Сравнение SDR приёмников: Airspy, SDRplay и HackRF . Часть 1

Если вы решили обновить свой RTL-SDR на что-то более качественное, но при этом ваш бюджет “слегка” ограничен, существует три варианта – это достаточно популярные в народе девайсы: Airspy, SDRplay RSP и HackRF. Все они укладываются в диапазон цен от 150$ до 300$. В этом обзоре мы рассмотрим эти три девайса и сравним их друг с другом на различных тестах.

 

airspy_pcb_outSDPlay-RSPh1-preliminary1-445

Обратите внимание на то, что это – очень длинный анализ. Если Вы не хотите читать весь обзор, тогда просто переходите к заключениям в конце статьи.

Какие параметры отличают хороший SDR приёмник? В этом анализе мы рассмотрим производительность приёмной части Airspy, SDRplay RSP и HackRF (HackRF позволяет работать на передачу). Сначала мы определим некоторую терминологию, особенности и спецификации, которые требуются для качественного SDR приёмника.

• Отношение сигнал/шум (SNR). - При приёме сигнала основной параметр, который мы будем измерять – это отношение сигнала к шуму. Отношение сигнал/шум — это отношение пиковой мощности полезного сигнала к мощности шума.
• Ширина полосы обзора (Bandwidth) – Высокая ширина полосы обзора, означает больше сигналов на экране сразу, а также возможна дополнительная программная децимация сигнала (лучше SNR). Недостатком является то, что для высокой ширины полосы обзора – необходима большая мощность процессора.
• Отсутствие фантомов в полосе обзора – Полоса обзора на дисплеях SDR имеет тенденцию скатываться на краях, а также показывать фантомные изображения других сигналов. Ширина полосы обзора без завалов на краях, и без фантомных сигналов является фактической полосой обзора и обычно меньше заявленной в спецификации.
• Чувствительность – Высокая чувствительность позволяет принимать слабые удалённые сигналы, и получать высокие значения SNR.
• АЦП (ADC) – Аналого-цифровой преобразователь. Основной компонент в SDR. АЦП преобразует аналоговый сигнал в цифровые биты. Высокая разрядность АЦП обеспечивает высокий динамический диапазон, и большое отношение сигнал/шум.
• Перегрузка – Перегрузка возникает при очень сильном входном сигнале, при этом происходит насыщение АЦП в итоге невозможно различить слабые сигналы. На экране это выглядит как резкое снижение чувствительности и появление фантомных сигналов.
• Динамический диапазон – Непосредственно зависит от разрядности АЦП, но также зависит и от обработки программным обеспечением DSP. Высокий динамический диапазон позволяет SDR слышать слабые сигналы, при наличии мощных соседних сигналов. При низком динамическом диапазоне мощный входной сигнал насыщает АЦП, и приём слабых сигналов становится невозможным. Динамический диапазон может быть увеличен путём применения входных диапазонных фильтров.
• Фантомы – Плохие SDR приёмники, вероятнее всего перегрузятся и покажут изображения мощных сигналов там, где их не должно быть. Это может быть исправлено с помощью фильтрации, либо с помощью увеличения динамического диапазона путём повышения разрядности АЦП.
• Помехозащищённость – Хороший SDR приёмник ничего не должен принимать без подключённой антенны. Если он принимает сигналы без антенны, то сигналы помехи могут проходить непосредственно через монтажную плату, лишая возможности фильтровать их. Хороший SDR также хорошо справится с помехами, приходящими через USB.
• Предварительная селекция сигнала – высокоэффективный SDR приёмник, должен иметь на входе диапазонные фильтры для предварительной селекции сигнала, которые переключаются в зависимости от принимаемой частоты.
• Центральный DC Шип - Хорошие СДР приёмники должны иметь хорошую I / Q балансировку, чтобы предотвратить появление шипа в центре.
• Фазовый шум – Уровень фазового шума, определяется качеством используемых кварцевых генераторов. Низкие фазовые шумы кварцевого генератора означают лучший SNR для узкополосных сигналов и меньшее взаимное влияние близких сигналов. Взаимное влияние состоит в том, что слабый сигнал теряется в шумах фазы соседнего мощного сигнала.
• Стабильность частоты – Нам нужно что бы частота не изменялась в зависимости от температуры. Для достижения этого, должны использоваться TCXO или подобные стабильные кварцевые генераторы.
• Структура приёмного тракта - Общий дизайн системы. Какие потери вносят компоненты, например, коммутаторы, используемые в РЧ канале. По мере увеличения сложности конструкции обычно больше компонентов добавляют в РЧ канал, это может уменьшить производительность RX.
• Программное обеспечение – аппаратные средства являются только половиной SDR приёмника. Программное обеспечение может обеспечить определённое преимущество перед соперниками.

