Elektro

Poznámka k usměrňovačům

15. srpna 2017 v 5:39 | Petr
Čím usměrníme 220V ze zásuvky ? Graetzem ! Čím usměrníme 20mV z nějakého robotického čidla ? Taky Graetzovým můstkem který má ubytek napětí 2x úbytek na diodě neboli u konvenčních usměrňovacích diod 1,4V ? Asi ne, asi by to chtělo nějakou "superdiodu" která se chová tak jak se na průmyslovce učí, že se dioda má chovat - v jednom směru dokonale propustná v druhém směru absolutně nepropustná.
Kupodivu takové zapojení existuje a dokonce mu bratři anglosassové říkají "Superdiode". Zdá se to být jasné - dioda je zapojená do zpětné vazby operačního zesilovače, takže ať je úbytek na této diodě jak chce veliký zpětná vazba jej kompenzuje. Celé zapojení má celkem 5 problémečků
  1. Zapojení je jednocestné - na rozdíl od "Graetze" usměrňuje jenom jednu půlvlnu signálu.
  2. Při druhé půlvlně signálu je dioda zavřená, zpětná vazba je přerušená a operační zesilovač je buď úplně v krajním záporném napětí, nebo nějak šíleně kmitá, což nedělá dobře situaci, kdy se má "vzpamatovat" a začít znou spořádaně usměrňovat tu "propustnou" půlvlnu.
  3. Z bodu 2. vyplývá, že maximální frekvence signálu, kterou toto zapojení zpracuje je překvapivě nízká - u operačních zeslilovaču s šírkou pásma do 1 MHZ ( třeba TL072 ) počítejte tak s 1/100 této frekvence - tedy 10 kHz max.
  4. Ani "superdioda" není tak úplně super - pro zcela miniaturní napětí ( asi tak pod 5 mV ) se začne projevovat parazitní proud diody, která pak "jako by tam nebyla" a zapojení přestává tak malé napětí usměrňovat.
  5. Běda vám jestli vynecháte odpor RL který by měl být 1K nebo max 10K. Pokud si budete myslet že místo tohoto odporu vystačí třeba vstupní odpor AD převodníku - jste vedle jak ta jedle. Vstupní odpor operačního zesilovače je obrovský i malý zpětný parazitní proud diody způsobí špatné chování dle bodu 4. u daleko vyšších napětí než 5mV.
Jasné ?

Takže takdy máme zlepšenou super-diodu. Záporné půlvlny vycházejí z tohoto zapojení jako kladné ( zapojení je invertující ) a zesílené v poměru -R2/R1. Kladné půlvlny projdou přes diodu D2 beze škod do země a na výstupu se neprojeví. ( projeví se jenom jako nepatrný rozdíl úbytků napětí na diodách D1 a D2 ). Toto zapojení má oproti prvnímu zásadní výhodu, která spočívá v tom, že operační zesilovač má "nějakou" zpětnou vazbu pro obě půlvlny signálu takže divoce nekmitá, ale situace ani tak není ideální - existuje totiž oblast -0,7 až +0,7 V kdy ani jedna z diod pořádně nevede a tuto oblast musí operační zesilovač ukrutně rychle překmitnout. Takže u běžného zesilovače se šířkou pásma 1MHz počítejte s maximální frekvencí tak 100 KHz ale lépe méně. ( pro robotické ultrazvuky na 40kHz to stačí ). Poznámka o mizerném usměrňování signálů pod 5mV platí i tady.
Teď takový příkládek - pokud usmerňujeme signál z robotického ultrazvuku ( protože nejsme ubožáci, co kupují špatně navržené čínské moduly na Aliexspress ) má takový signál 40 kHz střídavých. Pokud ho usměrníme jednocestně, bude základní frekvence takového signálu pořád 40 KHz a budeme muset vymýšlet velmi složité a strmé analogové filtry, které nám z takového signálu vyfiltrují "amplitudovou obálku" a zároveň nám do signálu nevnesou veliké zpoždění - což u ultrazvuku znamená nepřesnost měření vzdálenosti. Fundamentální frekvence dvoucestně usměrněného 40khZ signálu je 80kHz takže dvoucestým usměrnením jsme si vlastně v této úloze dosti pomohli, protože jsme "vynásobili frekvenci" a tím zvýšili nutnou "frekvenční vzdálenost" mezi filtrovaným signálem a propustným pásmem filtru.
Ergo by nebylo špatné umět zapojení, které usměrňuje dvoucestně. A hned si předvedeme jedno "učebnicové zapojení" které jsem, na rozdíl od autorů učebnic, opravdu zkoušel a mé doporučení je UTÍKEJTĚ OD NĚJ JAK MŮŽETE. Rozebereme si proč : První operační zesilovač je jasný - na jeho výstupu jsou jednocestně usměrněné půlvlny. Druhý operační zesilovač sčítá jednocestně usměrněné záporné půlvlny přes odpor R3 s nezměněným vstupním signálem přes odpor R4 a navíc záporné půlvlny přes R3 zesiluje 2x zatímco vstupní signál k tomu přičítá bez zesílení - výsledkem je dvoucestně usměrněný signál - tedy usměrněné kladné i záporné půlvlny.
Tušíte proč se tomuto zapojení vyhnout ? Sčítá se totiž původní NEZPOŽDĚNÝ signál se signálem ZPOŽDĚNÝM prvním operačním zesilovačem - tudíž čím větší frekvenci zpracováváte tím větší fázový rozdíl mezi těmito dvěma signály je a asi tak od 2KHz nahoru ( !!! ) bez ohledu na vlastnosti operačního zesilovače začnou z tohoto zapojení lézt nesmysly jako polo usměrněné do záporné polarity překmitávající "velbloudí hrby" atd. Prostě v učebnicích to je, u zkoušky na VUT to namalujte a pak ZAPOMEŇTE.
Další zapojení bylo mé oblíbené a pro signály nad 5mV a pod 100 kHz je zcela bezproblémové. Obvykle se o něm píše, že R1 a R4 musí být stejné hodnoty kvůli "symetrii diod". Opravdu je nutné aby D1 i D2 byly stejné diody ( to je snad jasné !! ) a zatíženy pokud možno stejnými proudy. Proto je třeba aby R2 a R4 byly stejné R1 si udělejte jak chcete.
Zapojení na posledním obrázku původně nebylo mé oblíbené, protože má o jeden odpor více, a to mi jako lakomému elektro - vidlákovi připadal jako neodůvodněné plýtvání součástkami, ale nyní je to moje nejoblíbenější zapojení "precizního dvoucestného usměrňovače". Proč ? Jednak má vlastnosti jako předchozí - to jest pracovní frekvence něco málo pod 1/10 šířky pásma operačních zesilovačů, ale hlavně odpor R1 se může lišit ( být menší ) než ostatní a tak je toto jediný zesilující dvoucestný usměrňovač. Zesílení se s výhodou využije aby se kompenzovala ztráta na výstupním filtru.

Takže nejoblíběnější zapojení je tu, zbývají jenom poslení poznámečky :
Výstupní filtr ? I Graetz. který usměrňuje 220V někde ve spínaném zdroji tak činí tím způsobem, že nabíjí filtrační kondenzátor, který dělá z "tepavého napětí" to pravé DC. POkud byste chtěli usměrňovat 40 KHz ultrazvuk doporučil bych na výstup operačního zesilovače odpor 1K jako "ochranný odpor" pro AD převodník někde v arduínu, a jako filtraci na stranu toho odporu směrem k Arduínu připojit keramický kondenzátor 10nF na zem - tím vznikne RC filtr s dělící frekvecní 16 KHz která vám 80 kHz docela pěkně vyfiltruje.

A poslední poznámečka, kterou v učebnicích nenajdete - měl jsem opravdu všechny zde uvedené obvody zapojené a mám je důkkladně osahané. Mezi předposledním a posledním zapojením je jeden malý, ale důležitý rozdíl. Předposlední zapojení funguje nejlépe když pracuje s diodami, které mají malý úbytek napětí v propustném směru, vhodné jsou tedy Schottky diody třeba má oblíbená BAT48. Poslední zapojení naopak nejlépe funguje s diodami které mají malý ( skoro nulový ) parazitní zpětný proud - třeba 1N4148, i proto je poslední zapojení mé oblíbené, protože mám doma tisíce komunistických ekvivalentů této diody ze zrušené Tesly Rožnov - známé pod jménem KA261.

Jasné ?

Poznámka k diodám

1. srpna 2017 v 5:09 | Petr
Pro "běžného uživatele" Arduina je otázka výběru "analogových součástek kolem" spíše obtěžující. Proto jsem už kdysi "ve vidlácích" prohlásil : najděte si pár oblíbených součástek jejichž parametry budete znát a ty používejte stále dokola. Jistý tajný projekt mě dovedl k precizním usměrňovačům : tedy ke kombinaci diod a operačních zesilovačů a "kombinace diod a operačních zesilovačů" mě zase přivedla k otázce, jestli by nestálo za to probrat myšlenkové pochody běžného elektro-vidláka při volbě diody do elektrického obvodu.

Z pohledu Arduina se zdá být nejlepší "sázka na jistotu" - potřebuju do obvodu, který bere 20mA max při 5V dát diodu ? Volba je jasná - použiju "diodu jako bejk" nejlépe nějakou lacinou od firmy "JingJang" z čínského e-shopu A výsledek je, že beru 15A10G která má závěrné napětí 1000V a propustný proud 15A. Je to tak správně ?

