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取代RTLSDR的新型SDR项目，msiSDR预研情况
smith2019/03/24无线电 IP:广东

在SDR领域，RTLSDR是好东西，可惜就是升级空间太低了，不管是修改RF-font电路，还是换用TXCO，还是使用上变频来扩展使用HF频段。感觉效果还是离专业HF波段SDR设备有很大差距。

RTLSDR的限制主要有：

1.tunner 芯片设计的时候没有考虑到HF、LF波段的需求，导致不得不使用直采或者上变频来解决，前者没有LNA放大，后者会引入更多的杂信号干扰

2. ADC只有8bit！， 只有8bit！， 只有8bit！，重要的事情说三遍，这个是最大的硬伤，导致信号分辨率低很多，

采样率每增加1bit，接收机信噪比增加6db。对于需要分析一些特殊调制信号，如OFDM、64QAM调制等场合，已经很难适用

3. 采样带宽太低，没记错的话只有2.56Mbps吧

下图是一个典型的RTLSDR电视棒

rtlsdr.jpg

 幸运的是，sdrplay社区发现了一颗新星的芯片模组（msi2500/msi001）,这两颗芯片同样来自于电视棒，但是是更新的电视棒芯片，性能更好，价格也很低，两颗芯片

的单价都在1~2美元以内，淘宝和各大芯片商业可以散卖。经过sdrplay社区的发展，软件支持也很完善，现在已经支持SDR#、HDSDR、GNUradio、还有sdrplay社区开

发的SDRUno软件，驱动也支持多个平台，Win系列，Ubuntu linux，Android.....

msi2500的pdf文件如下

attachment icon MSi2500 Datasheet R1P1.pdf 645.94KB PDF 4456次下载 预览

 

msi2500芯片是AD转换和数字处理单元，msi001是tunner，最重要的是msi2500的ADC是12bit的，其中msi2500的框图如下，其中还有一个8051的核心，可以外挂e2prom编写代码作控制用途

msi2500.png

sdrplay也公开了sdrplay rsp 1的框图和原理图

rsp2-diagram.jpg

 

attachment icon SDRplay_RSP_Schematics_r2p2.pdf 78.01KB PDF 2567次下载 预览

 但是原版的sdrplay rsp的价格就不厚道了，价格几乎在1400人民币左右，sdrplay社区毕竟贡献了较多的在软件上，硬件收费贵一点倒是可以理解的，但是在于我国不利于推广。

毕竟稍微加600元人民币就可以买kiwisdr了。不过sdrplay把原理图公布出来了，国内就能仿制了，考虑到其电路图比较简单，我这边也投入了一些研究。

下图为原版的sdrplay rsp1（来源于网络）

sdrplay1.jpg

 

参数，其实三个版本都是msi2500，只是部分器件进行了修改：

sdrpaly_key.png

 

拆解后（也是来源于网络）

pcb_top.jpg

 


 由于1400的正版感觉定价还是太高，我没有买正版，而是选择了自己根据RSP1的原理图画PCB自制，pcb软件使用kicad。计划分两步来做，前期第一版只做实验，只确保芯片能够跑起来

第二版成品。


PCB图我上传到了github，开源：

XXXXXXXXXXXXXXXXXX/11tools/msiSDR


原理图框图如下：

kuang1.png

 

RF前端没有采用RSP1的，而是把kiwi的RF前端嫁接过来，另外LDO也换了一下，换成更常见的芯片

kuang2.png

 

PCB layout结果

pcb.png

 接着就是打样，我只打样PCB，自己贴片，但是结果是沮丧的，样板做出来后，msi2500 的usb没有枚举，测量晶体也没有起震。

kuang2.png

 

IMG_20190324_205906.jpg

 

最后想了一下，还是需要一台实体样机才能方便研究。不过到了现在已经有很多几位BA开头的HAM大佬开始仿制并销售了，价格也不贵在360~450左右，于是买了一台，研究了一下，

