Цифровая обработка сигнала

Автор: Игорь Подгорный, EW1MM

Все статьи на CQHAM.RU
Все статьи категории "В помощь радиолюбителю"

В 90-х годах прошлого столетия благодаря большому прогрессу в области обработки звука и компьютерных технологий в наше сознание твердо вошло такое понятие как DSP — Digital Signal Processing (Цифровая Обработка Сигнала). Цифровая обработка сигнала — это область техники, занимающаяся реализацией вычислительных алгоритмов в реальном времени.

Чаще термин DSP говорит нам о возможности того или иного трансивера реализовывать этот сервис через свои технические возможности. Некоторые современные трансиверы имеют цифровую обработку как на прием, так и на передачу. Можно с уверенностью сказать, что цифровая обработка обеспечивает качество, которое соответствует новым технологиям и времени, в котором мы живем.

Цифровая обработка применительно к радиолюбительству чаще всего применяется при обработке сигнала из эфира, с целью обеспечения более качественного приема, устранения помех, сопровождающих передачу корреспондента. Это осуществляется при работе любыми видами связи, включая цифровые. Для этой цели часто используют компьютер со встроенной звуковой картой (ЗК) и соответствующее программное обеспечение.  Однако в реальном времени сигнал обрабатывается с задержкой, и если в режиме приема это еще терпимо, то при передаче — нет.

Работая SSB и используя аппаратно-программные возможности компьютера в обработке сигнала с микрофона, который подключен к звуковой карте компьютера (с последующей подачей НЧ-сигнала на балансный модулятор трансивера), задержка очень существенна. Речь идет не просто об усилении сигнала с микрофона до определенного уровня с помощью ЗК, а об использовании специальных программ обработки НЧ сигнала в реальном времени.

Ситуация еще более обостряется при работе такими цифровыми видами как Amtor, Pactor, Packet, когда одновременно программно компьютер используется, скажем, как Notch-фильтр и вместе с имеющимся на станции TNC-контроллером он обеспечивает перечисленные виды работ. Задержка в обработке сигнала в компьютере в таких случаях недопустима. Для того чтобы избавиться от этой проблемы, применяют звуковую карту Audigy-2 (например, AUDIGY-2 [OEM] 24 bit 96 кНz).

Также эта звуковая карта имеет аппаратно встроенный процессор эффектов, что позволяет, используя программно-аппаратные возможности, производить обработку сигнала в реальном времени на достаточно высоком уровне, т.е. в режиме передачи, например, в телефонных видах работ — SSB, АМ, ЧМ — иметь хороший эквалайзер, компрессор, лимитер, а в режиме приема — Notch-фильтр, экспандер или что-либо другое.

Все это возможно даже при наличии персонального компьютера с процессором Pentium 200…500 МГц, хотя применение более мощных машин приветствуется, поскольку появляются еще большие возможности обработки сигнала с применением программного обеспечения — Plug In и соответствующих программ, алгоритм обработки которых требует более высокой производительности компьютера.

В этом случае современные технологии позволяют не применять внешние дорогостоящие приборы цифровой обработки, а в той или иной степени имитировать их работу, используя для этого вычислительные мощности центрального процессора компьютера и звуковой карты. Однако это возможно при действительно очень высоких ресурсах компьютера. Применяя эти технологии, остается лишь установить узел стыковки — интерфейс — между трансивером и компьютером и с успехом использовать возможности последнего.

Отдавая должное цифровой обработке сигнала в трансивере или с помощью компьютера, радиолюбители также используют внешние блоки DSP обработки. Это относительно новое направление в радиолюбительстве. Речь идет о цифровой обработке сигнала с применением высокотехнологичного, современного оборудования, применяемого в радиовещательных и музыкальных студиях, обеспечивающего абсолютно профессиональное качество и естественность звучания. Это высококачественные микшерные пульты, а также всевозможные аналого-цифровые многополосные (чаще параметрические) эквалайзеры, системы шумоподавления — Noise Gate, компрессоры, лимитеры, процессоры мультиэффектов, позволяющие получить различные алгоритмы звуковой обработки.

