В наш час великої популярності набули SDR приймачі (Software Defined Radio - радіо, визначене програмним забезпеченням). Саме завдяки сімбіозу приймача, як електронного пристрою та програми, що керує ним та обробляє дані, які від нього отримала, створено сервіси, які до цього були неможливі.
Однією з таких програм є Gqrx. Нею користується багато аматорів, в кого комп'ютери працюють під операційними системами Linux та MacOSX. Я сам особисто нею користуюсь, коли використовую у своїй роботі RaspberryPi 3B+
Ця програма створена Alexandru Csete OZ9AEC. В попередніх статтях я розповідав як її встановити.
Сьогодні я розповім про те, що вона може та вміє, а також як нею користуватися.
- Знаходити пристрої, що сумісні з нею.
- Обробляти дані I / Q з підтримуваних пристроїв.
- Змінювати частоту, регулювати підсилення та застосовувати різні корективи (частота, баланс I / Q).
- Демодулятори AM, SSB, CW, FM-N та FM-W (моно та стерео).
- Спеціальний режим FM для NOAA APT.
- Фільтр зі змінною смугою пропускання.
- AGC, шумодав та шумозахисний фільтр.
- Побудова FFT та водоспад.
- Запис і відтворення аудіо в/з WAV-файл(у).
- Запис і відтворення сирих даних базової смуги.
- Режим спектрального аналізатора, де вимикається вся обробка сигналу.
- Базові команди віддаленного керування через TCP протокол.
- Потокове виведення аудіо через UDP.
Під'єднайте приймач до комп'ютера і запустіть GQRX
В першому вікні зконфігуруйте примач. (Дозволю собі взяти декілька фото з минулих статей)
Device - Назва підключеного SDR приймача. Переконайтеся, що в цьому рядку відображено пристрій, який ви використовуєте в даний момент.
Input rate - Встановлена ширина смуги, яка приймається приймачем. В залежності від можливостей приймача, може бути декілька значень. Вибираєте оптимальну для того щоб залізо могло справитись з потоком. Наприклад, максимальна смуга для Airspy R2 складає 10 MHz. USB хаб в моєму комп'ютері не в змозі без затримок передати такий потік. Наступне значення від 10 MHz є 2.5 MHz. Така смуга прекрасно обробляється моїм обладнанням, тому я виставляю саме це значення. У Вас все може бути набагато краще. Так що виставляйте те, що у Вас добре працює.
Decimation - число, або коефіцієнт, що ділить ширину смуги. Простіше кажучи, поділивши ширину смуги на це число, отримаємо ширину спектру, що відображається в даний момент на моніторі. Вам не завжди потрібна смуга в 2.5 MHz. Аматорів послухати доста буде і 300 kHz смуги, тому тут можна вибрати число 8. Розділимо ширину смуги прийому на коефіцієнт децимації 2500000/8=312.5 і отримаємо 312.5 кГц ширини спектру, що бачимо.
Sample rate - якраз тут і відображається ширина спектру, яку бачимо на моніторі.
LNB LO - частота UP/DOWN конвертера. В моєму варіанті вона складає 120 MHz. Для чого це ? Airspy R2 має діапазон частот прийому від 24 MHz до 1700 MHz. Як мені прослухати що робиться в етері на частоті нижче 24 MHz ? Без додаткових засобів це неможливо, адже нижче 24 MHz від не працює. На щастя є вихід. Можна використати UPCONVERTER, пристрій, що переносить спектр від 0 Hz до 24 MHz на більш вищу частоту. По суті UPCONVERTER це додатковий гетеродин із змішувачем. В мене цей конвертер виготовлений тим самим виробником що й приймач. Він називається Spyverter. В нього частота його гетеродину складає 120 MHz. Тобто підключивши в розрив між антеною та приймачем цей конвертер, я зможу слухати все, що знаходиться нижче 24 MHz. А це більшість короткохвильового діапазону.
Яким чином це працює. Вхідний сигнал змішується з частотою гетеродина конвертера і подається на вхід приймача. Давайте прорахуємо при яких частотах на вході, які частоти будуть на виході.
0 Гц + 120 МГц = 120 МГц
3650 кГц + 120 МГц = 123.650 МГц
7100 кГц + 120 МГц = 127.100 МГц
18068 кГц + 120 МГц = 138.068 МГц
А ці всі частоти прекрасно приймаються цим приймачем. Ось таким чином це працює.
Далі відкриється головне вікно програми. Перед запуском добре зробити декілька налаштувань.
У центральному вікні має бути щось подібне до зображеного нижче, а шум повинен чути від вашого динаміка чи навушників, якщо ні, перевірте регулювання гучності звуку.
