仪表与测量
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新坑:基于AD9361的手持监测侦察接收机
虎哥 2017-8-23
上次测量了AD9361的抗阻塞性能(https://www.kechuang.org/t/82167),原本听各路大神说坑多,除非加上复杂的预选器否则根本没法用,但实测结果推翻了各路“大神”的说法。

从测试来看,性能虽然不算太好,但也算是可以的。除非高档监测接收机,普通接收机如果不开衰减,基本无法抵抗0dBm量级的阻塞信号,比如无线电爱好者常用的几款手持接收机也就能扛-10dBm水平。我测过罗德施瓦茨上一代高档监测接收机,在既不开前放,也不开衰减的前提下,阻塞电平通常在10dBm数量级(似乎这些设备在混频器前都有一级不能旁路的放大)。但这样的抗阻塞性能下,整机噪声系数在20-25dB左右。而9361在-2dBm阻塞电平时的噪声系数可能还比这个好(有待实测)。

所以我和小伙伴们产生了一个想法:能不能用9361之类芯片做一款手持接收机?由于9361是模拟零中频数字化方案,可能镜像稍大,但作为接收机来说足够了。

功耗方面,假设数字信号处理电路(FPGA等)耗电3W,9361耗电1.5W,其它杂七杂八耗电1.5W,功耗能控制到6W以内。对于现代的锂电池而言,如果采用901那样的两并两串,即可工作6小时以上,实际上如果控制好算法复杂度,9361也只开基本的功能,整机功耗有控制到4W的希望,这样就能干10小时,已经相当实用了。

由于9361有较大的出货量,目前人民币价格在350元左右。如果嫌贵,还可以用9363,不到200元。如果对接收的处理带宽要求不高,一百来元的FPGA就应该能胜任,不过解调要想做灵活,还是要借助CPU。从核心器件的成本来看,总的硬件成本应该不算离谱,最终的产品,大家应该都玩得起。

通过软件的工作,这台监测侦察接收机应该能够实现所有模拟模式,和所有能找到解码方法的数字通话(比如所有公开销售的数字对讲机)的监测解调。根据处理带宽的不同,还能提供一定宽度的FFT频谱显示。想起来就觉得好玩。

希望大家交流一下想法,看看这坑要怎么挖。

[修改于 1 年前 - 2018-06-28 10:50:25]

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2017-9-30 18:42:22
50楼
引用 warmonkey:
引用 radio:
USRP可以手动校准,用uhd自带的uhd_cal_rx_iq_balance,用法参考这里
http://files.ettus.com/manual/page_calibration.html
这个校准工具适用于N210和B100的各种daughtercard的,不适用于USRP B210。
B210是每次初始化的时候进行自动校准的,发射部分校准后的载波泄露固定为-50dBm(与输出衰减设定值无关),接收部分校准后的镜像抑制优于50dBc
好吧。。学习了
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2017-10-1 22:41:51
虎哥(作者)
51楼
仪表局的小伙伴专门为这个作品设计制作了zynq开发平台。
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[修改于 2 年前 - 2017-10-02 01:17:46]

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2017-10-8 16:22:39
2017-10-8 16:22:39
虎哥(作者)
52楼
整个国庆假期,除了复习数字信号处理理论,以及到处看了看最新的论文和应用手册,没有啥进展。节前发出的PCB板,由于就工艺问题和工厂拉锯两天,以及修改文件以符合工厂条件,还没来得及签合同就放假了。看来,还要等将近两个星期才能拿到板子。

为了满足大家的好奇心,让我们看看仪表局为zynq核心板配套的扩展底板,支持电池供电工作。
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[修改于 2 年前 - 2017-10-08 16:29:04]

