[перевод] Ремонт HackRF One

В данном форуме можно обсудить и найти информацию о SDR, в том числе о HackRF One, RTL-SDR и подобных устройствах, а также о программах SDRSharp, SDR Console и других
Ответить
Аватара пользователя

Автор темы
MiXeD
Новичок
Сообщения: 5
Зарегистрирован: 01 авг 2016, 04:09
Репутация: 12
Статус: Не в сети

[перевод] Ремонт HackRF One

Сообщение MiXeD » 08 сен 2016, 22:07


И снова здравствуйте. :)

Не прошло и месяца с момента приобретения мной HackRF One, а я уже успел его поломать. Благо, в наше время под рукой у каждого есть интернет и проблему удалось оперативно исправить. "Оперативно", если не считать ожидания заменяемых деталей и паяльного фена. :D
Наткнувшись на блог зарубежного электронщика-любителя с абсолютно идентичной проблемой был удивлён тем, что свой аппарат он спалил так же, как и я - при тестировании усилителя передачи. Если в кратце: ВСЕГДА (!) следите за индикатором передачи, когда приходится часто менять кабели или переподключать антенны, а так же после завершения КАЖДОГО (!) теста вещания не забывайте нажимать кнопку Reset, что бы быть уверенным в отключении передатчика. GNU Radio Companion не всегда отключает устройство после завершения flow graph даже нажатием на специальную кнопку из основного окна GRC (хотя, возможно это косяк версии установленной у меня). Если кого то напугал, то сразу скажу, что последствия - конечно, не катастрофа. HackRF будет всё так же работать на приём и передачу пока вы не включите усиление RF Gain (именно усиление передачи). То есть, мы теряем половину (или может даже больше), и без того слабой мощности передатчика. Так что, будьте внимательны и используйте надёжные соединения при вещании.

Далее, предлагаю свой перевод записи блога t4f про ремонт HackRF http://www.t4f.org/articles/repairing-the-hackrf/. Некоторые технические термины мог перевести немного некорректно - я всё же любитель, а не инженер, так что сильно не пинайте. :sorry:





Ремонт HackRF.

Я сломал свой HackRF One. Без понятия как, но я это сделал.

Во время тестирования усилителя мощности я не обнаружил передачи, вообще никакой. После проверки программного обеспечения, соединений и усилителя - понял, что проблема в моём HackRF. Он работает на приём, но не работатет на передачу. Точнее, я не могу производить вещание при настройке HackRF на средней-высокой мощностях. Тем не менее, при настройке на низкую мощность - передача работатет.

Быстрая проверка по схеме подтвердила мои опасения: сгорел каскад усилителя мощности.

Как определить, сожгли ли вы свои PA- или LNA-каскады.

HackRF One использует два усилителя Avago MGA-81563. Этот чип усиливает входной сигнал на 14 дБ. В HackRF он используется в качестве усилителя мощности (PA) для передачи и как малошумящий усилитель (LNA) для приема. На печатной плате они помечены как U25 и U13 соответственно.

hackRF_sch-1024x617.png
HackRF One – LNA и PA на схеме.

Два ВЧ-переключателя Skyworks Sky13317 (U12 и U14 на схеме) - соединяют антенну с LNA и PA или просто обходят усилители. При работе с HackRF в GNU Radio, параметр RF = 14 включает усилители, а RF = 0 отключает/обходит их.

Найти неисправный LNA (усилитель RX-сигнала) очень легко. Вам просто нужно запустить программу osmocom_fft (можете найти её в гр-osmosdr пакете Pybombs) и выставить частоту, где транслируются передачи (например: УКВ-диапазон). Установите IF и BB усиление где-то в середине шкалы (около 16 и 26 дБ соответственно), а усиление RF на 0. Измерьте уровень принимаемых сигналов, затем установите усиление RF на 14 и сделайте замер снова. Вы должны получить небольшое усиление около 14 дБ. Если при переключение RF на 14 происходит затухание сигналов вместо усиления, LNA (U25 в схеме) неисправен и вам необходимо его заменить.
На следующем рисунке показан рабочий LNA. Когда RF установлен на 14, сигнал усиливается почти на 14 дБ.

osmocom_fft_lna_ON_OFF-1024x452.png
Osmocom_fft. Сравнение включённого и отключённого LNA.