V principu je lepší nějaká dioda, než žádná, ale je třeba počítat s následujícími problémy : Pouzdro takové didody je taky "jako bejk", takže zabere místa jako půlka "Arduina nano". Úbytek napětí v propustném směru obrovský počítejte 0,8 - 1V. Parazitní proud v závěrném směru taky obrovský. A rychlost spínání níc moc, takže síťový usměrňovač při 50 Hz je maximum, ale nikam do žádných "precizních" zapojení ji nestrkejte ani omylem - jasné ?
Tudíž je dobré mít "ve svém" repertoáru více než jednu diodu a osobně nejčastěji používám tuto trojici.
1N4148 - signálová "hrotová" dioda - má nepatrnou kapacitu PN přechodu proto zvládá vysoké frekvence, má relativně vysoký úbytek napětí v propustném směru ( kvůli konstrukci a malé ploše PN přechodu ) ovšem má nepatrný parazitní proud v závěrném směru ( kvůli malé ploše PN přechodu ). Nominální parametry : Závěrné napětí 100V, propustný proud 150mA. Použítí : veškerá "precizní zapojení" - logaritnické zesilovače, limitery signálu, precizní usměrňovače, diodové přepínače do stovek KHz, ochrany proti přepólování malých mikrokontrolérů atd. -
1N4007 - typická usměrňovací dioda. Nominální parametry : Závěrné napětí 1000V propustný proud 1A. Relativně malé pouzdro, relativně vysoký úbytek v propustném směru. Daleko větší kapacita v propustném směru tudíž dalěko pomalejší spínání. Použítí : usměrňování zásuvkových napětí 220 - 380 V, ochrany proti přepólování, diodové přepínače napájení, ochranné diody v napájecích zdrojích a nabíječkách atd. Dvě zvláštní použití, kvůli kterým je dobré ji mít v zásobě : Přepínač vysokofrekvenčních signálů, které nezkresluje kvůli svým PIN vlastnostem. Nouzový varikap alias ladící dioda do LC oscilátorů.
BAT48 - je svými parametry velice podobná 1N4148 až na to že to je tzv schottky dioda. To jest PN přechod je konstruován pro co nejmenší úbytek v propustném směru, cenou za to je nízké napětí v závěrném směru ( jen 40V ) a velký parazitní proud v závěrném směru. Použítní : některá "precizní zapojení" zejména některé "preczní usměrňovače", odchrany proti přepólování, ochranné diody pro menší motorky, usměrňovací diody v menších spínaných zdrojích atd. Je vhodná i pro některá "vysokofrekvenční" použití ( detektor v AM rádiu ) - zejména tam, kde nevadí, že má větší kapacitu PN přechodu než 1N4148 ( tedy nedávat BAT48 třeba do zpětných vazeb operačních zesilovačů, kde vytvoří se zpětnovazebními odpory nechtěnou dolní propust ) .

Je mi jasné, že Arduínoví robotici mají po předchozím odstavci v hlavě zmatek takže se pokusím předvést nějaký "myšlenkový pochod" : Příklad 1: stavím demodulátor pro KV rádio. Jaká vlastnost diody je rozhodující ? Schopnost usměrnit MHz signály - použiju 1N4148 ( pokud ne nějaké ještě více specializované diody ). 1N4007 je pro tento účel opravdu k ničemu a BAT48 se za jistých okolností použít dá. Příklad 2 stavím měnič pro LED baterku kde "napětí na palubě" je 2,4V NiMh akupack. Jaká vlastnost diody je rozhodující ? Nízký úbytek v propustném směru, protože při 2,4V je 0,7V úbytku na diodě drtivá ztráta. Jakou diodu použiju ? ..................... Příklad 3 : Stavím distribuci napájení z centrálního akumulátoru do modulů robota a potřebuju "protiresetovací diody". Jaká vlastnost je rozhodující ? Totální blbuvzdornost ! Jaké diody použiju ? 1N4007 ( pokud ne 15A10G pro motorový modul ;-) )

Jasné ?

Zbývá probrat ještě jemné detaily : Třeba 1N4007 má "sesterské diody" 1N4001, 02 03, 04, 05, 06 stejně tak BAT 48 vlastně existuje BAT 41 - 48. Nechci detailně probírat technické parametry, proto napíšu jen pár obecných závislostí.
  1. Čím větší závěrné napětí tím větší je úbytek na diodě v propustném směru. Proto existuje 1N4001 - 7 a proto nepoužíváme "diody jako bejk" 1000V na 5V rozvod.
  2. Čím větší závěrné napětí tím menší je parazitní proud v závěrném směru.
  3. Čím větší je dovolený proud v propustném směru tím větší je skutečný parazitní proud v závěrném směru.
  4. Čím větší proud v propustném směru tím větší kapacita PN přechodu a tím horší usměrnění vysokých frekvencí ( rychlé spínání u jiskřících motorů ).
  5. Čím je větší dovolený proud v propustném směru tím menší úbytek napětí v propustném směru.
Jenom poznámka ke všem bodům - je jistý rozdíl mezi katalogovými parametry diody a jejími vlastnostmi ve skutečném elektrickém obvodu. Třeba bod 5 : pokud máme dvě jinak stejné diody, jednu na 2A a druhou na 10 A pak ta 10A bude mít při stejném proudu menší úbytek napětí než ta 2A. Zcela jiná situace je, pokud "malou" diodou necháte protékat 100mA a "velkou" diodou 5A - pak je reálný napěťiový úbytek na menší diodě menší ( navzodry katalogovým údajům ), kvůli rozdílné hustotě proudu v reálném obvodu. Jasné ?

Zbývá poslední otázka Arduínového robotika - tak kterou diodu tedy dát ( kamkoliv ) ale hlavně jako ochrané diody k motorům a cívkám. Jiří Rotta říkal, že : když vůbec nevíte odkud kam "univerzální dioda na všechno" je UF4007 - dioda, která je "blbuvzdorná" ( skoro ) jako 1N4007 a přitom rychlá ( skoro ) jako 1N4148.

Jasné ? Asi ne, ale lépe to popsat nedovedu.

Poznámka při druhém čtení - možná to lépe popsat dovedu. Vlastnosti diod rozhodujícím způsobem určují dva parametry :
  1. Plocha PN přechodu. Čím větší PN přechod tím více snese proudu v propustném směru a tím více pouští proudu v závěrném směru. "Hustota proudu" je u velikých PN přechodů malá proto i úbytek napěti v propustném směru je menší. Kapacita velkého PN přechodu je velká, proto od jisté frekvence funguje součástka jako kondenzátor ( pouští střídavý proud oběma směry ) čím větší PN přechod tím je ta "jistá frekvence" nižší.
  2. Konstrukce PN přechodu to jest jestli se v P-N oblasti stýkají "vysoce dopované" polovodiče - taková dioda má veliký úbytek napětí v propustném směru ale zato malý parazitní proud v závěrném směru - příklad 1N4007 nebo 1N4148. Nebo jestli se v oblasti PN přechodu stýkají polovodiče "málo dopované" to jest málo znečištěné trojmocnými a pětimocnými prvky - to jest "slabé P a slabé N" - příklad Schottky diody, PIN diody - vlastnosti takového PN přechodu : malý úbytek v propustném směru a velký proud v závěrném směru ( hlavě při teplotě nad 25 stupňů )
Samozřejmě, že existují kombinace různých velikostí a různých konstrukcí PN přechodu - příklad : malá dioda vysoce dopovaná - 1N4148. Velká dioda vysoce dopovaná 1N4007, Malá dioda nízce dopovaná BAT48, Velké diody nízce dopované - schottky diody z 3.3 a 5V větve PC zdroje atd....

Tak to asi opravdu líp popsat nedovedu....

Je svíčka zastaralá ?

7. července 2016 v 5:46 | Petr
Nedávno jsem potkal známého "co jsme spolu vysílali" - a ten si trpce stěžoval, že můj blog sice nečte, ale "od jiných slyšel" že se tu probírá už jenom to "prepperství" až se zhroutí civilizace. Nicméně některá témata, která se zhroucení civilizace okrajově dotýkají jsou prostě nepominutelná.

Příklad - předminulý týden jsem tady probíral, že bych asi měl postavit svéráznou "noční lampu" abych nezašlápnul psa, dceru ani manželku, když se tlačím do postele. Na to mi nějaký rozumbrada dal ohromnou radu : psa utratit, manželky i dcery se zbavit a nakoupit svíčky. To mi připomělo, že už v dávnější minulosti jsem řešil jestli jako světelný zdroj do domácnosti jsou lepší svíčky / lampa-petrolejka nebo baterka a "hafo baterií". V době kdy v baterkách byly žárovky a zinkouhlíkové baterie "Bateria Slaný" to vycházelo tak jednoznačně ve prospěch svíčky, že o baterce jako o zdroji světla ( na delší dobu ) mohl uvažovat jedině šílenec. Dnes je ta doba "lithium iontová" a "LEDková" proto je možná čas udělat ty výpočty znova a vyrovnat se s otázkou, jestli moderní baterie a zdroje světla už zvrátily vývoj, nebo ne.

1 - Energie
Získat někde v tabulách výhřevnost parafinu je prakticky nemožné, tak jsem se snažíl nějakou analogií dojít k nějaké hodnotě energie - PETROLEJ - tedy tekutý uhlovodík s řetězci o něco kratšími než má parafín má výhřevnost 43,1 MJ/Kg. POLYETHYLÉN - tedy uhlovodík s uhlíkovými řetězci výrazně delšími než parafín má výřevnost 46 MJ/Kg - odhadovat tedy výhřevnost parafinu na 45 MJ/Kg je podle mně velice rozumné. Ergo 45 MJ/Kg - znamená 45 000 J/g.

Sanyo Eneloop - tedy baterky co mám doma váží asi 25 gramů jedna a mají 2200 mAh při nominálním napětí 1,2 V ERGO 1,2 * 2,2 * 3600 = 9504 Joule v jedné baterce což je 380 joule/ gram,což je 118x menší denzita energie než parafin ve svíčce. Oficiální tabulky z Wikipedie - asi počítají nějak jinak, protože u NiMh uvádějí 288 J/g zato u Li-Ion uvádějí až 880 J/g, ale řádově to sedí, tak bych se v tom s dovolením nevrtal.

