Что такое lsb и usb

Обновлено: 07.07.2024

Alinco DR-M03 в качестве сиби радиостанции,
доработка Alinco DR-M03 (уменьшение девиации и ширины канала).

Anytone AT-5189 фотографии внутренностей, Anytone AT-5189 краткий обзор основных недостатков и плюсов

Обзор радиостанции Megajet MJ-50, доработка (ASQ) автошумодава Megajet MJ-50

Доработка модуляции СиБи радиостанции Yosan Excalibur (убираем бубнение модуляции в ЧМ)

Доработка радиостанции Wouxun KG-UVD1P (Vector VT-48W): делаем модуляцию более звонкой, убираем низкие частоты + несколько поднимаем усиление микрофонного усилителя

Увеличение дальности связи на 145МГц, простыми способами.

Доработка модуляции СиБи радиостанции Megajet MJ-600 turbo (убираем бубнение модуляции в ЧМ)

О модуляторах и модуляции для Си-Би и любительской связи. Формирование модулирующего сигнала на уровне микрофонного тракта (не важно, что дальше - FM, AM, SSB).

Доработка модуляции СиБи радиостанции Megajet MJ-700 (убираем бубнение модуляции в ЧМ)

Доработка СиБи радиостанции Megajet MJ-3031M (убираем бубнение модуляции в ЧМ и доводим до ума автошумодав ASQ)

Доработка СиБи радиостанции Megajet MJ-150 (убираем бубнение модуляции в ЧМ и доводим до ума автошумодав ASQ)

YAESU FT-857, FT-857d, FT-897d - что нужно доработать (весь стыд и срам инженеров YAESU)

Какую рацию купить для туризма? Какую рацию выбрать для связи с семьёй? Какую радиостанцию купить для связи на велосипеде?
Гражданская радиосвязь для пешехода, велосипедиста, туриста.

Какую си-би рацию купить в машину?
Что ещё нужно кроме радиостанции купить в машину? Как выбрать радиостанцию для установки в машину?
Гражданская радиосвязь в машине.

Пользователю гражданской радиосвязи - этика при работе в эфире, что говорить можно, что делать, если мешают радиосвязи, на каких частотах можно работать

Какой позывной выбрать для работы в Си-Би эфире (LPD, PMR).
Как придумать хороший позывной для безлицензионной связи, общения в авто канале, канале дорожной информации.

Полуволновые коаксиальные резонаторы (фильтры на объёмных резонаторах) на диапазон 70 см (400-470 МГц).
Опыт создания коаксиального резонатора на 70 см (для репитера на 446 МГц).

В одном из комментариев к предыдущим статьям был задан вопрос, можно ли по виду сигнала определить вид его модуляции. Идея рассмотреть основные виды модуляции показалась довольно-таки интересной.

Попробуем разобраться, без формул и максимально просто, как можно передать данные из точки «А» в точку «В».

OOK (On-Off Keying)

Самый простой вид цифрового кодирования. Просто включаем-выключаем передатчик в соответствии с двоичным сигналом:

На спектре такой сигнал выглядит примерно так, их довольно много на частоте

Схема передатчика очень проста, поэтому активно используется в беспроводных пультах, радиокнопках и прочих устройствах ценой 1-2$. Никакого шифрования здесь обычно нет, частота и битовая последовательность жестко «зашиты», передать и принять сигнал может любой желающий, так что ставить такой пульт на дверь гаража, где стоит Lamborgini, я бы не стал, но для ночника у кровати вполне сойдет (такая лампа, купленная в ближайшем MediaMarkt, работает у меня 3 года, ложных срабатываний не было ни разу, принцип «неуловимого Джо» в действии).

Интересно отметить, что исторически это наверное один из самых первых способов радиопередачи. Если включать-выключать передатчик с помощью ключа и принимать сигнал на слух или на бумажную ленту, мы получим старую добрую азбуку Морзе.