这里我不做广告，大家可自行到某宝咸鱼等软件上面搜，即可搜到


IMG_20190324_184603.jpg


发现我的一个Power Supply引脚居然接地了！而且电路画的不好很难改。只有改版了。。。。


但是这段时间我测试了一下仿制的sdrplay rsp的使用情况，感觉还是很不错的。下图是SDRuno的界面

sdruno.png

 可以看见SDRuno的界面明显比HDSDR的更有科技感，使用上手也很简单，会SDR#基本会用

重要的是接收效果，经过测评，其效果接近KiwiSDR，接收SSB信号清晰，杂音少，CW信号也清晰。可轻松配合CWSkimmer和WSJT等软件使用。

 

[修改于 5年8个月前 - 2019/03/28 21:21:16]

+5  科创币    虎哥    2019/03/24 好东西，解决了普及和性能之间的矛盾
+5  科创币    zx-16533    2019/03/24 前排支持一个
+1  科创币    LED    2019/05/10 支持
来自：电子信息 / 无线电
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~~空空如也
smith 作者
5年8个月前 IP:广东
856221
1楼

目前我自己的msisdr开源计划还会继续，不过后续可能会偏向一些用途，比如利用其GPIO和可编程的功能，用来做可收发的数传电台等等，当然我这边需要开发，如果有对msi2500的SDR感兴趣的同学，也可以一同参与，一起搞一下。

目前大部分大牛还是没有公开msi2500的PCB的设计或者文档的，看了一下我是第一个😆，如果能在科创做出来的话，这也是科创的一个不错的项目，可以在科创更多的普及专业的SDR技术（吸引更多的童鞋入坑）

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smith作者
5年8个月前 IP:广东
856226
2楼

另外目前看来msi2500的遗憾是没有涵盖2.4G的频率范围，如果包括了，说不定可以做蓝牙wifi或者4G信号的侦听。

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5年8个月前 IP:广东
856288
7楼
引用wzh19940105发表于6楼的内容
请问灵敏度能到多少

接收灵敏度和很多因素有关的，要看LNA，ADC，数字DDC期间产生的噪声等等，目前msi001的LNA是专门有对HF设计的，另外12bit ADC也有很大改善。我手上没有想关的仪器可以测试，不过可以查一下sdrplay的参数

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smith作者
5年8个月前 修改于 5年8个月前 IP:香港
856407
10楼

最新的R1P1的文档有接收灵敏度和ADC位数，其中ADC位数是可以动态调整的

Screenshot_2019-03-28 Slide 1 - RSPDuo-Technical-Information-R1P1 pdf.png

 

 

attachment icon RSPDuo-Technical-Information-R1P1.pdf 2.04MB PDF 702次下载 预览

 

Screenshot_2019-03-28 Slide 1 - RSPDuo-Technical-Information-R1P1 pdf(1).png

 



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5年8个月前 IP:广东
856421
13楼
引用154454496发表于11楼的内容
业余射电天文！找到同行了！我这边的方案是高频头+RTLSDR，如果楼主这个搞得成并且价格合适（100...

上面的两位搞射电望远镜的倒是可以参考一下这个项目，不过这个是用Airspy搞得，SDR设备不是关键，关键还是成像算法

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/grcon/grcon18/presentations/open_source_radio_telescopes/2-John_Makous-OSRT.pdf

attachment icon 2-John_Makous-OSRT.pdf 2.18MB PDF 463次下载 预览

天线

shedian.png

 滤波器

shedian2.png

 GNUradio处理

shedian3.png

 成像

shendian4.png

 

据PPT介绍可以分析氢的分布情况

 

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5年8个月前 IP:广东
856552
17楼
引用mfkiwl发表于14楼的内容
LZ有新的进展么？是不是开始搞第二版了

还在解决晶振不起振的问题

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5年8个月前 修改于 5年8个月前 IP:广东
856935
23楼
引用fei666888发表于20楼的内容
     

看样子都是用了有源晶振，最近做了实验，这个msi2500比较坑，虽然提供原理图是使用无源晶振的，但是实际测试使用无源晶振根本无法起振。你的PCB可以开源吗。想参考一下

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5年8个月前 修改于 5年8个月前 IP:广东
856999
27楼

更新了一下github上面的原理图，把晶振换成有源晶振了，24M的晶振不太好找，等我到公司要到一两个做实验验证没问题再打样一版试试

msi.png

 

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5年8个月前 IP:广东
857066
31楼
引用mfkiwl发表于28楼的内容
最早一版的，2500的v15_vco引脚（17脚）接地了，估计这个可能导致不起振