2 - Světelná účinnost
Maximální světelný tok, který lze získat u monochromatického světla je 640 lm/Watt, maximální intenzita záření absolutně černého tělesa je 251 lm/Watt, špičkové LEDky mají až 170 lm/Watt. Pokud jsem počítal energetickou spotřebu "taktických baterek" jako třeba Fenix LD41 nebo Thrunite Archer - i se ztrátami v měničích vychází účinost baterek překvapivě podobně kolem 80 lm/Watt. Oproti tomu je svíčka opravdový žabař, neboť dosahuje účinnosti 0,1-0,3 lm/watt - což je překvapivě daleko horší než klasické žárovky s účinností 10-15 lm/Watt.

Čím tedy svítit ?
Nebudu probírat všechny možné kombinace jako - špičková LED s mizernými baterkami kontra mizerná LED s Li-Ion kontra svíčka atd. Poměry účinností svíčky a LEDky se pohybují v rozsahu 1:270 - 1:1700. Poměry energetickýh hustot baterií a prafínu se pohybují v rozsahu 1:50 - 1:160 prostým vzájemným vynásobením extrémů zjistíme, že svíčka je podle konkrétní kombinace 2-35x méně účinná než moderní LED baterky hnané Li-Ion evetnuelně Ni-Mh akumulátory.

Inženýrským pohledem je to jasné - okamžikem příchodu svívých LED jdou svíčky na hřbitov dějin, před radikálním závěrem bych si jenom dovolil upozornit na "ďábly", kteří se skrývají v detailech.
  1. Infrastruktura nebo jak se dneska říká "ekosystém" kolem LED baterek - potřebujete akumulátory, nabíječky, zdroj energie pro nabíječku. U svíček stačí mít jak rozdělat oheň.
  2. Skladovatelnost - ano vím že Li-Ion "oficiálně" nemá žádné samovybíjení - měli byste však odvahu uložit nabité Li-ionky do sklepa, roky na ně nesáhnout a pak od nich očekávat rozumný výkon ?
  3. Robustnost - svíčka plave na hladině vody a po osušení nemá máčení jakkoliv doluhé žádný vliv na výkon. Moderní svítilny jsou dneska sice oficiálně vodotěsné, ale co akumulátory - co Li-Ionka vytažená z vody ? Otázka pro zkušenější - plavou Li-Ionky, Li-Polky ve vodě ? A mají namočené tendenci bouchnout ? Zmiňte se v diskusi jestli tušíte.
  4. Dostupnost / koupitelnost / hromaditelnost ve velkých kvantech ( aniž by vás navštívila URNA ) ?
  5. Doba svícení - plamen svíčky má "nominální" tepelný výkon 80W ERGO běžná svíčka hoří rychlostí 6,4g / hodinu - ergo svíčka, kterou vidíte na obrázku, která váží 322 gramů bude hořet 50 hodin.
Ergo závěr definitivní : dneska už to není jako před 15 lety, kdy svíčkami - v porovnání s žárovkovými baterkami - mohl pohrdat jedině nějaký techno-magor. Na druhou stranu už dnes lze vidět budoucnost - ve smyslu, že pár solárních panelů na střeše + Li-Ion akumulátor ve sklepě + LED osvětlení v baráku + nějaká ta "měničová bižuterie" zcela reálně může nouzovému svícení svíčkami učinit konec, zejména protože svíčka shoří a musí se někde sehnat nová, zatímco nabíjet Li-Ionky sluncem můžete zadramo každý den - dokud vám někdo nerozbije solární panely.

Diody budou nahovno !

23. června 2016 v 5:07 | Petr
Tímto blogem se vine názor "cívky jsou nahovno" , pak tu byly články "kondenzátory jsou nahovno" a to keramické i elektrolytické, pak tu byl článek "schottkyho diody jsou nahovno" - tak proč si nezanadávat na "staré zlaté časy, které se nikdy nevrátí" a neprohlásit rovnou všechny diody za součástky nahovno.

Jde o to, že se v domácnosti pravidelně vyskytuje tato situace - jdete v noci ulehnout do manželské postele - noční lampička je asi 3 metry od dveří, ale mezi ní a dveřmi lehává pes, kterého nesmíte zašlápnout. Pokud neleží na zemi leží v posteli ( je to rozmazlenec ), navíc žena v noci kojí a dítě občas zapomene ve velké posteli ( bude to rozmazlenec ). Navíc každý z těchto 3 živočichů lehává v podivných polohách. Takže stojíte u dvěří ložnice, lampa je 3 metry daleko, ale vy jste v situaci jako cyklista v Bosně, který neví jestli škarpa u cesty, kde chce večer zalehnout je ještě zaminovaná, nebo ne.

Tudíž jsem se vrátil k ideji "inteligentní noční lampičky", která by měla fungovat asi takto - vydáte nějaký charakteristický zvuk - jakože si třeba decentně odkašlete - procesor v lampičce to mikrofónem uslyší a pomaloučku, polehoučku rozsvítí na velmi nízkou intenzitu, pokud potřebujete více světla - odkašlete důrazněji, pokud se rozdeřve dítě, rozštěká pes, ozve výstřel na zlodějě - lampička se rozsvítí okamžítě na 100%. Pokud je ticho - lampička po pár desítkách sekund začne pomalu zhasínat až zhasne docela - zásadní idea je že lampička nesmí mít ŽÁDNÝ VYPÍNAČ a nesmí mít ŽÁDNÝ OVLADAČ, jako hardwarovou krabičku, kterou někde zapomenete.

Potom je tu ještě ta věc, že bateriové napájení = žádná šňůra do zásuvky má velikou výhodu - a to ve spojení s bílými LEDkami znamená SPÍNANÝ MĚNIČ. Ony totiž opravdu staré zlaté časy upadají - kdysi brala LEDka 20mA - tak jste do takové lampičky strčili 4 tužkové baterky - to bylo napětí 3,6 - 6 V podle stupně vybitosti. Pak jste spočetli předřadný odpor tak aby diodou ( nebo dioadami ) teklo 10 - 20 mA a hotovo. Jenomže dneska - máte skvělé diody s krásným světlem, které berou 300mA minimálně - a taková dioda vám upeče předřadný odpor. Pokud dáte předřadný odpor "jako bejk" tak pálíte zbytečně energii z baterky nemluvě o tom, že by bylo dobré aby nějaká "inteligence" chránila baterky před hlubokým vybitím ( abyste mohli použít vaše drahé NiMh články ) atd.

JInými slovy - doba vysokých pracovních napětí ( o bóže kde jsou zdroje 13,8V ) a malých proudů - je pryč. Dnes je doba opačná - "velkých proudů a malých napětí". Takže přemýšlíte dále - lampička bude mít spínaný měnič a je zásadní otázka jestli bude mít 4 tužkové a STEP-DOWN měnič, nebo 2 ( nebo dokonce 1 ) tužkovou a STEP-UP měnič. Díky napěťovému rozdlu mezí 4 plně nabitými alkalickými baterkami ( 6V) a téměř vybitými NiMh ( 3,2V ) se dostanete do problému s designem STEP-DOWN měniče zejména když máte 3,2 V z téměř vybitých baterek nějak řízeně převést na 3,3 V pro bílé LEDky ( jenom poznámka - to že měnič bude regulovat proud je jasné, ale problém s napětím to ani tak nevyřeší )
Takže je to jasné - bude to na 2 tužkové a bude to STEP-UP měnič. Když se podíváte jak taková věc funguje - je to jasné tranzistor Q1 se otevře a "nabije" magnetické pole tlumivky L1. pak se zavře a zanikající magnetické pole bude mít tendenci udržet proud ve stejném směru, proto jej protlačí diodou D1. V míste Vin je 2,4V v místě Vout je 3,3V a úbytek napětí na diodě je pro obvod čistá ztráta, která při velkých proudech a malých rozdílech napětí mezi vstupem a výstupem, je dosti drtivá - klidně přes 50%. Jediné rozumné řešení je udělat "aktivní usměrňovač" - tedy místo D1 dát druhý mosfet a ten spínat v době, kdy by měla být dioda otevřená, protože úbytky napětí na mosfetech jsou v desítkách milivoltů.

Tím se dostáváme k jádru věci - mohl bych použít nějaký komerční měnič typu MCP1640 ale tím bych přišel o hlídání baterky a navíc stejně v takové lampičce musí být procesor, který bude celé složité chování lampičky řídit. Výsledkem mé úvahy je tedy absurdní představa "spínaného zdroje" kde spínání řídí procesor - a to nejdůležitější tedy spínací časy obou tranzistorů protě vypočítává PID algoritmem, podle naměřeného proudu LED diodou s frekvencí nad 100 Hz aby nebylo vidět blikotání diody při případné lehké nestabilitě výpočtu.

Je to absurdní ? Je to něco jako Baofeng UVR5, které svým DSP procesorem likviduje "poctivé radiostanice" s dvojím směšováním. Když jsem dospěl k této konstrukci - bylo to jasné. Pro usměrňování 220V při 20mA jsou diody skvělé, protože ztráty na nich jsou naprosto nepatrné, ale v dnešní "lithium-iontové" době kdy každý druhý obvod "žere" několik ampérů při 3.3 voltech - diody neomylně směřují na smetiště dějin. Diody jsou mrtvé - ať žijí integrovaným obvodem ( procesorem ) spínané mosfety - ach jo.....

Poslech krátkovlnného rozhlasu 8.

