取代RTLSDR的新型SDR项目,msiSDR预研情况

在SDR领域,RTLSDR是好东西,可惜就是升级空间太低了,不管是修改RF-font电路,还是换用TXCO,还是使用上变频来扩展使用HF频段。感觉效果还是离专业HF波段SDR设备有很大差距。

RTLSDR的限制主要有:

1.tunner 芯片设计的时候没有考虑到HF、LF波段的需求,导致不得不使用直采或者上变频来解决,前者没有LNA放大,后者会引入更多的杂信号干扰

2. ADC只有8bit!, 只有8bit!, 只有8bit!,重要的事情说三遍,这个是最大的硬伤,导致信号分辨率低很多,

采样率每增加1bit,接收机信噪比增加6db。对于需要分析一些特殊调制信号,如OFDM、64QAM调制等场合,已经很难适用

3. 采样带宽太低,没记错的话只有2.56Mbps吧

下图是一个典型的RTLSDR电视棒

rtlsdr.jpg

 幸运的是,sdrplay社区发现了一颗新星的芯片模组(msi2500/msi001),这两颗芯片同样来自于电视棒,但是是更新的电视棒芯片,性能更好,价格也很低,两颗芯片

的单价都在1~2美元以内,淘宝和各大芯片商业可以散卖。经过sdrplay社区的发展,软件支持也很完善,现在已经支持SDR#、HDSDR、GNUradio、还有sdrplay社区开

发的SDRUno软件,驱动也支持多个平台,Win系列,Ubuntu linux,Android.....

msi2500的pdf文件如下

MSi2500 Datasheet R1P1.pdf
646k
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msi2500芯片是AD转换和数字处理单元,msi001是tunner,最重要的是msi2500的ADC是12bit的,其中msi2500的框图如下,其中还有一个8051的核心,可以外挂e2prom编写代码作控制用途

msi2500.png

sdrplay也公开了sdrplay rsp 1的框图和原理图

rsp2-diagram.jpg

 

SDRplay_RSP_Schematics_r2p2.pdf
78.0k
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 但是原版的sdrplay rsp的价格就不厚道了,价格几乎在1400人民币左右,sdrplay社区毕竟贡献了较多的在软件上,硬件收费贵一点倒是可以理解的,但是在于我国不利于推广。

毕竟稍微加600元人民币就可以买kiwisdr了。不过sdrplay把原理图公布出来了,国内就能仿制了,考虑到其电路图比较简单,我这边也投入了一些研究。

下图为原版的sdrplay rsp1(来源于网络)

sdrplay1.jpg

 

参数,其实三个版本都是msi2500,只是部分器件进行了修改:

sdrpaly_key.png

 

拆解后(也是来源于网络)

pcb_top.jpg

 


 由于1400的正版感觉定价还是太高,我没有买正版,而是选择了自己根据RSP1的原理图画PCB自制,pcb软件使用kicad。计划分两步来做,前期第一版只做实验,只确保芯片能够跑起来

第二版成品。


PCB图我上传到了github,开源:

https://github.com/11tools/msiSDR


原理图框图如下:

kuang1.png

 

RF前端没有采用RSP1的,而是把kiwi的RF前端嫁接过来,另外LDO也换了一下,换成更常见的芯片

kuang2.png

 

PCB layout结果

pcb.png

 接着就是打样,我只打样PCB,自己贴片,但是结果是沮丧的,样板做出来后,msi2500 的usb没有枚举,测量晶体也没有起震。

kuang2.png

 

IMG_20190324_205906.jpg

 

最后想了一下,还是需要一台实体样机才能方便研究。不过到了现在已经有很多几位BA开头的HAM大佬开始仿制并销售了,价格也不贵在360~450左右,于是买了一台,研究了一下,

这里我不做广告,大家可自行到某宝咸鱼等软件上面搜,即可搜到


IMG_20190324_184603.jpg


发现我的一个Power Supply引脚居然接地了!而且电路画的不好很难改。只有改版了。。。。


但是这段时间我测试了一下仿制的sdrplay rsp的使用情况,感觉还是很不错的。下图是SDRuno的界面

sdruno.png

 可以看见SDRuno的界面明显比HDSDR的更有科技感,使用上手也很简单,会SDR#基本会用

重要的是接收效果,经过测评,其效果接近KiwiSDR,接收SSB信号清晰,杂音少,CW信号也清晰。可轻松配合CWSkimmer和WSJT等软件使用。

 

[修改于 1 年前 - 2019-03-28 21:21:16]

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来自:电子信息 / 电子技术项目专题 / 软件无线电
 
10
2019-5-9 23:56:17
smith(作者)
100楼
引用:radio 发表于99 楼的内容:
我这用风枪+锡膏焊QFN似乎没有出现过这么多蛋疼的问题。。感觉可能是方法不同?我的感觉是等锡膏逐渐融.....