这个我也怀疑过，确实打样后来发现接地了，发现这种低级错误之后超级郁闷，而且PCB画的不好还改不来，但我后面找到了另外一个仿sdrplay的pcb（我没找他要PCB图纸），他的PCB是没有问题的，设计了无源晶振和有源晶振两种方式，焊接无源晶振上之后也不起振。他的产品实际是有有源晶振的，我就只有等到有源

pcb1.png

 晶振到货了才能继续看了


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smith作者
5年8个月前 修改于 5年8个月前 IP:广东
857067
32楼

另外未来的todo：

1.把PCB适配放进市面上那种rtlsdr的铁盒子里面，这样有现成的模具

2.研究一下android/debian等Linux的API，这样可以和ARM的Android/debian系统配合起来，做出小型网络服务器，向KiwiSDR那样网络访问使用

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smith作者
5年8个月前 IP:广东
857068
33楼

顺便请教一下，PCB打样的厂家买不到msi2500的芯片，我不得不自己焊接，有没有什么便宜的小规模代贴片焊接的业务吗

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5年8个月前 IP:广东
857339
45楼

更新一下进展，还是晶振的问题，虽然找到了四个角的贴片晶振，结果发现还是无源的，导致LDO烧毁，现在还在找24M的有源晶振

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5年8个月前 IP:广东
857347
48楼
引用Sion发表于47楼的内容
无源晶振为什么会导致LDO烧毁...EN没过电阻直接上了VCC？


xn.png

 

sn.png

上图是无源晶振，下图是有源晶振，无源的2和4都是GND，内部是短路的，有源的恰好是GND，VCC，有源的电路误用无源的结果就是短路，LDO冒烟

 

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5年8个月前 IP:广东
857430
57楼
引用chaplin1999发表于53楼的内容
24M的有源晶振 ,几个的话直接去立创商城吧，虽然贵点。XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX...

目前的版本修复了一些错误，更换了一些元件，但还未打样验证

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smith作者
5年8个月前 IP:香港
857460
59楼
引用fei666888发表于58楼的内容
赶紧打样验证，你这个速度太慢，你这个时间我都可以搞三个出来了

如果你有自己做了什么的话，建议自己单独发帖讨论。我自己的进展我自己安排

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smith作者
5年8个月前 IP:广东
857494
64楼

使用有源晶振后，Power Management 部分的电路输出的电平测量正常了，芯片应该工作了，但是USB依然没有枚举，有空再继续测试，怀疑是这两个二极管的问题

dinode.png

 

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5年8个月前 IP:广东
857877
68楼
引用chaplin1999发表于67楼的内容
ESD 不要那个分立的，直接PRTR5V0U2X 吧！这个一直用

找到了BAV99了，还是可以用的

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smith作者
5年8个月前 IP:广东
857880
69楼

最新的情况解决了USB枚举的问题了，很重要的一步

sdrplay.png


一是晶振必须要有源晶振或者TXCO，二是BAV99也必须焊接上，三是有几个电容必须焊接上，在这个上面摸索了好一段时间

 

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smith作者
5年8个月前 IP:广东
857884
71楼
引用mfkiwl发表于70楼的内容
不错不错。赶紧上驱动读。下数据吧，测个电压波形之类的，确认ADC部分正常不，还有SPI。不过。感觉应...

接下来调试tunner，差不多也可以启动第二版PCB的计划了

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smith作者
5年8个月前 IP:香港
857944
75楼
引用chaplin1999发表于74楼的内容
感谢分享,msi2500网上没有看到完整的手册，tunner倒是有 

不错的文档资料，后续调试msi001也不慌了，msi2500确实的文档确实比较少，也没有最小系统的图，导致调试有很多的坑

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smith作者
5年7个月前 IP:广东
858273
77楼
引用喜sama发表于76楼的内容
楼主6666 请问改进后的pcb画好了嘛

IMG_20190501_205702.jpg

 修改了一版，现在msi2500 是调通了，但是msi001还有问题，SPI数据有发送过去，但是msi001没有切换到AM模式，还在查找原因

attachment icon msiSDR.zip 1.28MB ZIP 288次下载

 

