Статья 'Вопросы и мифы об SDR'

Вопросы и мифы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Мифы о заземлении

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

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

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

Как такое заземление работает?

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

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

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

Особенно это касается пользователей SDR трансиверов!

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

Корни любого паразитного ВЧ потенциала идут из антенны. Антенны явной или не явной. В данном контексте это явная антенна. Если антенна спроектирована правильно, собрана и настроена с учётом всех правил ВЧ монтажа, то ВЧ потенциала на корпусе трансивера не будет наблюдаться и вся энергия излучится в пространство, а та энергия, что наводится в ближней зоне от антенны (<0.5…1 3="" -="" p="">

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

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

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

В радиолюбительской практике существуют такие ситуации, когда отсутствует доступ к электротехническому заземлению и антенна так выполнена, что во время передачи «фонит» буквально вся электропроводка. Например, это может быть полностью изолированный застеклённый балкон и антенна типа «длинная верёвка случайного размера». В этом случае поможет снять потенциал с устройств такая дивная коробочка как «искусственная земля». Что она собою представляет? По сути, это маленькая антенна из короткого провода, (от 1 до 2х метров) настраиваемого в резонанс LC цепями в отдельном корпусе. Эта маленькая антенна отсасывает оставшийся потенциал с корпуса трансивера и переизлучает его в пространство в другом месте от антенны с низким КПД излучения. Аналогия – маленький пылесос, который с корпуса отсасывает ту самую стекшую с кабеля опасную жидкость. Такие устройства можно подключать не только к трансиверу, но и к компьютеру в особо тяжких электромагнитных условиях эксплуатации трансивера. Главное – основную антенну отнести подальше от этих переизлучателей. Американская фирма MFJ выпускает готовую «искуственную землю» под названием MFJ-931.

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

radioexpert.ru,

SDR Flex-1500 изнутри