Недавно я поймал себя на мысли, что считаю старое удобнее нового. Частично это когнитивное искажение: классическая ностальгия работает как фильтр, позволяя запоминать прошлое через лучшие примеры. К этому добавляется эффект знакомости — то, что мы хорошо знаем, кажется проще и удобнее.
Однако прогресс не стоит на месте, и некоторые решения оказались настолько удачными, что сейчас де-факто стали стандартом. Не потому, что маркетологи так захотели, а потому что это действительно востребованная функция. Речь пойдет о панораме, которая есть почти в любом современном трансивере и которой так недостает в старых.
Более того, оказалось, что существует способ добавить ее за сравнительно небольшую сумму. Сегодня я покажу, как это выглядит на примере моего Icom IC-706MKIIG, о котором уже рассказывал ранее. Заваривайте чайку, доставайте конфеты и добро пожаловать под кат.
Немного истории
Одним из первых упоминаний устройств, реализующих отображение панорамы, стал панадаптер PCA-2 T-200 от компании Panoramic Radio. Это устройство появилось почти сразу после Второй мировой войны, в 1946 году в США. Его нужно было подключать к IF-выходу приемника.
Еще с 1930-х годов любой серьезный радиоприемник строился на супергетеродинной схеме. Сигнал с антенны довольно слабый — микровольты. Чтобы его принять, нужен усилитель на той же частоте. Последний — это не просто транзистор, он работает в паре с резонансным контуром (катушка и конденсатор). Это позволяет получить усиление на выставленной частоте и подавить все остальное.
При изменении частоты приходится перестраивать все резонансные контуры во всем тракте усиления. А их там не один, и они должны точно сопрягаться между собой. Эту проблему и решила схема супергетеродина. Вместо того чтобы настраиваться напрямую на принимаемую частоту, приемник переносит ее на фиксированную промежуточную частоту (Intermediate Frequency, IF). Это делается при помощи смесителя и гетеродина (Local Oscillator, LO).
Далее все процессы усиления, фильтрации и детектирования сигнала выполняются на фиксированной частоте, что сильно упрощает задачу. Попутно решается проблема с избирательностью. Чем выше частота, тем хуже добротность контуров. На IF же достаточно поставить качественный фильтр с постоянными характеристиками — он будет работать одинаково хорошо.
Для AM-приемников тех лет типичной была промежуточная частота 465 кГц, поэтому панадаптер PCA-2 T-200 был рассчитан на диапазон 450–470 кГц. У приемника же должен был быть соответствующий IF-выход. В итоге на небольшом CRT-экране отображалась форма сигнала:
В последующие годы панадаптеры в основном были отдельными устройствами. Непосредственно в радиолюбительские трансиверы панорама пришла в 1988 году с выходом Icom IC-781:
«Изюминкой» модели был пятидюймовый CRT-дисплей, на котором выводились не только актуальные частоты, но и спектр принимаемого сигнала в полосе от 50 до 200 кГц. Важно понимать, что это не в реальном времени: приемник «пробегал» по диапазону гетеродином и затем воспроизводил форму сигнала точками на экране. Сейчас такое кажется смешным, но на тот момент подобный трансивер был, что называется, dream rig. О нем мечтали многие, но лишь немногие могли себе его позволить.
Лезть или не лезть
В начале нулевых выпускали много хороших и качественных трансиверов, однако панорама оставалась уделом флагманов. Icom IC-706MKIIG как раз из этой эпохи и обладает лишь самой простой реализацией вывода спектра — обычный аналоговый sweep scope, пробегающий по диапазону и отображающий узкую полоску сигнала на крошечном LCD-экране.
Словом, это не полноценный инструмент, а примитивный индикатор активности вокруг текущей частоты. Ситуацию может исправить подключение платы панадаптера, которая даст возможность выводить нормальную широкую панораму на большом экране. Здесь есть два варианта со своими плюсами и минусами.
Подход 1. IF tap
Предполагает модификацию внутри трансивера. Если совсем грубо, IC-706MKIIG имеет две промежуточные частоты. Первая, до roofing-фильтра — 69,0115 МГц, вторая — 9,0115 МГц. Более точная таблица из мануала:
«Тапать» хомяка нужно первую IF, которая дает более широкую полосу. Сделать это напрямую, припаявшись в точку IF, можно, но этим легко повредить чувствительность приемника. Безопаснее через буфер, который обеспечит высокий импеданс со стороны IF и трансформирует сигнал в стандартные 50 Ом, пригодные для подключения любого SDR-приемника по коаксиалу.
Подход 2. SDR через антенный вход
Этот метод имеет одно преимущество — не нужно вскрывать аппарат и паять, рискуя повредить SMD-компоненты. Чтобы проделать такой трюк, потребуется приобрести или собрать антенный сплиттер (делитель). В итоге один выход подключается в трансивер, а второй — в любой SDR для отображения панорамы.
В таком режиме приемники полностью независимы друг от друга. Трансивер может быть настроен на одну частоту, а SDR способен принимать соседнюю в границах собственной полосы. Однако это значит, что настраивать его придется всегда отдельно. Ваш SDR по умолчанию не знает текущую частоту трансивера, следовательно, нужен дополнительный софт для программной синхронизации. Это недостаток, но вполне решаемый связкой из HDSDR и OmniRig.
Основная проблема — при передаче 100 ватт из трансивера легко сжечь входной каскад SDR-приемника. Нужно усложнить схему и установить автоматический T/R реле-коммутатор, который будет отключать тракт в момент передачи. Альтернатива — модифицировать само ответвление, добиваясь значительного ослабления сигнала. Оба варианта требуют дополнительных затрат и не гарантируют хорошего результата.
Выбираем буферную плату
Сравнив вышеперечисленные подходы, я остановился на аппаратной доработке. На рынке есть как минимум два варианта плат, которые годятся для Icom IC-706MKIIG.
Первая родом из Италии, называется IFace v2:
Ее производит инженерная компания TSP S.r.l., основной профиль которой — электронные системы для промышленного, научного и гражданского применения. Несмотря на то, что радиолюбительское направление не ключевое, оно хорошо проработано. На сайте компании можно найти много полезного по схемотехнике разных трансиверов.
Первая версия IFace работала прекрасно, однако было два важных нюанса. В процессе эксплуатации выяснилось, что входной импеданс в 500 кОм маловат, а саму плату можно сделать компактнее и тоньше. Во второй версии импеданс вырос вдвое — до 1 МОм, размер платы уменьшился с 38×48 мм до 31×39 мм, а толщина PCB сократилась с 1,6 мм до 0,8 мм. Общий результат — меньшая нагрузка на IF-тракт, а сама плата стала влезать даже в компактные мобильные трансиверы.
Второй кандидат на роль буфера — плата PAT-70M, разработанная британским радиолюбителем Дейвом Пауисом (Dave Powis) с позывным G4HUP (SK):
После его кончины производство платы не остановилось. Британская компания SDR-Kits продолжает выпуск, а также поддерживает официальный сайт проекта huprf.com. Главное отличие от IFace v2 — эта плата не позиционируется как универсальный широкополосный буфер, а «заточена» под конкретный диапазон. В моем случае это 70 МГц. Соответственно, цена значительно ниже.
Если IFace v2 с монтажным комплектом обойдется в 68 евро, то PAT-70M можно приобрести за 24 евро — почти втрое дешевле. В моем случае стоимость сыграла ключевую роль, поэтому я остановился именно на этом варианте. Но были и минусы — например, документация значительно хуже, чем у IFace v2. Забавно, но сайт последнего может помочь правильно найти все точки пайки.
Установка платы
Успех зависел от трех факторов: хорошего паяльного оборудования, внимательности и опыта ремонта подобной техники. Первые два у меня были, а вот с последним возникла проблема: опыта пока недостаточно, чтобы лезть с паяльником внутрь трансивера. Поэтому я обратился за помощью к товарищу — он починил сотни подобных устройств и точно знал, что делать.
Пространства внутри немного, поэтому функциональность стояла на первом месте:
Инструкция на официальном сайте вполне подходит, чтобы сориентироваться на плате. Чтобы не сжечь SDR во время передачи, питание на PAT-board подается с источника, который полностью выключается при активации TX (линия +RxB). JFET-транзистор на входе закрывается и перестает быть проводником, тем самым электрически отключаясь от IF-тракта. Таким образом, плата обесточивается раньше, чем TX-сигнал успеет стать проблемой.
В монтажном комплекте был удобный SMA-F разъем, который легко выводится наружу корпуса. Для этого убирается штатная заглушка на двух винтах, и он прикручивается вместо нее. Хочется в этот момент поблагодарить инженеров, предусмотревших возможность модификации без сверления корпуса:
SDR и софт
В качестве теста я взял самый обычный брелок RTL-SDR и SDRSharp последней версии. Важно понимать, что независимо от выбранной частоты на трансивере, полезный сигнал будет виден на одной и той же частоте SDR. Ширина диапазона ограничена лишь возможностями SDR. Для RTL-SDR это 2,4 МГц:
Незначительным минусом будет то, что у таких брелков в зависимости от температуры «плывет» частота, поэтому рекомендуется позаботиться о выставлении соответствующего офсета. Для приема не требуется up-конвертер — спектр виден, и можно настраиваться на любые соседние частоты в рамках принимаемого диапазона.
Подводим итог
Установка панадаптера полностью себя оправдала. Теперь появилась возможность видеть «водопад» в реальном времени, что позволяет оперативно отслеживать появление сигналов рядом с принимаемой частотой. Для прослушивания можно воспользоваться SDR, а при необходимости — встать на эту частоту трансивером.
Если подключить к IF-выходу более серьезный SDR, например Quicksilver QS1R, появляется возможность видеть весь КВ-диапазон целиком. Однако это потребует больших вычислительных ресурсов и подключения широкоформатного монитора.
Вместо этого я планирую задействовать Raspberry Pi Zero 2W, к которому подключу отдельный дисплей вытянутого формата 1:4,6. Такие экраны делает, например, Waveshare: у них есть модель с диагональю 11,9 дюйма и разрешением 320×1480 пикселей.
Как вам идея? Поделитесь своим мнением в комментариях.