Загальна інформація про інтерфейси - теорія та практика.
Далі буде
Загальне про інтерфеси
Модератор: UW1WU
Загальне про інтерфеси
Хочу, нарешті, торкнутися цієї теми. З технічної точки зору, питання не складне. Але радіоаматорам-початківцям, хто раніше не стикався з роботою з такими пристроями, пробіли саме у загальній інформації, дуже часто заважають вірно сконфігурувати програмне забезпечення і експлуатувати вже програмно-апаратний радіоаматорський комплекс (саме так, бо інттерфейс як раз і передбачений з"єднати трансивер і комп"ютер і керувати процесом приймання/передавання, перестройки по діапазону, перемикання діапазонів, видів випромінювання та інш. що перетворює окремі блоки у єдиний комплекс під керуванням програмного забезпечення комп"ютера). До інтерфейсу може бути віднесено додатково таке спеціфічне обладнання як комутатор антен, комутатор діапазонів підсилювача потужності, ротатори антен, телеграфні ключі тощо. Останнє з переліченого наразі не рухаю.
А от звичайнісеньку чорну коробочку яка має дротики з роз"ємами які приєднюються з одного боку до трасивера, а здругого боку до комп"ютера, - хотілося би відкрити та подивитися, що там в середині і як воно там все працює. Треба тут зауважити, що не тільки дротиками можуть бути з"єднані ті пристрої, що згадувалися вище. Враховуючи дешевизну та розповсюдження комукаційних модулів, що використовують радіохвилі ГГц діапазону, є інтерфейси без дротиків.
Отже, ближче до суті, поїхали. Для початку треба розібратися, які сигнали і у якому напрямку використовуються для передачі/приймання і в яких випадках. Сигнали звукової частоти - передбачається для передачі між трансивером і комп"ютером в обидва боки.
При прийманні з ефіру(етеру) сигнал з НЧ або, якщо таке передбачено конструкцією, з лінійного виходу трансивера напряму або через розділюючий трансформатор подається на лінійний вхід звукової карти комп"ютера. Це використовується, в основному, при роботі у цифрових модах, для програмного декодування телеграфу, та цифрової обробки(фільтрації, покращення співвідношення сигнал/шум, видалення тріску та імпульсних перешкод, ехо та інше) голосових повідомлень при проведенні радіозв"язків у телефонному режимі.
При передачі - за аналогією все те ж саме, тільки у зворотньому напрямку - звуковий сигнал з лінійного виходу комп"ютера подається на мікрофонний або лінійний вхід трансивера.
Ці дві лінії створюють звуковий інтерфейс.
Робота в ефірі(етері) передбачає режими як приймання, так і передачі. Було би великим недоліком не використовувати комп"ютер перемикати мою станцію з передачі на приймання і, навпаки. Для цього існує сигал, який прямує від комп"ютера до трансивера. Така лінія має назву PTT (Push to Talk). При роботі з різними видами випромінювання, перед тим, як подати сигнал по звуковому інтерфейсу або по інших лініях з комп"ютера до трансивера, саме завдяки сигналу PTT, трансивер переводиться в режим передачі.
Деякі моделі трансиверів мають можливість апаратної модуляції при роботі у таких цифрових модах як RTTY та PSK. Таке побудування тракту дозволяє досягнути відмінної якості зформованого сигналу, але вимагає додаткової лінії керування з боку комп"ютера. Така лінія має назву FSK.
Історично так склалося, що проведення радіозв"язку у минулому відбувалося, в основному, телеграфом і всі трансивери, без виключення, мають окремий вхід для телеграфної маніпуляції. Керування відбувається з боку коип"ютера і така лінія носить назву CW.
І от по-малу підбираюся до самого CAT-интерфейсу (Computer Aided Transceiver).
Далі буде
А от звичайнісеньку чорну коробочку яка має дротики з роз"ємами які приєднюються з одного боку до трасивера, а здругого боку до комп"ютера, - хотілося би відкрити та подивитися, що там в середині і як воно там все працює. Треба тут зауважити, що не тільки дротиками можуть бути з"єднані ті пристрої, що згадувалися вище. Враховуючи дешевизну та розповсюдження комукаційних модулів, що використовують радіохвилі ГГц діапазону, є інтерфейси без дротиків.
Отже, ближче до суті, поїхали. Для початку треба розібратися, які сигнали і у якому напрямку використовуються для передачі/приймання і в яких випадках. Сигнали звукової частоти - передбачається для передачі між трансивером і комп"ютером в обидва боки.
При прийманні з ефіру(етеру) сигнал з НЧ або, якщо таке передбачено конструкцією, з лінійного виходу трансивера напряму або через розділюючий трансформатор подається на лінійний вхід звукової карти комп"ютера. Це використовується, в основному, при роботі у цифрових модах, для програмного декодування телеграфу, та цифрової обробки(фільтрації, покращення співвідношення сигнал/шум, видалення тріску та імпульсних перешкод, ехо та інше) голосових повідомлень при проведенні радіозв"язків у телефонному режимі.
При передачі - за аналогією все те ж саме, тільки у зворотньому напрямку - звуковий сигнал з лінійного виходу комп"ютера подається на мікрофонний або лінійний вхід трансивера.
Ці дві лінії створюють звуковий інтерфейс.
Робота в ефірі(етері) передбачає режими як приймання, так і передачі. Було би великим недоліком не використовувати комп"ютер перемикати мою станцію з передачі на приймання і, навпаки. Для цього існує сигал, який прямує від комп"ютера до трансивера. Така лінія має назву PTT (Push to Talk). При роботі з різними видами випромінювання, перед тим, як подати сигнал по звуковому інтерфейсу або по інших лініях з комп"ютера до трансивера, саме завдяки сигналу PTT, трансивер переводиться в режим передачі.
Деякі моделі трансиверів мають можливість апаратної модуляції при роботі у таких цифрових модах як RTTY та PSK. Таке побудування тракту дозволяє досягнути відмінної якості зформованого сигналу, але вимагає додаткової лінії керування з боку комп"ютера. Така лінія має назву FSK.
Історично так склалося, що проведення радіозв"язку у минулому відбувалося, в основному, телеграфом і всі трансивери, без виключення, мають окремий вхід для телеграфної маніпуляції. Керування відбувається з боку коип"ютера і така лінія носить назву CW.