你做了钢网吗?我没有做过钢网,如果不用钢网的话锡膏应该用不了吧,我是第一焊接QFN,百度了一下QFN焊接方法就开干了,多弄了几次之后勉强能用了,但是出现过板子用着用着突然不能用了,拿去用热风枪吹一下芯片拿回来又能用之类的奇葩问题,估计还是锡过多虚焊导致的

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2019-5-10 0:05:33
101楼
引用:smith 发表于100 楼的内容:
你做了钢网吗?我没有做过钢网,如果不用钢网的话锡膏应该用不了吧,我是第一焊接QFN,百度了一下QFN.....

这个没有用钢网,直接涂的锡膏,温度到了稍微碰一碰锡膏就会自动分开。

之前用钢网和家用烤炉也焊过,除了一些0402的阻容会翘起来也没有虚焊的情况。。

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smith(作者)
102楼
引用:radio 发表于101 楼的内容:
这个没有用钢网,直接涂的锡膏,温度到了稍微碰一碰锡膏就会自动分开。之前用钢网和家用烤炉也焊过,除了一.....

查了一下果然不用钢网用锡膏也能焊。。。谢谢了,下一版我买点锡膏来试试

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103楼
引用:smith 发表于102 楼的内容:
查了一下果然不用钢网用锡膏也能焊。。。谢谢了,下一版我买点锡膏来试试

建议买那种含铋的低温锡膏,熔点180度用风枪手工焊容易一点。

[修改于 10 个月前 - 2019-05-10 00:22:31]

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104楼
引用:smith 发表于102 楼的内容:
查了一下果然不用钢网用锡膏也能焊。。。谢谢了,下一版我买点锡膏来试试

低温锡膏很容易焊的 我们这边QFN都是自己焊的 锡膏涂好吹一下 吹完以后烙铁把多余锡膏带走就ok

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105楼

助焊剂推荐买那种白色的膏状物,免清洗的版本。

风枪吹过之后里面溶剂油会挥发剩下的残留是不粘的,而且助焊剂效果很好。

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106楼
引用:1176764177 发表于105 楼的内容:
助焊剂推荐买那种白色的膏状物,免清洗的版本。风枪吹过之后里面溶剂油会挥发剩下的残留是不粘的,而且助焊.....

那种试过实际上还是会有残留,而且用洗板水或酒精洗完了会有白色粉末状的东西还擦不掉。。。

可能是我买了山寨货?

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107楼

@radio

会有透明的固体残留 但是因为不粘土所以免清洗,并不是无残留的。

我是觉得那种免清洗的助焊性能好才买来用的。

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2019-05-13 13:33:01
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smith(作者)
108楼

现在有个想法是在SPI总线上放一颗CPLD或者8051芯片,获取到msi2500设置下来的频率信息,再用DDS芯片合成频率,结合电键,这样就可以做出一个CW QRP的机器了,网上关于msi2500的资料还是太少了,另外E2PROM好像是用来该PID VID的,不知道能否用于编程

[修改于 9 个月前 - 2019-05-13 13:49:24]

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2
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2019-05-14 05:03:58
109楼
引用:smith 发表于108 楼的内容:
现在有个想法是在SPI总线上放一颗CPLD或者8051芯片,获取到msi2500设置下来的频率信息,.....

这个搞复杂了吧

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smith(作者)
110楼
引用:mfkiwl 发表于109 楼的内容:
这个搞复杂了吧

不复杂,就像增强版的超级章鱼5瓦发报机

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2019-05-15 10:04:05
2019-5-15 10:04:05
111楼
引用:smith 发表于89 楼的内容:
第一版PCB只是实验性质,功能还不太完全吧,另外这个估计不好出套件,因为IC是QFN封装的,不利于焊.....

芯片哪家店买的

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112楼
引用:smith 发表于110 楼的内容:
不复杂,就像增强版的超级章鱼5瓦发报机

能帮忙试下低中频(low IF mode)模式下,带宽可以最高到多少么

零中频下最高带宽好像可到8Mhz

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2019-05-29 21:51:55
2019-5-29 21:51:55
smith(作者)
113楼

话说有人知道短波电台是如何实现双工的吗,需要两根天线? 我现在在设计发射电路部分,如果只有一根天线的话是否只能使用半双工了

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114楼
引用:smith 发表于113 楼的内容:
话说有人知道短波电台是如何实现双工的吗,需要两根天线? 我现在在设计发射电路部分,如果只有一根天线的.....

