Visual Analyser и полезная «показометрия»

0 814
0

Visual Analyser - это свободно распространяемое программное приложение, разработанное как виртуальная измерительная лаборатория для студентов.

Разработчик - группа итальянских специалистов (Alfredo Accattatis, Marcello Salmeri, Arianna Mencattini, Giulia Rabottino, Roberto Lojacono, Department of Electronic Engineering, University of Rome "Tor VergataViale del Politecnico, 1-00133-Roma, Italy).

Основное назначение виртуального прибора - изучение электрических сигналов с частотами до 20...50 кГц посредством их интерпретации в цифровую форму АЦП внешней или комплектной звуковой карты компьютера. С точки зрения освоения, пожалуй, куда более интуитивен, нежели многие виртуальные приборы рангом пониже.

Среди великого множества прочих софтверных инструментов, Visual Analyser выгодно выделяется еще и тем, что на общей панели виртуальные экраны осциллографа и спектроанализатора отображаются совместно, а это позволяет одновременно наблюдать и форму сигнала, и его спектр.

Дистрибутив программы невелик, так что архив с ним кладу прямо здесь:

У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера

 

Для радиолюбителя, помимо великолепного подспорья при разработке и настройке низкочастотных аналоговых, ШИМ- и других устройств, Visual Analyser может оказаться полезным еще, например, и для индикации сквозной характеристики радиоканала по низкой частоте. Ни для кого не секрет, что отдельные модели промышленно выпускаемых радиостанций, тангент/гарнитур разных производителей и разного назначения отличаются пониженной разборчивостью. Выявить (причем не приближаясь с подключением сигнал-генератора ко «внутренностям» раций или их «обвеса»), по какой причине: неудачное ли это акустическое оформление, определяемое конструкцией, или же «плохой» электрический низкочастотный тракт (что во многих случаях «лечится» подбором параметров RC-цепей), нам Visual Analyser и поможет.

А как это сделать, автор проиллюстрирует ниже.

Хотя и использовались не требующие никаких подобных тестов два старых добрых «сибишных» «Штурмана», но только потому, что их гнезда под гарнитуру позволяют работать со стандартными акустическими кабелями, оконеченными разъемами 3,5 мм. Ну не паялось мне что-то... Так что две UHF-«бубнилки» китайской национальности с кенвудовским стыком - подождут.

 

Вот схема «испытательного стенда»:

Visual Analyser и полезная «показометрия»


Помимо «Анализера» (хотя это где-то в нем самом есть) автор использовал еще и подкупающий своей предельной простотой старинный софтверный сигнал-генератор, выдающий неплохую синусоиду, отчаянно врущий на меандре (что странно) и «треугольнике», давным-давно проверенный на предмет весьма равномерной АЧХ генерации белого шума до частот по крайней мере 14...15 кГц (шум сформирован не математически, а бесконечным повторением короткого звукового WAV-файла, записанного с физического источника шума). Зачем нам белый шум - будет понятно по ходу дела (это даже наглядней, чем использование свип-генератора, особенно когда его нет :-)

Следует упомянуть о необходимых настройках оборудования:

1. Ручка громкости приемной радиостанции выкручена на 20...25% от предельного (чтобы сигнал с выхода Phone не перегружал микрофонный вход звуковой карты компьютера);

2. Движок громкости динамика компьютера установлен на позиции, индицируемой как 6 ед. (от 100 возможных на максимуме; чтобы не перегрузить вход MIC передающей радиостанции).

При указанных на схеме соединениях, передающая станция конкретного производителя может заработать в VOX-режиме, но некоторые (в том числе и примененные «Штурманы» без подключения в гнездо Phone внешнего динамика) требуют для инициации передачи нажатия PTT.

 

Поскольку анализ и визуализация спектра требует определенного промежутка времени, то при подаче широкополосного белого шума на микрофонный вход передающей станции мы в итоге на экране спектроанализатора нашего «Анализера» получаем чуть «дышащую» и пусть несколько «бородатую» (из-за изменения «мгновенных» значений отдельных частотных компонентов), но тем не менее - огибающую низкочастотной АЧХ нашего радиоканала. И все дела!

Visual Analyser и полезная «показометрия»


Видим некоторый подъем от 300 Гц к частоте около килогерца (что улучшит разборчивость речи), некоторый спад к частоте 4 кГц (что повыше стандартной полосы, ограничиваемой тремя килогерцами, причем при использовании FM это без проблем позволяет не «выбегать» за рамки отведенного радиочастотного канала шириной +/-5=10 кГц при индексе модуляции до 1,15). Далее, на более высоких частотах, следует глубокий спад (более 20 дБ на октаву), превращаясь в «провал» около 9...10 кГц. Некоторая «борода» выше 10 кГц вкупе с указанным провалом перед ней скорее всего указывает нам на то, что примененный разработчиками рации фильтр низких частот имеет огибающую, характерную фильтрам Чебышева.

Поскольку в «СиБи» на канале С9Е используется и АМ (правда, преимущественно только лишь на нем одном), полоса оказывается несколько широковата, давая на границе соседнего канала (+/-5 кГц от несущей) спад от среднего уровня полосы голосового сигнала не выше 9...10 дБ. Но, учитывая довольно малую плотность голосового спектра выше двух с небольшим килогерц, это обстоятельство «соседям» существенно не помешает.

Так как субъективная разборчивость речи посредством «Штурманов» весьма высока, и визуально наблюдавшиеся нами электрические характеристики НЧ-тракта - тоже, то можно лишь добавить, что неказистый «кирпичный» корпус рации - тем не менее удачен в аспекте акустического оформления установленного в нем микрофона и динамика.

 

Что еще полезного мы можем «выжать» из нашего виртуального приборного стенда?

Ну, например, узнать совокупный уровень шума радиостанции «эфир+компоненты приемного тракта». Устанавливаем на сигнал-генераторе синусоиду частотой 1 кГц и смотрим, что получилось.

Visual Analyser и полезная «показометрия»


Видим на осциллографе и спектране «Анализера» нашу прошедшую по радиотракту синусоиду. Видим амплитуду синусоиды в районе -3 дБ, а средний уровень шумов в голосовом спектре - приблизительно -57 дБ. Откуда понимаем, что соотношение сигнал/шум превосходит 50 дБ, если не считать пиков гармоник килогерцового сигнала в районе -30 дБ, что, однако же, говорит о весьма неплохом качестве его формирования  простецким софт-генератором.

На всякий случай убеждаемся, что мы видим именно гармоники сигнала генератора, обусловленные квантованием, а не какие-либо иные артефакты тракта.

Перенастраиваем софт-генератор на частоту 3 кГц и смотрим.

Visual Analyser и полезная «показометрия»

 


На спектране «Анализера» видим высокую трехкилогерцовую линию и - только вторую ее гармонику 6 кГц: более высокие ушли в шумы, хотя пик третьей (9 кГц) при желании можно разглядеть.

Заодно - можно оценить уровень паразитной шумовой модуляции полезного сигнала на частотах ниже 3 кГц (показан на панели осциллографа).

 

DIM


Источник | Опубликовал: DIM


и поделитесь с друзьями в соц сетях:


Добавить комментарий

Похожие новости