16. června 2016 v 5:25 | Petr
V minulém příspěvku padl dotaz : "Jakou anténu na krátké vlny". Nemám rád když se někdo se srdcem na dlani ptá expertů ( třeba ) : "Jaký koupit foťák ?" A místo odpovědi dostane sprdung jak od počítače ze sovětské sci-fi : "specifikuj co budeš fotit, kdy, kde, proč, nač, zač atd.... " U antén na VKV a vyšší frekvence vycházejí antény malých rozměrů - tudiž jejich konstrukce není zatížena velikými kompromisy a lze prohlásit něco jako "yaginou nic nepokazíš" ( viz střechy domů ) a hotovo.

U krátkých vln vychází fyzikálně dokonalé antény nepostavitelně veliké - proto se dodnes experimentuje s kompromisními anténami - "jestli by to nějak nešlo". Takže ač nerad, musím připustit že otázku "jakou anténu na krátké vlny" - je nutno doplnit minimálně dvěma otázkami : "Kolik máte místa ? " a "Kolik máte peněz ?" ( na anténní farmu ). Tudíž bych otázku krátkovlnné antény nechal na samostudium a vlastní experimentování čtenářů. Osobně vzhledem k mým panelákovým možnostem zatim vystačím s prutem u tranzistoráku. Občas používám CB anténu tzv. "pendrek" nebo "teleskop" nebo "magnetku" ( všechny vlastním ). Ve stísněných prostorech panelákového balkónu bych zkusil vychvalovaný / zatracovaný mini Whip. Případně bych experimentoval s malými smyčkovými anténami. Naopak pokud bych se stal bohatým "majitelem realit" - to by mě teprve přivedlo do rozpaků ! Co vyzkoušet ?? Anténu typu dlouhý drát ? Invertované V ? Windomku ? Vertikál ? Nebo nějaký obrovský zalomený dipól z půdy nemovitosti do rohů zahrady ???

Tudíž nechávám tuto otázku bez jednoznačné odpovědi a pokračuji ( konečně ) k jádru věci a to je poslech krátkovlnného ROZHLASU. Teoreticky jsem mohl na prvním řádku napsat "naučte se rozhlasová pásma" jako když bičem mrská a tím skončit, ale to není způsob jak krátké vlny poslouchám. Jako člověk který vyšel z poslechu radioamatérských pásem se orientuju ne podle konkrétního rozhlasového pásma, ale podle radioamatérských pásem, které leží poblíž.
Jasné zásady poslechu krátkovlnného rozhlasu :

Rozhlasové stanice ( na rozdíl od radioamatérů ) používají jedinou modulaci a to AM a jediný kanálový rastr 5 KHz to znamená že přijímaná frekvence v KHz vždy končí nulou, nebo pětkou a laciné tranzistoráky ( Lídl-tranzistorák ) ani jiné příjmové možnosti nemají.

Ani rozhlasové stanice nemají výjimku z fyzikálních zákonů. Pro šíření krátkovlnného rozhlasu platí tytéž zásady šíření krátkých vln odrazem od ionosféry, které jsme probírali ve 3 dílu. Oběcně je to stále stejné - mezi námi a vysílačem musí být ionosféra dosti ionizovaná, aby se radiové vlny mohly odrazit. Na rozdíl od radioamatérského vysílání rozhlasové vysílání tak trochu počítá s tím, že přijímáte na Lídl-tranzistorák s prutovou anténou, proto mají vysílače výkony ( minimálně ) v desítkách kilowattů a rozhlasové stanice zaměstnávají "frekvenční manažery" - lidi, kteří předem určují ve kterou denní a roční dobu se bude na které frekvenci vysílat, aby signál doletěl do "cílové oblasti" každý "broadcaster" dnes má internetové stránky, kde tento "frekvenční plán" ( anglicky "broadcast schedule" ) zveřejňuje na dlouho dopředu. Přece jenom si zopakujeme dvě nejdůležitější a nejosvědčenější zásady poslechu na krátkých vlnách :
  1. Je - li slunce na obloze ladím od vysokých frekvencí ( 18 MHz ) dolů
  2. Není - li slunce na obloze ladím od nizkých frekvencí ( 5 MHz )nahoru
Kromě "frekvenčního rastru" používají rozhlasové stanice i "časový rastr" - pokud například vysílají z pronajatého vysílače mají čas pronajatý tak aby relace začínala i končila v celou hodinu, nebo půl hodiny po celé. Ve "starých zlatých časech" ( před 10 a více lety ) rozhlasová relace dosti často začínala několik minut před celou ( před půl ) vysíláním pilotního tónu a několika-minutovým vysíláním znělky rozhlasové stanice. Dneska už se s takovými "serepetičkami" nikdo nebabrá - relace začne najednou - v půli slova a po vypršení "časového slotu" se zase v půli slova utne. Nerozebíral bych to tak podrobně ale ve zmíněném "třetím díle" jsem dával kontroverzní radu - "nechte automatiku rádia projet krátké vlny". Pokud tak činíte - musíte tak učinit strategicky - to jest těsně po celé, nebo těsně po půl. V připadě "Lídl tranzistoráku" trvá toto skenování asi 6 minut, takže nemá smysl nechat 6 minut ukládat silné stanice do paměti aby vám za pár minut tyto přestaly vysílat na frekvencích, kde je automatika našla žejo !

V následujícím odstavci musím romantiku "poslechu rádia přes celou ZeměKouli" poněkud ( dosti ) rozbít. Jak dostanete audio na druhý konec ZeměKoule dnes v době internetu ? Tušíte správně - pošlete jej jako MP3 stream. Jak dostanete audio do krátkovlnných přijímačů svých posluchačů na druhé straně ZěměKoule ? Pronajmete si vysílací čas na vysílači v blízkosti "cílové oblasti" a audio tam dodáte jako MP3 stream ? Takže - bohužel - naivkové si myslí, že poslouchají vysílače s Asie, protože slyší program z Asie, ale ve skutečnosti poslouchají pronajatý vysílač z Budapešti, nebo z Minsku. Nezanedbatelné množství krátkovlnných relací do Evropy pochází ve skutečnosti ze 3 míst a to je Minsk, Budapešť a Wooferton. Pozná se to snadno - vysílače mají své frekvence pro které mají anténní systém - Minsk kolem 7,1 MHZ, Wooferton 7,2 a 9,4 MHz ( pokud není pronajatý - vysílá BBC World service ) a Budapešť kolem 6,2 MHz. Příznaky že posloucháte MP3, kde jen "posledních 1000 mil" letí éterem jsou 3 :
  1. Každý vysílač má typickou frekvenci a typickou barvu modulace.
  2. Signál je podezřele kvalitní a lze jej přijímat i v době kdy by to ionosféra už neumožnila.
  3. vyplatí se prosurfovat WWW stránky vysílající radiostanice - pokud úpěnlivě prosí o zaslání posluchačského reportu a nabízejí jako "odměnu" za toto QSL lístek - je pravděpodobné, že stále vysílají "z domova". Pokud tuto krátkovlnnou tradici okázale ignorují - je zjevné, že jsou si svou slyšitelností příliš jistí neboť "podvádějí" pomocí Internetu.
Mimochodem není marné, když posloucháte krátké vlny pomocí rádia s S-metrem ( měřičem síly signálu ) podle kombinace modulace / frekvence / síla signálu nakonec poznáte každou radiostanici bez ohledu na jazyk, kterým momentálně vysílá. Přitom v éteru dochází k podivuhodnostem, které lze vysvětlit snad jedíně tím, že krátkovlnný rozhlas je téměř vždy státní ( výjimkou jsou náboženské stanice z USA ) a že státní byrokracie nemá tendenci jednat racionálně. Příklad ? China radio International léta vysílala právě z pronajatého vysílače v Minsku, až asi před 3 lety se modulace signálu nápadně změnila, protože si postavili vlastní vysílač v Pekingu - proč - to vědí jenom čínští soudruzi.

Jak identifikovat neznámou stanici ? Osobně používám nevědeckou metodu - zadám frekvenci do Googlu - na Internetu jsou krátkovlnní nadšenci, kteří pravidelně popisují co kde slyšeli, kteří vám nepřímo pomohou neznámou stanici určit. Pokud máte zájem o komplexnější přehled - co se "dá chytit" - osobně používám ( občas ) tyto stránky.

Vykecávat se o "starých zlatých časech" na krátkých vlnách bych mohl ještě dalších 20 dílů, ale už tak jsem přetáhl, takže poslední rada : Radioamatérům se dporoučuje týden před závody pečlivě poslouchat soutěžní pásma a získat tak přehled "co se kde děje". Tato rada není marná ani pro celý krátkovlnný rozhlas - pokud tomu pár dni po sobě věnujete 20 minut - brzy vám budou všichni aktéři vysílaní na krátkých vlnách známí. Přitom je nutné výslovně poznamenat - provozování rozhlasu na krátkých vlnách není laciná záležitost - tudíž motivace k tomuto vysílání ze strany provozovatele musí být silná, tudíž i propaganda, kterou budete slýchat je silná. Některé státy překvapí pozitivně - třeba rumunské vysílání - je překvapivě rozumné a beze stop propagandy. Jiné státy nepřekvapí vůbec - Irán se vychloubá historickým dědictvím, které však nemá s mohamedány nic společného a pak vykládá věci, za které by se nemuselo stydět ani bájné "rádio Jerevan" nebo skutečné bolševické rádio Tirana. Někde uprostřed se pohybují Číňani, kteří vykládají "to svoje" - tedy komunistickou propagandu, ale velice se snaží aby vypadala jen jako prohlášení tiskového mluvčího Ovčáčka.

Tím, se dostáváme k poslední poněkud smutné kapitole - pro diktátorské režimy je krátkovlnné vysíslání s propagandou téměř povinnost, ale i řada demokracií vysílá do zahraničí ( třeba zmíněné Rumunsko ). Proč česko vysílat přestalo - těžko pochopit - patrně by zbylo málo peněz na nějakou "politickou zlodějinu" do stranické kasy.

Poslech krátkovlnného rozhlasu 7.

