close
Vážení uživatelé,
16. 8. 2020 budou služby Blog.cz a Galerie.cz ukončeny.
Děkujeme vám za společně strávené roky!
Zjistit více

Vážení uživatelé,
16. 8. 2020 budou služby Blog.cz a Galerie.cz ukončeny.
Děkujeme vám za společně strávené roky!

Elektro

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.

Jak fungují softwarová rádia 1.

28. dubna 2016 v 5:34 | Petr
Nedávno jsem si dovolil hodně - pochválil jsem ubohé "Made in China" rádio SilverCrest z Lídlu a dokonce jsem prohlásil, že rádia založená na DSP - digitálních signálových procesorech a softwarové demodulaci rádiového signálu jsou ta nejmodernější a, že "superhet s dvojím směšováním" je mrtvá věc, která nás vede do minulosti - přestože předražené radiostanice tohoto typu, olepené milionem certifikátů, vyhrávají armádní zakázky. V diskusi se pak na mně sneslo krupobití o podvodných číňanech, a dokonce o zániku "bílých firem". Na konci sáhodlouhé diskuse ale jeden čtenář položil nevinnou avšak klíčovou otázku : " A jak vlastně ten Lídl-tranzistorák funguje ?"

Tedy nikdy jsem nestavěl softwarové rádio, ale některá moje robotická čidla mu byla tak blízko, že kdybych místo IR fotodiody přiletoval drát jako anténu, mohl bych chytat na krátkých vlnách.
Ergo zde je blokové schéma radiopřijímače, který je dle mně i mnoha dalších ten nejjednodušší a zároveň nejlepší možný, jaký dnes radioamatér může postavit ( bez ohledu jestli umí a chce motat cívky, nebo ne )

Tedy : Kmitočtová ústředna kmitá na 4 násobku přijímané frekvence. Signál z antény jde rovnou do spínaného mixéru který přepíná anténu postupně na 4 výstupy A, B, C, D, operační zesilovače reallizují analogově operaci I = A-C a Q = B-D, tím se nám signál dostává z RF frekvence do oblasti "nulové mezifrekvence" neboli "basebandu". I je "Immediate" neboli přímý signál. Q je "Quadrature" neboli kvadraturní signál - stejný ale oproti Immediate posunutý o 90 stupňů. Kouzlo je v tom, že I a Q signály obsahují veškeré informace o apmplitude a fázi, které obsahoval původní RF signál.

Za Operačními zesilovači, které jediné realizují nějaké analogové zesílení jsou Anti alias - filtry - dolní propusti které hrubě omezují propustné pásmo Tento filtr dává přijímači hrubou selektivitu, ale jeho hlavní úloha je zabránit, aby mixováním frekvence vzorkování AD převodníku a signálů I a Q vznikly nejaké artefakty. Obě dolní propusti mohou být velice ubohé klidně obyčejné RC filtry a dokonce unitř čipu. S tím se digitální část rádia většinou vyrovnává převzorkováním - např : potřebujeme digitalizovat signál do 10 KHz - dáme ubohý RC filtr, který propouští frekvence až ke 20 kHz takže tuto frekvenci AD převodu nemůžeme použít - tak vzorkujeme na 200 KHz kde už RC filtr nepustí ( skoro ) nic - tzv "oversampling" ale jako výstup z AD převodu vydáváme průměry skupin 10 hodnot na frekvenci 20 KHz - tvz. "decimace" - výsledek je, že data jsou stejně kvalitní jako bychom měli dobrý anti-alias filtr a 20kHz AD převod.

Ideální frekvence digitalizace v AD převodnícich je 4násobek maximální frekvence, kterou chceme použít. Dobré radiostanice používají ještě více 40-200 KHz. Pak následují bloky FIR I a FIR Q - to jsou Finite Impusle Response Filtry pro přímý i kvadraturní signál. Toto jsou "digitální" mezifrekvenční filtry - jejich vlastnosti určují příjmové vlastnosti celého rádia. Finite impulse response filtry pracují tak, že se vezme několit ( 4-16 ) za sebou jdoucích digitalizovaných hodnot - každá jedna se násobí koeficientem - jakousi váhou, která určuje vlastnosti filtru a pak se z celé skupiny spočte průměr. Pak se "okno" ze kterého se počítají průměry posune o jednu hodnotu dopředu a znovu a znovu. Koeficienty filtrů určují šířku propustného pásma a mohou se za běhu měnit.

