Вибір SDR трансивера. SDR і Ретро від RA3PKJ Покоління від FLEX

Традиційно, протягом останнього століття переважав один єдиний метод, що став класичним, - це обертання ручки настройки певного вузла всередині радіостанції (вхідний контур, гетеродин, синтезатор). Тобто, настройка, пов'язана з механічним або електричним зміною одного або декількох її. Цей метод настройки накладає ряд обмежень для операторів радіостанцій. В один момент часу ми можемо приймати передачу тільки від однієї станції. Для того щоб послухати іншу станцію, нам потрібно, перш за все, втратити попередню станцію і потім налаштуватися на нову. А це вже якийсь процес, який займає певний час і виключає в принципі комплексне і повне сприйняття радіоефіру як джерела інформації. Обмеженість цього методу така, що ми не можемо побачити живий ефір. Спочатку обов'язково потрібно просканувати певну ділянку, а потім розгорнути «заморожене» зображення, як це поки реалізовано в більшості трансиверів компанії Yaesu.
Крім того, як відомо з теорії побудови сучасних радіоприймальних пристроїв, основне посилення в супергетеродинних приймачах забезпечує його підсилювач проміжної частоти (ППЧ), який і визначає реальну чутливість приймача, т. Е. Його здатність приймати слабкі сигнали.
Фільтри зосередженої селекції (ФСС) цього тракту забезпечують селективність (вибірковість) приймача по сусідньому каналу. Найкраще з цим завданням справляються кварцові фільтри, що мають круті схили характеристики.

На наведеному малюнку показана характеристика фільтра. Його смуга пропускання (ПП) визначається за рівнем 0,7 · К, де К - коефіцієнт передачі фільтра. З малюнка видно, що амплітуда перешкоди значно ослаблена щодо амплітуди корисного сигналу: К2<К1.
Звідси очевидно, що чим більше пологі схили характеристики, тим менше пригнічується сигнал заважає перешкоди і навпаки. Селективність по сусідньому каналу - це параметр характеризує, здатність приймача виділити потрібний сигнал на даній частоті в заданій смузі.
Крім селективності по сусідньому каналу в супергетеродині існує таке поняття, як селективність по дзеркальному каналу, яка визначається конструкцією вхідних ланцюгів приймача.
Але найголовніша особливість супергетеродинних приймачів полягає в тому, що чим нижче значення його проміжної частоти, тим більше прямокутні скати характеристики його смугових фільтрів можна отримати і тим вище селективність по сусідньому каналу. Але, чим нижче значення проміжної частоти, тим гірше селективність по сусідньому каналу. Тому, вибирали компромісне значення проміжної частоти 465 кГц для радіоприймачів, що випускалися в СРСР і 455 кГц для сучасного радіообладнання. Щоб поліпшити селективність по дзеркальному каналу, доводилося застосовувати схеми з подвійним і потрійним перетворенням. Але, при цьому, збільшувалися власні шуми приймача, а збільшення кількості змішувачів призводило крім цього ще й до погіршення динамічного діапазону приймача і до зниження стійкості цих приймачів до інтермодуляційних перешкод. Динамічний діапазон визначає здатність приймати слабкий сигнал на даній частоті, коли поруч осторонь на іншій частоті включається інша потужна станція. Він визначається лінійним ділянкою характеристики і обмежений «знизу» власними шумами приймача, а «зверху» -нелінейностью елементів схем змішувачів. У сучасному ефірі рівень сигналів в антені приймача може досягати декількох сотень мілівольт. При такому рівні вхідного сигналу прийом уже неможливий і фактично блокується. Поняття «динамічний діапазон» описує максимальні рівні сигналів, що подаються на вхід приймача при яких радіоприймальних тракт здатний нормально працювати і не перевантажуватися. Типові цифри динамічного діапазону для трансиверів сьогоднішнього дня складають 80 ... 100 дБ і дозволяють комфортно працювати в ефірі на одному діапазоні, навіть якщо в радіусі до 1 км від вас буде перебувати сусідня радіостанція потужністю 100 Вт.

