Найти тему

Об измерении параметров и о реальной дальности связи портативных радиостанций

Оглавление

В сети появилось 6-часовое (с продолжениями) видео стрима

В этом видео автор в течение длительного времени измеряет параметры нескольких портативных СиБи (27 МГц) раций, в т.ч. радиостанций Штурман-200 (современная модель) и Штурман-882 (модель, снятая с производства в 2012г - к тому же со следами вскрытия - нет крепёжных винтов- и явно неисправная).

Что касается Штурмана-882 - после этой модели выпускался Штурман-882+, а затем несколько лет производился Штурман-882М (всё это - строго говоря, разные модели - хотя и в одинаковом корпусе, но даже Штурман-882М - сильно отличающийся по "начинке" от Штурмана-882 - давно снят с производства).

Стрим занял 6 часов - плюс к нему были ещё и продолжения...
Стрим занял 6 часов - плюс к нему были ещё и продолжения...

В качестве предварительного ответа на этот стрим можно посмотреть следующее видео:

Неисправный древний Штурман-882 со следами неквалифицированного вскрытия (даже фиксирующие винты утеряны) я обсуждать не буду - а вот по поводу Штурмана-200 я попытался написать в стриме комментарий - но по какой-то причине yotube отказался его (комментарий) размещать (может, я уже оказался в каком-то санкционном ютьюбовском списке).

Поэтому приведу его здесь в качестве открытого письма к автору стрима.

Здравствуйте!

Времени смотреть все Ваши стримы - включая 1-ый 6-часовой, у меня физически нет - смотрел сильно "по-диагонали" и, возможно, что-то пропустил.

Отмечу те моменты, которые я заметил:

1) По поводу повышенного (17-18 мА) тока потребления Штурмана-200 в режиме дежурного приёма - тут я Вам благодарен за сигнал, проверили на производстве, выявили несоответствие соответствующей части схемы (хотели сделать "как лучше..", но каким-то образом проглядели сопутствующую проблему) документации, в результате не все узлы отключались. Не всегда "рационализаторство" идёт на пользу...

Исправим, будет в режиме дежурного приёма по умолчанию средний ток около 5.5 мА.

Но хочу отметить, что и с этой не согласованной со мной (за что виновные наказаны - но "без отрубания рук", у нас гуманизм превалирует) доработкой рация значительно более экономична, чем любые импортные cb портативки.

2) Что касается измерения мощности - я измерял (и не только я) выходную мощность разных экземпляров рации Алан 42 при работе от заряженных (и исправных) аккумуляторов - получалось всегда около 2 Вт при работе от блока с 8 аккумуляторами и около 1 Вт при работе от блока на 6 аккумуляторов (там 2 блока в комплекте).

На том же приборе Штурман-200 при работе от заряженных и исправных аккумуляторов выдавал всегда более 4 Вт.

Это в FM.

Проверять портативные рации имеет смысл именно от аккумуляторов - редко кто использует одноразовые батарейки по двум причинам - во-первых, дорого; а во-вторых, крайне низкое качество, высокое внутреннее сопротивление (особенно ААА) - плохо работают, если это не литиевые батареи (но те - слишком дорогие).

По поводу утверждения автора стрима, что на контактах между аккумуляторами большие потери - это не соответствует действительности. Сопротивление переходов - если они не ржавые - всего 0,001-0,005 мОм (исчезающе мало).

Там есть другая проблема - из-за контактной разности потенциалов при длительном хранении в условиях высокой влажности контакты - не между аккумуляторами - а между пружинами и аккумуляторами (разные материалы, электрохимическая коррозия) могут коррозировать - но на практике после многолетней (проверено на рациях с более чем 20-летней историей службы) такое случается крайне редко. Если рация хранится во влажном помещении - аккумуляторы следует вынимать из батарейного отсека при длительном хранении.

Что касается выходной мощности в АМ - тут Вы по какой-то причине вводите зрителей в заблуждение. Вы наверняка знаете, что существуют разные методы формирования АМ модуляции. В Алане-42 используется наиболее распространённый среди автомобильных СиБи раций (и часто применяемый и в импортных портативных СиБи рациях) метод, при котором амплитуда полезного сигнала "прыгает" от нуля до амплитуды несущей - при этом выходная мощность сигнала примерно такая же (чуть меньше для предотвращения искажений), чем мощность несущей (а в АМ Ваш прибор измеряет именно мощность несущей, а не мощность сигнала).