Pro SSB demodulaci tam vidíte poznámku že jeden z filtrů dělá "Hilbertovu transformaci" - to je otočení všech frekvenčních složek signálu o 90 stupňů - je to něco jako fázové zpoždění každé frekvence v datovém toku o čtvrt periody, převod všech sinusových složek na kosinusové a naopak. Rozhodně to není zpoždení jenoho kanálu o 1/4 vzorkovací periody. Hilbertovy transformace se dosáhne úpravou koeficientů filtru - během demodulace není spojena s žádnými výpočty navíc oproti filtru bez Hilbertovy transformace.

Pak jdou I i Q signál do "černé skříňky" ve které probíhá vlastní demodulace, která pro základní modulace je dětsky jednoduchá, podle vzorečků na obrázku. Jenom pár poznámek :

U AM demodulace okamžitá hodnota závísí pouze na vstupních hodnotách I a Q - to je digitální ekvivalent "synchroní AM demodulace" která poskytuje nejkvalitnější možné audio. Digitální AM demodulace je dokonce o kousíček lepší, protože nemá problémy s nepřesnostmi vzorkovacího kmitočtu - to není jako analogová - frekvnenčně omezená a rušení chytající demodulace s diodou a kondenzátorem ve stylu krystalek.

U FM demodulace existuje jednodušší vzoreček než na obrázku - a to že výstupní signál je arcustangens podílu I / Q - počítat arcustangens je však složité, takže vzoreček na obrázku je vlastně fázová demodulace. Mimochodem si povšimněte, že ve jmenovateli je hodnota okamžité amplitudy - to je náhrada za limiter který u analogových FM demodulací odstraňuje pronikání parazitní AM modulace do audio-výstupu.

Tolik ktedy nejjednodušší rádio s DSP softwarovou demodulací - podotýkám že nejjednodušší neznamená v tomto případě ošizené. Nejenom Číňani u "SilverCrestu" ale i Japonci a dokonce Američani, pokud by chtěli udělat jednoduché rádio se softwarovou demodulací museli by to udělat přesně stejně. Kouzlo ( a poctivost ) Číňanů je v tom, že neobalili moderní princip milionem keců a cenovkou v desítkách tisíc, ale že jim není blbé postavit kolem signálového procesoru Lídl-tranzistoráček za 249.

Ačkoliv to nevypadá - když jsem začal rádia tohoto typu studovat - opakovaně jsem narazil na výroky zkušených radioamatérů ve stylu : "nejlepší přijímač, který jsem kdy postavil". Takže opravdu - i fórově udělané rádio na moderním principu porazí již mrtvý koncept klasických superhetů.

Poznámka při druhém čtení - pokud chcete stavět rádio typu "drát bez jakéhokoliv filtru jde z antény do čipu" - je nutné aby takové rádio mělo extrémní odlonost proti intermodulačnímu zkreslení - to uspínaných CMOS mixérů je splněno, protože mixér začíná být zahlcen až se napětí z antény blíží napětí napájení ( 1-2 V ) - přitom prakticky nejsilnější signály na radioamatérské stupnici - "9S" znamenají že z antény jde napětí 50 uV !! Přesto existují softwarová rádia staré koncepce používající Gilbertovy mixéry - které jsou notoricky známé tendencí k intermodulačnímu zkreslení. I u těch ale jde "drát rovnou do čipu". Bohužel smutným případem tohoto typu je dvojice integrovaných obvodů E4000 + RTL2832 které dohromady dávají oblíbenou USB klíčenku, alias přijímač digitální televize - známý z projektu RTL-SDR. I přes notorickou ne-odolnost gilbertových mixérů však toto softwarové rádio nemá zdaleka tak špatné reference.

Poslech krátkovlnného rozhlasu 3.

21. dubna 2016 v 5:51 | Petr
Už zmíněného "významného robotika" jsem provokoval "než se budeš ptát nastuduj si MUF". Takže dneska bych jenom zopakoval větu z minula. Krátké vlny mají "magický potenciál" v tom, že "když to lítá" - stačí vysílat nepatrným výkonem a v místech "kam to lítá" vás dokonale slyší a "když to nelítá" tak nenaděláte nic ani s obrovskými anténami a obrovskými vysílacími výkony. Složitým úkolem dnešního článku bude vysvětlit proč to "někdy lítá" a "někdy nelítá".
Tedy krátké vlny se odráží od Ionosféry - což je několik vrstev ionizovaného plazmatu ve výškách 60 - 300 km kolem ZeměKoule. Hlavním zdrojem ionizace iohosféry je Slunce a tudíž Ionosféra mění své vlastnosti podle 11 letého slunečního cyklu. Neboli v době slunečního maxima "to lítá" výrazně lépe. Navíc je jasné, že ionosféra má na denní straně ZeměKoule jiné vlastnosti než na noční straně. Sluneční vítr, i sama Ionosféra jsou tvořeny elektricky nabitými částicemi, na které má vliv zemské magnetické pole. Zemské magnetické pole rotuje spolu se zeměkoulí a tudíž denní a noční stranu ionosféry "magneticky míchá" Navíc zemské magnetická osa není identická s rotační osou, takže vlastnosti ionosféry tak zcela nekopírují změny dne a noci a ani tak úplně neplatí, že ionosféra ráno má podobné vlastnosti jako inosféra večer. Navíc zemská ( rotační i magnetická ) osa nejsou kolmé na rovninu oběhu ZeměKoule kolem Slunce, takže vlastnosti ionosféry se mění i s roční dobou. Stačí ?