Основною особливістю трансиверів, виконаних за класичною схемою з декількома перетвореннями, є підвищений рівень теплових шумів всіх напівпровідникових елементів тракту на виході радіоприймача. Чим більше в тракті елементів перетворення і посилення, тим, відповідно, вище рівень шумів на виході. Сюди ж додаються шуми синтезаторів і інших генераторів. Застосування автоматичного регулювання посилення слабо впливає на загальний шум тракту, тому що кількість елементів посилення / перетворення залишається постійним. Виявляється ця проблема як постійний настирливий шум в навушниках або динаміці радіоприймача навіть з відключеною антеною. При підключенні антени - цей шум може маскуватися шумами радіоефіру, але при цьому втрачається найголовніше - добре чутна будь-яким вухом прозорість ефіру!
З широким розповсюдженням в останні 20 років цифрової техніки і алгоритмів цифрової обробки сигналів (ЦОС або DSP по англ.), В тракт обробки ПЧ стали впроваджувати мікропроцесори DSP. Це дозволило істотно поліпшити якість основної селекції сигналу (Смуга фільтра від 50 Гц, рівні придушення сусіднього каналу до -100 дБ) і ввести безліч додаткових і корисних функцій, починаючи від очистки спектра сигналу від шумів і перешкод до декодування цифрових видів модуляції.
Впроваджуючи в один корпус кілька радіоприймальних трактів з декількома трактами ПЧ і DSP, виробники навчилися реалізовувати таку нову і популярну функцію, як відображення панорами спектра на робочому діапазоні. Більше всіх у використанні цієї технології була успішною компанія ICOM.
Однак, коли із застосуванням DSP максимально покращилася селекція по сусідньому каналу прийому, на перший план вийшло кілька проблем, які в попередніх реалізація тракту ПЧ були вирішені приблизно на одному рівні з трактом ПЧ і не були такими актуальними. Це вибірковість по побічним каналам прийому і динамічний діапазон сигналів.
У будь-якому варіанті побудови приймального тракту з однієї або кілька проміжних частот завжди будуть присутні побічні канали прийому. Це так звані дзеркальні канали від частот ПЧ і канали від перетворення на гармоніках. Їх поява пов'язана як з математикою перетворення сигналів, так і з нелінійністю елементів перетворення, без яких обійтися не можна в принципі. Кількість побічних каналів прийому може бути дуже великим і залежить від кількості ПЧ і їх номіналу. Виробники намагаються вирішити виникаючі проблеми самими різними способами і хитрощами, придумуючи нові способи придушення побічних каналів прийому. Це і мінімізація кількості ПЧ, і вибір ПЧ набагато вище частоти сигналів, і застосування складних схем попередньої селекції. На сьогоднішній день, типова цифра придушення дзеркальних каналів становить приблизно -60 ...- 70 дБ. Її досить для того, щоб в сучасному перевантаженому ефірі більш-менш перебуває комфортно.
Позбудеться якщо не від усіх, то хоча б від більшості описаних вище проблем дозволили методи прямого перетворення сигналів з радіодіапазону в спектр звукових частот і обробка кінцевого сигналу фазовим способом, де основне посилення і обробка сигналу відбувається не на проміжній, а на низькій (звуковий) частоті .
Принцип прямого перетворення був відомий ще в 30-х роках минулого століття. Але в той час, при тій елементній базі отримати прийнятну якість прийому було неможливо. Радіоаматори повернулися до приймачів і трансівера прямого перетворення вже в 70 роки минулого століття. У нас в країні піонером в цій став Володимир Тимофійович Поляков, який написав безліч статей і випустив книги по техніці прямого перетворення. Опубліковані ним практичні схеми приймачів і трансиверів, що працюють на принципі прямого перетворення, повторили багато радіоаматори, в тому числі і початківці. Але в той час елементна база не дозволяла домогтися відчутного переваги, крім собівартості в порівнянні з супергетеродині. В даний час, з появою комп'ютерів, які мають сучасні звукові карти, на яких виробляється основна обробка сигналів, техніка прямого перетворення переживають своє друге народження.
Сьогодні комп'ютер все більше і більше входить в наше життя. Якщо раніше, ще якихось 15 років тому застосування ПК обмежувалося тільки веденням апаратного журналу, управлінням трансивера по САТ-інтерфейсу та обробкою сигналу в цифрових видах зв'язку, то вже зараз всі виробники сучасного обладнання стрімко впроваджують передові інженерні рішення в схемотехнику сучасних трансиверів. Із стрімким збільшенням обчислювальних потужностей і мініатюризацією інтегральних схем, з'явилася можливість широкого впровадження мікропроцесорів. Спочатку обробляли детектувати НЧ сигнал, потім стали оцифровувати сигнал вже на низькій, наближеною до звукової ПЧ - 12..48 кГц, і вже програмно кодувати / декодувати будь-які види модуляції. Залишилася все та ж технологія основний фільтрації і обробки сигналу на проміжній частоті. Весь упор робиться на розширенні сервісу управління і відображення, поки в 2004-2006 роках на ринок радіозв'язку не вийшла компанія Flex-radio, що почала серійної виробництво трансивера Flex SDR-1000 (Software Define Radio - програмно визначається радіо), що працює за принципом прямого перетворення. Технологічно, це дозволило значно спростити схему і знизити собівартість в порівнянні з класичними трансиверами. У конструкції залишилося тільки кілька вузлів: синтезатор частоти, керований від комп'ютера, змішувач прийому і передачі, малошумящий УНЧ, вузли комутації прийому / передачі, підсилювач потужності передавача і діапазонні фільтри.
Приблизно з 2005 року по всьому світу відразу кілька компаній, а так же ентузіасти-одинаки почали копіювати трансивер SDR Flex-1000 з усякими модифікаціями і без оних. Найвідомішим і популярним в Росії став клон трансивера від пана Тарасова, UT2FW. Тільки завдяки його зусиллям для багатьох росіян став доступний 3-х платний, багато в чому покращений варіант-клон трансивера SDR Flex-1000, а так само 100 ватний повністю закінчений варіант трансивера.
У Росії SDR трансивери стали відомі завдяки Таганрозької компанії Expert Electronics, яка в 2007 році почала випускати свій варіант SDR-трансивера під найменуванням Sun SDR-1. Він є покращеною копією трансивера Flex-1000 і принципово іншою схемою управління. Якщо оригінальний трансивер Flex -1000 мав управління по морально застарілому паралельного інтерфейсу LPT, то розробники Sun SDR-1 управління трансівером реалізували через USB-інтерфейс і повністю з нуля написали свою програму трансивера. Приблизно в кінці 2005 - початку 2006 року, відбувається дійсно епохальна подія, з якого почався переворот в світі радіо і широке поширення архітектури DDC.
Російська компанія з Таганрога Expert Electronics навесні 2012 оголошує про випуск свого нового рації Sun SDR2.
В кінці літа 2012 року вони випускають у продаж свої перші готові трансивери. Таганрогци випусітілі не просто відносно дешевий і функціонально закінчений DDC / DUC трансивер на КВ діапазон, але ще змогли реалізувати в ньому роботу на УКХ-діапазоні, зробили бездротовий зв'язок з трансівером - повне управління по Wi-Fi, а також всі ПО для трансивера написати самі з нуля.
Змішувачі, що застосовуються в сучасних приймачах, виконаних по SDR технології, побудовані за подвійною балансної схемою і вносять мінімум втрат. Завдяки тому, що в якості елементів змішувача використовуються аналогові високошвидкісні ключі - такий змішувач практично не шумить. Все посилення відбувається на низькій частоті і забезпечується спеціалізованими малошумящими мікросхемами. Для того, щоб зберегти високе значення динамічного діапазону АЦП, посилення УНЧ вибрано мінімально можливим. Воно тільки компенсує втрати в змішувачі та вхідних ланцюгах. З виходу АЦП оцифрований сигнал обробляється вже програмним методом.
Наприклад, в трансиверах Flex SDR це посилення відповідає 20 дБ. Додаткове посилення здійснюється регулюванням малошумящего підсилювача (МШУ) по низькій частоті. Навіть без підсилювача чутливість трансиверів Flex SDR, становить -116 дБм - це відповідає 0,35 мкв. З включеним предусилителем в середньому положенні чутливість поліпшується до значення -127 дБм або 0,099 мкВ, з максимальним посиленням чутливість становить уже -139 дБм або 0,025мкВ і обмежена вже шумами самого підсилювача.
У порівнянні зі звичайними трансиверами, SDR виграє не тільки по чутливості, а й по «шумності», що є одним з головних суб'єктивних оцінок якості роботи трансивера.
Структурна схема розподілу посилення по основним блокам приведена нижче.

