Qirx - DAB SDR-Software für Windows mit TII Auswertung

[hayati]

In Deiner Software Datei src\tuner_rx82xx.c, Zeilen 1219 - 1256.

"Meine Software": zuviel der Ehre. Da haben ganz viele andere Leute dazu beigetragen!
Allerdings haben die wenigsten ein vorkompilertes Windows Executable beigelegt.

Hmmm, ich verstehe. an diese Stelle hab ich wohl nie richtig reingeschaut.
Wäre klasse wenn wir das hinkriegen!
Schau mal im aktuellen development branch. Da liegt eine taufrische und kaum getestete Überraschung.

Wegen häufiger Datenverluste synchronisiert der DAB-Empfang aber nur selten.

Welcher Art Datenverluste? Samples sollten bis inkl. 2.4 Msps auf dem USB-Pfad nicht verloren gehen.

[VillachDX]

Hier sind es auch ca. 1dB Unterschied zwischen Realtek-Treiber und rtl_tcp. Und es gibt bei mir im gesamten Band nur ein Signal auf 10D. Sonst nichts.

Ich muss mich korrigieren. Dieser erste Vergleich war Blödsinn. Sorry.

Ich habe jetzt nochmals genau verglichen. Es gibt in meinem Fall keinen Unterschied zwischen Realtek-Treiber und rtl_tcp.

[oldenburger]

hayati schrieb:
Schau mal im aktuellen development branch. Da liegt eine taufrische und kaum getestete Überraschung.

Danke. Die 32bit-Version startet nicht, weil eine "pthreadGC2.dll" fehlt. Ich habe 4 verschiede im Internet gefunden, aber keine war die richtige. Bei der 64bit-Version hat eine "libwinpthread-1.dll" gefehlt. Die Richtige habe ich tatsächlich irgendwo gefunden. Diese Version läuft sehr gut mit Qirx.
In dieser neuen rt_tcp ist ein nützliches Feature eingebaut, nämlich der loop-through-output ist abgeschaltet. Dadurch wird der Chip nicht mehr ganz so heiß. An der Bandbreiten-Einstellung hat sich nichts geändert.

hayati schrieb:
Welcher Art Datenverluste? Samples sollten bis inkl. 2.4 Msps auf dem USB-Pfad nicht verloren gehen.

Ich glaube nicht, das die im USB-Pfad verloren gehen. Wahrscheinlich ein Pufferüberlauf irgendwo auf dem Weg von rt_tcp zu qirx. Ist aber egal, mit den neuen Versionen von rt_tcp geht es ja.

[HF-Hase]

Mein Stick hat jetzt einen ZF-Ausgang zwischen R820T und RTL2832 und ich ein paar erste Erkenntnisse:

- Auch DAB-Player und QT-DAB arbeiten mit 6 MHz Bandbreite im Tuner
- Bei QT-DAB und DAB-Player liegt die Mitte der ZF bei ca. 3,5 MHz, bei QIRX bei ca. 1,6 MHz
- Ein auf 1,2 MHz Bandbreite eingestelltes Filter ist unsymmetrisch, möglicherweise haben Hoch- und Tiefpass unterschiedliche Ordnungen. Der nächst höhere Kanal wird sehr gut unterdrückt, vom nächst tieferen kommt ein Rest durch.
- Die AGC bei QT-DAB wirkt erst im RTL oder der Software selbst, nicht auf den Tuner. Dessen Verstärkung wird immer manuell gesetzt. QIRX steuert die Verstärkung des Tunerbausteins, was unter bestimmten schwierigen Konstellationen zu den beobachteten Übersteuerungen führt. Im DAB-Player wird die Verstärkung des Tuners immer so geregelt, dass die gesamte Leistung aller Stationen im 6 MHz-Filterbereich nicht zu groß wird. Keine Ahnung, wie.

Weitere Messungen folgen.

[Austria MV]

Hallo HF-Hase

Ich dachte der Filter wirkt auf die tieferen Kanäle besser ?

Der nächst höhere Kanal wird sehr gut unterdrückt, vom nächst tieferen kommt ein Rest durch.

[hayati]

Ich dachte der Filter wirkt auf die tieferen Kanäle besser ?

Das beobachtete Signal kann im Rtl2832 noch gespiegelt sein bzw. werden.

@HF-Hase:
Klasse Sache!

[HF-Hase]

Das beobachtete Signal kann im Rtl2832 noch gespiegelt sein bzw. werden.