Далее мы познакомимся с особенностями каждого устройства и заявленными техническими характеристиками.

Заявленные характеристики и особенности

Airspy SDRPlay RSP HackRF
Цена (USD) $199 / $ 249 USD (с конвертером Spyverter) + доставка ($5-$20). $149 USD + доставка ($20-$30 весь Мир, бесплатная доставка в США)

£99 + VAT + ~£10 доставка в ЕС.

$299 USD + доставка
Частотный диапазон (MHz) 24 – 1800
0 – 1800 (с применением Spyverter)
0.1 – 2000 0.1 – 6000
Разрядность АЦП
12 (10.4 ENOB) 12 (10.4 ENOB) 8
Ширина полосы обзора (MHz) 10 (9MHz рабочий) 8 (7 MHz рабочий) 20
TX Нет Нет Да (полудуплекс)
Динамический диапазон (Заявленный)(dB) 80 67 ~48
Стабильность частоты (PPM) 0.5 PPM низкий фазовый шум TCXO 10 PPM XO 30 PPM XO
Входные фильтры
Фильтр ПЧ на чипе R820T2.
8 переключаемых диапазонных фильтров + переключаемый фильтр ПЧ на чипе MSI001 Два широкополосных фильтра 2.3 ГГц ФНЧ, 2,7 ГГц ФВЧ
АЦП, RF чип
LPC4370 ARM, R820T2 MSi2500, MSi001 MAX5864, RFFC5071
Дополнительные возможности 4.5v питание фидера, внешний ввод частоты, интерфейсы расширений. Входной МШУ 5v питание фидера, Входной МШУ, внешний ввод частоты, интерфейсы расширений.
Заметки Airspy разработан Бенджамином Vernoux & Юсеф Touil которые также является автороми популярного программного обеспечения SDR #.
Следует отметить, что имет место заблуждение, что Airspy представляет собой устройство RTL-SDR / RTL2832U. Это неправда; нет RTL2832U чипа в Airspy. Путаница может исходить от того, что они оба используют тюнер R820T2. Чип RTL2832U является основным узким местом в RTL-SDR устройстве, но не R820T2. В сочетании с лучшим АЦП, чип R820T2 прекрасно работает и раскрывает свой полный потенциал.Команда Airspy пишет, что основные продажи идут в университеты, правительственные организации и профессиональным пользователелям РЧ. Тем не менее, они также имеют значительное число радиолюбителей.
SDRPlay RSP разработан инженерами из Великобритании, которые предпологается связаны с Mirics UK основной производитель чипов SDR RF.
Чипы, используемые в SDRplay RSP предназначены не для SDR, они были разработаны для широкого спектра применений, например DVB-T тюнеров. RSP использует эти чипы и входные характеристики путем добавления МШУ и фильтров с тем, чтобы создать конкурентоспособное устройство SDR.
Первоначально, при написании этого обзора мы имели проблемы с сильныи сигналами на RSP. Тем не менее, последнее обновление драйвера 22 декабря устранил эту проблему.
SDRplay в настоящее время продает около 1
000 единиц в месяц.
HackRF разработан Майклом Оссманном специалистом по компьютерной безопасности, которому был выделен грант от DARPA. Его компания называется “Great Scott Gadgets”. Уникальной особенностью HackRF по сравнению с двумя другими SDR, является то что он способен не только принимать но и передавать.
Существует также клон называется HackRF Синий, который дешевле 100$.

По разрядности АЦП видно, что Airspy и SDRplay RSP находятся в другом классе производительности RX по сравнению с HackRF. Тем не менее, люди всегда сравнивают Airspy и SDRplay с HackRF из-за их примерно равной ценовой категории, поэтому мы будем продолжать сравнивать эти три устройства в нашем обзоре, но с большим акцентом на сравнение Airspy и SDRplay RSP.