Отже, однією з найголовніших характеристик радіоприймального тракту є його здатність виділяти корисний сигнал необхідної смуги на будь-який з робочих частот з мінімальними спотвореннями і мінімальної нерівномірністю.
Навіть найпростіший SDR трансивер сімейства Flex, практично перевершує всі апарати по чутливості, хоча і поступається по динамічному діапазону. Динамічний діапазон АЦП AIC33 в 16-бітному визначається його вибірковістю по побічним каналам, по дзеркальним каналах, і точкою компресії. В SDR-трансиверах точка компресії зазвичай має високий рівень. Вибірковість по дзеркальному каналу в SDR-технології забезпечується правильною симетрією і точністю квадратурних сигналів гетеродина і каналів обробки по НЧ. Фактично це забезпечується технологічністю складання друкованої плати, правильністю розводки принципової схеми і правильністю проектування схеми. Всі неточності технологічного циклу автоматично компенсуються вже в програмі обробки цифрового потоку.
В SDR трансиверах сигнал за допомогою єдиного змішувача переноситься з радіодіапазону на низьку ПЧ (0-100 кГц) і оцифровується за допомогою звукової карти, а далі програмними методами демодулируется потрібна смуга частот з потрібним видом модуляції. Для обчислення фазовим методом потрібно пара максимально ідентичних каналів прийому зсунутих по фазі на 90 градусів. В результаті перетворення сигналу в 2-х каналах ми маємо дзеркальний канал, віддалений на 180 градусів щодо прямого каналу і легко душить програмними методами на -100 ... 140 дБ. Ще простіше виходить селекція сигналу по сусідньому каналу. При використанні ЦГЗ, рівень придушення сусіднього каналу приблизно дорівнює динамічному діапазону АЦП DSP - тобто легко вкладається в цифри -100 ...- 120 дБ з коефіцієнтом прямокутності фільтру дуже близьким до 1.
Досягти подібних цифр придушення при використанні аналогових фільтрів в принципі неможливо. Для порівняння, придушення сусіднього каналу хорошим кварцовим фільтром на рівні -60дБ відбувається при відбудові на 1 ... 2 кГц. У програмному фільтрі придушення на -100 дБ відбувається при відбудові всього на 50-100 Гц. Це різниця добре помітна в разі, коли сусідній сигнал йде з рівнем 9 + 40 ... + 60дБ. На класичному аналоговому трансивері ви втрачаєте ефір, поки не відбудують від сусідньої станції приблизно на 5 ... 25 кГц. При використанні SDR-трансивера, звузивши програмний фільтр на 50-200 Гц, ви заважає сигнал практично перестаєте чути.
Наявність лише одного змішувача в тракті обробки сигналу, істотно підвищує «прозорість» ефіру. Ви чуєте найслабші сигнали і легко їх поділяєте з найсильнішими, ви чуєте вухами «глибину» і відчуваєте «динаміку» радіоефіру. А комплексна робота з усіма сигналами в смузі 100 кГц дозволяє графічно легко розгорнути спектр смугою до 200 кГц в реальному масштабі часу і зробити з ним те, що вам заманеться. Ніяка класика не здатна на таке при аналогової обробки сигналів!
Блок-схема трансивера Sun SDR2 приведена нижче.

Окрема розмова стосується промальовування панорами спектра. Максимальна роздільна здатність екрану монітора, на якому відображається спектр, становить всього 1080 пікселів. У просунутих відкритих є можливість розтягувати спектр на 2 монітори - відео драйвер системи Windows це дозволяє зробити. У підсумку виходить максимум 2160 пікселів. З усієї кількості точок повну ширину часто використовують дуже рідко, невелику частину точок займають бордюри і обрамлення вікна програми, і досить часто вікно спектра панорами тримають розгорнутим не на весь екран, а лише невелику її частину, тобто використовується 30 ... 60% від максимальної кількості точок.
При розрахунку спектра і фільтрів використовуються складні математичні алгоритми функцій швидкого перетворення Фур'є (ШПФ). Кількість точок відліків при ШПФ-обробці зазвичай беруть з невеликим надлишком - 4096, 8192 і зовсім рідко для специфічних завдань більше 16384 точок. Чим більше використовується точок - тим візуально спектр виглядає гарніше і дозволяє більш детально розглянути елементи сигналу при його збільшенні. Однак, збільшується і кількість розрахунків, час розрахунку, час промальовування спектра. Але, навіть 32768 тисячі точок - це справжній мізер порівняно 30 ... 60 мільйонами відліків, які надходять з АЦП.