一般的短波台好像都没法全双工吧。。

莫非还有什么神奇的机器能一边按电键一边抄收信号?( ゚∀。)

[修改于 9 个月前 - 2019-05-29 22:08:53]

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115楼
引用:radio 发表于115 楼的内容:
一般的短波台好像都没法全双工吧。。莫非还有什么神奇的机器能一边按电键一边抄收信号?( ゚∀。)

对于等幅报,一个人不可能“同时”收发,只可能“一边发一边抄”,也就是说自己发一句话,听听抄对方的回答。考虑到莫尔斯码就是一个一个码元,也可以认为这是一种双向同时通信。

对于单边带话,在同一频率的上下边带实现双工是可能的,在古代有这种应用。现代一般是采用异频工作,大型陆地电台和海岸电台的收发天线通常是分开在相距几公里的地方,收信机和发射机是独立的,话音通过网络与话务台联系。

事实上,装置有窄带一中频滤波器的装置,在相距几百米的天线上就能实现邻频双工,如果异频几百kC,更是毫无问题。

目前船台和岸台仍然有使用单边带双工话这种方式的。

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116楼
引用:虎哥 发表于115 楼的内容:
对于等幅报,一个人不可能“同时”收发,只可能“一边发一边抄”,也就是说自己发一句话,听听抄对方的回答.....

学习了。。

不过一般业余的短波机上似乎没有这类操作?

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117楼
引用:radio 发表于117 楼的内容:
学习了。。不过一般业余的短波机上似乎没有这类操作?

似乎现在的小型电台,不论业余机还是专业机,都是按下电键就关闭接收机的部分电路,且扬声器静音一段时间(比如3秒)。通话时,按下PPT就关接收机。

大型电台除非收发使用两根天线,也有收发切换器。只要不是转电话,没有必要搞全双工。

短波数传电台可以做互联网接入,可以上网聊QQ,有频分的也有时分的,似乎用普通业余短波机改装会比较困难,最好是专用设备,他本质上就是现代网络通信协议在高频上的应用。

参考

MIL-STD-188-141B (S)

胡中豫,现代短波通信,国防工业出版社,2003(M)

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2019-05-30 08:31:36
smith(作者)
118楼
引用:虎哥 发表于117 楼的内容:
似乎现在的小型电台,不论业余机还是专业机,都是按下电键就关闭接收机的部分电路,且扬声器静音一段时间(.....

学习了,看样子还是发射的时候关闭接收机电路比较简单,这方面我参考一下章鱼/BITX40等机的电路设计

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2019-06-13 17:19:16
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119楼

用过的兄弟来说说,msi001+msi2500芯片在低中频模式下,有办法设置超过2M的带宽么

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2019-06-14 22:10:12
2019-6-14 22:10:12
smith(作者)
120楼
引用 mfkiwl 发表于 119 楼的内容:
用过的兄弟来说说,msi001+msi2500芯片在低中频模式下,有办法设置超过2M的带宽么

好像不行,HDSDR里面切换到低中频无法设置超过2M

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2019-06-30 11:51:09
2019-6-30 11:51:09
121楼

楼主加油 我把你的板子打出来了


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2019-08-05 12:34:16
2019-8-5 12:34:16
122楼
引用 xi_sama 发表于 121 楼的内容:
楼主加油 我把你的板子打出来了

调好了吗?给大伙上上眼?

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smith(作者)
123楼
引用 不沉的Sam 发表于 122 楼的内容:
调好了吗?给大伙上上眼?

已经调好了,见前面的发帖。

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124楼
引用 smith 发表于 123 楼的内容:
已经调好了,见前面的发帖。

看到了,看到了,其实我是想问121楼那个兄弟

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2019-08-29 18:13:47
2019-8-29 18:13:47
125楼

自己diy了一个,效果确实比电视棒强不少。

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2019-09-12 10:38:49
2019-9-12 10:38:49
126楼
引用 radio 发表于 103 楼的内容:
建议买那种含铋的低温锡膏,熔点180度用风枪手工焊容易一点。

那种130度的感觉虽然熔点低但是流动性比铅锡差很多。

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2019-10-13 20:07:58
2019-10-13 20:07:58
127楼

楼主你好,这个能像RTL-SDR一样查看飞机的轨迹么

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2019-11-24 06:32:14
2019-11-24 6:32:14
128楼

这个的输入250-400MHz好像少了啊

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2020-01-03 18:26:55
2020-1-3 18:26:55
129楼

AD9361是个好东西

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2020-02-06 10:50:38
2020-2-6 10:50:38
130楼

基于这个MSI-SDR 可以考虑增加上AT25640 spiflash+MCP23S18就更接近主贴的RSP1A,带16位io做切换控制。msi-sdr的外围BPF,SPT电路比较复杂,并且射频信号对这些电路设计比较考究,MMCX的插入损耗有点大,要不就做成附加板的形式来更新调整了

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131楼
引用 smith 发表于 108 楼的内容:
现在有个想法是在SPI总线上放一颗CPLD或者8051芯片,获取到msi2500设置下来的频率信息,.....