Для того чтобы использовать Airspy на частотах HF диапазона (0 - 30 МГц) требуется добавить 50$ на приобретение повышающего преобразователя Spyverter. Он, предназначен для подключения к Airspy с питанием по фидеру. Тем не менее, есть одно неудобство, связанное с тем что Spyverter должен быть подключен/отключен каждый раз, когда вы хотите, переключаться между HF и VHF/UHF диапазонами, поскольку он не имеет переключателя входов. SDRPlay и HackRF с другой стороны, может принимать HF без необходимости использования повышающего преобразователя или необходимости переключения входов. Один вход для HF и UHF может быть очень удобен, если у вас есть выносной антенный переключатель

Системные требования

Airspy SDRplay RSP HackRF
Требуется быстрый современный ПК. Сайт Airspy предполагает по меньшей мере Intel i3 2.4 ГГц процессор. Создатели также предложили проверить оценку процессора в программе PassMark и убедится, что ваша оценка процессора выше 3500.
Вы также должны убедиться, что у вас высококачественный контроллер High Speed USB 2.0. Некоторые контроллеры, как известно, не в состоянии обеспечить полную требуемую пропускную способность. Обновите драйверы USB, если у вас есть проблемы.
Требования могут быть несколько снижены с помощью функции “bit packing”" это является особенностью Airspy.
Требования к процессору значительно выше, чем у двух других вариантов, поскольку Airspy поддерживает частоту дискретизации только 10 MSPS. Доступна 2,5 МГц частота дискретизации, но предупреждают, что она работает нестабильно на данный момент. Airspy также использует другой режим работы USB по сравнению с RSP, которая требует большей мощности процессора.
Никаких конкретных требований не требуется, но мы считаем, что минимальные требования значительно ниже, чем это необходимо для Airspy.
RSP также поддерживает различные полосы пропускания, которые могут уменьшить требования к процессору.
В интернет отчётах указывается что SDRplay может прекрасно работать на старых ПК, таких как Core 2 Duo, хотя максимальная частота дискретизации может быть ограничена.
Никаких конкретных требований не задано, кроме необходимости хорошего высокоскоростного USB-порта для запуска HackRF на более высокой частоте дискретизации.
На самой высокой частоте дискретизации 20 MSPS, по нашим оценкам, требования к процессору, подобны предъявленным к Airspy.

Изначально у нас были проблемы при запуске Airspy на нашем ПК, на величине ширины полосы 10 МГц. Были значительные потрескивания и дрожание на спектре, из-за потерянных пакетов. Либо наш старший процессор Intel i5-750 2,67 ГГц (PassMark 3732, но разогнанный до 3,33 ГГц) не достаточно быстрый для такого большого количества данных, либо плохой чипсет USB. После обновления драйверов USB до последней версии стало лучше, но заикание всё равно присутствует. Наши проблемы были решены, когда мы обнаружили функцию упаковки битов. С помощью этой функции Airspy заработал нормально на 10 МГц. Эта особенность уменьшает количество данных, необходимых для получения одних и тех же результатов. Мы также протестировали Airspy на более современном Intel i5-3470 @ 3,2 ГГц с PassMark счётом 6568, и он прекрасно работал на 10 MSPS без необходимости упаковки битов, но странно, на этом процессоре были потери пакетов, когда упаковка битов была включена. С другой стороны, на ноутбуке Intel, не было никакой проблемы с запущенным Airspy с выключенной упаковкой битов. На ноутбуке i5-4200U @ 1,60 ГГц CPU (PassMark 3280) Airspy немного заикался даже с включеной упаковкой.

RSP нормально работал на всех ПК, на которых мы пытались его запускать (все i5 и i7, упомянутые выше) и он также "летал" и на максимальном значении 8 МГц.

На наших процессорах i5-750 и i5-4200U мы не смогли запустить HackRF на частоте 20 МГц без существенного треска и дрожания на спектре из-за потерянных пакетов. При снижении частоты до 16 МГц заработал нормально. На i5-3470 HackRF хорошо работал на 20 МГц.

Мы контролировали использование USB с помощью монитора производительности Windows, и обнаружили, что Airspy (с упаковкой бит на 10 МГц), использовал 30 000 000 байт в секунду, SDRplay RSP (на 8 МГц) 25 000 000 байт в секунду и HackRF (на 20 МГц) 40 000 000 байт в секунду.