І от по-малу підбираюся до самого CAT-интерфейсу (Computer Aided Transceiver).
Далі буде
Загальне про інтерфеси
Назва CAT-интерфейс (Computer Aided Transceiver) перекладається як комп"ютеризований трансивер або як функціональна зв"язка цих двох пристроїв. В нас прижився термін "CAT-интерфейс", який не сплутаєш ні з чим. CAT-Інтерфейс будувався і будується на основі роботи пристроїв послідовного інтерфейсу RS-232. У процесі своєї еволюції, інтерфейс прийшов до стандарту підключення по USB, але COM-порти, хоч і стали віртуальними, але досі працюють вірою і правдою за для автоматизації нашої роботи в ефірі(етері). Цей інтерфейс є двосторонніМ, інформація передається як з боку комп"ютера до трансивера, так, і навпаки. З боку трансивера управління відбувається мікроконтролером. Можна з впевненістю стверджувати, - трансивер, у конструкцію якого закладено керування основними функціями мікроконтролером, має підключатися до комп"ютера через комп"ютерний інтерфейс. Кожний виробник трансиверів, такі, як KENWOOD, YAESU, ICOM, ELECRAFT та інші, навіть, окремі конструктори, створюють свої команди та набори комад CAT-интерфейсу. Мало того, дуже часто, у того ж самого виробника різні моделі мають свої набори команд. Тому, коли налагоджую підключення, перелік трансиверів є не просто великим, а величезним. За допомогою команд від трансивера до комп"ютера, комп"ютер має інформацію про поточну частоту, моду, увімкнений у даний момент фільтр, тощо. За допомогою команд від комп"ютера до трансивера, можемо це все увімкнути, переключити, щось змінити, вимкнути і багато іншого. Обмін інформацією з комп"ютером про поточний стан трансивера і відсилка комп"ютером команд інформаційних запитів та управління відбувається постійно. Тому, наприклад, варто тільки покрутити валкодер зміни частоти або натиснути на кнопку перемикання діапазонів, у той же самий час відбуваються також зміни у відображенні цих параметрів на екрані дісплея комп"ютера.
Отже, інтерфейс між ком"ютером і трансивером складається з інтерфесів:
- звукового,
- PTT/CW, FSK
- CAT
Далі буде
Отже, інтерфейс між ком"ютером і трансивером складається з інтерфесів:
- звукового,
- PTT/CW, FSK
- CAT
Далі буде
Загальне про інтерфеси
Повний інтерфейс не завжди використовується, особливо в саморобних конструкціях. При цьому, частина функцій стає недоступною через неповноту інтерфейса, але мінімально достатньою для проведення радіозв"язків тією чи іншою модою. Так для роботи телеграфом, з переліченого вище, достатньо - PTT/CW інтерфейсу. Для роботи телефоном, усіма цифровими модами достатньо звукового, PTT/CW інтерфейсів. Звісно, функції, що надає безпосередньо CAT-интерфейс, доступними не будуть у цих випадках. В аудіо інтерфейсі промислового або дрібно-серійного виробництва високого класу може використовуватися окрема вбудована в конструкцію інтерфейса звукова карта, параметри якої оптимізовані для цілей проведення радіозв"язку. Деякі моделі мають вбудовані електронні телеграфні ключі, або телеграфні процесори типу WinKeyer.
Окремо скажу, що при роботі цифровими модами дуже важливо підбирати рівень вихідного сигналу з комп"ютера, відсутність компресії і зайвого підсилення в трансівері - це основа роботи. Перекачка особливо чутлива в "цифрі". Бо якщо сигнал є перекачаним, то багато колег відчує це на собі і скаже велике "Дякую" за такий сигнал його автору. Крім того падає стійкість до декодування з боку приймальної станції через наявність у спектрі сигналу продуктів перекачки. Методика налаштування рівня сигналу описується в керівництві користувача на трансивер. Якщо конструкцією трансивера передбачено вимірювання рівня ALC, то, як правило, саме цей показник береться за основу при налаштуванні роботи в ефірі при генерації та передачі до трансивера сигналу комп"ютерною звуковою картою.
От коротенько про з"єднання трансивера з комп"ютером. Слід ще додати, - для керування трансивером немає необхідності мати потужні системи з процесорами останніх поколінь, великими об"ємами оперативної та дискової пам"яті. Це зайвим не буде, але необхідна потужність комп"ютера може визначатися програмним забезпеченням, яке використовується, кількістю одночасово декодованих сигналів при прийманні, одночасово запущених аплікацій на цьому комп"ютері, та відкритих вікон у відкритих інтернет-браузерах. Скоріше всього, немає ніякої методики і простіше придатність існуючої обчислювальної техніки, що планується до використання для управління трансивером, може бути визначена практично. Запустив, проаналізував, зробив висновки, побіг в магазин за новим SSD, планками оперативної пам"яті, прцесором
Далі буде
Окремо скажу, що при роботі цифровими модами дуже важливо підбирати рівень вихідного сигналу з комп"ютера, відсутність компресії і зайвого підсилення в трансівері - це основа роботи. Перекачка особливо чутлива в "цифрі". Бо якщо сигнал є перекачаним, то багато колег відчує це на собі і скаже велике "Дякую" за такий сигнал його автору. Крім того падає стійкість до декодування з боку приймальної станції через наявність у спектрі сигналу продуктів перекачки. Методика налаштування рівня сигналу описується в керівництві користувача на трансивер. Якщо конструкцією трансивера передбачено вимірювання рівня ALC, то, як правило, саме цей показник береться за основу при налаштуванні роботи в ефірі при генерації та передачі до трансивера сигналу комп"ютерною звуковою картою.
