【更新收发通道拆解】初步测量并拆解了一台有趣的便携电台
极速外卖 2020-9-19原创 通信工程业余无线电
中文摘要
本文是作者作为一个长期脱产人员一时兴起,在没有充分地钻研和准备测试测量条件的前提下进行的,故恕难为其内容的严谨度作担保。特别是拆解和测试视频的录制过程中,因为不是专业up没有专门打草稿,也基本上是即兴配音,无意中产生一些口误,需要后期再进行剪辑。

因为当前的测试结果及推测的基础条件极为有限,且只测、拆了一台机器(毕竟给测又给拆的菩萨机主不好找)。所以阅读文章的读者们一定要多加判断,如果能对谬误之处多多指教就更好了。如果对机器电路分析有不正确的地方,也请开发人员多多体谅。

希望相关开发人员能尽早分析出问题原因、公布出厂测试流程,也希望有更多的菩萨机主大爷赏个把玩机器的机会。

与FT818的对比测试

https://www.kechuang.org/t/86155


更新内容(2020.09.30)

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得到1号机机主许可,拆下了焊接在底板上的射频接收和发射通道条,并取下了屏蔽罩

也拆了一些其他模块下来



2020.9.24 更新说明

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补充了BH1PHL寄来的全新未激活Q900(较晚发货批次)在激活发射功能后的基本发射频谱,

从测量结果来看,发射时直流耗散大大改善,部分波段功率有所提高,应该是对功率放大器的级间匹配做了较多调整。

但短波频段除去18MHz段,其他波段似乎还是不能达到手册标称50dBc杂散抑制,频谱特征基本没变化(10MHz有所恶化),有些波段的谐波功率经过换算达到二三十毫瓦,甚至高达1w。


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测量内容:以发射基本电性能为主

  1. 发射频谱(1.8-50M,业余段)

  2. 发射电流(16V下)


测量参考资料:

    

attachment icon GBT 6934-1995短波单边带接收机电性能测量方法.pdf 802.86KB PDF 103次下载 预览

attachment icon GBT 6933-1995短波单边带发射机电性能测量方法.pdf 1.23MB PDF 90次下载 预览

attachment icon GB/T 16946-1997  短波单边带通信设备通用规范.pdf 1.26MB PDF 80次下载 预览

HF/VHF/UHF全模式SDR电台Q900用户手册V1.0(纸质版)



测量主要器材:

   1.罗德 NGSM 32/10 程控电源

   2.IFR2398 频谱分析仪

   3.DC-8.5GHz 30dB 30W 同轴衰减器


     衰减器测试情况如下图


    a.网络分析仪S21直通验证

     S21_Loss_20_09_22 00_30_53.bmp

    

    b.衰减器S21(传输衰减)测试结果,注意左侧的垂线是因为网络分析仪无法在接近0Hz的频率工作

     S21_Loss_20_09_22 00_32_44.bmp



被测设备:

   1.国赫电子 Q900 便携式收发信机(CW模式,天调关闭)


仪器设置(短波测试):

   1.REF电平 20dBm

   2.中心扫描频率 32MHz

   3.扫描宽度 64MHz

   4.RBW、VBW 10KHz


射频功率读出:peak光标读数+30dB(大图,可自行放大)

                        如:读数 +13dBm 实际为 13 + 30 = 43 dBm = 20W

                       dBm - W 在线计算器1 https://www.digikey.cn/zh/resources/conversion-calculators/conversion-calculator-dbm-to-watts

                       dBm - W 在线计算器2 http://www.elecfans.com/tools/dbm.htm


发射杂散抑制情况判读(简易):

                       频谱分析仪垂直方向每格10dB,CW发射基波与任意杂散分量之间的垂直距离小于5格(50dB)一定不合格

                       判定依据:用户手册给出指标

                        IMG_20200921_180954.jpg


直流耗散功率读出:NGSM电源的示数自己相乘(见下文中Excel表格)

整机发射效率:射频功率(W)/直流耗散功率(W)*100%


*测试设备、电台开机预热时间:45分钟



测量结果:

  1. 接收状态电流(16V)

    1号机

    1.接收状态电流(16V).jpg

    2号机

      VID_20200924_003049.mp4_20200924_014118.479.jpg

  1. 1.8M发射频谱、电流

    2.1.8M发射频谱电流.jpg

    VID_20200924_003049.mp4_20200924_010948.603.jpg

  2. 3.5M发射频谱、电流

    3.3.5M发射频谱电流.jpg

    2号机

    VID_20200924_003049.mp4_20200924_011056.368.jpg

  3. 5M发射频谱、电流

    4.5M发射频谱电流.jpg

    2号机

    VID_20200924_003049.mp4_20200924_011127.764.jpg



  4. 7M发射频谱、电流

    5.7M发射频谱电流.jpg

    2号机

    VID_20200924_003049.mp4_20200924_011247.554.jpg

  5. 10M发射频谱、电流

    6.10M发射频谱电流.jpg

    2号机

    光标读出的二次谐波功率为(-0.15dBm+30dB)= 966mW

    VID_20200924_003049.mp4_20200924_011349.498.jpg

  6. 10M发射频谱(近端细节)

    10M近端.jpg


  7. 14M发射频谱、电流

    7.14M发射频谱电流2.jpg

    2号机

    VID_20200924_003049.mp4_20200924_011408.029.jpg

  8. 18M发射频谱、电流

    8.18M发射频谱电流.jpg

    2号机

    VID_20200924_003049.mp4_20200924_014328.951.jpg

  9. 21M发射频谱、电流

    9.21M发射频谱电流.jpg

    VID_20200924_003049.mp4_20200924_011518.386.jpg

  10. 24M发射频谱、电流

    10.24M发射频谱电流.jpg

    VID_20200924_003049.mp4_20200924_011538.658.jpg

  11. 29M发射频谱、电流

    11.29M发射频谱电流.jpg

    VID_20200924_003049.mp4_20200924_011656.717.jpg

  12. 51M发射频谱、电流

    12.51M发射频谱电流.jpg

VID_20200924_003049.mp4_20200924_012238.386.jpg

VID_20200924_003049.mp4_20200924_011919.513.jpg


12.144M发射频谱、电流

2号机

VID_20200924_003049.mp4_20200924_012445.722.jpg

12.430M发射频谱、电流

2号机

VID_20200924_003049.mp4_20200924_012613.577.jpg


今天吃饭看到好多人在说功耗的事情,干脆Excel做个表(2020.09.21)

Q900直流耗散功率测算表.JPG



取下底部四颗螺丝后,即可抽出机型,看到黑色的顶部逻辑板


VID_20200919_165000.mp4_20200921_145102.015.jpg


从侧面窥探一下内部结构


VID_20200919_165000.mp4_20200921_145047.951.jpg


取下逻辑单元(多达七根排线),即可看到射频部分


VID_20200919_165000.mp4_20200921_145130.652.jpg



密密麻麻的一团团射频跳线和一块块模块化电路。

作为电子信息类专业科班出身的苦娃娃,更容易觉得这是个开发板或实验箱,而非商业化的电台。



ee2abb105a6c820b24841058697be280.jpg 201010151133239788.jpg


来个侧视


VID_20200919_165000.mp4_20200921_145230.264.jpg


取下自动天调板,顺便围观背面,有些引脚之间加焊了0402贴片电容,不知有何用意


IMG_20200919_165753.jpg


拔掉天调板以后,露出了一大堆竖直安装的低通单元,像沙丁鱼罐头一样紧紧挤在一起,真是吓了我一跳


VID_20200919_165520.mp4_20200921_145356.277.jpg


拔下频综、BPF模块,露出下面的短波功放


VID_20200919_175529.mp4_20200921_145447.521.jpg


板子不知为何没有清洗,到处都是助焊剂


VID_20200919_175529.mp4_20200921_145619.402.jpg


给U\V功放也来个特写,上面是RA07H4047M,不知道为什么外壳烤焦了,

下面是RA08H1317M,居然没有三菱的标志,外壳还被烙铁烫伤了。

                

