ESSB-1

 
 

ESSB-1




Цифровая обработка сигнала

 

Автор: Игорь Подгорный, EW1MM

В 90-х годах прошлого столетия благодаря большому прогрессу в области обработки звука и компьютерных технологий в наше сознание твердо вошло такое понятие как DSP — Digital Signal Processing (Цифровая Обработка Сигнала). Цифровая обработка сигнала — это область техники, занимающаяся реализацией вычислительных алгоритмов в реальном времени.

Чаще термин DSP говорит нам о возможности того или иного трансивера реализовывать этот сервис через свои технические возможности. Некоторые современные трансиверы имеют цифровую обработку как на прием, так и на передачу. Можно с уверенностью сказать, что цифровая обработка обеспечивает качество, которое соответствует новым технологиям и времени, в котором мы живем.


 

Цифровая обработка применительно к радиолюбительству чаще всего применяется при обработке сигнала из эфира, с целью обеспечения более качественного приема, устранения помех, сопровождающих передачу корреспондента. Это осуществляется при работе любыми видами связи, включая цифровые. Для этой цели часто используют компьютер со встроенной звуковой картой (ЗК) и соответствующее программное обеспечение.  Однако в реальном времени сигнал обрабатывается с задержкой, и если в режиме приема это еще терпимо, то при передаче — нет.

Работая SSB и используя аппаратно-программные возможности компьютера в обработке сигнала с микрофона, который подключен к звуковой карте компьютера (с последующей подачей НЧ-сигнала на балансный модулятор трансивера), задержка очень существенна. Речь идет не просто об усилении сигнала с микрофона до определенного уровня с помощью ЗК, а об использовании специальных программ обработки НЧ сигнала в реальном времени.

Ситуация еще более обостряется при работе такими цифровыми видами как Amtor, Pactor, Packet, когда одновременно программно компьютер используется, скажем, как Notch-фильтр и вместе с имеющимся на станции TNC-контроллером он обеспечивает перечисленные виды работ. Задержка в обработке сигнала в компьютере в таких случаях недопустима. Для того чтобы избавиться от этой проблемы, применяют звуковую карту Audigy-2 (например, AUDIGY-2 [OEM] 24 bit 96 кНz).

Также эта звуковая карта имеет аппаратно встроенный процессор эффектов, что позволяет, используя программно-аппаратные возможности, производить обработку сигнала в реальном времени на достаточно высоком уровне, т.е. в режиме передачи, например, в телефонных видах работ — SSB, АМ, ЧМ — иметь хороший эквалайзер, компрессор, лимитер, а в режиме приема — Notch-фильтр, экспандер или что-либо другое.

Все это возможно даже при наличии персонального компьютера с процессором Pentium 200…500 МГц, хотя применение более мощных машин приветствуется, поскольку появляются еще большие возможности обработки сигнала с применением программного обеспечения — Plug In и соответствующих программ, алгоритм обработки которых требует более высокой производительности компьютера.

В этом случае современные технологии позволяют не применять внешние дорогостоящие приборы цифровой обработки, а в той или иной степени имитировать их работу, используя для этого вычислительные мощности центрального процессора компьютера и звуковой карты. Однако это возможно при действительно очень высоких ресурсах компьютера. Применяя эти технологии, остается лишь установить узел стыковки — интерфейс — между трансивером и компьютером и с успехом использовать возможности последнего.

Отдавая должное цифровой обработке сигнала в трансивере или с помощью компьютера, радиолюбители также используют внешние блоки DSP обработки. Это относительно новое направление в радиолюбительстве. Речь идет о цифровой обработке сигнала с применением высокотехнологичного, современного оборудования, применяемого в радиовещательных и музыкальных студиях, обеспечивающего абсолютно профессиональное качество и естественность звучания. Это высококачественные микшерные пульты, а также всевозможные аналого-цифровые многополосные (чаще параметрические) эквалайзеры, системы шумоподавления — Noise Gate, компрессоры, лимитеры, процессоры мультиэффектов, позволяющие получить различные алгоритмы звуковой обработки.

Следует отметить, что DSP — это общее понятие. Можно иметь DSP эквалайзер, компрессор, другие устройства и даже DSP предусилитель микрофона. Иметь функцию DSP в трансивере — это одно, иметь целую студию DSP-оборудования — это совершенно другие возможности. Это справедливо, если в обоих случаях упомянутая обработка осуществляется по низкой частоте. Известные фирмы-производители DSP оборудования — Behringer (http://www.behringer.com), Alesis (http://www.alesis.com) и другие — имеют огромный его перечень, и многое из него с успехом может быть применено радиолюбителями.

Каждое из этих устройств выполняет свою задачу и, как правило, содержит в своих двух каналах прецизионные 24-битовые АЦП и ЦАП (аналогово-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи), работающие на профессиональной частоте дискредитации и имеющие диапазон рабочих частот 20 Гц…20 кГц.

Краткая справка

Аналогово-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи. Первый преобразует аналоговый сигнал в цифровое значение амплитуды, второй выполняет обратное преобразование.