Stimmt, hab ich grad überprüft. Es wird im Tuner und vielleicht auch im RTL2832 noch einmal gespiegelt


Aber hier wäre eine andere Knobelaufgabe:

ich hab Filterkurven aufgenommen, jeweils auf den DAB-Kanal bezogen.
"Original" ist die mit der "normalen" rtl_tcp.exe mit 6 MHz Bandbreite (Ist übrigens identisch mit der QT-Einstellung)
Die beiden anderen Kurven gehören zu 1,2 MHz und 1,45 MHz Bandbreite und sind irgendwie nicht wie erwartet.

Die Mittenfrequenz des Filters variiert mit der Bandbreiteneinstellung:
BW 6 MHz - Mitte 3,6 MHz
BW 1,45 MHz - Mitte 1,6 MHz
BW 1,2 MHz - Mitte 1,7 MHZ (!)
Irgendwas stimmt bei den Filterparametern nicht. Gibt es evtl. eine rtl_tcp.exe mit anderen Werten?

@Oldenburger: welche Version hast du für die Screenshots vom 13.4. verwendet (die mit den roten Kreisen). Die 1,55 MHz, die du verwendet hast, muss ich wohl auch noch ausmessen...

[andimik]

In der Zwischenzeit muss ich einmal danke sagen. Es macht Spaß, diesen Thread durchzulesen. Technik pur und lauter Experten!

[oldenburger]

Vielen Dank für die Messungen, HF-Hase!
Es scheint meine Vermutung zu bestätigen, dass die IF-Frequenz falsch berechnet ist, so dass die Mitte des Filters nicht in der Mitte des gewünschten Kanals liegt.
Ich habe die rtl_tcp-Version von hayati benutzt. Ob master- oder development-Zweig ist egal, die Bandbreiteneinstellung ist die selbe.
Heute abend ist es mir endlich gelungen, rtl_tcp selber mit Mingw zu kompilieren. Morgen werde ich ein wenig an dem Code herumbasteln.

[Clem01]

Danke für deine Anstrengungen, HF-Hase! Der Nebel beginnt sich zu lichten! Das sieht ja tatsächlich nach Bandfilter aus, wenn auch leicht verschoben.

Zur Info: Ich war jetzt in der Lage, die SW von DL8AAU (Alexander) zu bauen, nach einem entscheidenden Hinweis von Alexander. Die libusb war falsch, und das muss man wissen. Bezüglich Version: Ich will nicht an ihm vorbei einen Build veröffentlichen. Er hat zugesagt, meine Änderung bei sich einzubauen und in die "offizielle" Version einzuphasen. Damit könnte dann die Bandbreite zur Laufzeit über TCP/IP eingestellt werden. Dasselbe wäre natürlich auch mit Hayatis Software möglich. Dessen Build habe ich nicht weiter verfolgt, weil mir das mit QT zu aufwändig war. Hayati? Es wären drei Zeilen Code in der rtl_tcp.c.

Trotzdem möchte ich hier noch einige Messungen zeigen, die ich schnell gemacht habe, und zwar einen Vergleich von Hayatis Software mit der von Alexander, beides mit 550kHz Filterbreite auf demselben Mux.

Hayatis Software (wie schonmal gezeigt):

Hier dasselbe mit der rtl_tcp von Alexander, DL8AAU:

Das nächste Bild, Filterbreite 1,2MHz, auf dem "leeren" 11C hat als Nachbarn rechts den 11D, der hier mit ca 22dB ankommt. Die Filterwirkung ist nicht zu übersehen und sieht für mich dem ähnlich, was oldenburger hier gezeigt hat. Wenn ich auf den 11D abstimme, sehe ich links eine kleine Abschwächung.

@HF-Hase, @oldenburger: Was meint das kritische Auge der Experten?

PS : Wer mal an daran interessiert ist "feuchte Augen" bezüglich DX-Antennen zu bekommen, möge sich die Videos auf der Seite von DR9A ansehen. Dort ist Alexander mit aktiv, und deswegen kann auch sein Build einen Moment dauern, wie er meinte.

