RTL-SDR 라디오(1) - 빈티지 오디오 콘텐츠와 판매, 오디오퍼브

글쓴이 : SOONDORI

RTL-SDR에서 RTL은 Realtek에서 붙인 Chip의 모델명(두문), SDR은 Software Defined Radio의 약어로서 하드웨어적인 회로처리를 소프트웨어 프로그램 코드로 대신한다는 뜻이다.

RTL은 본래 유럽향 디지털 TV(DVB-T; Digital Video Broadcasting -Terrestrial), 디지털 FM/DAB/DAB+용 튜너 칩으로서 개발되었고 CODFM(Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 코드화 직교 주파수 분할 다중화) 처리기능, DSP와 ADC, USB 인터페이스 등을 내장하고 있다. (표제부 사진 출처 : http://www.sharetechnote.com/image/SDR_RTL_2832_SDR_Sharp_AudioFilter_01.png)

WEB에서 데이터-시트를 찾을 수 없는데 그 이유는 대량양산을 염두에 둔 기업들에게만 제공되기 때문인 것으로 추정된다. 즉, 본래 기업용 솔루션으로 일반인들이 흔히 입수할 수 있는 것은 아니라는 의미. 리얼텍이 WEB에서 제시하고 있는 주요 특징은 다음과 같다.

“Supports multiple IF frequencies (4.57MHz or 36.167MHz) and spectrum inversion, Includes Radio Support (FM/DAB/DAB+), Includes ISDB-T(SBTVD-T) 1-Seg, 7-bit ADC for RF signals level measurement, Hardware MPEG-2 PID filters, USB 2.0 Interface, Signal 3.3V external power is required”

* 스펙 참고정보 : http://datasheetcafe.databank.netdna-cdn.com/wp-content/uploads/2015/09/RTL2832U.pdf

디지털 프로세서 IC인 RTL2832만으로 SDR을 곧바로 구현할 수는 없다. 안테나가 있어야 하고 수신전파를 RTL 칩이 받아들일 수 있는 중간주파수 신호(아나로그)로 바꿔주는 Front-End IC가 회로 앞쪽에 배치되어야 한다. 다음은 널리 쓰이고 있는 Rafael Micro R280T Front-End IC의 내부블럭도.

(데이터-시트 : https://rtl-sdr.com/wp-content/uploads/2013/04/R820T_datasheet-Non_R-20111130_unlocked.pdf)

아래는 실제 Dongle을 만들 수 있다는 참조용 블록도이다. 마이크로컨트롤러에 의해 제어되는 R820T Front-End IC가 지정된 전파를 수신하고 IF신호(아나로그)를 생성하면 PC/모바일의 제어명령에 따라 RTL2832가 전달받은 신호를 분석, 가공한다. 이 과정에서 아나로그를 디지털로 변환하는 ADC와 변환된 디지털신호에서 음성신호에 해당하는 디지털신호를 뽑아내는 Demodulation Block이 개입하고 있다. DVB-T Mode가 아닌 SDR Mode에서는 1차 가공된 신호가 Demodulation Block을 거치치 않고 곧바로 USB로 전달된다. 기타 USB, Micro-controller는 일반적인 내용들.

(출처 : https://imgur.com/gallery/la4YH)

RTLSDR (with R820T/T2 tuner) tentative block diagram, for comments in reddit
Based on information around the internet, I made this picture that try to represent the “RTL-SDR” block diagram, including the internals of the two important ICs: RTL2832U and the R820T ou R820T2. The RTL2832U have no publicy available datasheet. The R820T (simple) datasheet can be found on the internet. Open for comments.

아래는 일본 아마추어 동호인이 설계한 DIY 자작회로로서 안테나 → Front-End IC(L2, L6에 의한 아나로그 동조) → RTL2832(DVB-T변조 또는 SDR 추출) → 내장 USB 인터페이스 순으로 신호가 처리되고 있다. 글을 읽어보니 역시나… Chip Set의 입수가 약간 까다로웠던 모양이다.

(DIY 제작관련 글 : http://ggtoshi.at.webry.info/201406/article_6.html)

(Dongle의 내부 예시. 출처 : https://www.rtl-sdr.com/wp-content/uploads/2016/08/RTLSDR_PCB.jpg)

인터넷 판매 사이트에서 동글형태의 다양한 SDR 제품들을 구할 수 있다.

수 십 달러 수준이고 무료 PC 프로그램 또는 안드로이드 APP을 다운받아 설치하면 RTL 칩의 동작을 제어하며 PC, 모바일에서 방송을 들을 수 있다. 한편, 이 SDR Tuner는 지정된 주파수 대역의 FM뿐만 아니라 VHF, HAM Band 등 더 넓은 주파수 스펙트럼에도 대응할 수 있다는 강점이 있는데 칩 동작의 속성을 생각하면 당연한 일이다. 모든 것은 PC, 모바일의 코드 즉, RTL 칩에 전달되는 제어명령에 따라 달라지고 디지털데이터 스트림(Stream, 일련의 디지털신호)의 Decoding 즉, 음성신호로 바꾸는 일을 PC, 모바일 연산으로 처리하기 때문.

(꽤나 다양한 USB Dongle들. 출처 : https://hackadaycom.files.wordpress.com/2017/09/dongle.png?w=800)

다음은 R820T와 RTL2832 칩의 내부구조를 촬영한 사진들. 기술발전에 의해 전통적인 튜너들의 비주얼이 얼마나 크게 달라질 수 있는 지를 극단적으로 보여주는 사례이다. (상 : R802T, 하 : RTL2832, 출처 : http://electronupdate.blogspot.kr/2016/12/software-defined-radio-ic-decap.html)