VID_20200919_175529.mp4_20200921_145522.537.jpg


低通单元明显是手工制作并调整的,大片大片的松香痕迹没有清洗,

不知道为什么飞了一个电容到继电器上


VID_20200919_175529.mp4_20200921_145544.277.jpg


花了好大功夫抽出底板。底板居然是靠三个功率管和上面的焊片锁定的

红色的飞线看起来是电源线。

也有大量未清洗的助焊剂。还有很多针对电路进行的“魔改”,看来人工劳动量不小,DIY占比高。


IMG_20200921_005008.jpg




更新内容(2020.09.30)

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得到1号机机主许可,拆下了焊接在底板上的射频接收和发射通道条,并取下了屏蔽罩

IMG_20200921_014156.jpg

上面是发射通道条,下面是接收通道条


发射通道条按信号流程从左到右是:

发射IQ通道的双运算放大器-IQ混频器-两个MCF组成的45MHz滤波器-混频器-HMC482高增益宽带放大器(DC-5GHz)

放大器输出直送预选带通滤波器阵列


接收通道条按信号流程从从右到左是:

(看起来是两个接收ESD)-射频单刀双掷开关-前放或直通电路--射频单刀双掷开关-一堆PE42641单刀四掷射频开关-一堆带通滤波器-MSI001-接收IQ通道的双运放

接收通道条右下角看起来是控制SP4T(PE42641)的PCA9555(I2C总线的GPIO扩展器)


MSI001众所周知的两个应用是孔雀石和SDR-Play(所谓电视棒)


IMG_20200923_202813.jpg

sdrplay1.jpg


在这里放一张@yuhang 画的孔雀石拆解照片

IMG_20200923_203931.jpg

结果居然也有PE42641,而且也是三片,再一看电路似乎也差不多😂


关于MSI001的更多信息,可以浏览下列帖子

https://www.kechuang.org/t/84795

https://www.kechuang.org/t/83757

https://www.kechuang.org/t/85213

https://www.kechuang.org/t/85778



IMG_20200921_015126.jpg

卸了一片低通单元板。应该是是七阶低通



IMG_20200921_020120.jpg

低通模块后面的是LM26003构成的开关稳压电路。看起来做得蛮考究的

[修改于 23 天前 - 2020-10-01 03:24:37]

来自:电子信息 / 通信工程无线电 / 业余无线电
2
2020-09-19 23:27:47
1楼

7MHz发射时16.01V@6.61A,算一下就是105.82瓦,由于图中频谱没打peak光标,暂且算它满功率20瓦射频输出吧,那掐指一算效率仅有18.90% 

sticker

51MHz发射时候就差一点,到了6.78A。

哇,重新定义百瓦机!

另外请教下该机器24MHz发射时,位于频谱图发射频点左边的那一坨频谱分量到底发生了什么事?


[修改于 1 个月前 - 2020-09-19 23:50:09]

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2020-09-20 03:39:14
2楼

不明觉厉,频谱中间一直有一个大信号是什么

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极速外卖(作者)
3楼
引用幕后吃瓜之王发表于1楼的内容
7MHz发射时16.01V@6.61A,算一下就是105.82瓦,由于图中频谱没打peak光标,暂且...

推测为45M发射中频下变到24M过程中,混频器处产生的组合干扰

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2020-09-21 16:43:18
极速外卖(作者)
4楼
引用LED发表于2楼的内容
不明觉厉,频谱中间一直有一个大信号是什么

