SDR и эфирный анализ спектра

0 1005
+1

SDR и эфирный анализ спектра

Жаль, что эпоха активного конструирования трансиверов собственной разработки и эпоха SDR-технологии так сильно разошлись во времени. Даже лет десять назад никто и не помышлял, что дома можно будет иметь собственный «копеечный» эфирный спектроанализатор с диапазоном выше гигагерца, да еще размером с половину спичечного коробка. И пусть не точного измерительного, но хотя бы приличного индикационного уровня.

Впрочем, и теперь это нелишне.

Что излучает промышленно выпускаемая радиостанция на ВЧ? Вот и посмотрим.

 

Для экспериментов под руку подвернулась СиБи-радиостанция «Штурман-882» (хотя мог быть хоть трансивер 23-см диапазона, да идти за ним далеко; или полнодиапазонный 400-мегагерцовый Kenwood, но он оказался с разряженной батареей).

Экспериментальный «стенд» показан на заглавной иллюстрации: видим рацию, SDR-донгл с так любимой всеми экспериментаторами «антенной-гвоздем» (она же - скрепка или огрызок провода), стандартный 3,5мм «стереошнурок» для подачи на вход рации тестового сигнала аудиодиапазона («Штурман» может работать непосредственно с таким кабелем) да компьютер с запущенным под SDR-донгл приложением HDSRи еще парочкой вспомогательных (сигнал-генератором из «древней» виртуальной радиолюбительской лаборатории и неплохим софтверным осциллографом для контроля формы НЧ-сигналов).

Удостоверяемся:

РежимSine софт-генератора действительно выдает килогерцовый синус,

РежимWhite выдает «белый шум» (картинку его спектра не прилагаю, но она более-менее равномерна до частоты 16 кГц).

SDR и эфирный анализ спектра

SDR и эфирный анализ спектра 

Радиостанция будет работать на канале С10Е (27 075 кГц) модуляцией NFM.

Вначале просто посмотрим несущую, нажав РТТ. Видим, что она весьма «чиста»: лишь есть некое побочное излучение на 30 кГц ниже с крохотным уровнем -120 дБм.

SDR и эфирный анализ спектра

 

Теперь посмотрим спектр излучения реального речевого сигнала.

Не подключая рацию к софт-генератору и нажав РТТ, произнесем в микрофон некую максимально монотонную по амплитуде сигнала фразу.

В радиочастотном спектре видим «чистый» сигнал, не выбегающий из 10-килогерцовой канальной нарезки и лишь помеченные зеленой «ниткой» водопада наметки той же «паразитки» на 30 кГц ниже несущей.

Все, в-общем, чинно и прилично.

SDR и эфирный анализ спектра

 

Далее посмотрим, что будет из себя представлять РЧ-спектрограмма килогерцовой синусоиды в качестве модулирующего сигнала. Подключаем кабель с выхода SPKкомпьютера на вход MIC радиостанции, запускаем софтверный сигнал-генератор и длительно нажимаем РТТ. Пользуясь выходным уровнем компьютерного микшера, устанавливаем на нем уровень выходного сигнала таким (по показаниям в правом нижнем окне панели HDSDR), при котором в этом окне составляющая 1000 Гц максимальна при минимальных ее гармонических составляющих (3-я гармоника почти не видна; 2-я гармоника - 2000 Гц - подавлена примерно на 33 дБ относительно первой.). Останавливаемся на близкой к нулю ступеньке движка микшера, дающей маркировку «4».

Это означает, что в микрофонный усилитель рации приходит практически «чистая» по форме килогерцовая синусоида, которая не подвергается амплитудному ограничению.

На верхней, основной, панели HDSDR наблюдаем «многозубец», не выбегающий за границы 10-килогерцовой канальной нарезки. И вместе с ним - левее все на те же 30 кГц - паразитное модулированное излучение с уровнем, на 60 дБ ниже основного. Т.к. (в свое время измеренная) мощность основного излучения рации на аккумуляторах составляет 5 Вт, то эта «паразитка» будет равна всего 5 мкВт, и никакого внимания она недостойна.

SDR и эфирный анализ спектра

 

 А теперь перегрузим килогерцовой синусоидой микрофонный усилитель рации (эквивалент того, когда новички, слыша слабый ответный сигнал, инстинктивно орут в микрофон, лишь кардинально ухудшая слоговую разборчивость сообщения со своей стороны). То есть в модуляционном сигнале возникает много очень сильных составляющих высоких гармоник основного сигнала (см.правое нижнее окно). Что видим на спектрограмме?

Да лучше бы этого и не видеть...

К уже названному ухудшению слоговой разборчивости, мы наблюдаем (из-за недостаточной селекции цепей низкой частоты за пределами примерно 3-килогерцового интервала, отведенного для голосовой модуляции) кардинальное расширение спектра, «заползающего» на соседние каналы и, разумеется, создающего там заметные помехи: QRM «на ровном месте», однако!

Еще раз повторю уже озвученное назидание, только что наглядно подтвержденное: ну не орите в микрофон; никому лучше не будет!

У нас еще более-менее приличная картинка: на краю канала уровень мешающего сигнала - примерно -30 дБ от максимума, потому как «Штурманы» все же не массово штампуемые рацейки, а более серьезное оборудование. Однако все равно: типовая селекция по соседнему каналу считается нормальной, если приближается к -40 дБ.

SDR и эфирный анализ спектра

 

Напоследок посмотрим, что нам покажет наш - еще раз отмечу: эфирный (т.е. реальней некуда!) - SDR-«спектроанализатор» при модуляции «белым шумом» с примерно равновеликими частотными составляющими до 16 кГц (так выдает софт-генератор) и поданным на вход с малым, не перегружающим микрофонный усилитель рации, уровнем.

Видим, что селективность радиостанции по низкой (модулирующей) частоте в этом случае как раз и обеспечивает достаточно типовое значение уровня на границе канала, равное -40 дБ от максимума.

SDR и эфирный анализ спектра

 

DIM


Источник | Опубликовал: DIM


и поделитесь с друзьями в соц сетях:


Добавить комментарий

Похожие новости