Следует отметить, что DSP — это общее понятие. Можно иметь DSP эквалайзер, компрессор, другие устройства и даже DSP предусилитель микрофона. Иметь функцию DSP в трансивере — это одно, иметь целую студию DSP-оборудования — это совершенно другие возможности. Это справедливо, если в обоих случаях упомянутая обработка осуществляется по низкой частоте. Известные фирмы-производители DSP оборудования — Behringer (http://www.behringer.com), Alesis (http://www.alesis.com) и другие — имеют огромный его перечень, и многое из него с успехом может быть применено радиолюбителями.

Каждое из этих устройств выполняет свою задачу и, как правило, содержит в своих двух каналах прецизионные 24-битовые АЦП и ЦАП (аналогово-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи), работающие на профессиональной частоте дискредитации и имеющие диапазон рабочих частот 20 Гц…20 кГц.

Краткая справка

Аналогово-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи. Первый преобразует аналоговый сигнал в цифровое значение амплитуды, второй выполняет обратное преобразование.

Принцип работы АЦП состоит в измерении уровня входного сигнала и выдаче результата в цифровой форме. В результате работы АЦП непрерывный аналоговый сигнал превращается в импульсный, с одновременным измерением амплитуды каждого импульса. ЦАП получает на входе цифровое значение амплитуды и выдает на выходе импульсы напряжения или тока нужной величины, которые расположенный за ним интегратор (аналоговый фильтр) превращает в непрерывный аналоговый сигнал.

Как всякое новое (особенно требующее вложения денег) направление, оно имеет своих сторонников и противников.

Для достижения высокого уровня качества требуется применение на передачу более широкого фильтра в SSB-формирователе трансивера — 3 кГц, а не 2,4 кГц или 2,5 кГц, но это не выходит за рамки регламента радиолюбительской связи в части применяемого оборудования.

Сегодня отвергать право на существование направления в обработке звука с помощью добавочных устройств может только ленивый, завистливый или тот, кто не приветствует прогресс и новые технологии.

“Hi-Fi Audio in SSB” — высокое качество обработки НЧ-сигнала в SSB, или “Extended SSB” — расширенное SSB — фразы, часто слышимые и частично объясняющие уже более чем 10-летнюю активность радиолюбителей со всего мира на частоте 14178 кГц. Здесь находится “круглый стол” любителей студийных сигналов и способов их получения. Это “круглый стол”, который не имеет времени проведения. Работа ведется практически круглые сутки. В мире насчитывается чуть более 100 активных радиолюбителей, использующих эти технологии. Их не очень беспокоят QRM, т.к. они уже достигли значительных успехов в оснащении своих станций и имеют не только высокого класса трансиверы, усилители мощности (часто класса “High Power”), но и, что самое важное, эффективные направленные антенны.

Многие слышат при практически любом прохождении, а иногда и при его отсутствии Билла, W2ONV, (http://www.w2onv.com) из Нью-Джерси — старейшего радиолюбителя и большого специалиста в области обработки звука с помощью внешних DSP-устройств. Имея мощность 1,5 кВт (максимально разрешенную в США) и два сфазированных четырехэлементных волновых канала, он в течение уже многих лет практически всегда слышен в Европе на частоте 14178 кГц. Люди, работающие на этом “круглом столе” — разного возраста, в основном, от 30 до 80 лет, причем тон в работе в большей степени задают радиолюбители старшей возрастной группы. И это не дань уважения старшему поколению, это констатация факта. Именно они имеют большие успехи в области цифровой обработки, поскольку владеют достаточными знаниями и более серьезным оборудованием.

