虎哥
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[软件无线电]转载BA7IA大作:全频段SDR套件装制

楼主#
更多 发布于:2013-12-08 18:38
本帖最后由 虎哥 于 2013-12-8 18:45 编辑

全频段SDR套件装制
原著:BA7IA
最早发布于hellocq社区

近年来SDR大热关于SDR的制作和玩法层出不穷,涌现了很多性能各异的SDR设备和套件。
目前比较简单廉价实现SDR全模式接收的是采用R820T+8232芯片的电视棒加上电脑软件解调处理的方案,但是由于电视棒原本设计是用于数字电视接收的,因此其工作频率下限只到四十兆左右(有实测到二十几兆的,但灵敏度和稳定性都不佳),让一部分短波爱好者唏嘘遗憾。
近BAQ5SBA开发了一个套件,把电视棒的接收性能扩展至HF频段,号称实现DC-1GHz全频段接收。
有好事者跟风购买了一套,转到我手上求装配。想当日拿这个套件时,是在车窗里递出来两个塑料袋,既没有电路图又没有安装说明,问其如何下手,丢下半句活“自己上网找!”就一踩油门响胎绝尘而去了。

图片:8_3796_5075287bfadaf72.jpg



只好回到家里自找到了BA5SBA关于此套件的帖子,然而前后翻了十几页也没有电路图和安装介绍,只有几幅安装图片和一堆的链接。
用了将近一天的时间,终于对这个套件的了解有点眉目了(也不是真的泡一天,期间还干了许多其他事情)。
BA5SBA很聪明地利用电视棒上空闲的Q通道,连接宽带隔离变压器提供的正交HF信号来实现接收HF频段的信号。并且增加了输入低通滤波器,提高整机的抗干扰性能。与此同时,套件还保留了原来V/UHF频段的接收功能,实在是具有很高的性价比和可玩性。作者还创造性地采用镶嵌的方式实现电视棒电路板与自制增加电路之间的装配连接,进一步提高电路的整体性能。在自制电路板上还围绕着电视棒周围预留了一些有利于进一步开发的焊盘,实在是花了不少心思。整个电路被装入一个小铝壳里面,通过铝壳的屏蔽进一步提高整体电路的抗干扰性能,由此可以看出作者功力深厚和用心良苦。
老实说这个套件其实也不复杂,在搞清楚原理之后,接下来就开始按部就班地进行装配。好在各类工具也算齐全,剩下的就是享受在安装调试过程中的乐趣了。
首先第一步,是对机壳的两边侧板进行机械加工。
一边侧板按照电路板缺口位置定位,在侧板的上下中线位置用直径6.2mm的钻头打出两个SMA插座的安装孔。

图片:8_3796_964a53e588284e1.jpg


另一边侧板,先用3mm钻头开一个发光二极管指示安装孔,再开一个USB插座的引出孔。
USB插座孔近似方形,用3mm钻头沿着定位画出的边缘线打几个相连的孔之后,再用小锉刀修正出合适的形状。

图片:8_3796_3283eec2d52969a.jpg


铝合金板很好加工,很快就完工了。

图片:8_3796_71083efbfce121e.jpg


第二步,把原电视棒上的机壳、红外接收管、天线插座和USB插头拆下来。

图片:8_3796_6d38ff3ef136e94.jpg


图片:8_3796_9c7054efecac9ab.jpg


采用大功率的烙铁,用堆锡的方法很快就顺利拆除完成,然后用酒精把小电路板清洗干净。

图片:8_3796_c9f15202eeeb6e6.jpg


图片:8_3796_65c653ea1f85ebe.jpg



由于套件没有提供安装图纸及说明,为了能顺利地安装好这个套件,少走弯路,杜绝在安装过程中的反复返工,在进行电路安装之前,采用逆向工程的方法对照电路板和论坛上提供的按照照片,画出套件的电路连接图和施工标示。经过反复核对无误之后,就进入电路安装阶段。

图片:8_3796_67c6fe5c7ece36a.jpg



第三步,安装电路板上的USB插座。
先用小烙铁使电路板的焊盘过上一层焊锡,然后把USB插座放上去。电路板上很贴心地有两个小定位孔,插座按照定位孔安放好,其位置就自动定好位了。
再用小烙铁蘸上松香一过,基本就能焊牢固。
对四个固定小脚加焊锡之后,就焊接完成。

图片:8_3796_28f9a728327ebc7.jpg



第四步,安装所有贴片元件。
按照电路板上的数值标示用小烙铁逐件焊接,或者用热风器一次性焊接。
BA5SBA比较厚道,每样贴片元件都多给了一个!

