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各类SDR的USB接口一致性测试

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各类SDR的USB接口一致性测试

最近用高带宽示波器测了好几个SDR产品的USB2接口一致性。由于探头数量只有1个,所以不能测全所有的项目。但已经包含了最主要的USB眼图(信号质量)项目。

测试场景:

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待测件包含:

1.原版RTL-SDR 2.自制RTL-SDR 3.HackRF 4.无线电罗盘v0.8

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测试结果:

1.原版RTL-SDR能看到眼图,但抖动较大,而且幅度也过高了,导致眼图测试失败

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2.自制的RTL-SDR的波形的眼图比原版更差一些。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/7f8d7622394971f6b0412caac082ce7a.png https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/d6e61ec2d6087dc081abe9d9730a87f6.png

3.HackRF无法进入一致性测试模式,因此什么都测不了

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4.无线电罗盘接入usb协会的xhsett软件后会出现很多个设备,我猜测应该分别是hub芯片对外的接口,4个rtlsdr,1个cp2102芯片。

下面的这个0x424应该就是usb hub芯片,可以把它当作device来看眼图(准确做法应该是测hub的upstream,但也差不多)。

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上面几个0xbda应该都是rtlsdr的rtl2832u芯片,但是虽然也能进入测试模式,但无法看眼图。

下图高亮选中的0x10c4应该是cp2102芯片,不支持一致性测试模式。

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无线电罗盘v0.8的hub芯片眼图质量很好,应该跟我在这个版本做过阻抗控制有关。

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但是接在hub上的几个rtlsdr就没法测了,这个应该是因为测试方法导致的,因为经过了hub以后不能当作device测了,不是设备不过关,不然哪怕看不到眼图至少也应该能看到波形。

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我后来还给无线电罗盘接了一根USB线,仍然用device测hub芯片发现眼图恶化了不少。

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下面两张图,左边是没有接延长线,右侧是接了延长线的无线电罗盘v0.8 https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/ea8079426b8bc8fae6e12da15b90c8ee.png

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后来我还是想对比一下测同样的hub芯片,测试模式选择device和hub upstream的区别

测hub upstream时要选其中一个downstream的设备

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我测了几次发现有些时候眼图能过有些时候不行,并且多次实验后发现结果不重复。我怀疑不是硬件线路导致的问题,而是随机出现的。后来我用同一个downstream device,在所有软件设置和环境都不变的情况下,按了示波器上的single,看了不同时刻的波形,发现确实时好时坏。

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/e71ab4affdd2d9331b5678047ab12ae4.png https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/98538b742efc21d98a1903dc1e93b2f6.png

应该就是这个原因,导致测hub upstream时的结果重复性不高。

不仅如此,当我再次把罗盘当作device,接或不接延长线时的眼图对比,发现波形也是会有随机变化的。

接延长线时最好的波形也勉强能通过测试:

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https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/d33e6d93767468fce9048da166ead8ea.png

因此,我们统一都用同样的测试场景下的最好的波形为准,以下是无线电罗盘v0.8不接延长线,测hub upstream,在5个子设备(4个rtlsdr和1个cp2102)上的最好的眼图:

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https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/29065f1496321012ed7c0224d49510ac.png https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/bf19c8cd6cad15d426d4d31477d52005.png

我还又测了无线电罗盘v0.7看一下当时没有做阻抗控制的版本眼图会恶化多少。

左边是v0.8,右边是v0.7。没控制阻抗是有恶化,但不如usb延长线导致的问题严重。

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我还用hub upstream来测了无线电罗盘v0.7(v0.7的所有测试都没延长线)

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/5fa387367f0af770da4b293359d8029c.png https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/62c1029a2f1c6592e57ee8d265ac2e5e.png https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/37715b7e6d1ab4cb6104074b1f30707e.png

https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/e105c5a12140820d3700c0fa29bd7361.png https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/e5b01195e61c654d9817e9e5f0461919.png

上面几个图从左往右依次是rtlsdr1~4,最后的一张图是cp2102。其中rtlsdr3压到模板了。

所以结论就是:

1.不控制阻抗确实会恶化眼图(v0.7的恶化不只是阻抗,还有rtlsdr是分立的有接插件影响),但我认为阻抗问题的影响没有延长线大。

2.有时候测usb可能码型不对,要多测几次,直到能观测到合适的码型,测试才是有效的。

后面如果有机会还会测usb3接口的LimeSDR,敬请期待。