Работаем с сигналами. Часть 2-я.

Честно говоря, не вижу более действенного и быстрого способа освоить такое не хитрое дело, как "анализ сигналов", чем брать реальные примеры(на форуме их достаточно) и начинать их расковыривать, но прежде чем предлагать бросаться на амбразуру, хочу показать, что в принципе даже имея только такой очень распространенный инструмент, как просто вьювер спектра, можно кое-чего узнать по записи интересное, попутно, очень надеюсь, что эти, в общем то не сильно сногcшибательные выводы, ясно покажут, что в большинcтве случаев не требуется ни каких сверхъестественных ни знаний ни способностей, просто нужно внимательно смотреть и понимать что видишь.

Вот запись из этой темы на форуме. Вот такая спектрограмма этой записи. Само собой тему прочитали.



Если начать сразу "рыть землю" это будет первой грубой ошибкой, самое первое, что нужно и важно сделать, это оценить форму сигнала, тем самым исключив абсолютно не продуктивную возню с записью которая не пригодна для анализа. Для этого вызываем смотрелку(довольно примитивную) формы. Смотрим две вещи, наличие перегрузок и отсутствие явных искажений формы сигнала. Присутствие или того или другого в общем случае исключает нормальный анализ как таковой, так как можно обнаружить в сигнале то чего там никогда не было, что касается этой записи, то рубежи на пригодность она проходит легко.



Несколько занижен уровень, что как помним, значительно лучше чем перегрузка, искажений формы нет.
Ну и теперь можно посмотреть, что же из себя представляет сам сигнал, выбрав подходящий ракурс.



Не знаю как у кого, но у меня места отмеченные цифрами вызывают сразу повышенный интерес, типа, а с чего это вдруг именно так? Те кого картинка оставляет равнодушной, явно напрасано теряют время. ;) Начинаем прикидывать, речь идет о чирпе, о сигнале который быстро и линейно перемещается по частоте, что видим? Быстро и линейно частота снижается, потом повышается и пропадает в шумах. Что-то, где-то не вяжется, и тому должны, просто обязаны быть причины. Или сигнал не чирп или что-то другое, можно упереться и доказывать что сигнал не чирп, доказательство на лицо, но это слишком поспешный вывод и если самим его не попытаться опровергнуть истина ускользнет. Принимаем в качестве одной версии, что это вовсе не чирп, а хитро сформированный сигнал, и рассматриваем другую, это чирп, но виден он как не чирп, почему? Почему 3-ка так резко обрывается, 1 начинается издалека, а на 2-ке такой излом? По моим понятиям происходит следущее, чирп приближается к частоте настройки приемника, в какой-то момент биения между телеграфным гетеродином и сигналом попадают в полосу пропускания НЧ тракта это точка 1, в точке 2 частота телеграфного гетеродина точно соответствует частоте чирпа по ПЧ и биения равны нулю точка 2, далее чирп бежит дальше, частота биений вновь начинает расти и обрывается в точке 3, вопрос почему она не выходит на уровень точки 1? Это загадка, но не сильно сложная, чирп уходит из полосы пропусания тракта ПЧ. Логично? Более чем. Мало того, можно даже оценить параметры приемника. Вытянем из сигнала все что можно, теперь нас интересует где точно чирп начинается и заканчивается.



Видно, что он начинается на уровне 10 кГц, переходит через 0 и по ПЧ пропадает на уровне 5 кГц, значит полоса пропускания тракта ПЧ не менее 15 Кгц и телеграфный гетеродин сдвинут относительно ближайшего ската ПЧ на 5 кГц, то есть для приема SSB в таком виде приемник мало пригоден, так как не подавляется боковая. Попутно оценивается и полоса по НЧ, шум начинает заметно срезаться на уровне 7-8 кГц, что с полосой в 15 кГц по ПЧ, вообще-то не очень хорошо характеризует приемник, или как вариант его настройки.

Вот такое вот маленькое вступление, разве что то есть в этом сильно сложного или трудного? Мягко говоря мы вообще ничего не делали, просто посмотрели. ;)

Давайте попробуем, точно так же, "просто посмотреть" на сигналы которые вызывют вопросы, далеко ходить не будем, сигнал отсюда. Вопрос какая мода. Вопрос сам по себе не сложен, как правило если "пиликает" это FSK, если "шуршит" это не FSK, а что-то другое, но... слушать сигнал будем в последнюю очередь, почему? Существет риск, и вполне обоснованный, что после прослушивания возникнет, и как правило возникает, ассоциация с каким то известным сигналом, и в итоге фактически анализ(если до него дойдет после прослушивания) сведется к поиску подтверждений этой догадки, это вторая серьезная ошибка, анализ это не подтверждение своих догадок, это выводы на основе измерений и наблюдений. Конечно утрировано слегка, но основной принцип такой, каким бы знакомым сигнал не казался на слух, подходим к нему как к абсолютному незнакомцу. Напомню тему, где бурно обсуждался вопрос NMT-450 или MPT-1327? Парни, но так же нельзя, никто даже не взглянул на спектр, да вопроса вообще нет на самом деле! Но давайте вернемся к сигналу, вот такой вид он имеет.



Надо "посмотреть" на то что в круге, как? Очень просто, хотя бы вот так:



Ничего трудного, использована верхняя линейка настроек вьювера и "лупа"(с которыми все разобрались). Дальше маркерами можно измерить основные параметры, находим пару самых коротких переходов частот и ставим маркеры времени на середины этих переходов, считываем значение скорости, почему на середины? так в ряде случаев значительно точнее чем по фронтам. Маркеры частоты дадут разнос частот, частот самих две.