[hayati]

Zur Info: Ich war jetzt in der Lage, die SW von DL8AAU (Alexander) zu bauen, nach einem entscheidenden Hinweis von Alexander. Die libusb war falsch, und das muss man wissen. Bezüglich Version: Ich will nicht an ihm vorbei einen Build veröffentlichen. Er hat zugesagt, meine Änderung bei sich einzubauen und in die "offizielle" Version einzuphasen. Damit könnte dann die Bandbreite zur Laufzeit über TCP/IP eingestellt werden. Dasselbe wäre natürlich auch mit Hayatis Software möglich. Dessen Build habe ich nicht weiter verfolgt, weil mir das mit QT zu aufwändig war. Hayati? Es wären drei Zeilen Code in der rtl_tcp.c

Hallo Clemens, das würde ich sehr gerne übernehmen. Richte ihm bitte gleich meinen Dank aus. Ich hatte seinerzeit keine kontaktmöglichkeit gesehen ..

Habe mir den Code selbst auch genauer angesehen. Die zentrierung des Filters bzw anders rum den Versatz der rtl2832 Frequenz hierfür sollte man auch hinkriegen ..

[oldenburger]

Hallo Leute,
ich bin mit meinen Experimenten fertig. Folgende Erkenntnisse habe ich gewonnen:

1. In Hayatis Version sind alle eingestellten Bandbreiten zwischen 350 und 1700 kHz in Wirklichkeit 2 MHz breit. Das geschieht dadurch, dass in Register 0x0b die obersten 3 Bit für das RF-Filter gesetzt werden. Das ist im Datenblatt des RT820T2 nicht dokumentiert.
Es werden aber jeweils unterschiedliche IF-Frequenzen gesetzt, wodurch die Empfangsfrequenz nicht mehr in der Mitte des 2MHz-Filters ist. Die optimale IF-Frequenz scheint 1500 kHz zu sein. Das ist in dieser Software zufällig bei der eingestellten Bandbreite 1600kHz der Fall. Die unteren 4 Bits von Register 0x0b stellen das IF-Filter ein und sind scheinbar ohne Wirkung. Wahrscheinlich ist die Bandbreite dieses Filter immer > 2MHz, so dass es nichts mehr zusätzlich bringt.

2. Ich habe auch die Frequenzeinstellung von DL8AAU untersucht. Auch hier ist die Bandbreite für alle Eintellungen <= 1600 kHz konstant 2 MHz. Die IF-Frequenzen sind hier etwas anders. Bei den Einstellungen 300 bis 700 kHz wird wie bei der Hayati-Version der untere Teil des DAB-Spektrums abgeschnitten, bei den Einstellungen 1200 bis 1600 kHz dagegegen der obere Teil! Mit der Einstellung 1000 kHz ist das Filter etwa in der Mitte bei einer IF von 1550 kHz.

@Clem01:
Ich würde folgendes vorschlagen: Für Qirx sollte die RF-Bandbreite immer auf 2 MHz gesetzt werden. Das muss nicht im Programm einstellbar sein, Parameter beim Start genügt. Weil das für DAB noch zu breit ist, könnte ein sehr starker Nachbarkanal stören. Diese Störung könnte man dadurch weg bekommen, dass man die IF-Frequenz im laufenden Programm verändert. Und zwar so weit, bis das SNR maximal wird. +- 300 kHz in 100 kHz-Schritten sollte reichen, bei FM ein paar Schritte mehr. Das funktioniert natürlich nur, wenn es nur einen störenden Nachbarkanal gibt.

@HF-Hase:
Wenn es nicht zuviel Aufwand ist, könntest Du mal nachmessen, bei welcher IF-Frequenz genau die Mitte des 2MHz-Filters ist? Ist die Bandbreite bei allen Einstellungen von 350 bis 1700 kHz wirklich gleich?
Interessant wären auch die Einstellungen zwischen 1800 kHz und 6 MHz. Welche Bandbreiten ergeben sich da? Das wäre vielleicht für SDRSharp interessant. Da kann man die Abtastrate bis 3,2 MSPS hochsetzen und kann dann ein Spektrum von 2,56 MHz überblicken. Dafür wäre ein 3MHz-Filter gut. Welche Bandbreite kannst Du bei Andis DAB_Player messen? Ich habe leider nicht die nötigen Meßgeräte.