Амплитудная модуляция (АМ)

Исторически АМ был одним из первых способов приема и передачи речи — всем известная «школьная» схема детекторного приемника отличалась крайней простотой, и даже не требовала батареек для приема — для работы высокоомных наушников было достаточно энергии радиоволн. Любопытно, что такие приемники выпускались в СССР серийно аж до 60х годов:

Детекторный приемник «Комсомолец» (с) Википедия

Видимо, с доступностью как приемников, так и источников питания в глубинке были определенные проблемы, так что детекторный приемник долго оставался актуален.

Однополосная модуляция (USB, LSB, SSB)

Однополосная модуляция является частным случаем амплитудной. Как было сказано выше, спектр АМ сигнала симметричен относительно центра. Но можно передавать лишь «одну половину» сигнала, что обеспечивает большую дальность при той же мощности передатчика:

Однополосная модуляция (с) Википедия

Как видно из картинки, можно настроиться на верхнюю или нижнюю боковую полосу, такой режим в приемнике или передатчике соответственно обозначается USB или LSB.

В режиме однополосной модуляции работают служебные станции, передаются метеосводки на коротких волнах, также он используется радиолюбителями. Но не менее важен он еще и тем, что в режиме USB или LSB спектр сигнала фактически переносится с радиочастоты на звуковую без искажений — что позволяет принимать различные виды цифровых сигналов, рассмотренных ниже. Это важно иметь в виду при выборе радиоприемника — цифровые виды связи (FSK, PSK и пр) могут приниматься и декодироваться лишь в режиме однополосной модуляции, простой бытовой приемник с поддержкой «обычной» AM принять такие сигналы не сможет.

Частотная модуляция (FM)

В частотной модуляции работает всем известное FM-вещание. Интересно отметить, что в передатчике FM-станции кодируется не только звук — передается сложный сигнал, включающий моно и стерео каналы, пилот-тон, RDS и пр. Чтобы не путать с «обычной» FM, у инженеров такая модуляция обычно называется WFM (Wide FM). В программе HDSDR несложно увидеть спектр радиостанции после декодирования:

На сигнале (справа снизу) несложно видеть пилот-тон на частоте 19 КГц, RDS, моно и стерео-каналы FM-вещания. В отличие от WFM, радионяни, рации и прочие аналогичные устройства используют «узкую» FM (NFM, Narrow FM) модуляцию, где передается только звук.

Частотная модуляция активно используется и для цифровых сигналов, в этом случае для передачи бинарного кода может использоваться переключение двух частот. В качестве примера можно привести сигнал немецкой станции Pinneberg, наличие двух частот хорошо видно на спектре:

Pinneberg передает метеосводки судам на длинных, средних и коротких волнах. Частот в принципе, может быть и больше 2х. Пример такого сигнала — радиолюбительский FT8:

Фазовая модуляция (PSK)

Кроме частоты, мы можем менять и фазу сигнала, что дает нам фазовую модуляцию. Такие сигналы могут уверенно приниматься на больших расстояниях, и используются в частности, в спутниковой связи. Из радиолюбительских протоколов можно отметить PSK31, который одно время был весьма популярен.

С помощью PSK31 можно обмениваться информацией в виде «текстового чата», подключив трансивер к компьютеру. Фаз может быть больше 2х, например 4, 18 или 16, все зависит от скорости и канала связи.

Можно менять и фазу и амплитуду одновременно, что дает нам еще большую скорость, но требует более сложного кодирования и декодирования. В качестве примера такого сигнала можно привести QAM. Такой сигнал наглядно проще всего изобразить на фазовой плоскости:

Модуляция QAM используется при передаче данных в стандарте LTE и в цифровом телевидении DVB-T.

Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM)

Одним из современных методов модуляции является OFDM. Его суть состоит в том, что отдельные биты сигнала можно передавать параллельно, представляя сигнал в виде независимо работающих частотных каналов (subcarriers), каждый из которых передает свой отдельный бит. Есть определенные математические правила, гарантирующие что каналы не будут пересекаться и могут быть декодированы.

В качестве примера можно привести DRM, сигналы такого формата можно увидеть на вещательных диапазонах, разница между АМ и DRM хорошо видна на спектре:

Это цифровой сигнал шириной 10 КГц, в котором параллельно передается 206 несущих с интервалом 47 Гц. Стандарт DRM (Digital Radio Mondiale) используется для передачи цифрового радио на средних и коротких волнах, просьба не путать с другим стандартом Digital Rights Management.

