Выбор трансивера. Выбор SDR трансивера Sdr трансивер на все диапазоны

2013 год замечателен тем, что у любителей SDR наконец-то появился выбор, а не просто метания от 20-долларового RTL-SDR к 700-долларовому USRP. Сразу несколько девайсов позволяют подобрать трансивер под конкретную задачу. Давай посмотрим на сильные и слабые стороны каждого.

Самое доступное полноценное SDR. Это уже не первый удачный продукт Майкла Оссмана, в прошлом выпустившего первый бюджетный Bluetooth-снифер Ubertooth (см. статью «Хакерский чемоданчик» в августовском «Хакере» за прошлый год). Майкл уже провел успешную кампанию на Kickstarter, собрав на производство HackRF около 600 тысяч долларов. Первые 500 предпродажных образцов уже были выданы бета-тестерам, и на основе их отзывов будут исправлены недочеты в финальном продукте.

HackRF’у из коробки доступен достаточно широкий диапазон частот, от 30 МГц до 6 ГГц, что сравнимо с более дорогими устройствами из семейства USRP (50 МГц - 6 ГГц). Частота дискретизации составляет 20 МГц. Это значит, что с помощью приемника можно будет анализировать, например, Wi-Fi-сигнал на частоте 5 ГГц и высокоскоростные LTE-передачи. В более дорогой комплектации идет конвертер Ham It Up, с помощью которого можно будет улавливать сигнал на частоте от 300 кГц.

Среди недостатков можно отметить то, что HackRF работает только в режиме полудуплекса, то есть в один момент можно либо отправлять, либо принимать сигнал. Для переключения между режимами каждый раз придется отправлять соответствующую команду, что может добавить нежелательную задержку. Однако при желании можно объединить два приемника и получить поддержку полного дуплекса. Также, в отличие от bladeRF и более дорогих USRP, HackRF использует USB 2, а не USB 3. Кроме того, в HackRF используется 8-битный АЦП (у bladeRF - 12 бит), что негативно сказывается на точности срабатывания.

Еще один успешный проект с Kickstarter’а. BladeRF работает с меньшим по сравнению с HackRF диапазоном частот, от 300 МГц до 3,8 ГГц, так что 5-гигагерцовый Wi-Fi-сигнал ему недоступен. Также ведется работа над дополнительной платой, которая должна позволить прием сигнала на частоте от 10 МГц.

Отличительная особенность bladeRF - возможность работы в режиме полного дуплекса. По сравнению с HackRF данный приемник имеет большую частоту дискретизации (28 МГц), большую разрядность АЦП (12 бит) и поддержку USB 3.0. С использованием USB 3 в SDR-приемниках связаны определенные опасения, так как это может вносить помехи на частоте 2,4 ГГц, поэтому bladeRF поставляется с дополнительным экранированием чувствительных элементов.

UmTRX

Устройство от Fairwaves не вписывается в обзор по цене, но достойно упоминания просто потому, что было разработано российской командой. Это единственный полноценный (не MIMO) двухканальный приемопередатчик в этом обзоре. В качестве радиочипов используются два чипа LMS6002D, поэтому частотный диапазон и разрядность ЦАП/АЦП полностью совпадают с bladeRF, использующим тот же чип. Трансивер разрабатывался с большим фокусом на телеком, поэтому и частота дискретизации совпадает с таковой у GSM и составляет 13 МГц. Заменой опорного генератора можно довести частоту дискретизации до 20 МГц, а в будущих версиях UmTRX - до 40 МГц. Кроме стандартной прошивки, есть прошивка, поддерживающая четыре канала приема без передачи.

Кроме двухканальности, отличительная черта UmTRX - это индустриальное исполнение, использование «взрослого» 1Gb Ethernet вместо USB и наличие на борту приемника GPS - для обеспечения высокой точности опорного генератора, требуемой для таких стандартов, как GSM. Всеми этими наворотами и объясняется высокая цена устройства.

USRP B100 Starter/B200

Сразу два устройства в семействе USRP можно приобрести по одной и той же цене. При этом B100 значительно уступает более дешевым HackRF и bladeRF. Ему доступен диапазон частот от 50 МГц до 2,2 ГГц, а частота дискретизации составляет 16 МГц. При этом для подключения в B100 используется USB 2. В обеих моделях доступен режим полного дуплекса.

B200 работает с более широким диапазоном частот, от 50 МГц до 6 ГГц. Частота дискретизации составляет 61,44 МГц. Для подключения в B200 используется USB 3. Более дорогая (1100 долларов) версия B210 оснащена двумя передатчиками.

Сильная сторона USRP заключается в том, что эти продукты существуют на рынке с 2006 года и за это время успели обрасти огромным количеством стороннего софта и наработок.

Вывод

Будущее SDR выглядит как никогда позитивно: на рынок выходит сразу несколько доступных трансиверов. HackRF, благодаря своей цене, возможностям и открытости, станет хорошим выбором для начинающих пользователей. Более мощный bladeRF с его навороченным FPGA и поддержкой USB 3 лучше подойдет для автономных проектов, ну а многофункциональные USRP B100 и B200 вплотную приближают любительский сегмент рынка к «взрослым» решениям уровня N210.

Вопросы и мифы об SDR

Вопросы и мифы

Один из самых распространенных вопросов на сегодняшний день после покупки SDR-radio – это: «Какой компьютер использовать?» или «Какой компьютер купить, что бы его хватило на несколько лет?» Если ответить коротко, то сегодня – любой. И на этом статью можно было бы закончить. У меня же была возможность протестировать трансивер на нескольких компьютерах с разными параметрами, из которых я решил составить маленькую статью о том «Чего и сколько» в процентах.

