Easy-SDR 小机器使用测试情况报告 [复制链接]

BA7IB给了一台SDR小机器，是BA5SBA制作的Easy-SDR。
机器到手之后马上到HELLOCQ论坛上来找出有关的帖子来恶补SDR知识，经过几天的看帖学习，自认为已经对这个SDR有所了解了。
这台Easy-SDR小机器体积比较小巧玲珑，由一块主电路板和上下叠加的几块小电路板构成。机器有点像K3\KX3一样的积木式结构，不同的功能可以通过增减电路板模块灵活实现，对于DIY来说这是个比较好的设计。


这台SDR小机器只能工作在HF频段，输入回路分波段设置了带通滤波电路，并可以自动进行切换。机器内置了声卡令性能比较有保证，机器与电脑的控制接口采用RS-232串行接口。据BA7IB说这一台SDR除了HF全模式的接收，还具有CW和PSK发射功能，我想这个应该是Full Option版了。这么一个小机器竟然能实现收发功能实在难得，这真是移动短波族的福音。主电路板的上下分别安装着两块薄有机玻璃片作为保护兼机壳的作用，整个架构制作比较精美，红色的电路板、密集的表面安装零件、几个不同颜色的LED和透明的机盖看上去很有科幻感，看得出来设计者花了不少的心思。

在主电路板的一头有BNC天线插座和12V电源输入插座，另一边还有一个RS-232九针插座以及小电路板上的一个Mini USB插座和几个3.5mm的插座。USB插座和RS-232插座需要与电脑相连接，一个是机器内部的信号处理声卡，一个用于机器的控制数据交换。现在很多电脑上都没有了RS-232串行接口，因此随机器配来了一个USB转RS-232的转换器，据说好的USB转换器驱动程序不会与机器内置声卡的产生冲突，机器总共需要往电脑连接两个USB口。其余的3.5mm插座暂时用不上。

六一儿童节刚好是星期六休息日，把Easy-SDR小机器当作儿童节玩具拿出来试用。
启动好电脑，往电脑上插上小机器的两个USB插头，电脑马上就自动地识别装好了声卡的驱动程序，但是USB转换器的驱动程序则安装失败。

这个USB转换器头上印着HL-340的字样，于是上网搜到其驱动程序，谁知下载解压安装之后却是没有反应。向BA7IB求救，答曰：试搜CH-340的驱程！按照指引马上又去网上找到CH-430的驱动程序，一试之下果然就是要用CH-430的驱程，安装之后设备管理器上的黄色感叹号就消失了，取而代之的是设备的名称，从中可知USB转换器占用了COM 5口。


由于以前也曾用过HDSDR这个SDR控制处理程序，也就不用再安装了。

驱动程序安装好之后，直接就运行HDSDR，发现程序和机器都没有任何反应。于是自作聪明地到HDSDR官网上寻找下载了Easy-SDR的ExtIO.dll插件放到HDSDR的安装目录下，再启动HDSDR程序还是没有反应。重新上HELLOCQ论坛找相关的帖子看，翻了几篇有关的帖子才知道原来这个SDR小机器的作者BA5SBA早就已经专门写好了ExtIO.dll插件。都怪我看帖不仔细，此Easy-SDR并不是彼Easy-SDR，插件是不通用的。

在论坛帖子里下载了专门的插件，按照帖子的秘笈指引，复制到HDSDR安装目录里。运行一次HDSDR之后，退出来用记事本软件打开Ext_SDR.ini文件，把文件里的portcom项后面的串行接口号修改为5，保存之后再次启动运行HDSDR，这次机器终于就有反应了。

但是无论怎么折腾，喇叭里却都还是没有任何声音。带着问题又一次上HELLOCQ论坛找帖子看，原来现在电脑上已经有两个声卡了，一个是机器上的，一个是电脑里的。HDSDR软件默认的设置是无论输入和输出都用了机器上声卡，此时解调输出的声音应该是从机器上的3.5插座输出了。

应该要重新来设置HDSDR，使需要处理的输入信号采用机器上的声卡采样，而经过软件处理后的解调信号用电脑里的声卡输出给电脑喇叭。通过调出的输入选项卡中对HDSDR使用的声卡进行重新设置之后，电脑上的喇叭终于有声音了。
至此，经过迂回曲折的多番摸索折腾，总算让这个小机器能正常地工作起来了，马上就来试试看其性能如何？

首先对这台Easy-SDR小机器进行静态性能的测试。让机器的天线插头空着不输入任何信号（正确应该是接入50欧姆的假负载），从HDSDR软件的频谱屏幕上就可以读出机器的本底噪声电平和残留本振电平。机器的本底噪声电平越低，其绝对灵敏度就越高。由于这个SDR是采用所谓的零中频处理技术，其本振信号会落入接收工作频带的中间，如果本振信号过强，就会干扰到该频率点的信号接收。然而，根据零中频机器的特点，在使用中也可以特意避开在这一频率点接收，这样也可以不用管本振电平的大小，只要使接收信号偏离开一些中心频率就可以解决问题了。
对机器的各工作频段都测试一下看看。下面是结果。
80米波段