Диагностировать неисправность PA сложнее, так как вам необходимо использовать сторонний инструмент для измерения выходной мощности. Это может быть другой HackRF или дешевый SDR, такой как RTL-SDR. Я буду использовать анализатор спектра.
Используя GNU Radio Companion для вещания несущей, настройте коэффициент усиления IF на 47, а коэффициент усиления RF в 0. Измерьте выходную мощность, затем установите усиление RF на 14 и сделайте замер снова. Если вы не видите увеличения примерно на 14 децибел, а вместо этого видите ослабление сигнала - ваш PA (U13 на схеме) неисправен и вам необходимо его заменить.

testingHackRF.png
Программа, составленная в GNU Radio Companion для проверки HackRF.

На следующем рисунке показан вывод моего HackRF с выключенным и включённым PA. Как вы можете видеть, сигнал с выключенным PA сильнее. Это указывает на то, что он сгорел.

Broken-HackRF-1024x305.png
Неисправный HackRF. Слева: выключенный PA – справа: включённый PA.

В основном, ломают LNA подавая слишком большую мощность на вход. Максимальный уровень RX-сигнала для HackRF - это -5 дБм. Я читал в Интернете о людях, которые подключали свои 5 Ватт (37 дБм) напрямую ко входу HackRF без аттенюатора. Волшебный дымок обеспечен!

PA можно убить отсутствием сопротивления антенны. Вещание без антенны или неправильное её подключение создаёт высокую отражённую мощность, которая может убить усилитель. В моем случае - я не знал, что HackRF продолжает передачу, даже если остановить приложение. Для того, чтобы HackRF прекратил вещание, необходимо нажать кнопку сброса. Вероятно, я убил свой HackRF при подключениях и отключениях внешнего усилителя мощности во время его тестирования.

Ремонт.

Итак, вам необходимо заменить сгоревший усилитель. Замену можно купить в Farnell, Digikey, Mouser и подобных магазинах за менее, чем 3€. Следующее изображение показывает расположение LNA и PA (U25 и U13) на печатной плате. Синяя стрелка указывает на LNA (U25), а красная на PA (U13):

PCB.jpg
Плата HackRF. Синяя стрелка: LNA. Красная стрелка: PA.

Я рекомендую вам использовать термовоздушную паяльную станцию и много флюса. Если у вас её нет, то при наличии опыта можете воспользоваться обычным паяльником с хорошим жалом.

После того, как вы замените сломанные усилители, повторите тесты для проверки их работоспособности. Если после замены MGA-81563 ваш HackRF всё ещё не работает должным образом, я бы попробовал заменить ВЧ-переключатели Sky13317 (U12 и U14).

Теги:

Аватара пользователя

Автор темы
MiXeD
Новичок
Сообщения: 5
Зарегистрирован: 01 авг 2016, 04:09
Репутация: 12
Статус: Не в сети

[перевод] Ремонт HackRF One

Сообщение MiXeD » 08 сен 2016, 22:31


Чуть не забыл: если, что - заказывал замену всё также на Али. При поиске выдаёт различные модификации этого чипа. Я выбрал MGA-81563-TR1G, пока полёт нормальный. :soldering:

Думаю, на фото из перевода не особо заметно, но на самом деле чип чуть меньше спичечной головки. Менять его - это жесть. Не знаю как автор оригинальной статьи предлагал перепаять его паяльником, если вдруг не будет фена.


20160906_153012.jpg
Поставляют такие чипы минимум по три штуки. Видимо из-за размеров.

20160906_153117.jpg
Кусок упакованных чипов MGA-81563-TR1G в сравнении со спичечным коробком.
Последний раз редактировалось DesignerMix 08 сен 2016, 22:56, всего редактировалось 1 раз.
Причина: Уменьшил вес фотографий (хостинг не резиновый)

Аватара пользователя

DesignerMix
Администратор
Администратор
Сообщения: 4451
Зарегистрирован: 25 апр 2014, 10:51
Есть ответ: 170
Репутация: 547
Откуда: Белгород
Контактная информация:
Статус: Не в сети

[перевод] Ремонт HackRF One

Сообщение DesignerMix » 08 сен 2016, 23:01


MiXeD писал(а):Источник цитаты ВСЕГДА (!) следите за индикатором передачи, когда приходится часто менять кабели или переподключать антенны, а так же после завершения КАЖДОГО (!) теста вещания не забывайте нажимать кнопку Reset, что бы быть уверенным в отключении передатчика.

Ценный совет! Буду теперь более аккуратен хотя пока что на передачу работаю мало.

За перевод статьи отдельное спасибо! Наверняка кому-нибудь пригодится, думаю что на русском такого материала еще не было.