RSP1A 就是利用了25640 spiflash存储了代码,外挂了MCP23S18来做16路io,猜测内部的8051单片机也预先烧录内容,这块可以考虑买个RSP1A换新的msi2500看看能工作不能就知道了。

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2020-02-07 14:26:21
2020-2-7 14:26:21
132楼

期待把天线开关加上去支持多个频段,LBAND-INB和LNAND_IN空着,总是感觉不完美。

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2020-02-08 12:57:08
133楼

msiSDR-master-n.zip
3.40M
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看着pcb乱闲来无事整理了一下看看可行否

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134楼

msiSDR-master-typec.zip
3.20M
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再来个typec的,上一个机械层边框线没封口这回都改正过来了

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2020-02-13 12:40:03
2020-2-13 12:40:03
135楼
引用 smith 发表于 95 楼的内容:
另外吐槽一开发msiSDR这个项目的投入全是硬件,花了太多的时间在解决手动焊接各种虚焊等低级问题上。.....

大佬,实际情况确实是硬件是门槛,有了相对好用的硬件,然后好去做软件调试,我计划有时间把MSI001的各个输入信号单独引出,单独加BPF电路,这样的电路难度会低很多,用IPEX1.37插头就很方便控制阻抗跟体积,IPEX插头能压RF1.37mm射频线,做模块输入信号比较方便了,大佬觉得呢?大佬最近进展如何

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136楼
引用 weiyu 发表于 134 楼的内容:
msiSDR-master-typec.zip再来个typec的,上一个机械层边框线没封口这回都改正.....

兄弟得劲,谢谢了哈,可以自己更新一下,加上IPEX接口,多接口输入信号,美滋滋。参考lime-sdr 

1581568898353.jpg

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137楼

也想仿制一个,这个射频前端很适合我,简化工序并降低了成本

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smith(作者)
138楼

看见大家很活跃有点高兴啊,这个项目还是挺有意义的,可以从RTLSDR时代的“人人有SDR用”扩展到MSISDR的“人人有SDR做”

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2020-02-15 20:21:15
2020-2-15 20:21:15
139楼
引用 smith 发表于 138 楼的内容:
看见大家很活跃有点高兴啊,这个项目还是挺有意义的,可以从RTLSDR时代的“人人有SDR用”扩展到M.....

射频前端那部分应该单独做块板。

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140楼
引用 EATtomatoes 发表于 136 楼的内容:
兄弟得劲,谢谢了哈,可以自己更新一下,加上IPEX接口,多接口输入信号,美滋滋。参考lime-sdr.....

兄弟放出来分享下啊

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2020-02-23 00:25:25
2020-2-23 0:25:25
141楼
引用 fei666888 发表于 54 楼的内容:
大家很激动,再上刚做的AIRSPY R2 ,做了两版,一个带上变频,但是感觉干扰大了,第二版就去掉了.....

兄弟airspyr2图纸哪里能找到?github没看到啊

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smith(作者)
142楼
引用 weiyu 发表于 141 楼的内容:
兄弟airspyr2图纸哪里能找到?github没看到啊

他的在百度发了贴:

https://tieba.baidu.com/p/6114378165?red_tag=1615493391

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143楼

那个msi2500在不同频率下gpio输出电频是啥样的?看电路图分析出这样只有30到60兆的有三种组合gpio-0 2 3 LLL       LHH      HLH分析不出来啊,望指点一二,谢谢。

逻辑.png


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smith(作者)
144楼
引用 weiyu 发表于 143 楼的内容:
那个msi2500在不同频率下gpio输出电频是啥样的?看电路图分析出这样只有30到60兆的有三种组.....

我都没印象了,估计要实际测一下

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145楼
引用 smith 发表于 144 楼的内容:
我都没印象了,估计要实际测一下

有时间能测一下吗?没办法的话要不我弄个单片机进去专门弄这个io切射频开关这样是不是很麻烦。

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2020-02-24 03:33:00
146楼
引用 weiyu 发表于 145 楼的内容:
有时间能测一下吗?没办法的话要不我弄个单片机进去专门弄这个io切射频开关这样是不是很麻烦。

这块确实是最好测试一下,软件里面没有找到相关资料,这个结合电路图可以去分析一下,不过比较费脑筋,不带A的靠usb直接驱动gpio 0.1.2

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