Технический форум UT2FW

Если дюжа не вникать в эту тему – всё получается вроде бы «очень просто» – подаём сигнал на вход СДРа с известным уровнем – идём в Setup-Calibration-Level Cal софта PowerSDR – выставляем в окошке Level подаваемый уровень в dBm, жмём на Start, ждём – всё, калибровка проведена. Но вот, когда начал более подробно разбираться – вылезли «грабли». Заметил небольшую разницу в конечных цифрах при подаче разного уровня ВЧ при калибровке на вход SDR-а. Разница незначительная, но, как говорится – «а всё же». Первые «грабли» - какой уровень выставить из ГССа? У меня в наличии три ГССа – Г4-102А, Г4-158, Г4-165. У первого выход в мкВ, у второго в dB (затухание к начальному ВЧ уровню), третий – самый «крутой» ГСС (по пачпорту может выдавать 0,05мкВ-2В) но выходной уровень у него в dBV. Могу достать из подвала ещё Г4-18, ГСС-6, Г4-116.
Дык, вот. Решил провести «лабораторную» работу по теме.
Выводы – если действительно озаботиться правильными показаниями S-метра – на входе SDR-а при калибровке должен быть известный ВЧ уровень. Выходное напряжение ГССа нормируется на какой-то определённой нагрузке. Нас интересует конечно 50Ом. Начал с поверки ГССов. Г4-102А на лимбе выставляю 0,5В – реально без нагрузки там 0,85В, при нагрузке 50Ом напряжение падает до 0,3В, на 75Ом – 0,4В, на 100Ом 0,48В. Г4-158 на 50Ом выдаёт 0,85В, на 75Ом – 0,91В. У Г4-165 на 50Ом погрешность минимальна – не более 5% при выходных напряжениях 0,5-2В. Но это и понятно, если сравнить стоимость этого ГССа (по первой же ссылке в нете – 49500р) со стоимостью предыдущих двух, вместе взятых.
Т.к. наиболее распространённые в радистской среде ГССы – это Г4-102 и Г4-158 – посему будем вести речь о них. Г4-102А не стал использовать для градуировки SDR-а – погрешность в 30% для 50Ом-ных нагрузок посчитал слишком большой, чтобы назвать это калибровкой. У Г4-158 погрешность для 50Ом-ных нагрузок вполне приемлемая – уложилась в чуть более 1дБ. В паспорте на прибор указано +-0,5дБ. Г4-165 использовал как «калибровочный» для контроля самих ГССов.
Далее пришлось озадачится – как свести в одну «кучу» мкВ, dBm, dBV. Спасибо Илье RW3FY – он выдал табличку из какого-то старого журнала Радио.

S9+60 = -13 дБм = 50 мВ = -26 дБВ
S9+50 = -23 дБм = 16 мВ = -36 дБВ
S9+40 = -33 дБм = 5 мВ = -46 дБВ
S9+30 = -43 дБм = 1,6 мВ = -56 дБВ
S9+20 = -53 дБм = 0,5 мВ = -66 дБВ
S9+10 = -63 дБм = 160 мкВ = -76 дБВ
S9 = -73 дБм = 50 мкВ = -86 дБВ
S8 = -79 дБм = 25 мкВ = -92 дБВ
S7 = -85 дБм = 13 мкВ = -98 дБВ
S6 = -91 дБм = 6,3 мкВ = -104 дБВ
S5 = -97 дБм = 3,2 мкВ = -110 дБВ
S4 = -103 дБм = 1,6 мкВ = -116 дБВ
S3 = -109 дБм = 0,8 мкВ = -122 дБВ
S2 = -115 дБм = 0,4 мкВ = -128 дБВ
S1 = -121 дБм = 0,2 мкВ = -134 дБВ

--- Это для КВ частот и на 50 омах. На 75 омах напряжения в корень из 1,5 раз больше. Для УКВ --- вся шкала смещается на 20 дБ (S9+60 = -33 дБм, а не -13, как для КВ).

