パソコンで HF 帯用オールモード受信機を体験できる数千円で販売されている，TV 受信用 USB チューナを使ったソフトウェア・ラジオで HF 帯の受信をするための周波数コンバータを紹介します．簡単に HF 帯を受信することができます． JA7TDO　三浦一則 Kazunori Miura TV チューナ用 USB ドングルを利用したソフトウェア・ラジオ ● R820TとRTL2832uのおもなスソフトウェア・ラジオ用の基板 R820T は，内部に PLL 発振回ここで紹介した TV ドングルが本誌に付録として付いたのは，路を内蔵したシリコン・チューナ（R820T と RTL2832u 使用）は，ソ 2006 年 12 月号です．そのころからです．規格上の受信周波数は，42 フトウェア・ラジオとして使ったソフトウェア・ラジオが日本国内〜 1002MHz，受信感度は，− 97.5 場合，規格上は，42 〜 1002MHz でも知られ，以降，多くのアマチ dBm となっています．これを I C までが受信可能範囲です．これをュア無線家を魅了してきました．経由で RTL2832u からコントロー周波数コンバータを使って HF 帯近年，TV チューナ用 USB ドンルしています．また，クロック用（1.9 〜 30MHz）を受信しようと思グル（TV ドングルという呼び方の発振回路を内蔵しており，います．もされている）を利用したソフト RTL2832u が必要とするクロックここでは，＋ 50MHz となる周ウェア・ラジオが話題になってい（28.8MHz）を供給することが可能波数コンバータ（アップ・コンバペック 2 HF 帯を受信するための周波数コンバータます．です．ータ）を作ってみました（写真 1）．今回使った TV ドングルは， Realtek 社の RTL2832u は，デ元の信号に，回路で作った 50 DVB というデジタル TV 受信用ータシートが公開されておらず， MHz の信号をミキサで混合し，で，海外で販売されています．感多くのユーザーが解析を行い，ス元の信号＋ 50MHz の信号を取り度が良いので人気があります．ペックや動作コマンドなどが調べ出します（図 1）．この TV ドングルは，シリコン・られています．これまでにわかっ回路図を図 2（p.98）に示します．チューナに Raphael 社 R820T，復ている簡単なスペックは，8bit 例えば 7.1MHz の信号に 50MHz 調 / コントローラに Realtek 社の ADC 0.9Msps 〜 3.2Msps，clock の信号を混合すると，7.1MHz の RTL8232u を使用した製品です． 28.8MHz，USB 2.0 full/high 信号は，国内でも販売している業者がある speed controler，supply 3.3V，ようなので，簡単に購入してみた DVB-T COFDM Demodulator，い人は，インターネットで検索し Supports Zero-IF inputなどです．の信号に変換されます．TV ドンてみてください（※この TV ドン以上からわかるように，RTL グルのソフトウェア・ラジオで，グルとコンバータ，ケースをセッ 2832u は，36.125MHz，4.57MHz，この 57.1MHz の信号を受信するトにして頒布予定．詳細は p.100 ZERO-IF の三つの IF に対応してわけです．を参照のこと）．います．実際に使うときは，ソフトウェ 96 7.1MHz ＋ 50MHz ＝ 57.1MHz TV ドングル内蔵　ソフトウェア・ラジオ用　周波数コンバータ USB増設用パターン HF/VHF切り替えスイッチ VHF VHF入力端子 HF HPF ミキサ TVドングルノイズ・フィルタ LPF 保護ダイオード LED USB端子 RFゲイン HF入力端子写真1　製作した周波数コンバータ（TVチューナ用USBドングル付き） 42MHz以上なので受信できる 50MHzの信号をプラスする 57.1MHz 7.1MHz 受信したい周波数（TVドングルSDRが受信できる） 42MHz （受信できない） 7.1MHz ＋ 50MHz 50MHz 図1　周波数コンバータ（アップ・コンバータ）の働きア・ラジオの周波数表示を−50 に示します． MHz とすることで，周波数をミキサは安価なアナログ・スイッチで代用しています．