To jsme probrali "magii" na straně inosféry. pak je tu ještě vztah Ionosféra - radiovlny. Tedy obecně lze řící, že čím nižší frekvence tím více inosféra danou vlnu pohlcuje. proti tomuto trendu jde druhý trend - od určité frekvence ionosféra nechce danou frekvenci odrážet a ta prostě "projde skrz" někam do vesmíru. Tudíž nad každým bodem zeměkoule lze zjistit tzv. "kritickou frekvenci" - to jest nejvyšší frekvenci radiovln, kterou ionosféra ještě odrazí zpátky dolů. Kritická frekvence je tím vyšší čím je v daném místě vyšší vodivost - tedy ionizace ionosféry. Vidlácká mnemotechnická pomůcka "plech ( dokonale vodivý ) odrazí vše". Ionizace ionosféry závisí na parametrech - zmíněných v předcházejícím odstavci. Pokud nevysíláme kolmo nad sebe ( k čemu taky ) pak ionosféra odrazí i vyšší frekvence než "kritickou frekvenci" a nejvyšší frekvence, kterou inosféra při daném "úhlu elevace" ještě odrazí je Maximum usable frequency alias "MUF".

MUF lze spočítat pro komunikaci mezi kterýmikoliv dvěma body na ZeměKouli a na této frekvenci vysílat, pokud chcete aby vás v "cílové oblasti" někdo mohl přijímat. Na frekvenci MUF Ionosféra ještě signál odrazí, ale díky vysoké frekvenci z něj jen málo pohltí - proto je výhodné vysílat právě na této frekvenci. V praxi se vysílá na frekvenci přibližně o 15% nižší než MUF, aby byla určitá jistota, že se vlna odrazí a přitom ztráty signálu nebyly tak velké. Tím že odrazem od inoféry vysíláte "šikmo" tak vás vlastně ani tak nezajímají vlastnosti ionosféry přesně nad vaší hlavou, ale vlastnoti v místě odrazu. Čímž vznikají paradoxy při vysílání "z noční na denní stranu zeměkoule" nebo naopak z denní na noční, nebo "podél poledníku" ve všech třech případech je to jiné.
Je na čase ionosféru rozebrat podrobněji - denní ionosféra má 4 vrstvy F1, F2, E, D. F1 a F2 jsou vysoké vrstvy ve výškách 200 a 300 km k vysoko, které radiovlny odrážejí. I E vrstva radiovlny odráží, ale je níž kolem 100 km vysoko. Naopak D vrstva, která je jen nad denní stranou planety radiovlny absorbuje. Díky D vrstvě a její nepřítomnosti v noci slyšíme v noci střední vlny z celé evropy a ve dne ne. Obecně lze řící, že přes den je ionizace i absorbce v ionosféře vyšší a proto se používají vyšší frekvence - viz Kubáčovu radu č. 1 "ve dne ladit od 21 MHz dolů". Naopak v noci je Ionizace i absorbce nižší a proto se používají nižší frekvnce - viz Kubáčovu radu č. 2. "v noci ladit od 2,3 MHz nahoru"


Nicméně i přesto je v Inosférickém šíření radovln mnoho černé magie, například existují "ionosférické vlnovody" kdy se radiovlny odrážejí mezi vrstvami E a F nebo sporadická E vrstva kdy v noci najednou slyšíte vysoké frekvence, které by měly "být potichu". Abychom článek ukončili nějak smysluplně zde jsou Kubáčovy praktické rady :
  1. Je - li slunce na obloze ladím od vysokých frekvencí dolů.
  2. Není - li slunce na obloze ladím od nizkých frekvencí nahoru
  3. Směrem na východ - poslouchám spíše ráno ( mezi mnou a vysílačem je vysoce ionizovaná "polední / odpolední" ionosféra)
  4. Směrem na západ - poslouchám spíše večer
  5. Nejzajímavější podmínky jsou před a po východu i západu slunce. Poledne a půlnoc jsou tak trochu "mrtvé časy".
  6. Podél poledníku zkouším poslouchat několikrát denně - východ slunce, západ, poledne, půlnoc - jako obvykle ve dne na vyšších a v noci na nižších frekvencich.
  7. Na začátku vždy rychle proladím oblíbená pásma "kam to lítá" neboli "odkud to lítá"
  8. Cynická rada na závěr : pořídím si rádio s funkcí "smart tune" která sama projede celé krátké vlny a uloží mi slyšitelné stanice do paměti ;-)) Moje Lídl-rádio za 249 tuhle funkci má ! ;-))))
Přesně kvůli rady č.8, která je nejpraktičtější, když máte málo času, ale dráždí "radiové dědky", jsem tento seriál nechtěl psát.....

Poslech krátkovlnného rozhlasu 2.

14. dubna 2016 v 5:20 | Petr
Divadlo Járy Cimrmana má notoricky známou scénku : "Vítr mi zase strhal telegrafní dráty !!" "Tak to zkuste bez drátů, pane Marconi !!". Tato scénka je, jak je u Cimrmanů zvykem, nechtěně zcela přesná. Koncem 19. století totiž myšlenka "bezdrátové telegrafie" visela ve vzduchu. Dokonce do té míry, že tehdejší "patentoví predátoři" : Edison, Bell Westinghouse/Tesla hromadně a "preventivně" patentovali nejrůznější "bezdrátové nápady" - aniž by měli přesnou představu jak patent technicky realizovat, jenom proto, aby měli patentováno "něco" dříve než to patentuje konkurence.

Tudíž je i zmatek v tom kdo byl "vynálezce radiotelegrafie" - četl jsem dokonce článek, že to byl Jozef Murgaš - farář, který před bídou utekl ze Slovenska do Ameriky. Proto nebudeme zabředávat do detailistických sporů a vezměme jako základ rok 1904 kdy Guilermo Marconi zavedl komerční radiotelegrafický provoz mezi Británií, USA a námořními loděmi v severním Atlantiku.

Z dílny Marconiho pochází též "Marconiho zákon" - empirický výpočet dosahu radiovln - jakože: "dosah vysílače je roven druhé mocnině délky antény". Tento zákon na 20 let uvedl velké "radotelegrafické firmy" v omyl, že smysl má zajímat se o dlouhé, delší a ještě delší vlny. Kouzlo tohoto omylu spočívá v tom, že takto se dá - hrubě nepřesně - spočítat dosah vysílače který využívá šíření "pozemní vlny" ohybem kolem zakřivení ZeměKoule. Proto první komerční radiostanice bezdrátového telegrafu byly de-facto mechanické rotující stroje - generátory elektrárenského typu, které měly vinutí udělaná tak aby neprodukovala 50 HZ ale 10-200 KHz.

Tyto dlouhé až "ultra-dlouhé" vlny se používají dodnes - extrémem budiž radiopásmo 9kHz které se dodnes používá pro komunikaci jaderných mocností a jejich jaderných ponorek - zdali "odpálit, nebo neodpálit". Budete namítat že je to blbost protože ponorky jsou přece napojeny na Kreml/Bílý dům přes satelity, Internet a Facebook - to je omyl. Takové spojení existuje, ale k jeho navázání je třeba se vynořit a namířit anténu na družici - a tím odhalit svoji polohu. Takže až začne jaderná válka SkyNet / Obama / Trump / Clintonová / Putin nebo další, kteří vlastní "kufřík s červeným tlačítkem" k tomu vydají příkaz na staromódní frekvenci kolem 9 kHz, která je slyšet na celém světě a to i pod vodou.

Pak byly ještě střední vlny kolem 1 MHz, které se používaly pro lokální rozhlasové vysílání - a to byl až do konce I. světové války konec. Frekvence nad 1,5 MHz - tedy dnešní "krátké vlny" byly považovány za nepoužítelné a jako takové byly přednechány "bláznům" k experimentování. Přitom pozoruhodné je, že už v roce 1902 - na základě Marconiho transatlantického vysílání, které zcela zjevně šlo "za obzor" byla vyslovena teorie, že někde vysoko v atmosféře existuje vrstva dnes nazávaná Kennelyho-Heavisidova vrstva, která radiovlny odráží.

Dokonce byl vysvětlen mechanismus tohoto odrazu a legrační je, že špatně. Kennely ( Američan ) i Heaviside ( Angličan ) totiž předpokládali že v atmosféře se radiovlny šíří nepatrně pomaleji než ve vakuu - a tudíž na hranici mezi atmosférou a kosmickým vakuem je oblast, kde dochází k "totálnímu odrazu" radiovln - jako se světlo odráží na nepokovených hranolech v triedru.

OK takže teď už v tom máte naprostý bordel že ? Takže jdeme dále mezi léty 1912 - 1923 "blázni" později nazývaní "radioamatéři" experimentovali a postupně přišli na to, že radiovlny nad 1,5 MHz nejsou bezcenné, ale právě naopak jsou nesmírně cenné, protože se šíří na obrovské vzdálenosti odrazem od Kennely-Heavisidovy vrstvy, která byla později přejmenována na Ionosféru. Takže krátké vlny si pro sebe objevili radioamatéři a tím pádem ani tak moc nevadí, že Nobelovu cenu za pouhé shrnutí, toho co radioamatéři objevili dostal Edward Appleton.
Jenom abychom shrnuli :
  • Střední a dlouhé vlny jsou dnes oficiálně do 1,7 MHz a šíří se "povrchovou vlnou" - tedy ohybem dlouhé vlny kolem zakřivení elektricky vodivého povrchu ZeměKoule.
  • Krátké vlny jsou 1,7 - 30 MHz - šíří se "prostorovou vlnou" - tedy odrazem nebo více odrazy od elektricky vodivých vrstev ionosférického plazmatu. Nad 30 ( někdy až 50-70 MHz ) je ionosféra pro radiovlny "průhledná" proto tam začínají
  • Velmi krátké vlny ( 30MHz - XXXXX GHz ) - které se šří "přímou vlnou" - jen na přímou viditelnost - jako světlo.
Pokud tedy máte krátkovlnnou vysílačku pak kolem ní existují 3 pásma
  1. Pásmo přímé vlny - od antény ke vzdálenému obzoru a díky ohybu vln i kousek za něj - chytáte signál, který se šíří přímo jako světlo.
  2. Pásmo ticha - nechytáte nic, protože na přímou vlnu je to moc daleko a na odraz od ionosféry je to ještě moc blízko
  3. Soustředné kruhy pásma příjmu odrazy od ionosféry.
Kruhy protože odrazů může být i více a tím pádem máte více pásem příjmu a mezi nimi pásma ticha, ale celé je to velice komplikované tím, že v ionosféře se signál rozptyluje, a navíc na totéž místo se signál může dostat vice cestami s jiným počtem odrazů. Dokonce se vyskytuje situace, že signál se lépe šíří "dlouhou cestou" kolem dokola kolem celé zeměkoule a dokonce existuje i možnost, že slyšíte vlastní vysílání, které oběhlo celu zeměkouli a vrátilo se zpožděné na vaši vlastní anténu.

Celé tohleto je a bylo předmětem podrobného výzkumu radioamatéry, armádami, tajnými službami. Skutečně existuje i projekt HAARP - snaha americké armády ovlivnit ionizaci ionosféry a přizpůsobit podminky šíření radiovln potřebám toho, kdo na to má prachy. Přestože je známo, že matička příroda se hodně snažila nás postavit tak, abychom odolávali elektromagnetickému zážení HAARP je a byl předmětem intenzivního zájmu konspiračních teoretiků a jiných paranoiků, kteří jej obviňují ze všeho možného od globálního oteplování po vrzající koleno - vždy však směřujícího k tajnému nastolení světovlády některé tajné organizace.

Vidlácky shrnuto - vlastnosti Ionosféry se mění tak, že "když to lítá" stačí 100W vysokofrekvenčního výkonu na krátkých vlnách ke spojení s kterýmkoliv bodem na zeměkouli ( kam to právě lítá ). "Když to nelítá" můžete mít vysílačku s mnoha MegaWatty - upéct celé své okolí, ale tam kde chcete, na druhé straně světa, vás nikdo neslyší. Pak dochází k paradoxům kdy "dědka z Jihlavy" neslyším, protože ho překřikuje borec z Argentiny, ale to je právě to "kouzlo krátkých vln".

Kam a kdy "to lítá" se dá dneska docela podrobně předpovědět a radioamatéři "modely ionosféry" stále upřesňují, ale jak to funguje probereme v dalším díle - dnes jsem kecáním unavil sám sebe.

Čínské jednočipové řešení.

7. dubna 2016 v 5:57 | Petr
Zmínka o "dobrém krátkovlnném rádiu" za 249 kč - způsobila menší rozruch. Ještě než jsem to napsal v diskusi, psali mi čtenářové, kteří mají moji mailovou adresu : "abychom ti nedělali ostudu - ptáme se raději mailem : kterýpak je to tranzistorák, který, za ty prachy, uspokojí věčně nespokojeného Kubáče ??"

Takže špatně mě čtete - vidlácký přístup k elektronice znamená, že jedny vidle svisle vztyčené slouží jako anténa a druhé vidle opřené o galenitový krystal slouží jako rádio - krystalka. Neboli "až to praskne" nebude důležité aby techno-frikulíní sedli z vaší rádiové výbavy na prdel - naopak, pokud se budete takovou výbavou chlubít - přijdou borci s AK47. Proto rádio, uvnitř sice kvalitní, ale s "upadlým čudlíkem přidělaným leukoplastí" je pro krizový příjem krátkovlnného rozhlasu to nejlepší.

První skutečné "krátkovlnné rádio", které jsem používal byl "radiomagnetofon" Videoton Star De Luxe RM 4624-A. Naši jej koupili kolem roku 1980 k poslechu Svobodné Evropy a Hlasu Ameriky. Rádio mělo veliký analogový ladící čudlík a dva rozsahy KV1 a KV2. Rádio jsem v 90 letech "zdědil" jakože jsem jej měl ve svém výlučném používání přestal jsem s tím až kolem roku 2000

Pokud máte rádio s analogovým čudlíkem toužíte po "digitální stupnici" - takže jsem vyžebral PLL rádio na krátké vlny. Začátkem 90. let jste sehnali šunt - nějakou čínskou napodobeninu mně neznámého originálu jménem "Anitech". Stálo astronomické peníze a mělo zásadní problém - ladění tlačítky, kdy při každém stisku hlasitě ( a neztišitelně ) písklo do repráku. Poukázka na migrénu, takže jsem měl "rádio s displejem" ale raději jsem si ladil starý "Star De Luxe".

Pak jsem prošel "obdobím" různých analogových KV přijímačů z TESCA a od Vietnamce až jsem se rozvedl a po rozvodu jsem si "zlepšoval náladu" zde opakovaně zmiňovaným scanerem - tedy "komunikačním přijímačem" Yaesu VR 500, který byl a je můj miláček, protože ladí veškeré modulace od 0,1 do 1300 MHz a hlavně - dá se provozovat tak, že jdete venčit psa, jednou rukou držíte vodítko a druhou rukou si ladíte na KV.

Tím se dostáváme k dnešku a k otázce "jednočipového řešení". Západní inženýři žijí v omylu, protože se snaží vyrobit integrované obvody jako "univerzální" použitelné pro více než jeden účel. Asiati jmenovitě Číňani takovým omylem netrpí. Poučením o čínské "konstrukční škole" nám budiž, mezi "radiovými důchodci" nesmírně populární, dvoupásmová radiostanice "Baofeng UV-R5". Fabrika dostala úkol vyrobit univerzální vysílačky pro VKV FM provoz snad původně pro policii a státní správu s předpokladem, že jich bude vyrobeno asi tak 100 miliónů. A šli na to pro zdejší radioamatéry a inženýry neuvěřitelným způsobem.

Schéma "Baofengu" je totiž to nejjednodušší možné - z antény jde "drát" do "centrálního" integrovaného obvodu a odtud jde drát do mikrofonu a repráku. Jediný další čip je integrované FM rádio a pak je tam pár nepodstatných "blbostí" typu muliplexovaného buzení LCD displeje - nic více nic méně. Konstrukce je sice "typicky čínská" tedy soudruzi nekonzultovali žádného radioamatéra a tak vysílačka nemá pořádný S metr, nebo anténní konektor má proti západním zvyklostem naopak "samce a samici" - ale kdo by si stěžoval při ceně 1300 za celkem uspokojivou 2 pásmovou vysílačku pro 140 a 430 MHz + příjem VKV rozhlasu ?? ( Za domácí úkol sehnat a koupit pro obodobí "až to praskne" ! )