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2017-10-30 11:52:53
2017-10-30 11:52:53
虎哥(作者)
53楼
大板子上的音频电路踩了坑。
数字功放的输出少了必要的滤波,波形可以直接看到MHz级别的脉冲。用大喇叭声音正常,换上预想中的小喇叭,就有破响。
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55楼
引用 虎哥:
引用 子羽:
虎哥板载,日前看到了我单位采购贵司设备若干。
子羽大神好久不见,现在在哪里高就啊
不敢当不敢当。晋能集团下属某公司搞材料研发,勉强混口饭吃,聊以度日。
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2017-10-31 11:21:24
虎哥(作者)
56楼
引用 子羽:
不敢当不敢当。晋能集团下属某公司搞材料研发,勉强混口饭吃,聊以度日。
兄弟谦虚了,你这个是前沿产业。
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虎哥(作者)
57楼
AD9361的核心板做好了,接下来就是调底层驱动。
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58楼
FP的板子真漂亮
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2017-11-10 14:09:35
2017-11-10 14:09:35
虎哥(作者)
59楼
用3D打印造个壳子看看
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2017-11-17 18:52:02
2017-11-17 18:52:02
60楼
刘总会在火腿神聊发布正式开售消息吧?
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2017-11-21 05:57:14
2017-11-21 05:57:14
61楼
感觉用了9361之后整体体积还是没有明显的减少啊~Pluto-SDR那群人也发现了,9361、9363对于电源波纹的rejection很差,导致rev b里面从usb里面couple进来的干扰会极大程度上影响SNR. 可以考虑运放有源滤波,用为RF设计的高PSRR的LDO来降低电源的波纹。(感觉可以和隔壁hifi学习一下,哈哈哈)
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62楼
其实我在想AD9361+Zynq能否作为一个下一代的手持SDR开发平台? 现在的SDR平台都严重依赖PC,如果能够在FPGA部分嵌入RF处理常用的加速器,让后可以从Linux层调用,封装一个类似Pynq的平台,感觉会很有趣。虎哥能考虑一下就好了!
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虎哥 (作者)
63楼
引用 韩笑:
其实我在想AD9361+Zynq能否作为一个下一代的手持SDR开发平台? 现在的SDR平台都严重依赖PC,如果能够在FPGA部分嵌入RF处理常用的加速器,让后可以从Linux层调用,封装一个类似Pynq的平台,感觉会很有趣。虎哥能考虑一下就好了!
严重的依赖PC是一个不可回避的趋势,因为通用SDR本来就是以用于通信开发为主的,它不可能倒退回专用硬件处理。但是在专用领域,SDR早在上世纪90年代就已普及,它们是脱离PC而存在的。现在我们想实现的作品,也是偏向于专用领域(频谱测试,监听监测),那么它就有脱离PC的必要。但是将来的趋势很可能是脱离不了手机、平板或者其它上位机。GNURADIO是通用SDR领域成功的案例,现在许多硬件都要仰仗它进行后续的处理。想重新搞一个更“先进”的平台级的东西,难度很大,希望有系统级的人才加入项目来探讨这种可能性。
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64楼
引用 韩笑:
如果能够在FPGA部分嵌入RF处理常用的加速器,让后可以从Linux层调用,封装一个类似Pynq的平台,感觉会很有趣。
Gnuradio RFNoC
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2017-11-23 20:46:46
2017-11-23 20:46:46
虎哥(作者)
65楼
由于进入了软件设计阶段,最近没有多少可供报导的消息。
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2017-11-28 06:58:02
2017-11-28 06:58:02
66楼
引用 虎哥:
引用 韩笑:
其实我在想AD9361+Zynq能否作为一个下一代的手持SDR开发平台? 现在的SDR平台都严重依赖PC,如果能够在FPGA部分嵌入RF处理常用的加速器,让后可以从Linux层调用,封装一个类似Pynq的平台,感觉会很有趣。虎哥能考虑一下就好了!
严重的依赖PC是一个不可回避的趋势,因为通用SDR本来就是以用于通信开发为主的,它不可能倒退回专用硬件处理。但是在专用领域,SDR早在上世纪90年代就已普及,它们是脱离PC而存在的。现在我们想实现的作品,也是偏向于专用领域(频谱测试,监听监测),那么它就有脱离PC的必要。但是将来的趋势很可能是脱离不了手机、平板或者其它上位机。GNURADIO是通用SDR领域成功的案例,现在许多硬件都要仰仗它进行后续的处理。想重新搞一个更“先进”的平台级的东西,难度很大,希望有系统级的人才加入项目来探讨这种可能性。
嗯,你可能曲解了我的想法,现在主要都是SDR+上位机,我的想法主要是吧SDR和上位机放在一起,毕竟现在如RK3288,甚至是Xilinx MPSoC之类的CPU结合GPU, NEON, FPGA加速能够实现整合。 GNURadio中编程,然后程序可以直接放进去跑。我指的FPGA嵌入加速主要指的是对于某些极为耗费算力的运算,可以在GNU Radio中打patch,实现FPGA加速,比如说一个简单的多段FIR滤波器,或者更加复杂的IF预处理。作为其内部嵌入式处理器性能不足的补充。 毕竟手机,平板相对于台式机性能孱弱。算是一个吧GNU Radio放进field的一种尝试。毕竟例如USRP,大部分时间都待在实验室,移动部署较为复杂。 也就是GNU Radio->可以方便移动的设备这个距离有点远。举个例子,HackRF可以在内部的MCU上处理简单数据并显示,脱离PC运行,这大概就是初级的我的想法。