OFDM используется и в WiFi (802.11a), структура сигнала там сложнее, желающие могут изучить PDF самостоятельно.

Code-division multiple access (CDMA)

Другой способ широкополосной передачи — разделение данных. Данные для нескольких получателей могут быть комбинированы в один сигнал с помощью специальной функции (например Walsh code), которая гарантирует как прямое, так и обратное преобразование. Одним из ключевых факторов и в OFDM и в CDMA является так называемая «ортогональность», получаемые сигналы не должны «смешиваться», чтобы из результирующего сигнала можно было извлечь исходные данные.

Кодирование CDMA используется в мобильных сетях 3G. Хороший пример разбора CDMA с помощью ручки и бумаги можно найти здесь, интересующимся рекомендую посмотреть.

Заключение

Все что приведено выше, это разумеется, очень краткое объяснение «на пальцах», в реальности, описание только одного декодера может занять в несколько раз больше текста чем вся статья целиком, да и вряд ли многим здесь это нужно — Хабр это все же не научный журнал. Впрочем, общее впечатление у читателей надеюсь все же осталось. При наличии интереса у аудитории (что будет определяться по оценкам текста:) какой-либо из сигналов можно будет разобрать более подробно.

В завершение интересно отметить, что различные схемы кодирования — это не просто какая-то математическая абстракция — все это активно используется, в том числе и в военных целях (например протокол STANAG модемов NATO). Этот скриншот сделан во время написания текста с помощью онлайн-приемника Websdr:

Коротковолновики в настоящее время применяют три основных вида работы:

телеграф (CW);
телефон с однополосной модуляцией (SSB);
цифровые виды радиосвязи (DIGI). Английское DIGI.

Лучше и общепринятое DIGI.

Стремление уменьшить взаимные помехи при проведении любительских связей разными видами излучения привело к разделению частот внутри любительских диапазонов.

Телеграф, как создающий наименьшие помехи по сравнению с другими видами работы, разрешен на всех частотах диапазонов, однако основная масса телеграфных станций работает в участках, отведенных только для телеграфной работы, это в начале диапазона.

Аналоговая модуляция

Аналоговая модуляция может быть такой:

AM - амплитудная модуляция;
SSB - однополосная модуляция;
LSB - Lower SideBand - нижняя боковая модуляция;
USB - Upper SideBand - верхняя боковая модуляция;
FM - частотная модуляция;
WFM - широкая частотная модуляция (девиация частоты = 12,5 кГц);
NFM - узкая частотная модуляция (девиация частоты = 6,25 кГц);
РМ - фазовая модуляция.

При телефонной связи из-за очень слабых сигналов в условиях помех трудно принять информацию и тогда на помощь приходит телеграф.

CW-телеграфия

CW - сокращенное от английского Continuous Wave (амплитудная манипуляция) или, другими словами, радиотелеграф. Азбука Морзе первоначально использовалась для проводной телеграфии, а с изобретением радио она стала применяться и для радиотелеграфии. Это самый старый тип передачи, который используется более 100 лет.

Код Морзе, «морзянка»- способ представления букв алфавита, цифр, знаков препинания и других символов последовательностью двоичных сигналов, длинных и коротких: «тире» и «точек».

За единицу времени принимается длительность одной точки. Длительность гире равна трем точкам. Пауза между элементами одного знака - одна точка, между знаками в слове - 3 точки, между словами - 6 точек. Назван в честь Сэмюэля Морзе.

В 1848 году код Морзе был усовершенствован немцем Фридрихом Герке, который используется до настоящего времени. Азбукой Морзе код начал называться только с первой мировой войны.

Принцип кодирования азбуки Морзе исходит из того, что буквы, которые чаще употребляются в английском языке, кодируются более простыми сочетаниями точек и тире. Это делает освоение азбуки Морзе проще, а передачи - компактнее.

Радиожаргон состоит из двух основных частей:

Q-код;
различные сокращения, в основном от английских слов.