9. června 2016 v 5:20 | Petr
"Krátkovlnný rozhlas" měl původně být na dva díly avšak zakecal jsem se a už několikátý díl tvrdím, že "tento bude přeposlední" což snad dnes konečně bude pravda.

Na úvod krátká rekapitulace : radioví pionýři na začátku 20. století vyvodili z Marconiho experimentů chybný závěr, že frekvenční spektrum nad 1,5 MHz což ( tehdy ) byly "kráké vlny" je pro dálkové vysílání k ničemu a proto blahosklonně nechali toto pásmo bláznům, ze kterých se později vyvinuli "radioamatéři". Radioamatéři objevili ionosféru a zjistili, že krátké vlny jsou poklad - pásmo které umožňuje ( relativně ) nepatrným výkonem vysílat ( alespoň někdy ) odkudkoliv kamkoliv na ZeměKouli - odrazem od ionosféry. Přitom se vlastnosti jednotlivých pásem krátkých vln zásadně mění podle frekvence a to tím způsobem, že nízké frekvence se snadno odrážejí od ionosféry, ale mají velký útlum, s rostoucí frekvencí klesá útlum radiovlny i její schopnost odrazt se od ionosféry. Ergo pro každý okamžik a pro každá dvě místa na ZeměKouli existuje "MUF" - maximální použitelná frekvence kterou se dá z jednoho na druhé místo vysílat. I přesto že MUF se dá spočítat naprosto obecně - je někdy "útlum na trase" tak velký, že to prostě nelítá na žádně frekvenci. Nicméně ionosféra je milosrdná a obvykle alespoň 2x za den se vyskytne pár ( desítek ) minut kdy se lze dovolat kam potřebujete.

Okamžikem tohoto objevu došlo, jako mnohokrát v dějinách, k aplikaci "práva silnějšího" a velké "radiokomunikační firmy" a státy začaly radioamatérům pásmo nad 1,5 MHz zase zabavovat. V jisté době - 60-70. let, v době kdy telekomunikační družice byly v plenkách, optické podmořské kabely neexistovaly ( jenom měděné ) - byl tlak na krátkovlnné pásmo takový, že se zdálo, že radioamatérům nezbyde nic. Nicméně organízátorům radiových frekvecní bylo asi blbé radioamatéry z krátkých vln úplně vyhnat, proto jim byly ponechány "vzorky" pásma - krátké frekvenční úseky po celých krátkých vlnách tak aby si mohli na každém pásmu užít vlastnosti daného pásma. Navíc když se radioamatérům nechávaly jejích pásma - někdo měl rozum v hlavě, takže jim přidělil pásma tzv. "Harmonická" - která jsou násobkem jedné základní frekvence - což velice usnadňuje konstrukci "vícepásmových" antén.
Tedy nejužívanější radioamatérská pásma jsou násobky 3,5 MHZ - čili 1.8 MHZ, 3,5MHZ, 7MHz, 14 MHz, 21 MHZ, 28 MHz - podle vlnové délky se taky označují jako 160m, 80m, 40m, 20m, a 10m. Kromě toho od roku 1979 majií radioamatéři k dispozici i "nehramonická" tzv WARC pásma 30m = 10 MHz, 17m = 18MHz a 12m = 24 MHz.

Každé radioamatérské pásmo má svůj "kmitočtový plán" - tudíž bych teď měl nařídit - naučte se kmitočtové plány, jako když bičem mrská. Pro rekreačního posluchače krátkých vln však toto není nutné - ba dokonce s několika univerzáními zásadami se budete na radioamatérských pásmech orientovat i bez šprtání - zde tedy jsou :
  1. šířka každého pásma směrem k vyšším kmitočtům roste. Pásmo 160m je 1810 - 2000 KHZ - tedy 190 KHz široké. Pásmo 10m je 28 000 KHz - 29 700 KHz = 1,7 MHz.
  2. WARC pásma jsou užší a není na nich dovolen fonický ( SSB provoz )
  3. Všechna pásma mají relativně jenotný kmitočtový plán - jsou rozdělena na dvě poloviny v dolní polovině se vysílá telegrafií a digitálními módy v horní polovině se vysílá fonicky SSB
  4. Digitální módy se používají většinou v horní části telegrafní/digi poloviny
  5. Každá polovina pásma ( telegrafní i fonická ) je dále rozdělena na dvě přibližně stejné částí - dolní část je "závodní" a pro dálková spojení - horní část je pro "místní pokec a domácí pokusničení"
  6. od 0 do 10MHz se vysílá pomocí LSB ( dolního postranního pásma ) nad 10 MHz se vysílá pomocí USB ( horního postranního pásma )
  7. na "úzkých" pásmech najdete spíše úzkopásmové modulace jako telegrafie, nebo PSK31 na širších pásmech ( 21 a 28 MHz ) najdete i širokopásmovější modulace jako je SSTV.
Kromě toho mají jednotlivá pásma odlišný "chrarakter" podle fyzikálních vlastoností daných frekvencí - nižší pásma 1,8 3,5 MHz jsou spíše "noční pásma" a spíše pro "místní pokec" naopak vyšší pásma 21, 28 MHz jsou "denní pásma" mezi nimi jsou "celodenní pásma" 7 a 14 MHz a pásmo 14 MHz je vyloženě "závodní a DX ( pro dálková spojení )"

Ergo příklady - chci slyšet jak se radioví důchodci baví o tom jak jim plesniví okurky - ergo ladím "místní" pásmo 3,5 MHZ - fonickou - tedy horní polovinu a navíc "horní část" pro místní spojení - ergo ladím - spíše večer - od frekvence 3,8 MHz dolů až ke 3,6 MHz a to by bylo, abych tam takový hovor nezachytil.
Příklad 2 - chci slyšet telegrafické závodníky - ladím od 14 MHz nahorů směrem ke 14,1 MHz.
Příklad 3 - chci slyšet ( přijímat ) SSTV - ladím spíše přes den na 28 MHz a to v "horní části dolní třetiny pásma" - tedy kolem 28.6 MHz a výše. Jasné ?

Toto je samozřejmě jenom takový JUK pod pokličku - nic nenahradí osobní zkušenost a mohu potvrdit, že radioamatérská pásma se od sebe výrazně liší a každé jedno má jiný charakter a "jinou chuť" - takže šup zpátky k webovému rádiu a cvičit cvičit cvičit.

Povinný disclaimer - dlouhodobým kontaktem s radioamatéry jsem zjistil, že to jsou lidi mající inženýrskou mentalitu nejhoršího kalibru. Kdysi jsem byl seřván, když jstem tvrdil že pásmo 160m je "někde od 1,8 MHz" - zatímco ono začíná na 1,810 MHz, proto se předem hluboce omlouvám za dnešní příspěvek, který je HRUBĚ ZJEDNODUŠUJÍCÍ A PLNÝ ZÁSADNÍCH CHYB. Ano jsem si toho vědom, ale moji čtenářové nemají a už ani nezískají 30 let praxe ve SVAZARMU nebo v odposlechové službě STB.

Poslech krátkovlnného rozhlasu 6.

26. května 2016 v 5:47 | Petr
Obávám se, že "Krátkovlnný rozhlas" stává se telenovelou ve stylu "Jak jsem potkal vaši matku" - kterýžto TV seriál měl 7 sezón a nikdo nikdy tam ničí matku nepotkal. Tedy - minule jsme probírali radioamatérské krátkovlnné modulace a tím se u mně dekompenzovala stará choroba - "sběratelství exotických signálů" na krátkých vlnách. Abychom mohli pokročit - je třeba čtenárům, kteří s tím nepřišli do styku vysvětlit pojem "Waterfall display".

Jednoduše vysvětleno - před DSP rádii, která teď dominují a už nikdy to nebude jinak - byly rádia "superhety". Signál s antény se mixoval se signálem lokálního oscilátoru tak aby rozdílový ( nebo součtový ) signál přijímané stanice byl stále stejný - tzv "mezifrekvence". Klasická mezifrekvence v komerčním tranzistoráku byla buď 455 kHz pro dlouhé a střední vlny, nebo 10.7 MHz pro VKV. Klasická mezifrekvence pro radioamatérské radiostanice byla 9 MHz +- autobus, protože na 9 MHz se daly sehnat krystaly - původně určené pro dálkové ovládání autíček na 27 MHz - tyto krytaly v autíčku ( letadélku ) kmitaly na třetí harmonické - Ergo jejich základní frekvence byla 9 MHz.

Příklad - chcete chytat "China radio intermational", které vysílá z pronajatého vysílače v Bělorusku ( diktátoři všech zemí spojte se ) na frekvenci 7,2 MHz - váš mezifrekvenční filtr z krystalů šlohnutých z modelářské vysílačky je propustný na frekvenci 9,1 MHz. Z jistých důvodů, které třeba někdy probereme je lepší když signál lokálního oscilátoru je NAD frekvencí přijímané stanice - tudíž signál lokálního oscilátoru bude 7,2 + 9,1 = 16,3 MHz. Pokud takový signál pošlete do mixéru - rozdílový signál bude 16,3 - 7,2 = 9,1Mhz - Bingo. Druhá možnost kdy signál lokálního oscilátoru by byl POD přijímaným signálem je taky jednoduchá 9,1 - 7,2 = 1,9 MHz - směšování by pak probíhalo tak, že 7,2 + 1,9 = 9,1 MHz, ale tato druhá možnost se opravdu nepoužívá.