Радиолюбители на “14178” — выдержанные и спокойные, полностью увлеченные своим делом. Начинающим коллегам-энтузиастам всегда рады и оказывают им всяческое содействие. Большой вклад в развитие обработки звука вносят сами же радиолюбители, размещая на своих WEB-страницах в Интернете полезную информацию.

Многие согласятся, что огромный вклад в развитие этого направления внес John, NU9N, создавший сайт в Интернете (http://www.nu9n.com), где он разместил практически учебник по применению внешних устройств цифровой обработки, последовательности их подключения (очень важный вопрос), установке параметров. На сайте NU9N можно также скачать образцы DSP-сигналов многих радиолюбителей. Слушать их достаточно интересно. Через International Callbook (http://www.qrz.com) в Интернете можно проверить позывные этих радиолюбителей на наличие у них WEB-страниц или сайтов, где можно найти советы, подсказки и многое другое по обработке сигнала.

Вот некоторые из них: Larry, W3OZ — http://w3oz.netfirms.com, William, KC4PE — http://www.mindspring.com/~nuview. Посетите эти адреса в Интернете — и вы не пожалеете.

К сожалению, в количественном плане станции из бывшего Союза представлены на 14178 кГц очень слабо — Василий, ER4DX; Игорь, EW1MM; Сергей, EW1DM; Сергей, RW3PS; Виктор, RA9FIF и Олег, RV3AAJ (других данных нет). Сказывается отсутствие лишних финансов на приобретение аудиооборудования, а также менталитет людей — когда нет времени и средств всем этим заниматься, значит, это плохо, значит, это не нужно. Очевидно, следует остановиться на том, что все направления в радиолюбительстве имеют право на жизнь, будь то соревнования, работа QRP (или QRO hi!), DXing. И даже отсутствие у некоторых знаний азбуки Морзе, иностранного языка и многого другого — это ведь тоже “направление”, и мы, увы, к этому уже вроде как и начинаем привыкать...

Пожелаем же “молодым” (10 лет для радио — срок небольшой) успехов в их нелегком хобби, а всех, кто уже достиг результатов в других областях, приглашаю присоединиться к сообществу любителей студийных сигналов, в конце концов, интереснее дебюта ведь ничего нет.

2005г.
Игорь Подгорный, EW1MM.


