Существенное и несущественное

Существенное и несущественное

Сообщение Антиквар » 31 мар 2011, 12:33

Известен такой "парадокс кучи", когда пытаются определить, что такое куча камешков. Берут один камешек. Это явно не куча. Добавляют второй. Тоже не куча. Добавляют третий, четвертый и т.д., пока камней не станет куча. Вот и в случае с параметрами радиостанций возникает такая неопределенность. Вроде бы, параметры - показатели объективные, не зависящие от нашего мнения. А вот их интерпретация носит во многом субъективный характер.

Например, из-за чего вышел спор в соседней теме? Один человек считает, что изменение чувствительности, измеренной в микровольтах, на 30% - существенно, а другой - что нет. Кто из них ближе к истине? (Кстати, я вовсе не менял свою точку зрения, как приписывает мне собеседник. Моя точка зрения была неизменна от начала до конца: величина чувствительности приемника, измеряй ее по SINAD или по SNR, меняется несущественно. Просто первоначально в моих расчетах была ошибка, которая давала слишком маленькую разницу между значениями чувствительности. После исправления ошибки разница увеличилась, но все равно, осталась несущественной)

Для этого давайте определим, насколько уменьшение на 30% чувствительности (в мкВ) снижает дальность связи. В идеальных условиях посторонние помехи отсутствуют, то есть, есть только шумы приемника, а на его вход приходит только сигнал от передатчика. В пределах прямой видимости мощность сигнала в приемнике обратно пропорциональна квадрату расстояния от передатчика, а напряжение - расстоянию от передатчика. Если чувствительность приемника уменьшилась на 30% (в ~1.3 раза) - для того, чтобы сохранить разборчивость сигнала, надо, чтобы он стал в приемной антенне больше в 1.3 раза. Для этого надо уменьшить расстояние в 1.3 раза, или увеличить мощность передатчика в 1.3^2 = 1.7 раза. Чтож, в данном случае можно считать, что изменение чувствительности на 30% - существенно.

Но мы рассматривали идеальный случай. Реальность вносит свои поправки. На приемной антенне появляется не только полезный сигнал, но и помехи (атмосферные, промышленные, космические, помехи от других станций и т.п.). В этом случае, для разборчивого приема полезный сигнал должен превосходить по мощности на столько-то децибел (допустим, на 10) не шумы приемника, а шумы приемника плюс внешние шумы. То есть, полезный сигнал должен быть больше порога чувствительности, который измеряется при только полезном сигнале на входе. Насколько больше? Если на 30 и более процентов, то оказывается, что улучшение чувствительности на 30% нам, по сути, ничего не дает. При внешних шумах, превышающих внутренние, рост чувствительности приемника уже не улучшает отношение сигнал-шум, так как, усиливая сигнал, приемник также усиливает и внешние шумы. На СиБи, где уровень помех, как правило, выше, чем на УКВ, это особенно актуально. Вывод: в теории изменение чувствительности на 30% существенно, на практике - как правило, несущественно.

То есть, гнаться на СиБи за сверхвысокой чувствительностью нет особой нужды. КБ "Беркут" правильно сделало приемник своих раций раза в полтора чувствительнее, чем у типичных импортных портативных сибишек. Запас чувствительности не повредит, если есть хорошая система АРУ: ведь иногда бывает, что внешние шумы и на СиБи крайне малы (далеко за городом, когда нет дальнего прохождения и т.п.). А когда шумы возрастает, АРУ просто снижает чувствительность. Но увы, воспользоваться запасом чувствительности удается весьма редко, а повышение чувствительности усложняет схему, ее настройку, повышает цену и т. д. Поэтому нужен определенный компромисс. Полагаю, в случае с "беркутами" он найден.

Если от запаса чувствительности польза есть далеко не всегда, то от запаса мощности она есть в любом случае, когда нам надо добиться максимальной дальности связи. И в этом смысле "беркуты", имеющие мощность в 1.5-2 раза большую, чем у типичных импортных сибишек, позволяют одной этой мощностью увеличить дальность на 20...40% даже при наличии внешних шумов, что сопоставимо с эффектом от увеличения чувствительности на 30% при гипотетической ситуации с отсутствием шумов. Конечно, тогда, когда максимальная дальность не нужна, желательно снижать мощность передатчика для экономии батарей. "Беркутовская" схема передатчика работает интересно: его потребление пропорционально излучаемой мощности. Интересно, а что, если включить последовательно в цепь портативной антенны отключаемое сопротивление порядка 50 Ом? Допустим, мы встраиваем его в основание портативной антенны, и рядом ставим выключатель, позволяющий его замыкать. Замкнув выключатель (положение "H") имеем максимальную выходную мощность. Разомкнув (положение "L"), включаем резистор, рассогласовывая антенну и тем самым снижая ток потребления. Для работы на малых дистанциях.
Антиквар
 