Трудно? Сложно? Нет! Получаем FSK-2, разнос примерно 400 Гц, скорость примерно 200 Гц, частоты манипуляции примерно 900 и 1300 Гц.
Реально все это сделать кому то? Абсолютно реально.

Чуть выше говорилось, что определить модуляцию можно на слух, на самом деле это не так, желающие убедиться в этом, могут попробовать сказать где FSK, а где PSK по этим записям -1- и -2-, дело в том, что оба эти вида модуляции есть суть манипуляций с частотой, кроме того с какого то предела скорости все становится шумоподобным не зависимо от вида. Давайте посмотрим чем может помочь в этом деле изучение спектра, и оставим эту тему "просто посмотреть" как полностью раскрытую. Очень часто при анализе, забывают/не знают/ленятся/ использовать весь комплекс подходов который предлагает собственно сам спектроанализатор. Возьмем эти же два файла(-1-,-2-), один Packet AX.25 1200, другой PSK-2 1200, спектрограммы такие:



Красным выделены места на которые нужно обращать внимание в первую очередь, по последним спектрограммам видно, что в принципе дальнейшая игра размерами и сдвигом блоков мало чего дает, понять что именно и где, весьма затруднительно, начинает сказываться недостаточная разрешающая способность по времени, есть ли способы эту ситуацию изменить? Есть, хотя это и напоминает попытки обмануть реальность, но в каких то случаях и этого уже достаточно. Речь идет о повышении частоты дискретизации, на некоторых сайтах выкладывают спектрограммы с безобразным разрешениеми, и видно, что даже в голову не приходило ситуацию хоть как то улучшить. В общем случае повышение частоты дискретизации приводит к тому, что конечные временные отрезки сигнала занимают значительно большее количество отсчетов, что адекватно увеличению разрешения по времени, а именно этот параметр не дает увидеть тонкую структуру сигнала. Увеличим частоту дискретизации обоих сигналов ну скажем до 48000 Гц, воспользовавшись ресемплером.



Те же самые размеры блоков в настройках вьювера, а результат значительно лучше, уже можно без колебаний сказать где точно FSK, и даже измерить параметры сигнала. Как далеко можно заходить в "наглости" по увеличению частоты дискретизации? Зависит только от сигнала, увеличивая дискретизацию, ухудшаем разрешение по частоте, сигнал прижимается к нижним частотам на спектре и "сплющивается", так если до передискретизации в одном пикселе было к примеру 100 Гц, то после увеличения частоты в десять раз, там уже 1000 Гц. Происходит обмен качества частотного разрешения на временнОе, в каждом конкретном случае свои ограничения, в конце концов все упрется в то, что частоты станут не различимыми. Если увеличение частоты дискретизации позволяет решить проблемы временнОй точности, то ее уменьшение позволяет решить проблемы точности частотных измерений, в обмен разумеется на ухудшение разрешения по времени. Есть еще один момент, если работаете с файлом 5 мегабайт, и вдруг решите поднять частоту дискретизации в сто раз(не запрещено), пожалуйста подумайте хорошо, размер файла станет 500 мегабайт, во первых сам процесс будет долгим, во вторых это может кончится плачевно для операционной системы, точно так же, если фрагмент сигнала занимает десять килобайт и решите вдруг понизить частоту дискретизации в сто раз, смотреть в итоге будет просто не на что, что можно увидеть в двух-трех отсчетах(если повезет) не знаю. Нет нужды для анализа работать со всем файлом, достаточно десяти или двадцати секундных фрагментов. В общем виде есть запись, нарезаете характерные или интересующие фрагменты и работаете, на самом деле очень быстро с практикой приходят навыки, когда можно со всем файлом работать, когда лучше вырезать фрагмент, ну и само собой не надо без особой нужды задавать "дикие" значения ресемплинга, без ясного понимания, что за этим может последовать.

Конечный размер экрана, широкий разброс частот дискретизации порождают еще одну проблему о которой нужно знать и помнить, существует риск не увидеть конкретных спектральных линий, и просто этот вопрос не решается, проблема в том, что если к примеру выводите спектр с разрешением под 2-3 герца, это возможно при размерах окна 16384 и соответсвующей дискретизации, то все частоты просто не умещаются по вертикали(горизонталь проблемы то же не рещает лишь немного отдаляет ее возникновение), и элементарно какие то линии могут просто не отобразится на экране, четкого решения проблема не имеет, условно она решается путем увеличения интересующего участка спектра "лупой". Пример:



На первой спектрограмме нет линии вообще, на второй она видна явственно. При максимальном размере окна вьювера это явление редкое, но тем не менее имеющее место быть, при уменьшеных размерах, как на рисунках, оно может возникнуть в любой момент и желательно немного менять размеры формы для исключения или обнаружения таких вещей. Еще раз, эта проблема не решаема в принципе, не возможно уменьшить изображение без потери точности и четкости отображения деталей, это присуще всему где большие изображения втискивают в маленькие рамки.

В принципе, все что касается умения и способов что-то увидеть на спектре, в общем то освещено, дальше не будем возвращаться к этому вопросу. Настоятельно рекомендую не просто читать, а все это пробовать, пробовать и пробовать. getQuotation();






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.