Просмотрено: 30567 раз(а) Обновлено 31.01.2005 в 23:07
Автор - Игорь Подгорный, EW1MM
Обсуждение этой статьи
31.07.2011 02:19 Наговорились? Успокоились? Зато несколько десятков ESSB станций п...  --  EW1MM Игорь...
12.06.2010 17:11 4-х полосный графический эквалайзер //cqham.ru/eq2.htm...  --  Игорь EW1MM...
16.04.2010 14:22 Игорь! можно ссылку на Вашу схему графического эквалайзера о...  --  Виктор Ux4qx...
26.04.2008 23:09 Witam!!! Potrzebuję schematu zewnętrznego DSP do FT-99...  --  SP2QCR Czeslaw...
29.12.2007 18:43 ех Динамик, чего ты завелся? Здесь для этого не место и не время....  --  Василий
26.12.2007 22:35 RL3BM *****Да ну что поделаешь - большинство участников cqham.ru ...  --  ex Динамик
26.12.2007 22:03 Привет, Михаил! Всё нормально. У меня прививка от укусов убогости...  --  EW1MM Игорь...
26.12.2007 17:26 Игорь, gривет. Наткнулся случайно на это, с позволения сказать "о...  --  RL3BM
06.09.2007 17:29 А где вы видели новых ESSB операторов? Где? Покажите! А здесь, эт...  --  Игорь EW1MM...
04.09.2007 02:55 Мне напоминает это "приветствование" новых essb операторов, как н...  --  ru3sri
25.08.2007 12:47 Человек без имени, что за понос вы там несете? С будуна что-ли? Н...  --  EW1MM Игорь...
25.08.2007 05:59 "Последние 8 сообщений от EW1MM Воистину сам себя не похвалишь кт...  --  -
04.06.2007 12:09 Поздравляю Виктора, UA9SBQ! Он также применяет внешние блоки циф...  --  Игорь EW1MM...
15.05.2007 11:45 UA4FFF, если моя статья сырая, то я вам желаю написать свою... мо...  --  Игорь EW1MM...
15.05.2007 10:28 Андрей Владимирович, оставьте свою злобу при себе и побольше отды...  --  Игорь EW1MM...
14.05.2007 23:45 Вот если бы в статье сразу же был сделан упор на те вопросы, кото...  --  Сергей Родников...
11.05.2007 12:37 5 февраля 2005 г. в 03:25 Игорь Подгорный, EW1MM писАл: Скажит...  --  Андрей Владимир...
25.03.2007 01:12 Скажите, как ЗДЕСЬ в обсуждении статьи выложить запись? Это что-т...  --  EW1MM Игорь...
24.03.2007 23:50 Игорь а почему бы вам не выложить запись NU9N или W3OZ как вы их ...  --  ~
18.03.2007 20:10 Cрочно скачайте The Download Files (внизу) по адресу: //www.nu9n...  --  EW1MM Игорь...
18.03.2007 19:52 Человек без имени вы не правы. Более подробно этот "бред" описан ...  --  EW1MM Игорь...
11.03.2007 00:20 Последние 8 сообщений от EW1MM Воистину сам себя не похвалишь к...  --  ~~
31.10.2006 16:40 Поздравляю новых энтузиастов Hi-Fi Audio in SSB. Это UA6LCC и UT5...  --  EW1MM Игорь...
19.05.2006 17:09 Адрес в Интернете данный 19 марта 2006 года, а именно: http://ww...  --  EW1MM Игорь...
19.05.2006 16:56 Поменялся адрес: www.ew1mm.wz5q.net ...  --  EW!MM Игорь...
19.03.2006 00:32 Качественный сигнал на передачу, обработанный с помощью внешних D...  --  EW1MM Игорь...
11.03.2006 02:43 Поздравляю ещё одного нового энтузиаста Hi-Fi Audio in SSB - UR5E...  --  EW1MM
11.03.2006 02:38 usblsb, Thanks for the info. As for me, I rebuilt Russian communi...  --  EW1MM Gary
07.03.2006 15:14 Hola yo he montado el filtro FL257 Y VA MUY BIEN EN ESSB. LO HE ...  --  usblsb
01.03.2006 16:51 От всей души поздравляю RA9FSL, Владимира, который уверенно старт...  --  ew1mm Игорь...
01.02.2006 01:17 Процесс пошел! Уверенно пошли вперед новые энтузиасты обрабатывая...  --  EW1MM
18.12.2005 09:58 Все ругают-все слушают. Истина ...  --  ra9fif