Сообщения: 1221
Зарегистрирован: 18 июл 2008, 13:32
Откуда: Новосибирск

Re: Существенное и несущественное

Сообщение Serg » 31 мар 2011, 13:38

Поскольку портативки нашего производства итак имеют время автономной работы в несколько раз выше, чем конкуренты - стоит ли связываться с принудительным рассогласованием нагрузки? Исходя из практики, одного заряда акб даже в моделях, работающих на "ААА" хватает на 2-недельный поход. А если рассматривать модели, работающие от "АА" - их обычно не удаётся разрядить и за более продолжительные походы.
С уважением, Сергей Слинкин
Аватара пользователя
Serg
Site Admin
 
Сообщения: 2613
Зарегистрирован: 25 апр 2007, 12:37
Откуда: Москва

Re: Существенное и несущественное

Сообщение Антиквар » 31 мар 2011, 19:16

Если есть возможность еще увеличить время автономной работы - это лишним не будет, потому что на практике нередко бывает, что зарядил в аппарат один или два полудохлых аккумулятора, которые сядут гораздо раньше остальных. Или у аккумуляторов повышенный саморазряд. И в таких случаях батарея неожиданно "садится", и именно в самый неподходящий момент. А если предварительно включить режим экономии - то и таких батарей может хватить.
Как уже обсуждалось раньше, телескопическая антенна в данном случае по своей конструкции приспособлена для этого: раздвинул - максимальная эффективность, сложил - экономия энергии. А в антенну-"резинку" можно встроить резистор, замыкаемый переключателем. Или сделать специально "несогласованную" "резинку" для особо близких дистанций длиной, скажем, сантиметров семь (с ней и работать удобнее). Может, всем это и не надо, но как дополнительная "фича", она вполне заслуживает внимания.
Антиквар
 
Сообщения: 1221
Зарегистрирован: 18 июл 2008, 13:32
Откуда: Новосибирск

Re: Существенное и несущественное

Сообщение Serg » 31 мар 2011, 19:24

Передам разработчику - обдумаем. Но вводить отключаемое сопротивление - с необходимостью лишнего переключателя - вряд ли оптимальное решение. Тогда уж вообще отключать выходной каскад и работать только на предварительном... В любом случае - спасибо за тему для размышления!
С уважением, Сергей Слинкин
Аватара пользователя
Serg
Site Admin
 
Сообщения: 2613
Зарегистрирован: 25 апр 2007, 12:37
Откуда: Москва

Re: Существенное и несущественное

Сообщение Антиквар » 31 мар 2011, 19:29

Serg писал(а):Но вводить отключаемое сопротивление - с необходимостью лишнего переключателя - вряд ли оптимальное решение.


Так дело в том, что переключатель будет не внутри станции, а на антенне. Можно его сделать не в виде тумблера, а в виде какой-нибудь накидной гайки: накрутил на разьбу - дальность связи возросла; открутил - уменьшил потребление, включил режим "QRPP" :)
Антиквар
 
Сообщения: 1221
Зарегистрирован: 18 июл 2008, 13:32
Откуда: Новосибирск

Re: Существенное и несущественное

Сообщение Serg » 31 мар 2011, 19:42

Современные модели (Егерь, Hunter-6A) в компактном корпусе с питанием от "ААА" сейчас поставляются с двумя антеннами - компактной 14-см (с ней реальное время работы больше заявленной в паспорте 24 часов в режиме 90/5/5 ожидание/приём/передаче, но и максимальная дальность связи пониже) и удлинённым 30-см флексом (с ним максимальная дальность связи, но и потребление повыше - соответствует паспортному). Т.е. примерно Ваша идея итак реализуется - нужна дальность на сравнительно небольшие расстояния при максимальном времени автономной работы - используйте компактную антенну; нужна дальность побольше - при несколько большом расходе энергии - используйте антеннку подлиннее.
Что касатеся моделей в большом корпусе с питанием от АА - там настолько большое время автономной работы, что ни у кого из пользователей, уходящих даже в весьма длительные по времени походы, не возникает проблем с недостатком времени автономной работы (60 часов в режиме 90/5/5 ожидание/приём/передача, работает примерно в 7 раз дольше, чем обычные импортные профессионалки диапазона 433-446 МГц). К тому же никто не мешает купить 14-см антеннку вместо штатной 19-см - тогда время автономной работы рации в большом корпусе ещё вырастет при некотором уменьшении дальности.
С уважением, Сергей Слинкин
Аватара пользователя
Serg
Site Admin
 
Сообщения: 2613
Зарегистрирован: 25 апр 2007, 12:37
Откуда: Москва


Вернуться в Раздел для начинающих радиолюбителей