У моего Г4-158, чтобы получить выходной уровень 50мкВ - нужно выставить затухание в 80дБ. Сергей RW3PS сообщал, что у своего Г4-158 он выставлял 78дБ. Для интереса проверял свой Г4-102А - выходной уровень для 50мкВ на 50Ом - на лимбе ГССа нужно было выставлять почти 70мкВ.
При калибровке SDR-а на различных уровнях из ГССов пришёл к выводу, что лучше калибровать на максимально возможном уровне, пока ещё не полезут «зубы» перегрузки на экране спектроанализатора PowerSDR. Вот некоторые калибровочные цифирки –
30дБ на Г4-158, -19dBm в Level Cal – 72,8dBm показание S-метра СДРа на 50мкВ.
40Дб на Г4-158, -35dBm в Level Cal – 73,7dBm показание S-метра СДРа на 50мкВ.

S-метр после калибровки будет показывать правильный уровень даже при изменении чувствительности и общего усиления каскадов в SDR. Смотрим скриншоты ниже. Обращайте внимание на окошко Preamp -

_________________
Aleksandr

Далее...
Такой «независимый» S-метр мне довелось видеть пока только в SDR! Здесь нужно учесть, что в варианте SDR от UT2FW есть возможность вкл-выкл УВЧ – посему S-метр будет правильно показывать именно в варианте как и будете его градуировать – с включенным или с выключенным УВЧ. УВЧ даёт усиление в зависимости от частоты 10-14дБ.

_________________
Aleksandr

Немного инфо по положению шумовой дорожки в окне спектроанализатора PowerSDR. Если менять варианты чувствительности в окошке Preamp, без подключения антенны – то видно, как шумовая дорожка сдвигается с шагом в 10дБ. В итоге имеем неизменное положение этой дорожки на шум эфира при изменении чувствительности СДРа. Ниже привожу картинки шума диапазона 40м в моём QTH. Легко заметить, что в итоге положение шумовой дорожки неизменно так же как и показания S-метра. Смотрим скриншоты –

_________________
Aleksandr

продолжение - картинки -

_________________
Aleksandr

Пока не разобрался с соответствием показаний S-метра градуировочным цифиркам, в которых проградуирована ось ординат слева окна спектроанализатора PowerSDR. По идее они должны соответствовать показаниям S-метра. Но реально получается, что они меньше на 15дБ. Посему вопрос пользователям этой техники – если есть инфо по этому вопросу – докладывайте в форум. Стараюсь всё техническое словоблудие по мылу «притормаживать» - бо, оно не продуктивно - много времени отнимает.

_________________
Aleksandr

Выскажу предположение, что для вычисления силы сигнала в софте PowerSDR берется среднеквадратичное (RMS) значение амплитуды сигнала в принимаемой полосе частот. Пиковая RMS с учетом суперпозиции (складывания) будет показывать бОльшие значения амплитуды. чем пиковая амплитуда любой из спектральных составляющих, наблюдаемая на спектрограмме.

К примеру подаем на вход два тестовых сигнала разных частот амплитудой 0.1dBV.
Предположим спектроанализатор показывает амплитуды спектралоьных составляющих и настроен так, что 0Дб соответствует
уровню 1dBV.
Что мы увидим? На спектрограмме две "палки" амплитудой -20Дб
А вот пиковый уровень, измеренный как RMS покажет -14Дб (а не -20Дб).

Когда в полосе принимаемого сигнала действует сразу несоклько сигналов, то разница (по амплитуде) может достигать дескольких десятков Дб (из моей практики). По большому счету правильнее считать силу сигналов как раз по спектрограмме - на ней довольно просто отследить уровень шумов и уровень принимаемой станции. Вычитаем из уровня сигнала уровень шумов - получаем реальную силу сигнала над шумами. И отражает такая оценка именно соотношение сигнал/шум, а не какие то абстрактные 59+40 при которых оператор умудряется два раза переспрашивать позывной/имя оператора/QTH
Кстати, при измерении методом "прочтения" уровней сигналов на спектрограмме проблема доп. УРЧ/аттеньюатора/АРУ тоже отсутсвует т.к. замеряем реальное соотношение С/Ш, которое мало меняется при дополнительном внешнем усилении (если конечно приемный тракт достаточно линейный ).