如果指电台接收频谱的那个尖峰,可能是中频电路上的flicker noise 和 dc spike组合在一起的效果。

属于零中频方案接收机的常见技术问题。经常把玩USRP\AD9361应用的盆友应该深有体会。


不过我看后续发货的机器都没有这个问题。这台机器是早期发货的。

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5楼

杂散比较恶劣,这么多塞一个壳子,相互之间还没怎么屏蔽,EMC/EMI也要爆炸 sticker

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6楼

改成通信原理实验箱吧,比现在那些破烂箱子强多了

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7楼

早前听说过但没关注,现在看图片感觉还有点意思,体积居然搞得这么小。

不过射频电路一旦做小体积,如果还要保持性能,难度必然会几何级数般的上升,显然开发者严重低估了难度。

我搜索到了他们官网,看了公布的指标,只能用初生牛犊不怕虎来形容。。

看拆解图,感觉首先是开发人员经验不足,做开源套件和做产品,还是有巨大的鸿沟的。

其次研发经费和时间严重不够,这从分模块开发就能看出来。

毕竟,能够单独考核每个小模块的指标,比把他们糅合到一张板子上难度低得多。糅在一起是减小体积的必由之路,但是必然导致根本搞不明白哪个环节(或者很多环节)有问题,会导致研发时间很长,研发成本急剧上升;为了能够量产,还必须加入很多调试手段,否则生产线也只能看最终指标,遇到问题一筹莫展。对电路指标的宽容度也需要有所提高。当然说辞可以是模块化设计,易于维修升级……

再次,互联网时代也不是吹得越厉害越好,毕竟吹出去以后虽然可能一炮打响,但如果跟用户互动得不够坦诚,也可能被瀑布般的口水淹没。

最后,希望大家认真研发,让国产设备越来越好。

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4
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8楼

这么多IPEX跳线。😂😂不知道板子上接口处或者馈线上面有没有标号。这样一团乱麻,且没编组标号,真的是头皮发麻。看馈线上面没有贴标号。不知道拆开再装回去感受如何,不过留下来拆开时的照片应该会好一点。

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2020-09-22 00:57:15
极速外卖(作者)
9楼

发帖24小时不到,就有神奇言论出现。统一挂在本楼供大家鉴赏。


我也没有别的愿望,就希望国内ham们制售DIY无线电器材的时候多测指标,少拽文字。

舞文弄墨、变脸站队这种东西真的不应该带到业余爱好圈子里来,还是说大家都喜欢在工作场所外自觉加班吗😂



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感谢PHL酱的大力支持。

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10楼

最先知道这个机器是在023协会公众号上看到的文章(类似软文的试用),去官网看了指标很是心动据说还在申请核准代码,结果隔天就在神经病院看到别人吐槽杂散,今天看到的才算是真正的评测了。


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11楼

期待进一步的评测

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12楼

给你寄了一套孔雀石

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1
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2020-09-23 17:58:41
13楼
引用yuhang发表于12楼的内容
给你寄了一套孔雀石

给我也邮寄一台 sticker

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极速外卖(作者)
14楼
引用kc-89347发表于13楼的内容
给我也邮寄一台

如果有相应评测条件的话,应该不成问题

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2020-09-24 03:04:46
15楼

2号机跟1号机貌似差不多,有的地方好些有的地方差些

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2020-09-25 09:11:09
16楼

持续关注中……

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2020-09-27 14:03:46
17楼

吃瓜中,这机器功耗仿佛里面塞了颗I39100

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2020-10-01 03:33:43
极速外卖(作者)
18楼
引用sakarahiroya发表于17楼的内容
吃瓜中,这机器功耗仿佛里面塞了颗I39100

二号机效率发射提高了不少,看起来厂方在开始量产后还付出了不少努力去调整。

后期批次的机器应该还有希望继续提高指标。


不过这个过程不太可能一蹴而就,就像7CK大大说的

Q900团队没有射频工程师,这是最大的问题,用普通电子和计算机的技术来搭建电台,没有3-5年的积累是很难达标的。继续努力。


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19楼

建议把更新内容写在回复中,然后使用回复置顶功能,以使逻辑清晰,方便于他人引用回复。

关于电路,在https://www.kechuang.org/t/85043 中已有讨论,我仍然觉得不应该使用PE42641。

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20楼

看到接收机用的是MSI001 有点不淡定了.....