Замечу, что несущая в АМ не несёт полезной информации о сигнале - строго говоря, это паразитный расход энергии. Но АМ приёмник (в отличии от SSB - где несущая подавлена до нуля) не может работать совсем без несущей...

В современных портативных АМ рациях часто применяется другой метод формирования (позволяющий значительно увеличить экономичность), при котором амплитуда полезного сигнала "прыгает" от нуля до удвоенного (по амплитуде) уровня несущей - что означает, что выходная мощность в 4 раза выше уровня несущей (на практике коэффициент делают несколько меньше - обычно на уровне 3,7-3,8, чтобы избежать искажений). Т.е. в случае Штурмана-200 (и President Randy II, в котором используется такой же метод формирования АМ, насколько я помню) уровень выходной мощности в АМ примерно в 3,8 раза больше измеренного Вами значения для мощности несущей. А в Алане-42 - немного меньше измеренного Вами значения для мощности несущей.

Такой же метод формирования АМ применяется в современных АМ рациях авиационного диапазона (118-136 МГц).

Например, если посмотреть паспортные данные Yaesu FTA-250L -там указано:

Мощность радиопередатчика - 5.0 Вт (PEP), 1.5 Вт (Carrier Power)

Здесь Carrier Power – мощность несущей. А PEP (Peak envelope power) – максимальная (пиковая) мощность огибающей (РЕР) - это средняя (эффективная) мощность, подводимая к антенне передающей линией от передатчика в течение одного радиочастотного периода на вершине (гребне) модуляционной огибающей (на вершине модулированного радиосигнала) при нормальном режиме работы.

Под нормальным режимом работы имеется в виду отсутствие искажений (поэтому у них коэффициент между PEP и мощностью несущей не 4, а немного меньше 4-х)

Или Icom IC-A16 E – аналогично:

Выходная мощность - 6,0 Вт (PEP), 1,8 Вт (несущая).

В авиационном диапазоне делают коэффициент между мощностью несущей и PEP на уровне 3,3 (для устранения искажений коэффициент делают меньше 4). В диапазоне 27 МГц - обычно делают на уровне 3,7-3,8 (достаточно для адекватной работы).

До 2013г рации Штурман, выпускаемые КБ Беркут, имели "традиционный" метод формирования АМ (такой же, как в Алане-42 - уровень выходной мощности - т.е. мощности сигнала - примерно соответствовал мощности несущей). Поэтому древний Штурман-882, замученный в данном стриме, показал одинаковую мощность в FM и в АМ (вот только в силу явной неисправности этот уровень мощности был значительно ниже номинального, исправный Штурман-882 легко выдавал 4-5 Вт от заряженных аккумуляторов). Ну а для Штурмана-200 при измерении в АМ значение для измеренной мощности несущей надо умножать на 3,8 - чтобы выяснить мощность сигнала в АМ.

И Ваши слова о КПД Штурмана-200 в АМ в 20% - не верны. На деле будет 20х3,8=76%.

3) Добавлю по поводу КПД. КПД при измерении на эквивалент нагрузки у импортных радиостанций достаточно высокий. Но вот при работе с укороченными компактными антеннами КПД импортных раций диапазона 27 МГц оказывается крайне не велик - на уровне 20-25% (а у Штурмана - не снижается). Проверьте потребляемый ток у Алана-42 при работе не на эквивалент нагрузки, а на компактную антенну- он значительно увеличится (а вот реальная излучаемая мощность будет сильно ниже, чем при работе, например, на длинную и хорошо согласованную автомобильную или базовую антенну (при гораздо меньшем потребляемой токе при работе на такую хорошую антенну).

А вот у Штурмана-200 потребляемый ток при работе на компактную антенну будет меньше, чем при работе на эквивалент нагрузки.

4) Теперь про реальную излучаемую мощность при работе на компактные антенны. Я проводил соответствующие измерения как раз с применением Алана-42 (как с родной антенной, так и с эффективной антенной от КБ Беркут" и Штурмана-180 (он по приёмо-передающей части не отличается от Штурмана-200).

Краткий итог выше приведённого теста:

Прибор, установленный на расстоянии пары длин волн, зафиксировал при работе рации Alan 42DS со штатной 20-см антенной уровень сигнала в минус 60,7 дБм, а Штурман-180 при работе с 14-см антенной обеспечил минус 50,7 дБм (т.е. на вход прибора от Штурмана поступил сигнал с уровнем мощности в 10 раз более высоким, чем от Алана).