На сегодняшний день, если после покупки трансивера вы решите сразу обновить и компьютер, то обратившись в ближайший компьютерный магазин, вы можете собрать любую систему в диапазоне от 10 до 30 тысяч рублей. Любой собранный сегодня системный блок компьютера обеспечит работу программу Power SDR с минимальной загрузкой ресурсов. Но не всем стоит сразу бежать в магазин за новым компьютером. За новым компьютером стоит бежать только в том случае, если у вас достаточно старый системный блок – это от 2007 года и старше. Моё же мнение, что сегодняшние, даже не самые дорогие компьютеры – лучше подходят для SDR, чем самые дорогие, но 3-5 летней давности. Для примера, если взять 2х ядерный процессор частотою 2ГГц выпуска 2007 года и такой же частоты 2011 года, то вычислительная мощность у них будет различаться в разы! А это значит, что программа Power SDR будет на старом процессоре использовать ресурсов так же в разы больше. Сколько это в цифрах – увидите сами минутой позже.

Для опытов я использовал несколько компьютеров разной комплектации и разных годов выпуска, несколько ноутбуков и даже решил опробовать пару нетбуков как особо слабые, но вполне возможные для использования варианты. На сегодня, все продаваемые компьютеры можно разделить на несколько категорий:

1. Компьютер классической конфигурации, включающий системный блок с материнской платой и полноценным процессором – на сегодня самая скоростная система. Ценовая категория 8 – 40 тыс. руб. в зависимости от типа процессора, материнской платы, объёма ОЗУ, винчестера и видеокарты;
2. Миниатюрные системные блоки, неттопы и моноблоки на основе процессоров АТОМ, которые впаяны на материнскую плату. Ценовая категория от 10 до25 т.р;
3. Ноутбуки на основе полноценных процессоров, ценовая категория от 15 до 50 т.р;
4. Нетбуки на основе процессоров АТОМ с ценами от 8 до 15т.р.
5. Планшетные компьютеры с процессорами АТОМ от 15 до 25т.р.

Все эти категории компьютеров сегодня будут работать с программой Power SDR. Отличаться они будут только количеством процентов загрузки системы. Так, нетбуки на основе процессора АТОМ, будут загружать систему от 30% и выше. А компьютеры на основе полноценных процессоров, максимум до 30%, и то, 20-30% будет на самых низкоскоростных процессорах. Следует так же знать, что скорость процессора – не единственный показатель производительности компьютера, отвечающий за всю математику в программе Power SDR. Этот параметр так же зависит от количества оперативной памяти. На сегодняшний день её должно быть минимум 1ГГб. На этом минимуме Power SDR ещё будет сносно работать. И чем слабее процессор, тем более её количество критично для нормальной работы. Ниже по тексту вы это увидите. Т.е. на количестве памяти лучше не экономить, и если есть возможность – укомплектовать материнскую плату памятью по возможному максимуму.

Для тех же, кто размышляет менять или менять компьютер, а так же, если менять – то на какой, представляю тестируемые мной системы:

1. Системный блок на основе процессора AMD Athlon 64 x2 Dual Core Processor 4800+ частотою 2.5ГГц. RAM 4Gb – загрузка 13…16%; ()
2. Системный блок на основе процессора Intel Pentium 4/800MHz(шина) частотою 2.6ГГц, RAM 1Gb – загрузка 25…30%; ()
3. Системный блок на основе процессора Intel ATOM D410 , RAM 2Gb – загрузка 34…40%; ()
4. Системный блок на основе процессора Intel АТОМ D525 , RAM 4Gb – загрузка 20…25%; ()
5. Системный блок на основе процессора VIA PV530 , RAM 2Gb – загрузка 65…70%; ()
6. Ноутбук Sony процессор Intel Core 2 Duo T6400 2GHz, RAM 4Gb – загрузка 14…16% ()
7. Ноутбук HP процессор Core 2 Duo T8400 2.24GHz, RAM 3Gb – загрузка 18..22%; ()
8. Нетбук Asus EEEPC 900, RAM 2Gb – загрузка 40-45%; ()
9. Нетбук Asus EEEPC 4G, RAM 1Gb в облегчённом режиме 630МГц – загрузка 80…85%; ()
10. Нетбук Asus EEEPC 4G, RAM 1Gb в полно скоростном режиме 900МГц – загрузка 55…60%; ()

Последние данные с применением таких старых нетбуков как EEEPC 900 и EEEPC 4G показывают, что программа Power SDR может работать и на таких слабеньких компьютерах. Причём ЕЕЕПС 4G работал на внешнем 19" мониторе, и в 2х режимах - 630 МГц и 900 МГц. При обоих режимах программа работала, но с разной величиной загрузки процессора. Сегодня можно приобрести нетбук с более мощным процессором и большим количеством оперативной памяти ОЗУ. Использовать их можно, например, как второй приёмник или трансивер для дачи в связке с трансивером Flex SDR-1500. На ноутбуках и на AMD-компьютере стояла система Windows 7, на всех остальных – Windows XP Sp3. Трансивер использовался SDR Flex-1500.

