RUSSB или Как сделать радиосвязь качественной

[Oleg UR6EJ]

RUSSB или как сделать качественной радиосвязь на КВ в разрешенной полосе 3,1кГц без заметной потери эффективности.
-----------
Вчера приехал из отпуска, прочитал последние пару десятков страниц темы "Вопросы построения и обработки звука для ESSB", но открытия обещаной новой темы так и не дождался.
У меня есть почти десятилетний практический опыт в этом направлениии, почему бы не поделиться своими наработками...
Большая простьба к участникам, не переходить в обсуждении на личности, форум технический.
==================== ==

Для удобства поиска готовых схем привожу на них ссылки.
Блок обработки M2 на оптопаре Стр. 20
http://forum.cqham.ru/download.php?id=46472
---------
Простой блок обработки на NE571 Стр. 27
http://forum.cqham.ru/download.php?id=46823
---------
Блок обработки на NE571 Стр. 27
http://forum.cqham.ru/download.php?id=46812
---------
Результаты испытания простого блока обработки на стр.38
Приведен аудио файл.
http://forum.cqham.ru/download.php?id=47513

[Oleg UR6EJ]

Для начала выложу запись работы нескольких станций, "7 Records.mp3" и "WA4IRE_Marc Standart + RUSSB.mp3"
чтобы было легче определиться нужно это ему или нет.
Если кто-то не слышит разницы или абсолютно равнодушен как его сигнал выглядит в эфире, то эту ветку можно не читать.
==================== ==================== =====

1. Основным критерием RUSSB сигнала является излучаемая полоса частот снизу 70_100Гц, сверху 3000_3100.
Это намного шире общепринятой полосы 300_2800Гц и не вступает в противоречие с рад. регламентом на излучаемую полосу сигнала свыше 3кГц в отличие от некоторых видов ESSB.

2. Излучаемый спектр частот близок к рекомендованному для ESSB спектру розового шума, как максимально соответствующему естественному голосу.
См. файл "АЧХ RUSSB сигнала.gif"
Зеленый - розовый шум.
Красный - обычный сигнал.
Синяя область - RUSSB
Разумеется, могут и будут отличия, но за основу все же лучше брать такой спектр.
Резкие изломы на АЧХ излучаемого сигнала, горбы выше 4_6дБ (особенно узкие) на слух воспринимаются как неестественные призвуки.

3. Степень компрессии (сжатия) должна быть в пределах 10_15дБ.
При меньшем значении падает эффективность сигнала, при больших значительно возрастает уровень местных помех (от кулеров компа, РА, TV в соседней комнате) и собственных шумов тракта передачи.
Борьба с помехами включением в тракт порогового шумоподавителя (Noise Gate) не всегда бывает эффективной.
С собственными шумами тракта NG справляется, но во время передачи полезный сигнал хотя и маскирует помехи заднего фона, сам при этом несколько зашумливается.
В общем, проще недопускать помех, чем потом с ними бороться.

4. Микрофон в принципе можно применять любой, кроме ДЭМШа , но с хорошим намного проще получить нужную и хорошую АЧХ особенно в области низких частот. Чем больше и глубже будет корректироваться АЧХ микрофона, тем больше вылезут шумы и помехи.
Симметричный микрофонный вход позволяет значительно уменьшить синфазные наводки особенно от сети переменного тока.
Для широкой полосы вниз это стает актуально, в радиолюбительском шеке наводок хватает.
Не самой плохой альтернативой дорогому микрофону может стать обычная электретная “таблетка”. Более чем достаточная полоса, небольшой размер, минимум электрических наводок, нет магнитных наводок, легко реализуется симметричное включение.
(В файле “7 Records.mp3” последняя запись сделана на электретном микрофоне в гарнитуре)

==================== ==================== =====
Как можно сформировать RUSSB, широкополосный эффективно скомпрессированый сигнал.
Самый простой и доступный способ по НЧ.

1. Сигнал с микрофона нужно оторвать от шумов для дальнейшей обработки, т.е. усилить.
Делается это малошумящим микр. усилителем (МУ), желательно с симметричным входом.