[修改于 2 年前 - 2017-11-28 06:59:59]

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67楼
GNU Radio理论上可以移植到嵌入式平台,记得树莓派好像可以跑,但效果可能不尽人意。毕竟基于PC系统构建的庞大架构,估计i.MX6Q这种级别的SoC才可以流畅的带动这套东西吧?
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虎哥(作者)
68楼
这些麻烦在于软件,FPGA处理某些算法比CPU有绝对优势,能用当然好,但由于结构各有不同,目前开源软件利用度不高,自己能写当然没问题,就是费时间。本帖作品的FPGA端没有DDR,处理宽带数字解调是比较困难的,窄带解调在ARM端就能解决。FPGA主要是做FIR和FFT。9361的麻烦是通信位宽低、速率低,以至于它的采样率并不能得到完全的发挥,也不宜使用其内部的滤波器(损失动态范围),ADC以后应尽可能把高速原始数据接入FPGA处理。

[修改于 2 年前 - 2017-11-28 14:06:58]

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2017-12-8 16:15:56
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69楼
引用 虎哥:
用3D打印造个壳子看看
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3D打印的外壳很漂亮,好奇是哪个软件设计的?
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2018-1-10 14:52:37
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70楼
PMU找到了一个合适的了。不必自己搭库仑计和充电器了:AXP259,就是不知道支持如何。
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2018-1-11 13:04:23
71楼
看到 ADALM-PLUTO AD9363 ZYNQ7010 SDR ADI官方的  900左右,这个咋样?
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虎哥(作者)
72楼
引用 rgwan:
这个功能很强大。
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虎哥(作者)
73楼
引用 ppa2001:
用来体验SDR以及做一些开发没问题,非常好。用来做监测干活等,考虑到它受板上数据端口串扰的影响比较大,需要有心理准备。
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74楼
引用 虎哥:
已经去申请样品和EVM了。希望到手性能符合预期。
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75楼
https://www.rtl-sdr.com/adalm-pluto-sdr-hack-tune-70-mhz-to-6-ghz-and-gqrx-install/

大新闻,AD9363可以开成AD9364。忽然觉得ADI老给我们这样的开核惊喜,比如AD9288-20超频到100M,AD9218-65超105M,AD9238-65变成AD9248……
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虎哥(作者)
76楼
引用 rgwan:
芯片工业本来就是这样的,一个系列的东西基本不可能做多种不同的晶元,最多也就是筛选筛选,中间好的做高端型号,周围差的做低端型号,固件上控制一下,甚至固件都不控制。ADI的很多东西可以直接按其高端产品驱动,用起来可能按照某些严格测试标准有区别,一般用途看不出来区别。
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2018-6-17 17:03:18
2018-6-17 17:03:18
77楼

@虎哥

怎么不更新了,等着看最新进度呢

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2018-6-27 22:35:21
2018-6-27 22:35:21
虎哥(作者)
78楼

最近小伙伴们在加班加点进行嵌入式软件开发,这个是工厂界面,只是把功能堆上去了,还没做美学优化。

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[修改于 1 年前 - 2018-07-02 11:30:10]

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2018-6-28 08:17:20
79楼
引用:虎哥 发表于78 楼的内容:
最近小伙伴们在加班加点进行嵌入式软件开发,这个是工厂界面,只是把功能堆上去了,还没做美学优化。&nb.....