От коротенько про з"єднання трансивера з комп"ютером. Слід ще додати, - для керування трансивером немає необхідності мати потужні системи з процесорами останніх поколінь, великими об"ємами оперативної та дискової пам"яті. Це зайвим не буде, але необхідна потужність комп"ютера може визначатися програмним забезпеченням, яке використовується, кількістю одночасово декодованих сигналів при прийманні, одночасово запущених аплікацій на цьому комп"ютері, та відкритих вікон у відкритих інтернет-браузерах. Скоріше всього, немає ніякої методики і простіше придатність існуючої обчислювальної техніки, що планується до використання для управління трансивером, може бути визначена практично. Запустив, проаналізував, зробив висновки, побіг в магазин за новим SSD, планками оперативної пам"яті, прцесором
Далі буде
Загальне про інтерфеси
Ось, нарешті, настав час графічних історій 
На цьому малюнку у графічній формі представлено все те, про що говорилося у декілька постах вище. Це структурна схема автоматизації робочого місця радіоаматора. Зліва - персональний комп"ютер чи ноутбук, справа трансивер, конструкцією якого передбачено підключення до засобів обчислювальної техніки через інтерфейс - "чорну коробочку" (по середині).
Пару десятків років тому наявність апаратних COM-портів в комп"ютері ніхто не обговорював - були мінімум два за замовчуванням що розміщалися на задній панелі. На материнській платі, практично, на всіх моделях, були голчаті роз"єми 2 ряди по 5 контактів, за дпомогою яких та інтерфейсних кабелів з роз"ємами DB-9 та/або DB-25 на планках, що кріпилися на задній стінці корпуса ПК замість заглушок, можна було отримати загальною кількістю 4 і більше послідовних інтерфейсних портів. Тому самі перші схеми керування базувалися саме на послідовних портах, що працювали за стандартом рівней сигналів - RS232. Не можна не згадати і комп"ютерні порти для підключення периферійних пристроїв, таких як принтери, що працювали за стандартом CETRONIX. Маючи 8 двоспрямованих ліній та декілька ліній керування, ці порти ідеально підходили для підключення трансиверів через "чорні коробочки". Але було одне але. Розробники трансиверів орієнтувалися всеж таки, на послідовні порти для CAT-інтерфейсу, тобто тої частини "чорної коробочки", яка відповідала за обмін інформацією та управління за допомогою системи команд, які генерує управляюча програма на комп"ютері типу контест логера. Команди поділені на групи. В залежності від виробника трансивера, моделі і класу, існуюь різні мікропрограми в трансиверах, які забезпечують приймання від комп"ютера та виконання наборів наборів груп цих команд від самих простих до складних. Тому в керуючих програмах, наприклад, контест логерах, при конфігурації, у першу чергу, необхідно вибрати модель свого наявного трансивера. Отже, паралельний порт частіше всього використовували для управління по лінії PTT(перемикання приймання/передача), телеграфної маніпуляції по лінії CW та, якщо таке передбачено конструкцією трансивера, - керування апаратним модулятором для цифрових мод по лінії FSK, підключення маніпулятора телеграфного сигналу.
Якщо уважно роздивитися CAT-інтерфейс, може виникнути питання - якщо в комп"ютері використовується послідовний інтерфейс, що працює за стандартом RS232, трансивер має інтерфейс, що працює за стандартом RS232, - то навіщо нам та "чорна коробочка", через яку теоретично відбувається з"єднання коип"ютера з трансивером. Абсолютно правильно, не потрібно у такому випадку ані чорних, ані сіробуромалинових коробочок. Відповідним кабелем єднаємо в одне ціле одне з другим. Але тільки при умоові роботи трансивера за стандартом RS232 (йдеться про рівень сигналів від мінус до плюс 15 Вольт). Є моделі трансиверів, що обладнані виробником послідовними інтерфейсом, з розпіновкою роз"єма DB-9 такого порта що співпадає з стандартним RS232. Але для своєї роботи використовує рівні сигналів трнзисторно-транзисторної логіки (TTL). Такі порти називають UART. У такому випадку "чорна коробочка" потрібна. І як раз там в ній знаходиться схема перетворення рівней сигналів, що використовуються в CAT-інтерфейсі. У якості прикладу, наведу такі моделі трансиверів - KENWOOD TS-440S, TS-790E як раз мають послідовний інтерфейс з рівнями TTL. А моделі KENWOOD TS-570SG, TS-590S(G), ELECRAFT K-3 чудово з"єднюються напряму кабелями з системними блоками, що мають послідовні порти з стандартним RS232 інтерфейсом. Трохи забіжу вперед, - моделі, які мають послідовний RS232 порт для CAT-інтерфейсу - KENWOOD TS-570SG, TS-590S(G), ELECRAFT K-3 та багато інших, працюють і через конвертери USB-RS232 через USB-порт комп"ютера чи ноутбука.
Далі, - на малюнку є ще один послідовний порт від комп"ютера до трансивера. Він парцює тільки у напрямку від комп"ютера до трансивера. Саме виводи RTS, DTR послідовного порта порта використовуються для управління по лінії PTT(перемикання прийом/передача), телеграфної маніпуляції по лінії CW та, якщо таке передбачено конструкцією трансивера, - керування апаратним модулятором для цифрових мод по лінії FSK за допомогою сигналу TxD або DTR порта.
Звуковий інтерфейс. За аналогією, можна не використовувати чорну коробочку. Працює, точно, перевірено - при з"єднуванні виходу звукової карти комп"ютера з НЧ або лінійним входом трансивера і, відповідно, входу звукової карти комп"ютера з НЧ або лінійним виходом трансивера за допомогою екранованого НЧ кабеля. Але у чорній коробочці знаходяться (мають знаходитися) 2 НЧ розділяючих трансформатора з регуляторами рівня сигналів, в задачу яуких входить електрично розв"язати(розділити по постійному струму) комп"ютер з трансивером. У більш дорогих доделях можуть бути свої підсилювачі НЧ з характерисиками АЧХ, оптимізованими для радіозв"язку. Деякі моделі мають вбудовні звукові карти також з оптимізацією АЧХ під радіозв"язок.
Додам ще - не існує якихось стандартів на роз"єми, які використовуються у конструкції інтерфейсу. Для різних моделей трансиверів можна зустріти DIN 5,6,7,8,13 пінові, Міні-DIN 5,7,8 пінові, RCA - (тюльпан), DB-9, DB-15, JACK 3.5, JACK 6.5 (джекі - як "моно", так і "стерео").
Далі буде
На цьому малюнку у графічній формі представлено все те, про що говорилося у декілька постах вище. Це структурна схема автоматизації робочого місця радіоаматора. Зліва - персональний комп"ютер чи ноутбук, справа трансивер, конструкцією якого передбачено підключення до засобів обчислювальної техніки через інтерфейс - "чорну коробочку" (по середині).