Все представленные цифры загрузки, имеют усреднённое значение – это мы видим на скриншотах. На каждом компьютере была установлена программа лог-журнала UR5EQF и загрузка возрастала не более чем на 5-7%. Также, хочу отметить, что загрузка процессора практически не зависит от качества применяемой видеокарты и количества памяти на ней. При тестировании программы Power SDR на системном блоке №2 с процессором Intel Pentium 4, я пробовал ставить очень старую видеокарту Riva TNT 2 c 16Mb видео памяти и мощную игровую видеокарту GeForce 6600 с 512Mb видео памяти. Цифра загрузки процессора практически не поменялась. Это говорит о том, что все расчёты DSP блока в программе лежат на плечах применяемого процессора. А разница в цифрах загрузки на ноутбуках показывает, что при расчётах активно используется ОЗУ. Процессор в ноутбуке НР мощнее и быстрее, чем в ноутбуке Sony на 250МГц, но памяти в нём меньше. Соответственно разница в загрузке составила порядка 7-10% в пользу Sony. Исходя из показанных цифр, можно предположить, что полноценные процессоры сегодняшнего дня – Intel i3, i5, i7 дадут еще меньшие цифры загрузки, т.к. они выполнены по более современной технологии и имеют на много большую производительность, чем старые процессоры при тех же значениях частот.

Особый интерес представляет собой связка SDR Flex-1500 с планшетным компьютером на основе процессора Atom N570. К сожалению, у меня не было возможности проверить столь интересную связку, в связи с отсутствием планшета для теста. Если у вас будет возможность, проведите тест и поделитесь впечатлениями… Вероятно стоит ожидать загрузку процессора в районе 20-40% и весьма интересный способ управления программой Power SDR пальцевым методом.

Для набора статистики по степени загрузки компьютера, предлагаю каждому, у кого есть такая возможность, сделать скриншот рабочего стола по образцу приведённых выше скриншотов и с описанием компьютера прислать на . По мере накопления информации, она будет выкладываться на сайте.

Главный миф – компьютер - это страшно, сложно и проблемно.

Компьютер – это уже актуальная необходимость современного мира, помогающая решать множество задач, в т.ч. и радиолюбительского характера. От расчётов на современном инженерном калькуляторе до моделирования схем и антенн. В сфере радиолюбителя–коротковолновика, это в основном управление трансивером, ведение аппаратного журнала, формирование отчётов после соревнования, распечатка, приём и отправка электронных QSL-карточек, контроль за прохождением, информирование о появлении в эфире редкой, дальней станции и наконец, уже сегодня, полная обработка сигнала, как на приём, так и на передачу в технологии SDR. Современное программное обеспечение уже хорошо отточено и сбои в программном обеспечении стали уже редкостью.

Второй миф – компьютерное железо глючно и компьютер сложно собрать самому стабильно-работающим.

Времена, когда отдельные компоненты системного блока между собою могли конфликтовать, уже лет 10 как канули в лету. Основные игроки компьютерного рынка давно друг с другом договорились о протоколах и спецификациях. Крупные компании, давно скупили мелкие. Основные элементы компьютера уже в большей мере содержаться на материнской плате и даже есть класс материнских плат, где «всё в одном» в т.ч. и процессор впаян. Но если вы всё же боитесь сами собирать компьютер, то сегодня в магазинах представлен большой выбор уже собранных системных блоков на любой вкус и любой ценовой категории. В основе своей, они уже с установленным программным обеспечением и оттестированы на стабильность работы. Для особо беспокоящихся, можно рекомендовать ноутбук. Эти компьютеры проходят тестирование на заводе изготовителе. Т.е. можно сказать, что на сегодня хороший ноутбук является не только мобильным компьютером, но и одним из самых стабильных.

Третий и самый распространённый миф, SDR – это сложно в настройке и в работе.

Сложным SDR был в самом начале своего появления. Первая реализация SDR трансивера в лице Flex SDR-1000, а затем всех бесчисленных клонов этого трансивера, требовала применения отдельной звуковой карты, целой кучи кабелей и проводов. Проблем связанных с этим было море. От настройки звуковой карты, до калибровки программы. Проблемы в разъёмах, разводке звука по каналам, совместимостью драйверов и операционных систем. Теперь всё это в прошлом! Самая младшая модель SDR трансивера SDR Flex -1500 уже содержит в себе современный и качественный АЦП и управляется по единственному USB кабелю. Так же АЦП уже встроены в старшие модели Flex-3000 и Flex-5000. Программа настройки сама установит нужные драйвера и откалибрует софт радиоприёмника и передатчика. Проблемы подавления зеркального канала по диапазонам больше не существует. Трансиверы SDR Flex-3000 и Flex-5000 (в комплектации Flex-5000ATU) содержатв в себе автотюнер, и у вас нет необходимости заново настраивать антенны, если вы сменили старый трансивер на новый SDR - трансивер. Теперь просто можно вставить наушники и микрофон в соответствующие гнезда, и работать в эфире. И главная особенность новых трансиверов фирмы Flex-radio – это полная поддержка и совместимость всех выпускаемых версий программного и аппаратного обеспечения со всеми новыми версиями операционных систем Windows фирмы Microsoft.

Мифы о заземлении

Помимо вопросов связанных с выбором компьютера для SDR – трансивера, существует так же несколько мифов о заземлении. На мой взгляд, это самый опасный и наиболее распространённый миф. История не использования заземления показывает, что история никого не учит. И каждый человек, пострадавший однажды достаточно сильно, потом сокрушается «Ну почему я не заземлился?», но поздно – всё сгорело или сам травмировался. В худшем случае, нарушение правил эксплуатации электрооборудования приводит к смертельному исходу. Наиболее частый вариант – это повреждённая аппаратура. И особенно обидно, когда эта аппаратура стоит очень больших денег. Трансиверы SDR – класса больше подвержены выходу из строя из-за нарушения правил эксплуатации и заземления. Связано это со спецификой работы блоков питания. Последствия неправильного радиочастотного заземления проявляются в виде зависаний компьютера и трансивера. В особо тяжелых случаях – это проявляется как «жжение» корпуса компьютера или трансивера.