Повторюсь, это мое предположение.

ps. Учитывая то, КАК в современном эфире даются оценки слышимости радиолюбителям уже давно пора перейти на трехбальную систему: слышу хорошо, средне, плохо

Немного изменил тему этой ветки. Дабы вся инфо по калибровкам в PowerSDR была в одной ветке.
Выкладываю инфо для тех, кому сложно разбираться в американском мануале по PowerSDR и мало инфо неоднократно ранее выкладываемой разными авторами. Возможно с инфо от UT2FW немного попустит...
Итак, калибровка подавления зеркалки, всё в картинках. Предварительно заходим в Setup-General-Hardware Config и смотрим какая ПЧ выставлена в окошке IF (Hz). Зеркалка будет отстоять выше на удвоенное значение ПЧ. Т.е. значение IF умножаем на 2 и потом выше рабочей частоты приёмника на эту цифру и ищем зеркалку.
Названия файлов картинок обозначают, что и отражено на ней.
Первая картинка - это так сказать "Исходное" значение - т.е. до калибровки. Зеркалка подавлена примерно на 40дБ.

_________________
Aleksandr

Прежде, чем калибровать подавление зеркального канала приёма, следует провести калибровку частоты в PowerSDR
Это можно делать как в автоматическом, так и в ручном режиме.
Подаём на вход СДРа известную частоту уровнем от 59+20дБ до 59+50дБ.
Автоматический режим - идём в Setup-General-Calibration, в окошке Freg Cal выставляем частоту, которую подаём с ГССа, жмём на Start, ждём – всё, калибровка проведена.
Ручной режим калибровки – выставляем режим DSB, в окошке Display Mode режим Phase. Идём в Setup-Hardware Config - в окошке DDS-Clock Offset меняем цифирки, пока на панораме Phase тот «червячок» не остановится. Жмём на Apply – сохранили установку.
Если хочется, чтобы тот "крутячий червячок" был тонюсенький - выбирайте более узкую полосу пропускания фильтра приёмника.

_________________
Aleksandr

Калибровку подавления зеркалки тоже можно проводить как в автоматическом, так и в ручном режиме.
Автоматический режим – идём идём в Setup-General-Calibration, в окошке RX Image Reject Cal выставляем частоту, которую подаём с ГССа, жмём на Start, выскакивает окошко Calibrate RX Image Reject, ждём – всё, калибровка проведена.
Как правило, калибровка в автоматическом режиме даёт не менее 60дБ подавления зеркалки.

_________________
Aleksandr

Ручной режим – идём в Setup-DSP-Image Reject, в разделе Receive Rejection меняем цифирки в окошках Phase и Gain, глазеем на зеркалку. Добиваемся почти полного пропадания зеркалки в шумах. Калибровка очень тонкая. Резко значения в тех окошках не менять, бо не уловите подавления! Цифирки в окошках меняются как стрелками на кубиках, так и просто колесом мыши предварительно щёлкнув в окошке или на движке левым мышем.

_________________
Aleksandr

Очень часто возникают вопросы по теме "чего же у нас S-метр показывает"?
Vader в сообщении от 31.12.07 правильно предположил, как это делается.

Как говорится - если чего-то не получается или непонятно - почитайте наконец-то инструкцию к прибору.
Цитирую из мануала оператора к PowerSDR:
Multimeter
The multimeter functions as another way of feeding information back to the user. The two drop down boxes at the top offer an independent selection of RX and TX multimeter options.
The text display below the meter selections shows the digital data for either the receiver or the transmitter (Signal strength in the screenshot above). The display at the bottom of this section shows the data graphically as an edge meter. A bar graph display can be selected instead (see the Appearance section in the next chapter).
RX Meters
Signal (Signal Level): Calculates the true RMS power in dBm of the current signal within the passband.
Sig Avg (Signal Average): Calculates the true RMS power in dBm of a time-averaged signal within the passband.
ADC L (Analog To Digital Left): Calculates the level in dBFS (decibel full scale) of Left input from the sound card.
ADC R (Analog To Digital Right): Calculates the level in dBFS (decibel full scale) of Right input from the sound card.
Off: Used for debugging purposes or to save CPU cycles on slower machines.

_________________
Aleksandr

Недавно в интернете нашел програмульку для всяческих расчетов с Децибелами, я думаю что будет многим полезна.