Mezifrekvenční filtr vyřízne z celého spektra jenom žádanou frekvenci - "mezifrekvenci" a ta se pak dále zesiluje a demoduluje atd. Kouzlo je v tom, že pokud staří radioamatéři chtěli vědět co je o 20 KHz vedle na pásmu - museli tam přeladit a poslechnout si to. "Mladí radioamatéři" to dělají jinak - z jejich radiostanice je vyvedný signál mezifrekvence ještě před mezifrekvenčním filtrem - a ten jde do krabice, která pásmo řekněme +- 100 KHz kolem mezifrekvenčního kmitočtu digitalizuje, dělá FFT - tedy rychlou fourierovu transformaci - a získaná frekvenční spektra ve velikém tempu vykresluje jedno za druhým na obrazovku tak že kreslí třeba dolu a starší spektra posouvá nahoru, nebo naopak - čímž vzniká obrázek, který se posouvá jedním směrem a opravdu připomíná vodopád.

Dnešní radioamatér nehledá co se děje na pásmu o pár kHz vedle - on to vidí jako spektrum na "Waterfall display" a pokud má "waterfall display" v PC tak u některých modulací ( třeba u telegrafie ) rovnou vidí přepis toho, co kdo kde vysílá. Myslím, že než půl strany vysvětlování - obrázek řekne vše
Teď je to jasné ne ? Vidíme úsek spektra krátkých vln od 14045 do 14055 KHz a na frevenci těsně pod 14052 KHz je telegrafní signál - jak se "vodopád" posouvá - vidíme tam tečky a čárky jako na záznamu z pradávného telegrafního přístroje. Zároveň je jasné, že telegrafie je opravdu jenom přerušovaná nosná vlna.
Pak tu máme AM vysílání - neboli Amplitudovou modulaci - jasně vidíte nosnou vlnu a kolem ní "postranní pásma" - dokonce pokud má modulace nějakou výraznou harnonickou složku - vidíte ji jako pásky rovnoběžné s nosnou, pokud tato harmonická frekvence klesá a stoupá - vidíte jak se "proužky" postranních pásem vzdalují a zase přibližují k nosné vlně. Teď je myslím jasně vidět, že nosná u AM nenese žádnou informaci.
Tady je SSB - "single sideband" - na frekvenci 14135 kHz je to tak jak to má být - neboli vidíte horní postranní pásmo alias "USB" - žádnou nosnou - která by byla někde na 14134 - zádné dolní postranní pásmo. Na frekvenci 14140 máme SSB / USB signál, který má tu "chybku" že mu do éteru "prosakuje" i druhé postranní pásmo - vidíte to tam pod 14140 ??
Pro zajímavost ještě FM - alias Frekvenční modulace. Ta se na krátkých vlnách moc nepoužívá, tak jsem si musel vypomoci CB pásmem - povšimněte si že nosná tam prakticky není vidět - zejména v oblastech, kde je modulace "málo harmonická" tedy modulace se neblíží "čisté sinusovce". To proto, že tam žádná nosná není - neboli rychlé změny nosné samy nesou informaci o modulaci. V oblastech, kde modulace obsahuje výrazné harnonické složky je náznakově vidět spekrum, které se podobá AM modulaci.
Dostáváme se k PSK31 - jistě vidíte, že to je extrémně úzkopásmová modulace a že do 1 KHz se vejde i více stanic. Pochopitelně, že PSK31 je označeno červenou šipkou. Černou šipkou je označeno jak to vypadá když nějaké čuně ladí radiostanici a vysílá zároveň.
Minule jsme probírali ještě MFK modulace - tedy "multiple frequency shift keying" - třeba radioamatérská "Olivia" opět označena červenou šipkou - to "mutliple frequency" je tam jasně vidět jako jednotlivé "ďubky". Zároveň je tam hezky vidět, čemu radioamatéři říkají "únik" anglicky "fading" - signál se inosférou šíří více cestami, která každá je nepatrně jiné délky tudíž na každé této cestě má signál nepatrně jiné zpoždění. Interferencí těchto signálů vznikne na anténě signál, který "dýchá" tedy zesiluje a zeslabuje v několika-sekudové periodě. Vidíte to tam ?
Málem bych zapomněl na RTTY - to je v principu podobné jako "Olivia" jenom se tam střídají jenom dva tóny.
Předposlední modulace, kterou jsme probírali SSTV - alias "slow scan television" - vysílají se jednotlivé televizní řádky a "barva" pixelů na daném řádku odpovídá frekvenci - když se podíváte ne spektrum - vidíte že je to SSB signál ( není nosná ) a v modulaci tohoto signálu téměř vidíte přenášený obraz. Přesněji - je tam jasně vidět jak se pro každý řádek periodicky střídá vysílání jasové a barevné informace.
Poslední o čem jsme se minule bavili bylo digitální DRM neboli "Digital radio mondialé" - vidíte jasně, že to je digitální modulace, která se snaží dokonale využít celou šířku přenášeného pásma. Což dělá tak, že celé pásmo si rozděli na "subfrekvence" které jsou od sebe pár stovek Hz - na každou takovou subfrekvenci namoduluje nějaký bitový tok celého digitálního streamu a takto vzniklou "baseband" modulaci pak pomocí SSB modulace převede na náležitý vysílací kmitočet. Vidíte že opravdová nosná tam není nidke ani naznačena, ale zároveň tam vidíte, že i přes snahu datový stream kompresovat a upravit data tak aby to byl "pseudonáhodný" proud jedniček a nul - přesto je vidět, že nějaké "korelace" mezi vysílanými datovými proudy tam jsou - jinak by záznam nebyl tak pěkně flekatý.
Na principu kombinace FDM - frequency division multiplexing ( což je rozdělní pásma na množství subbandů ) a QAM nebo QPSK jako modulace signálu v těchto subbandech dnes fungují všechny moderní digitální modulace, takže¨pokud bychom udělali spektrum třeba digitální televize - jediný rozdíl by byla šířka pásma, která by nebyla 3 kHz ale třeba 6 MHz.

Je hezké ukazovat Waterfall display různých radioamatérskýcj modulací, ale je to něco jako bavit se o hudbě podle not, nebo hůře podle spektra takže pro dnešek končíme - šup na krátké vlny - naučit se jednotlivé modulace rozeznávat sluchem. Přesněji zvyknout si jak zní Telegrafie přijímaná jako SSB ( normální pískání ) Telegrafie jako AM ( není slyšet ). USB přijímané jako LSB ( nesrozumitelná mluva UFOnů ) AM přijímané jako SSB ( celkem slyšíte ale nosná vám vadí jako pískání ) ATD - prostě dostat do ucha všechny možné modulace - přitom třeba SSTV nebo Olivia - přijímané jako SSB - to je obravdu zajímavý zvuk, o kterém paní Kubáčová prohlásila : "pískání dobré tak na migrénu".

Poslech krátkovlnného rozhlasu 5.

19. května 2016 v 5:16 | Petr
Od samého začátku drátového telegrafu byl jeden problém - telegrafisti. Kdo jste to zkoušeli - jistě potvrdíte, že není sranda naučit se přijímat morseovku, takže od samého začátku telegrafu byla snaha telegrafisty nahradit nějakým strojem. Jako téměř ve všem v 19 století se "řešení mlhlavě rýsovalo" - proto bych nerad zabíhal do zmatků různých patentý a polopatentů a sporů "kdo byl první", ale to řešení se pro drátový i "bezdrátový" telegraf jmenovalo "dálnopis"

Je docela těžko představítelné, že už v roce 1870 Emile Baudot vymyslel "5 bitový kód", kterým bylo možno zakódovat všechna písmenka a posílat je po drátě podobně jako jdou data dodnes používanými UARTY. Taky ta představa, že máte "mechanický enkodér" který z klapek mačkaných na psacím stroji tento 5 bitový kód vyrobí - je dosti šílená. Stejně šílená je i představa, že máte "mechanický dekodér" který zase z 5 bitů vyrobí písmenka.
A taky že ano - první "dálnopisy" vypadaly tak, že měly 5 kláves pro 5 bitů a "dálnopisec" se musel kód naučit z paměti. Tedy jen o něco málo lehčí úkol než morseovka. Nicméně nakonec se "mechanické enkodéry / dekodéry" skutečně podaříly. Jedním z velkých výrobců dálnopisů byla naše Zbrojovka Brno. A budete se divit, ale i já osobně jsem ještě dálnopis zažíl i jako "dálnopisec". Kouzlo bylo v tom že písmenka a číslice sdílely stejné kódy, takže pokud jsem jako "dálnopisec" psal laboratorní výsledky musel jsem neustále mačkat "Shift" na znamení jestli daný kód znamená písmenko, nebo číslici - asi takto : "SODÍK shift 140 shift DRASLÍK shift 5,0 shift CHLORIDY shift 100 shift GLUKOSA shift 6,5" a tak dále a tak podobně - kdykoliv se zmáčkl "shift" v dálnopise zarachotilo jakoby to byla jeho poslední hodinka.

Je jasné, okamžikem zavedení "radiotelegrafie" se "dálnopisné firmy" snažily zavést "radiodálnopis" což mělo jistou potíž. Mechanické dekodéry baudotova kódu totiž potřebovaly dva signály jeden jako "jednička" a druhý jako "nula" - tedy na rozdíl od telegrafie nestačilo že "nula" znamená "nevysílá se" - protože stav "nevysílá se" by znamenal, že cívky pohybující mechanickým dekodérem by zůstaly vypnuté. Proto se od meziválečných dob ustavil standard zvaný RTTY "radio teletype" - mechanický enkodér baudotova kódu produkuje dvě frekvence ve slyšitelném pásmu které jsou 300 HZ od sebe vzdálené. Těmito frekvencemi se moduluje AM ( později SSB ) vysílač který přenese danou informaci "éterem" na druhé straně se audio-signál demoduluje a vede se do dálnopisu, kde frekvenční filtry vyfiltrují kdy se vysílá "jednička" a kdy "nula" a podle toho mechanický dekodér rozhodne, které písmenko vytiskne na papír.

Zdánlivá složitost tohoto systému má jednu zásadní výhodu - tentýž dálnopis připojíte k telefonní lince a máte drátový dálnopis, pokud jej připojíte k vysílači máte "radiodálnopis".