Рассмотрим два вида заземления. Первое – заземление электротехническое. Второе – заземление радиочастотное.

Заземление электротехническое – это такой провод, через которое стекает постоянный электрический потенциал на землю. Т.е. проводник, имеющий 0-е электрическое сопротивление для постоянного тока между устройством под потенциалом и землёй. В частном случает это провод для электрического тока частотою 50Гц.

Как такое заземление работает?

Если, совершенно случайно, выгорает какой-нибудь элемент усилителя или трансивера, находящийся под высоким напряжением (обычно в блоке питания), или просто отваливается провод питания и предохранитель не сгорает – то корпус устройства, усилителя, блока питания и\или трансивера будет находиться под потенциалом высокого напряжения. Прикоснувшись к нему, вы рискуете получить удар электрическим током. В крайнем случае, вас «пощиплет» за пальцы, а в худшем – может убить. Хороший пример грубого нарушения правил техники безопасности показа . Что бы отвести высокий потенциал с корпуса, нужно предоставить ему проводник, который будет иметь существенно меньшее сопротивление, чем тело человека. Им и является провод заземления.

В корпусе любого компьютера находится импульсный блок питания. Схемотехника всех малогабаритных импульсных блоков питания такова, что на корпусе компьютера всегда присутствует потенциал равный половине питания электрической сети между корпусом блока питания компьютера и землей или 0-ым проводом. Иногда и в выключенном состоянии (зависит от блока питания). Т.е. 100 - 120 Вольт всегда присутствует на корпусе. Некоторых, этот потенциал неоднократно «кусал» за пальцы. А теперь представьте себе ситуацию. Подключаем к компьютеру трансивер. Данный трансивер соединен коаксиальным кабелем с антенной, которая на крыше или в огороде\в поле имеет хороший контакт с землей или хорошо заземлена. В данном случае между трансивером и компьютером будет присутствовать электрический потенциал напряжением 100-120 Вольт. И в момент соединения трансивера с компьютером, вы можете заметить искру. А теперь представьте, как себя чувствует трансивер? Если вам повезло, и общие контакты устройств разъёмов коснулись первыми, то разность потенциала снимается с корпуса и подключение проходит нормально. А если общие контакты касаются вторыми, то этот потенциал напрямую прикладывается к элементам порта связи и в итоге мы имеем «дефектный» трансивер или компьютер с выгоревшим портом. Друзья, это не про вас? Ну, слава Богу! Это пока не про вас. А вот тем, кому не повезло, сейчас наверняка грустно вспоминать убитый трансивер или компьютер и головные боли, связанные с ремонтом и последующей продажей бывшего мертвеца. Потому, друзья, обязательно, перед тем как использовать SDR – трансивер совместно с компьютером, найдите любую точку с нулевым потенциалом или заземления, например трубу с холодной водой для тех, кто живет в квартире. Живущие в частном доме, не поленитесь и сделайте контур заземления, и только тогда, заземлив, пользуйтесь на здоровье трансивером и компьютером.

Рассказывающие о том, что они в жизни заземлением не пользуется, и рекомендующие вообще не пользоваться им – находятся в «группе риска» до поры – до времени. Бегите от таких советчиков подальше, ибо они сами не соблюдают технику безопасности, так ещё и вам насоветуют поставить под угрозу свою жизнь, и жизнь вашей аппаратуры.

Особенно это касается пользователей SDR трансиверов!

Заземление радиотехническо е - провод, по которому «стекает» не излучившийся антенной, ВЧ потенциал на землю.

Представьте себе, что по антенному кабелю бежит горячая бесцветная жидкость и в точке питания антенны она испаряется. А та часть, что не испарилась, стекает обратно по кабелю в трансивер, заодно намочив и трансивер, и провода питания и компьютер. Вот такая это жидкость в сверх текучем состоянии. Мало того, она ещё и горячая, легковоспламеняющаяся и к тому же ядовитая. Затекая в микрофон, она начинает хлюпать, а затекая в усилитель, начинает гореть. В компьютере эта жидкость замыкает все контакты, и он начинает глючить. Протекая по проводам электросети, эта жидкость воняет и щипает глаза.

Решить все эти проблемы в большинстве случаев, помогает правильное ВЧ-заземление и ВЧ экранирование. Первая точка ВЧ-заземления должна находиться на правильно выполненной антенне. Один из главных элементов антенны - это такой известный конструктив как «Симметрирующее устройство». Оно позволяет скомпенсировать ВЧ напряжение на кабеле в точке питания антенны кабелем и тем самым минимизирует проникновение ВЧ по кабелю в помещение, где находится передатчик. Сравнить симетрирующее устройство можно с тазиком, куда излишняя жидкость стекает и ее удаляют. Достаточно часто симетрирующим устройством пренебрегают. А зря. Технически, симетрирующее устройство не является ВЧ заземлением, но в контексте решения проблемы оно играет одну из главных ролей. Правильно выполненный конструктив антенны, имеет качественное ВЧ заземление посредством электрически заземленной мачты или площадки крепления антенны. Так же главным ВЧ заземлением являются хорошие противовесы антенны. Это в большей степени относится к вертикальным несимметричным антеннам. Если их количество достаточно велико (>4..8) и они настроены в резонанс, то ВЧ, гуляющее по кабелю так же будет минимизировано. Избавиться от наводок ВЧ энергии и проникновения ВЧ энергии по кабелю, можно так же с помощью ВЧ барьеров или ВЧ изоляторов. К ним можно отнести ферритовый защелки или ферритовые кольца, например такие как . Достаточно намотать несколько витков кабеля на такие кольца, и для ВЧ энергии такой кабель будет иметь высокое сопротивление. Данный способ ВЧ изоляции позволяет эффективно экранировать компьютер и трансивер от ВЧ энергии, но не убирает ВЧ энергию с кабелей и проводов. Этот способ подавления ВЧ энергии наиболее эффективен, если используется мощный SDR трансивер типа Flex SDR-3000 и Flex SDR-5000, а так же в случае использования внешнего усилителя мощности.

Частным случаем ВЧ заземления является электротехническое заземление корпусов усилителя и трансивера. По нему ВЧ потенциал так же будет эффективно стекать на землю. Помните, если ВЧ потенциал есть на проводах и корпусах во время передачи, то он так же есть и на приём! А это значить, что все помехи, что находятся в зоне приёма, вы будете принимать не только антенной, но и кабелем и корпусом трансивера и компьютера. Т.е. вынеся антенну за пределы помещения передатчика, но, не избавившись от ВЧ-наводок, вы будите ловить все помехи из этого помещения.

В радиолюбительской практике существуют такие ситуации, когда отсутствует доступ к электротехническому заземлению и антенна так выполнена, что во время передачи «фонит» буквально вся электропроводка. Например, это может быть полностью изолированный застеклённый балкон и антенна типа «длинная верёвка случайного размера». В этом случае поможет снять потенциал с устройств такая дивная коробочка как «искусственная земля». Что она собою представляет? По сути, это маленькая антенна из короткого провода, (от 1 до 2х метров) настраиваемого в резонанс LC цепями в отдельном корпусе. Эта маленькая антенна отсасывает оставшийся потенциал с корпуса трансивера и переизлучает его в пространство в другом месте от антенны с низким КПД излучения. Аналогия – маленький пылесос, который с корпуса отсасывает ту самую стекшую с кабеля опасную жидкость. Такие устройства можно подключать не только к трансиверу, но и к компьютеру в особо тяжких электромагнитных условиях эксплуатации трансивера. Главное – основную антенну отнести подальше от этих переизлучателей. Американская фирма MFJ выпускает готовую «искуственную землю» под названием .

Таким образом, если вы имеете частые проблемы с компьютером не связанные с его наполнением, а связанные с работой трансивера на передачу, то вероятнее всего – эти проблемы связаны с наличием блуждающих ВЧ токов по антенному кабелю, корпусу трансивера и компьютера. Достаточно правильно выполнить антенну и всё заземлить, и эти проблемы исчезнут. Проверить характер зависаний компьютера можно, подключив вместо антенны на выход трансивера . Если «подвисания» компьютера прекратились, то делаем заземление и антенну.

Самое главные достоинства SDR — потрясающая панорама событий эфира, когда вы не просто тупо уставились в цифровую шкалу, а видите и ощущаете реальную его обстановку. Второе качество — «обалденный» приемник, который почему то не шипит и не шумит позволяя сделать любую мыслимую полосу пропускания без «перезвонов» и дополнительных затрат.

Впервые я попробовал SDR в 2010 году. С того времени я прочно оседлал этого коня и в ближайшей обозримой перспективе не собираюсь с него слезать. Ни один самый лучше — дорогущий Yaecomwood/Елекрафтор более не достоин моих ушей. Я лишь сожалею о том, что не удосужился сделать этого раньше. Информации было достаточно, но смущало необъяснимое внутреннее предубеждение, как по всей вероятности и многих нынче.

Поскольку в моем шэке перебывали почти все известные SDR аппараты, то думаю, что могу дать неискушенному в вопросе аматору совет по выбору достойного приобретения.

Первое поколение СДР

Все началось с американца Flex-1000. Благодаря подвижническим усилиям группы энтузиастов, среди которых в первую очередь отмечу RW3PS и UT2FW, SDR-техника получила достаточно широкое распространение на просторах СНГ. Появились клоны тысячника. Я сам начинал с модели от UR4QBP. Именно тогда я понял — это радио мечты и надо двигаться дальше. Тысячники и их многочисленные клоны конечно же остаются работопригодными, но начиная со второй версии управляющей программы PowerSDR фирма FlexRadio более эту серию не поддерживает. Поскольку прогресс двигается вперед семимильными шагами, считаю приобретение Flex-1000 подобного трансивера занятием бесперспективным. Кроме всего прочего надо углубленно дружить с HT.

Уходящее поколение от FLEX

Flex-5000 несомненно самый совершенный из всей линейки. У него великолепные параметры приемника, 100 ватт выходной мощности, автотьюнер. Особым его качеством является мощнейший антенный селектор, который позволяет коммутировать и антенны и дополнительные конверторы, трансиверы, приемники, сплиттеры в самых немыслимых комбинациях. Плюс возможность опциональной достройки трансивера вторым автономным приемником (с такими же высокими параметрами) и VHF/UHF трансвертером. Одним словом ЭКСТРА класс. Два недостатка. Первый — необходимость иметь в компутере специфический порт IEE1394 (FireWire). Второй — относительно высокая цена. Базовая конфигурация около 3тд. (Фирмой была выпущена модификация 5000С, которая представляла из себя моноблок с компьютером вместе. Во-первых, это безумно дорого. Во-вторых, это путь в никуда, т.к. компьютерный прогресс на столько стремителен, что не успеваешь за ним угнаться. Встроенный в 5000С компутер по сегодняшним меркам допотопен).