Принцип работы АЦП состоит в измерении уровня входного сигнала и выдаче результата в цифровой форме. В результате работы АЦП непрерывный аналоговый сигнал превращается в импульсный, с одновременным измерением амплитуды каждого импульса. ЦАП получает на входе цифровое значение амплитуды и выдает на выходе импульсы напряжения или тока нужной величины, которые расположенный за ним интегратор (аналоговый фильтр) превращает в непрерывный аналоговый сигнал. 

Как всякое новое (особенно требующее вложения денег) направление, оно имеет своих сторонников и противников.

Для достижения высокого уровня качества требуется применение на передачу более широкого фильтра в SSB-формирователе трансивера — 3 кГц, а не 2,4 кГц или 2,5 кГц, но это не выходит за рамки регламента радиолюбительской связи в части применяемого оборудования.

Сегодня отвергать право на существование направления в обработке звука с помощью добавочных устройств может только ленивый, завистливый или тот, кто не приветствует прогресс и новые технологии.

“Hi-Fi Audio in SSB” — высокое качество обработки НЧ-сигнала в SSB, или “Extended SSB” — расширенное SSB — фразы, часто слышимые и частично объясняющие уже более чем 10-летнюю активность радиолюбителей со всего мира на частоте 14178 кГц. Здесь находится “круглый стол” любителей студийных сигналов и способов их получения. Это “круглый стол”, который не имеет времени проведения. Работа ведется практически круглые сутки. В мире насчитывается чуть более 100 активных радиолюбителей, использующих эти технологии. Их не очень беспокоят QRM, т.к. они уже достигли значительных успехов в оснащении своих станций и имеют не только высокого класса трансиверы, усилители мощности (часто класса “High Power”), но и, что самое важное, эффективные направленные антенны.

Многие слышат при практически любом прохождении, а иногда и при его отсутствии Билла, W2ONV, (http://www.w2onv.com) из Нью-Джерси — старейшего радиолюбителя и большого специалиста в области обработки звука с помощью внешних DSP-устройств. Имея мощность 1,5 кВт (максимально разрешенную в США) и два сфазированных четырехэлементных волновых канала, он в течение уже многих лет практически всегда слышен в Европе на частоте 14178 кГц. Люди, работающие на этом “круглом столе” — разного возраста, в основном, от 30 до 80 лет, причем тон в работе в большей степени задают радиолюбители старшей возрастной группы. И это не дань уважения старшему поколению, это констатация факта. Именно они имеют большие успехи в области цифровой обработки, поскольку владеют достаточными знаниями и более серьезным оборудованием.

Радиолюбители на “14178” — выдержанные и спокойные, полностью увлеченные своим делом. Начинающим коллегам-энтузиастам всегда рады и оказывают им всяческое содействие. Большой вклад в развитие обработки звука вносят сами же радиолюбители, размещая на своих WEB-страницах в Интернете полезную информацию.

Многие согласятся, что огромный вклад в развитие этого направления внес John, NU9N, создавший сайт в Интернете (http://www.nu9n.com), где он разместил практически учебник по применению внешних устройств цифровой обработки, последовательности их подключения (очень важный вопрос), установке параметров. На сайте NU9N можно также скачать образцы DSP-сигналов многих радиолюбителей. Слушать их достаточно интересно. Через International Callbook (http://www.qrz.com) в Интернете можно проверить позывные этих радиолюбителей на наличие у них WEB-страниц или сайтов, где можно найти советы, подсказки и многое другое по обработке сигнала.

Вот некоторые из них: Larry, W3OZ — http://www.w3oz.com/, William, KC4PE — http://www.kc4pe.com/pix.htm    Посетите эти адреса в Интернете — и вы не пожалеете.

К сожалению, в количественном плане станции из бывшего Союза представлены на 14178 кГц очень слабо — Василий, ER4DX; Игорь, EW1MM; Сергей, EW1DM; Сергей, RW3PS; Виктор, RA9FIF и Олег, RV3AAJ (других данных нет). Сказывается отсутствие лишних финансов на приобретение аудиооборудования, а также менталитет людей — когда нет времени и средств всем этим заниматься, значит, это плохо, значит, это не нужно. Очевидно, следует остановиться на том, что все направления в радиолюбительстве имеют право на жизнь, будь то соревнования, работа QRP (или QRO hi!), DXing. И даже отсутствие у некоторых знаний азбуки Морзе, иностранного языка и многого другого — это ведь тоже “направление”, и мы, увы, к этому уже вроде как и начинаем привыкать...

Пожелаем же “молодым” (10 лет для радио — срок небольшой) успехов в их нелегком хобби, а всех, кто уже достиг результатов в других областях, приглашаю присоединиться к сообществу любителей студийных сигналов, в конце концов, интереснее дебюта ведь ничего нет.

2005г.
Игорь Подгорный, EW1MM.

 




Создан 16 дек 2016



  Комментарии       
Имя или Email


При указании email на него будут отправляться ответы
Как имя будет использована первая часть email до @
Сам email нигде не отображается!
Зарегистрируйтесь, чтобы писать под своим ником
 
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика