Uz galveno LRAL lapu

DRM radio

Nesen LRAL lapā bija mans apcerējums par HamDRM un praktiski tika veikti daži QSO amatieru diapazonos. Bet kas tad ir pats DRM? Tātad, ne HAM-radio bet, tā teikt, profesionālās lietošanas sistēma. Kaut arī runa ir par profesionālu radio apraides sistēmu, bez HAM-radio tomēr tā neiztiek.

Digital Radio Mondiale (DRM) ir jaunākā standarta atvērta koda virszemes radio apraides sistēma, kas būtu izmantojama frekvencēs zem 30 MHz un tiktu izmantota kā nākamais solis jau esošās AM modulācijas vietā. DRM nodrošina daudz augstāku, salīdzinoši ar esošo AM, signāla atskaņošanas kvalitāti, kas tuvinās VHF FM uztvertā signāla kvalitātei. Bez audio signāla DRM var pārraidīt paralēli informatīvu informāciju, tekstu un tamlīdzīgi, ko var attēlot atsevišķi. Atšķirībā no dažām citām digitālajām sistēmām, kurām nepieciešams izdalīt atsevišķu apraides diapazonu, DRM var izmantot jau esošo AM vidējo un īsviļņu diapazonu. DRM signāls ir izveidots tā, ka tas ievietojas ne vairāk kā 20 kHz platā joslā. DRM kā pārraides veids ir aprakstīts un standartizēts IEC, ITU un ETSI. Visa informācija par DRM ir mājas lapā , saite uz to: http://www.drm.org/.

Viens no veidiem kā tikt klāt DRM signāla dekodēšanai ir izmantot par pamatu parastu AM radiouztvērēju kam ir 455 kHz starpfrekvence. Tādam uztvērējam pievieno papildus konverteri jeb jaucēju, kas pārveido frekvenci uz 12 kHz. Šos 12 kHz pievada datora skaņas kartei, kas veic galējo digitālo dekodēšanu.
Eksistē vairākas datorprogrammas, kas paredzētas šādi dekodēt DRM signālu. No brīvi lietojamām var minēt divas:
http://drm.sourceforge.net/
http://nt.eit.uni-kl.de/forschung/diorama/

Manā rīcībā ir ICOM-737A transīvers, kam pēdējā starpfrekvence ir 455 kHz. Bija diezgan vilinoši pamēģināt uztvert DRM radiostaciju. Ar lodāmuru “vicināt” man neļauj pienācīgas mēraparatūras un laika trūkums. Internetā atradu, ka šādu konverteri pārdod jau gatavu, un process varēja sākties. Šādi izskatās šis mazais konverters, kuram ir iespējams pieslēgt kvarca rezonatoru papildus stabilitātei. Man gan tāds nebija, bet istabas temperatūrā tas īpaši neprasās.

Tas ir SMD tehnoloģijā montēts izstrādājums un patiesībā uz tā nekā šausmīgi pārgudra nav – parasts frekvenču jaucējs vienā mikroshēmā un sprieguma stabilizators.

Mans uzdevums bija atrast fiziski vietu, kur ir atrodams 455 kHz signāls manam ICOM un saprātīgi to pievienot, un dabūt 12 kHz signālu ārā no kastes. Pēdējais jaucējs IC-737A atrodas šajā montāžas plates rajonā. Attēlā var redzēt 455 kHz filtru.

Konvertera mazie izmēri ļoti pateicīgi ļāva to novietot uz blakus esošās kastītes “jumta”.

Lai tiktu pie transīvera aizmugurējās sienas, kurā tika izurbts papildus caurums, bija jāatvieno viens modulis. Tas nesastāda grūtības, jo ir vienkārši izraujams no spraudņa.

Tāds izskatās papildus jaucējs uz ekrāna kastītes “jumta”, kas tur nostiprināts ar abpusēji līpošu lentu. Pietiekami tuvu transīvera pēdējam jaucējam un 12 kHz signāls pa kabeli no konvertera novadās uz papildus iemontēto RCA ligzdu transīvera mugursienā.

Šādi izskatās transīvera IC-737A aizmugurējā siena, papildus ligzda diezgan labi iekļaujas kopējā dizainā.

Lai veiktu šīs manipulācijas ar manu transīveri bija jānoņem tikai tā apakšējais vāks. Šādi izskatās IC-737A ar noņemtu vāku un tā pārbūve ir pabeigta, tas ir gatavs uztvert DRM radiostaciju raidījumus.

Protams, nepacietība neļāva pieskrūvēt vāku, pirmie uztveršanas mēģinājumi bija jāveic tūlīt. Programma, ko izmantoju uztveršanai, bija Dream , open-source programma, ko izveidojuši Darmstadt tehniskās universitātes vīri – V. Fischer and A. Kurpiers.

Dream programma ļauj izmantot CAT sistēmu un vadīt transīvera frekvenci. Eksistē DRM radioraidītāju saraksts, kas rāda kādas stacijas ir iespējams šobrīd dzirdēt un to var vienmēr atjaunināt no Interneta. Tātad, pilna automātika. Visspēcīgākais raidītājs ir Deutsche Welle, to mēģināju vispirms. Frekvence 3995 kHz. Šādi izskatās ekrāns, kad notiek šīs stacijas signāla uztveršana un dekodēšana ar DREAM programmu. Signāls/troksnis attiecība ir 17,1 dB un viss notiek kā „ārsts uzrakstījis”. Patīkams pārstigums pašam ka viss strādā kā tas ir paredzēts. Mana transīvera uztvērējs ir AM modulācijas uztveršanas režīmā, lai varētu dabūt maksimālu caurlaides joslas platumu filtriem. Noskaņošanās uz staciju nav pārāk kritiska, herci nav jāķer. Programma prasa nelielu laiku datu apstrādei un tad datora skaņas kartes izejā parādās kolosāli tīrs audio signāls. Jāņem vērā ka uztveršana notiek īsviļņos, te tāda lieta kā ētera trokšņi (izmantojot parasto AM modulāciju, jeb arī SSB), būtu pamatīgi samazinājusi uztvertā signāla kvalitāti. 

Izdevās uztvert un dekodēt visas spēcīgo raidītāju pārraides, tādu gan nav daudz. Ar mazāku jaudu (25 kW) raida Vatican Radio. Frekvence 1611 kHz. Tā uztveršanas laikā tika novērota daļēja signāla izzušana, un tas novērojams pie aptuveni 11 dB signāls/troksnis attiecības un ja vēl mazāk, vēl sliktāka dekodēšana. Neprotu paskaidrot visu to zaļo un sarkano klucīšveidīgo indikatoru nozīmi Dream programmā, bet viens ir skaidrs – ja notiek laba dekodēšana tad tie ir zaļā krāsā. Pats DRM signāls, ko var dzirdēt AM režīmā, izklausās kā parasts platjoslas digitālais signāls ar raksturīgo plūstoši mainīgu šņākuļojošu toni. Mazliet atgādina MT63 signālu, protams, arī HamDRM. Kāds aptuveni izklausās dekodētais audio signāls var spriest pēc šī mp3 faila atvēršanas: dream_out.mp3 (1.3 MB)

Tālāk, kā izrādās, Dream programma spēj uztvert arī visas vecās modulācijas, kam radīta atsevišķa programmas daļa ar citādāku ekrāna interfeisu. Tas ļauj ieslēgt gan SSB, gan AM, gan CW, gan FM modulāciju. Šī programmas daļa ir izmantojama HAM-radio mērķiem ar labiem panākumiem. Tīri teorētiski tas dod iespēju uztvertu SSB vai CW ar jebkuru AM radiouztvērēju kam izveidota papildus 12 kHz izeja. Dream ļauj izmainīt uztveramās joslas platumu un eksistē trokšņu slāpētājs. Citiem vārdiem, skaņas karte strādā kā filtrs un signāla procesors. CW režīmā nav jābaidās no šaura filtra, tas “nezvana”, kas ir raksturīga parādība elektriskajiem un mehāniskajiem joslu filtriem. Manā rīcībā ir Timewave DSP-599zx, tas ir audio DSP ar visai plašām iespējām un labiem parametriem. Par pamatu tam ir Motorola DSP, tas gan šobrīd nav vairs nekas satriecoši labs, bet lai cik dīvaini nebūtu, neko priekš amatieru radio neviens negrib ražot, kaut gan DSP mikrenes ir visādas labu labās. Lai nu kā, bet man bija iespēja salīdzināt. Secinājums – nav īpaša starpība, ja klausās skaļu CW signālu. Vienlīdz labi var sašaurināt uztveršanas joslu un darbojas trokšņu slāpēšana. Nu jā, faktiski tas notiek ar vienu un to pašu uztvērēju (IC-737A), tikai beigās ir vai nu DSP no 12 kHz vai ārējais audio DSP. Starpība ir vāja signāla uztveršanā. Ja Dream spēj dekodēt signālu, tad tas tur ir un tiek atskaņots pietiekami stabili, turpretī klasiskā sistēma vāju signālu izdzen cauri audiokanālam ar visiem trokšņiem, tad pat papildus DSP ar tiem pilnībā vairs netiek galā. Mani pirmie mēģinājumi uztvert CW ar Dream notika vakarā uz 7 MHz un izmantojot 14 MHz GP. Tātad, antena gandrīz nekāda. Liels bija mans pārsteigums, kad skaļrunī sadzirdēju kā Normunds/YL3GDQ taisa kaut kādu QSO. Caur Dream signāls bija pietiekami labi uztverams no datora skaļruņiem. Ātri pārejot uz parasto CW režīmu un klausoties caur transīvera zemfrekvences pastiprinātāju, uztveršana bija stingri vien sliktāka un lasīt Morzi bija stipri grūtāk. Ja godīgi, redzamais ekrāna attēls ir falsifikācija, tai spektrogrammas pumpai patiesībā būtu jābūt 12 kHz rajonā, šobrīd skaņas karte nesaņem 12 kHz signālu.

Tehniskie risinājumi kā tikt pie uztveršanas var būt dažādi. Viens no tiem ir ļoti interesants, tur tiek izmantota radiolampa. Izskatās vienkārši.
http://www.b-kainka.de/bastel100.htm
Jāsaka, diezgan kuriozs savienojums, vecās lampas un superdators kā DSP.

Nobeigumā jāpasaka tomēr pati galvenā taisnība. DRM raidījumi ir pamaz, signāli ir ar diezgan pavāju līmeni, tikai daži raidītāji ar vairāku kW jaudu. Bez labām antenām, jūtīgiem uztvērējiem u.t.t.. grūti iedomāties. kā to varētu uztvert jebkurā vietā, līdzīgi kā AM ar kādu no parastajiem pārnesamajiem radiouztvērējiem. Pagaidām ir tikai daži datoram pieslēdzami DRM uztveršanas moduļi un pirmie mēģinājumi ražot un tirgot pārnēsājamus DRM uztvērējus, kas var dekodēt DRM signālu patstāvīgi. Pagaidām nesanāk pārāk lēti un par to popularitāti laikam nav iespējams runāt vispār. Pietiekami labs pamatu pamats par DRM uztveršanu ir atrodams šajā dokumentā:
http://www.drmrx.org/downloads/docs/drm_sw_radio_manual_V1_3.pdf

Protams, datoru procesoru darbspēja nemitīgi aug, taču šobrīd DRM programmu palaist var tikai izmantojot pietiekami labu datoru. Skaņas kartes sampling rate jābūt 48 kHz, full duplex. Manā lietošanā esošais Celeron 2400 ar 512 MB atmiņu un Creative SB Audigy LS skaņas karti ar lielām grūtībām tika galā ar uzdevumu. CPU noslogojums bija tuvu 100%. Tātad arī te lēto ceļu nav, sanāk ka DRM uztveršana nav masveida pasākums, vismaz pagaidām. Kāda gan vajadzība izdot daudz naudas, ja par dažiem desmitiem (vienalga kādā valūtā) var nopirkt ciešami skanošu ultraīsviļņu uztvērēju. Labi, piekrītu ka ne visur VHF var uztvert, tundrā un taigā mūsu VEF īsviļņu uztvērēji droši vien “spēlē” vēl tagad. Taču, lai pārietu uz DRM uztveršanu, būtu jālieto dators ar DRM uztvērēja moduli vai, pagaidām vēl reti sastopamais, pārnēsājamais DRM uztvērējs. Kā tas viss draudzējas ar tundru un taigu, to nākotne rādīs. Šodien tas tomēr ir vairāk kā eksperiments, ko nenoliedz arī paši DRM veidotāji.

Esmu apmierinājis savu ziņkāri un redzējis, pareizāk – dzirdējis, kā darbojas DRM uztveršana. Ar to arī viss beidzas.

73!
Vilnis / YL2KF

12.03.2006

Uz galveno LRAL lapu