Flex-1500 маленький симпатичный аппарат на USB шнурке. Для тех, кто не бьется в контестах, для тех у кого ограниченный бюджет эта игрушка в самый раз. За 600-700 у.е. вы получаете визуально то же самое, что и в других SDRах — шикарную панораму ничем не отличающуюся от старших братьев. Ведь управляющая программа PowerSDR от FlexRadio единая для всей линейки серии 1000-1500-3000-5000. Приемник здесь середнячок, т.к. используется не самый продвинутый аудио кодек в основном и определяющий качественные показатели ресивера (хотя как смотреть: в ранге таблицы QST Magazine Product Reviews он выше, чем многокилобаксовые топ-модели).

Flex-3000 — на мой взгляд оптимальный вариант, лучший выбор по соотношению цена/производительность. В начале его от меня отталкивала некая несуразность внешнего вида, но это свойство оказалось абсолютно обманчивым. Аппарат превосходно вписался на моем рабочем столе и является ныне основным. Приемник почти такой же как и у старшей модели 5000. Меньше полоса обзора, она равна 96 кГц против 192-кГц у Flex-5000. Но, к слову, 96 кГц наиболее удобная полоса обзора. Она прекрасно сочетается и с цифровыми программами. На выходе передатчика имеем 100-120 ватт и автотьюнер, что является плюсом при отсутствии антенн. Аппарат весьма неприхотлив, легко разбирается для чистки и ремонта, если таковой понадобится. Добавлю. Для снижения уровня шума я заменил вентиляторы охлаждения. Теперь трансивер практически не слышно.

Замечу, клонов этого поколения от наших умельцев не последовало, т.к. кроме схем «железа» требовались микропрограммы управления Firmware, а такое по всей видимости оказалось недоступным и непосильным.

Новое поколение SDR

Основано на технике прямой оцифровки радиочастотного сигнала — DDC . Лидером здесь несомненно является открытый проект HPSDR начавший свой путь с публикации Phil Harman VK6APH (now VK6PH) в 2008 году и впервые презентованный на Dayton Hamvention в 2010 году. Итогом проекта стал одноплатный трансивер HERMES , на базе которого сделано ряд законченных конструкций: индийские Anan и Angelia, украинский DUCSI.VD, воронежский конструктив с 300-т ваттным усилителем, и, вероятно, есть иные производители. Аппарат суперский. Заполучив плату HERMES и приделав к нему любой подходящий усилитель коротковолновик получает непревзойденный инструмент для работы в эфире. Плату с небольшим (до 10-15 ватт) можно встроить в отсек жестких дисков компутера и запитать его от того же БП. При этом получается замечательный моноблок. Дополнительный плюс — управляющая программа построена на базе PowerSDR, что позволяет оператору не переучиваться и не перестраиваться на новый лад. Имеется встроенная возможность управления трансивером с помощью медийного пульта HERCULES. Для HERMES создано ряд интересных программ и полезных программ сторонними программистами. Одна из них HermesVNA, превращающая трансивер в высокоточный векторный анализатор (аналог многокилобаксовых приборов). Ныне приверженцы HPSDR начали осваивать технологию линеаризации амплифайеров при помощи компенсации предискажений. Почитать, посмотреть и «пощупать» можно по этой ссылке. Эффект ошеломляющий.

Таганрогскими радиолюбителями-конструкторами создан российский DDC трансивер SunSDR2 . Принцип работы тот же самый, детали разные. Но программная оболочка имеет иной внешний вид, к которой прежнему владельцу Flex подобных систем придется приспосабливаться. Но в конце-концов это дело вкуса и привычек. Сам аппаратик замечательный, у него большое будущее по развитию программного обеспечения. Нельзя сбрасывать со счетов, что это отечественный производитель, а значит гарантийное и постгарантийное обслуживание не будут обременительными. Для информации: пустячный ремонт Flex-5000 в Штатах обошелся моему другу в полтыщи зеленых. В то же время стоит обратить внимание на любопытную статью RN3KK.

Интересна разработка DDC трансивера ZS-1 из С-Петербурга. Хотя динамические качества приемника выше, чем у таганрогской модели, есть и несомненный недостаток — отсутствие встроенного DAC, что приводит к ощутимым задержкам сигнала в процессе его обработки.

Тем не менее, программа Zeus Radio сейчас находится в стадии активного развития и кто знает что будет дальше. Желание авторов сделать её мультиплатформенной вызывает уважение. Парни из Питера стремятся к развитию.

В ближайшие дни на рынке должен появится итальянский DDC трансивер FDM-DUO , который позволяет работать и без компьютера, т.е. имеет встроенный блок DSP и управляющую микроЭВМ.

А что же легендарный Flex?

Фирма в 2013 году выпустила на рынок линейку DDC трансиверов 6000 серии . Принцип обработки тот же, что и в HPSDR. К сожалению ценовая политика производителя направлена на состоятельных покупателей. Программное обеспечение до конца не доработано и первая полнофункциональная версия SmartSDR ожидается лишь к концу 2014 года и будет платной для последующих обновлений.

Мне видится, что клоны HPSDR вскоре будут «шлепать» как пирожки на рынке самые разные производители, в том числе и ребята из поднебесной. Так что скорее всего политику ценообразования флэксам придется поменять.

В конце апреля 2014 появился самый маленький (100х75мм) DDC трансивер HiQSDR-mini от David Fainitski из Германии, который изначально задумывался как клон всем известного HiQSDR, однако впоследствии, схемотехника ушла от оригинала значительно. По заявлению автора это будет самый дешёвый на сегодняшний день SDR DDC трансивер.

