在 UHD 下使用 USRP 子板

UHD - Daughterboard Application Notes


子板 - 性能指标


下面是如何在 UHD 下使用各个子板的有趣的注解。最终该页面将会被扩展用来包含各个子板的完整性能指标。

Basic RX 和 LFRX

BasicRX 和 LFRX 子板各有 4 个子设备(subdevices):

  • 子设备 A - Subdevice A: 来自于天线 RXA 的信号
  • 子设备 B - Subdevice B: 来自于天线 RXB 的信号
  • 子设备 AB - Subdevice AB: 来自两个天线(IQ)的正交解调子设备(quadrature subdevice)
  • 子设备 BA - Subdevice BA: 来自两个天线(QI)的正交解调子设备(quadrature subdevice)

板上没有调制或解调单元也没有可编程增益。尽管会产生混频现象,但还是可以得到的下变频范围比 ADC 受限的 Nyquist 的采样频率大。

BasicRX 带宽 (Hz):

  • 真实信号 (A 或 B 子设备): 250M
  • 复合信号 (AB 或 BA 子设备): 500M

LFRX 带宽 (Hz):

  • 真实信号 (A 或 B 子设备): 33M
  • 复合信号 (AB 或 BA 子设备): 66M

Basic TX 和 LFTX

BasicTX 和 LFTX 子板各有 4 个子设备(subdevices):

  • 子设备 A - Subdevice A: 来自于天线 TXA 的信号
  • 子设备 B - Subdevice B: 来自于天线 TXB 的信号
  • 子设备 AB - Subdevice AB: 来自两个天线(IQ)的正交调制子设备(quadrature subdevice) 
  • 子设备 BA - Subdevice BA: 来自两个天线(QI)的正交调制子设备(quadrature subdevice)

板上没有调制或解调单元也没有可编程增益。尽管会产生混频现象,但还是可以得到的上变频范围比 ADC 受限的 Nyquist 的采样频率大。

BasicTX 带宽 (Hz): 250M

  • 真实信号 (A 或 B 子设备): 250M
  • 复合信号 (AB 或 BA 子设备): 500M

LFTX 带宽 (Hz): 33M

  • 真实信号 (A 或 B 子设备): 33M
  • 复合信号 (AB 或 BA 子设备): 66M

DBSRX

DBSRX 子板具有一个正交解调子设备。它被缺省地配置为直接转换,在 uhd::tune_request_t 下可以通过 lo_offset 被用作一个低中频

接收天线:J3

板上配置让用户可选天线

接收增益:

  • GC1, 范围: 0-56dB
  • GC2, 范围: 0-24dB

带宽 (Hz): 8M-66M

传感单元:

  • lo_locked: 用于 LO 锁定(LO lock state)的布尔标志

DBSRX2

DBSRX 子板具有一个正交解调子设备。它被缺省地配置为直接转换,在 uhd::tune_request_t 下可以通过 lo_offset 被用作一个低中频

接收天线:J3

板上配置让用户可选天线

接收增益:

  • GC1, 范围: 0-73dB
  • BBG, 范围: 0-15dB

带宽 (Hz): 8M-80M

传感单元:

  • lo_locked: 用于 LO 锁定(LO lock state)的布尔标志

RFX 系列 - RFX Series

RFX 系列子板具有 2 个正交调制解调子设备,一个发射,一个接收。发射缺省地被配置成低中频而接收直接转换。在 uhd::tune_request_t 中可以通过 lo_offset 来调整该中频。

RFX 系列子板具有独立的接收和发射的本地震荡器(LO's)和频率合成器,这使得其在不同的发射和接收频率的全双工的工作模式变得可能。

发射天线s: TX/RX

接收天线: TX/RXRX2

用户可以配置接收天线为 TX/RX 或 RX2。但是在全双工模式下,接收总是被配置为 RX2。

接收增益: PGA0, 范围: 0-70dB (RFX400 例外其范围为 0-45dB)

带宽 (Hz):

  • RX: 40M
  • TX: 40M

传感单元:

  • lo_locked: 用于 LO 锁定(LO lock state)的布尔标志 - boolean for LO lock state
  • rssi: rssi 的浮点 dBm 表示 - float for rssi in dBm

XCVR 2450

XCVR2450 子板具有 2 个正交调制解调子设备,一个发射,一个接收。发射和接收缺省地被配置成直接转换,但在 uhd::tune_request_t 中可以通过 lo_offset 被配置成低中频。

XCVR2450 子板的频率调整范围不是连续的,它包含一个高的带通 (4.9-6.0GHz) 及一个低的带通 (2.4-2.5GHz)。

发射天线: J1J2

接收天线: J1 or J2

XCVR2450 使用一个发射和接收共有的本地震荡(LO)。尽管 API 允许 RX 和 TX 的本地震荡可以被各自的设置,(但实际情况是)更改其中之一另外一个便跟随被更改。

XCVR2450 不支持全双工模式,任何全双工的试图只会招致“只有发射”的结果。

发射增益:

  • VGA, 范围: 0-30dB
  • BB, 范围: 0-5dB

接收增益:

  • LNA, 范围: 0-30.5dB
  • VGA, 范围: 0-62dB

带宽 (Hz):

  • RX: 15M, 19M, 28M, 36M; (each +-0, 5, or 10%)
  • TX: 24M, 36M, 48M

传感单元:

  • lo_locked: 用于 LO 锁定(LO lock state)的布尔标志 - boolean for LO lock state
  • rssi: rssi 的浮点 dBm 表示 - float for rssi in dBm

WBX 系列 - WBX Series

WBX 系列子板具有 2 个正交调制解调子设备,一个发射,一个接收。发射和接收缺省地被配置成直接转换,但在 uhd::tune_request_t 中可以通过 lo_offset 被配置成低中频。

WBX 系列子板具有独立的接收和发射的本地震荡器(LO's)和频率合成器,这使得其在不同的发射和接收频率的全双工的工作模式变得可能。

发射天线: TX/RX

接收天线: TX/RX or RX2

用户可以配置接收天线为 TX/RX 或 RX2。但是在全双工模式下,接收总是被配置为 RX2。

发射增益: PGA0, 范围: 0-25dB

接收增益: PGA0, 范围: 0-31.5dB

带宽 (Hz):

  • RX: 40M
  • TX: 40M

传感单元:

  • lo_locked: 用于 LO 锁定(LO lock state)的布尔标志

SBX 系列 - SBX Series

SBX 系列子板具有 2 个正交调制解调子设备,一个发射,一个接收。发射和接收缺省地被配置成直接转换,但在 uhd::tune_request_t 中可以通过 lo_offset 被配置成低中频。

SBX 系列子板具有独立的接收和发射的本地震荡器(LO's)和频率合成器,这使得其在不同的发射和接收频率的全双工的工作模式变得可能。

发射天线: TX/RX

接收天线: TX/RX or RX2

用户可以配置接收天线为 TX/RX 或 RX2。但是在全双工模式下,接收总是被配置为 RX2。

发射增益: PGA0, 范围: 0-31.5dB

接收增益: PGA0, 范围: 0-31.5dB

带宽 (Hz):

  • RX: 40M
  • TX: 40M

传感单元:

  • lo_locked: 用于 LO 锁定(LO lock state)的布尔标志

LEDs:

  • 所有的 LED 发光管闪烁表明子板控制程序正在初始化
  • TX LD: 发射频率合成锁相诊断 - Transmit Synthesizer Lock Detect
  • TX/RX: TX/RX 接收机天线端口(不针对 TX)
  • RX LD: 接收频率合成锁相诊断 - Receive Synthesizer Lock Detect
  • RX1/RX2: RX2 担当接收机的天线端口

TVRX

TVRX 子板只有一个真实信号子设备。它充当一个低中频的职责。

接收天线:RX

接收增益:

  • RF, 范围: -13.3-50.3dB (频率相关 - frequency-dependent)
  • IF, 范围: -1.5-32.5dB

带宽: 6MHz

TVRX2

TVRX2 子板具有两个真实信号子设备。它充当一个低中频的职责

接收子设备:

  • 子设备 RX1: 天线 J100 关联的真实信号
  • 子设备 RX2: 天线 J140 关联的真实信号

注: TVRX2 的 AGC 总是打开的,其程序可控增益便是其最终的用来通过 AGC 设置的 ADC 的增益。

接收增益:

  • IF, 范围: 0.0-30.0dB

带宽: 1.7MHz, 6MHz, 7MHz, 8MHz, 10MHz

传感单元:

  • lo_locked: 用于 LO 锁定(LO lock state)的布尔标志 - boolean for LO lock state
  • rssi: rssi 的浮点 dBm 表示 - float for rssi in dBm
  • temperature:浮点数表示的摄氏测量温度

子板 - 改制


有时,子板需要更改使得能够在某些频段工作或配合某些硬件的工作。在这种情况下改制便涉及对 SMT 表面贴片的移动或增减,以及对新形态的子板将 ID 烧结到 EEPROM 中。

DBSRX - Mod

Due to different clocking capabilities, the DBSRX will require modifications to operate on a non-USRP1 motherboard. On a USRP1 motherboard, a divided clock is provided from an FPGA pin because the standard daughterboard clock lines cannot provided a divided clock. However, on other USRP motherboards, the divided clock is provided over the standard daughterboard clock lines.

Step 1: 去掉时钟配置的电阻

去掉 R193(10 欧姆,封装 0603)然后将其放置在原先空白的 R194 处。麻烦的是这个部位的丝印不是很清晰。R193 是位于背面接插件 J2 的下面。R194 紧邻 R193 左下角。丝印对于 R193 没有问题,但是对于 R194 而言是倒置的而且部分丢失。如果 R193 丢失的话,可以使用任何合适的 0 到 10 欧姆的电阻替代。

Step 2: 将相关子板的 ID 写入 EEPROM

插入子板后运行下面的命令:

cd <install-path>/share/uhd/utils 
./usrp_burn_db_eeprom --id=0x000d --unit=RX --args=<args> --slot=<slot>
  • <args> 是设备的地址参数(如果只有一个 USRP 的话,它便是可选项)
  • <slot> 是子板插槽的名称(如果 USRP 只有一个插槽 Slot 的话,它便是可选项)

RFX - Mod

早期的 RFX 子板需要改动来使用母板的晶振。这种情况下, UHD 便会给出更改的警告。更改请遵循下面的步骤:

步骤 1: 去掉子板上的时钟

将 R64 移到 R84, 将 R142 移到 R153

步骤 2: 连接母板的功能块

将 R35 移到 R36, 将 R117 移到 R115 这些全是 0-ohm, 如果丢失一些的话,短接相关焊盘便可。

步骤 3: 将相关的子板的 ID 写入 EEPROM

插入子板后运行下面的命令:

cd <install-path>/share/uhd/utils
./usrp_burn_db_eeprom --id=<rx_id> --unit=RX --args=<args> --slot=<slot>
./usrp_burn_db_eeprom --id=<tx_id> --unit=TX --args=<args> --slot=<slot>
  • <rx_id> 选择子板的相关 RX ID
    • RFX400: 0x0024
    • RFX900: 0x0025
    • RFX1800: 0x0034
    • RFX1200: 0x0026
    • RFX2400: 0x0027
  • <tx_id> 选择子板的相关 TX ID
    • RFX400: 0x0028
    • RFX900: 0x0029
    • RFX1800: 0x0035
    • RFX1200: 0x002a
    • RFX2400: 0x002b
  • <args> 是设备的地址参数(如果只有一个 USRP 的话,它便是可选项)
  • <slot> 是子板插槽的名称(如果 USRP 只有一个插槽 Slot 的话,它便是可选项)





注:UHD - Daughterboard Application Notes(原文出处,翻译整理仅供参考!)