При работе Штурмана с 33-см флексом с противовесом прибор зафиксировал сигнал с уровнем минус 45,7 дБм (т.е. на вход прибора поступил сигнал с мощностью в 31,6 раз более высокой, чем от алана 42 со штатной 20-см антенной).

Надо как-нибудь сделать подобный опыт на расстоянии около 100 метров, поставив на вход прибора более эффективную антенну (это уж точно полноценная дальняя зона) - но и этот (приведённый выше) результат вполне показателен.

О том, что реальная излучаемая мощность при работе с компактными антеннами у радиостанций Штурман значительно выше, чем у импортных портативных cb раций, свидетельствует проведённый известным блогером-радиолюбителем Алексеем Игониным (а уж его точно нельзя заподозрить в симпатиях к нашей продукции - он любые портативные cb рации на дух не переносит, о чём не забывает повторять) тест, в котором он сравнивал работу на передачу рации Штурман-90 (старая модель, но основные отличия от современного Штурмана-200 в функциональности, плюс у Штурмана-200 более эффективный и на 10% более длинный - 33-см против 30-см - флекс) и рацию Stabo xh9006e (кто не в курсе - это оригинал рации President Randy II, которая проверялась в данных стримах; если разобрать президента - на плате есть надпись Stabo).

При работе на штатную 20-см антенну рация Stabo/ President обеспечила при приёме на базовый трансивер 0 "кубиков" уровня сигнала, а вот Штурман-90 при работе на штатный 30-см флекс с противовесом - 5 "кубиков" при гораздо более качественной модуляции. Когда на Stabo Алексей поставил штурмановский флекс - то Stabo обеспечил только 3 "кубика" уровня сигнала (и гораздо хуже качество модуляции, чем у Штурмана). Алексей - до этого измерявший выходную мощность этих раций на приборе на эквивалент нагрузки и получивший примерно одинаковые результаты - не понял, откуда взялась такая разница.

Я - понимаю. Мы 3 с лишним десятилетия оттачивали схемные решения для того, чтобы наши рации действительно хорошо работали с компактными антеннами (сильно укороченными относительно полноразмерных), а не всего-лишь выдавали красивую мощность на эквивалент нагрузки.

5) По поводу измерения чувствительности - в реальных условиях подавляющее число пользователей работает с закрытым шумоподавителем. Поэтому гораздо более важное для реальных пользователей раций измерение (которого Вы не провели, насколько я видел - хотя мог и проглядеть, стримы очень длинные...) - это измерение порога срабатывания шумоподавителя, т.к. это говорит о возможности работы со слабым сигналом и реальной дальности приёма.

И когда (и если) будете измерять этот порог ШП - обратите внимание, как изменяются показания того же Алана 42 при подключении реальной компактной антенны (если установить порог ШП без подключённой антенны - он будет один (и далеко не самый плохой). А вот если подключить реальную компактную антенну - тогда у Алана-42 порог ШП резко загрубится - и для открытия порога ШП потребуется весьма сильный сигнал.

А теперь попробуйте проделать ту же процедуру со Штурманом - установите регулятор ШП по порогу без антенны, далее подключите антенну - порог не сместится, чувствительность ШП останется очень высокой.

Вот и при реальной работе с реальными антеннами в реальном эфире, загруженном помехами, любые импортные cb портативки - в т.ч. и алан 42, и President Randy II, и President Randy III (который по реальным - не паспортным - параметрам приёмника оказался значительно хуже Randy II) - не могут обеспечить приёма слабого сигнала и сильно уступают - как по дальности передачи, так и по дальности приёма - Штурманам (в FM).

5) Теперь по измерению чувствительности. Во-первых, измеренное на приборе значение и реальная работа в реальном эфире с реальными антеннами - это разные понятия. Во-вторых, девиация частоты, требуемая в России //РУКОВОДЯЩИМ ДОКУМЕНТОМ ОТРАСЛИ "ПРИЕМО-ПЕРЕДАЮЩИЕ РАДИОСТАНЦИИ ДИАПАЗОНА 27 МГЦ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ГРАЖДАНСКИМИ И ЮРИДИЧЕСКИМИ ЛИЦАМИ", Общие технические требования - РД 45.378-2002// должна быть 1,8 кГц.

Вы измеряли с уровнем девиации 2 кГц . У импортных сиби раций она действительно 2 кГц по нормам. Когда Вы измеряете с девиацией 2 кГц чувствительность приёмника Штурмана-200 - результат не корректен, т.к. значительная часть полосы сигнала отсекается узкополосными фильтрами ПЧ (у Штурмана-200 девиация действительно не превышает 1,8 кГц). А вот импортные рации такой широкополосный сигнал принимают полностью, без потерь. При работе в реальном загруженном эфире чем меньше девиация - тем лучше (меньше помех собирает приёмник).

