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

attachment icon MSi2500 Datasheet R1P1.pdf 645.94KB PDF 859次下载 预览

 

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

 

attachment icon SDRplay_RSP_Schematics_r2p2.pdf 78.01KB PDF 682次下载 预览

 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]

+5  科创币    虎哥   2019-03-24   好东西,解决了普及和性能之间的矛盾
+5  科创币    radio   2019-03-24   前排支持一个
+1  科创币    LED   2019-05-10   支持
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来自:电子信息 / 电子技术无线电 / 软件无线电
 
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2019-4-14 2:31:33
52楼

楼主 现在您GitHub的pcb是更改过的嘛

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2019-4-14 9:42:16
53楼

24M的有源晶振 ,几个的话直接去立创商城吧,虽然贵点。

https://item.szlcsc.com/30852.html

楼主的板子github的可以用么,准备仿一个.

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54楼
引用smith发表于45楼的内容
更新一下进展,还是晶振的问题,虽然找到了四个角的贴片晶振,结果发现还是无源的,导致LDO烧毁,现在还...

某宝随便买点试试

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55楼

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。这个也是可以10M带宽的

IMG_20190414_095608.jpg

IMG_20190408_212341.jpg

 

IMG_20190411_191440.jpg

IMG_20190411_230826.jpg

 

 

 

[修改于 1 年前 - 2019-04-14 15:52:15]

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56楼
引用smith发表于48楼的内容
 上图是无源晶振,下图是有源晶振,无源的2和4都是GND,内部是短路的,有源的恰好是GND,VCC,...

表示233

image.png

 

[修改于 1 年前 - 2019-04-14 19:55:13]

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smith(作者)
57楼
引用chaplin1999发表于53楼的内容
24M的有源晶振 ,几个的话直接去立创商城吧,虽然贵点。https://item.szlcsc.co...

目前的版本修复了一些错误,更换了一些元件,但还未打样验证

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58楼
引用smith发表于57楼的内容
目前的版本修复了一些错误,更换了一些元件,但还未打样验证

赶紧打样验证,你这个速度太慢,你这个时间我都可以搞三个出来了

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2019-04-15 08:40:55
smith(作者)
59楼
引用fei666888发表于58楼的内容
赶紧打样验证,你这个速度太慢,你这个时间我都可以搞三个出来了

如果你有自己做了什么的话,建议自己单独发帖讨论。我自己的进展我自己安排

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60楼
引用chaplin1999发表于53楼的内容
24M的有源晶振 ,几个的话直接去立创商城吧,虽然贵点。https://item.szlcsc.co...

100PPM?

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61楼
引用fei666888发表于55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...

放个这么大的处理器做什么用的

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62楼
引用dddggg412发表于60楼的内容
100PPM?

好像是50ppm ,立创上有源的 还有20ppm,没有更低的了

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63楼
引用dddggg412发表于61楼的内容
放个这么大的处理器做什么用的

这个MCU带12位80M的ADC,所以可以装逼用

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smith(作者)
64楼

使用有源晶振后,Power Management 部分的电路输出的电平测量正常了,芯片应该工作了,但是USB依然没有枚举,有空再继续测试,怀疑是这两个二极管的问题

dinode.png

 

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65楼
引用smith发表于64楼的内容
使用有源晶振后,Power Management 部分的电路输出的电平测量正常了,芯片应该工作了,但...

看你玩的这么High,我看了一下你的图,时钟应该由22脚输入😎

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2019-04-16 08:18:39
66楼
引用fei666888发表于65楼的内容
看你玩的这么High,我看了一下你的图,时钟应该由22脚输入😎

从ds来看是这样的

但是哥们注意一下语气

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67楼
引用smith发表于64楼的内容
使用有源晶振后,Power Management 部分的电路输出的电平测量正常了,芯片应该工作了,但...