图片:8_3796_fc198b1b3cb06de.jpg



第五步,用直径5mm的钻头绕制出两个低通滤波器的线圈。
值得一赞的是BA5SBA给出的漆包线长度非常之准,把线全绕完就刚好够圈数了。
把线圈的引脚整理之后刮漆上锡。

图片:8_3796_76045f2f4b9c87e.jpg



第六步,制作宽带高频变压器。
把所配的细漆包线来回折两次分成三段,然后把三段捋在一起。
把其中一头栓挂在一个铁丝小勾子上,再把铁钩子上在小电钻头上,慢速开动电钻使三条漆包线绞合在一起,注意控制不要绞合得太深。
所配的磁芯边缘有些毛坯刺,用小锉刀小心磨掉,不要让毛刺把漆包线刮伤。
接下来用绞好的三股漆包线在磁芯中穿绕8圈。

图片:8_3796_b2e6c4993634e47.jpg



找出对应各股的线头线尾做好记号,使其中一股的线头和另一股的线尾相连接焊起来,这两股线圈作为芯片4脚和5脚的引线端;剩下的一股则作为信号输入端。

第七步把两个低通滤波器线圈焊接到电路板上,低通滤波器部分制作完成。

图片:8_3796_495968b01fd51b0.jpg



用所配的电缆连接低通滤波器的输入和输出端,

图片:8_3796_2d23e474736fe8b.jpg



采用KC-901H对这个低通滤波器的特性进行测试。
发现其截至频率比较低,在28兆衰减大十几db。

图片:8_3796_15c385a1bfe3bd1.jpg



恐怕这样的低通滤波器性能对10米波段的接收有影响,于是试着把两个线圈拆下来减掉一圈,重新安装之后再略调松一些,截至频率就升高到三十兆了。
这样就可保证在0~30MHz范围的整个HF波段都有良好的接收特性了。

图片:8_3796_30aaecf4ca55e5d.jpg




第八步,把高频变压器的引线焊接到RTL2832的4脚和5脚上。
这个确实是个细心技术活,要用焊头很细的烙铁。芯片的引脚只有很小一点点,高频变压器的引线预先上好锡,在线端上残留多一点点的焊锡,将线头对准引脚。最好预先在引脚上涂上一些有粘性的松香膏,这样线头放到引脚上,松香膏就会粘住细线头有一点的固定作用。这时用干净的小烙铁头对准点一下就能焊牢。

图片:8_3796_ca4d3fd50368537.jpg


眼神不好的最好能借助放大镜帮助观察和操作。电路板细小轻飘,在焊接时容易移位,建议用小台钳固定住进行焊接操作。


第九步,焊接主电路板上的其他所有元件。
第十步,把电视棒电路板镶嵌在大电路板的中间。
电路板再框内对准位置之后,用大功率烙铁堆积焊锡在电视棒电路板的四角就可以把其固定好。

图片:8_3796_4725547cc000415.jpg




第十一步,焊接各引线。
USB的连线一一对应焊接好就行。
两个外接的22u电解电容分别连接到电视棒上C47和C52的电源端(电容的另一端是接地的)。
如果自己能找到手机上的小黄色22u钽电容直接焊在电视棒上效果会不会更好些呢?

第十二步,试机。
至此,电路部分的焊接安装工作就基本完成了。
把USB插座与电脑连接起来,指示灯马上就亮起,电脑也检测到其存在(在安装前曾经把电视棒单独插在电脑上测试过没有问题)。

图片:8_3796_23dd52d976a7085.jpg


我电脑上采用的接收处理软件是HDSDR,试运行接收V/UHF频率正常,说明制作完成之后原有电视棒电路部分工作正常。
接着让软件设置打开Q通道,调整频率接收信号,机器反映信号正常,喇叭上已经可以收听到强力的短波广播电台信号了,说明短波部分的电路也工作正常。

第十三步,收尾工作。
焊接两个输入引线。由于所配的输入引线电缆有些长,按照装配盒和电路板的位置需要截短一些。

图片:8_3796_e384a28e6518e12.jpg


焊接安装完成之后,就用螺丝把铝盒盖子固定,正面贴上所配的标志贴纸。
至此,整个制作就完成了。

图片:8_3796_e35787aaf863376.jpg


整个安装制作过程前后花了星期六早上的两个小时左右。

由于准备充分,整个装配过程还算比较顺利,重头到尾一气呵成一次成功。
对制作好的电路进行初步测试,整体电路的低噪声不是很大,不过HF的接收灵敏度不是很高,只有约-95dBm(USB)左右。可能由于采用8 Bit取样率的原因,整机的动态范围不是很大(不单是HF,整个接收范围都有此情况),若输入信号太强的话容易互调产生镜像频率信号。
晚上加上3db的衰减器接收7兆频段效果还可以,虽然有些自身干扰,但是情况还不算严重。