12.12.2005 13:16 Молодец Игорь, нужно продолжать эксперименты в области звука. Жел...  --  ra0jv
10.12.2005 16:51 Ну вот пинали, пинали и напрасно... нашлись зрячие, которые сами ...  --  EW1MM Игорь...
07.10.2005 18:29 Позвольте реплику от бывшего разработчика радиоаппаратуры и нынеш...  --  rw6hrm
11.04.2005 22:51 de:EW1MM # Я вижу вы никак не успокоитесь...непризнанный гений. ...  --  ew1mm Игорь...
11.04.2005 07:20 Дружище да вы еще к тому же и грубиян. А то что вы не умеете поль...  --  RN9AAA
10.04.2005 01:09 de: EW1MM # У многих кто использует внешние DSP устройства обраб...  --  ew1mm Игорь...
09.04.2005 23:55 Я не обьясняю и не обучаю, а привел лишь перевод того что пишет ...  --  RN9AAA
09.04.2005 10:00 de EW1MM # Неплохое начало для вашей будующей статьи по ESSB, ос...  --  ew1mm Игорь...
08.04.2005 00:36 Собака лает, караван идет....  --  blackbox
07.04.2005 13:54 Я не пойму в каком обмане меня вы меня обвиняете ? Вот перевод т...  --  RN9AAA
06.04.2005 13:16 de:ew1mm # ESSB применяется радиолюбителями во всем мире. Пример...  --  ew1mm Игорь...
06.04.2005 07:09 Дорогой Сергей DRM(windrm-работает по зв.частоте полоса~2.5кгц) п...  --  RN9AAA
05.04.2005 20:52 Ответ RN9AAA. Виктор, EW1MM коснулся темы обработки живого звука ...  --  Сергей RW3PS...
05.04.2005 13:27 Дорогой Автор если Вы считаете что я пытаюсь превлеч внимание к ...  --  RN9AAA
05.04.2005 11:00 de: EW1MM # Ответ для RN9AAA. Вы пишете: пока обсуждаются незна...  --  Игорь Подгорный...
05.04.2005 06:18 Согласен с Вами пока обсуждаются незначительные проблемы давно уж...  --  RN9AAA Виктор...
04.04.2005 17:29 de: EW1MM # Пока теоретики рассуждают, что хорошо и что плохо, д...  --  ew1mm Игорь Под...
04.04.2005 09:57 Дорогой Сергей RW3PS раз уж пошел разбор по новой. Весь разброд ...  --  RN9AAA
31.03.2005 14:11 Парни, о чём спор? Когда начался переход с АМ на SSB, сколько был...  --  Сергей RW3PS...
11.02.2005 06:42 Давно (больше месяца) не заглядывал на сайт. Увидел статью Игоря,...  --  Шамиль RV9WS...
10.02.2005 09:56 Дорогой Игорь Я послушал и посмотрел достаточно сигналов, а вы не...  --  RN9AAA Виктор...
10.02.2005 07:36 Вам же сказал он - вы не занимаетесь всем этим и не занимайтесь, ...  --  blackbox
10.02.2005 03:12 А фотки класные ! Где такого раритета набрали ? Могу скупить по...  --  ru3 md
10.02.2005 03:04 Полный бред !!! Работая на эфирной станции обходимся меньшими н...  --  ru3 md
10.02.2005 01:38 Заглянул на сайт nu9n.com и послушал как звучит ESSB в исполнении...  --  Валерий RW3DKB...
09.02.2005 23:57 de: EW1MM # Да, мне хотелось услышать мнение людей, которые слу...  --  Игорь, EW1MM...
09.02.2005 22:07 Не люблю ввязываться в бесплодные полемики, но тем не менее... П...  --  UN7MAU
09.02.2005 12:40 Дорогой Игорь вы так настойчиво просите послушать сигналы с сайта...  --  RN9AAA Виктор...
09.02.2005 01:33 de: EW1MM # Вы пишете: "Никто не запрещает использовать аналог...  --  Игорь EW1MM...
08.02.2005 22:42 Это единственно правильный комментарий, "Цифровая обработка сигна...  --  Vic
08.02.2005 22:15 Вся проблема в названии статьи. Оно не верно в радиолюбительском ...  --  UN7MAU
06.02.2005 10:13 cобака лает, караван идет....  --  blackbox
06.02.2005 03:10 Хороший МЕНТОРСКИЙ голос.... и этим желесякам - бабское дупло! В...  --  redhat