Ну и конечно поздравляю что удалось все восстановить :super:

PS: Я уменьшил размер ваших фотографий из второго сообщения и перезалил их т.к. на хостинге очень мало места и приходится экономить на всем.

Аватара пользователя

Автор темы
MiXeD
Новичок
Сообщения: 5
Зарегистрирован: 01 авг 2016, 04:09
Репутация: 12
Статус: Не в сети

[перевод] Ремонт HackRF One

Сообщение MiXeD » 08 сен 2016, 23:38


DesignerMix писал(а):Источник цитаты PS: Я уменьшил размер ваших фотографий из второго сообщения и перезалил их т.к. на хостинге очень мало места и приходится экономить на всем.

Пардон, впредь буду сжимать картинки.


Заметил, что GRC всё же начал отключать передачу, если в блоке Options пункт Generate Options установить на WX GUI.

Аватара пользователя

DesignerMix
Администратор
Администратор
Сообщения: 4451
Зарегистрирован: 25 апр 2014, 10:51
Есть ответ: 170
Репутация: 547
Откуда: Белгород
Контактная информация:
Статус: Не в сети

[перевод] Ремонт HackRF One

Сообщение DesignerMix » 26 сен 2016, 10:32


Нашел интересное видео где тестируют передачу с подключенной эквивалентной нагрузкой, без нее, с неисправной антенной и с КЗ на антенном разъеме. При этом там замеряют ток потребления и температуру. Правда все это не на HackRF а на радиостанции, но думаю что это очень наглядный пример для этой темы.

Вот само видео:



oneon
Новичок
Сообщения: 16
Зарегистрирован: 09 авг 2016, 09:03
Репутация: 6
Статус: Не в сети

[перевод] Ремонт HackRF One

Сообщение oneon » 02 окт 2016, 14:03


MiXeD отдельное спасибо за перевод статьи.
После прочтения статьи у меня возник вопрос. В статье указано что "Максимальный уровень RX-сигнала для HackRF - это -5 дБм" . Так как в свое время мне достался усилитель LNA4ALL я его модифицировал для использования с HackRF.
LNA4ALLHackRFmod.jpg

http://lna4all.blogspot.com/

В описании на данный усилитель говориться
The amplifier is built around Mini-Circuits PSA4-5043+ E-PHEMT Ultra Low noise MMIC amplifier operating from 50 MHz to 4 GHz. Small SOT-343 package combine low noise and high IP3 performance with internal match to 50 ohms. Manufacturer declare a 0.75dB NF @ 1 GHz and 0.98dB NF @ 2 GHz with IP3 value reaching 33.5dBm.

Получается его использовать нельзя? Помогите пожалуйста разобраться а то не хочется заниматься ремонтом :sorry:

Аватара пользователя

Автор темы
MiXeD
Новичок
Сообщения: 5
Зарегистрирован: 01 авг 2016, 04:09
Репутация: 12
Статус: Не в сети

[перевод] Ремонт HackRF One

Сообщение MiXeD » 10 окт 2016, 06:57


oneon писал(а):Источник цитаты Помогите пожалуйста разобраться а то не хочется заниматься ремонтом :sorry:

Доброго времени суток.

Извиняюсь за слишком поздний ответ, да и ответа по сути не получится. Даже наоборот - присоединюсь к вопросу.
После поисков по интернету оказалось, что здесь не обойтись без хороших математических познаний и будет не плохо, если появятся "подкованные" в этой теме люди. Ниже приведу свои рассуждения, полагаться на которые естественно можно только на свой риск.

Из википедии:
Децибел - безразмерная единица, придумана для упрощения вычислений. И измеряют ей не только усиление мощности. Самое важное - это то, что для расчёта необходимо так называемое опорное значение. А вот откуда его брать - без понятия.

Теперь немного логики:
LNA4ALL - усилитель, позиционируемый как универсальный для приёма и передачи. Такие усилители работают по принципу: источник высокочастотного тока мы усиливаем с помощью дополнительного питания (может это и есть опорное значение?) в несколько раз - те самые магические дБ (кстати, если я правильно понял, у вас выполнена модификация для фантомного питания через антенный разъём).
Грубо говоря: при усилении передачи, мы подаём в усилитель приличную концентрацию ВЧ-токов, так как наш источник подключён напрямую. В случае усиления приёма, наш источник - это антенна и токи, губительной для HackRF силой могут сконцентрироваться на ней только если размахивать излучателем передатчика в пределах 2-3 метров. К тому же, в интернете есть статья-сравнение приёмных возможностей AirSpy, SDRPlay и HackRF. В одном из тестов, LNA4ALL подключали к нашему приёмнику и ничего плохого не случилось. Более того, находил подключение этого усилителя к RTL-SDR, чувствительность которого в разы выше HackRF и соответственно спалить это "китайское поделие" шансов больше, но также ничего не произошло.