Пару десятків років тому наявність апаратних COM-портів в комп"ютері ніхто не обговорював - були мінімум два за замовчуванням що розміщалися на задній панелі. На материнській платі, практично, на всіх моделях, були голчаті роз"єми 2 ряди по 5 контактів, за дпомогою яких та інтерфейсних кабелів з роз"ємами DB-9 та/або DB-25 на планках, що кріпилися на задній стінці корпуса ПК замість заглушок, можна було отримати загальною кількістю 4 і більше послідовних інтерфейсних портів. Тому самі перші схеми керування базувалися саме на послідовних портах, що працювали за стандартом рівней сигналів - RS232. Не можна не згадати і комп"ютерні порти для підключення периферійних пристроїв, таких як принтери, що працювали за стандартом CETRONIX. Маючи 8 двоспрямованих ліній та декілька ліній керування, ці порти ідеально підходили для підключення трансиверів через "чорні коробочки". Але було одне але. Розробники трансиверів орієнтувалися всеж таки, на послідовні порти для CAT-інтерфейсу, тобто тої частини "чорної коробочки", яка відповідала за обмін інформацією та управління за допомогою системи команд, які генерує управляюча програма на комп"ютері типу контест логера. Команди поділені на групи. В залежності від виробника трансивера, моделі і класу, існуюь різні мікропрограми в трансиверах, які забезпечують приймання від комп"ютера та виконання наборів наборів груп цих команд від самих простих до складних. Тому в керуючих програмах, наприклад, контест логерах, при конфігурації, у першу чергу, необхідно вибрати модель свого наявного трансивера. Отже, паралельний порт частіше всього використовували для управління по лінії PTT(перемикання приймання/передача), телеграфної маніпуляції по лінії CW та, якщо таке передбачено конструкцією трансивера, - керування апаратним модулятором для цифрових мод по лінії FSK, підключення маніпулятора телеграфного сигналу.
Якщо уважно роздивитися CAT-інтерфейс, може виникнути питання - якщо в комп"ютері використовується послідовний інтерфейс, що працює за стандартом RS232, трансивер має інтерфейс, що працює за стандартом RS232, - то навіщо нам та "чорна коробочка", через яку теоретично відбувається з"єднання коип"ютера з трансивером. Абсолютно правильно, не потрібно у такому випадку ані чорних, ані сіробуромалинових коробочок. Відповідним кабелем єднаємо в одне ціле одне з другим. Але тільки при умоові роботи трансивера за стандартом RS232 (йдеться про рівень сигналів від мінус до плюс 15 Вольт). Є моделі трансиверів, що обладнані виробником послідовними інтерфейсом, з розпіновкою роз"єма DB-9 такого порта що співпадає з стандартним RS232. Але для своєї роботи використовує рівні сигналів трнзисторно-транзисторної логіки (TTL). Такі порти називають UART. У такому випадку "чорна коробочка" потрібна. І як раз там в ній знаходиться схема перетворення рівней сигналів, що використовуються в CAT-інтерфейсі. У якості прикладу, наведу такі моделі трансиверів - KENWOOD TS-440S, TS-790E як раз мають послідовний інтерфейс з рівнями TTL. А моделі KENWOOD TS-570SG, TS-590S(G), ELECRAFT K-3 чудово з"єднюються напряму кабелями з системними блоками, що мають послідовні порти з стандартним RS232 інтерфейсом. Трохи забіжу вперед, - моделі, які мають послідовний RS232 порт для CAT-інтерфейсу - KENWOOD TS-570SG, TS-590S(G), ELECRAFT K-3 та багато інших, працюють і через конвертери USB-RS232 через USB-порт комп"ютера чи ноутбука.
Далі, - на малюнку є ще один послідовний порт від комп"ютера до трансивера. Він парцює тільки у напрямку від комп"ютера до трансивера. Саме виводи RTS, DTR послідовного порта порта використовуються для управління по лінії PTT(перемикання прийом/передача), телеграфної маніпуляції по лінії CW та, якщо таке передбачено конструкцією трансивера, - керування апаратним модулятором для цифрових мод по лінії FSK за допомогою сигналу TxD або DTR порта.
Звуковий інтерфейс. За аналогією, можна не використовувати чорну коробочку. Працює, точно, перевірено - при з"єднуванні виходу звукової карти комп"ютера з НЧ або лінійним входом трансивера і, відповідно, входу звукової карти комп"ютера з НЧ або лінійним виходом трансивера за допомогою екранованого НЧ кабеля. Але у чорній коробочці знаходяться (мають знаходитися) 2 НЧ розділяючих трансформатора з регуляторами рівня сигналів, в задачу яуких входить електрично розв"язати(розділити по постійному струму) комп"ютер з трансивером. У більш дорогих доделях можуть бути свої підсилювачі НЧ з характерисиками АЧХ, оптимізованими для радіозв"язку. Деякі моделі мають вбудовні звукові карти також з оптимізацією АЧХ під радіозв"язок.
Додам ще - не існує якихось стандартів на роз"єми, які використовуються у конструкції інтерфейсу. Для різних моделей трансиверів можна зустріти DIN 5,6,7,8,13 пінові, Міні-DIN 5,7,8 пінові, RCA - (тюльпан), DB-9, DB-15, JACK 3.5, JACK 6.5 (джекі - як "моно", так і "стерео").
- cat_interface_cr.jpg (36.49 Кіб) Переглянуто 2143 разів
Загальне про інтерфеси
На цьому малюнку все те ж саме, що і на попередньому, - крім одного. З розвитком комп"ютерної індустрії, свій розвиток отримали інші
послідовні інтерфейси, що відрізняються від таких, що працюють за стандартом RS232. Вдалим виявився USB інтерфейс, який на даний момент дожив вже до 3 версії цього стандарту. Відповідно, виробники почали збільшувати увагу у розвитку за рахунок одного стандарту у бік другого. Хоча у багатьох настільних і серверних системах зберігаються можливість роботи з послідовними портами, у секторі ноутбуків, вже тільки USB, причому, вже з різними типами роз"ємів - mini, micro, type C.
І там, де на попередньому малюнку (колись) використовувалися COM-порти за стандартом RS232, то сьогодні вже підключення відбувається через USB-порти.