Крім основної програми (Expert SDR2), можна відкрити вікна інших програм, наприклад, апаратний журнал (UR5EQF Log 3) і т.п.

Нижче наведена фотографія друкованої плати трансивера

Управління з комп'ютера в ньому можна здійснювати за допомогою окремого WI-FI модуля, який купується окремо.

Software Defined Radio -програмні визначається радіо, нова течія в побудові радіоаматорських конструкцій, де частина функцій приймача (місцями і передавача) перекладені на комп'ютер (мікропроцесор, мікроконтролер). Погляньмо на структурну схему:

Сигнал з антени надходить на вхідні кола, де фільтрується від непотрібних сигналів, може посилюватися або ділитися, все залежить від завдань пристрою. У змішувачі корисний сигнал змішується з сигналами гетеродина. Да да, саме сигналами! Їх два, і вони зрушені по фазі на 90 градусів один щодо іншого.

На виході змішувача ми вже маємо сигнали звукової частоти, спектр яких лежить від частоти гетеродина вище і нижче. Наприклад: гетеродин дорівнює 27,160мегагерц, а частота корисного сигналу 27,175мегагерц, на виході змішувача ми маємо сигнали частотою 15кілогерц. Так! Знову два. Їх ще називають IQ сигналами. Аудіо підсилювачем рівень доводиться до потрібного рівня і подається на АЦП. За зрушення фаз IQ сигналів, програма визначає вище або нижче гетеродина був корисний сигнал і пригнічує непотрібну дзеркальну смугу прийому.
Приблизно на тих же принципах речі, працює і SDR передавач: зрушений по фазах низькочастотний сигнал з ЦАП, змішується з гетеродином в змішувачі, на виході ми маємо вже модульований високочастотний сигнал, придатний для посилення за проектною потужністю і подачі на антену.
Також слід зазначити, що з'явилися ще більш сучасні SDR системи, в них корисний сигнал безпосередньо подається на швидкодіючий АЦП.

У радіоаматорського техніці нижнього і середнього сегмента в основному, в якості АЦП використовується звукові карти комп'ютера. Як вбудовані в материнську плату, так і зовнішні, що підключаються по USB або вставляються в PCI роз'єм материнської плати. Причина цього проста: зазвичай вбудовані в материнську плату звукові карти не блискучі хорошими характеристиками і це компенсують установкою зовнішніх. Смуга огляду (смуга, в якій sdr здатний прийняти корисний сигнал без перебудови гетеродина) безпосередньо залежить від звукової карти: чим вище частота яку здатна оцифрувати звукова карта, тим ширше смуга огляду. Зазвичай це значення 44 кілогерцах (смуга огляду 22), 48 кілогерц (смуга 24), 96 кілогерц (48) і навіть 192 (96) кілогерцах. У техніці високого сегмента застосовують якісні і дорогі АЦП, сигнал з яких перетворять вбудованим в SDR мікропроцесором до зрозумілого комп'ютеру.
Основне прімущество SDR технології в радіоаматорського практиці: це велика кількість видів модуляцій, регульовані параметри трансивера (адже обробка сигналів йде програмно) і панорамний огляд діапазону.

Так як SDR трансивери і приймачі по суті своїй є приймачі та трансивери прямого перетворення, буде корисно ознайомитися з теорією процесів, що відбуваються в даних пристроях. Як саме виділяється або формується потрібна бічна смуга в SDR стає зрозуміло після прочитання документа.

Питання і міфи про SDR

Питання і міфи

Один з найпоширеніших питань на сьогоднішній день після покупки SDR-radio - це: «Який комп'ютер використовувати?» або «Який комп'ютер купити, що б його вистачило на кілька років?» Якщо відповісти коротко, то сьогодні - будь-хто. І на цьому статтю можна було б закінчити. У мене ж була можливість протестувати трансивер на декількох комп'ютерах з різними параметрами, з яких я вирішив скласти маленьку статтю про те «Чого і скільки» в процентах.

На сьогоднішній день, якщо після покупки трансивера ви вирішите відразу оновити і комп'ютер, то звернувшись в найближчий комп'ютерний магазин, ви можете зібрати будь-яку систему в діапазоні від 10 до 30 неоподатковуваних мінімумів доходів громадян. Будь зібраний сьогодні системний блок комп'ютера забезпечить роботу програму Power SDR з мінімальним завантаженням ресурсів. Але не всім варто відразу бігти в магазин за новим комп'ютером. За новим комп'ютером варто бігти тільки в тому випадку, якщо у вас досить старий системний блок - це від 2007 року і старше. Моє ж думку, що сьогоднішні, навіть не найдорожчі комп'ютери - краще підходять для SDR, ніж найдорожчі, але 3-5 річної давності. Для прикладу, якщо взяти 2х ядерний процесор частотою 2ГГц випуску 2007 року і такої ж частоти 2011 року, то обчислювальна потужність у них буде відрізнятися в рази! А це означає, що програма Power SDR буде на старому процесорі використовувати ресурсів так само в рази більше. Скільки це в цифрах - побачите самі хвилиною пізніше.

Для дослідів я використовував кілька комп'ютерів різної комплектації і різних років випуску, кілька ноутбуків і навіть вирішив випробувати пару нетбуків як особливо слабкі, але цілком можливі для використання варіанти. На сьогодні, всі продавані комп'ютери можна розділити на кілька категорій:

1. Комп'ютер класичної конфігурації, що включає системний блок з материнською платою і повноцінним процесором - на сьогодні найшвидший система. Цінова категорія 8 - 40 тис. Руб. в залежності від типу процесора, материнської плати, обсягу ОЗУ, вінчестера і відеокарти;
2. Мініатюрні системні блоки, неттопи і моноблоки на основі процесорів АТОМ, які упаяні на материнську плату. Цінова категорія від 10 до25 т.р;
3. Ноутбуки на основі повноцінних процесорів, цінова категорія від 15 до 50 т.р;
4. Нетбуки на основі процесорів АТОМ з цінами від 8 до 15т.р.
5. Планшетні комп'ютери з процесорами АТОМ від 15 до 25т.р.