40米波段

20米波段

15米波段

10米波段

从测试的结果来看指标并不是很理想，机器的本底噪声电平嫌偏大些。在工作频带的中间部分噪声低一些，越往频带边缘部分，噪声有变大的趋势。而且在频谱可以上看到，其在某些固定频率上还存在着一些寄生干扰信号。从寄生干扰信号的频率分布来看，并不随接收频率调谐的变化而改变，应该是属于低频脉冲干扰，干扰信号是在声卡输入之前、变频之后串入的。
这个机器的信号接收带宽只有48KHz，也嫌窄了点，想一次性去覆盖HF的主要业余频段都不行。看来工作带宽声卡已经定死的了，并不能通过调整软件的设置来解决。


论坛上有人换用电脑里的声卡可以取得192KHz工作带宽，但是试了一下我电脑的内置声卡也是只能48KHz。
在使用中还发现机器LO的调整只能以10kHz为最小步进值，否则，调谐频率的指示就会不准。

接着，测试极限灵敏度。用信号发生器输出一个信号让机器来接收，通过HDSDR软件进行各种模式的解调，看机器能接收解调出来的最弱信号电平是多少。
经过测试，CW为-110dBm，LSB/USB为-98dBm；FM为-93dBm。这个指标略差于一般产品机器。

机器工作范围实测低端可以到中波段的670KHz，高端可以到32.010MHz。但是在1.7~2.5MHz之间频段会出现强烈的内部干扰，估计是内部时钟信号引起的干扰，频率高于2.7MHz就逐渐消失了。
999KHz接收信号

最高接收频率

2MHz附近严重的自干扰信号

在测试中发现机器存在着极其严重的镜像干扰问题，输入一个信号，在LO本振的两边都对称地存在着电平相仿的信号，让输入信号从高至低改变频率，就出现这样的现象，你能分辨出那一个是真信号哪一个是镜像信号？


按照BA4ALC指点的方法，点开HDSDR的调整板对声卡I/Q两路信号的延时、相位和幅度进行调整，果然可以改善镜像干扰情况。经过仔细调整之后获得最好的抑制度为-55dB。

经过进一步的试验，原来在不同的频率其调整能获得的最大抑制度也不同，在15MHz附近，能调整到差不多-65dB！
这是镜像抑制调整好的情况，实际信号的接收情况，看得出来已经是获得了不错的进步！

实际接收效果，可见强的干扰信号也不会影响右边的信号接收。

在进行镜像抑制度调整时，首先通过改变输入频率的方法找出那一个是镜像信号，可以采用信号发生器或者HF电台经过适当衰减的发射信号来给Easy-SDR送出一个输入信号。如果手头上没有这些仪器设备，可以通过天线接收一个固定的信标台，如在5MHz、10MHz或15MHz都有标准频率发播台，试接收一个比较强的信号，然后在LO的另一边看是否能找到对称的另一个信号，而且解调出来这个两个信号的内容是相同的。确定了镜像信号之后，把输入信号调整到从频段中心（LO位置）偏移约+10kHz处，然后在-10kHz处应找到镜像信号（测试的输入信号电平要提高到能看清楚镜像信号为止），把接收频率调整到镜像频率上，用CW模式接收。然后在HDSDR软件的Option[F1]菜单项中调出Input Channel Calibration of RX项，在弹出的调整框中先试调整最上面的1 to 4 samples delay项下的Left 0或Right 0旁边的加号钮，通常只要调整一项就能看到镜像信号明显变小。

这台Easy-SDR小机器是在Left 1时镜像信号衰减得最小。然后再尝试分别调整在调整板左边用于幅度调整的Raw和Fine两个竖条滑块，以及下边用作相位调整的两个横条滑块。调整的目的是尽量令镜像信号衰减得至最小（通过频谱瀑布图或者解调的声音判断）。调整幅度和相位滑块（Raw为粗调，Fine为微调）可能会相互有所牵连和影响，需要耐心仔细地反复调整多次。当镜像信号减少到一定程度后，可以适当提高些输入信号电平，令镜像信号更明显些，以方便继续调整，直至满意之后按OK钮保存结果。