На ринку існують десятоки микросхем-чіпів різних виробників, що перетворюють сигнали USB у сигнали одного, двох і більше віртуальних послідовних портів, які вже використовуються для обміну інформацією та керуванням трансівером.
Саме такі мікросхеми стоять у чорній коробочці. Хоча фізично такі мікросхеми можуть бути частиною конструктива USB роз"єму. Ось на малюнку як раз показаний такий роз"єм. Якщо його розібрати, видалити весь пластик, яким залито цей конструктив, то в середині буде невеличка друкована плата, на якій буде розпаяний роз"єм і декілька мікросхем, склад яких залежить від виробника та функцій, які виконує дана схема.
Частіше всього використовується мікросхеми-перетворювачі сигналів одного USB порта в сигнали одного віртуального послідовного порта, що працює з рівнями TTL, або 0-3,3 Вольт.
У переліку такі мікросхеми - CP2101 від SILABS, PL2303 від PROLIFIC, FT232 від FTDI, CH340 від декількох китайських виробників
Для роботи таких перетворювачів вже мають бути встановлені відповідні драйвери до операційної системи комп"ютера. Без драйверів система працювати не буде. Хоча в останніх версіях Windows такі драйвери були включені до інсталяційного пакету і встановлювалися автоматично.
От так виглядає "роздітий " USB роз"єм з друкованою платою перетворювача USB - послідовний порт. Був трохи модифікований як раз для потреб використання у саморобному інтерфейсі для трансивера KENWOOD TS-790E.
Одна з самих кращих на мій погляд, мікросхем з метою вбудувати її до "чорної коробочки".
Надійність і коректність роботи тої чи іншої мікросхеми - окрема тема.
Далі буде
послідовні інтерфейси, що відрізняються від таких, що працюють за стандартом RS232. Вдалим виявився USB інтерфейс, який на даний момент дожив вже до 3 версії цього стандарту. Відповідно, виробники почали збільшувати увагу у розвитку за рахунок одного стандарту у бік другого. Хоча у багатьох настільних і серверних системах зберігаються можливість роботи з послідовними портами, у секторі ноутбуків, вже тільки USB, причому, вже з різними типами роз"ємів - mini, micro, type C.
І там, де на попередньому малюнку (колись) використовувалися COM-порти за стандартом RS232, то сьогодні вже підключення відбувається через USB-порти.
- cat_interface_2_cr.jpg (40.2 Кіб) Переглянуто 2132 разів
Саме такі мікросхеми стоять у чорній коробочці. Хоча фізично такі мікросхеми можуть бути частиною конструктива USB роз"єму. Ось на малюнку як раз показаний такий роз"єм. Якщо його розібрати, видалити весь пластик, яким залито цей конструктив, то в середині буде невеличка друкована плата, на якій буде розпаяний роз"єм і декілька мікросхем, склад яких залежить від виробника та функцій, які виконує дана схема.
- cat_interface_6_cr.jpg (56.24 Кіб) Переглянуто 2132 разів
У переліку такі мікросхеми - CP2101 від SILABS, PL2303 від PROLIFIC, FT232 від FTDI, CH340 від декількох китайських виробників
Для роботи таких перетворювачів вже мають бути встановлені відповідні драйвери до операційної системи комп"ютера. Без драйверів система працювати не буде. Хоча в останніх версіях Windows такі драйвери були включені до інсталяційного пакету і встановлювалися автоматично.
От так виглядає "роздітий " USB роз"єм з друкованою платою перетворювача USB - послідовний порт. Був трохи модифікований як раз для потреб використання у саморобному інтерфейсі для трансивера KENWOOD TS-790E.
- 20240508_3.jpg (142.23 Кіб) Переглянуто 2127 разів
- 20240508_4.jpg (174.02 Кіб) Переглянуто 2127 разів
Далі буде
Загальне про інтерфеси
З появою чіпів, перетворювачів USB на послідовний інтерфейс з двома віртуальними портами, відпадає необхідність у другому USB порті комп"ютера - економія для інших цілей! Наприклад, FT2232D від FTDI.
І моя блок-схема дещо простішає. Все решта - без змін.
Далі буде
І моя блок-схема дещо простішає. Все решта - без змін.
- cat_interface_3_cr.jpg (36.86 Кіб) Переглянуто 2123 разів
Загальне про інтерфеси
На даний момент з"явилися рішення, що дозволяють підключати "чорну коробочку" через один USB порт і, відповідно, один роз"єм.
Звуковий інтерфейс стає також цифровим.
Наш національний виробник Фірма Rig Expert виготовляє такий інтерфейс TI-5000 (зображення люб"язно позиченне з сайту виробника)
Тепер, якщо подивитися на праву частину мого малюнку, можна завдати собі питання - а чи не можна зменшити кількість кабелів?
Відповідь надали виробники трансиверів. Якщо не помиляюся, піонером був KENWOOD у 2011 році. У своїй моделі TS-590S було зроблено таку собі "чорну коробочку" - інтерфейс, який був вбудований до конструкції трансивера. Далі всі виробники почали виготовляти вбудовані інтерфейси у свої нові моделі.
Ера зовнішніх "чорних коробочек" поступово підходить до свого логічного кінця. У всіх сучасних моделях трансиверів з"єднання з комп"ютером відбувається за допомогою одного кабеля USB, по якому передається інформація від комп"ютера до трансивера, і назад, сигнали керування від комп"ютера до трансивера і, аудіосигнали. Це моделі KENWOOD TS590s(G), TS-890S, TS-990; YAESU FT-950, 991(A), FTDX-1200, 3000, 5000, 101, 10, 710, ; ICOM IC7300, 705 та інші, SDR Вовки, Монки, Маламути...
Але в експлуатації на руках у радіоаматорів налічується велика кількість апаратури попередніх років випуску, яка буде експлуатуватися не один рік і, навіть, десятиліття. Тому підключення трансиверів до комп"ютерів через "чорну коробочку" буде ще актуальним досить довгий час.
Далі буде
- cat_interface_4_cr.jpg (31.17 Кіб) Переглянуто 2122 разів
Наш національний виробник Фірма Rig Expert виготовляє такий інтерфейс TI-5000 (зображення люб"язно позиченне з сайту виробника)
- my-project-1-25-1.jpg (27.21 Кіб) Переглянуто 2122 разів
Відповідь надали виробники трансиверів. Якщо не помиляюся, піонером був KENWOOD у 2011 році. У своїй моделі TS-590S було зроблено таку собі "чорну коробочку" - інтерфейс, який був вбудований до конструкції трансивера. Далі всі виробники почали виготовляти вбудовані інтерфейси у свої нові моделі.
Ера зовнішніх "чорних коробочек" поступово підходить до свого логічного кінця. У всіх сучасних моделях трансиверів з"єднання з комп"ютером відбувається за допомогою одного кабеля USB, по якому передається інформація від комп"ютера до трансивера, і назад, сигнали керування від комп"ютера до трансивера і, аудіосигнали. Це моделі KENWOOD TS590s(G), TS-890S, TS-990; YAESU FT-950, 991(A), FTDX-1200, 3000, 5000, 101, 10, 710, ; ICOM IC7300, 705 та інші, SDR Вовки, Монки, Маламути...
- cat_interface_5_cr.jpg (13.96 Кіб) Переглянуто 2121 разів
Далі буде
Загальне про інтерфеси
Було би цікавим розглянути декілька рішень реалізації саморобного інферфейсного пристроя. Самим простим рішенням є інтерфейс для роботи телеграфом. Мінімальний набір, блоків, якого буде достатньо, складається з двох ключових каскадів, які керуються лініями RTS та DTR або фізичного, або віртуального послідовнго порта. Ці лінії відповідають за керування перемиканням приймання/передача (PTT) та манімуляцією телеграфним гетеродином (або іншим вузлом формування телеграфного сигналу в трансивері - CW). У якості ключового каскаду може використовуватися біполярний чи польовий транзистор, комірка мікросхеми логіки (для збільшення потужності - з відкритим колектором), оптоелектронна пара. Перелічені схемні рішення добре працюють і виконують свої функції.
Це фрагмент схеми Rig Expert Tiny
Це фрагмент схеми з лога UR5EQF - вікна налаштування цифрового інтерфейсу
Це, чесно кажу, не знаю джерела похдження. Для працюючого інтерфеса для роботи телеграфом потрібно додати ще такий самий каскад
Саме так, з використанням оптикоелектронних пар, зроблено в одному з моїх працюючих на даний момент інтерфейсів. Те чудо зі шнурочками як раз і є PTT_CW інтерфейс. З одного боку - вхід на роз"ємі DB9, звідки лінії RTS(PTT), DTR(CW) йдуть на макетну плату, на якій розпаяні 2 оптопари, світлодіоди, які сигналізують про подачу відповідних керуючих сигналів та я додав ще блокіровочні конденсатори по 10nF на вихід. Плата щільно вставлена у відрізок сантехнічної поліпропіленової 25 мм труби та залита по краях прозорим герметиком. Через прозорий герметик чудово спостерігати за мерехтінням світлодіодів, один з яких починає світитися у момент перемикання на передачуЮ, другий в такт з морзянкою. Вихід розпаяний на роз"єми 6.5мм Джек для телеграфа, RCA для керування перемиканням "Приймання/передача".
Вхідний роз"єм DB9 може бути підключений безпосередньо до Com-порта комп"ютера. А може і через перехідник USB-COM port до USB-порта комп"ютера або ноутбука. Девайси голубого (на основі мікросхеми CH340 і якогось переттворювача рівней - не розбирав - тип не знаю) та чорного (на основі мікросхеми Prolific PL2303 і якогось переттворювача рівней - також не розбирав - тип не знаю) кольорів і є тими перехідниками. Чому перехідників два? Другий використовується для організації CAT-інтерфейса. Це той інтерфейс, - нагадаю, що відповідає за обмін інформацією щодо частоти, моди, та ще багато чого між трансивером та комп"ютером за допомогою набору CAT команд мого трансивера. У даному мєму випадку, трансивер підключається за допомогою прямого модемного кабеля з роз"ємами DB9 до перехідника, який у свою чергу, вставляється до USB-порта комп"ютера або ноутбука. А можна і так - перехідник вставляється в роз"єм DB9 трансивера, а перехідник з USB-портом комп"ютера або ноутбука з"єднюється за допомогою USB-подовжувача 0,5 - 0,7метра довжиною. Працює і так, і так.
А щоб не переплутати при налаштуванні логерів номери віртуальних COM port, використовую два від різних виробників мікросхем перетворювачів.
Далі буде
Це фрагмент схеми Rig Expert Tiny
- PTT_CW_1.jpg (10.34 Кіб) Переглянуто 2096 разів
- PTT_CW_2.jpg (28.95 Кіб) Переглянуто 2096 разів
- PTT_CW_3.jpg (17.35 Кіб) Переглянуто 2096 разів
Вхідний роз"єм DB9 може бути підключений безпосередньо до Com-порта комп"ютера. А може і через перехідник USB-COM port до USB-порта комп"ютера або ноутбука. Девайси голубого (на основі мікросхеми CH340 і якогось переттворювача рівней - не розбирав - тип не знаю) та чорного (на основі мікросхеми Prolific PL2303 і якогось переттворювача рівней - також не розбирав - тип не знаю) кольорів і є тими перехідниками. Чому перехідників два? Другий використовується для організації CAT-інтерфейса. Це той інтерфейс, - нагадаю, що відповідає за обмін інформацією щодо частоти, моди, та ще багато чого між трансивером та комп"ютером за допомогою набору CAT команд мого трансивера. У даному мєму випадку, трансивер підключається за допомогою прямого модемного кабеля з роз"ємами DB9 до перехідника, який у свою чергу, вставляється до USB-порта комп"ютера або ноутбука. А можна і так - перехідник вставляється в роз"єм DB9 трансивера, а перехідник з USB-портом комп"ютера або ноутбука з"єднюється за допомогою USB-подовжувача 0,5 - 0,7метра довжиною. Працює і так, і так.