Всі ці категорії комп'ютерів сьогодні працюватимуть з програмою Power SDR. Відрізнятися вони будуть тільки кількістю відсотків завантаження системи. Так, нетбуки на основі процесора АТОМ, будуть завантажувати систему від 30% і вище. А комп'ютери на основі повноцінних процесорів, максимум до 30%, і то, 20-30% буде на самих низькошвидкісних процесорах. Слід також знати, що швидкість процесора - не єдиний показник продуктивності комп'ютера, який відповідає за всю математику в програмі Power SDR. Цей параметр так само залежить від кількості оперативної пам'яті. На сьогоднішній день її має бути мінімум 1ГГб. На цьому мінімумі Power SDR ще буде непогано працювати. І чим слабкіша процесор, тим більше її кількість критично для нормальної роботи. Нижче по тексту ви це побачите. Тобто на кількості пам'яті краще не економити, і якщо є можливість - укомплектувати материнську плату пам'яттю щодо можливого максимуму.

Для тих же, хто розмірковує міняти або міняти комп'ютер, а так само, якщо міняти - то на який, уявляю тестовані мною системи:

1. Системний блок на основі процесора AMD Athlon 64 x2 Dual Core Processor 4800+ частотою 2.5ГГц. RAM 4Gb - завантаження 13 ... 16%; ()
2. Системний блок на основі процесора Intel Pentium 4 / 800MHz (шина) частотою 2.6ГГц, RAM 1Gb - завантаження 25 ... 30%; ()
3. Системний блок на основі процесора Intel ATOM D410, RAM 2Gb - завантаження 34 ... 40%; ()
4. Системний блок на основі процесора Intel АТОМ D525, RAM 4Gb - завантаження 20 ... 25%; ()
5. Системний блок на основі процесора VIA PV530, RAM 2Gb - завантаження 65 ... 70%; ()
6. Ноутбук Sony процесор Intel Core 2 Duo T6400 2GHz, RAM 4Gb - завантаження 14 ... 16% ()
7. Ноутбук HP процесор Core 2 Duo T8400 2.24GHz, RAM 3Gb - завантаження 18..22%; ()
8. Нетбук Asus EEEPC 900, RAM 2Gb - завантаження 40-45%; ()
9. Нетбук Asus EEEPC 4G, RAM 1Gb в полегшеному режимі 630МГц - завантаження 80 ... 85%; ()
10. Нетбук Asus EEEPC 4G, RAM 1Gb в повно швидкісному режимі 900МГц - завантаження 55 ... 60%; ()

Останні дані з застосуванням таких старих нетбуків як EEEPC 900 і EEEPC 4G показують, що програма Power SDR може працювати і на таких слабких комп'ютерах. Причому ЕЕЕПС 4G працював на зовнішньому 19 "моніторі, і в 2х режимах - 630 МГц і 900 МГц. При обох режимах програма працювала, але з різною величиною завантаження процесора. Сьогодні можна придбати нетбук з більш потужним процесором і великою кількістю оперативної пам'яті ОЗУ. Використовувати їх можна, наприклад, як другий приймач або трансивер для дачі в зв'язці з трансівером Flex SDR-1500. на ноутбуках і на AMD-комп'ютері стояла система Windows 7, на всіх інших - Windows XP Sp3. трансівер використовувався SDR Flex-1500.

Всі представлені цифри завантаження, мають усереднене значення - це ми бачимо на скріншотах. На кожному комп'ютері була встановлена ​​програма лог-журналу UR5EQF і завантаження зростала не більше ніж на 5-7%. Також, хочу зазначити, що завантаження процесора практично не залежить від якості застосовуваної відеокарти і кількості пам'яті на ній. При тестуванні програми Power SDR на системному блоці №2 з процесором Intel Pentium 4, я пробував ставити дуже стару відеокарту Riva TNT 2 c 16Mb відео пам'яті і потужну ігрову відеокарту GeForce 6600 з 512Mb відео пам'яті. Цифра завантаження процесора практично не змінилася. Це говорить про те, що всі розрахунки DSP блоку в програмі лежать на плечах застосовуваного процесора. А різниця в цифрах завантаження на ноутбуках показує, що при розрахунках активно використовується ОЗУ. Процесор в ноутбуці НР могутніше і швидше, ніж в ноутбуці Sony на 250МГц, але пам'яті в ньому менше. Відповідно різниця в завантаженні склала близько 7-10% на користь Sony. Виходячи з показаних цифр, можна припустити, що повноцінні процесори сьогоднішнього дня - Intel i3, i5, i7 дадуть ще менші цифри завантаження, тому що вони виконані за більш сучасною технологією і мають на багато більшу продуктивність, ніж старі процесори при тих же значеннях частот.

Особливий інтерес представляє собою зв'язка SDR Flex-1500 з планшетним комп'ютером на основі процесора Atom N570. На жаль, у мене не було можливості перевірити настільки цікаву зв'язку, в зв'язку з відсутністю планшета для тесту. Якщо у вас буде можливість, проведіть тест і поділіться враженнями ... Ймовірно варто очікувати завантаження процесора в районі 20-40% і вельми цікавий спосіб управління програмою Power SDR пальцевим методом.

Для набору статистики за ступенем завантаження комп'ютера, пропоную кожному, у кого є така можливість, зробити скріншот робочого столу за зразком наведених вище скріншотів і з описом комп'ютера надіслати на. У міру накопичення інформації, вона буде викладатися на сайті.

Головний міф - комп'ютер - це страшно, складно і важко.

