V posledním vydání časopisu Radiožurnál, jehož obsah přebírá také klubový časopis ČRK, bylo možné se seznámit jak s docela fundovaným článkem na téma SDR, tak i velmi dobrou recenzí transceiveru KX3 firmy Elecraft. Oba články doporučuji si podrobně prostudovat, ne jen zběžně přečíst. Je zajímavé, že autoři obou článků shodně docházejí k názoru, že doba superhetů minula a technický pokrok vrací na trh přijímače s nulovou (resp. téměř nulovou) mezifrekvencí, tedy tzv. "homodyny", jenž jsou doplněny digitálním zpracováním přijímaných signálů. A že tyto přijímače vítězně táhnou světem, jejich parametry jsou vynikající a jsou budoucností radioamatérského provozu. Autoři ovšem - se vžitou představou KV operátorů, že radioamatérský svět končí na 30, resp 50MHz (jak známé jsou výrazy "všepásmové zařízení", hi) - zapomněli, že existuje vitální svět VKV radioamatérů!

Takže jejich závěry sice platí - ale jen omezeně. A protože tady jste na půdě webových stránek, které se věnují radioamatérskému provozu na VKV kmitočtech, je nutno vzít do úvahy, že oba články v Radiožurnálu se netýkají všepásmových přijímačů, ale přijímačů pro radioamatérská pásma středních a krátkých vln (příp. hraničního KV pásma 6m). Situace na VKV pásmech, zejména během VKV závodů v OK, OM, DL, S5 a 9A, kde je vysoká hustota QRO contestových stanic, je ZCELA ODLIŠNÁ od provozu na krátkovlnných pásmech! Zatímco provoz na KV pásmech se typicky vyznačuje malou dynamikou přijímaných signálů (obvykle do 50dB a jen výjimečně více), vysokou úrovní šumového (ruchového) pozadí na pásmech a navíc vysokou hustotou stanic na jednotku pásma, na VKV je vše zcela opačně. Zatímco (relativně) nízký šum pozadí umožňuje lovit z šumu signály na úrovních i pod -150 dBm, tak na druhé straně QRO stanice na protějším kopci (vybavená mnoha kW PA a ziskovými anténami do všech směrů - tedy tzv. "multibeamingem") na vstupu našeho přijímače může snadno vyvolat extrémní signálové úrovně okolo -10 dBm. Rozdíly v úrovních jsou tedy až 140dB! Naštěstí takto extrémně silných signálů je na VKV pásmech relativně málo a řádově menší je i počet stanic na jednotku pásma. Proto je narozdíl od KV dosti nezajímavý parametr blízké selektivity přijímače (potlačení signálu stanic v kmitočtově blízkém sousedství přijímaného signálu), není vyžadována extrémné intermodulační odolnost (protože pravděpodobnost vzniku rušivého intermodulačního produktu dvou stanic, jenž by se právě strefil na kmitočet, na kterém posloucháme, je řádově menší), zato však je extrémně důležitý stopband a linearita - tedy potlačení extrémně silného signálu sousední stanice, s čímž souvisí nejen mimořádné požadavky na MF filtry, ale také - a to zejména - na čistotu postranního šumového spektra oscilátoru jak přijímače, tak i vysílače té blízké QRO stanice.