Jenom taková poslední poznámka k Baofengu - aby šla vyrobit vysílačka, která nemá dokonce ani mezifrekvenční filtr - je nutné aby "uvnitř čipu" byl vysoce moderní DSP procesor, který de facto moduluje/demoduluje signál softwarově, tím se taky dosáhne toho, že i kdyby výroba byla negramotnými vesničany na "bambusovém lisu" - na kvalitu / nekvalitu příjmu a vysílání to nebude mít vliv.
Těmito úvahami a informacemi vybaven jdu s paní Kubáčovou po Lídlu a vídím tam rádio "Silver Crest" ( za 249 kč ), které okamžitě upoutalo moji pozornost, protože nemělo absolutně ani jedno "točítko" neboli čudlík. Dokonce ani ovládání hlasitosti není potenciometrem, ale tlačítky "UP & DOWN" - to mě okamžitě vedlo k úvaze, že to bude konstrukce "baofengového typu" - tedy jeden čip obsahující nějaký relativně vyspělý signálový procesing, aby ostatní věci mohly být velice ubohé.
Samozřejmě, že ano celé rádio je jediný obvod AKC6951 o kterém se mezi datasheety psanými "rozypaným čajem" dovíte, že to je "single chip DSP radio controller" - jediný druhý čip na desce ke EEPROM 24C02, pro uložení předvoleb. Pardon pak je tam ještě "kapka epoxidu" která řídí LCD displej. Mimochodem ten datasheet k AKC6951 povinně nastudovat, abyste získali představu jak bude vypadat veškerá technická dokumentace za 20 let prudkého rozvoje "vzdělanostní společnosti" v Evropě.
A vlastnosti - rádio za 249 poráží celou škálu rádoby luxusních "světových přijímačů" s analogovým i PLL laděním třídy "SONY ICF 77" nebo "Grundig WR 5408" vyrovná se nespecializovaném skeneru Yaesu VR 500, který ovšem stál 40x tolik a je poraženo, avšak nikoliv s ostudou, rádii specializovanými na krátké vlny typu Tecsun PL660 zjevně protože tyto mají na cestě z antény "do čipu" alespoň nějaký filtr. Jinými slovy ladit a poslouchat toto rádio na krátkých vlnách naprosto není ztráta času a jako "nouzové rádio", které bude ležet v "krizové krabici SAMLA" mezi čočkou a špagetami ? Naprostý luxus, který mohu jenom doporučit.

Mimochodem - Japonci vzali čínský čip AKC6955 a postavili kolem něj "krátkovlnné rádio pro Arduíno" M6955, jehož příjem je hodnocen jako "prakticky shodný" s renomovaným rádiem Tecsun Pl-380, které mimochodem používá taky DSP přijímač - dobrý dojem z "Lídl-tranzistoráku" tedy nebude náhoda ani halucinace. V mém případě je "Silver Crest" momentálně můj "hlavní" krátkovlnný přijímač, protože na rozdíl od Yaesu, které je docela těžké a stoji svisle - je daleko lehčí a krabička stojí spíš vodorovně - tudíž padá z nočního stolku s daleko menším rachotem, když se k nám do postele uprostřed noci dere pes....

Jelikož i pro mně platí, že mé názory jsou tam kde mé peníze ( u mně dokonce i naopak ) při další "akci v Lídlu" jsem koupil druhé rádio - které je rozdílné designem krabičky, ale jinak je 100% identické. Jediný rozdíl mezi nimi je ten, že "černá varianta" z obrázku nahoře se mi zdá mechanicky méně odfláknutá a celkově robustněji udělaná. Jinými slovy - pokud chcete - smyslupně - poslouchat krátké vlny za extrémně málo peněz - počkejte na "Silver Crest" v Lídlu - určitě se ještě objeví. Mezitím studujte seriál, který po dnešní přetržce pokračuje příští týden.

Poznámka při druhém čtení - historie se stále opakuje - v 60. letech zachránila polovodičovou techniku firma Sony, když koupila od Fairchildu první sérii 50 000 tranzitorů, které v USA, plných "elektronkových inženýrů", byly dokonale neprodejné ležáky. Vyrobila z nich sérii kapesních tranzistorových rádií, které prodala zpět do USA - čímž vyvolala na tamním trhu šok a "tranzistor se chytnul". Japonsko mělo v těchto dobách pověst laciné výrobny šmejdu, stejně jako Čína dnes - viz Návrat do budoucnosti II. kde Dr. Emmett Brown říká na adresu Martyho videokamery : "jak to může fungovat, když je to Made in Japan". Dnes tedy výrobci asijského šmejdu zase tlačí vývoj dopředu, když dávají DSP procesory do rádií za 249 kč, zatímco původní cíl této technologie byly High tech vysílačky za 249 000 ( dolarů ).

Poslech krátkovlnného rozhlasu 1.