[HF-Hase]

Hallo Leute,

@Oldenburger:
Meinst du mit 2 MHz fest die von mir bei den Einstellungen 1,2 und 1,55 identisch gemessene Filterkurve?
Gibt es keinen Weg, die etwas schmäler zu stellen? Wenn man noch kleinere Bandbreiten einstellt (550 kHz), passiert ja wieder etwas. Ich knabere immer noch an deinen Bildern von Samstag, die lassen doch ein symmetrisches Filter vermuten.
Die derzeitige exakte ZF kann ich mal messen, muss nur noch einen Frequenzzähler mit in den Aufbau stellen. Langsam wird es voll auf dem Tisch! Welche Bandbreiten interessieren dich?
Du sprichst von zwei Versionen der rtl_tcp. Gibt es noch mehr? Welche soll ich mal untersuchen? Werden die I2C-Befehle für den Tuner eigentlich durchgereicht oder mach der RTL vorher damit noch etwas? Und was wissen wir eigentlich über den E4000?

@Clem:
Deine 550 kHz-Bilder zeigen sehr schön die auch bei mir festgestellte unsymmetrische Steilheit von HP und TP.
Schon eine feste Bandbreite von 2 MHz mit zentrierter ZF müsste ne Menge bringen.

Da der DAB-Player immer mit AGC läuft, ist das Messen etwas schwieriger, aber es sieht aus, als hätte er auch 6 MHz. Interessant ist, dass dessen AGC bei den schwierigen Kombinationen nicht übersteuert - als ob da im RTL noch etwas passieren würde.

Noch zwei blöde Gedanken:
1. Das ZF-Signal wird ja im RTL mit 2,048 MHz gesampelt, da ist bestimmt ein Antialias-Filter von ca. 1 MHz drin. Das würde gut zu den 2 MHz im Tuner passen. Ob da eine Reduktion im Tuner überhaupt noch viel bringt?
2. Die Reste mit 2 MHz gefilterter starker Nachbarkanäle sind ja auch in der Spektrumansicht von QIRX zu sehen (ich meine jetzt nicht die kompletten Kanäle, die bei 6 MHz im RTL landen und dort dem Antialias-Filter zum Opfer fallen). Würde es nicht ausreichen, wenn die AGC von QIRX diese Reste bei der Pegelbestimmung mit berücksichtigt?

[hayati]

@Oldenburger:
Gibt es keinen Weg, die etwas schmäler zu stellen? Wenn man noch kleinere Bandbreiten einstellt (550 kHz), passiert ja wieder etwas. Ich knabere immer noch an deinen Bildern von Samstag, die lassen doch ein symmetrisches Filter vermuten.
Die derzeitige exakte ZF kann ich mal messen, muss nur noch einen Frequenzzähler mit in den Aufbau stellen. Langsam wird es voll auf dem Tisch! Welche Bandbreiten interessieren dich?
Du sprichst von zwei Versionen der rtl_tcp. Gibt es noch mehr? Welche soll ich mal untersuchen? Werden die I2C-Befehle für den Tuner eigentlich durchgereicht oder mach der RTL vorher damit noch etwas? Und was wissen wir eigentlich über den E4000?

An der Frage, ob man tatsächlich ein schmaleres Filter einstellen kann .. bin ich auch sehr interessiert. Jegliche Einstell-Möglichkeit zwischen 0 und den 2 MHz ist äußerst interessant!

Ich habe gestern des Nachtens noch folgende geleakte Dokumente gefunden:
http://www.superkuh.com/R820T2_Register_Description.pdf
http://www.superkuh.com/gnuradio/Elonic ... asheet.pdf

Die R820T(2) Register Beschreibung ist äußerst hilfreich! Das Dokument kannte ich bislang nicht.
Beim E4000 Dokument hab ich noch nicht genauer reingeschaut .. ist für mich ein Stück weniger relevant.

Da der DAB-Player immer mit AGC läuft, ist das Messen etwas schwieriger, aber es sieht aus, als hätte er auch 6 MHz. Interessant ist, dass dessen AGC bei den schwierigen Kombinationen nicht übersteuert - als ob da im RTL noch etwas passieren würde.

Ich bemängle auch schon sehr lange die AGC des R820T .. und tatsächlich gibt es Register um das Verhalten zu steuern Das würde meine Bemühungen um eine Software-AGC torpedieren .. wäre aber besser und schneller.

Noch zwei blöde Gedanken:
1. Das ZF-Signal wird ja im RTL mit 2,048 MHz gesampelt, da ist bestimmt ein Antialias-Filter von ca. 1 MHz drin. Das würde gut zu den 2 MHz im Tuner passen. Ob da eine Reduktion im Tuner überhaupt noch viel bringt?