Как реально работают импортные рации (включая Алан-42, President Randy III, QYT CB-58) - в сравнении со Штурманом - можно посмотреть в тестах:

А в этом тесте работа Штурмана (старая модель - новые работают лучше) сравнивалась не только с аланом-42, но и со Stabo xh9006e/ President Randy II (и результат сильно не в пользу аланов-президентов):

6) По поводу измерения избирательности по соседнему каналу - да, согласно последней "инструкции ВЦСПС" /шутка/ Вы измеряли всё правильно, только вот практического смысла в данном измерении не много, т.к. когда измерение происходит при разном (очень разном) уровне входного сигнала - результат не корректен. Это основная причина, по которой мы не указываем избирательность по соседним каналам - гораздо важнее и информативнее, например, избирательность по побочным каналам (со значительной отстройкой частоты), важен динамический диапазон по блокировке и интермодуляции (но его никто из производителей cb раций не указывает).

Реальный уровень помехозащищённости Штурмана-200 сильно выше помехозащищённости алана 42 или президента рэнди.

Для примера и для демонстрации этого приведу подборку тестов (длинную - но сильно короче стримов) работы Алана-42 в сравнении со Штурманом - в т.ч. в условиях сильных электромагнитных помех:

Там особенно показательна работа вблизи трансформаторной подстанции - какой треск при "работе" у Алана и как работает Штурман...

7) По поводу энергонезависимой памяти настроек - её у Штурмана-200, к сожалению, нет - когда вынимаете аккумуляторы - настройки сбрасываются.

К сожалению, тот микроконтроллер, который применяется в Штурмане-200, не поддерживает энергонезависимую память настроек (в отличие от применяемого в Штурмане-180 MCU- в Штурманах-180 память была энергонезависимой).

Когда внутри батарейного отсека есть аккумуляторы - настройки Штурмана-200 сохраняются с потреблением на уровне 5 мкА (5 миллионных долей Ампера) - т.е. с потреблением тока значительно более слабого, чем естественный ток саморазряда аккумуляторов.

Когда вынимаете аккумуляторы - настройки сбрасываются.

Для того, чтобы не сбрасывались настройки при замене аккумуляторов (иногда такое нужно) добавим начиная с июньских партий Штурманов-200 конденсатор на модуль управления, заряда которого (с учётом больших токов саморазряда конденсаторов) хватит на несколько минут сохранения настроек.

8) В рациях Штурман-200 есть плата аттенюатора, автоматически подключаемая в АМ и ослабляющая чрезмерно сильный сигнал. Возможно, она в том экземпляре Штурмана, который участвовал в стриме, была неисправной. За последние несколько лет (данная плата начала применяться в Штурманах-80М, 90, 180...) на много тысяч выпущенных радиостанций с такой платой я припомню только пару обращений на тему, что аттенюатор не работал. Нареканий на то, что невозможно работать в ситуации, когда рядом мощная радиостанция с хорошей антенной - не было. Хотя отдельная плата с проводами не лучшее решение с точки зрения надёжности - тут соглашусь. В Штурманах начиная с модели Штурман-200М - первая редакция которого была готова к производству в декабре 2021г - но в серию не пошла по ряду причин, сейчас готовится новая версия, ожидаем начало производства в конце лета - начале осени 2022г, см.

-так вот, в следующих поколениях штурманов, начиная со Штурмана-200М, аттенюатор будет расположен на основной приёмо-передающей плате и будет двузвенным (ВЧ-ПЧ) - эффективность и надёжность будет максимально возможной.

9) Я считаю, что единственным реальным и объективным критерием, по которому можно сравнивать радиостанции - это их реальная работа с реальными антеннами в реальных условиях.

Насколько я понимаю, Вы живёте где-то недалеко от Москвы или в Москве - давайте как-нибудь встретимся (в выходные - в будние дни у меня полный завал на работе, да и в выходные редко "отдыхаю") и проведём вместе с Вами (если есть ещё желающие - было бы ещё лучше) тест работы группы портативных раций разных диапазонов частот (можете взять самые подходящие по Вашему мнению для теста) в условиях реального леса (всё-таки наше КБ Беркут специализируется на разработке и производстве раций для леса - поэтому корректно сравнивать работу раций именно в лесу). У меня есть большая подборка импортных раций, Вы - или другие потенциальные участники теста - могут взять с собой ещё...)

