Вот теперь самое время посмотреть на программное обеспечение, оценить возможности SDR-приемника как инструмента. На рис. 4 мы можем увидеть интерфейс одной из программ, поддерживающих SDR-технологию. Глаза разбегаются от возможностей такого приемника (простите, оговорился – такой программы).
Пробежимся по интерфейсу. Диапазон частот – КВ и УКВ, но имеются дополнительные фиксированные кнопочки для приема эталонной частоты из эфира (по которой, кстати, можно откалибровать приемник с точностью, намного превышающей лабораторную, и притом оперативно). Виды модуляции (иными словами, виды принимаемого сигнала приемника) – АМ, ЧМ, SSB (USB, LSB, DSB), CW, цифровые (ограничиваются лишь программой для декодирования цифровых видов работ, а это еще два десятка протоколов!).
Далее – полосы пропускания (помните, мы говорили о важности этого параметра и о том, сколько стоит каждый кварцевый фильтр). Так вот, мы имеем десяток фиксированных (кстати, настраиваемых) фильтров плюс возможность изменить характеристики по своему вкусу и запомнить эти характеристики. Полосы пропускания фильтров можно менять программно от 10 Гц до 10 000 Гц (!). Коэффициент прямоугольности фильтров может достигать 1,02 (!). Для неспециалистов скажу, что создателям программы пришлось оставить возможность ухудшать параметры фильтров, чтобы при приеме на слух звук был привычным, как в аналоговом приемнике. Впрочем, сейчас принимают сигналы не только на слух, а для цифровых видов связи такие идеальные параметры фильтров очень даже кстати.
Обозреваем интерфейс дальше… Программа может работать не только с приемником, но и с передатчиком SDR, поэтому есть встроенный автоматический телеграфный ключ. В программе имеется как бы два виртуальных гетеродина: А и В, поэтому можно быстро переходить с частоты на частоту нажатием одной кнопки. Есть встроенные подавители шумов, подавитель импульсных помех, автоматический режекторный фильтр и т. д.
Теперь «поднимаемся» по левому краю интерфейса вверх: ограничитель шумов (регулируемый), выбор задержек или отключение АРУ, включение/отключение входного предусилителя, а также встроенного калиброванного аттенюатора (для увеличения динамического диапазона это очень важно). Конечно, имеют место регуляторы усиления по низкой и высокой частоте. Даже как-то странно об этом говорить, зная, что никакого усилителя высокой частоты и в помине нет – он виртуальный.
В верхней части интерфейса находятся индикаторы частоты приема соответственно для гетеродинов А и В, с точностью отсчета до 1 Гц. Справа – измеритель силы сигнала (и цифровой, и аналоговый), с возможностью точной калибровки.
В середине находится черное окно спектроанализатора (в левой части окна линейка с уровнями сигнала в децибелах). Эту программу можно с большим успехом использовать как хороший анализатор спектра с высоким динамическим диапазоном. Причем уровни сигналов можно отслеживать как по шкале спектроанализатора, так и на встроенном измерителе силы сигнала. Кстати, измеритель можно использовать в роли высокоточного селективного вольтметра. И хотя мы понимаем, что эту программу можно за несколько минут заменить другой и получить приемник с совершенно другими параметрами, я рискнул кратко перечислить органы управления программой, чтобы иметь хоть какое-то представление о ПО и возможностях приемника.
Взглянем на рис. 5. Здесь мы используем встроенную в компьютер звуковую карту (AC’97) и более простую программу (тоже freeware). Это реальный эфир. Полоса обзора несколько больше 10 кГц. Шумы на уровне 100 dB (при использовании внешнего аттенюатора 12 dB). Этот вариант, конечно, хуже, в основном из-за использования не самой лучшей звуковой карты (по отношению сигнал/шум не хватает десятка два децибел), но даже в таком варианте – параметры отличные.
Еще одна важная способность SDR-приемника. То, что мы видим на спектроанализаторе (участок диапазона), мы можем записать на винчестер (кнопочка «Save» в верхней части рисунка)! Можем записывать, насколько хватит памяти, а потом «воспроизвести» файл с помощью этой же программы. При воспроизведении создается полное впечатление, что мы в живом эфире: мы можем настраиваться на разные станции (в пределах того участка диапазона, который записали на винчестер и который был виден на спектроанализаторе), менять полосы пропускания и виды модуляции и т. д. Такого раньше не было, да и трудно было это даже вообразить. Какая-то "машина времени", а не SDR-технология!
Совершенно ясно, что не обязательно применять стандартный РС (это простейший вариант, но даже он дает большие преимущества), можно взять специализированный вычислитель. Есть и такие. Например, отечественная российская фирма «Элвис» недавно выпустила СБИС 1288ХК1Т, «заточенную» под SDR.
Может показаться, что в статье описаны перспективные разработки. Нет. Та программа (freeware), которую мы только что исследовали, прилагается к серийному трансиверу (радиостанции) SDR с выходной мощностью 100 Вт. Есть и другие серийно выпускаемые конструкции, с применением технологии SDR. На мой взгляд, интересен конструктор одной из зарубежных фирм, состоящий из центральной платы с процессором ALTERA Cyclone, на которую навешиваются (вставляются в разъемы) дополнительные компоненты для приема (или передачи) в различных диапазонах частот от 50 до 2700 МГц (рис. 6). Можно одновременно (!) использовать от четырех приемников до четырех передатчиков, в различных комбинациях.
Прекрасно, скажет читатель, но где же практический "выход", для быта? А он на том же скриншоте (рис. 4). Посмотрите на правый край рисунка: в меню Mode вы увидите кнопочку под названием "DRM". Что это за "гусь"? А это цифровое вещание, работающее уже сейчас, вещание с высококачественным звуком и прочими прибамбасами, которых большинство еще не видело. Жаль, что в журнальной статье нет возможности показать примеры звучания цифровых радиостанций! Достаточно приобрести маленькую коробочку SDR-приемника (вопрос – где?), подключить его к своему компьютеру и… впрочем, можно этого и не делать, а вставить ваш любимый CD в дисковод и наслаждаться музыкой.
Надеюсь, мне удалось порадовать читателей такими приятными перспективами, да что перспективами – реальными вещами. Приятно, когда новые (здесь уместно подчеркнуть – компьютерные!) технологии несут нам что-то, радующее нас и облегчающее нам жизнь.
Изучение свойств электромагнитных волн, практически открытых Герцем, приводило к мысли о возможности их использования для организации беспроволочной связи.
Среди ученых, повторивших опыты Герца, дальше всех продвинулся английский физик Оливер Лодж, создавший в 1893 году весьма удачный индикатор электромагнитных волн, основанный на использовании металлических опилок. Оказалось, что под действием электрических разрядов порошки и опилки резко увеличивают электропроводность, но при этом теряют чувствительность, для восстановления которой трубку нужно встряхивать. Лодж, повторяя и совершенствуя опыты Герца, сконструировал прибор, названный им когерером (сцепителем), который лег в основу первых радиоприемников.
Но Лодж, как и Герц, абсолютно не думал о применении своего прибора для связи без проводов и не пошел дальше лекционных опытов, хотя был в одном шаге от изобретения радио. Лишь тридцать лет спустя после изобретения Александра Попова, в 1925 году, на заседании английского Радиообщества Лодж сознался в своей оплошности и с горечью подтвердил, что считал беспроволочное телеграфирование с помощью электромагнитных волн бредовой мечтой.
Опыты Лоджа, как ранее опыты Герца, повторили все физики мира. Среди них был и преподаватель минного офицерского класса в Кронштадте А. Попов.