Pokud je na přijímací straně namísto kvalitního superhetu použit přijímač postavený na principu SDR, jsou požadavky na jeho parametry na VKV pásmech - s ohledem na potřeby uvedené výše - do značné míry odlišné, než je tomu na KV pásmech! Především perfektně čistý oscilátor, vstupní směšovač s vysokou odolností (tyto požadavky jsou totožné jak pro superhet, tak i pro SDR koncepci), ale naše pozornost se zaměří především na A/D převodník, který musí být schopen lineárně zpracovat signály s dynamikou nejméně 140dB. A tady je kámen úrazu - takové obvody zatím nejsou komerčně dostupné. A tak zatímco dnešní A/D převodníky v novodobých KV (ale také komerčních VKV - např. DVB-T, či GSM) přijímačích už jsou schopny plně uspokojit požadavky na provoz těchto zařízení, u zařízení pro VKV závody tomu tak dosud není, protože jen ten absolutně nejlepší z nejlepších krátkovlnných transceiverů je schopen jakž-takž vyhovět při náročnýcých podmínkách contestového provozu na VKV pásmech 144 a 432MHz. A tak, když se podíváme na schema transceiveru KX3, vidíme, že A/D převodník PCM1803  (resp. D/A převodník PCM1773 v TX cestě) v hodnocené KX3 má katalogovou dynamiku 103 dB (resp. 98 dB v TX cestě), a to je pro kvalitní contestový provoz na VKV pásmech zatím stále velice málo, zatímco to na KV pásmech to již zcela vyhovuje.

Pro srovnání - dynamika okolo 90 až 100dB je na úrovni stopbandu 8-mi krystalového filtru na 9MHz. Pokud si vzpomenete na dokumentaci například 30 let  starého transceiveru Sněžka, tak uvidíte, že i jeho dynamický rozsah byl ještě doplněn prvním "roofing" filtrem na 21,4MHz se stopbandem dalších desítek dB... A u dnešních špičkových transceiverů, kde se v signálové cestě používá více filtrů na různých MF kmitočtech to není jinak.  Na KV pásmech je klíčovým parametrem strmost filtrů, resp. selektivita ve vzdálenosti jednotek kHz od užitečného (přijímaného) signálu.

Na VKV, s ohledem na omezení, dané postranním fázovým šumem oscilátorů, potřebujeme sice o několik řádů vyšší selektivitu (stopband), než na KV, ale dosažení její plné hodnoty nás zajímá až na kmitočtech desítky kHz daleko (od kmitočtu QRO stanice na protějším kopci se vždy odladíme více, než pár kHz...). Proto filtrový koncept příjmu systému superhetu není na VKV pásmech dosud zastaralý a vyhovuje tam dosud nejlépe. Naopak - SDR/DSP koncept přijímače je pro VKV pásma na současném stavu techniky zatím nedostatečný.

Digitální zpracování vstupních signálů z radioamatérských VKV pásem proto zřejmě ještě nějakou dobu zůstane ve formě DSP (umístěného za krystalovým filtrem) jen příjemným doplněním přijímače, koncipovaného obvodově jako kvalitní superhet, vybavený krystalovým CW/SSB filtrem a zastřešovacím filtrem na první MF, případně ještě nějakým dodatečným MF roofing filtrem, který nejen, že zlepší selektivitu a stopband, ale především výrazně potlačí mořnost reciprokého směšování rušivých signálů s postranním šumovým  spektrem našeho oscilátoru.

Stejně tak je tomu u vysílače, kde použití D/A převodníku může generovat kvantizační šum, jehož úroveň je na KV pásmech sice nezajímavá (je pod šumovým pozadím KV pásma), ale na VKV by mohl způsobit srdeční záchvat operátora sousední contestové stanice...

Dokud tedy nebudou tato SDR / DSP zařízení vybavena A/D a D/A převodníky s dynamikou nejméně 140, ale raději 150dB, můžete zůstat v klidu. Čas na nahrazení vašeho osvědčeného transceiveru, postaveného na principu superhetu na VKV pásmech nějakým novým transceiverem s plně digitálním zpracováním signálů, ještě nevypršel. A SDR přijímače do té doby zůstanou (vedle superhetu) jen vhodným doplňkem pro rychlou orientaci operátora o tom, co se právě na pásmu děje.

Navíc, mimo výše uvedené objektivní důvody, proč zatím nepodléhat panice a nevyměňovat superhetové rádio za SDR/DSP přijímač, je tu ještě jeden důvod ryze subjektivní, protože na řadu radioamatérů působí zdigitalizovaný šum takového přijímače agresivně a m.j. do značné míry smazává výhodu našeho interního (mezi ušima zabudovaného) audio procesoru, který je schopen díky "built in" mentálnímu korelačnímu přijímači schopen vyhodnotit informační obsah i u signálů, které jsou utopeny pod šumem.