Proč se o tom tolik rozepisuju ? Jednak radiodálnopis alias RTTY je dodnes oblíbená "radioamatérská modulace". Potom radiodálnopis byla první "digitální modulace" na krátkých vlnách. A do třetice - když dneska "radioví důchodci" vysílají RTTY jak si myslíte že to dělají ? Ze zvukové karty notebooku vede audio do vysílačky - a zpět. Celé RTTY je dneska ve formě "emulace" radiodálnopisu počítačem. Přesně tento systém kdy "PC generuje modulaci" a SSB vysílač ji moduluje na základní VF frekvenci je základem většiny dnes používaných radioamatérských ( i profesionálních ) digitálních modulací na krátkých vlnách.

Tedy jenom takový hrubě nepřesný přehled - radiodálnopis je vlastně AFSK modulace neboli "Audio frequency shift keying" - pro telefonní síť vymyslela firma Bell standard "Bell 202" - toho se chytli radioamatéři a stvořili z toho "Packet radio" - což byl celý systém automatickýých vysílačů, přijímaču a serverů - do značné míry podobný primitivní verzi dnešního internetu. Sám jsem kdysi takový systém provozoval ( a hlavně finacoval ;-)) na CB pásmu pro Frýdek a blízké okolí - v době kdy jediné připojení k Intermentu byly modemy na 14400 "baudů" jsme poskytovali rychlostí 1200 baudů "bezdrátové" připojení k internetu v podobě mailu a WWW stránek bez obrázků.

Pak tu máme PSK neboli "Phase shift keying" vysílání digitální modulace změnou fáze - toho se radioamatéři chytli a vytvořili extrémně úzkopásmovou digitální modulaci PSK31 a její varianty. JIž zde zmiňovaný radiový experimentátor - Jaroslav Sedlář alias "Krysatec" popsal tuto modulaci jako "1000 Hz pískání, kde krysa v pozadí hlodá kabel".

U RTTY se přepíná mezi dvěma frekvencemi, pro soutěžní provoz si radioamatéři vytvořili modulace typu "Olivia" a "Contestina" které jsou MFSK " mutliple frequency shift keying - tedy nevysílá se jede bit, ale třeba 4 bity najednou jako jeden že 16 tónů. Pak tu máme QAM "Quadrature amplitude modulation", která ve spojení s FDM - frequency division multiplexingem je základem digitálního rozhlasu na krátkých vlnách zvaného DRM - digital radio mondiale. A tak dále a tak podboně.

Poznámka při druhém čtení - málem jsem zapoměl na SSTV - Slow scan television - kdy se obrázky přenášejí jako audio-modulace na krátkých vlnách. Obrázek se rozloží na řáky každý řádek se přenáší jako frekvenčně modulovaný "hvizd" ve stylu 1300 Hz = černá až 2300 Hz = bílá. Poněkud upravené SSTV se dokonce používalo jako systém přenosu videa z přistání Apolla 11 na Měsíci. ( U dalších výprav už si Američani více věřili tak použili standardní televizní modulaci )

Vysílací i přijímací hardware je požád stejný - kablík z vysílačky do zvukové karty + pár odporů jako "impedanční přizpůsobení". "Opravdoví inženýři" dbají na bezpečnost a mají tam ještě oddělovací trafko. Pozoruhodné, je že celou tu bohatost digitálních modulací umožmil výpočetní výkon PC, který to celé demoduluje metodou DSP - tedy digitálního signálového procesingu - místo motání cívek máte vzorečky, které užitečnou informaci z digitální modulace "vypočtou".
Obávám se, že jsem opět unavíl seve i čtenáře, domácí úkol je stále stejný. Pokud ještě nemáte "hardwarové" rádio na krátké vlny - cvičte na "softwarovém" internetovém rádiu - doporučuju to z Holandska. Nastudujte si jeho konstrukci - žádné cívky - ubohá anténka "mini Whip" která vede signál rovnou do analogově-digitálního převodníku. Za domácí úkol tedy pátrejte po exotických digitálních modulacích - doporučuju na radioamatérských pásmech kolem 3,5 MHz; 7,0 MHz a 14,0 MHz. Detaily probereme příště.

Poslech krátkovlnného rozhlasu 4.

12. května 2016 v 5:13 | Petr
Předminule jsme probírali "radiotelegrafii" a minule jste dostali cynickou radu "vykašlat se na ionosféru" a nechat celé krátkovlnné pásmo 1,7-30MHz proladit rádiem a slyšitelné stanice uložit do paměti. I přes cynickou radu cítím nutkání vysvětliv věci podrobněji, případně poradit, těm, kteří zatím neměli štěstí na DSP rádio se "smart tune" proto dneska probereme krátkovlnné modulace a snad radioamatérská psáma a příště snad probereme rozhlasová pásma a "jak to chodí v rádiu"

Drátová telegrafie - měla jasný způsob modulace - "mezera" byl "drát pod napětím" zatímco "tečka / čárka" znamenala drát bez napětí ( na napětí země ). Zdá se vám to naopak ? Není to naopak - pokud by totiž drát byl trvale na napětí země nedalo by se poznat jestli telegramy nechodí, protože je nikdo neposílá, nebo jestli je důvod v tom, že "drát je přetržený".

Už od začátku radiotelegrafie tedy bylo jasné jak bude vypadat "modulace". Udržovat "drát pod napětím" totiž bylo relativně laciné - museli jste do drátu dodávat jenom nepatrný svodový proud. Udržovat rádiové vysílání však bylo náročné na energii a navíc "trvale zaklíčované" radiostanice by se navzájem rušily. Ergo radiotelegrafické modulace se řídí zdravým rozumem - "když je klid" tak se nevysílá - a naopak VF energie jde z antény jen v době teček a čárek. Pak někdo ( již zmiňovaný Jozef Murgaš ?? ) dělal pokusy s VF vysílači a telefonickými uhlíkovými mikrofony. Když mezi vysílač a anténu zapojíte uhlíkový mikrofon, který se chová jako proměnný odpor - z antény vám leze VF signál jehož AMPLITUDA se mění podle toho jak do mikrofonu křičíte. Takto vznikly první AM vysílače. Dokonce mám pocit že dodnes se to dělá podobně - výkonová AM modulace se dělá tak že napětí do koncového stupně vysílače se mění v rytmu modulace.

Velice brzy vznikl problém s "hloubkou modulace" - tedy pokud je modulační signál slabý - je převážná většina energie vysílače v podobě nemodulované nosné vlny, která de-facto nenese žádnou informaci. Proto byla snaha aby hlobka modulace u AM stanic byla co největší. Problém je v tom, že hlobuka modulace nemůže přesáhnout 100% - tedyz AM vysílače menůže lézt "méně než nic". Podrobným rozborem energetických poměrů přišli staří radioamatéři na to, že pokud vysíláte se 100% hloubkou modulace pak je VF energie rozdělena takto : 50% VF energie je původní nosná vlna. Dalších 50% je modulovaná nosná vlna, která tvoří kolem nemodulované nosné dvě postranní pásma.


Ergo pokud do mikrofónu AM stanice, která vysílá na 1 MHz pískáte sinusový signál 1 kHz vypadá situace v éteru tako:
25% energie je "dolní postranní pásmo" které v tomto idealizovaném případě má podobu signálu na frekvenci 999 kHz.
25% energie je "horní postranní pásmo" které v tomto idealizovaném příoadě má podobu signálu na frekvenci 1001 kHz
50% energie je původní nosná na frekvenci 1000 kHz. Pokud je modulační signál složitejší - třeba řeč - není kolem nosné jenom jedna frekvence, ale celé pásmo - pokud tedy mluvíme spektrum řeči je 300 - 3000 Hz ergo v éteru bude jako "horní postranní pásmo" pásmo frekvencí 1000 300 Hz - 1003 000 Hz.

Z toho vznikla kolem už v roce 1915 idea vysílat jenom jedno "postranní pásmo" a tím ušetřit 75% vysílací energie. Od myšlenky k technické realizaci však byl ještě lán cesty, proto se modulace s "jedním postranním pásmem" neboli otrocky přeloženo "Single side band" alias SSB dostala do běžné praxe až po II. světové válce - a u nás na zaostalém východě ještě později.

jaký je pricipiální rozdíl mezi AM a SSB - pokud "mlčíte do mikrofonu" jde z AM vysílače plná nosná, z SSB vysílače nejde nic. Pokud pískáte do mikrofonu 1 kHz z AM vysílače jdou 3 dříve popisované frekvence, ze SSB vysílače jde jenom 1001 nebo 999 kHz podle toho jestli vysíláme horním postranním pásmem nebo dolním postranním pásmem, kteréžto se anglicky jmenují USB - upper side band ( né ta díra v notebooku kam se strkají flashdisky s pornem !!) nebo LSB - lower side band. Pokud přijímáte vysílání na USB pomocí LSB nebo naopak - dochází k "inverzi spektra" - nízké tóny modulace slyšíte jako vysoké a vysoké jako nízké - ergo pochopíte že někdo mluví ale slyšíte to jako "hvízdání UFOnů" a nerozumíte nic.

Mimochodem záměrná "inverze řečového spektra" se ještě ne tak dávno používala jako primitivní metoda "šifrování" analogové komunikace vysílačkami. Ještě zcela nedávno takto vysílali třeba Ostravští měštští policajti na "příznačné" frekvenci 156 MHz. V každém případě ve světě krátkovlnného vysílání platí, že komerční rozhlasové stanice vysílají v AM. Pokud někdo vysílá v SSB pak platí takové pravidlo že v pásmu 0-10MHz se používá LSB a v 10 MHz - nekonečno se používá USB.