Für DAB bin ich unsicher .. für schmalere UKW/FM Signale ist sicherlich alles was schon analog vorfiltert hilfreich.
Grundsätzlich ist der Tuner die erste Stelle zum filtern. Von RF-Filter bis hin zu den IF-Filtern, die wir aktuell besprechen.
Das vom Tuner vorgefilterte Signal wird an den RTL2832 übergeben und mit 28.8 MHz abgetastet .. und anschließend noch RTL-Chip intern digital nachgefiltert und eine variable ZF-Frequenz wird auf die 0 gemischt.

Soweit ich das gesehen habe, ist diese ZF-Frequenz für den RTL2832 variabel einstellbar. Somit sollten wir jeden Filter mittig rausbekommen können - sowie die digitale Bandbreite ausreichend groß ist. Wenn man als ZF-Frequenz nicht auf 1.5 MHz (oder etwas von 1 bis 5 MHz) sondern auf der digitalen Spiegelfrequenz "28.8 MHz - Frequenz" einstellt kriegt man das Signal auch gleich gespiegelt ..

Bei den asymmetrischen niedrigeren "Bandbreiten" nimmt wohl dieser die eine "Hälfte" des Bandes .. was nicht so ideal funktioniert ..


Ich hatte bei mir diverse RTL-Dongles mit verschiedenen Tunern (FC0013, E4000, R820T, R820T2) mit rtl_test vermessen:
bis inkl. 2,4 MHz liefern alle die Samples einwandfrei - also lückenslos - ab. Sobald man über die 2,4 MHz Samplerate geht kommt es darauf an. Manche Sampleraten arbeiten mit weniger Lücken als andere .. aber es gehen bei diversen Sampleraten zwischen 2,4 und 3,2 MHz immer wieder Samples verloren. Dem Spektrum sieht man das nicht mal an. Zur Signalverarbeitung / Demodulation tun die fehlenden Samples weh und man hört entsprechende Artefakte.
Will man nicht demodulieren/anhören, dann machen die 3,2 MHz als Sichtbreite Sinn.

2. Die Reste mit 2 MHz gefilterter starker Nachbarkanäle sind ja auch in der Spektrumansicht von QIRX zu sehen (ich meine jetzt nicht die kompletten Kanäle, die bei 6 MHz im RTL landen und dort dem Antialias-Filter zum Opfer fallen). Würde es nicht ausreichen, wenn die AGC von QIRX diese Reste bei der Pegelbestimmung mit berücksichtigt?

Wie soll eine Pegelbestimmung helfen?


@HF-Hase und @Oldenburger:
Ich kann euch beiden nachher für Testzwecke eine rtl_sdr / tcp bereitstellen, wo man die Register manuell per Umgebungsvariablen setzen kann. Vllt. fällt ja noch was auf, was man hilfreich nutzen kann?!

[Clem01]

@oldenburger, @HF-Hase
Aus euren Ergebnissen wäre ich gerade motiviert, den Realtek-Treiber zu reversen (vor kurzem hat die NSA eines ihrer Tools freigegeben: Ghidra). Bin aber glaube ich etwas aus der Übung...

Allen Respekt und Dank für eure Untersuchungen!! DAS bringt einen weiter! Und mich begeistert das (wie offensichtlich auch andere hier).

Langsam wird es voll auf dem Tisch!

Gar kein Problem, wir können gern tauschen: Mein großer Tisch gegen deinen Gerätepark, wäre doch fair, oder?

2MHz Bandbreite fix ist ok für DAB, aber nicht, wenn evtl andere Modulationsarten betrachtet werden sollen. Von daher - wenn es relevant wird - würde ich sowohl Kommandozeilenparameter als auch tcp/ip Kommando anstreben. Beides wäre von mir aus wenig Aufwand.

@oldenburger
ZF-Frequenz: Kann die irgendwie programmiert werden? rtl_tcp hat kein Kommando dafür. Was sagt die API oder deine Untersuchung?
Und wie schon mit Hayati diskutiert: Die optimale Gain durch Shift der ZF zu ermitteln, da schaudert es mich ein wenig: Da sind weitere Probleme vorprogrammiert: Es wäre spezifisch für R820T (der E4000 soll ja direkt auf 0 runtermischen), hält die Sync bei ZF-Freq Wechsel?, etc, etc. Wenn es anders geht, lieber nicht.
Einen Test würde ich aber allemal machen.

@Hayati
Danke für die Links zur Doku. Die I2C Befehle waren auch irgendwann mal bei rtl-sdr.com. Das E4000 Papier kannte ich noch nicht.