- 20240509_1.jpg (139.4 Кіб) Переглянуто 2095 разів
- IMG_20240513_1.jpg (63.29 Кіб) Переглянуто 2092 разів
Загальне про інтерфеси
Якщо додам до попередньої схеми просто два екранованих аудіо кабеля таких як на цьому зображенні
і напряму підключити трансивер до комп"ютера, то отримую цілком працездатний інтерфейс придатний для роботи телеграфом, телефоном (формування голосових повідомлень по заздалегідь записаних фрагментах на передачу і запису ефіру при прийманні), і саме головне, цифровими модами. Розділення аудіовходів/виходів трансивера і комп"ютера за допомогою трансформаторів - річ, безумовно, корисна. Але працює і при підключенні паряму. Є трансивери, що обладнані розділяючими трансформаторами.
Додавши до вже розглянутої існуючої схеми інтерфейса ще один перехідник USB-Com port, або підключивши ще один Com port комп"ютера напряму при умові, що трансивер розрахований на підключення по стандарту RS232, отримую можливість роботи CAT-інтерфейса. Якщо електричні параметри сигналу мають рівні TTL, то треба використовувати перехідники USB-Com TTL. Таких перехідників по демократичних цінах на різних чіпах від різних виробників дуже багато представлено на ринках
Якщо використовувати USB-Com port RS232 комп"ютера, а трансиверний порт для CAT-інтерфейса працює з рівнями TTL, то необхідно розпаяти схему перетворення рівней. Таку схему можна зробити за допомогою спеціалізованих мікросхем, наприклад MAX232, або щось аналогічне.
Можна за допомогою розсипухи(дискретних елементів).
У такому складі маю повнофункціональний CAT, PTT-CW, звуковий інтерфейс, який дозволяє проводити в ефірі радіозв"язки всіма модами, відображати у логах поточні дані щодо трансивера та керувати з програм-логерів перемиканням основних режимамів трансивера.
Далі буде
- 20240514_225717-01.jpg (100.46 Кіб) Переглянуто 2080 разів
- cat_interface_71.jpg (34.99 Кіб) Переглянуто 2070 разів
- 20240510_1.jpg (143.99 Кіб) Переглянуто 2080 разів
- max232.png (16.03 Кіб) Переглянуто 2080 разів
- mod1.png (14.4 Кіб) Переглянуто 2079 разів
Далі буде
Загальне про інтерфеси
Що стосується аудіо інтерфейса, - буває і, на жаль, дуже часто, що параметри і якість виробництва інтегрованих чіпів звукових карт комп"ютерів не дуже високі. Параметри звукових карт напряму впливають на якість зв"язку цифровими модами - достовірність декодування, декодування станцій з дуже низьким рівнем сигналу (DX) - з одною карткою все відбувається добре, з іншою - результату немає. Тому, якщо на рукках є зовнішні аудіокартки, варто поексперементувати, можливо, некрасива ззовні, дасть неочікувано чудовий результат.
Таким сюрпризом, колись давно, стала C-MEDIA у виконанні "PLANTRONICS" - це від набору який був спеціально зроблений для використання разом з мікротелефонною гарнітурою під цілі зв"язку. На мій розсуд, там апаратно була оптимізація АЧХ у відповідних смугах частот, які співпали з моїми потребами для проведення зв"язків у PSK- модах.
Не рекомендую використовувати ширпотребовськи самі дешеві, майже копійчані USB-звукові картки. Там параметри ніякі. Або, просто, не потрапляли мені до рук такі, що були би придатні якісно опрацьовувати сигнали у цифрових модах.
Далі буде
- 20240510_2.jpg (96.29 Кіб) Переглянуто 2076 разів
Не рекомендую використовувати ширпотребовськи самі дешеві, майже копійчані USB-звукові картки. Там параметри ніякі. Або, просто, не потрапляли мені до рук такі, що були би придатні якісно опрацьовувати сигнали у цифрових модах.
Далі буде
Загальне про інтерфеси
Пару слів - налаштування програмного забезпечення. При використанні послідовних портів RS232 в системних блоках, чи віртуальних, що утворюються при фізичному підключенні до USB-портів перехідників, їх треба позначити при налаштуванні. Треба знати, який з підключених портів використовується для CAT, а який для PTT-CW. Як приклад - розгляну WSJT.
Я навмисно, показую налаштування інтерфейса на трансивері, якій має такий інтерфейс вбудованим і фізична комутація між трансивером та комп"ютером забезпечується одним єдиним USB-кабелем, таким, як підключається принтер - AM-BM. Але, як би не був побудований інтерфейс, з боку програмного забезпечення є частіше всього, два Com-порта (хтось умудряється все підключити до одного порта. У мене це не получилося з перехідниками. Чомусь не було завжди стабільної роботи і я від тої ідеї відмовився). Один по лініях сигналів TxD, RxD та SinalGround для обміну командами набору CAT-інтерфейсу. Другий - по лініях RTS, DTR для керування перемиканням "Приймання/предача" та телеграфною маніпуляцією, відповідно. Для маніпуляції вбудованим генератором по лінії FSK (при роботі RTTY, PSK) може бути викоростана така лінія сигналу як DTR, навіть TxD того другого порта.
Необхідно забезпечити і підключення трансивера через аудіокабелі до звукової карти комп"ютера.
Крім виставлення номеру порта, швидкості передачі по порту, в логерах може вказується , чи є контроль по парності, кількість робочих та стопових біт (1, 1.5 чи 2). Відповідну швидкість необхідно виставити і в меню трансивера.
Правильність налаштування у програмі WSJT можна перевірити, клікнувши мишкою по віддповідних кнопках на екрані. Вірне налаштування CAT-інтерфейсу підсвітить кнопку у зелений колір, а вірно виставлені дані PTT перемкнуть передавач у режим передачі.
Далі буде
Я навмисно, показую налаштування інтерфейса на трансивері, якій має такий інтерфейс вбудованим і фізична комутація між трансивером та комп"ютером забезпечується одним єдиним USB-кабелем, таким, як підключається принтер - AM-BM. Але, як би не був побудований інтерфейс, з боку програмного забезпечення є частіше всього, два Com-порта (хтось умудряється все підключити до одного порта. У мене це не получилося з перехідниками. Чомусь не було завжди стабільної роботи і я від тої ідеї відмовився). Один по лініях сигналів TxD, RxD та SinalGround для обміну командами набору CAT-інтерфейсу. Другий - по лініях RTS, DTR для керування перемиканням "Приймання/предача" та телеграфною маніпуляцією, відповідно. Для маніпуляції вбудованим генератором по лінії FSK (при роботі RTTY, PSK) може бути викоростана така лінія сигналу як DTR, навіть TxD того другого порта.
