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

 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.pdf646k94次下载

 

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

sdrplay也公开了sdrplay rsp 1的框图和原理图

 

SDRplay_RSP_Schematics_r2p2.pdf78.0k66次下载

 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)

 

参数,其实三个版本都是msi2500,只是部分器件进行了修改:

 

拆解后(也是来源于网络)

 


 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:

 

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

 

PCB layout结果

 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。

 

 

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



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

 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 6 个月前 - 2019-03-28 21:21:16]

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来自 电子技术
8
2019-4-14 02:10:20
50楼

感觉LZ这个过程也是一波几波。加油

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2019-4-14 02:31:33
51楼

楼主 现在您GitHub的pcb是更改过的嘛

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52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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53楼
引用:smith 发表于44 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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54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

 

 

 

 

[修改于 5 个月前 - 2019-04-14 15:52:15]

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55楼
引用:smith 发表于47 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.....

表示233

 

[修改于 5 个月前 - 2019-04-14 19:55:13]

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smith(作者)
56楼
引用:chaplin1999 发表于52 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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57楼
引用:smith 发表于56 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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2019-4-15 08:40:55
smith(作者)
58楼
引用:fei666888 发表于57 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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59楼
引用:chaplin1999 发表于52 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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60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.....

放个这么大的处理器做什么用的

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61楼
引用:huangqi412 发表于59 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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62楼
引用:huangqi412 发表于60 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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2
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smith(作者)
63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

 

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64楼
引用:smith 发表于63 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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2019-4-16 08:18:39
65楼
引用:fei666888 发表于64 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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66楼
引用:smith 发表于63 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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2019-4-21 11:40:33
2019-4-21 11:40:33
smith(作者)
67楼
引用:chaplin1999 发表于66 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)
68楼

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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69楼
引用:smith 发表于68 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)
70楼
引用:mfkiwl 发表于69 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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71楼
引用:smith 发表于68 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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2019-4-22 03:21:14
72楼
引用:smith 发表于70 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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73楼

感谢分享,msi2500网上没有看到完整的手册,tunner倒是有

MSi001 Datasheet R3P3.pdf914k28次下载

 

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smith(作者)
74楼
引用:chaplin1999 发表于73 楼的内容:
感谢分享,msi2500网上没有看到完整的手册,tunner倒是有MSi001 Datasheet

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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2019-4-24 15:34:55
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75楼

楼主6666 请问改进后的pcb画好了嘛

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2019-5-1 21:02:59
2019-5-1 21:02:59
smith(作者)
76楼
引用:xi_sama 发表于75 楼的内容:
楼主6666 请问改进后的pcb画好了嘛

 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

msiSDR.zip1.28M11次下载

 

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77楼
引用:smith 发表于76 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.....

不错不错。一直关注你的进展

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2019-5-2 18:34:03
smith(作者)
78楼

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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2019-5-3 11:32:51
79楼
引用:smith 发表于78 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

 

 

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smith(作者)
80楼
引用:fei666888 发表于79 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 &n.....

五块钱能帮忙贴片?

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81楼
引用:smith 发表于80 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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82楼
引用:fei666888 发表于81 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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83楼
引用:mfkiwl 发表于82 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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2019-5-5 08:05:59
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84楼

期待作者新进展。

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2019-5-6 15:59:13
2019-5-6 15:59:13
85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)
86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!

 


 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

 

 


 

[修改于 4 个月前 - 2019-05-06 22:40:32]

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smith(作者)
87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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2019-5-7 00:21:38
88楼

楼主出套件吗

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smith(作者)
89楼
引用:radio 发表于88 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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90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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91楼
引用:smith 发表于87 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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2019-5-8 07:51:34
92楼

V3.0来了

 

 

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93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)
94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

msiSDR.zip9.79M21次下载

 

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smith(作者)
95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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96楼
引用:smith 发表于94 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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2019-5-9 15:15:32
97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)
98楼
引用:teenagerold 发表于97 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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99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。

 

[修改于 4 个月前 - 2019-05-09 23:23:10]

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