实践证明，单靠调整I/Q信号的幅度和相位所获得的镜像抑制度只对调整时的频率有效，当偏离该频率点之后，镜像抑制度是会产生恶化的，频率偏离越远抑制度就会变得越差。解决之道就是设计软件时让软件记住各频率点的校正值，再因应不同的工作频率调出进行矫正，就像超外差收音机的统调一样。校正点也不用太多，在每个波段的中间设一个就好。目前，在这样的自动矫正软件还没有搞出来之前，可以采取先把不同频段的最佳校正值用人工记录成表格，当使用到那一个频段时，根据表格往Input Channel Calibration of RX调整框中手工输入相应补偿值的方法来应付。
以下是这个机器各主要业余频段实测的最佳值：
     频率         幅度      相位       延时
3.500MHz    1.024    + 0.533   Left 1 Right 0
7.050MHz    1.045    + 0.299   Left 1 Right 0
14.260MHz   1.097    - 0.533   Left 1 Right 0
21.250MHz   1.165    - 2.982   Left 1 Right 0
28.450MHz   1.19967  - 8.592   Left 1 Right 0
29.450MHz   1.19367  - 9.631   Left 1 Right 0
从上表可见，随着频率从低到高幅度值渐渐变大，相位值则变负。

最后来测试一下这台机器的频率准确度，因为机器已经进行测试而工作了一段时间，也就不用特意进行预热。
测试也比较简单，把机器接上天线，调谐机器让其接收5MHz、10MHz或15MHz上的标准频率发播台信号，选信号最强的一个，转到CW模式，然后按下下面的CW AFC蓝色小按钮，就会看到调谐频率自动地变化，当变化稳定之后再按该按钮一次退出此状态。

然后在ption[F1]菜单项中调出RX Front-End+Calibration项，在弹出的调整板右上角处的Corrent Tune Frequency [Hz]下面框中输入正确的频率值，然后按Calculate钮。
在下面的Frequency Correction项中就显示频率偏差校正值，同时也就把机器的显示频率校正好了，调整完成之后按OK钮退出。经过测试频率准确性还是非常高的。

http://www.g4jnt.com/SDRtxr.zip
使用这个软件，设置电脑内置声卡的麦克风作为输入，SDR的USB声卡作为输出，这样可以做多个模式的语音通讯

还可以对S表进行校正：在ption[F1]菜单项中调出Miss Options菜单，然后再选S-Meter Calibration项按确定钮就可以开始校正。

用鼠标指点住S表左边上的刻度，然后按鼠标的左键进行设置，可以进行多次的设置，设置完成之后按鼠标右键结束退出校正功能。经过校正之后，除了S表之外，所有频谱显示的点电平刻度都会改变。如果觉得调整之后不满意，可以在S表校正状态下按键盘的Shift+Home键返回程序默认值。如果经过一番调整感觉HDSDR程序的参数被调乱了，可以在ption[F1]菜单项中调出Miss Options菜单，然后再选最下面的Reset to Factory Settings项重置程序的所有参数，使其恢复到程序的原始默认状态。

按照BA7CK的建议，把电源更换为直流稳压电源进行试验（本来BA7CK是建议用电池试的，但手头上没有合适的12V电池，就用一个小线性实验电源供电，该电源经用示波器进行测试其噪声电平是比较小的）。试验的结果是表明，更换电源对于底噪的改善并不明显，但是能减少一些在固定频率上的寄生干扰。
通过进一步测试，对于不同的频段其改善的效果也不尽相同，对20米波段的改善最明显，10米波段两个电源供电则分别不大。总的来说，换成电池供电还是会有好处的。
3.5MHz

7MHz

14MHz

28MHz

29MHz

从这些实验测试也说明那些寄生干扰主要是来自于电源、CPU、时钟和逻辑电路等的辐射或耦合所产生。相信通过对关键电路采取加强隔离、滤波、屏蔽，以及调整电路板的布局和改变电路板的接地等措施是能够改善的。

本来是想测试一下这台Easy-SDR小机器的发射性能的，结果折腾半天都没有搞定（每次调整LO频率的时候，机器好像会短暂发射一下），后来才知道原来还需要安装另外一个软件！

这一段本来应该是在三楼的，但是发帖之后不知道为什么就不见了，现在只有重发一次。
可否麻烦管理员把这一段移回三楼去，以方便其他人阅读。谢谢！
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
首先对这台Easy-SDR小机器进行静态性能的测试。让机器的天线插头空着不输入任何信号（正确应该是接入50欧姆的假负载），从HDSDR软件的频谱屏幕上就可以读出机器的本底噪声电平和残留本振电平。机器的本底噪声电平越低，其绝对灵敏度就越高。由于这个SDR是采用所谓的零中频处理技术，其本振信号会落入接收工作频带的中间，如果本振信号过强，就会干扰到该频率点的信号接收。然而，根据零中频机器的特点，在使用中也可以特意避开在这一频率点接收，这样也可以不用管本振电平的大小，只要使接收信号偏离开一些中心频率就可以解决问题了。
对机器的各工作频段都测试一下看看。下面是结果。
80米波段

40米波段

20米波段

15米波段

10米波段

这个贴子写得太好了，很详细。

很详细，让我学到了怎么控制镜像信号

好文^o^。

内容来自Android手机客户端

又学习了Easy-SDR的详细设置和应用.多谢楼主!

没有机器，不会玩！！！