Это только название такое "программа", а по сути это высококачественный блок НЧ DSP для приёмника. После перевода с японского MMANA перевести с почти родного, английского DSPhil было уже несложно. Так возникла DSPhilrus, которая как и MMANA бесплатна, и также выложена на сайте журнала "Радио". Откуда и можно скачать последнюю версию DSPhilrus . В журнале же "Радио" N11/2001 опубликовано полное описание программы. Ниже (с разрешения редакции) приводится сокращенная и несколько измененная Интернет версия этого описания.

Программа DSPhilrus

В хорошем трансивере DSP (цифровая фильтрация) совершенно необходима. А что делать тем, у кого аппарат самодельный, или готовый, но старый, с плохонькой DSP или вообще без неё?

Да просто подать на линейный вход звуковой карты компьютера НЧ сигнал (100...200 mV) c выхода трансивера, загрузить программу DSP-фильтрации и на выходе звуковой карты слушать, отфильтрованный сигнал.

В данной статье описывается бесплатная программа DSPhil для цифровой фильтрации. Английская DSPhil написана Makoto Mori, JE3HHT и лежит на сайте MM Hamsoft. Автор этих строк сделал русскую версию DSPhilrus.

Требования к компьютеру:

Чтобы слышать только сигнал обработанный DSPhil и не слышать прямого прохождение сигнала с линейного входа на выход звуковой карты в Windows-овской панели управления громкостью поставьте птичку в окошке выключения линейного входа.

Все готово к старту, запускайте программу. Если Вы слышите звук эфира на выходе звуковой карты – все готово к дальнейшей работе. А если при запуске DSPFIL.EXE появляется сообщение "Не могу открыть саундкарту!", то или Ваша звуковая карта в данный момент занята какой-то другой программой (ее надо закрыть), или же она не поддерживает дуплексный режим и DSPhil на ней, увы, не пойдет. Как и многие другие радиолюбительские программы, работающие через звуковую карту для работы цифровыми видами связи.

Основное окно программы

Если звук эфира, который Вы слышите прерывается и на индикаторе появляется надпись “Мало”, это значит, что для данного быстродействия компьютера установлен слишком малый размер буфера программы для работы в режиме реального времени. Из меню выбора правее надписи “Буфер” установите большее значение (но это увеличивает задержку сигнала на выходе). Надо “поймать” минимальное значение этого параметра, при котором звук на выходе еще не начинает “рваться”.

Скорректируйте уровень на входе, используя средства Windows - панель аудио контроля (то же самое можно делать и в самой программе DSPhilrus кнопками “Сиг+” и “Сиг–”) или используя регулировку уровня в трансивере, таким образом, чтобы на наиболее громкой станции и добейтесь появления сообщения "Перегрузка", и затем немного убавьте уровень сигнала.

В верхней трети экрана, кроме уже упомянутых имеется следующие элементы:

Приведенный ниже скриншот (простите за большой анимированный gif, но так на самом деле лучше всего видно) показывает работу DSPhilrus.

Последовательно переключаются виды экрана:слабый CW сигнал в шумах при полосе трансивера 3 kHz и выключенной (нажата кнопка "Об" – обход) DSPhilrus (маленький пик на индикаторе в районе 1 kHz), тот же сигнал после включения широкого телеграфного фильтра 400 Гц (нажата соответствующая кнопка), и при совсем узком фильтре в 70 Гц. Тут и комментировать нечего - все и так видно.

Готовые фильтры

В левой части окна расположены 22 кнопки готовых фильтров. Чтобы изучить АЧХ и характеристики любого из этих фильтров, достаточно нажать кнопку желаемого фильтра, и затем кнопку “Хар” - в открывшемся окне вы увидите увеличенную АЧХ и подробные характеристики выбранного фильтра.

Фильтры Греб 1... Греб 6 – гребенчатые фильтры. Фактически, берется полосовой фильтр на частоту Fо (например 500 Hz) и полосой f, и его АЧХ циклически повторяется на нечетно кратных частотах (в нашем примере Fо х 3 = 1,5 kHz, Fо х 5 = 2,5 kHz, Fо х 7 = 3,5 kHz, Fо х 9 = 4,5 kHz и т. д.). Частота Fо задается вручную в окошке вверху “Fо” . Полоса f фиксирована и дискретно уменьшается от f = Fо/3 на фильтре “Греб 1” до f = Fо/10 в фильтре “Греб 6”. В фильтрах “Греб 1...3” затухание между горбами АЧХ составляет 20 dB, а в фильтрах “Греб 4...6” – 40 dB.

Гребенчатые фильтры применяются для приема SSB сигналов в условиях, когда другой SSB сигнал расположен точно на частоте полезного. Выигрыш основывается на том факте, что энергия SSB сигнала не распределена равномерно, а в зависимости от особенностей конкретного голоса сконцентрирована в относительно нешироких участках спектра. При удачном подборе параметров гребенчатого фильтра (совпадении его максимумов АЧХ с областями в которых сосредоточена большая часть энергии полезного SSB сигнала) можно заметно улучшить отношение сигнал/помеха.

Фильтры 500Гц ... 70 Гц – обычные полосовые фильтры для CW. В качестве центральной частоты и добротности этих фильтров используются параметры установленные ранее в меню выбора “Fo” и “Q”. Затухание за полосой пропускания этой группы фильтров 60 dB.

Фильтры 2.7кГц...1.8KГц – фиксированные полосовые фильтры для SSB. Для всех фильтров этой группы затухание за полосой пропускания 60дБ, нижняя частота среза 200 Hz. Установка “Fо” не влияет на параметры этих фильтров. Эти фильтры хорошо подрезают “хвосты” от соседних по частоте станций.

На следующем виде экрана показан слабый SSB сигнал в шумах при выключенном (нажата кнопка "ОБ") DSPhilrus.

А вот этот же сигнал после включения фильтра 2,2 kHz. Почувствуйте разницу.

 src=

Группа корреляционных фильтров. Это адаптивные фильтры, параметры, которых меняются, в соответствии с сигналом. На диаграмме в левом нижнем углу вы можете видеть, как динамически меняется АЧХ, адаптируясь к принимаемому сигналу. Принцип работы этих фильтров основан на том соображении, что принимаемые сигналы являются регулярными, а шумы – случайными. Результатом является заметное возрастание отношения сигнал\шум, что очень полезно при приеме слабых, зашумленных сигналов

Кор СW1 хорошо подходит для “вытягивания” одинbочного слабого CW сигнала “плывущего” по частоте, или “дрожащего” от полярного эха.

Кор CW2 не вырезает все по бокам полностью, оставляя возможностью обзорного контроля. Имеет встроенную АРУ. Хорошо “вытягивает” CW сигналы с глубокими и быстрыми QSB.

Кор SSB – шумопонижающий фильтр для SSB. Речевой сигнал имеет меньшую автокорреляцию чем CW телеграфный, так что результаты не так хороши, как в телеграфе.

Тем не менее, увеличить на балл-другой отношение сигнал/шум вполне можно. Очень полезен при слабых одиночных сигналах в шумах, а также при шумоподобных помехах.

Кор реж – автоматический режекторный фильтр для SSB. Чрезвычайно эффективен против узкополосных, нестабильных по частоте помех. Например, если кто-то ставит Вам несущую, и игриво покручивает ручку настройки туда-сюда (чтоб не вырезали простым режекторным фильтром), то корреляционный режектор справится с этим.

Фильтры пользователя (Юзер1....6) – настраиваемые пользователем по своему вкусу фильтры. По умолчанию там установлено несколько фильтров, не совпадающих с описанными выше. Для изменения характеристик в окошке “Фильтры юзера” из списка выберите какой (1...6) фильтр Вы хотите настраивать, и нажмите кнопку “Констр.”. В открывшемся окне конструирования, показанном ниже.

Окно внизу слева показывает АЧХ, включенного в данный момент фильтра. АЧХ проектируемого вами фильтра появиться там только после нажатия "ОК". В окне “Тип” Вы задаете тип конструируемого фильтра.

Окно “Множит шкалы” на определяет верхнюю обрабатываемую частоту входного сигнала. Для уменьшения загрузки процессора имеет смысл выбирать наименьшую Fд (т.е. наибольший множитель шкалы). Но использование “х2” возможно только в случае, если высшая частота среза проектируемого фильтра ниже, чем 2,4 kHz, а “х3” – если ниже 1,6 kHz.

Установки ФВЧ, ФНЧ, полосовых и режекторных фильтров – в полях “Q”, “Fнч”, “Fвч”, “Затухан”, “Усил” задайте соответственно желаемые добротность, нижнее значение частоты фильтра, верхнее значение частоты (для ФВЧ и ФНЧ, поскольку у них одна частота среза, это поле будет неактивно), затухание за полосой и усиление. Нажав кнопку “ОК” Вы создадите фильтр с заданными характеристиками. Если он Вас устраивает – жмите кнопку “Задать”, и это фильтр будет сохранен как соответствующий юзера.

Установки корреляционных) фильтров (в поле "Тип" - "корреляц"), параметры:

DSPhil имеет общий для всех DSP программ недостаток: задержку сигнала на обработке на примерно 0,1..0,7 сек (зависит от производительности компьютера, полосы и добротности фильтра). Поэтому при настройке, особенно с узкой полосой возможны странные эффекты запаздывания, надо привыкнуть. На передачу CW себя слушать при включенном DSPhil нельзя, т.к. запаздывание полностью сбивает самоконтроль. Поэтому для нормальной работы с DSPhil нужен сделать простейший релейный коммутатор, который по сигналу TX с трансивера переключает наушники с выхода звуковой карты непосредственно на выход трансивера.

Заключение

DSPhilrus мощный и гибкий инструмент DSP обработки сигнала. Конечно, обработка идёт только на низкой частоте. Однако во многих фирменных трансиверах (570-й, 870-й) DSP обработка также идет именно по аудио частоте (кстати DSPhilrus не проигрывает по возможностям DSP упомянутых аппаратов, а кое в чем и превосходит их). Естественно, что DSP фильтрация, это не панацея – уже искаженные в аналоговом тракте трансивера сигналы “обогащенные” кучей комбинационных спектральных составляющих DSPhil (как и любая DSP) очистить не в силах. Поэтому хорошая линейность приемника – необходима.

Тем не менее, даже с упомянутыми ограничениями DSPhilrus очень полезна в практическом применении. Во многих случаях она позволял мне “вытащить” из шумов и помех те сигналы, которые без него я бы принять вряд ли бы смог.



Bonn, 21.11.2005

На главную - Main page