У верхній частині вікна gqrx пропонуються різні випадаючі меню:
- File
- Tools
- View
- Help
Під цими меню ви знайдете ряд кнопок:
- Старт/Стоп
- Налаштування пристроїв (приймачів, що підключені до компа)
- Завантаження попередньо збереженної конффгурації
- Зберегти поточну конфігурацію
- Записати та відтворити I/Q дані
- Налаштування віддаленного керування
- Переключити на весь екран
У лівій частині головного вікна, починаючи з верхньої частини, ви знайдете:
- Поточна частота приймача (тут 7,020 000 МГц).
- Нижче значення частоти знаходиться рамка радіочастотного спектру навколо цієї частоти.
- Внизу рамки зі спектром знаходиться рамка з водоспадом, що відображає історію спектра.
У правій верхній частині головного вікна ви знайдете рамки з вкладками для входу та опцій приймача, а в нижній правій бічній рамці з вкладками для обробки радіочастотного сигналу (настройки FFT) та керування аудіовиведенням. Колір відображення спектра може бути змінено за допомогою "кольорової" лінії на вкладці настройки FFT.
Щоб настроїти отриману частоту, перемістіть вказівник миші на будь-яку з цифр частоти та скористайтеся колесом миші, щоб змінити її. Можна також перемістити вказівник і натиснути верхню або нижню частину будь-якої цифри або скористатися клавішею Вгору / Вниз, щоб змінити її.
Зауважте, що на правій рамці вкладки «Receiver options» відображається друга частота. Вона відображає зміщення фактичної частоти від центральної лінії основної частоти. Тримайте його до 0,000, поки ви не ознайомитеся з усіма функціями gqrx.
Вікно
зміщення частоти дозволяє компенсувати фактичну частоту приймача від
основної частоти, введеної у лівому вікні. Це може бути корисно,
наприклад, для прийому факсу погоди. Частота, що використовується, як
правило, на 1,9 кГц нижче номінальної частоти станції. Особисто я вважаю
за краще тримати цю зміщену частоту на 0,00 та встановлювати основну
частоту у лівому вікні.
У верхньому правому вікні відображаються Input Controls, Receiver options, або FFT settings залежно від того, на яку вкладку ви натиснули, як показано нижче:
Receiver options
Filter width, Filter shape та Mode як правило працюють разом.
Filter width - ширина смуги пропускання фільтру. Фільтр може бути звичайним (Normal), вузьким (Narrow), широким (Wide) або встановленим користувачем (User set). Вузькі фільтри корисні проти перешкод станцій на сусідніх частотах, але вони також потребують більшої потужності процесора.
Filter shape - форма скатів фільтру. З крутими скатами - Sharp та з пологими - Soft. Те саме стосується форми фільтра: Фільтр з крутими скатами буде краще проти перешкод, але вимагає більше обчислень.
Mode - режим модуляції.
- CW-U або CW-L для модуляції коду Морзе, або телеграфу (використовуйте верхню або нижню бічну смугу залежно від можливих перешкод з боку іншої несучої поблизу).
- USB або LSB для односмугової амплітудної модуляції, верхньої або нижньої бічної смуги.
- WFM (стерео або моно) для широкої частотної модуляції, що використовується комерційними FM радіостанціями.
- Narrow FM, NFM наприклад, морський УКХ, радіоаматори на УКХ.
- AM для старого стилю амплітудної модуляції, що використовується і досі радіостанціями довгогохвильового, середньохвильового та короткохвильового діапазонів.
- Raw I/Q призначений для передачі необроблених даних I/Q без будь-якої демодуляції.
- Demod Off по суті вимикає всю обробку сигналу. Тоді Gqrx можна використовувати для перегляду спектру реального часу.
AGC (автоматичне регулювання підсилення) можна встановити на Off, User, Slow, Medium, Fast. Вибирайте те, що найкраще відповідає поточному розповсюдженню радіохвиль. Я схильний використовувати режим fast для телеграфу, slow для односмугової модуляції.
Squelch Шумодав в основному використовується, коли потрібно контролювати фіксовану частоту, наприклад, канал 16 (156,8000 МГц) морського УКХ або частоту місцевого аеропорту. Ви можете змінити його рівень, ввівши відповідне значення у рядку праворуч від “Squelch” або зачекайте, коли ніхто не розмовляє, і натискайте кнопку A праворуч від рівня squelch, і він автоматично регулює рівень до поточного фонового шуму. Не забудьте знову змінити рівень при зміні частоти чи режиму.
NB1 і NB2 активують шумопотушувачі для послаблення статичного і імпульсного шуму.
Input controls
Вгорі є вікно введення LNB LO для введення частоти "Local Oscillator". При використанні up/down конвертера тут потрібно вказати частоту гетеродина конвертера. У всіх інших випадках підтримуйте його до 0,000000 МГц.
Hardware AGC. Деякі апаратні засоби мають вбудоване автоматичне регулювання підсилення. Воно дозволяє в більшості випадків комфортно приймати сигнал. У деяких випадках, коли у вас є серйозні перешкоди з боку місцевих потужних станцій, можливо, доведеться вимкнути AGC і вручну відрегулювати підсилення деяких модулів. Почніть з ослаблення коефіцієнта підсилення LNA та змішувача і подивіться як це вплине на радіочастотний спектр.
Swap I/Q. Поміняти I і Q каналами місцями. Іноді потрібно. В звичайному режимі цей пункт не викориcтовують.
No limits. Не вмикайте його, це лише в тому випадку, якщо ви хочете використовувати sdr за межами рекомендованої частотної області.
DC rem. Поставте галочку, вона забирає несучу постійного струму, що часто спостерігається у приймачах прямого перетворення.
IQ bal. Залиште його виключеним, якщо у вас немає зображення привидів у спектрі.
Freq. correction. Дуже корисна функція для виправлення помилки або дрейфу у внутрішньому генераторі. Для цього вам потрібно налаштувати на номінальну частоту дуже відомої станції або ще краще на частоту опорного генератора, тоді ви налаштуєте “Freq.correction”, поки відображена частота головного вікна не відповідає цій опорного сигналу. Пам’ятайте, що 10ppm - це 10 Гц сигналу 1 МГц, 1,44 кГц сигналу 144 МГц тощо)
Після коригування частоти, збережіть налаштування за допомогою меню File → Save ( воно збережеться в ~ /.conf /gqrx/default.conf) і занотуйте кількість ppm, куди буде зручно, разом з моделлю та серійним номером пристрою таким чином, що ви можете стежити за майбутнім дрейфом або використовувати його наступного разу для використання SDR на іншому ПК.
Antenna. Tримайте її на Rx, іншого варіанту немає.
FFT Settings
FFT size. Kількість точок, використаних при обчисленнях FFT. Вона визначає роздільну здатність. Наприклад, якщо пропускна здатність становить 192 кГц, а розмір FFT - 4096, то роздільна здатність FFT становить 192000/4096 = 46,875 Гц / FFT. Додаткове масштабування проводиться для перетворення у пікселі екрану.
Averaging. Усереднення використовується для зниження рівня шуму. Gqrx використовує адаптивне усереднення, де коефіцієнт усереднення залежить від рівня сигналу. Рівень шуму усереднюється в більшій мірі, ніж сигнал потужних станцій, що покращує візуальне враження від зображення на пандаптері. Усереднення впливає лише на відображення на пандаптері, а не на водоспад.
Panadapter <-> Waterfall слайдер дозволяє змінювати співвідношення між ділянками, що виділені на спектр та водоспад на основному дисплеї.
Кнопка Peak Detect прикріпить маленькі кола до вершин радіочастотного спектра.
Кнопка Peak Hold пр
Кнопки Zoom Reset, Center, Demod призначені відповідно для:
- Reset - Скидає масштаб відображення діапазону радіочастотного спектру до масштабу за замовчуванням.
- Center - центрує відображення спектру навколо центральної частоти
- Demod - центрує відображення спектру навколо частоти демодуляції
Кнопка вибору Color змінює колір, яким відображається спектр радіочастот.
Кнопка Fill заповнить або очистить простір під лінією спектра кольоровим градієнтом.
Audio
У правому нижньому вікні відображається спектр та елементи керування отриманим аудіосигналом.
Рамка спектру звуку показує спектр демодульованого сигналу. Ви можете змінити шкалу спектру, натиснувши та перетягнути покажчик миші на шкалі частоти, а також перемістити її праворуч ліворуч за допомогою колеса миші.
Повзунок під аудіо-спектром регулює вихідний рівень для динаміка / навушників.
Уточнені налаштування
Зміна відображення спектру радіочастот
Ви можете скинути дисплей за допомогою кнопки Zoom Reset у параметрах FFT.
Зміна смуги пропускання фільтра приймача (визначена користувачем)
У вікні спектру сіра смуга позначає ширину приймального фільтра. Його ширина залежить від обраного для фільтра опції приймача. На малюнку ширина показана як Normal.
Ви також можете налаштувати фільтр, як вам подобається, виконавши наступну процедуру:
- Переконайтеся, що ви бачите аудіо-спектр, щоб ви могли розуміти, що ви робите.
- Наведіть курсор миші на сіру смугу, що представляє поточний фільтр.
- Натисніть і утримуйте клавішу CTRL + колесо миші: змініть ширину фільтра.
- Натисніть і утримуйте клавішу SHIFT + колесо миші: змініть зміщення фільтра (щоб усунути помилковий сигнал, близький до несучої). Ефект буде розглядатися в аудіо-спектрі як занурення, починаючи з низьких частот)
Крім того, ви можете переміщувати вказівник миші на правий край сірої смуги, поки він не зміниться на похилу подвійну стрілку, клацніть та перетягніть її. Та ж процедура натискання і перетягування нижньої частоти краю фільтра, але набагато складніше, оскільки вказівник миші, як правило, захоплює центральну частоту приймача, а не нижній край фільтра. Іноді допомагає змістити частоту приймача від центральної лінії, додавши кілька кГц у вікні частоти приймача.
До зустрічі !
73! de UT2YR