06.02.2005 03:00 Ребята ну Вы даёте....... Изгаляйтесь конечно ради бога, но........  --  redhat
06.02.2005 01:18 de: EW1MM # В суматохе реальной жизни я неправильно напечатал п...  --  Игорь Подгорный...
05.02.2005 22:15 de: EW1MM День-два и я уйду от обсуждения этой темы, поскольку к...  --  Игорь Подгорный...
05.02.2005 19:52 To EW1MM: Уважаемый Игорь, Вы можете, конечно, встать в позу непо...  --  Андрей RA0CS...
05.02.2005 03:25 de: EW1MM # Ответ Виктору, RN9AAA. Да, я не имею DSP в режиме пе...  --  Игорь Подгорны...
05.02.2005 00:58 Все, кто работает в эфире, часто сталикиваются с проблемой низког...  --  Валерий,RW3DKB...
05.02.2005 00:51 С удовольствием прочел статью и отзывы. Отзывы все разношёрстные...  --  Vic
05.02.2005 00:18 Да что тут обсуждать хочет человек попробовать как приладить все ...  --  RN9AAA Виктор...
05.02.2005 00:00 de: EW1MM # Да, остается только попробовать, а уж потом делать ...  --  И.Подгорный, EW...
04.02.2005 22:00 Имея за спиной опыт работы с профессиональной студийной аппаратур...  --  UN7GKR
04.02.2005 21:59 de: EW1MM # Иван, эти DSP блоки действительно находятся между м...  --  И.Подгорный, EW...
04.02.2005 18:21 У несведующего читателя может сформироваться неправильное мнение,...  --  Iван
04.02.2005 17:16 de: EW1MM # Shadows не надо мне намекать про широкий мир радиос...  --  Игорь Подгорный...
04.02.2005 14:26 А что мир радиосвязи в вашем представлении это только любительско...  --  Shadows_
04.02.2005 13:53 de: EW1MM # Не вешайте ярлыков.. Никто и ничего не продвигает. Т...  --  И.Подгорный...
04.02.2005 13:20 de: EW1MM Shadows...вы сказали это и есть ваш позывной? Я что-...  --  Игорь Подгорный...
04.02.2005 12:41 Цель статьи понятна : продвижение Hi-Fi на радиолюбительских диап...  --  Валерий RA3XCQ...
04.02.2005 06:44 Дорогой EW1MM ...Shadows_ (ех RU25) Это и есть мой позывной как ...  --  Shadows_
03.02.2005 19:47 de: EW1MM # Redhat, Вы наверно не дочитали статью до того места,...  --  EW1MM
03.02.2005 14:41 Собака лает - караван идет. ...  --  Blackbox
03.02.2005 09:30 de: ex Динамик ....В статье как раз идет разговор что в 2.4 кГц х...  --  Shadows_
02.02.2005 21:44 Эх, сухари тут все, ни черта не поняли, на уме цифры, полосы, час...  --  ex Динамик
02.02.2005 20:16 Когда же про Фурье или там про Кательникова будя? Все вещания пр...  --  redhat
02.02.2005 19:58 Какой может быть навороченный сигнал в полосе до 2,4 кГц? Всёрав...  --  redhat
02.02.2005 15:25 Это повествование Крик души, или мысли в слух, к чему эти призывы...  --  Shadows_
02.02.2005 10:40 Видимо, EW1MM продает студийные эквалайзеры, и это реклама. Др...  --  RV3DAR
02.02.2005 10:18 Статья написана явно после очного спора на тему. Потому нечётка и...  --  Peter1
02.02.2005 08:57 Не ужели для проведения Hi-Fi QSO нужно все эти ручки прокрутить...  --  Stan UN8GA
02.02.2005 08:50 “Hi-Fi Audio in SSB” полный абсурд. При этом я не против обрабо...  --  Victor
02.02.2005 00:16 de: EW1MM. Я о том, что современная любительская радиостанция мо...  --  Игорь Подгорный...
01.02.2005 20:12 Действительно, совершенно непонятно - Вы собственно о чем? Как-то...  --  UN7RX Robert...
01.02.2005 15:27 Не понятно, какова цель этой статьи и для кого она предназначена....  --  Peter


Все статьи на CQHAM.RU
Экспорт статей с сервера CQHAM.RU

     << Назад