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21楼

孔雀石我怎么都不觉得是一款倾向于性能的收音机方案,5块钱一颗芯片,全集成化,没有可以外部介入的改进空间。叫点,底噪,灵敏度等等跟si4735这种入门dsp芯片没啥区别。而且WFM采样率不足,只能欠采样。PE42641一开始我就改成了SKY13380。而且这玩意儿固件不免费,买了盗版的机器还要找毛子再买固件,快一千块了。


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22楼
引用喜sama发表于20楼的内容
看到接收机用的是MSI001 有点不淡定了.....

我由于没有深究过,所以一直没搞明白,MSI001的阻抗在各个频段都不一样,而且都不是50欧,那些滤波器怎么设计,输出阻抗和输入阻抗不一样?也没见俄罗斯原版做什么处理。而且高频段还有一个开关来合路,这个开关的S11也是按50欧给定的,滤波器理应按50欧设计,但MSI001是30欧带虚部,这里也没见采取什么匹配措施。

我又想了一下,MSI001的IIP3不高,前面的开关倒是不会成为瓶颈,所以PE42641应该是可以的。PE的开关若不是从低频起步,通常是因为低频耐受功率太小、线性不佳,或者有干扰。

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2020-10-02 00:38:35
23楼

任何人都可以对一个正规商品的真实性、可能存在的虚假成分和数据指标,提出异议,并保留追究的权利,这是法律赋予消费者最基本的权利。


很欣赏 UPV 同学,很认真地用各种仪器,严谨地把一个产品的真实数据和指标情况给予测量和公示,这才是玩家应有的、科学的、严谨的态度。


对了,在人生中,以下观点你能接受吗?(也许,与本贴....无关....吧.....)

  1. 只要贴上国货的标,就要求国人给予过度的、甚至不合情理的容忍、包容,这叫:消费爱国情怀。

  2. 商品研发过程中,就按正规商品发售卖钱了,当被发现指标或机能未达标准,就说未来研发会修正的说辞,有句话怎么说来着:连哄带骗。

  3. 请来水军四处吹捧、立FLAG,那里起火了,立即组队去打压提出问题的人。



正规的商品,就理应达到符合正规的国家相应指标、要求,如果达不到,那来的底气和资格投放市场??

[修改于 22 天前 - 2020-10-02 00:51:23]

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2020-10-03 19:45:49
24楼
引用虎哥发表于22楼的内容
我由于没有深究过,所以一直没搞明白,MSI001的阻抗在各个频段都不一样,而且都不是50欧,那些滤波...

学习了!其实我个人也不太明白MSI001

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2020-10-08 10:41:17
25楼

MSI001有低中频模式,如果用这个模式的话,至少没有直流偏移和1/f噪声的问题了。不过是手持便携设备之类的话对ADC和处理器要求更高了。

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2020-10-12 22:52:22
26楼
引用warmonkey发表于6楼的内容
改成通信原理实验箱吧,比现在那些破烂箱子强多了

笑得我抽筋了hhhh,引用某部长的话就是“不好意思,你们(评论)实在是太过分了。”

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27楼
引用幕后吃瓜之王发表于26楼的内容
笑得我抽筋了hhhh,引用某部长的话就是“不好意思,你们(评论)实在是太过分了。”

卖给学校的实验箱相比比卖电台价格更高更赚钱。赚到钱可以好好整改,争取做出好电台。

这是一条比较现实的路径。短波机技术已经很成熟了,不管是自己摸索还是借鉴成品,都免不了花钱。解决了钱的问题,才有可能解决指标问题。

[修改于 11 天前 - 2020-10-13 00:02:17]

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2020-10-13 01:24:10
28楼
引用warmonkey发表于27楼的内容
卖给学校的实验箱相比比卖电台价格更高更赚钱。赚到钱可以好好整改,争取做出好电台。这是一条比较现实的路...

我看到有600/1200波特率的声码器,短波可以用移频键控发出去。现在短波搞数据接入和自适应还是有一定的研发空间,不过能玩的花样的确不多了。

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