Для чего нужна радиостанция
Радиостанции – зачем они нужны и как выбрать подходящий вариант
Увидев в магазине потребительской электроники рации, у многих посетителей возникает вопрос, зачем они нужны при почти повсеместном распространении сотовых телефонов? На самом деле, карманная радиостанция – вещь полезная и нужная и спектр применения у них очень большой. Ведь далеко не всегда удобно набирать номер конкретного абонента на сотовом телефоне или смартфоне, особенно когда нужен десяток-другой человек одновременно.
Какие радиостанции нужно покупать
Если говорить про радиостанции в общем, то они различаются на те, для использования которых надо получать специальное разрешение, в том числе радиолюбительский позывной, и устройства, которые относятся к безлицензионным и могут использоваться сразу после покупки. Рации, для которых необходимо оформлять разрешение, продают в специализированных магазинах. Магазины потребительской электроники в основном предлагают рации, работающие в диапазонах, разрешенных законодательными нормами для безлицензионного использования. То есть вы можете приобрести рацию, зарядить ее аккумулятор и начинать работать в эфире.
Для безлицензионного доступа в России доступны три частотных диапазона: CB, LPD и PMR. CB диапазон требует использования довольно габаритного оборудования и, самое главное, для обеспечения качественной связи требует антенн довольно больших размеров. Качество связи бывает очень разным из-за особенностей прохождения радиоволн в этом диапазоне. Кроме того, карманные CB-рации не обеспечивают стабильного качества связи.
LPD и PMR рации работают на близко расположенных друг к другу частотах в UHF (дециметровом) диапазоне. Радиоволны в этом диапазоне распространяются по прямой, но при этом на частотах почти нет индустриальных помех, поэтому качество связи в пределах дальности работы раций остается стабильно высоким, речь разборчива и понятна. При этом само оборудование обладает компактными размерами и небольшим весом.
При выборе рации для использования нужно обратить внимание на следующие моменты:
Диапазон частот и количество каналов
Оставим СВ-рации для дальнобойщиков и любителей построить большие антенны. Для большинства бытовых и рабочих целей отлично подходят рации LPD и PMR диапазонов, которые в основном и предлагаются современными производителями связного оборудования.
Эти диапазоны, а, следовательно, и рации для работы в них, имеют следующие особенности:
Фактически производители предлагают для приобретения два варианта радиостанций: работающие только в PMR-диапазоне или в PMR и LPD-диапазоне. Вариант с покупкой двухдиапазонных раций выглядит более привлекательным, так как обеспечивает более широкие возможности для связи. Далеко не всегда нужна большая мощность PMR, нередко бывают ситуации, когда небольшая мощность и длительное время автономной работы в LPD лучше подходят для текущих задач.
Отдельно нужно отметить рации, которые перекрывают не только LPD и PMR –диапазон, но и весь диапазон UHF (400 – 480 МГц) или VHF (134 –174 МГц), а также UHF/ VHF.Такие радиостанции тоже можно приобрести в магазинах. Но для их использования, особенно в VHF-диапазоне следует обязательно получать лицензию, так как для любителей отведена небольшая полоса, а в основном эти частоты используют силовики. В свою очередь UHF-рации можно запрограммировать для работы только на разрешенных безлицензионных каналах. Подобные рации выпускает, например, «Аргут».
Комплект раций или отдельная радиостанция
Рации для связи продаются в двух вариантах комплектации: два или одно устройство. Покупка комплекта из двух раций удобна тем, что вы получаете готовый набор для связи. Минус такого комплекта – в него обычно входят устройства бытового класса, имеющие невысокий уровень защиты от внешних воздействий, относительно простая схемотехника, минимальный функционал для обеспечения связи.
Одна рация в комплекте поставки – это почти всегда устройство с надежным защищенным корпусом, хорошим аккумулятором, чувствительным приемником, максимальным допустимым уровнем мощности, дополнительными функциями, позволяющими обеспечить устойчивую связь на самых больших для безлицензионных диапазонов расстояниях. Часто одна такая рация стоит дороже комплекта приборов бытового класса, но и качество связи они обеспечивают более высокое.
Дальность связи
Ориентируясь на дальность связи, которая указана в описании к рации, надо понимать, что производитель сообщает о характеристиках, измеренных на открытой местности в хорошую погоду. В реальности, особенно в условиях городской застройки, леса, пересеченной местности она будет другой.
Понятно, что в одинаковых условиях рация, для которой заявлена дальность связи до 10 км, будет вести себя лучше, чем та, для которой производитель заявил, что она работает на расстоянии до 5 км или вообще до 3. Это связано как с лучшими характеристиками приемного тракта, так и наличием и возможностями системы шумоподавления, способной выделить нужный сигнал на фоне шумов, а также дополнительными функциями (кодирование).
Полезные функции радиостанций
Про частотные диапазоны, мощность, дальность связи и комплекты поставки мы поговорили. Теперь разберем дополнительные функции и характеристики раций.
Будет очень полезно, если ваша рация поддерживает функцию кодирования сигнала кодами CTCSS. Если в эфире находится много станций, проблема может решиться использованием такого кодирования. Включаете на своих рациях один из кодов CTCSS или DCS, после чего посторонние сигналы волшебным образом исчезают из вашего эфира, так как система автоматического шумоподавления открывает приемник только после того, как распознает нужный код. Разумеется, это не говорит о том, что ваши переговоры будут закрыты от прослушивания другими. Для защиты сигналов от несанкционированного доступа используется скремблирование и другие способы защиты. Коды CTCSS и DCS преследуют только цель повышения качества связи.
Обязательно обратите внимание на экран радиостанции. Весьма желательно, чтобы он был. Так как они делаются на монохромной матрице, информация с них считывается удобно в любых условиях. Хорошо, когда цифры, сообщающие о частоте и канале, на которых ведется работа, а также все специальные символы, сообщающие о режиме работы рации, отображаются достаточно крупным и четким шрифтом, а управляющие кнопки нажимаются удобно, с четким, хорошо ощущающимся тактильным откликом.
Еще одна полезная функция, которая обычно имеется в достаточно дорогих рациях – VOX (голосовое управление). Если у вашей рации она есть, то при подключении специальной гарнитуры можно не пользоваться тангентой, передатчик будет включаться автоматически, когда вы говорите в микрофон.
Полезна и возможность переключать мощность передатчика в режим большой и малой мощности. В этом случае вы можете выбрать, что вам важнее – дальность связи на пределе возможностей рации или время ее автономной работы. Ведь чем меньше будет выходная мощность передатчика, тем дольше аккумулятор проработает без подзарядки.
Обязательно обратите внимание на время автономной работы. Тут все просто: чем больше будет это значение, тем лучше. Разумеется, чем больше будет емкость аккумулятора, тем выше масса рации. Но если вы планируете путешествие по местам, удаленным от населенных пунктов – автономность очень важна. В среднем компактные рации способны проработать в режиме разговора от 8 до 20 часов. В реальных условиях использования это позволяет использовать их без подзарядки в течение нескольких дней. Обратите внимание, что некоторые рации допускают использование батареек АА или ААА, а другие работают только от аккумулятора, да еще и оригинальной конструкции.
Резюме будет следующим. Несмотря на развитие сотовой связи рации нельзя списывать со счетов. Это очень полезное, а во многих случаях незаменимое и очень удобное оборудование. Особенно, если выбрать подходящий под свои задачи вариант.
PS: В этой статье нет ни одного слова «Соседняя«
Радиосвязь в авто – баловство или необходимость?
Статей про автомобильную Си-Би-радиосвязь понаписано очень много. Но все они в первую очередь посвящены техническим нюансам аппаратуры, её выбору, настройке и доработке, а также теории радиосвязи в принципе. Почему-то предполагается, что сама необходимость установки рации в авто – дело решенное и очевидное, хотя это далеко не так! Kolesa.ru дали рацию «чайнику» и попросили его разобраться – нужна ли она рядовому автовладельцу, или это чисто коммерческий или хоббийный гаджет?
Эффективность рации. Проверим?
Основные пользователи автомобильной радиосвязи – кто они? В принципе, не сильно погрешим против истины, если выделим упрощенно 4 основные категории «юзверей»:
1 – таксисты, получающие по радио заявки от базового офиса;
2 – водители-дальнобойщики;
3 – джиперы-экстремалы, любители рейдов по глухомани и коллективных выездов;
4 – обычные автовладельцы, которые «что-то слышали о пользе автомобильной радиосвязи».
Сразу скажем, что наша цель – четвертая категория. Люди, которые приобретают и устанавливают комплект связного оборудования в автомобиль:
— не имея в этом коммерческой или «хоббийной» нужды;
— не имея никакого понимания о радиосвязи вообще и о Си-Би-автоканале в частности.
Но если вы думаете, что мы приготовились нудно учить «чайников » основам распространения радиоволн и правилам выбора и покупки рации, то ошибаетесь! Такой информации в Сети море, ищущий да обрящет! Мы же все прекрасно пользуемся смартфоном, не имея ни малейшего представления, как функционирует в нем GSM-модуль, MP3-плеер, фотокамера и прочие узлы, верно? А значит, попробуем наплевать на физику процессов в сфере радиосвязи и подойти к ней исключительно с потребительской точки зрения!
Наша задача – понять, нужна ли радиосвязь на автомобильном канале самому обычному автовладельцу, который от знакомых краем уха услышал, что Си-Би-станция может существенно облегчить ему жизнь, заменив антирадар, навигатор и телефон и сделав передвижение по дорогам стремительным и безопасным.
Так ли это?
Чтобы выяснить практическую пользу от радиосвязи на автомобильном радиоканале 27,135 мГц, Kolesa.ru поставили в редакционный автомобиль простейший комплект оборудования (радиостанция без всякого монтажа, просто уложенная на противоскользящий коврик на торпедо и подключенная к гнезду прикуривателя + магнитная антенна) и несколько дней катались по Москве и области для осознания полезности этого гаджета для обычного человека, совершающего заурядные поездки «дом-работа-магазин-дача» + областные маршруты выходного дня.
Главной целью была непредвзятость и объективность – отсутствие опыта использования автомобильной радиосвязи и заморочек на связанных с ней мифах и легендах. Мы проверили несколько типичных ситуаций, когда рация могла бы помочь рядовому автовладельцу в его повседневных поездках и потребностях.
Можно ли с помощью рации узнавать о засадах ДПС?
И да, и нет… На крупных трассах система оповещения между дальнобойщиками работает весьма эффективно, всегда можно услышать о засаде, да и самому спросить. Однако если вы едете по местной дороге через какую-нибудь деревню, где притаились гаишники, узнать о них с помощью радиосвязи вам почти наверняка не удастся – весьма мала вероятность того, что перед вами по этому маршруту проехала машина с рацией, и сейчас она еще находится в радиусе связи. Тут всё как с миганием фарами – большинство, проехав засаду, мигнет одной-двум машинам, и все. А надо бы мигать долго и интенсивно, пару километров и до ближайшего поворота. А вот так почти никто не делает…
Так или иначе, во время нашего эксперимента мы вовремя получали информацию практически обо всех засадах на крупных федералках, а один раз даже были предупреждены о засаде с радаром-треногой за селом на кольце А-107 – переносной радар стоял прямо на выезде из населенного пункта, направленный на разгоняющихся после деревни. Интересно, что гаишники сидели возле треноги в личном Suzuki SX4, а не в рабочей машине с бортовой раскраской и синими номерами!
Можно ли с помощью рации узнавать о пробках?
Будущему неофиту радиосвязи может показаться, что рация в мегаполисе – эффективный инструмент получения информации о дорожных заторах и способах их объезда, но это, увы, не так. Вопросы о заторах можно задавать разве что на крупных городских магистралях – если речь о Москве, это в первую очередь МКАД. Там действительно по радио можно узнать о близящейся пробке, о том, какая полоса быстрее едет впереди, о причинах затора. А на внутригородских улицах, как правило, нет крупных грузовиков, в которых все же наибольшая часть радиофицированных водителей, и спрашивать, по сути, не у кого… Плюс в городе невероятно «загаженный» эфир – это и помехи, и постоянная реклама, которую гоняют на автоканале, подключив к рации вместо микрофона MP3-плеер, магазины запчастей, стоянки, склады и мойки. Так что дорожную обстановку на МКАДе реально проще разведать с помощью навигационного приложения на телефоне – благо мы недавно сравнивали платные и бесплатные сервисы, а также разбирались, чьи карты лучше – Google или Яндекс.
Можно ли выяснить с помощью рации качество автозаправки?
Малозначимая дорога в Московской области. Автозаправка с сомнительным названием «У Максима» со старыми и грязными топливораздаточными колонками и непонятным качеством бензина. Останавливаемся возле неё намеренно и без конкретной нужды – просто представим, что лампочка уровня топлива горит уже километров двадцать, и «У Максима» нам кровь из носу нужно заправиться.
Как не налететь на «паленое» топливо? Попробуем спросить в эфире – возможно, кто-то знает эту заправку и скажет, что бензин там «левый», и заправляться категорически нельзя. Или наоборот – «заправка непрезентабельная, но топливо обычно без нареканий»… Однако полчаса стояния на обочине возле «Максима» и почти непрерывные крики о помощи в эфире ни к чему не приводят – дорога местного значения, большегрузы по ней почти не ездят, да и легковой трафик слабый, нужных нам машин с характерными антеннами не видно. Неудача…
Автозаправка крупного бренда на большой трассе – останавливаемся и повторяем вопрос. В связи с тем, что у заправки расположена стоянка дальнобоев, где ночуют десятки машин, ответ приходит сразу:
– Заправляйся, не боись! Соляра отличная, бензин тоже!
Спасибо, конечно, но эта информация, увы, малополезна – крупные сетевые колонки и так обычно не вызывают нареканий по качеству топлива, так что эффективность рации в этом вопросе – под сомнением.
Можно ли с помощью рации получить топливо?
Иная ситуация. Представим, что мы, как говорят опытные шоферюги, «обсохли» – не рассчитали бензин до ближайшей заправки, злоупотребили ездой «на лампочке» и двигатель заглох. Встаем на обочине и выходим в эфир – просим литров пять бензина или помочь съездить с канистрой до ближайшей заправки и привезти горючее.
– Ребята, помогите – стою на А-108 между Малино и Карпово, бензин кончился, прозевал «лампочку» – выручайте!
Отвечают достаточно активно, но сплошь фуры. Они готовы отлить литров 5-10, у них всегда есть электронасос со шлангами для перекачки из бака в бак, но вот топливо – только дизельное. А нам-то нужен бензин! Понятное дело, что отвезти меня с «банкой» до заправки и привезти обратно клянчить бесполезно, ни один грузовик не станет прерывать свой рейс для этого.
Меняем тактику – высматриваем в потоке легковые машины с характерными сибишными антеннами и кричим им уже адресно:
– Эй, на черном Ховере, выручай – стою на обочине на серебристом Фольксвагене, ты его только что проехал. Бензин кончился! Отвези с канистрой до заправки!
Увы, тут уже ответа просто нет – либо люди не в эфире, либо не слышат из-за музыки, либо (что более вероятно) делают вид, что не слышат… И их, в общем-то, можно «понять и простить» – ситуация сомнительная, возможно, о помощи просят борсеточники, кидалы или какие-нибудь последователи «банды GTA», память о которой еще свежа. Словом, будь у нас дизельная машина, проблема была бы решена с помощью дальнобойщиков минут за 10-15, а вот с бензиновой «зажигалкой» ничего не вышло…
Итоги и выводы
Подытожить можно так. Си-Би-рация в легковой машине обычного горожанина, чья работа не связана с автомобилем и у которого редки дальние междугородные поездки, не нужна. Дискомфорта от неё гораздо больше, чем практической пользы. Помимо вышеперечисленных примеров не слишком удачного использования, подведем еще и дополнительную пятерку минусов, также выявленных в процессе этого несложного эксперимента:
1 – Рацию нужно слушать вместо музыки. И если вы привыкли к Бетховену и Баху, их сменит шипение, треск, реклама и мат. Рация как торрент: если только качать и не раздавать, то система умрет. Так и тут – во все эти далеко не всегда отчетливые эфирные бормотания нужно постоянно вслушиваться, будучи готовым откликнуться и помочь. Нельзя быть только потребителем информации, ничего не давая взамен.
2 – Рацию категорически невозможно использовать, если в машине с вами едут женщины и дети. Зачастую в эфире стоит такой многоэтажный мат, что страницы сервисной книжки в бардачке заворачиваются…
3 – Рация в салоне портит интерьер, создает дополнительную привлекательность для автоворья, а антенна при движении зачастую создает гул или свист. С этим можно бороться новыми моделями, предназначенными для скрытой установки, шумоизоляцией и т. д., но это полумеры.
4 – Радиосвязь – дорогая игрушка, особенно в кризис. После подорожания доллара купить комплект из рации и антенны дешевле 10 тысяч стало крайне сложно. Плюс к этому нужно добавить услуги по прокладке проводов питания и настройке антенны. Про серьезный монтаж со скрытой установкой в недешевом автомобиле я и не говорю… Для «безрукого» гражданина это выльется в копеечку.
5 – Оборудование для Си-Би-радиосвязи не производят серьезные авторитетные фирмы. Рации и антенны выпускаются разношерстными китайскими халтурщиками – зачастую как OEM-модели, на которые только клеятся разные «бренды». Поэтому весьма велика вероятность того, что через полгода от сырости сгниют и потеряют настройку потроха антенны, а через год заглохнет и станция.
Персональная радиосвязь. Что? Почем? Зачем?
Здесь не будет никаких схем и скучных лекций об основах радио. Цель статьи – объяснить разницу между имеющимися на рынке моделями. Почему цена может так отличаться, и как это влияет на потребительские характеристики.
Небольшой экскурс
Почти каждый раз, когда в непрофильном кругу заходит речь о средствах персональной радиосвязи, находится кто-то, кто очень удивляется, что подобные устройства все еще активно используются. А аргументация таких скептиков всегда одинаковая: зачем нужны все эти рации, если у каждого в кармане и так есть мобильный телефон с GSM, UMTS, LTE, WiFi, GPS, и еще десятком других страшных слов в комплекте.
Сразу хочу попросить прощения за некоторый снобизм, но по «религиозным» соображениям в этой статье я все-таки буду использовать слово радиостанция.
Конечно, любителям активного отдыха, равно как и профессионалам, работающим группами где-нибудь далеко за пределами теплых кабинетов, ничего объяснять не нужно. Эти люди регулярно пользуются персональной радиосвязью и ее удобство для них очевидно. Но, тем не менее, для остальных поясню ключевые различия мобильных телефонов и радиостанций. Сначала о преимуществах последних.
Автономность. В большинстве случаев персональная радиосвязь осуществляется в так называемом прямом канале, непосредственно от передающего устройства к принимающему. Соответственно, никакая внешняя инфраструктура для такой связи не требуется. Радиостанции прекрасно работают на полюсе и посреди океана, где нет сотовых сетей. Побочный продукт автономности – отсутствие какой-либо платы за связь.
Мгновенность. Радиостанция не требует набора номера и ожидания ответа. Ты просто нажимаешь на кнопку, говоришь, и твои слова сразу доносятся из любого приемного устройства, настроенного на тот же частотный канал. Это бывает очень важно в экстремальных условиях, где тыкать в сенсорный экран, свисая с края обрыва, бывает не всегда удобно.
Широковещание. Одну передающую радиостанцию принимают все, кто находится в зоне ее действия и настроены на ее канал. То есть это связь один-ко-многим, где количество приемников вообще никак не ограничено. Хоть десять, хоть тысяча. Крайне удобно при работе в большой группе, где обычным телефоном пришлось бы обзвонить каждого, потратив на это уйму времени.
Я в курсе про PTT и Zello-подобные сервисы, но мало кто знает, что сообщение через такой канал может приходить с задержкой до десятков секунд. В условиях борьбы с пожаром, например, это вечность.
Теперь о главных недостатках.
Ограниченная дальность. Обратная сторона автономности. Сигнал портативной радиостанции в условиях земной поверхности распространяется обычно на расстояние от нескольких сотен метров до пары-тройки километров. В зависимости от высоты, рельефа, и других факторов. Связи на многие десятки километров, как это иногда показывают в кино или на страничках продавцов, не будет.
Мгновенность. Да, это еще и недостаток. При входящем телефонном звонке можно не спеша вынуть его из кармана, психологически настроиться на прием информации. А вот радиостанция может начать говорить сразу и по делу, без предварительных ласк, так сказать. В результате пионер должен быть всегда готов.
Отсутствие адресности. Обратная сторона широковещания. При связи в группе нельзя вызвать отдельного человека. Максимум, что можно сделать, это в общем канале предложить абоненту перейти на другой канал, где и обсудить персональные вопросы. Это, конечно, гораздо менее удобно, чем прямой звонок по телефону. Да и еще нужно не забыть потом вернуться в общий канал.
Нет подтверждения доставки. Далеко не факт, что переданную информацию принял ее адресат. Не факт, что ее вообще хоть кто-нибудь принял. Например, все абоненты находятся слишком далеко, или их радиостанции настроены на другой канал. Именно поэтому при такой связи правилом хорошего тона является подтверждение факта приема словом «принял» или каким-то подобным образом.
Симплекс. Это когда нельзя одновременно говорить и слушать. Еще и кнопку нажимать. Более того, когда говорит кто-то один, никто другой больше говорить тоже не может. Точнее может, но кого из нескольких говорящих услышит тот или иной абонент – воля случая. Близкий передатчик перекроет дальнего, а вот сигналы равноудаленных передатчиков не наложатся как обычные голоса, а сделают друг друга полностью нечитаемыми.
Ограниченное количество каналов. В отличие от сотовой связи, где за динамическое распределение каналов отвечает сеть, здесь канал выбирают люди, причем его смена часто сопряжена с организационными, а, может, и техническими трудностями. Все это часто ведет к конфликтам в эфире. Для уменьшения влияния этого фактора придумали субтона (CTCSS, DTS и тому подобные «субканалы»), которые позволяют хотя бы не слушать чужую болтовню.
Внимание! Закрытие на субтон не является средством шифрования или иного способа ограничения доступа к вашим разговорам. Эта технология всего лишь закрывает ваш приемник от чужих сигналов на той же частоте. Другими словами, это вы перестаете слышать передачи соседей, а не они ваши.
Отсутствие приватности. Если не уходить в высокие материи шифрованной цифровой связи, то все ваши разговоры могут быть не просто легко услышаны посторонними, но и нарушены чужим в них вмешательством. Некоторые радиостанции имеют в своем составе аналоговый обфускатор сигнала – скремблер, но это сравнительная редкость, да и как шифрование он так себе, что-то типа WEP из мира WiFi, кто захочет – легко раскодирует. Поэтому не забываем старую армейскую мудрость.
Как видим, недостатков выше крыши. Часть из них устранена в профессиональной аппаратуре, но все равно понятно, что радиостанции – это не про бытовую или деловую связь, т.е. не замена телефону.
Мне очень нравится аналогия с сетевыми протоколами.
Сотовый телефон – это TCP. Связь точка-точка; обязательно предварительное соединение с получением согласия на связь от принимающей стороны; гарантированная доставка пакетов; нотификация сторон об аварийном разрыве канала; используется как в локальных, так и в глобальных сетях.
Радиостанция – это UDP. Связь как точка-точка, так и точка-многоточка; никаких предварительных соединений, просто шлешь пакеты и все; нет не только гарантии доставки, но и гарантии того, что кто-то вообще слушает данный порт; аварийный разрыв канала обнаруживается только по отсутствию входящего трафика; чаще применяется в локальных сетях.
При этом никто не говорит, что TCP должен стать заменой UDP. Более того, в «тяжелых» сетевых условиях рекомендуется использовать как раз-таки UDP.
Но, не смотря на все недостатки, такая связь снискала популярность у озвученных выше категорий пользователей. А теперь переходим к теме статьи.
Чуть более десяти лет назад выбора радиостанций фактически не было. Конечно, была и есть дюжина производителей, предлагающих похожие решения по похожей (высокой) цене. Но разница между этими продуктами заключается в основном в оформлении и сервисных функциях. Строятся они все по одному принципу и работают примерно одинаково.
Приемный тракт этих радиостанций построен по супергетеродинной схеме на дискретных элементах или аналоговых микросхемах малой степени интеграции. Передатчик состоит из задающего генератора, совмещенного с модулятором, нескольких каскадов умножения частоты, и усилителя мощности. Тут тоже используются отдельные транзисторы или простенькие микросхемы (а так же гибридные сборки). То есть передатчик и приемник являются аналоговыми устройствами, а из-за того, что некоторые части схемы используются ими совместно, радиостанции такого типа еще называют трансиверами.
Такие устройства я буду далее называть «классическими», ведь принципы их работы известны уже более ста лет.
Сегодня же, благодаря китайским товарищам, на рынке представлено около сотни моделей. Порой похожих друг на друга как близнецы, порой очень не похожих. Но, что главное, цены разных моделей тоже порой отличаются чуть ли не на порядок. Дело в маркетинге и «свистелках», или не только?
RDA и все-все-все
Начнем с самого вкусного по цене и оттого крайне любимого в народе бренда под названием Baofeng. Не буду отрицать, он просто перевернул рынок с ног на голову. Благодаря ему портативные радиостанции превратились из гаджетов в расходный материал. Теперь не нужно откладывать целую зарплату на радиостанцию, достаточно разок не сходить в ресторан. В чем же секрет?
Секрет в этой маленькой микросхеме, всего 5×5 мм, одна тетрадная клетка
Несмотря на некоторый антагонизм радиостанций и мобильных телефонов, своим появлением на свет «Баофенги» обязаны как раз разработкам в области сотовой связи.
Однажды, один инженер спросил себя: если в любом копеечном мобильнике прямо в процессор встроен приемопередатчик с неплохими характеристиками, то почему радиостанции такие сложные и дорогие? Нельзя ли наработки мобильной связи применить для построения такой же дешевой радиостанции?
И закономерно оказалось, что вполне можно. Ведь приемопередатчик радиостанции структурно значительно проще приемопередатчика сотового терминала. Тут и частоты ниже, и переключение прием-передача проще, и требования к стабильности характеристик на порядок мягче. Почему бы и да?
В результате всех этих логических заключений, а потом и инженерных усилий, на свет появилась замечательная микросхема RDA1846, которая включает в себя почти всю радиостанцию. Тут и синтезатор частот, и тракты приемника с передатчиком, включающие в себя все ключевые узлы, и даже интерфейсы SPI и I 2 C для связи с внешним микроконтроллером, более характерные для периферии «ардуин» с «малинками».
Короче, идея сработала на все 200%. Радиостанции на базе этой микросхемы получились примерно той же цены, что и самые дешманские мобильники на базе высоко-интегрированных SoC типа все-в-одном, то есть буквально от двух десятков долларов. И, что тоже очень важно, по некоторым параметрам они даже превзошли классические изделия начального уровня при кратно более низкой цене!
Но наш мир устроен так, что не бывает, чтобы все было хорошо. Где-то должен быть подвох. И он, к сожалению, есть.
Что находится внутри радиостанции Motorola или Kenwood, стоимостью двести долларов? Там очень много разных деталей, среди которых уйма конденсаторов и катушек. Причем, часть катушек еще и с переменной индуктивностью, которую нужно вручную подгонять в каждом экземпляре на этапе производства. Еще обычно есть несколько увесистых кварцевых резонаторов и керамических фильтров.
Все эти детали не запихнуть внутрь кристалла микросхемы. Особенно подстроечные элементы. А если просто вынести их наружу, то получится не намного проще и дешевле, чтобы считать это революцией.
Аналоговые микросхемы приемников и передатчиков, которые содержат в своем составе все, что можно разместить на кристалле, конечно, давно существуют. Но их применение не дает радикальных преимуществ, поэтому многие классические радиостанции все еще базируются на дискретных транзисторах в своей высокочастотной части.
Именно по этой причине интегральные приемники и передатчики строятся по другому принципу. В них аналоговый сигнал подвергается лишь самой минимальной обработке.
Если несколько упростить, то приемник после непродолжительной подготовки переносит сигнал на более низкую частоту, попутно разделяя его на составляющие, и сразу же оцифровывает. Все последующие манипуляции производятся уже над цифровым потоком. Ровно тот же принцип, что у SDR, только алгоритмической обработкой занимается встроенное DSP-ядро, а не отдельный компьютер.
Передатчик наоборот, формирует целевой сигнал полностью «в цифре», и только перед самым выводом его на ножку чипа, подвергает цифро-аналоговому преобразованию и переносу на нужную частоту.
Такой подход позволяет избавиться от 90% тех деталей, которые нельзя вытравить на поверхности кремниевой подложки, а заодно и от всех тех, которые нужно подкручивать в процессе настройки.
Конечно, по количеству элементов схема такого трансивера оказывается на три порядка сложнее аналогового. Но благодаря тому, что вся она теперь размещается на кристалле, который можно штамповать миллионными тиражами, итоговая цена оказалась очень низкой.
В результате получается отличный передатчик, и приемник, который обладает очень хорошей чувствительностью, но имеет некоторые проблемы.
Тот, кто использовал приемники типа RTL-SDR в городе, хорошо знает, как они ведут себя при наличии в эфире мощного мешающего сигнала. Сигнал этот начинает приниматься везде, а не только на своей частоте. А в момент появления такой помехи «проседает» весь спектр, как будто уровень всех остальных сигналов резко уменьшился.
Происходит это из-за того, что диапазон входных напряжений, которые такой приемник может обработать, ограничен схемотехникой входных цепей и разрядностью АЦП. Если типичная чувствительность приемника равна примерно 0.1 мкВ, то даже в идеальных условиях 16-разрядный АЦП упрется в верхний предел своего динамического диапазона уже при входном напряжении всего около 3 мВ. В реальности еще в несколько раз ниже. А такой сигнал легко можно «словить» даже в нескольких километрах от его источника, особенно на внешнюю антенну.
Что происходит при «переполнении» АЦП мощным сигналом? Примерно то же самое, что и при засветке камеры прямым солнечным светом. Каждый видел подобные кадры.
Внутри яркого круга тоже есть ветки и листья, но их не видно
На снимке мы видим, что из-за солнца все цвета поменялись. Темные тона превратились в серые, причем чем ближе к солнцу, тем сильнее искажается цвет. А начиная с некоторой степени приближения уже все пиксели сливаются в сплошной белый цвет и информация о них теряется полностью. Этот порог яркости и есть предел возможностей аналоговых ячеек или АЦП матрицы.
Ровно те же эффекты происходят и в «ослепленном» приемнике. Сильный сигнал заметно подавляет даже то, что далеко отстоит от его частоты. Слабые сигналы при этом начинают тонуть в шумах. А все то, что оказалось рядом с частотой «засветки» – полностью перекрывается помехой.
Это далеко не все негативные последствия перегрузки приемника, но уже достаточно, чтобы объяснить такую неприятную особенность «Баофенгов», как способность принимать помехи от автосигнализаций на любой частоте, даже при большой отстройке от мусорного канала 433.920 МГц. Сигнал рядом расположенной жужжалки в данном случае играет ту же роль, что и прямой солнечный свет на испорченной фотографии.