＋ 50MHz したことを意識しない ● ミキサ使ったアナログ・スイッチは，で，7.1MHz を TV ドングルのソ二つの周波数を混ぜるのがミキ NXP の CBT3306 です．2ch のアフトウェア・ラジオで受信できるサです．ナログ・スイッチを並列にして，ようになります．3.5MHz なら周波数変換のために混合する信 ON 抵抗が下がるようにしていま 53.5MHz を，28MHz なら 78MHz 号の周波数を 50MHz と低くとるす．アナログ・スイッチの ON 抵に周波数を変換して受信します．ことにより，扱う周波数の上限を抗が低いほど変換時の損失が少な周波数コンバータの構成を図 3 低めに抑えています．これにより，くなります． Feb. 2014 97 V＋ 10μH＊ 1μ 1μ 10μH＊ GND AGND S1 V＋ 220 50MHz OSC 5 4 3 2 1 4 220 GND USB USB 外側USB 内側USB 静電対策ダイオード RFアンプ μPC1688 NUP1301×2 0.1μ AGND 10μH IN 0.33μH 0.33μH 180p OUT OUT 1k AGND 10μH 0.1μ AGND 5600p 1 2 3 82p 4 AGND AGND 0.1μ 0.1μ VR 10k 入力 AGND AGND GND 1k AGND 82p 3 2 10μH 4 3 2 1 4 3 2 1 USB VCC 0.1μ AGND 出力 8 アナログ・スイッチ CBT3306 7 6 5 100p 33p 0.1μH 100p 0.1μH AGND ※ ＊はノイズ・フィルタ用 ※ GNDとAGNDは別 AGND AGND 図2　周波数コンバータ部分の回路 LPF RFアンプミキサ HPF （50MHz）図3　周波数コンバータの構成 OUT TVドングルのアンテナ端子へ（）局発れることによって，少しだけ信号コンバータ回路に簡単なフィルタを損失してしまいます．を入れてノイズを減らしています．信号をカットし，30MHz 以下の ● RF アンプ ● USB パターン信号を通過させる LPF を，出力 LPF と HPF での損失を補うた基板の上には，内側を向けた側には 50MHz より下の信号をカめに，広帯域の RF アンプを入れ USB ジャックと，外側を向けたットし，50MHz 以上の信号を通ました．ここで使ったのは，NEC USB ジャックの二つのパターン過させる HPF を入れました．このμPC1688 というローノイズのがあります．未使用の USB パタれにより，アンテナから，30MHz RF アンプ IC です．アマチュア無ーンには，例えば，違う IC を使以下の信号だけ入力され，コンバ線機でも使われています．った TV ドングルと聞き比べてみ ● ローパス・フィルタ（LPF）とハイパス・フィルタ（HPF）入力側には，30MHz より上のたい場合を想定しています．ただータで HF 帯の信号に 50MHz の信号を加えた信号だけが出力され ● USB 電源用フィルタし，このコンバータ基板にドングるようにしてあります． USB の電源は，パソコンから回ルを 2 個同時に刺すことはできまただし，この LPF と HPF を入り込むノイズが多いので，周波数せん． 98 TV ドングル内蔵　ソフトウェア・ラジオ用　周波数コンバータアンテナ Windows7以降アップ・コンバータ SDR LED USB端子 HF入力端子 HF/VHF切り替えスイッチドライバとSDR#，HDSDR他をインストール（目的の周波数＋50MHzを受信） VHF入力端子 TVドングル周波数コンバータ基板パソコン HF帯を受信図4　周波数コンバータの使い方周波数コンバータを使ってみて ● 使い心地 Start ボタンを押すと受信を開手軽にパソコンで HF 帯が聞け始します．周波数を 57MHz に設 ● 使い方るので，とても重宝します．モー定すると，受信信号が見えてくる HF/VHF 切り替えスイッチをドやフィルタ幅などはソフトウェはずです（図 5）． HF 側にして（LED が黄緑色に点ア上で変更できます．