图片:8_3796_318dda1ac9e50ea.jpg


图片:8_3796_9fe7f2bb32470f8.jpg


另外,可能是接收频率低的关系,频率稳定性和准确度都比UHF为高,基本不用调整校正。
这个套件总体性能还算可以,由于作者用心对电路进行了隔离、滤波和屏蔽等处理,令电视棒能够高水平发挥,具有有不俗的表现。其属于一款低成本、制作简单兼无调整化的简易SDR接收机,有着很高的性价比。在干扰不大的地方应用效果可能还更好,基本达到业余应用水平。通过加装波段窄带带通滤波器、前置放大器、衰减器以及适当加强屏蔽滤波处理等还可以进一步提高其性能。实属业余无线电爱好者居家旅游,日常收听把玩的佳品。如果把它与网络箱连接,实现远程控制和接收,则又可以引申出更高端更有创意的玩法。真是折腾无止境啊!
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gaifeng
一表人才
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沙发#
发布于:2013-12-08 19:37
沙发吗? 线圈的制作确实是个精细活,留用了。高频变压器是不是可以用磁罐磁芯做呢?
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tromso
百炼成钢
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板凳#
发布于:2013-12-09 01:11
请问PCB闲置那么大, 为何原作者不做的小一点, 难道还有什么含义么?
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虎哥
版主
  • 注册日期2005-08-24
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地板#
发布于:2013-12-09 01:32
PCB是卡在外壳的两个槽里面的,尺寸有要求。
刘虎,科创仪表局前主席,欢迎大家一起来度量客观世界。028-81928955。
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enigmae
百炼成钢
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4楼#
发布于:2013-12-10 22:55
虎哥不打算搞一套sdr么。还有就是最近发现了个叫做ADS B的玩意儿,看起来很有趣的样子。
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enigmae
百炼成钢
  • 注册日期2012-02-21
  • 学术分0分
5楼#
发布于:2013-12-10 22:55
虎哥不打算搞一套sdr么。还有就是最近发现了个叫做ADS B的玩意儿,看起来很有趣的样子。
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Frankie
初试锋芒
  • 注册日期2014-01-17
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6楼#
发布于:2014-01-19 16:23
学习了。
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BD1CM
初试锋芒
  • 注册日期2014-03-01
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7楼#
发布于:2014-03-01 23:57
本帖最后由 BD1CM 于 2014-3-1 23:58 编辑

不错不错
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季节逝去
一表人才
  • 注册日期2014-03-14
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8楼#
发布于:2014-08-06 21:35
你应该想办法批量生产,这种东西一定很受欢迎。
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fox
fox
初试锋芒
  • 注册日期2009-10-20
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9楼#
发布于:2014-08-22 17:41
这套东东5SBA已经量产了。
虎哥,你这是往 .net 上拉人的节奏么?
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tcjsjxx
十步芳草
  • 注册日期2014-08-23
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10楼#
发布于:2014-08-23 23:32
学习了,绑定。
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LF1364855
初试锋芒
  • 注册日期2014-08-26
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11楼#
发布于:2014-08-27 14:47
这类SDR 只能是玩一玩,灵敏度,动态,选择性等 都不行的
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ufo007sss
十步芳草
  • 注册日期2010-06-11
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12楼#
发布于:2014-09-04 17:23
什么时候开卖?能否列出详细的指标?
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duanhy
初试锋芒
  • 注册日期2014-09-07
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13楼#
发布于:2014-09-07 18:53
taobao有成品卖230左右
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kevin123
初试锋芒
  • 注册日期2014-11-17
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14楼#
发布于:2014-11-17 20:33
能不能把 完好的电路图 放在这呢?
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t502187408
百炼成钢
  • 注册日期2014-09-04
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15楼#
发布于:2014-11-17 21:12
虎哥非常认真!初三kcer表示佩服!
smooth runs the water where the brook is deep。
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闪电行者
十步芳草
  • 注册日期2014-09-21
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16楼#
发布于:2015-07-21 04:12
赞。
永恒时间里面瞬间的一颗闪光。
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碧海蓝天
初试锋芒
  • 注册日期2015-08-15
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17楼#
发布于:2015-08-15 16:05
这个改后和不改,接收频率是不是只是广了些
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tanker2
初试锋芒
  • 注册日期2015-04-23
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18楼#
发布于:2015-09-28 20:22
我detain这么牛
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游客

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