Комп'ютер - це вже актуальна необхідність сучасного світу, яка допомагає вирішувати безліч завдань, в т.ч. і радіоаматорського характеру. Від розрахунків на сучасному інженерному калькуляторі до моделювання схем і антен. У сфері радіоаматора-коротковолновіка, це в основному управління трансивером, ведення апаратного журналу, формування звітів після змагання, роздруківка, прийом і відправка електронних QSL-карток, контроль за проходженням, інформування про появу в ефірі рідкісної, дальній станції і нарешті, вже сьогодні, повна обробка сигналу, як на прийом, так і на передачу в технології SDR. Сучасне програмне забезпечення вже добре вигострить і збої в програмному забезпеченні стали вже рідкістю.

Другий міф - комп'ютерне залізо глючно і комп'ютер складно зібрати самому стабільно-працюючим.

Часи, коли окремі компоненти системного блоку між собою могли конфліктувати, вже років 10 як канули в лету. Основні гравці комп'ютерного ринку давно один з одним домовилися про протоколах і специфікаціях. Великі компанії, давно скупили дрібні. Основні елементи комп'ютера вже в більшій мірі міститися на материнській платі і навіть є клас материнських плат, де «все в одному» в т.ч. і процесор упаяний. Але якщо ви все ж боїтеся самі збирати комп'ютер, то сьогодні в магазинах представлений великий вибір вже зібраних системних блоків на будь-який смак і будь-якої цінової категорії. В основі своїй, вони вже з встановленим програмним забезпеченням і відтестували на стабільність роботи. Для особливо турбуються, можна рекомендувати ноутбук. Ці комп'ютери проходять тестування на заводі виробнику. Тобто можна сказати, що на сьогодні хороший ноутбук є не тільки мобільним комп'ютером, але і одним з найстабільніших.

Третій і найпоширеніший міф, SDR - це складно в налаштуванні і в роботі.

Складним SDR був на самому початку своєї появи. Перша реалізація SDR трансивера в особі Flex SDR-1000, а потім всіх незліченних клонів цього трансивера, вимагала застосування окремої звукової карти, цілої купи кабелів і проводів. Проблем пов'язаних з цим було море. Від настройки звукової карти, до калібрування програми. Проблеми в роз'ємах, розводці звуку по каналах, сумісністю драйверів і операційних систем. Тепер все це в минулому! Наймолодша модель SDR трансивера SDR Flex -1500 вже містить в собі сучасний і якісний АЦП і управляється за єдиним USB кабелю. Так само АЦП вже вбудовані в старші моделі Flex-3000 і Flex-5000. Програма настройки сама встановить потрібні драйвера і Відкалібруйте софт радіоприймача і передавача. Проблеми придушення дзеркального каналу за діапазонами більше не існує. Трансивери SDR Flex-3000 і Flex-5000 (в комплектації Flex-5000ATU) содержатв в собі автотюнеров, і у вас немає необхідності заново налаштовувати антени, якщо ви змінили старий трансивер на новий SDR - трансфер. Тепер просто можна вставити навушники і мікрофон в отвори для них, і працювати в ефірі. І головна особливість нових трансиверів фірми Flex-radio - це повна підтримка і сумісність усіх випущених версій програмного і апаратного забезпечення з усіма новими версіями операційних систем Windows фірми Microsoft.

Міфи про заземлення

Крім питань пов'язаних з вибором комп'ютера для SDR - трансивера, існує так само кілька міфів про заземлення. На мій погляд, це найнебезпечніший і найбільш поширений міф. Історія НЕвикористання заземлення показує, що історія нікого не вчить. І кожна людина, потерпілий одного разу досить сильно, потім журиться «Ну чому я не заземлений?», Але пізно - все згоріло або сам травмувався. У гіршому випадку, порушення правил експлуатації електрообладнання призводить до смертельного результату. Найбільш частий варіант - це пошкоджена апаратура. І особливо прикро, коли ця апаратура коштує дуже великих грошей. Трансивери SDR - класу більше схильні до виходу з ладу через порушення правил експлуатації та заземлення. Пов'язано це зі специфікою роботи блоків живлення. Наслідки неправильного радіочастотного заземлення проявляються у вигляді зависань комп'ютера і трансивера. В особливо важких випадках - це проявляється як «печіння» корпусу комп'ютера чи приймачі.

Розглянемо два види заземлення. Перше - заземлення електротехнічне. Друге - заземлення радіочастотне.

заземлення електротехнічне- це такий провід, через яке стікає постійний електричний потенціал на землю. Тобто провідник, який має 0-е електричний опір для постійного струму між пристроєм під потенціалом і землею. У приватному случає це провід для електричного струму частотою 50 Гц.

Як таке заземлення працює?

Якщо, абсолютно випадково, вигорає який-небудь елемент підсилювача чи приймачі, що знаходиться під високою напругою (зазвичай в блоці живлення), або просто відвалюється провід живлення і запобіжник не згорає та - то корпус пристрою, підсилювача, блоку живлення і \ чи приймачі буде перебувати під потенціалом високої напруги. Доторкнувшись до нього, ви ризикуєте отримати удар електричним струмом. В крайньому випадку, вас «пощіплет» за пальці, а в гіршому - може вбити. Хороший приклад грубого порушення правил техніки безпеки показу. Що б відвести високий потенціал з корпусу, потрібно надати йому провідник, який буде мати істотно менший опір, ніж тіло людини. Їм і є провід заземлення.