Можно, конечно, повысить разрядность АЦП до 24 бит и получить неплохой динамический диапазон от 0.1 мкВ до 0.7 В, но тогда нужно будет перевести на 24-битные рельсы и DSP. И заодно не забыть про аналоговые цепи на входе, которые должны потреблять значительный ток для того, чтобы без искажений пропускать через себя почти вольт входного напряжения. Все это можно сделать, но итоговая цена и потребление энергии подобного чипа уже делает его почти бессмысленным по сравнению с аналоговой «классикой».
Кстати, такие решения активно применяются, например, на рынке коротковолновых радиостанций, где проблема динамического диапазона стоит гораздо острее. Но цена их, как я уже сказал, даже выше, чем у классических аппаратов, и вся возня затеяна не для удешевления, а ради огромных возможностей, предоставляемых цифровой обработкой сигнала.
Итак, что мы имеем? «Баофенги» дешевые, компактные, экономичные, чувствительные по приему, но плохо чувствуют себя в загруженном городском эфире.
Их идеальная «среда обитания» – на природе, в море, в пустыне, на полюсе. Короче, подальше от помех, где полностью сможет раскрыться потенциал их чувствительного приемника.
Соответственно, где их применять не нужно – это в авиации и воздухоплавании, на электротранспорте, а в городских условиях быть готовым слушать все сигнализации в радиусе ста метров. И ни в коем случае даже не думать о подключении внешней антенны, в том числе и автомобильной. Вообще ничего кроме штатного «крысиного хвостика» подключать крайне не рекомендую. Чем лучше антенна, тем сильнее проявляются все недостатки RDA-чипа. Вплоть до того, что прием слабых сигналов на внешнюю антенну будет хуже, чем на штатную.
RDA на стероидах
Описанные выше недостатки заставили некоторых производителей пойти на небольшое усложнение и удорожание радиостанции с целью улучшить ее приемные характеристики.
Суть улучшения простая. Раз однокристальный приемник так боится сильных помех, нужно его от них по возможности оградить. Для этого на входе приемника ставятся дополнительные фильтры, состоящие из катушек индуктивности и электрически управляемых конденсаторов переменной емкости – варикапов.
На самом деле варикап – это простой диод, но сейчас не об этом.
Во время установки частоты процессор при помощи встроенного ЦАП меняет напряжение на варикапах так, чтобы их емкость в комбинации с индуктивностью катушек образовывала LC-контуры, настроенные примерно на эту же частоту. Буквально пара таких контуров, соединенные в цепочку, образуют фильтр, который позволяют прямо на входе приемника эффективно отсеять все сигналы, отстоящие от рабочей частоты более чем на несколько мегагерц. В результате радиостанция перестает слышать сигнализации по всему диапазону и вообще работает на прием гораздо лучше.
Ценой улучшений кроме подорожания становится небольшое ухудшение чувствительности приемника из-за потерь в фильтре (ведь остальная схема, в частности усилитель ВЧ, осталась без изменений). Но эти потери с лихвой компенсируется улучшением помехозащищенности, в результате чего способность к приему слабых сигналов в условиях города становится только лучше.
ShiQun SQ-UV25 выглядит точно так же
Какие выводы? Эти радиостанции по качеству приемника занимают промежуточное положение между «Баофенгами» и супергетеродинами. Их можно достаточно комфортно применять в городе со штатной антенной. А в отдаленных местностях даже присоединить наружную антенну по необходимости.
По-прежнему плохо RDA себя чувствует в городе с внешней антенной, и на электротранспорте.
Классика
Классическая схемотехника позволяет приемнику работать в трудных условиях городского эфира и на электротранспорте, где помех еще больше. Но во всем нужно знать меру. Входные цепи даже у супергетеродинного приемника портативной радиостанции заточены в первую очередь на чувствительность и экономичность. Способность противостоять сильным мешающим сигналам хоть и выше, чем у RDA, но использовать внешнюю антенну все равно надо с осторожностью.
Для работы с полноразмерными антеннами рекомендуются только стационарные и некоторые автомобильные аппараты. Их разработчикам не нужно было экономить каждый миллиметр на плате. Даже в режиме приема с закрытым шумоподавителем эти аппараты потребляют от источника питания ток до нескольких ампер. Именно такой ценой достигается широкий динамический диапазон, и поэтому портативная радиостанция никогда не сравнится с ними по этому параметру.
Каков итог? Классические аппараты можно использовать почти без ограничений в любых условиях кроме варианта с внешней антенной в особо загруженном эфире.
Из недостатков более высокая цена и энергопотребление, обычно меньше разных сервисных функций.