И вот тут можно действительно узнать - какие рации (Штурманы-200, аланы-42, президенты рэнди, motorola и т.п.) действительно лучше работают в плотном лесу с обилием зелени (и не с холма на холм, как любят ставить опыты некоторые блогеры, а в реальном лесу).

Я не раз проводил тесты работы раций разных диапазонов частот в лесу в разных условиях связи.

В условиях леса с густым подлеском, плотной листвой (летом) или обилием снега на ветках (зимой) рации Штурман (в FM) обеспечивают более дальнюю и стабильную связь, чем любые импортные портативные радиостанции.

Когда лес "голый" (ранней весной или поздней осенью) - то поспорить по дальности со Штурманам в условиях ровного рельефа (из низин - всё-равно проиграют) могут только экстремально мощные (например, 24 Вт-ные рации Leixen UV-25D с длинными 38 см эффективными антеннами; летом или зимой даже такие монструозные по габаритам и весу рации проигрывают гораздо менее мощным, более компактным и лёгким Штурманам):

Если согласны встретиться для проведения совместного теста работы раций в лесу - мой тел. +7-958-682-36-65, e-mail: info@kbberkut.ru

С уважением, Сергей Слинкин.

P.S. Это предложение относится к любым желающим поучаствовать в тесте - и можно с собой захватить для теста любые портативные рации. Очередная поставка на склад раций Штурман-200, из которых я могу выделить рации для участия в тесте, должна быть примерно 10 июня (плюс-минус несколько дней). Тест можно провести в субботу или воскресенье после прихода раций на склад.

А потом уже пусть автор стрима измеряет параметры - и смотрит, как те или иные параметры влияли на реальную работу - дальность и качество связи - в реальных условиях.

Хороший доктор лечит не болезнь - а пациента, рассматривая ситуацию в комплексе.

И в рациях важна совокупность параметров, определяющая реальную работу на приём и на передачу, поэтому объективную картину может дать только тестирование работы в реальных условиях.

Так, если у рации хорошая чувствительность при плохой избирательности и динамическом диапазоне - то это, возвращаясь к медицинским аналогиям, равнозначно одновременному приёму снотворного и слабительного.

Совокупность параметров приёмо-передающего тракта и антенн раций Штурман позволяет им в режиме FM модуляции в условиях плотного леса с перепадами высот (не при связи с холмов - а когда радиоволна распространяется по самому лесу) обеспечить более дальнюю и стабильную связь, чем любые известные мне (а я знаю много моделей) импортные портативные радиостанции.

Предлагаю всем желающим в этом убедиться, захватив для теста лучшие - по их мнению - рации для работы в лесу.

P.S. Автор серии многочасовых стримов по измерению параметров раций - Денис Дубов - согласился встретиться для проведения совместного теста работы разнообразных раций в лесу. Но он сможет это сделать только в начале июля 2022г.

Совместный тест с автором стрима пока не проведён - Денис Дубов (автор стрима) откладывает время его проведения.

Пока выкладываю видео проведённого 11 июня теста работы в лесу раций Alan 42, President Randy III и Штурман-200:

и сравнение работы с репитером на расстоянии 5,2 км рации President Randy III (не заработала - только отдельные звуки удалось разобрать) и Штурмана-200 (полностью разборчивые сообщения):

Спасибо!

P.P.S. 16 июля 2022г совместно с Денисом (автором стрима) и ещё одним профессиональным радиоблогером Павлом провели тест работы группы портативных радиостанций разных диапазонов частот (cb, lb, vhf, uhf), аналоговых и цифровых, в условиях плотного леса (ровный рельеф, густой подлесок, очень высокий уровень техногенных электромагнитных помех, сильное "прохождение" (определённое состояние ионосферы, которое способствует переотражению низкочастотных радиоволн от ионосферы - в дни, когда наблюдается "прохождение" осложнена ближняя связь в низкочастотных диапазонах частот).

Несмотря на крайне неблагоприятные для работы низкочастотных раций условия Штурманы-200 обеспечили наиболее дальнюю связь:

А вот версия этого теста, профессионально и качественно смонтированная Денисом:

Особенно мне понравилось выражение лица Дениса - в этот момент Павел сообщил, что Штурман работал гораздо лучше рации President Randy
Особенно мне понравилось выражение лица Дениса - в этот момент Павел сообщил, что Штурман работал гораздо лучше рации President Randy