У корпусі будь-якого комп'ютера знаходиться імпульсний блок живлення. Схемотехніка всіх малогабаритних імпульсних блоків живлення така, що на корпусі комп'ютера завждиприсутній потенціал дорівнює половині харчування електричної мережі між корпусом блоку живлення комп'ютера і землею або 0-им проводом. Іноді і в вимкненому стані (залежить від блоку живлення). Тобто 100 - 120 Вольт завжди присутній на корпусі. Деяких, цей потенціал неодноразово «кусав» за пальці. А тепер уявіть собі ситуацію. Підключаємо до комп'ютера трансивер. Даний трансивер з'єднаний коаксіальним кабелем з антеною, яка на даху або в городі \ в поле має хороший контакт із землею або добре заземлена. В даному випадку між трансивером і комп'ютером буде присутній електричний потенціал напругою 100-120 Вольт. І в момент з'єднання трансивера з комп'ютером, ви можете помітити іскру. А тепер уявіть, як себе почуває трансивер? Якщо вам пощастило, і загальні контакти пристроїв роз'ємів торкнулися першими, то різниця потенціалу знімається з корпусу і підключення проходить нормально. А якщо загальні контакти стосуються другими, то цей потенціал безпосередньо прикладається до елементів порту зв'язку і в підсумку ми маємо «дефектний» трансивер або комп'ютер з вигорілим портом. Друзі, це не про вас? Ну слава Богу! Це поки не про вас. А ось тим, кому не пощастило, зараз напевно сумно згадувати убитий трансивер або комп'ютер і головні болі, пов'язані з ремонтом і подальшим продажем колишнього мерця. Тому, друзі, обов'язково, перед тим як використовувати SDR - трансфер спільно з комп'ютером, знайдіть будь-яку точку з нульовим потенціалом або заземлення, наприклад трубу з холодною водою для тих, хто живе в квартирі. Живучи в приватному будинку, не полінуйтеся і зробіть контур заземлення, і тільки тоді, заземливши, користуйтеся на здоров'я трансівером і комп'ютером.

Що розповідають про те, що вони в житті заземленням не користується, і які рекомендують взагалі не користуватися ним - знаходяться в «групі ризику» до пори - до часу. Біжіть від таких порадників подалі, бо вони самі не дотримуються техніки безпеки, так ще й вам Насоветуйте поставити під загрозу своє життя, і життя вашої апаратури.

Особливо це стосується користувачів SDR трансиверів!

заземлення радіотехнічнихе - провід, за яким «стікає» не випромінюючи антеною, ВЧ потенціал на землю.

Уявіть собі, що по антенного кабелю біжить гаряча безбарвна рідина і в точці харчування антени вона випаровується. А та частина, що не випарувалася, стікає назад по кабелю в трансивер, заодно намочивши і трансивер, і дроти живлення і комп'ютер. Ось така це рідина в понад текучому стані. Мало того, вона ще й гаряча, легкозаймиста і до того ж отруйна. Затікаючи в мікрофон, вона починає хлюпати, а затікаючи в підсилювач, починає горіти. У комп'ютері ця рідина замикає всі контакти, і він починає глючити. Протікаючи по дротах електромережі, ця рідина смердить і щипає очі.

Вирішити всі ці проблеми в більшості випадків, допомагає правильне ВЧ-заземлення і ВЧ екранування. Перша точка ВЧ-заземлення повинна знаходитися на правильно виконаної антені. Один з головних елементів антени - це такий відомий конструктив як «симетрувальним пристрій». Воно дозволяє компенсувати ВЧ напруга на кабелі в точці харчування антени кабелем і тим самим мінімізує проникнення ВЧ по кабелю в приміщення, де знаходиться передавач. Порівняти сіметрірующее пристрій можна з тазиком, куди зайва рідина стікає і її видаляють. Досить часто сіметрірующім пристроєм нехтують. А даремно. Технічно, сіметрірующее пристрій не є ВЧ заземленням, але в контексті вирішення проблеми воно відіграє одну з головних ролей. Правильно виконаний конструктив антени, має якісне ВЧ заземлення за допомогою електрично заземленої щогли або площадки кріплення антени. Так само головним ВЧ заземленням є хороші противаги антени. Це більшою мірою відноситься до вертикальних несиметричним антен. Якщо їх кількість досить велика (> 4..8) і вони налаштовані в резонанс, то ВЧ, гуляє по кабелю так само буде мінімізовано. Позбутися від наведень ВЧ енергії і проникнення ВЧ енергії по кабелю, можна так само за допомогою ВЧ бар'єрів або ВЧ ізоляторів. До них можна віднести феритовий засувки або ферритові кільця, наприклад такі як. Досить намотати кілька витків кабелю на такі кільця, і для ВЧ енергії такий кабель буде мати високий опір. Даний спосіб ВЧ ізоляції дозволяє ефективно екранувати комп'ютер і трансивер від ВЧ енергії, але не прибирає ВЧ енергію з кабелів і проводів. Цей спосіб придушення ВЧ енергії найбільш ефективний, якщо використовується потужний SDR трансивер типу Flex SDR-3000 і Flex SDR-5000, а так само в разі використання зовнішнього підсилювача потужності.

Окремим випадком ВЧ заземлення є електротехнічне заземлення корпусів підсилювача і трансивера. По ньому ВЧ потенціал так само буде ефективно стікати на землю. Пам'ятайте, якщо ВЧ потенціал є на проводах і корпусах під час передачі, то він так само є і на прийом! А це значить, що все перешкоди, що знаходяться в зоні прийому, ви будете приймати не тільки антеною, а й кабелем і корпусом трансивера і комп'ютера. Тобто винісши антену за межі приміщення передавача, однак, не позбувшись від ВЧ-наведень, ви будите ловити все перешкоди з цього приміщення.