Предысторией HiQSDR-mini явился SDR DDC приёмник Minor того же автора с размерами PCB 90х60мм. Приёмник классный, слов нет. Великолепно работает под PowerSDR (by OpenHPSDR). Реализация VAC&CAT — 100%. Встроенная поддержка Hercules DJ Control. Что очень понравилось: минимальная задержка обработки сигнала (сравнивал с IC-756, сигналы идут почти вровень). Такой задержкой можно пренебречь даже при приёме скоростного CW.

В июле 2014 David подготовил к выпуску окончательный вариант Minor ver.1.7. В приёмнике добавлены существенные модернизации ещё более улучшающие качество приёма, в т.ч. и диапазонные полосовые фильтры на входе. Размер приёмника в корпусе наряду с его высочайшими параметрами вызывает восхищение, всего 98х70мм. Это в полтора раза меньше моего мобильника. Цена на приёмник весьма демократичная и на сегодня это самый дешёвый на мировом рынке DDC RX такого класса (250 у.е).

Как и следовало ожидать, Flexradio Systems выпустила на рынок модель 6300 по более-менее вменяемой цене $2,499.00. То есть, это такое своеобразное подобие Flex-3000 из прошлой линейки. Параметры почти те же, что и у старших братьев 6000, но без излишеств и фенечек. Зато полезные опции как автотюнер, пульт с валкодом и кнопками управления придётся покупать за отдельную плату. Радует бесплатная доставка, правда не ясно касается она всего шарика или только штатов.

Борис RW6HCH приобрёл готовую плату HiQSDR-mini и на её базе изготовил законченный DDC трансивер:

Результатом остался доволен.

Вывод

Если есть желание попробовать SDR технику и не морочить себе голову компьютерными и сетевыми познаниями, начните с недорогого, но классного DDC приемника Afedri (скачал/запустил бесплатную программу и работай — практически plug-n-play). Его можно использовать и в связке с обычным трансивером. Весьма подходящим и более продвинутым вариантом для решения такой задачи может быть и DDC приёмник Minor у которого и динамика выше и задержка обработки сигнала меньше. Если же есть желание сразу пересесть на СДР — прямой путь к подходящей конструкции DDC трансивера. Все дело в ваших возможностях.

Много разговоров о трудностях использования SDR в соревнованиях. В основном они исходят от тех догматов, кто SDR видел лишь на картинках. Не вдаваясь в детали подчеркну, что именно SDR предоставляет уникальные возможности для участия в соревнованиях, которых традиционный сундук не имеет принципиально. На вскидку, победа в Кубке России, победа в SAC contest, победа в первенстве ЮФО, победа в подгруппе CQ-M, ряд призовых мест в достаточно престижных контестах 2012года и пр и тд. Хотя я не контестер в полном понимании этого слова. Так себе, суечусь по старой памяти 😉

Владельцу SDR следует обратить внимание на компутер и монитор. Первый должен быть достаточно высокопроизводительным и безотказным. Второй с максимальными физическими размерами и разрешением с тем, чтобы на одном экране разместить возможно большее количество окон с запущенными программами. Я использую монитор 27″ с разрешением матрицы 2560х1440. Хотя и люблю ноутбук, но считаю его малоподходящим для радиолюбительского шэка.

Сегодня любительская радиостанция должна строится не на основе приемопередатчика (как многие ошибочно считают), а на основе хорошего компутера, который связывает все устройства радиостанции, Интернет, оператора в единое информационно-коммуникационное поле и позволяет решать задачи любительской связи на самом современном уровне.

Удачи. 73,
de R6YY

Для многих радиолюбителей при выборе модели трансивера определяющим фактором является его цена, для других, менее стесненных в средствах, - высокие параметры и удобство пользования. Есть любители «поиграть» с новой моделью, а затем продать ее, есть «профессиональные» контестмены, которым требуются трансиверы с «супердинамикой», есть фанаты определенных фирм, на дух не переносящие аппаратуру других производителей.

Однако когда мы говорим о различных современных трансиверах, предназначенных для любительской KB радиосвязи, в первую очередь заострим внимание на выбранной производителем концепции таких устройств: «классические» супергетеродины с преобразованием вниз или вверх и только аналоговой обработкой сигнала; супергетеродины с преобразованием вниз или вверх со смешанной обработкой сигнала (аналоговой и цифровой); супергетеродины с преобразованием вниз или вверх и широким использованием цифровой обработки сигнала; программно-определяемые радиоустройства (SDR), в которых аналоговыми являются входные узлы и смеситель, а вся обработка сигнала - цифровая, осуществляемая с помощью персонального компьютера и/или быстродействующих АЦП и сигнальных процессоров. Многие параметры такого радиоустройства в основном определяются применяемыми алгоритмами обработки сигнала и, соответственно, могут быть улучшены по мере совершенствования программного обеспечения. Кроме того, в SDR-трансиверах автоматическая регулировка усиления также реализуется цифровыми методами.

Справедливости ради следует отметить, что под концепцию SDR подпадают и супергетеродины, в которых преобразование частоты используется для понижения частоты принятого сигнала, чтобы обеспечить его обработку сигнальными процессорами. Под обработкой сигнала подразумеваются: селекция, фильтрация, регулировка амплитудно-частотной характеристики, режекция несущих и тональных мешающих сигналов, подавление импульсных помех и фоновых эфирных шумов, визуализация (например, вывод спектра на графический дисплей) и т.д.

В сводной таблице наиболее популярные модели современных трансиверов расположены в порядке, определяемом совокупностью наиболее значимых электрических параметров (по результатам измерений, проведенных в лаборатории ARRL и публикуемых в журналах QST). Типичным представителем «классического» супергетеродина с преобразованием вверх и только аналоговой обработкой сигнала является трансивер Alinco DX-SR8T. Годами отработанные схемотехнические и конструкторские решения, повидимому, позволили создать один из самых недорогих трансиверов - «рабочую лошадку» для рядовых радиолюбителей.

В настоящее время трансиверы, в которых цифровая обработка сигнала играет второстепенную роль, а аналоговая - основную, уже редкость. И это понятно - мы являемся свидетелями процесса стремительного внедрения цифровых технологий практически в любой области радиоэлектроники. В приемных трактах современных супергетеродинов чаще всего применяется распределенная по каскадам селекция - сначала сигнал проходит через достаточно широкополосный аналоговый «руфинг»-фильтр, а дальнейшую требуемую избирательность обеспечивают дополнительные аналоговые или цифровые фильтры.

Современные устройства цифровой обработки сигнала позволяют создавать устройства обработки сигнала, близкие к идеальным, некоторые параметры которых значительно превосходят параметры аналоговых фильтров (кварцевых, электромеханических и т.д.) и других традиционных узлов приемо-передающей радиоаппаратуры (шумоподавители, notch-фильтры и т.д.). Наборы узкополосных (например, 2,4 и 1,8 кГц, 500 и 300 Гц) кварцевых фильтров применяются в некоторых моделях трансиверов для расширения динамического диапазона при малых расстройках от частоты принимаемого сигнала, чтобы максимально снизить уровень помех в приемном тракте.

В связи с необходимостью установки узкополосных фильтров для получения максимального динамического диапазона знаковым стало возвращение к преобразованию вниз в трансиверах, использующих супергетеродинную схему. Вновь «открыли» такое преобразование инженеры фирмы Elecraft, выпустив трансиверы К2 и КЗ, имеющие приемники с отличными параметрами по «динамике». Выгоду от применения низкой промежут очной частоты отметили не только радиолюбители, которые рублем (долларом, евро и т.д.) «проголосовали» за эти модели, но и разработчики фирм Yaesu и Kenwood - «китов», давно и успешно выпускающих связную радиоаппаратуру. В новинках этих фирм - трансиверах Yaesu FTdx5000 и Kenwood TS-590 применяется преобразование вниз (точнее смешанное, но об этом чуть ниже), и эти устройства действительно имеют отличные параметры (каждый в своей ценовой категории), а уж по соотношению «цена/ параметры» TS-590 пока явный фаворит. Кроме отличных динамических характеристик, этот трансивер выгодно отличают встроенная звуковая карта и универсальный USB-порт, обеспечивающий управление самыми разнообразными функциями - CW- и FSK-манипуляцией, САТ-системои и т.д. Правда, если в основном приемнике трансивера FTdx5000 на всех KB диапазонах применяется «честное» преобразование вниз (второй приемник этого трансивера имеет преобразование вверх), то в TS-590 преобразование смешанное - в тех диапазонах, где от приемника требуется максимальная динамика, используется преобразование вниз, а на незагруженных диапазонах, а также при работе с «широкими» кварцевыми фильтрами в загруженных диапазонах - преобразование вверх.

Получить сигнал гетеродина с низким уровнем фазовых шумов в системах с фазовой автоподстройкой частоты значительно сложнее, чем в устройствах прямого синтеза частоты, да и схемотехнически высококачественный синтезатор с ФАПЧ является весьма «навороченным» устройством.

Фирма Icom - третий «кит», производящий аппаратуру для любительской радиосвязи, - пока остается приверженцем супергетеродинов с преобразованием вверх. Однако, судя по основным электрическим параметрам даже «топовых» моделей этой фирмы, такой подход пока не позволяет создать транси- вер с максимальными динамическими характеристиками, и «топовые» модели Icom являются «крепкими середнячками».

Американскую фирму Flex Radio Systems с полным основанием можно назвать возмутителем спокойствия на рынке аппаратуры для любительской радиосвязи. Уже первая модель этой фирмы- программно-определяемый трансивер SDR-1000, с которым она вышла на рынок радиолюбительской аппаратуры, - произвела миниреволюцию в умах и предпочтениях многих радиолюбителей. Ведь, по сути, был предложен совершенно новый подход к конструкции трансивера и работе с ним: вместо передней панели с дисплеем и многочисленными ручками управления - экран персонального компьютера. Настройка на сигнал и управление режимами работы осуществляется с помощью компьютерной «мышки» и клавиатуры, в режиме реального времени на спектральном дисплее отображаются все сигналы в выбранном участке диапазона, настройка на любой из которых происходит практически мгновенно.

Фактически SDR-трансивер фирмы Flex Radio Systems - это «черный ящик» с минимальной аналоговой частью, обеспечивающей с помощью квадратурного смесителя перенос принимаемых сигналов на низкую частоту, на которой происходит обработка сигнала персональным компьютером. В настоящее время Flex Radio Systems выпускает SDR-трансиверы Flex-5000А и Flex-3000 - действительно современные высокоэффективные устройства.

Все трансиверы являются программно-определяемыми (исключение - Alinco DX-SR8T). Это значит, что их параметры в значительной степени зависят от применяемого программного обеспечения, новые версии которого радиолюбители могут «загрузить» в свои трансиверы с сайтов фирм-производителей. Практика показывает, что, как правило, новая версия программы может основательно улучшить качество работы трансивера, поэтому настоятельно рекомендуется проводить обновления программного обеспечения.