジタルコンバーター)チップが搭載されている機種に限ります。
国内で簡単に入手できるのは、DS-DT305(チューナーチップはFC0012)、DS-DT310(同FC0013) LT-DT306(同FC0012)、LT-DT307(同FC0012)、LT-DT309(同FC0013)です。但しFC0012チップは、ゲインコントロールにバグがあるのであまりお勧めではありません。
海外で販売されているのが、DVB-T EzTV666 EzTV668 P160などです。このチューナーチップは、E4000です。E4000は時間と共に発熱して感度の低下が顕著に現れますので、こちらもお勧めできません!
現在USBワンセグチューナー最強の感度を誇るのがR820Tチューナーチップでこれを搭載しているのがTV28Tv2DVB-T(R820T)、DVB+DAB+FM(R820T)です。上記を含めアマゾンその他で入手可能です。
各チューナーに使用しているチューナーチップの種類で感度、受信周波数、その他が違ってきます。
大体24MHz位~1.7GHzと言ったところです。

Tuner Frequency
Elonics E4000 52 - 2200 MHz with a gap from 1100 MHz to 1250 MHz (varies)
Rafael Micro R820T 24 - 1766 MHz
Rafael Micro R828D 24 - 1766 MHz
Fitipower FC0013 22 - 1100 MHz (FC0013B/C, FC0013G has a separate L-band input, which is unconnected on most sticks)
DS-DT308SVはこれ、1.1GHz迄となっているが1.7GHzはいけるようです
Fitipower FC0012 22 - 948.6 MHz
FCI FC2580 146 - 308 MHz and 438 - 924 MHz (gap in between)

3. ソフトウェア
3.1 ダウンロード
必要なソフトはZadig社のZadig2-4.exe、AirSpy社のAirSpy(sdrsharp-x86.zip)の二つです。
Zadig2.4.exe:   https://zadig.akeo.ie/   から入手できます。

Zadigの最新版はZadig2.5.exeです。多分これでも構わないと思いますが、次のバッチファイルの実行時にZadig2.4.exeを要求されますので、Zadig2.4を「Other versions」からダウンロードします。

続いてSDRソフトをダウンロードします。
Sdrsharp-x86.zip: https://airspy.com/download/
からダウンロードしてください。

上のダウンロードボタンを押すとダウンロードが始まります。
Cドライブの適当なところに実行用のフォルダーを作成してその中にダウンロードしたファイルをコピーしておいてください。

(cf:c:¥SDRSharp)
Zadigの最新版は Zadig2.5.exe です。

Zadig2.4.exe はother versionsの中にあります。実行ファイルですので解凍する必要はありません。
AirSpyはZipファイルですので 実行用フォルダーに展開しておいてください。
以下の手順でインストールします。


3.2 インストール
1)Sdrsharp-x86.zipを展開してあれば実行用フォルダーの中に

” install-rtlsdr.bat ”と言うバッチファイルが出来ていますのでダブルクリックしてください。

 

2)CMDウィンドウが開きbatファイルが実行されます。

この表示の後、ちょっと時間がかかるようですのでお待ちください。
ここで実行中のバッチファイルから「zadig-2.4.exe」を呼び出しているのが見えます。

何かキーを押してくださいと表示されたら、指示に従ってキーを押しbatファイルの実行を終了します。


3)USBポートにDS-DT308SVを挿入してコンピュータにドングルを認識させます。
「新しいデバイスが見つかりました。」と言ってデバイスドライバのインストールが開始されたらキャンセルしてください。コンピュータが間違って認識しています。


4)Zadig2.4.exeを実行します。

上のボックスに「RTL2832U」と表示され矢印の右に「WinUSB(v6.1.7600.16385)」と表示されていることを確認して下さい。
上のボックスに違う表示が出ていたり何も表示されていなかったら「Optionsタブ」を押して「All of Lists」を選択します。ボックスの右端の下向き矢印をおすと「RTL2832U」がドロップダウンリストにあるはずですので、それを選択します。
選択し終わったら「Install Driver」のボタンを押してください。
デバイスドライバのインストールが開始されます。


インストール実行中

「Installing successfully」と表示されたら終了です。
これでデバイスドライバとSDRソフトウェアがインストールされました。

 

4. 起動
実行用フォルダの「SDRSharp.exe」を起動します。