Аватара пользователя

blizz
Новичок
Сообщения: 6
Зарегистрирован: 14 окт 2016, 19:35
Репутация: 1
Контактная информация:
Статус: Не в сети

[перевод] Ремонт HackRF One

Сообщение blizz » 14 окт 2016, 19:38


Добрый день всем!
Подскажите купил hackrf one с алиекспресса подключил и не могу понять, почему он мне показывает везде пик по середине, при чем на любой частоте
Снимок экрана 2016-10-14 в 18.28.18.png

Снимок экрана 2016-10-14 в 18.19.51.png


pressurefm
Новичок
Сообщения: 1
Зарегистрирован: 29 сен 2016, 08:30
Репутация: 0
Статус: Не в сети

[перевод] Ремонт HackRF One

Сообщение pressurefm » 14 окт 2016, 20:54


blizz, это является нормой, это смещение по постоянному току, в таких устройствах так и будет, просто смещай немного частоту.
Еще можно попробовать обновить прошивку на HackRF и программу просмотра.
В данный момент времени у меня такая же история.

Аватара пользователя

DesignerMix
Администратор
Администратор
Сообщения: 4451
Зарегистрирован: 25 апр 2014, 10:51
Есть ответ: 170
Репутация: 547
Откуда: Белгород
Контактная информация:
Статус: Не в сети

[перевод] Ремонт HackRF One

Сообщение DesignerMix » 14 окт 2016, 21:07


blizz, Да, как посоветовал pressurefm обновление прошивки немного решает данную "проблему", но полностью избавиться от таких пиков на данный момент не получается. У меня все также. Кстати в софте под винду (вроде SDRSharp) можно выставить галочку Correct IQ и это также сгладит такие всплески.

Аватара пользователя

blizz
Новичок
Сообщения: 6
Зарегистрирован: 14 окт 2016, 19:35
Репутация: 1
Контактная информация:
Статус: Не в сети

[перевод] Ремонт HackRF One

Сообщение blizz » 14 окт 2016, 21:43


DesignerMix, pressurefm, А на какую прошивку лучше обновиться? Сейчас стоит Firmware Version: 2015.07.2
А я чуть спор не открыл с продавцом)) Думал хардварная проблема, просто у греатскоттгаджест на видоуроках такого не замечал, теперь посмотрел еще раз и увидел))

Аватара пользователя

DesignerMix
Администратор
Администратор
Сообщения: 4451
Зарегистрирован: 25 апр 2014, 10:51
Есть ответ: 170
Репутация: 547
Откуда: Белгород
Контактная информация:
Статус: Не в сети

[перевод] Ремонт HackRF One

Сообщение DesignerMix » 14 окт 2016, 22:04


blizz писал(а):Источник цитаты Сейчас стоит Firmware Version: 2015.07.2

Это самая последняя официальная стабильная прошивка (https://github.com/mossmann/hackrf/releases/), так что обновляться не на что, разве что можно поискать какие-нибудь бета-версии или прошивки от сторонних разработчиков.

Я однажды прошивал HackRF сторонней прошивкой, но не с целью избавиться от таких пиков, а с целью отвязаться от компьютера... В общем описывал тут - http://dmyt.ru/forum/viewtopic.php?p=9226#p9226

Аватара пользователя

blizz
Новичок
Сообщения: 6
Зарегистрирован: 14 окт 2016, 19:35
Репутация: 1
Контактная информация:
Статус: Не в сети

[перевод] Ремонт HackRF One

Сообщение blizz » 14 окт 2016, 22:08


DesignerMix, Спаибо за инфу, давно вас на youtube не видно очень интересно было смотреть)
Я просто после rtl-sdr, там такого нет. Тогда жду LimeSDR, посмотрим что у нее там.
Интересно у USPR такие же болезни?

Аватара пользователя

DesignerMix
Администратор
Администратор
Сообщения: 4451
Зарегистрирован: 25 апр 2014, 10:51
Есть ответ: 170
Репутация: 547
Откуда: Белгород
Контактная информация:
Статус: Не в сети

[перевод] Ремонт HackRF One

Сообщение DesignerMix » 14 окт 2016, 22:37


blizz писал(а):Источник цитаты Я просто после rtl-sdr, там такого нет

Когда у меня был rtl-sdr то там тоже были пики. Странно что у вас их нет.