- cat101.jpg (196.6 Кіб) Переглянуто 2074 разів
Крім виставлення номеру порта, швидкості передачі по порту, в логерах може вказується , чи є контроль по парності, кількість робочих та стопових біт (1, 1.5 чи 2). Відповідну швидкість необхідно виставити і в меню трансивера.
- cat102.jpg (181.87 Кіб) Переглянуто 2074 разів
- cat103.jpg (197.64 Кіб) Переглянуто 2074 разів
Загальне про інтерфеси
Після придбання свого першого трансивера-буржуїна KENWOOD TS-440S, перше, що я зробив - був інтерфейс для підключення до комп"ютера. Я навіть не очікував того ефекту, який був досягнутий завдяки тій чорній коробочці. Зникли такі помилки при роботі в ефірі і внесенні даних радіозв"язку до апаратного журналу, як діапазон, мода, час. Такі помилки виникають як у повсякденній роботі, так і у змаганнях - при ручному внесені даних.
На зображенні можна знайти всі елементи інтерфейсу - розділюючі трансформатори AUDIO, оптоелектронну розв"язку всіх сигнальних ліній, інтегральний перетворювач рівней типу MAX232, конвертер USB-UART, інтегральний стабілізатор - живлення
Знайшов і скан-копію схеми. Там все по класиці. Для ознайомлення.
Далі буде
На зображенні можна знайти всі елементи інтерфейсу - розділюючі трансформатори AUDIO, оптоелектронну розв"язку всіх сигнальних ліній, інтегральний перетворювач рівней типу MAX232, конвертер USB-UART, інтегральний стабілізатор - живлення
- 20240509_3.JPG (162.92 Кіб) Переглянуто 2049 разів
- PC_interface TS440S1.jpg (177.81 Кіб) Переглянуто 2049 разів
Загальне про інтерфеси
Цікавим є також CAT-інтерфейс для УКХ стаціонарного трансивера YAESU FT-736(R). Побудований повністю на контролері PIC18f14K50 20PIN DIP. У складі контролера є USB-інтерфейс, за допомогою якого відбувається підключення до комп"ютера. Вся обробка відбувається на мікропрограмному рівні контролером. Цікава розробка. Це мій варіант реалізації.
Далі буде
- drv1_cr.jpg (53.2 Кіб) Переглянуто 2043 разів
- drv2_cr.jpg (56.01 Кіб) Переглянуто 2043 разів
- drv.jpg (46.01 Кіб) Переглянуто 2045 разів
- image008.jpg (29.72 Кіб) Переглянуто 2045 разів
Загальне про інтерфеси
Цікаво буде роглянути схемні та конструкційні рішення взірців промислового або дрібно-серійного виробництва. На просторах інтернету
можна знайти інформацію про десятки виробників і моделей. Мені з інженерної точки зору, дуже подобаються продукти і рішення нашого вітчизняного виробника Rig Expert. Продумані до дрібниць схемні рішення, розводка друкованих плат, виконані на високому рівні вироби у "залізі" залишають дуже позитивне враження після знайомства з лінійками комп"ютерних інтерфейсів різних класів. Навіть самий "простий" комп"ютерний інтерфейс Rig Expert Tiny являє собою чудовим взірцем інженерії для розгляду та вивчення.
Виходячи з назви, зрозуміло, що даний інтерфейс є пристроєм початкового рівня. Немає розділюючих трансформатрів, проте у наявності ланцюжки корекції АЧХ. (Я вже давав інформацію, що і без трансформаторів у багатьох випадках добре працює). І нтерфейс є повним. Присутні AUDIO, CAT, PTT-CW вузли.
Аналізуючи схему, зразу видно, що конструктори мінімальними рішеннями досягли максимального результату. Інтерфейс є універсальним, в залежності, до якої моделі трансивера за бажанням споживача, мав підключатися інтерфейс, відбувалося комплектування відповідним набором кабелів з відповідними роз"ємами, які мали відповідну розпайку з боку інтерфеса. Таким чином, інтерфейс забезпечував підключення практично до всіх моделей трансиверів KENWOOD, YAESU, ICOM, ELECRAT та інших, конструкція яких передбачала підключення до комп"ютера за допомогою інтерфейса. Універсальність забезпечувалася тим, що можна було набрати необхідну комбінацію сигналів різних рівней - RS232, TTL, прямі, інверсні.
Цікавим є також той момент, що друкована плата була розведена таким чином, що в залежності від марки трансивера необхідно було розпаяти тільки необхідні блоки саме для цього типу підключення трансивера. Цим було досягнуто універсальності - на тій самій платі збиралися інтерфейси для трансиверів різних виробників і типів підключення. І не було необхіднсті розпаювати всі деталі, а ільки необхідні, що вело до своєрідної економії на деталях.
Через мої руки пройшло декілька взірців цього Rig Expert Tiny інтерфейсу. Завжди пристрої показували високу надійність конструкції та стабільність роботи в різних умовах.
Далі буде
можна знайти інформацію про десятки виробників і моделей. Мені з інженерної точки зору, дуже подобаються продукти і рішення нашого вітчизняного виробника Rig Expert. Продумані до дрібниць схемні рішення, розводка друкованих плат, виконані на високому рівні вироби у "залізі" залишають дуже позитивне враження після знайомства з лінійками комп"ютерних інтерфейсів різних класів. Навіть самий "простий" комп"ютерний інтерфейс Rig Expert Tiny являє собою чудовим взірцем інженерії для розгляду та вивчення.
Виходячи з назви, зрозуміло, що даний інтерфейс є пристроєм початкового рівня. Немає розділюючих трансформатрів, проте у наявності ланцюжки корекції АЧХ. (Я вже давав інформацію, що і без трансформаторів у багатьох випадках добре працює). І нтерфейс є повним. Присутні AUDIO, CAT, PTT-CW вузли.
- 20240510_5.jpg (11.87 Кіб) Переглянуто 2035 разів
- R_Exp_TINY.png (171.1 Кіб) Переглянуто 2035 разів
- 20240510_3.jpg (102.4 Кіб) Переглянуто 2035 разів
- 20240510_4.jpg (135.92 Кіб) Переглянуто 2035 разів
Далі буде