坐等成品

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80楼

感觉已经挺不错了

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2018-7-1 02:28:50
2018-7-1 02:28:50
81楼

如果搞定了mipi接口,那么市面上大量的手机、平板屏幕随便用了

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2018-7-10 00:49:22
2018-7-10 00:49:22
虎哥(作者)
82楼

山黑B210

用最新的GNURADIO和UHD,在内部增益较低时,不论模拟滤波器带宽开多大,当频谱宽度大于正负15MHz时,都会发生底噪抬起现象(蓝色)。绿色线是最大值保持的一个固定幅度扫频信号,可见滤波器通带是平的。

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 当把增益开大后,底噪就平了,但此时很容易过载,动态范围很低,没有使用价值。

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而且新版本的GNURADIO和UHD组合,把模拟带宽改小,上述现象更明显。高频噪音抬起很不符合常理,感觉是新版软件做了错误的校准,或者使ADC时钟产生了巨大的某种分布的抖动。
然而,老版本的GNURADIO和UHD就没有这个问题,不论带宽多大,增益多高,底噪始终是平的。

有高手知道是什么原因吗?

[修改于 1 年前 - 2018-07-10 00:53:36]

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2018-9-13 21:11:43
2018-9-13 21:11:43
83楼

这帖子怎么没动静了

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2018-9-14 23:05:22
2018-9-14 23:05:22
虎哥(作者)
84楼

写程序,没啥好说的呢。

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2018-9-19 14:03:40
2018-9-19 14:03:40
85楼

虎sir,咱这工造设计得提高啊。看着CNC外壳又像是KC901了。

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虎哥(作者)
86楼
引用:bg5cdu 发表于85 楼的内容:
虎sir,咱这工造设计得提高啊。看着CNC外壳又像是KC901了。

最后一定比901好看 

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2018-9-21 21:10:14
2018-9-21 21:10:14
虎哥(作者)
87楼

9361在5.5G发射相噪勉强-70dBc(10kHz offset,普通温补晶体)

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2019-1-23 18:53:16
2019-1-23 18:53:16
虎哥(作者)
88楼

找到了导致相噪不佳的主要原因,有所改善。

最近在完善结构。

为了省时间,长数和小云云攒了一台CNC,屏蔽的样板自己搞了。

 

装配一下试试,还挺好看的

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2019-1-24 09:08:47
89楼
引用:ppa2001 发表于71 楼的内容:
看到 ADALM-PLUTO AD9363 ZYNQ7010 SDR ADI官方的 900左右,这.....

@ppa2001

plutosdr 的软件结构感觉算是比较先进的,也是首次把linux系统嵌入到SDR硬件里,不过实际使用按照网上的方法破解,发现还是只能在150MHz ~ 3GHz左右收发

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2019-1-28 16:41:46
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虎哥(作者)
90楼

软件问题还多如牛毛

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91楼
引用:rgwan 发表于75 楼的内容:
[url]https://www.rtl-sdr.com/adalm-pluto-sdr-hack-.....

老新闻了.. 业内人人都知道

[修改于 5 个月前 - 2019-01-28 21:02:40]

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2019-1-30 17:52:42
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92楼

喜欢手持的

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2019-1-31 14:46:25
93楼
引用:虎哥 发表于73 楼的内容:
用来体验SDR以及做一些开发没问题,非常好。用来做监测干活等,考虑到它受板上数据端口串扰的影响比较大.....

原装的那根usb线是micro usb没有磁环,换一个有磁环的不知道会不会好一些

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2019-2-3 19:17:51
2019-2-3 19:17:51
虎哥(作者)
94楼

所见为2G时代的CDMA基站下行信号。

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2019-3-14 01:38:23
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虎哥(作者)
95楼

收音机功能做好了。

 

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2019-4-17 00:23:35
2019-4-17 00:23:35
虎哥(作者)
96楼

55节发布是无望了,不得不给核心板加了独立显示驱动,以便腾出更多资源处理数字解调pic

 

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2019-4-19 22:12:42
2019-4-19 22:12:42
97楼
引用:smith 发表于89 楼的内容:
@ ppa2001plutosdr 的软件结构感觉算是比较先进的,也是首次把linux系统嵌入到SD.....

实测是可以破解成功的。

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2019-4-25 15:29:33
2019-4-25 15:29:33
98楼

啥时候开卖啊?大概啥价位

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2019-4-28 09:06:23
2019-4-28 09:06:23
99楼
引用:yuyuswh 发表于97 楼的内容:
实测是可以破解成功的。

我测试的结果发现破解后对85~100MHz的波段增益很低,接收很差,不知是不是天线的问题

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