У радіоаматорського практиці існують такі ситуації, коли відсутній доступ до електротехнічного заземлення і антена так виконана, що під час передачі «фонить» буквально вся електропроводка. Наприклад, це може бути повністю ізольований засклений балкон і антена типу «довга мотузка випадкового розміру». В цьому випадку допоможе зняти потенціал з пристроїв така чудова коробочка як «штучна земля». Що вона собою являє? По суті, це маленька антена з короткого проводу, (від 1 до 2-х метрів), що настроюється в резонанс LC ланцюгами в окремому корпусі. Ця маленька антена відсмоктує залишився потенціал з корпусу трансивера і перевипромінює його в простір в іншому місці від антени з низьким ККД випромінювання. Аналогія - маленький пилосос, який з корпусу відсмоктує ту саму стекла з кабелю небезпечну рідину. Такі пристрої можна підключати не тільки до трансивер, а й до комп'ютера в особливо тяжких електромагнітних умовах експлуатації трансивера. Головне - основну антену віднести подалі від цих переізлучателей. Американська фірма MFJ випускає готову «штучну землю» під назвою.

Таким чином, якщо ви маєте часті проблеми з комп'ютером не пов'язані з його наповненням, а пов'язані з роботою трансивера на передачу, то найімовірніше - ці проблеми пов'язані з наявністю блукаючих ВЧ струмів по антенного кабелю, корпусу трансивера і комп'ютера. Досить правильно виконати антену і все заземлити, і ці проблеми зникнуть. Перевірити характер зависань комп'ютера можна, підключивши замість антени на вихід трансивера. Якщо «підвисання» комп'ютера припинилися, то робимо заземлення і антену.

Було якось час, захоплювався радіо зв'язком на КВ діапазоні, 160 і 80 м, але коли переїхав до міста, все це відклав на верхню поличку через не хватки часу і місця де розгорнути антену, хоча 160-метровий діапазон «вимер». Свого часу я за 25 гривень отримав дозвіл з позивним UU5JPP.

Але все одно тягне вийти в ефір, і тут я почав бродити по інтернету шукати нові схеми трансиверів, і наткнувся на дану схему, про яку піде мова, про яку розповість автор даної схеми.

Виникло якось бажання зробити SDR трансивер. І почалися пошуки інформації і схем по трансівера SDR. Як виявилося закінчених трансиверів практично немає, за винятком різних варіантів SDR-1000. Але для багатьох цей трансивер і доріг і складний. Публікувалися також різні варіанти основних плат, синтезатори і т.д. , Тобто. окремі функціональні вузли. Дуже багато зробив в області розвитку і популяризації простий SDR техніки Tasa YU1LM, який так само зробив закінчений трансивер "AVALA", і можна рекомендувати його конструкції для початківців в цій області і бажаючих спробувати, що таке SDR з мінімальними витратами.

Зрештою вирішив зробити свій, максимально простий і в той же час якісний SDR трансівер.Прі розробці використовувалися матеріали YU1LM і інші публікації. Змішувач було вирішено зробити на 74HC4051 - робив колись приймач прямого перетворення Сергія US5MSQ, зі змішувачем на цій мікросхемі. А застосування 74HC4051 в трансивері дозволяє зробити дуже простий змішувач - загальний і для приймального і для передавального тракту. Якість роботи цього змішувача цілком влаштовує.

Трансівер побудований за схемою прямого перетворення з робочою частоти на звукову частоту для обробки сигналу звуковою картою комп'ютера .... Тому багато, що написано про техніку прямого перетворення відноситься і до SDR. Зокрема необхідність придушення неробочої бокової смуги (в SDR дзеркальний канал) фазовим методом.

• Діапазон робочих частот 14.140 - 14.230 МГц. (При використанні кварцового резонатора на частоту 14.185 МГц і звукової карти з частотою дискретизації 96 кГц)
• Чутливість близько 1 мкВ і сильно залежить від якості звукової карти.
• Динамічний діапазон по інтермодуляції більше 90 дБ - точніше нічим було виміряти.
• Придушення несучої на передачу більше 40 дБ (у мене виходило 45 - 60 дБ) і залежить від конкретного екземпляра 74HC4051, а також від якості настройки.
• Придушення дзеркального каналу більше 60 дБ при програмою корекції.
• Вихідна потужність близько 5 Вт.

Зрозуміло, що для SDR трансивера необхідна керуюча програма, і мій вибір припав на програму M0KGK через можливість програмою корекції амплітуди і фази в усьому робочому діапазоні звукової карти і запам'ятовування калібрувальних точок. Це дуже важно.Ето властивість програми дозволяє дуже добре придушити дзеркальний канал. Через відсутність можливості запам'ятовування в програмі калибровок на декількох частотах звукової карти від її використання відмовився - ця програма прекрасно працює з SDR трансиверами з вбудованими синтезаторами частоти, де перебудова по частоті йде саме синтезатором, а не частотою звукової карти.

Для збільшення зображення натисніть на нього

Принципова схема проста і описувати принцип роботи не буду. Це можна почитати у Tasa YU1LM, правда на англійській мові. Помилок в друкованій платі не виявлено. Для зручності пайки підписав номінали елементів на малюнку друкованої плати, а не порядкові номери елементів.

Трансівер в налаштуванні практично не потребує, і при правильному монтажі починає працювати сразу.Прі правильних звичайно налаштуваннях програми M0KGK.

Зрозуміло, що у багатьох виникнуть труднощі з придбанням кварцового резонатора. Тому в разі його відсутності або ж через бажання мати весь діапазон 20 м, можна просто використовувати зовнішній ГПД або синтезатор на робочу частоту, сигнал з яких потрібно подавати на 1-й висновок 74HC04 через розділовий конденсатор 10нФ. Конденсатори С63 і С64 не ставити.

Працювати на цьому трансивері дуже приємно і зручно. Все управління комп'ютерною мишкою. Видно весь спектр в смузі 96 кГц, і простою вказівкою або «перетягуванням» фільтра програми миттєво перелаштовуємося на цікаву для станцію.Очень оперативно і наочно. Після роботи на цьому трансивері, працюючи на звичайному вже чогось не вистачає - зорової інформації про обстановку на діапазоні.