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smith作者
5年7个月前 IP:广东
858297
79楼

and.png

现在不清楚msi001切换不到AM模式是否这个与门是否有关系，因为原来sdrplay的spi_clk是和gpio1与运算的结果，gpio1一直都是高电平的，所以我设计的时候就省掉了这个元件直接与msi2500的spi_clk连接。

 

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smith作者
5年7个月前 IP:广东
858312
81楼
引用fei666888发表于80楼的内容
 没关系，这个可以直接去掉，时钟直连过去，顺便展示一下前两天花五元打的板子  

五块钱能帮忙贴片？

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smith作者
5年7个月前 修改于 5年7个月前 IP:广东
858486
87楼

msi001没有工作的问题也查清楚了，又是低级错误，有一排VCC没有连接，还好可以飞线，飞了一根线就好了，现在测试已经可以收到短波信号啦，兴奋！

error.png

 


error2.png

 解决这里之后，就完全可以用啦，轻松接收中国之声的日本语广播和上海港口的无线电传信号

xiaoguo.png

 

xiaoguo2.png

 


IMG_20190506_222823.jpg

 

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smith作者
5年7个月前 IP:广东
858488
88楼

总结一下开发的时候遇到的bug

1. 第一版的Power Supply画错短接

2. 第一版的LDO画错，虽然可以换元件解决。

3.无源晶振不起振

4.购买到假的有源晶振（无源冒充有源）导致LDO烧毁

5.QFN焊接不良导致不枚举

XXXXC_GPIO没有连接电容导致输出电压不够（不过这个似乎不影响电路）

XXXXI001的4个VCC没有连接到VRF（解决了这个电路就work啦）

为什么会出现这么多bug呢，一部分原因是检查不够仔细，其次是因为我对官方的电路进行了修改，costdown了一部分，看样子第一次调试确实不应该这样做

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smith作者
5年7个月前 IP:香港
858492
90楼
引用zx-16533发表于89楼的内容
楼主出套件吗

第一版PCB只是实验性质，功能还不太完全吧，另外这个估计不好出套件，因为IC是QFN封装的，不利于焊接，只能出成品或者焊好IC

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smith作者
5年7个月前 IP:广东
858569
95楼

github更新了一下，修正了错误，这是msiSDR V1版的最后一个版本了。可以直接把gerber文件发去打样。

后面研究一下把天线开关加上去支持多个频段

attachment icon msiSDR.zip 9.79MB ZIP 500次下载

 

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smith作者
5年7个月前 IP:广东
858571
96楼

另外吐槽一开发msiSDR这个项目的投入全是硬件，花了太多的时间在解决手动焊接各种虚焊等低级问题上。意义不大。个人还是对KiwiSDR的技术感兴趣一点。如果打算自己做得话，建议还是开SMT贴好一点

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smith作者
5年7个月前 IP:广东
858611
99楼
引用teenagerold发表于98楼的内容
看楼主一步步解决了问题，恭喜恭喜。重要的是这个过程，折腾好了就索然无味了😂

PCB虚焊真的很恶心，绝大多数时间在折腾解决虚焊的问题，后面研究一下结合android手机做成便携式的VHF接收器，可以接收航空广播

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smith作者
5年7个月前 IP:广东
858616
101楼
引用zx-16533发表于100楼的内容
我这用风枪+锡膏焊QFN似乎没有出现过这么多蛋疼的问题。。感觉可能是方法不同？我的感觉是等锡膏逐渐融...

你做了钢网吗？我没有做过钢网，如果不用钢网的话锡膏应该用不了吧，我是第一焊接QFN，百度了一下QFN焊接方法就开干了，多弄了几次之后勉强能用了，但是出现过板子用着用着突然不能用了，拿去用热风枪吹一下芯片拿回来又能用之类的奇葩问题，估计还是锡过多虚焊导致的

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smith作者
5年7个月前 IP:广东
858619
103楼
引用zx-16533发表于102楼的内容
这个没有用钢网，直接涂的锡膏，温度到了稍微碰一碰锡膏就会自动分开。之前用钢网和家用烤炉也焊过，除了一...