Было упомянуто нам командой SDRplay, что главной причиной, почему SDRplay хорошо работает с более старыми аппаратными средствами, является использование изохронного режима драйвера USB, который отличается от объёмного режима, использованного Airspy. Изохронный режим резервирует необходимую пропускную способность USB, тогда как объёмный режим этого не делает. Таким образом существует больший риск потери пакетов в объёмном режиме. Однако недостаток изохронного режима - то, что нет никакой возможности узнать, сколько пакетов было потеряно, если произошла ошибка передачи. Это означает, что в изохронном режиме невозможно осуществить последовательное получение, которое является одним из случаев использования с Airspy, - внешний ввод частоты.

Мы также отмечаем, что Airspy отправляет необработанные выборки АЦП на PC с последующим преобразованием в IQ на PC. SDRplay RSP делает то же самое, но в режиме нулевой ПЧ, отправляет данные IQ.

Физические размеры и дизайн

Airspy SDRplay RSP HackRF
Размеры 5.3 x 2.5 x 3.9 см 9.7 x 8.0 x 3 см 12.2 x 7.6 x 1.7 см
Вес 65 g 110 g 100 g
Антенный разъём
SMA SMA (F-Type на старых выпусках) SMA
USB разъём Micro USB USB B Micro USB
Корпус Алюминий Пластик Пластик
Дополнительные разъёмы
MCX CLKIN разъём Нет SMA F for CLKIN and CLKOUT
Физические нопки Управления
Нет Нет RESET and DFU (Firmware flash) buttons.
Примечание  - Предыдущие версии SDRPlay (как наш девайс) использовали разъём антенны F-типа.  -

Airspy является самым маленьким в сравнении с SDRplay и HackRF.

В радиочастотных устройствах рекомендуется применять экранированный корпус, чтобы предотвратить проникновение радиопомех в сигнальный тракт. Из трёх устройств, только Airspy поставляется в алюминиевом корпусе, и хороший контакт осуществляется с помощью гайки на разъёме SMA и через края дорожек на печатной плате. HackRF и SDRplay RSP и поставляются в пластиковых корпусах и не имеют экранировки.

Все три SDR устройства используют стандартный разъем SMA. Предыдущие версии SDRplay RSP, а также тот который мы использовали в этом обзоре, были с F-Type разъёмом. Нам не нравится разъем F-типа, так как он менее распространён в области радио и он имеет худшие радиочастотные свойства, так что это хорошо что они изменили разъем в новых версиях. Больше никаких изменений в SDRplay RSP не производились за исключением замены разъёма, поэтому мы считаем, что это не должно существенно повлиять на результат.

Мы не любим порт микро-USB, используемые на Airspy и HackRF поскольку он имеет тенденцию легко разбалтываться, вызывая плохой контакт в разъёме причём от нескольких движений. Но из-за ограничений по размеру мы понимаем, почему они были использованы. HackRF действительно иногда выключался, когда мы перемещали кабель или устройство вокруг себя, но у нас не было такой проблемы с Airspy. Micro-USB разъёмы также легко отламываются от платы, однако корпуса Airspy и HackRF позволяют выдерживать адекватную нагрузку. Отметим также, что Airspy R2 получил значительно улучшенный разъём Micro-USB, который практически невозможно сломать. Несмотря на это, как и на любом разъёме мы бы не советовали применять слишком большие усилия.

Разъем USB-B на RSP является прочным и надёжным. Кроме того, на него легче найти высококачественные экранированные кабели USB.

Airspy и HackRF имеют внешние входы тактовой частоты. Это позволяет использовать в этих устройствах более точные опорные генераторы, такие как GPS синхронизированные. Это также позволяет использовать их в качестве когерентных приёмников (множество приёмников, использующих один и тот же источник тактового сигнала) для различных применений, таких как доплеровские системы и в пассивных радиолокационных установках.

Установка и использование на Windows

Airspy SDRplay RSP HackRF
Установка заключается в простом подключении Airspy в USB-порт компьютера, Windows автоматически установит драйвера. Затем пользователю нужно открыть SDR #, выбрать Airspy с самого начала меню и запустить программу. Для запуска SDRplay RSP требуется установка драйверов, скачанных с сайта SDRplay.com. Так как SDRplay RSP не имеет официального программного обеспечения, второй шаг требует установки плагина для SDR # или другого поддерживающего SDRplay программного обеспечения, например, HDSDR. Вся процедура настройки проста, но это не Plug and Play. Установка на Windows, похожа на установку RTL-SDR. Просто запустите Zadig и установите драйвер WinUSB для HackRF. После этого вы можете работать на Windows, с SDR #.