バンド・スソフトウェアが表示する周波数灯），HF アンテナ端子に HF 用のコープで電波の入感状況を見れるをシフト表示する方法を簡単に紹アンテナをつなぎます（図 4）．のも面白いです．バンドの切り替介します． USB 端子（B タイプ）には，パソコえは，ソフトウェア・ラジオのソフ HDSDR は，「Options」から，「RF ンをつなぎます．電源は USB 端トで周波数を変更するだけです． front-end frequency options & 子から供給されます． HDSDR の場合，ソフトを起動 Calibration」を選び，図 6 のようあとはパソコンにインストールすると ExtIO ボタンが青になりまに「SDR Down/Up Converter」にしてある SDR 用のソフトウェアす．もしここが変化しないなら， 50000000 と入力すれば，表示が（HDSDR や SDR# など）を使って，ドライバの書き換えに失敗してい正しくなります．なお，SDR# もソフトウェア・ラジオとして使いるので，やり直してください．同じような機能があります（Shift ます． ExtIO ボタンをクリックするに−50000000 と入れる）． HF/VHF 切り替えスイッチをと，RTL Settings が表示されま以前 CQ ham radio の付録に付 VHF （USB 側）にして，VHF 用アす．ここでは，Sample Rate （帯いたソフトウェア・ラジオに比べンテナ端子にアンテナをつなげ域幅），Buffer Size （64kB が適当），ると，とても使い勝手が良くなりば，コンバータの電源が OFF に Tuner Gain（信号を見ながら調ました．パソコンの操作だけで，なり，アンテナは直接 TV ドング整）などを設定できます．慣れなスムーズに HF 帯内をチューニンルに接続されます．つまり，周波いうちは，AGC は使わずにマニグできます．数を変換していない状態でソフトュアルでゲイン調整してください．パソコンや周波数コンバータのウェア・ラジオとして使うことが周波数コンバータ回路にも RF スプリアスが出る場所もありますでき，42MHz 以上の周波数を受ゲイン調整用トリマがついているが，コスト・パフォーマンスを考信することができます．ので，アンテナに合わせて調整しえると我慢できると思います．ただし，この場合，HPF（ハイてください．パス・フィルタ）を通した状態で帯域幅は最大 3.2Msps まで設定 ● 実用周波数範囲 VHF を受信することになります．できますが，そのまま受信するとこの組み合わせで作ったソフト HPF での減衰が気になる方は，外復調信号が荒くなります．適当にウェア・ラジオは，理論上は 0 付け用の USB 端子に TV ドングル幅を狭めるとよいでしょう．でき MHz から受信可能なはずですが，を移動して使うこともできます．れば2.4Msps以下がよいでしょう．実用になるのは，およそ 3MHz 以 Feb. 2014 99 図5　HDSDRで7MHzを受信した例（表示周波数は修正前なので，57MHzとなっている）図6　周波数表示を修正する 50000000と入力する上です（局部発振回路に使用してりませんが，ここで紹介した TV ないと処理できないことがある）．いる発振器のスプリアスの影響がドングルを使ったソフトウェア・ WindowsXP を使っている方も多大きいため）．ラジオを動かすためには，ある程いと思いますが，その場合は，パ度のパソコン・スペックが要求さソコンの CPU 能力やメモリの容 ● パソコンのスペックれます．Windows7 以降なら，ほ量によって動作できない場合があ周波数コンバータのことではあぼ大丈夫です（ただしメモリが少ります．近日発売 ! TVドングルを使ったソフトウェア・ラジオ体験キットHF版 9,800 円（限定販売，税込）（実装済みアップ・コンバータ基板，ケース，TV ドングル，説明書，説明用 CD-ROM を含むセット．ドライバを使った簡単な組み立てが必要）本稿で紹介した TV ドングル内蔵ソフトウェア・ラジオ用周波数コンバータです．別途 SDR 用ソフトウェアが動作するパソコンが必要です． 100 ■詳細は，CQ 出版社販売部のページで http://www.cqpub.co.jp/hanbai/kit.htm