ESD 不要那个分立的,直接PRTR5V0U2X 吧!这个一直用

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2019-04-21 11:40:33
2019-4-21 11:40:33
smith(作者)
68楼
引用chaplin1999发表于67楼的内容
ESD 不要那个分立的,直接PRTR5V0U2X 吧!这个一直用

找到了BAV99了,还是可以用的

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smith(作者)
69楼

最新的情况解决了USB枚举的问题了,很重要的一步

sdrplay.png


一是晶振必须要有源晶振或者TXCO,二是BAV99也必须焊接上,三是有几个电容必须焊接上,在这个上面摸索了好一段时间

 

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70楼
引用smith发表于69楼的内容
最新的情况解决了USB枚举的问题了,很重要的一步一是晶振必须要有源晶振或者TXCO,二是BAV99也...

不错不错。赶紧上驱动读。下数据吧,测个电压波形之类的,确认ADC部分正常不,还有SPI。不过。感觉应该是OK了

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smith(作者)
71楼
引用mfkiwl发表于70楼的内容
不错不错。赶紧上驱动读。下数据吧,测个电压波形之类的,确认ADC部分正常不,还有SPI。不过。感觉应...

接下来调试tunner,差不多也可以启动第二版PCB的计划了

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72楼
引用smith发表于69楼的内容
最新的情况解决了USB枚举的问题了,很重要的一步一是晶振必须要有源晶振或者TXCO,二是BAV99也...

也是蛮重要的经验了 

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2019-04-22 03:21:14
73楼
引用smith发表于71楼的内容
接下来调试tunner,差不多也可以启动第二版PCB的计划了

感谢分享,非常期待

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74楼

感谢分享,msi2500网上没有看到完整的手册,tunner倒是有

attachment icon MSi001 Datasheet R3P3.pdf 913.63KB PDF 264次下载 预览

 

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smith(作者)
75楼
引用chaplin1999发表于74楼的内容
感谢分享,msi2500网上没有看到完整的手册,tunner倒是有 

不错的文档资料,后续调试msi001也不慌了,msi2500确实的文档确实比较少,也没有最小系统的图,导致调试有很多的坑

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2019-04-24 15:34:55
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76楼

楼主6666 请问改进后的pcb画好了嘛

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2019-05-01 21:02:59
2019-5-1 21:02:59
smith(作者)
77楼
引用xi_sama发表于76楼的内容
楼主6666 请问改进后的pcb画好了嘛

IMG_20190501_205702.jpg

 修改了一版,现在msi2500 是调通了,但是msi001还有问题,SPI数据有发送过去,但是msi001没有切换到AM模式,还在查找原因

attachment icon msiSDR.zip 1.28MB ZIP 125次下载

 

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78楼
引用smith发表于77楼的内容
 修改了一版,现在msi2500 是调通了,但是msi001还有问题,SPI数据有发送过去,但是ms...

不错不错。一直关注你的进展

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2019-05-02 18:34:03
smith(作者)
79楼

and.PNG

现在不清楚msi001切换不到AM模式是否这个与门是否有关系,因为原来sdrplay的spi_clk是和gpio1与运算的结果,gpio1一直都是高电平的,所以我设计的时候就省掉了这个元件直接与msi2500的spi_clk连接。

 

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2019-05-03 11:32:51
80楼
引用smith发表于79楼的内容
现在不清楚msi001切换不到AM模式是否这个与门是否有关系,因为原来sdrplay的spi_clk...

 没关系,这个可以直接去掉,时钟直连过去,顺便展示一下前两天花五元打的板子

IMG_20190428_123909.jpg

 

IMG_20190428_123917.jpg

 

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smith(作者)
81楼
引用fei666888发表于80楼的内容
 没关系,这个可以直接去掉,时钟直连过去,顺便展示一下前两天花五元打的板子  

五块钱能帮忙贴片?

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82楼
引用smith发表于81楼的内容
五块钱能帮忙贴片?