Все устройства было легко установить на Windows, но установка Airspy была самой простой, благодаря поддержки Plug and Play.

Доступное программное обеспечение

Airspy SDRplay RSP HackRF
Родная программа SDR #. Также совместим с HDSDR, SDR-Console на Windows и GQRX на Linux. Хорошая поддержка для некоторых других программ, которые наиболее часто используются для RTL-SDR: ADS-B: ADS Spy & Modesdeco2. Магистральные: Unitrunker, SDRTrunk.
Также неофициально разработана библиотека Extio позволяя ему работать с любым приложением, поддерживающим библиотеку ExtIO. Например, DAB, SDR-J, DRM30, DMR +, SoDiRa, FFT, Spectrum Lab.
Хорошая поддержка для Raspberry Pi 2, особенно для ADS-B, где они разработали официальный 20Mbps ADS-B декодер, утверждают, что производительность лучше, чем специальных ADS-B приёмниках.
Linux и Mac драйверы с открытым исходным кодом.
Совместимость с SDR # до версии 1400, HDSDR и SDR-Console с помощью плагинов. Совместимость с SDR # ограниченна, сторонние плагины не работают. SDRplay RSP также совместим с любым приложением поддерживающими библиотеку Extio. Например, DAB, SDR-J, DRM30, DMR +, SoDiRa, FFT, Spectrum Lab.
Доступны драйверы Linux, и плагины для SoapUI SDR, CubicSDR, Pothos и GNU Radio.
CubicSDR также работает с SDRplay RSP на Mac.
Планируется улучшенная поддержка Raspberry Pi 2 и Android.
Совместимость с SDR #, HDSDR и SDR-Console на Windows, GQRX на Linux и RF Analyzer на Android.
Несколько программ с открытым кодом на GitHub, но мало "Plug and Play" приложений. Больше подходит для использования с программным обеспечением GNU Radio.

Одним из преимуществ использования Airspy с программой SDR #, это наличие функции децимации (“decimation”). На широкой полосе обзора трудно обнаружить или настроиться на узкополосный сигнал. Можно использовать функцию масштабирования, но при увеличении мы потеряем в разрешении. Функция децимации уменьшает отображаемый диапазон частот, но сохраняет высокое разрешение, позволяя легко отличить слабые сигналы от шума. Дополнительным бонусом является то, что эффективное число разрядов АЦП увеличивается с децимацией, это означает, что сигналы могут иметь более высокий визуальный SNR (полная аудио децимация выполняется автоматически). Это делает Airspy очень удобным для настройки и просмотра слабых узкополосных сигналов.

SDRplay RSP может достичь аналогичного эффекта отображения, за счёт снижения пропускной способности, однако это означает, что используется более низкая частота дискретизации и, следовательно происходит меньшая децимация.
SDRplay и HackRF не имеют функцию децимации программного пока, хотя команда SDRplay пишут, что у них запланирована возможность децимации на следующем обновлении API. RTL-SDR имеет эту функцию через сторонний плагин, написанный Василием возможно, эта функция может быть легко реализована.

 

Расчёт себестоимости

Это очень грубые предположения, и они могут быть в высшей степени неточными. Обратите внимание, что эти затраты только некоторых частей, и они не принимают во внимание производственные затраты, затраты инженерного времени и поддержки накладных расходов персонала и т.д.

Airspy SDR Play RSP HackRF
LPC4370 ~ $8

SI5351C ~ $3

R820T2 ~ $1?

Другие компоненты, разъёмы, пассивы, PCB, корпус, кабель ~$25

Общая стоимость ~$37?

Mirics FlexTV (использует чипсет MSi001 и MSi2500 как и RSP) .

Filters + Switches ~$10

Разъёмы, пассивы, PCB, корпус ~$10

LNA ~ $1

Общая стоимость ~$26?

 

MAX2837 ~$10

MAX5864 ADC~ $6

RFFC5072 Mixer ~$13

LPC4320FBD144 Processor ~ $5

XC2C64A-7VQG100C FPGA ~ $3

Выключатели ~ $10

SI5351C ~ $3

Другие компоненты, разъёмы, пассивы, PCB ~$20

Общая стоимость ~ $70?