Здравствуйте, Александр Юрьевич!
Сейчас возник вопрос по калибровке SDR , необходим источик сигнала с определенными параметрами. Изготовить не проблема, но возникает вопрос с комплектующими (в частности с кварцами). В принципе это тоже не проблема. Но скорость доставки, да и гарантия что получу тоже отсутствует. Есть уже опыт, потеряна бандероль и концов найти пока не могу. Да если уже ждать, то можно заказать готовый прибор.
Вот и родилась идея использовать для этих целей антенный анализатор используя делитель. Ведь прибор давольно точен. Есть какие соображения на эту тему? Думаю прибор для калибровки нужен не только мне.
С уважением, Александр 73!
UA0FNI64(@)mail.ru

По теме АА от UT2FW, да и без разницы от кого... Конечно, антенный анализатор с успехом можно использовать как ГСС. Нагружаем АА скажем на 10Ом, меряем амплитуду и добавляем делитель до требуемого уровня. Низкоомная нагрузка АА - гарантия того, что делитель будет вносить минимальную погрешность.
Перевод амплитуд в баллы-децибеллы см. выше, на компакте к SDR-у - это файл "В тему градуировки и показаний S". Можно не упираться в получение 50мкВ, т.к. при шумливой звуковой карте от такой амплитуды SDR может и не "откалиброваться". Желательно для калибровки подать уровень 59+20-40дБ. Но нужно учитывать качество применённой звуковой карты - если карта "хилая" - то уровень подавать меньший. Delta-44 без проблем калибруется и при 59+50-60дБ.

_________________
Aleksandr

Возможно, что не совсем в тему, но достаточно близко. По теме раскрытия PowerSDR на ТХ. Намедни дистанционно на расстоянии с дядьками проводил эту "процедуру", бо никак у них не получалось раскрыть. Хотя Сергей RW3PS на своём сайте http://rw3ps.qrz.ru/ выложил инфо в эту тему, но всё равно у дядек что-то не получалось. Решили довольно просто - выслал им по Е-майл файл установок с раскрытой версией. Т.е. если есть потребность в раскрытии - запишите свои установки в сетапе PowerSDR, затем этот файл PowerSDR.mdb из папки программы перенесите в какую-нибудь другую и сохраните его там на случай, если захочется восстановить всё как было. Берите из этого сообщения архивированный файл _РаскрытиеТХ.rar - разархивируйте его в свою папку с программой PowerSDR, которую требуется раскрыть и всё, вуаля - проверяйте ТХ на любой частоте. При раскрытии этого архива должны получиться два файла - PowerSDR.mdb размером 520кбт и extended.edf размером 1кбт - они то и должны появиться в вашей папке PowerSDR которую потребно раскрыть. Программу PowerSDR, которую хотите раскрыть, ищите на диске С в папке Program Files->FlexRadio Systems->PowerSDR v.1....
После раскрытия зайдите в Setup PowerSDR установите те установки, которые были в предыдущей вашей версии, т.к. с заменой файла PowerSDR.mdb - поменялись и все установки. И можно даже без всяких дополнительных калибровок быть спокойным, что всё будет работать так, как и работало ранее с той лишь разницей, что на ТХ можно теперь в любом участке.

_________________
Aleksandr

Следует отметить очередной достаточно успешный шаг флексовских софтописателей в теме совершенствования СДРной техники. А именно - попытка автоматического подавления зеркального канала приёма. Зеркалка давится в автоматическим режиме и именно привязано подавление к рабочей частоте. Т.е. на какой бы мы частоте не находились - автоматически "поддавливается" зеркалка. Точно, конечно не могу доложить какой там алгорит подавления заложен. Но немного лабработы в тему выявило такую закономерность - если не перестаиваем частоту - с периодичностью в 11с софт автоматически "поддавливает" зеркальный канал. Для чего это сделано? А для того, чтобы на подавление зеркалки не влиял температурный или какой-либо ещё дрейф характеристик СДРного железа. Затем, как мы только начинаем перестройку по частоте - в момент окончания "верчения ручки валкода" автоматически запускается калибровка и зеркалка заново "поддавливается".
См. скрин

_________________
Aleksandr