2. Скорректировать, выровнять АЧХ.
При использовании широкополосного микрофона достаточно обеспечить подъем ВЧ выше 400_500Гц примерно на 10дБ.
Желательно выровнять провалы в получившейся АЧХ и убрать пики если есть в этом необходимость.
Сделать это можно эквалайзером или корректирующими цепочками прямо в МУ. Это нужно для более эффективной работы НЧ компрессора, которые как правило одноканальные.
В противном случае преобладающие в спектре низкие частоты первыми достигнут уровня срабатывания ОС и вызовут тем самым уменьшение всех остальных компонентов спектра.
Проверить неравномерность АЧХ можно записав сигнал на компьютер подав его на вход ЗК, а после этого проанализировать любым из программных анализаторов. Например, SpectraLab, Cool Edit или AdobeAudition.

3. Сжать сигнал компрессором на 10_15дБ для уменьшения ПИК фактора (отношения максимального сигнала к минимальному).

4. Придать сигналу нужную результирующую АЧХ, т.е. обеспечить плавный наклон от НЧ к ВЧ соответствующий спектру розового шума.
Сделать это можно так же эквалайзером или его вторым каналом (если он раздельный и 2х канальный) или корректирующими цепочками в согласующем (выходном) каскаде.

5. Записать сигнал, (см. пункт 2) обрезать фильтром до полосы 70_3100Гц, послушать и при желании дополнительно скорректировать АЧХ на свой вкус.
Получившийся сигнал можно подать на трансивер с соответственным уровнем, лучше на линейный вход и прослушать
на контрольном приемнике напрямую без записи, при условии, что его полоса будет соответственно широкой.
Для этих целей лучше всего подходит любого типа SDR приемник.
--------------

P.S.
Вот пример как может звучать станция в полосе 70_3100Гц (RUSSB).
Файл "WA4IRE_Marc Standart + RUSSB.mp3" смоделирован из ESSB записи FFT фильтром в программе A.Audition 1.5
На картинке:
Красный - стандартная полоса
Синяя область - RUSSB

[Llll]

Приветствую Олег, без Вас как без рук набросал вкратце предысторию этой темы

При обсуждении интересной темы ESSB сигнала http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?...r=asc&&start=0 используемый в основном за рубежом, «наткнулись» на серьезные проблемы его реализации в жизнь.
Основное препятствие - это ширина спектра частот который находится за пределами 3,0 кГц, что запрещено законодательством (читаем свое радиолюбительское разрешение где и с какой полосой можно работать). По этому было решено современными техническими и программными средствами улучшить качество существующего SSB сигнала. Что бы как то «новый» сигнал отличать от общеизвестного SSB сигнала пришлось внедрить свежую аббревиатуру RUSSB http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?p=346058#346058 которая расшифровывается как Russian Unified SSB (можно Ultra, Universal).
После длительной полемике на форуме начиная от сюда http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?p=345968#345968 в муках был определен НЧ диапазон для нового сигнала, который на сегодня пока ни кто не оспорил и является 70-3100 Гц.

Что бы хоть как то определиться что в итоге мы хотим иметь от нового сигнала было решено выбрать из эфира лучший сигнал и после прослушивания, критики сделать его образцовый на который можно будет ровняться. Соответственно появляется возможность разработать алгоритм построения такого сигнала с последующим определением какими средствами реализовать задуманное.

Были сделаны четыре пробные записи сигналов из эфира

UA9SBQ Виктор, г. Бузулук http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?p=346174#346174
RW4PKD Сергей http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?p=346201#346201
UX5IW Александр, Донецк http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?p=346238#346238
RK4FB Алексей, Пенза – файлы ниже

Расстояние при записи между корреспондентами составляло около 1000 км. После прослушивания этих сигналов на мой взгляд лучшим является Виктора UA9SBQ.
Но это сигнал пока не является критерием для формата RUSSB так как поиск «эталонного» сигнала продолжается. Любой участник форума просто обязан выложить сигнал из эфира для обсуждения. Пока будем искать хороший сигнал, можем заняться «обработкой» нового сигнала RUSSSB, для этого нужна запись общего вызова 10-15 секунд сделанная после микрофонного усилителя без применения какой либо обработки. Здесь мы обсудим и попытаемся ее довести программными средствами до всех устраивающих качества.

[Oleg UR6EJ]

UX5IW
Александр, спасибо.
Я еще вчера прослушал и просмотрел в A.Audition все выложенные записи, поэтому в курсе дела.
Файл "7 Records.mp3" собран из кусочков разных записей на трансивере с полосой приема как раз 70_3100 Гц.
Считаю эту полосу оптимальной при условии хорошего приема.
Для сложных условий, разумеется, полосу пропускания приходится сужать в разумных пределах, но для оценки качества и записей предлагаю использовать ее по умолчанию.
Итак, с полосой определились низ 70_100Гц, верх 3000_3100Гц

А я бы предложил название абревиатуры сигнала UASSB или SNGSSB, HAMSSB может кто ещё что-то предложит.

[RK4FB]

Oleg UR6EJ
Привет Олег! Рад тебя приветствовать и надеюсь на плодотворное развитие данной ветки, как справедливо заметил Александр постом выше, пришли к тому от чего надо оттолкнуться, к разрешенной полосе излучения принятой в России и в мире. Я по ходу обсуждения несколько раз упоминал тебя и твои разработки в области предобработки звука, однако хотелось бы и теорию какую то выработать, дабы позже не тыкаться вслепую. Повторю здесь в начале темы, ссылки на очень хорошие книжки и форум профи звукрежей.

Вот здесь можно скачать книги по звукорежиссуре:
http://www.forums.mixgalaxy.ru/viewtopic.php?t=32536
А тут почитать о DSP приблудах и их применении:
http://www.forums.mixgalaxy.ru/viewtopic.php?t=30010
А вот тут прекрасная статья про компрессоры-экспандеры-лимитеры-гейты и другую цифровую и аналоговую "нечисть"
http://www.long.ru/articles/dyn/index.html
Частотный состав мужских голосов можно взглянуть здесь:
http://www.contrterror.tsure.ru/site...ne11/03-09.htm

Буду пополнять список по мере нахождения достойного материала.

[Oleg UR6EJ]

РЕАЛЬНУЮ полосу приема очень легко проверить не имея никаких приборов. Для этого достаточно записать кусочек эфирного шума и посмотреть на любом из программных анализаторов.
Например, полосу приема на SDRе у Александра UX5IW я посмотрел выделив в АА шум в паузах между передачами.
--------
P.S.
Александр, при анализе удобно смотреть если шкалу частоты установить не линейной, а логарифмической, как во вложении.
Начальный часток до 100_200 Гц при этом видно намного лучше.

[Llll]

RK4FB Алексей, Пенза – файлы ниже

Алексей извиняюсь за задержку, сам видишь дел невпроворот, вот твой сигнал. Связь была не устойчивой наблюдалось сильное QSB, выбрал самый громкий кусочек. Не много прокоментирую данную запись: уровень принимаемого сигнала был не более +10дБ это конечно мало для хорошего сигнала о чем говорилось не однократно. Выходная мощность Алексея была 100Вт, отсюда можно сделать еще не обходимое условие для RUSSB - мощность передатчика необходима не менее 300-500Вт

. Выходная мощность Алексея была 100Вт, отсюда можно сделать еще не обходимое условие для RUSSB - мощность передатчика необходима не менее 300-500Вт

...или достойную антену.

[Oleg UR6EJ]

Алексей, приветствую!
Сегодня отработал 1й день, даже некогда было заглянуть в АСЬКу...
Надеюсь, что по теме расставим все точки над i
--------
Александр, вот так, в ЛОГ масштабе, спектр сигнала видно лучше.
Да... запись можно делать МОНО, чтобы не напрягать с входныи трафиком.