 

Структура радиочастотной части

Airspy SDR Play RSP HackRF
РЧ-тракт в Airspy вход -> R820T2 -> LPC4370.
LPC4370 имеет 12-битный АЦП.
Производитель заявляет, собственные шумы 3,5 дБ и IIP3 35 дБм. Однако этот шум вероятно получен при максимальном усилении, а IIP3 получено на нулевом значении усиления.
В Airspy нет преселекторов, только внутренний фильтр ПЧ в чипе R820T2.
Кажется, что структура Airspy оптимизирована для получения лучшей линейности и высокого динамического диапазона.
РЧ-цепь в SDRplay RSP - вход -> Переключатель -> MGA-68563 LNA -> Переключатель -> Фильтр -> MSi001 -> MSi2500.
MSi2500 имеет 12-битный АЦП
RSP разработан с переключаемыми РЧ фильтрами на входе и МШУ на MGA-68563, который активен только для сигналов, выше 60 МГц. Тюнер MSi001 имеет второй встроенный МШУ. MGA-68563 применяется в качестве предварительного усилителя для компенсации потерь в фильтрах и, предположительно, чтобы понизить коэффициент шума внутреннего МШУ в MSi001. MGA-68563 имеет 1 дБ собственного шума, 19,7 дБ усиления и 20 дБм OIP3. MSI001 имеет собственный шум около 4,5 дБ в VHF и UHF диапазонах.
RSP имеет 8 переключаемых входных диапазонных фильтра, с автоматическим переключением в зависимости от частоты приёма, а также регулируемым, фильтром внутри чипа MSi001 которые подавляют помехи от сильных сигналов вне полосы пропускания. Чтобы использовать внутренний фильтр MSi001, полоса пропускания ПЧ должна быть уменьшена на панели настройки SDRplay. Это означает, что при снижении полосы пропускания фильтра ширина обзора будет меньше 8 МГц.
В заключение отметим, что SDRplay пытается оптимизировать чувствительность с помощью входного МШУ, и больше внимания уделяется преодолению последствий перегрузки после фильтров.
РЧ-цепь в HackRF гораздо длиннее и сложнее. Первым идёт вход -> переключатель -> усилитель на MGA 81563 (отключаемый) -> переключатель -> переключатель -> переключатель -> ФНЧ / ФВЧ -> переключатель -> переключатель -> RFFC5072 смеситель -> переключатель -> переключатель -> MAX2837 -> MAX5864 АЦП -> LPC43XX процессор.
MAX5864 имеет 8-битный АЦП.
Для того, чтобы обеспечить HackRF работу в таком широком диапазоне приёма и передачи, применено много коммутационных диодов, расположенных в радиочастотных цепях. Каждый из этих переключателей вызывает потери сигнала на 0,35 - 0,5 дБ, это объясняет почему HackRF имеет довольно слабую чувствительность.
HackRF также не имеет фильтрацию, имеются ФНЧ на 2,3 ГГц и ФВЧ на 2,7 ГГц.
В заключение HackRF имеет довольно слабые спецификации приёма, из-за 8-битного АЦП и больших потерь в переключателях.

Мы считаем, что добавление дополнительного МШУ на входе приёмника (как на RSP и HackRF), не очень хорошая идея. Потому что, МШУ уменьшает коэффициент шума только в случае размещения непосредственно возле антенны. Кроме того, если есть встроенный МШУ, то это не позволит достичь оптимальной производительности при использовании внешнего МШУ. Если мы разместим второй МШУ вблизи антенны, чтобы компенсировать потери в коаксиальном кабеле, то линейность (IP3) системы дополнительно ухудшается за счёт дополнительного внутреннего МШУ, что может привести к появлению перегрузки и интермодуляции. Разработчики RSP решили добавить дополнительный МШУ на входе, чтобы компенсировать вносимые преселектором потери, но мы думаем, использование внешнего МШУ было бы лучше для производительности, хотя и более громоздким решением. Вариант обойти встроенный МШУ в процессе эксплуатации также будет полезным.

Управление SDR

Каждый SDR имеет регулировку коэффициента усиления и частоты дискретизации, с помощью экранного интерфейса.