31. března 2016 v 5:23 | Petr
Loni o Vánocíh jsem prohlásil "civilizace je v prdeli" neočekávejte články o robotech a jiných blbostech, ale o přežití v drsných podmínkách. Taky jsem prohlásil "nejsem první robotik, kdo udělal takový obrat - ani poslední". Vše je dokonalá pravda - přede mnou se od robotů k "přežití bez civilizace" otočil význačný "robotik Matfyzák", kterého nemohu jmenovat, ale na jeho žádost vzniklo několik dílů "Chemie pro šílence" a teď jde stejným směrem jeden z administrátorů slavného serveru Robodoupě, který to o sobě ještě neví, ale já to o něm vím na 100%.

Tento člověk se mnou místo robotů začal řešit "zatraceně kvalitní radiopřijímač", Antény a v poslední době si koupil krátkovlnné rádio - čímž svůj osud v mých očích zpečetil. Napsal jsem mu několik obsáhlých mailů o tom "jak se chytá" na krátkých vlnách, a pak se mi rozleželo, že krátkovlnný rozhlas je přesně ten průnik "vidlácké elektroniky" a vidláckého životního stylu vlastizrádným "státním orgánům" navzdory.

Přestože budeme probírat i radioamatérské vysílání - těžištěm seriálu bude rozhlas, protože krátkovlnný rozhlas je ( a bude ) jedna z možností jak se vymknout státní cenzuře. Státy, které vysílají na krátkých vlnách tam řeknou více než se odváží pronést v běžných médiích ( Rusko vyhrožovalo ( na krátkých vlnách ) Ukrajině zastavením dodávek plynu půl roku dříve než o této možnosti informovalo "ČT24" ).
Dobroserní intelektuálové namítnou, že na krátkých vlnách vysílají vlády a toto vysílání není "vyvážené", schválené EU a vůbec Bruselem náležitě cenzurované. Kouzlo krátkých vln je v tom, že za hodinu ladění a poslouchání slyšíte státní cenzury tolika států, že si často můžete udělat obrázek - lokální cenzuře navzdory. Navíc - na rozdíl od internetu "Ionosféra ( která odráží signál a tím jej šíří ) rozhlas necenzuruje" - na rozdíl od současného "hnutí za Internet bezpečnější", kteréžto je krycí zástěrkou pro cenzurou šitou místnímu režimu na míru, ať už je tento jakýkoliv.

Kromě toho, proč bych nenapsal o věci, kterou dělám od děcka, která mě baví, a která kdysi měla dobrodružnou příchuť chytání "Hlasu Ameriky" a "Svobodné Evropy" komunistickým cenzorům navzdory a dneska to je ( a bude ) velice podobné - dobrodružné shánění informací - "novým Marxistům z Bruselu" navzdory.

Bohužel jakožto člověk, který vyšel z radioamatérského prostředí - nedovedu se na krátkých vlnách orientovat bez dopomoci "radioamatérských pásem" proto budeme muset probrat i tuto oblast, přestože hlavně u nás jsou radioamatéři přímo rakovinově zasažení - jednak svým věkem - a potom spoluprací s bývalými komunistickými strukutrami na ose Savzarm - odposlechová služba STB, což je přesně ten důvod,proč jsem zatím o krátkých vlnách nepsal.

Budeme proto postupovat odzadu
  • Krátkovlnné modulace
  • Radioamatérská pásma a co na nich slyšet
  • Rozhlasová pásma a co na nich slyšet.
Pro netrpělivé mezi vámi bych uvedl jednoduché pravidlo jak ná krátkých vlnách alespoň něco slyšet ještě dneska večer :
  • je-li slunce na obloze ladím rádio od 21 ( 18, 15 ) MHz směrem k nižším kmitočtům,
  • není-li slunce na obloze ladím rádio od 5 ( 2.3, 1.7 ) MHz směrem k vyšším kmitočtům.

Což mě vede k poslední poznámce - máte krátkovlnné rádio ? Jak to že ne ?! Chcete být obětí propagandy vyráběné "intelektuály okolo Bohouže" ? Mně osobně se podařil majstštyk a koupil jsem několik krákovlnných rádií, které byly nové k sehnání za 249 kč. A za tuto cenu je jejich výkon - nepřekonatelný ( myšleno vážně beze stopy ironie ).

Před úplným závěrem prvního dílu tedy - šup do elektra, koupit baterkami hnané kapesní rádio s krátkými vlnami a šup s ním mezi fazole a rýži do "krizové krabice SAMLA"
 
 

Reklama

 
Získejte registraci domén s tld .online, .space, .store, .tech zdarma!
Stačí si k jedné z těchto domén vybrat hosting Plus nebo Mega a registraci domény od nás dostanete za 0 Kč!
Objednat