Na otázku: "Přišel čas nahradit transceiver, pracující na principu superhetu, za SDR přijímač? si zatím můžeme spokojeně odpovědět: ANI NÁHODOU! Ovšem - zatím! To slovo zatím totiž znamená, že současný stav nemusí vytrvat navždy - možná se už za pár let dočkáme transceiveru, postaveného na tomto principu, který plně vyhoví i při provozu na radioamatérských VKV pásmech. Kdo ví...?

73! a na slyšenou na VKV!
OK1VPZ

A ještě dodatek z února 2016 (kopie z diskusního boardu OK2KKW):

...určitě mne zase někdo obviní z neznalosti, hi, ale vezměte si to logicky: když si odmyslíme všechny analogové problémy, jako nedostatečnou selektivitu, s tím související nebezpečí mimopásmového rušení, intermodulační odolnost směšovače a postranní fázový šum oscilátoru (a ten produkuje ve výsledku skutečný šum, blokující příjem slabých signálů stejně, jako u analogového rádia), máte tu vedle problémů zmíněných výše ještě A/D převodník. A možná to nevím, ale pokud se nemýlím, tak dynamika těchto převodníků, použitá v SDR zařízeních, nepřesahuje nějakých 116dB (K3) a to je pro VKV závod málo. Výrobci renomovaných zařízení to řeší tak, že použijí klasický superhet s SSB krystalovým filtrem a nízkou MF řádu 15kHz, kde již omezená dynamika A/D převodníku nevadí, protože jí pomáhá zmíněný krystalový filtr (například transceiver K3, nový Icom 7800 apod.). Takže prostý SDR se směšovačem do nulového, či nízkého zázněje, ale bez SSB (CW) krystalového filtru trpí handicapem, který jej pro kvalitní VKV contestový provoz na spodních pásmech prakticky vylučuje z reálného použití (což ovšem neomezuje jeho úspěšné použití v aplikacích, o kterých píše OK1TEH - tedy KV provoz a použití jako MF transceiveru na mikrovlnných pásmech). Co se týká TX, tak nízká dynamika D/A převodníku nevadí a rozhodují klasické analogové parametry naprosto stejně, jako u každého analogového vysílače: tedy především čistota oscilátoru, který je u valné většiny tzv. USB SDR velmi sporná už z důvodu miniaturních rozměrů rezonančního obvodu, jenž má za následek nízké Q, vnikání šumu z digitální syntézy (často jde navíc o oscilátorové obvody značně širokopásmové), IMD vlastnosti směšovače, šumové číslo směšovače a prvního zesilovače TX cesty, filtrace napájení atd, atd. Tím neříkám, že takový SDR TX nemůže mít lepší vlastnosti, než komerční analogový TX. Určitě ano. Ale není to výsledek digitálního zpracování signálu v modulátoru, ale jen a pouze záležitost lépe zvládnuté klasické VF obvodařiny. Protože fyzika se ohýbá těžce... A proč je takový rozdíl mezi KV a VKV? Zamyslete se sami, jaká je dynamika přijímaných signálů na KV a VKV... Nicméně: až bude mít A/D převodník v SDR dynamiku ne 96dB (16-ti bitový přebodník), ale 140dB (24bitový převodník), nebo dokonce 160dB (třeba se toho někdy dočkáme), určitě budu moci takové řešení doporučit jako vhodný materiál ke konstruktérskému přemýšlení.

73! VPZ.

BTW: ten ELAD-FDM-DUO má A/D převodník s dynamikou 96dB. Stejně tak nový Icom 7300. Na KV je to perfektně postačující.

Viz doporučené čtení:  https://en.wikipedia.org/wiki/Analog-to-digital_converter