Airspy

Airspy может работать в трёх режимах: чувствительность (sensitivity), линейность (linearity) или произвольный (free). Режим чувствительность, максимально использует МШУ, но за счёт понижения линейности и, следовательно, может увеличить интермодуляцию. Режим Линейность, использует в меньшей степени коэффициент усиления МШУ, и в большей IF/Mixer который может уменьшить интермодуляцию, но за счёт уменьшения отношения Сигнал/Шум (SNR). Произвольный режим позволяет регулировать усиление для IF/Mixer/LNA, в произвольном порядке.
Руководство пользователя Airspy предлагает следующую процедуру регулировки усиления:
1. Начинаем с минимального усиления.
2. Увеличиваем усиление, пока уровень шума не поднимется примерно на 5 дБ.
3. Точно подстраиваем, по максимальному SNR.
Функция выбора частоты дискретизации (sample rate).
Для Airspy доступны только два значения, 10 MSPS и 2,5 MSPS. Вариант 2,5 MSPS является экспериментальным и имеет повышенный шум USB на некоторых компьютерах.

Функция децимации (decimation) позволяет уменьшить отображаемый диапазон частот, в то же время увеличивая отображаемый SNR. Тем самым позволяя легче обнаруживать и настраиваться на слабые сигналы.
Функция Bias-Tee подаёт питание в фидер (4.5V).
Функция SpyVerter автоматически устанавливает смещение частоты на -120 МГц при подключении повышающего преобразователя SpyVerter.
Функция PPM предназначена для настройки смещения частоты только повышающего преобразователя Spyverter. В Airspy не требуется регулировки смещения частоты, так как в нём применён высокостабильный кварцевый генератор TCXO с дрейфом частоты всего 0,5 PPM.

 

AIRSPY_controls

Панель управления Airspy.

SDRplay RSP

Для SDRplay мы использовали бета-версию программы SDR# версии 1400 + плагин для последней версии API, который решил большинство проблем отображения SDRplay RSP. Эта бета-версия плагина, была выпущена специально для нас, чтобы мы могли сделать этот обзор, поэтому было немного глючно в плане падений плагина, но мы подчёркиваем, что это не относится к официальному выпуску плагина. SDRplay рекомендуют использовать свой плагин ExtIO, но для получения справедливых результатов сравнения мы хотели использовать одну версию программы SDR#, и для Airspy и для SDRplay RSP. Чтобы быть уверенными что бета-версия плагина не влияет на результаты, мы сравнивали его с официально выпущенным плагином ExtIO для более старых версий программ SDR# и HDSDR, и мы не нашли различий в конечном результате.
Способ регулировки усиления в SDRplay немного отличается от Airspy и HackRF. Здесь вместо добавления усиления, используется метод снижения усиления (GR), который уменьшает коэффициент усиления пошагово, на определённую величину от общего доступного усиления. При перемещении ползунка усиления, усиление изменятся автоматически и в смесителе, и в тракте ПЧ.
Существует также возможность отключения, встроенного в чип Mirics МШУ. Этот усилитель находится именно в чипе тюнера, это не входной МШУ, который всегда включён на частотах выше 60 МГц. Включение этого МШУ может помочь уменьшить уровень шума, но также может стать причиной дополнительных проблем отображения.
Если вы предпочитаете использовать автоматическую регулировку усиления (AGC), то вы можете контролировать значение “setpoint”, тюнер будет пытаться удерживать уровень шума на заданном значении.
В разделе “IF Amplifier” в секции “IF Mode”, можно выбрать между нулевой ПЧ (Zero IF) и Низкой ПЧ (1,536 МГц). На низкой ПЧ, производится меньше нежелательных изображений, однако если выбрать режим низкой ПЧ, ширина полосы пропускания не может быть более 1,536 МГц. В секции “IF bandwidth”, вы можете управлять шириной полосы пропускания фильтра ПЧ, используемого в чипе MSI001. Доступные значения: 200 кГц, 300 кГц, 600 кГц, 1,536 МГц, 5,000 МГц, 6,000 МГц, 7,000 МГц и 8,000 МГц. Установка минимального значения сузит отображаемый диапазон частот, но повысит помехозащищённость в полосе пропускания.
Частота дискретизации АЦП может регулироваться независимо от ширины полосы ПЧ, но должна быть равна или больше ширины полосы ПЧ.

SDRplayConfiguration2

Панель управления SDRplay.

HackRF

HackRF имеет только два ползунка усиления, LNA и VGA, есть также возможность включить входной усилитель MGA-81563 установив флажок в секцию “Amp”.
Доступные частоты дискретизации равняются 8, 10, 12.5, 16 и 20 MSPS.

 

hackrf_config

 

  Панель управления HackRF.

 Во второй части, мы будем производить реальные сравнительные испытания.

2 Часть >>



Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

два × два =