五元只是板子,贴片自己手焊的

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83楼
引用fei666888发表于82楼的内容
五元只是板子,贴片自己手焊的

这板子真小巧。你是开工厂的吧,贴片挺麻利的

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84楼
引用mfkiwl发表于83楼的内容
这板子真小巧。你是开工厂的吧,贴片挺麻利的

我只是业余玩玩

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2019-05-05 08:05:59
2019-5-5 8:05:59
85楼

期待作者新进展。

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2019-05-06 15:59:13
2019-5-6 15:59:13
86楼

膜拜一下大神,这个之后打算众筹么,虽然miniSDR提供了pcb,但对于我等小白还是有难度额

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smith(作者)
87楼

msi001没有工作的问题也查清楚了,又是低级错误,有一排VCC没有连接,还好可以飞线,飞了一根线就好了,现在测试已经可以收到短波信号啦,兴奋!

error.PNG

 


error2.png

 解决这里之后,就完全可以用啦,轻松接收中国之声的日本语广播和上海港口的无线电传信号

xiaoguo.png

 

xiaoguo2.png

 


IMG_20190506_222823.jpg

 

[修改于 1 年前 - 2019-05-06 22:40:32]

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smith(作者)
88楼

总结一下开发的时候遇到的bug

1. 第一版的Power Supply画错短接

2. 第一版的LDO画错,虽然可以换元件解决。

3.无源晶振不起振

4.购买到假的有源晶振(无源冒充有源)导致LDO烧毁

5.QFN焊接不良导致不枚举

6.VCC_GPIO没有连接电容导致输出电压不够(不过这个似乎不影响电路)

7.MSI001的4个VCC没有连接到VRF(解决了这个电路就work啦)

为什么会出现这么多bug呢,一部分原因是检查不够仔细,其次是因为我对官方的电路进行了修改,costdown了一部分,看样子第一次调试确实不应该这样做

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2019-05-07 00:21:38
89楼

楼主出套件吗

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smith(作者)
90楼
引用radio发表于89楼的内容
楼主出套件吗

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,不利于焊接,只能出成品或者焊好IC

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91楼

终于能跑了, 厉害,我看msiSDR这个工程是5天前提交的,VCC那个问题还没改吧,等大神改好了我也造几块PCB来玩玩

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92楼
引用smith发表于88楼的内容
总结一下开发的时候遇到的bug1. 第一版的Power Supply画错短接2. 第一版的LDO画错...

不错不错。更新下github吧

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2019-05-08 07:51:34
93楼

V3.0来了

IMG_20190508_074417.jpg

 

IMG_20190508_074427.jpg

 

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94楼

MSI SDR nano看着大小很合适,这个打算开源还是众筹?

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smith(作者)
95楼

github更新了一下,修正了错误,这是msiSDR V1版的最后一个版本了。可以直接把gerber文件发去打样。

后面研究一下把天线开关加上去支持多个频段

attachment icon msiSDR.zip 9.79MB ZIP 209次下载

 

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smith(作者)
96楼

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。意义不大。个人还是对KiwiSDR的技术感兴趣一点。如果打算自己做得话,建议还是开SMT贴好一点

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97楼
引用smith发表于95楼的内容
github更新了一下,修正了错误,这是msiSDR V1版的最后一个版本了。可以直接把gerber...

非常感谢,看看去

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2019-05-09 15:15:32
98楼

看楼主一步步解决了问题,恭喜恭喜。重要的是这个过程,折腾好了就索然无味了😂

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smith(作者)
99楼
引用teenagerold发表于98楼的内容
看楼主一步步解决了问题,恭喜恭喜。重要的是这个过程,折腾好了就索然无味了😂

PCB虚焊真的很恶心,绝大多数时间在折腾解决虚焊的问题,后面研究一下结合android手机做成便携式的VHF接收器,可以接收航空广播

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100楼

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化成大锡球达到到稍微碰一碰ic会自动复位的程度然后再加热一会等助焊剂蒸干后冷却最后用烙铁把多余的锡弄掉就好了。。

或者可以试试把焊盘往外画长一点然后用烙铁修成“芯片焊盘侧面也能焊上”的程度(如图上面两个脚)应该就不会虚焊了。

IMG_20190509_232051.jpg

 

[修改于 1 年前 - 2019-05-09 23:23:10]

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smith(作者)
101楼
引用radio发表于100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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