На протяжении всей истории любительской радиосвязи связь с помощью азбуки Морзе оставалась и остается одной из самых распространенных видов связи, используемых радиолюбителями. В начальный период истории радиотелеграфия Морзе была единственным видом любительской радиосвязи.

В последнее время при передаче CW все чаще используются компьютеры, что позволяет строго выдерживать интервалы и длительность точек и тире.

До недавнего времени у радиооператоров был выбор только между телефоном (AM, FM, SSB) и телеграфом (CW), сейчас мы имеем большой выбор цифровых видов связи, вплоть до передачи любительского телевизионного изображения (SSTV). Ниже приводится краткая характеристика цифровых видов связи.

Сегодня в России купить рацию не проблема: рынок изобилует самыми разными предложениями по цене от 1000 рублей до бесконечности. Все мы знаем, ну или догадываемся, что модели отличаются друг от друга мощностью, радиусом действия, каким-то оригинальным функционалом, но на коробках часто прописываются какие-то сложные термины, непонятные рядовым пользователям.

Конечно, чтобы стать профессионалом радиосвязи, необходимо иметь базовые знания по физике, увидеть в работе разные модели и, желательно, поработать в этой области некоторое время. Но для того, чтобы перестать быть профаном и более уверенно себя чувствовать, покупая и выбирая себе радиостанцию, достаточно понимать, что означают некоторые термины. Специалисты компании «Путевой» расшифровали для вас основные термины, которые встречаются при описании раций.

Симплекс

Передача данных только по одному частотному каналу, тогда сигнал может передаваться только в одну сторону. Данный вид связи часто используется для соединения нескольких радиостанций (без ретрансляции).

Дуплекс

Вид радиосвязи, который осуществляется сразу по двум разнесенным каналам, в результате вы сможете и говорить, и слышать одновременно, как в обычном телефоне.

Полуплекс

Вид связи, когда для приема и передачи данных используются две разные частоты. В результате вы можете либо слышать собеседника, либо говорить.

Шумоподавитель (SOL)

Устройство, устанавливающее порог входного сигнала, ниже уровня которого динамик радиостанции будет отключен. Т.е. звуки тише определенного уровня будут восприниматься как шумы и не будут транслироваться. Чрезмерное повышение порога восприимчивости может привести к уменьшению дальности связи. Для прослушивания слабых сигналов или сигналов на уровне шумов шумоподавитель принудительно включают предназначенной для этого кнопкой или регулятором. Шумоподавитель может регулироваться вручную и автоматически. Из последних наиболее популярным стал ASQ, модели с ним традиционно более дорогие и качественные.

CTCSS

Система шумоподавления с тональным пилот-тоном. Устройство, реагирующее не только на превышение порога срабатывания полезным сигналом, но и на наличие в сигнале специальной тоновой посылки, так называемого CTCSS тона.

D C S

Цифровой кодовый шумоподавитель. Работает также как и CTCSS, но требует наличия в сигнале специальной цифровой последовательности (кода). DCS метод более помехоустойчив и имеет большее количество кодовых комбинаций, чем CTCSS.

DTMF система

Многочастотная система с двухтональным набором (как в телефоне). Применяется для осуществления избирательных вызовов по типу CTCSS или DCS, управления доступом и выхода в телефонную сеть в транковых сетях.

ARTS (иногда ATS)

Автоматическая система запроса и ответа в пределах зоны связи. При активизации системы ARTS радиостанция начинает периодически передавать кодированный DSC или CTCSS сигнал и ждет ответа от радиостанции корреспондента. Если ответа нет, оператору подается предупредительный звуковой сигнал о выходе за пределы зоны связи.

VOX (активация голосом)

Включение передатчика голосом. Эта функция дает возможность рации воспринимать и передавать сигнал без нажатия на специальную кнопку. По сути, она включается от шума определенной громкости. Функция весьма полезна, когда руки заняты.

APO

Автоматическое отключение питания. Энергосберегающая функция, которая помогает продлить срок службы батарей, автоматически выключая радиостанцию, если за определенное время не было ни одного вызова и ни одного нажатия.