查了一下果然不用钢网用锡膏也能焊。。。谢谢了，下一版我买点锡膏来试试

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smith作者
5年7个月前 修改于 5年7个月前 IP:香港
858765
109楼

现在有个想法是在SPI总线上放一颗CPLD或者8051芯片，获取到msi2500设置下来的频率信息，再用DDS芯片合成频率，结合电键，这样就可以做出一个CW QRP的机器了，网上关于msi2500的资料还是太少了，另外E2PROM好像是用来该PID VID的，不知道能否用于编程

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smith作者
5年7个月前 IP:香港
858782
111楼
引用mfkiwl发表于110楼的内容
这个搞复杂了吧

不复杂，就像增强版的超级章鱼5瓦发报机

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smith作者
5年6个月前 IP:广东
859360
114楼

话说有人知道短波电台是如何实现双工的吗，需要两根天线？ 我现在在设计发射电路部分，如果只有一根天线的话是否只能使用半双工了

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smith作者
5年6个月前 IP:香港
859379
119楼
引用虎哥发表于118楼的内容
似乎现在的小型电台，不论业余机还是专业机，都是按下电键就关闭接收机的部分电路，且扬声器静音一段时间（...

学习了，看样子还是发射的时候关闭接收机电路比较简单，这方面我参考一下章鱼/BITX40等机的电路设计

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smith作者
5年6个月前 IP:广东
859978
121楼
引用mfkiwl发表于120楼的内容
用过的兄弟来说说，msi001+msi2500芯片在低中频模式下，有办法设置超过2M的带宽么

好像不行，HDSDR里面切换到低中频无法设置超过2M

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smith作者
5年4个月前 IP:香港
861830
124楼
引用不沉的Sam发表于123楼的内容
调好了吗？给大伙上上眼？

已经调好了，见前面的发帖。

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smith作者
4年10个月前 IP:香港
871397
139楼

看见大家很活跃有点高兴啊，这个项目还是挺有意义的，可以从RTLSDR时代的“人人有SDR用”扩展到MSISDR的“人人有SDR做”

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smith作者
4年9个月前 IP:广东
872608
143楼
引用weiyu发表于142楼的内容
兄弟airspyr2图纸哪里能找到？github没看到啊

他的在百度发了贴：

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/p/6114378165?red_tag=1615493391

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smith作者
4年9个月前 IP:广东
872639
145楼
引用weiyu发表于144楼的内容
那个msi2500在不同频率下gpio输出电频是啥样的？看电路图分析出这样只有30到60兆的有三种组...

我都没印象了，估计要实际测一下

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smith作者
4年9个月前 IP:广东
874408
149楼
引用BH1VSM发表于148楼的内容
谢谢Smith老师，我做了一版sdr正在焊接，希望能加微信方便向老师学习

直接在论坛回复吧，论坛的高手们更多，能解答的问题也更多

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smith作者
4年8个月前 IP:广东
875970
153楼
引用BH1VSM发表于152楼的内容
我做的灵敏度有点低，不知道哪里问题，半路出家😂

得看看你的前端是什么电路

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smith作者
4年4个月前 IP:广东
883821
165楼
引用ZeroDing发表于164楼的内容
请问msi001正常工作时射频电路的各点电压值是多少（没有示波器，只能测电压），仿官方原理图做了一个...

从频率图上看似乎已经工作了的，没工作不是这种效果，检查一下天线和输入前端有没有问题

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smith作者
4年2个月前 IP:香港
886242
172楼
引用kc-89282发表于171楼的内容
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当初做的时候没有做SMT啊，另外这些元件都在嘉立创找得到的，做SMT应该也不难

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smith作者
1年3个月前 IP:广东
924026
183楼
引用广岛秋泽发表于182楼的内容
Msi芯片好像停产了

大伙的山寨影响到了sdrplay的生意

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smith作者
1个月7天前 IP:广东
938338
188楼
引用amn98发表于187楼的内容
向你致以问候和尊重，亲爱的“smith”。由于我缺乏中文知识，请接受我的歉意😓我前段时间从一家中国...

你好伊朗朋友， 看起来这个PCB像是我最初设计的一个复制品，按照我最初的设计， 是可以正常接收短波信号的， 你一开始能正常接收短波吗， 如果之前可以而现在不行，那么可能是msi001芯片因为雷击或者其他的感应电压而烧毁， 可以尝试换掉msi001芯片


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