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".
m.marianek | 26. května 2016 v 13:15
Parádní článek.