AM модуляция (amplitude modulation)

Изменение амплитуды (модуляции) высокочастотных колебаний (несущей) передатчика с частотой звуковых колебаний информативного сигнала (речь, музыка и т.д.). Так как изменение амплитуды несущей происходит симметрично относительно нулевого значения, то в излучаемом сигнале с АМ модуляцией присутствуют как бы два полезных сигнала на так называемых нижней и верхней боковых полосах. В приемнике с АМ детектором детектируется (выделяется) только одна из них.

SSB (USB/LSB) модуляция

Способ модуляции, при которой в эфир излучается только одна из симметричных полос АМ модулированного сигнала - либо верхняя USB (Upper SideBand), либо нижняя LSB (Lower SideBand). Не используемая боковая полоса и немодулированная часть несущей частоты подавляются и не доходят до передатчика. Это приводит как к сужению полосы излучаемого сигнала, так и к увеличению его мощности. Таким образом, переведя радиостанцию с АМ модуляции на SSB, можно существенно увеличить дальность связи без увеличения мощности передатчика.

FM модуляция (Frequency Modulation)

То же, что и частотная модуляция (ЧМ). При этом виде модуляции частота несущей передатчика меняется в соответствии и информативным сигналом. По сравнению с АМ и SSB FM (ЧМ) сигнал в значительно меньшей степени подвержен помехам. Связано это с тем, что помехи, как правило, меняют именно амплитуду сигнала, а FM (ЧМ) детектор не чувствителен к амплитудным изменениям и не детектирует их.

WFM модуляция (wide FM)

Вид частотной модуляции, используемой для радиовещания и звукового сопровождения телевидения. Сигнал занимает широкую полосу (до 100 КГц) и требует большой мощности передатчика.

HF (High Frequency)

Диапазон частот от 3 до 30 МГц. Основные виды модуляции в этом диапазоне АМ и SSB.

VHF (Very High Frequency)

Диапазон частоты от 30 до 300 МГц. В описаниях радиостанций может обозначать участок от 136 до 174 МГц.

UHF (Ultra High Frequency)

Диапазон частот от 300 МГц до 3 ГГц. Применительно к радиостанциям означает использование частот от 400 до 512 МГц.

CB (Си-Би)

Участок диапазона в пределах 25,165 до 30,105 МГц. Используются АМ, FM, SSB виды модуляции. Используется для автомобильной связи.

LPD

Участок диапазона радиочастот 433.075 - 434.750 МГц. Идеален для охоты, рыбалки, зимнего спорта.

PMR

PMR диапазон – участок диапазона радиочастот в пределах 446,00625-446,09375 МГц. Профессиональная связь (промышленное строительство, охрана и т.д.) Также возможно использование и для активного отдыха и экстремального спорта.

Сигнал окончания передачи (Roger)

Сканирование частот

Последовательный перебор частот. Шаг сканирования (минимальное изменение частоты) и скорость перебора этих частот определяется конструкцией аппарата. При наличии сигнала на какой-либо частоте сканирование приостанавливается, чтобы владелец рации оценил полезность услышанного. Далее сканирование может быть остановлено вручную или продолжено.

Канал

Участок частотного спектра с присвоенной фиксированной центральной частотой. Например, канал С19 в Си-Би - диапазоне имеет центральную частоту 27,185 МГц. и ширину частотного спектра 10 кГц. Информация о значении центральных частотах каналов сохраняется в специальных ячейках памяти управляющей микросхемы синтезатора частоты. Если конструкция радиостанции предусматривает перепрограммирование ячеек, то владелец может сам изменить частотное присвоение каналов, естественно в пределах разрешенного диапазона. Таких ячеек (каналов) в связных устройствах может быть от 4 до 1000 и более.

Сканирование каналов

Последовательный или программируемый перебор значений частот в ячейках памяти синтезатора. В многодиапазонных связных устройствах программированный перебор каналов позволяет перейти от ячейки с частотой диапазона, например UHF, сразу к ячейке с частотой VHF или любого другого, используемого в этой конструкции.

Читайте также: