"Chytré" digitální ALC?

Ne, určitě nechci hrát hloupou roli objevitele něčeho již dávno objeveného, natož kopáče, který by chtěl prokopávat slepé uličky. K napsání tohoto příspěvku mne vede pragmatický důvod: jak známo, alfou a omegou rušení v soutěžním provozu na VKV pásmech je především spektrální čistota oscilátorů, které zajišťují tvorbu VF VKV signálu vysílače, jakož i vytvoření směšovacího produktu přijímače,lhostejno již, zda jde o přijímač s mezifrekvenčními filtry, či přijímač s prakticky nulovou mezifrekvencí, jehož prakticky NF signál se dále zpracovává pomocí specializovaného počítače v zařízení (obvykle), tedy přijímače typu superhet a SDR. Problém se šumovou čistotou oscilátoru (AM, FM i PM šum) na KV pásmech prakticky není, protože dynamika signálů je tam o několik řádů nižší, než na VKV a proto u výrobců zařízení pro KV, kterých je valná většina, je tato záležitost většinou opomíjena. Namísto toho výrobci zařízení doplňují o další a další digitální blbůstky, které jejich marketing vychvaluje do nebes ve snaze spotřebiteli prodat zase nějaký "převratný" nový model transceiveru, ačkoli tyto "drobty" mají zanedbatelnou, nebo žádnou funkci z hlediska dosažení požadovaného bezdrátového spojení. U zařízení pro VKV pásma  je otázka postranního šumu oscilátoru většinou neřešena, protože současná zařízení jsou již na mezi fyzikálních limitů a systém superhetového vysílače a úzkých krystalových filtrů je v rozporu s dnešním trendem digitálních pásmových vysílačů, které lze naladit na nevídaně široké pásmo radiových kmitočtů.  Zbývá dosud poměrně opomíjená otázka intermodulační odolnosti vysílacího řetězce, kde se řešení ustálilo na principu automatického řízení zisku vysílací cesty (ALC), většinou nějak v kombinaci s modulačním limiterem - ať už klasického filtračního typu SSB modulace, nebo moderního digitálního zpracování řečového signálu operátora. Možná se mýlím, ale zdá se mi, že vývoj v této věci poněkud ustrnul, což ještě doplňuje postupný (a podle mínění mnohých aktivních radioamatérů) nesmyslný posun ve směru robotické komunikace, aby ostatním, kteří preferují komunikaci mezi živými lidmi, tento druh zábavy co nejvíce otrávili. Nicméně lineární SSB modulace stále žije a stále existuje důvod pro ni něco udělat - přičemž se to dotýká i možnosti něco zlepšit nejen při reálném radiokomunikačním provozu, ale také (a možná zejména) něco udělat i pro výrobce samotných zařízení, kteří potřebují odbyt, aby dosáhli zisku - a k tomu je nezbytný marketing, který by nějakou tu novinku mohl zákazníkům náležitě prodat. Tolik dlouhý úvod. Ale teď se vraťme k fyzice, která se ohýbá těžko,ale tady je (byť malé) pole neorané. Proč je ta věc důležitější na VKV, než na KV? Protože na VKV je mnohem větší dynamika signálů a proto je tam veškeré rušení (i ty spletry) vnímány operátorem velice rušivě. Proto dále uvedené patří i do těch lacinějších "all mode" VKV zařízení.

Co udělá radioamatér, který si koupí nové zařízení? Připojí za něj výkonový zesilovač (PA). Ten je buzen vlastním zařízením (obvykle s výkonem 100 až 200W) a typicky brutálně přebuzen, i když operátor knoflíkem omezí výstupní výkon. Proč? Protože vysílaný SSB signál je lineární a proto obsahuje modulační špičky - nejen při řečovém provozu, ale - a to zejména - při přechodu z příjmu na vysílání. Výsledkem (a platí to i pro CW provoz) jsou spletry ("splatters") tedy intermodulační produkty ve sdělovacím kanálu PA, způsobené jeho přebuzením. Tomu by měl bránit obvod ALC, který nastaví zisk vysílací cesty na nastavenou úroveň - tedy (obvykle) - aby v ustáleném stavu byl PA jen mírně přebuzen. Jenže! Aby ALC fungovalo, vysílač na začátku každé relace TX zavysílá vyšším výkonem (tady dochází k tomu "brutálnímu" přebuzení PA a vzniku spletrů), vf výkon se usměrní a zareguluje (sníží) zisk vysílače. Tato regulační odezva trvá desítky až stovky milisekund a po dalším přechodu z příjmu na vysílání se opakuje. Jak tomu zabránit? Asi nejprimitivnější je ryze analogové řešení, které jsem uplatnil při úpravě FT847 zde, totiž (při přepnutí na TX) se zisk vysílací cesty pomalu zvyšuje od nuly, až dostane informaci, že požadovaného výkonu bylo dosaženo a zisk vysílače ALC "zakonzervuje" na této úrovni. Pomáhá to velice. Ovšem tato regulace prakticky znemožňuje paralelní provoz RX i TX při satelitním provozu s tímto transceiverem. Ale věc je navíc složitější - dnešní zařízení (zejména ta "all mode" VKV) obsahují i KV pásma a výsledkem je, že zisk vysílací cesty je na různých pásmech velice různý - a to až o 10dB Klasické ALC tak umožňuje prodejci "předvést", že zařízení na všech pásmech dává plný výkon a to včetně "plného rušení" v závislosti na zisku PA. Ten bývá (většina komerčních SSPA s 13-ti V napájením) velice nelineární...

Mám tedy takovou myšlenku: obvody ALC nahradit mikropočítačem, který bude umět:

  • mít uloženy v paměti zisky vysílací cesty pro všechna provozní pásma vysílače (bez možnosti změny)

  • bude si "online" pamatovat, jaký zisk  operátor nastavil pro dané pásmo a po přechodu z RX na TX bude zisk držet na nastavené úrovni

  • nastavitelná úroveň zisku vysílače (budicího výkonu) musí mít přesnost a stabilitu desetiny dB.

  • pokud by došlo ke změně zisku (například vlivem teploty), nastaví automaticky zisk vysílací cesty na operátorem nastavenou úroveň.

  • zachová se funkce externího řízení obvodu záporným napětím (jako u ext. vstupu ALC), ale tato regulace si podrží jednou nastavenou úroveň při všech přechodech RX/TX

  • jeho funkce, zabraňující spletrům, by byla náležitě indikována, aby marketing výrobce mohl takovou "fíčurku" náležitě prodat na trhu

Doplňkové zařízení by tedy bylo veskrze jednoduché. Domníváte se, že ho některý ze známých výrobců do svého zařízení implantuje? Dožijeme se toho?

ok1vpz