Pozoruhodné je že SSB přijímačem můžete přijímat AM vysílání - pokud "neexistující nosnou" na přijímači naladíte přesně tam, kde má AM vysílač "skutečnou nosnou". Je to moje oblíbené "cvičení s SSB vysílačkou". Pokud totiž ladíte "nahoru" směrem k vyšším frekvencím pomocí LSB tak AM nosnou neslyšíte nejprve vůbec a pak ji slyšíte jako hluboké postupně se zvyšující pískání - odpovídající rozdílu frekvencí mezi "virtuální nosnou" vašeho přijímače a nosnou AM. Pokud za stejných okolností ladíte "nahoru" USB - je to naopak AM nosná začne jako vysoké pískání, které postupně klesá.

Jestli máte sebemenší možnost dostat se k přijímači s USB modulací - za domácí úkol - vyzkoušet nacvičit !!! Až to praskne bude SSB modulace velice populární, protože 75% energetická úspora v praxi znamená, že 100 Wattů SSB je ekvivalentní 400 Wattům AM modulace - proto SSB radioamatéři tolik milují. Pokud nemáte k SSB vysílačkám přístup - nacvičit na některém veřejně přístupném krátkovlnném rádiu, které si na Internetu můžete ladit - například oblíbené WEB SDR z česka, nebo ještě oblíbenější příjímač z Holadska.

OK - když si budete zkoušet webová rádia brzy zjistíte že pokud ladíte "SSB na SSB" tedy pokud SSB přijímačem ladíte SSB vysílání - tak tam vlastně "nikde není nosná" - ergo nikde není informace, která VF frekvence vlastně odpovídá 0 Hz. U AM vysílání tuto úlohu plní nemodulovaná nosná vlna. To má zajímavý a očekávaný důsledek - že hlas protistanice si můžete naladit "jak vysoko chcete" - chcete aby váš oponent mluvil hlubokým basem, nebo chcete aby mluvil fistulí jako Kačer Donald ? Stačí jenom posunout přijímač o pár stovek Hz a je hotovo.

Tahle nepřítomnost nosné má ale ještě jeden důsledek, který není úplně zřejmý. SSB radiostanice mají RIT - možnost jemně rozladit vlastní přijímač proti vlastnímu vysílači, proto abyste měli pevnou frekvenci na které vysíláte, ale přitom se mohli přizpůsobit frekvenci, na které vysílá protistanice. Důsledkem používání RIT - což původně znamená "receiver independent tuning" alias "nezávislé ladění přijímače" - je že komunikace mezi dvěma SSB stanicemi probíhá ne na jedné, ale vlastně na dvou sobě velice blízkých frekvencích daných nepřesností nastavení obou vysílaček. Kouzlo této věci je v tom, že pokud posloucháte dva radioamatéry jak se spolu baví - nelze se na ně naladit jinak než
A. neustále přelaďujete, což je nepohodlné
B. jeden "duní v basech" a druhý "ječí ve výškách" protože vy jste nuceni třetí přijímač naladit kompromisně doprostřed.
Z toho vyplývá, že SSB je poněkud nepohodlné pro komunikací více než dvou stanic - třeba "důchodcovská kolečka" - né že by to nešlo, ale není to jako diskuse u piva ( nebo jako na VKV ve frekvenční modulaci ).

Jako obvykle jsem silně přecenil své možnosti, nebo se příliš rozkecal. Za domácí úkol - ladit kterékoliv krátkovlnné webové rádio - získat zkušenosti s SSB a představu "co kde jede" na krátkých vlnách - příště pokračujeme dále.

Jak fungují softwarová rádia 2.

5. května 2016 v 5:35 | Petr
Na začátek si dáme opakování z minula:
Signál z antény se digitálním přepínačem mixuje na nulovou mezifrekvenci a to tak že výsledkem jsou dva signály I a Q posunuté o 90 stupňů. Oba se v AD převodnících digitalizují, pak procházejí filtry označenými FIR "finite impulse response" které jsou "digitální mezifrekvence". A pak se oba signály kombinují podle vzorečků, které se mění podle toho jakou modulaci chceme demodulovat.
Je pochopitelné že celý číslicový algoritmus v DSP procesoru musí probíhat nejméně tak rychle kolik vzorků potřebujeme pro výstupní audio. - tedy pro telefonní kvalitu ( dostačující pro krátké vlny) musí celý výpočet se všemi filtry, násobením a průmerováním proběhnout alespoň 8000 krát za vteřinu, ve skutečnosti však mnohem více ( u stereo FM demodulace potřebujeme až 75 KHZ tedy výpočet musí probíhat s frekvencí 150 kHz). Přitom energie není nazbyt - například - WIFI přijímač z notebooku má stanovenu "normu" 200mW to jest 70 mA při 3.3 V a to je maximální spotřeba, kterou jsou u WIFI přijímače ochotni výrobci notebooků tolerovat.

Čip AKC6951 z Lídl tranzistoráčku má spotřebu 35mA - je tedy jasné, že DSP procesory ( i ty Čínské ) jsou přehlídkou exotických architektur majících spočítat co nejvíce operací za co nejméně proudu. Typické je řešení typu "multi core" kdy každý blok na schémátku je samostatný sub-procesor, nebo řešení typu SIMD - single instruction multiple data - kdy jeden program řídí třeba 8 aritmetických jednotek pracujících paralelně.

Krom uvedeného "základního scémátka" existují i varianty, které by asi pro krátké vlny nepřinesly nic navíc, ale za určitých okolností mají zásadní význam.

Varianta č. 1. - "nedůvěřivá" : Klasickým radioamatérům nedělá dobře když v přijímači pracuje kmitočtová ústředna generující signál který je násobkem přijímaného kmitočtu. V tomto případě 4 násobkem. Moje zkušenost je sice taková, že sudé harmonické základní kmitočet neruší a vyšší kmitočet většinou neruší nižsí základní frekvenci, ale radioamatéři jsou nedůvěřiví. Takže u rádií "softwarové" koncepce většinou dělají celkem 3 úpravy.
  1. Mezi anténu a mixér dávají přece jenom nějaké filtry.
  2. "Anti aliasing" filtry před AD převodníkem dělají jako rudimentární mezifrekvenční filtry
  3. Ale hlavně - nemixují na "nulovou mezifrekvenci"
Zejména ten poslední bod je důležitý - kmitočtová ústředna v radioamatérské DSP radiostanici většinou kmitá o 40-80 KHZ "vedle" a signál se mixuje ne na "nulovou" ale na "nízkou" mezifrekvenci třeba o hodnotě 20 kHz - pak se digitalizuje a pak se dělá druhé směšování "numericky" v procesoru.

Při tom je celkem výhodné digitalizovat na 4 násobku "mezifrekvence" protože pak se druhé směšování dělá tak že 1 perioda mezifrekvence jsou 4 vzorky A, B, C, D - z toho signál I se vyrábí jako 0, B, 0, -D a takto se hodnoty pouští k dalšímu zpracování američani tomu říkají "digitální sinus". Signál Q se pochopitelně numericky generuje jako sekvence A, 0, -C, 0 a tak dále - "digitální kosinusovka" - velice jednoduché - "násobení bez násobení" - přibližně ve stylu jak vidíte zapojené operační zesilovače.

Varianta č. 2 - "ponorková" - softwarové rádio námi omílané konstrukce má zásadní problém - není schopné zpracovat modulaci na širším pásmu než jsou "ubohé" anti aliasingové analogové filtry. To nevadí u rozhlasu na krátkých vlnách, ale co když atomová ponorka přijímá a potřebuje dekódovat nějaký neznámý signál, který dneska často bývá zašifrovaný a spread spectrum ( aby šel těžko rušit ). V tom připadě se používá "přímá digitalizace" tedy signál z antény jde do nějakého ultra-lineárního a nezahltitelného předzesilovače, odtud do anti aliasové doní propusti v GHz a pak následuje digitalizace v desítkách GHz - pak už je naprosto všechno digitální.
Tohle řešení už není pro tranzistoráček za 249 ale opravdové rádio pro ponorku která
  • Zachytí neznámý signál
  • Digitalizovaný vzorek pošle do NSA
  • NSA najde dekódovací algoritmus
  • Algoritmus si ponorka stáhne do svého přijímače.
Jasné ?

Varianta 3 - ultra selektivní - slabina softwarového přijímače jsou "digitální mezifrekvence", které rozhodují o kvalitě příjmu. Pokud je výpočetního výkonu dosti ( nebo je signál složitý - typu ODFM + QAM jako u digitální televize ) je lepší než se smolit s FIR filtry udělat následující matematické zpracování - signál analyzovat pomocí FFT - rychlé fourierovy transformace - potřebné frekvenční složky uložit k dalšímu zpracování, nepotřebné se nahradí nulami a pak se udělá iFFT - inverzní fourierova transformace zpátky na datovou řadu čísel - tento postup vytváří zcela dokonalé mezifrekvenční filtry, protože "žádný filtr nemá větší útlum než násobení nulou".

Tím bych nástin softwarových rádií považoval za probraný - než mi začnete v diskusi nadávat za "zánik bílých firem" uvědomte si, co je zodpovědné za současnou explozi bezdrátově přenášeného digitálního obsahu ? Čínské "čtyřdírkové moduly" se softwarovými rádii pro WIFI, GSM, GPS, Bluetooth a další, nebo "military grade" superhety se směšováním na 10.7 MHz a 455 kHz ?

Poznámka při druhém čtení - neprobrali jsme spoustu věcí, které jsou v digitálním světě ( relativně ) elementární - třeba AGC - automatické řízení zesílení - procesor podle výstupní apmlitudy spočte nutné zesílení analogových zesilovačů a takové si nastaví, nebo otázku "digitálních kmitočtových ústředen" , ale doufám, že i přesto moje juknutí pod pokličku rádia "SilverCrest" stačilo.
 
 

Reklama