Приёмник ATS mini (Micro pocket SSB) на Si4732-A10.

Приёмник ATS mini (Micro pocket SSB) на Si4732-A10.

Начиная с некоторых пор, вся радиоприёмная техника неспециального назначения конструируется на DSP чипах, в основном от Silicon Labs. Сами чипы крохотные, требуют минимум обвязки, и могут работать вообще без контуров и всяких там фильтров.

Это совершенно не значит, что такая реализация приёмного тракта годится только для детских игрушек. Грамотно построенный тракт (как минимум с переключаемыми диапазонными фильтрами на антенном входе) даст столь же качественный приём, как советские тюнеры первой или нулевой групп сложности чемоданных габаритов. Но тут это возможно чуть ли не в карманных размерах.

Особо доставляет ознакомление с сотней с лишним функций официальной библиотеки, обеспечивающей управление чипами со стороны контроллера. Который, кстати, может быть совсем простым (даже Ардуины Нано многовато). Но лучше контроллеру быть посложнее, так как ему ещё дисплей красиво отрисовывать, да всякий сервис обеспечивать.

Правда, вариаций чипов великое множество. Если загуглить документ «AN332 Silicon Labs», посвящённый программированию Si47xx, то в том документе можно обнаружить любопытную табличку, фрагмент которой (исключая передатчики) приводится ниже:

Под «WB» понимается «погодное» радио, передающее сводки на семи каналах в диапазоне 162.40-162.55 MHz, а так же намекающее тоном 1050 Hz об опасных ситуациях. Чипы из данного фрагмента таблицы умеют этот тревожный тон детектировать, и будить спящий приёмник, дабы он заорал и предупредил о надвигающемся дизастере. Но это всё, понятно, не у нас.

Нам же более интересен столбик «SW/LW». Да, во всём мире радио - это FM и АМ на средних волнах, и больше ничего никому не надо. Но в Стране исторически всё сложилось чуть сложнее. Олды помнят.

Ценность чипов с поддержкой ДВ и КВ в дополнение к обычным СВ и FM не особо велика (ещё Si7430 умеет принимать КВ, хотя производителем это нигде никак не оговорено). На русском языке на КВ мало что полезного можно услышать. Да практически ничего. Но.

Где-то в 2018 году было обнаружено, что в чипы Si4732-A10 и SI4735-D60 можно подлить патч для обработки CW и SSB модуляции Вадима Афонкина (гуглится по запросу «Прошивка SI4735 для приёма SSB и CW»). Позднее выяснилось, что и Si4734-D60 тоже соглашается пропатчиться. Да, он не умеет в RDS, но многим оно и не нужно.

А вот полноценное SSB радио на непрерывный КВ диапазон - это уже интересно. Правда, не всем, а в основном радиолюбителям. Которые понимают в этой жизни чуть больше остальных. И осознают полезность DSP обработки сигнала. Например, возможность кардинально сузить полосу приёма, что не получится при традиционной схемотехнике.

Из таблички следует, что более современные чипы с Si4742 по Si4745 тоже способны принимать КВ. Возможно, они даже дружат с патчем для SSB модуляции, но подтверждения этому нет.

Готовые SSB приёмники.

Если абстрагироваться от ширпотреба, и попытаться самому собрать SSB приёмник на Si4732-A10 и контроллере с дисплеем, применив чужое firmware, чуток поправленное под свои хотелки, может оказаться, что стоить это будет столько же, как уже готовое поделие от братьев-китайцев.

Например, семейство ATS с номерами моделей 20 и 20+
В рублях цену озвучивать смысла нет, а в деньгах это будет $20-$25.

Да, выглядит оно откровенно убого, прямо в стиле радиолюбительских самоделок. Никто не запрещает заменить контроллер на более породистый, который уже потянет красочный цветной дисплей, возможно, даже сенсорный. Приём будет ровно тот же, но с блэкджеком и куртизанками. Оно, конечно, и тока кушать станет больше в разы, да и фонит цветной дисплей в радиодиапазоне сильнее, но у каждого свои критерии.

Модели с блэкджеком куртизанками тоже предлагаются к покупке, но по соответствующей цене. Это ATS 80, 100, 120 со всякими плюсиками, «pro», «max», «decoder». Много их всяких.

В случае использования приёмника не в качестве обзорного, а для чего-то более полезного, любой из упомянутых выше моделей надо выдавать диапазонный фильтр на антенный вход, а то и преселектор. Чудес не бывает, приём на нечётных гармониках гетеродина добавит много «грязи».

Особенно если антенна внешняя и полноразмерная.
Да и динамический диапазон Си-шек по забитию не так уж высок.

Имея ввиду эти нехитрые соображения, хочется максимально компактного девайса, совмещающего универсальность (все диапазоны, все виды модуляции, включая SSB, в том числе узкополосную) с возможностью повесить на антенный вход произвольную комбинацию из фильтров и предусилителя, с согласованием на внешнюю 50-Ω антенну.

И вот тут будет немного парадоксальное утверждение, но лучше, чтобы на антенном входе самого девайса никаких цепей селекции вообще не было. Дабы их не пришлось выковыривать.

А про блэкджек и куртизанок - что ж, оные имеют право на жизнь. Если контроллер поставлен сильно с запасом по ресурсам (а только такой и будет при цветном дисплее), да ещё к нему есть варианты прошивок, это можно только приветствовать.

Похоже, все хотелки местного автора удовлетворились вот этой штукой.

Micro pocket SSB (Si4732-A10 + ESP32-S3)

Поверхностный обзор есть на Хабре, чуть более подробные (но опять-таки без особой конкретики) сыщутся в опальном Ютубе. Девайс не продаётся миллионами экземпляров, так что и информация по нему скудная.

Собственно радиотехники в этом девайсе мало. Весь инжиниринг касается написания программного кода для используемых компонентов (контроллер, дисплей, прочая периферия). Вся работа была проделана безымянным китайским инженером в рамках опенсорсного проекта.

По милой китайской традиции, совершенно непричастные люди запустили разработку в производство, и наводнили ею Алиэкспресс. Параллельно стали появляться форки проекта в виде альтернативных прошивок. Их можно скачивать откуда попало и заливать в девайс, приобретённый за недорого на Алиэкспрессе или Озоне. Причём в некоторых случаях продаются сразу форки (это понятно по фото экрана).

Внутренний мир.

Снаружи смотреть тут особо не на что, и в случае такого досадного форс-мажора читателя обычно радуют демонстрацией фото высокотехнологичной начинки под разными ракурсами и в сильном увеличении. Смысла в том немного, и лучше посмотреть трёхмерную модель (можно её крутить во все стороны). При тыкании в любую SMD детальку в таблице подсвечивается строчка с её характеризацией.

Документ большой (~12 MB), должен открыться современным браузером.

Самое интересное из характеристик - время автономной работы девайса. Имеется график разряда батареи на стоковой прошивке не особо громко бубнящего на FM радио. От аккумулятора ёмкостью 800 mAh длительность бубнежа превышает 8 часов. Погашенный экран позволяет дополнительно сэкономить 30 mA за каждый час.

Анализ схемотехники.

Страница коммерческого проекта (разработчик к ней отношения не имеет) mini-radio.com содержит исходную прошивку, и ссылается на форк G8PTN. Сайт также выводит на принципиальную схему девайса (надо кликать):

Схема с очевидностью показывает назначение аудио разъёма. Это таки линейный выход с импедансом ~4.7 kΩ, он не предназначен для втыкания в него низкоомных наушников. Вместе с переходным конденсатором в 100 nF на выходе чипа приёмника как раз и получается частота среза HPF в районе 300 Hz, принятая в радиосвязи и радиовещании. А для наушников там должно быть что-то около 20 µF - понятно, что разработчик даже при всём желании не мог так сильно ошибиться.

Поэтому, читая всякие отзывы, все стенания по поводу отсутствия низов в наушниках, или необходимости сильно крутить громкость при переходе с динамика на наушники, или неправильные номиналы впаянных тупыми китайцами конденсаторов, понимайте правильно.

Линейный выход не для втыкания в него наушников. По даташиту там 60-80 mVrms в зависимости от вида модуляции, что соответствует 170-220 mVpp. Для наушников же нужны вольты.

Далее сразу смотрим на антенный вход, и пытаемся понять, что будет, если к нему прицепить 50-Ω антенну. Если воспользоваться параметрами LNA входов из даташита, RFSim99 или какой иной моделировщик нарисует вот такую АЧХ для FM тракта:

По вертикали шкала от 20 dB сверху до -80 dB снизу, резонанс приходится на ~82 MHz. Всё замечательно.

То же самое для SW тракта (короткие волны):

На частоте около 82 MHz провал (фактически на антенном входе получился диплексер, что хорошо), а на ~32 MHz подъём АЧХ, компенсирующий завал усиления на верхних КВ диапазонах, что обычно имеет место быть. Слева график начинается со 100 kHz, там он линеен.

С инженерной точки зрения антенные цепи спроектированы идеально, причём именно в расчёте на антенну с 50-Ω импедансом. Если вместо неё подставить штыревую антенну с гораздо более высоким волновым сопротивлением (вероятно, сотни Ω или даже поболее), вместо красивых графиков получится форменная порнография.

Пересчитаем АЧХ антенно-фидерного тракта для LW/SW из предположения подключенной антенны с импедансом 1 kΩ (такой будет у куска провода потолще случайной длины, заброшенного на дерево). Получится так:

По сравнению с предыдущим графиком (трейс синего цвета), ничего особо страшного не произошло. Да, на верхних КВ диапазонах приём будет похуже на несколько dB, но этого можно не заметить.

Зато посмотрите на подавление высоких частот. Там, где диапазон FM. Если раньше провал был на 30 dB относительно линейного (мегагерцового) участка, то теперь он доходит до ~55 dB.

Учитывая способность DSP приёмников прекрасно слышать помеху на нечётных гармониках гетеродина, в том числе и весьма высокой кратности, при работе на SW диполь запросто можно зацепить грязь с FM диапазона. Причём из-за разного типа модуляции даже непонятно будет, что это за грязь, ибо слов-то не разобрать. При втыкании штатной телескопической антенны эта грязь просядет по амплитуде на 25 dB, и уже не так заметна.

Отсюда понятны отзывы не особо компетентных людей про неспособность нормально принимать девайсом КВ при подключении кошерной наружной антенны. Ну так LPF фильтр поставьте хотя бы.

Теперь смотрим на аналогичную картинку «было-стало» для FM антенного входа. Синий трейс - штатный импеданс антенны 50 Ω, красный - 1 kΩ. Скорее всего, это гипотетический случай, так как килоомную антенну на УКВ ещё надо умудриться сотворить.

Тем не менее, график нам исповедуется, как, всего-то лишь применив несогласованную антенну, с легкостью можно потерять 20-25 dB сигнала.

С этого места мы понимаем, почему девайс предлагается к продаже как со штыревой телескопической антенной, так и с рамочной в виде небольшого бублика из крашеного стеклотекстолита. Тут уж что для юзера важнее - для FM предписан бублик, для прочего штырёк.

Оцените, сколько мы всякого нового узнали, всего лишь посмотрев на схему девайса, и правильно её истолковав. На удивление всё довольно грамотно. По крайней мере, на бумаге. Другое дело, что про китайскую культуру производства легенды ходят, и зачастую шибко матерные.

Покупаем mini-SSB radio.

Сейчас всё едино, оформлять покупку на Алиэкспрессе или на Озоне. И по цене одинаково, и по срокам доставки. Местный автор по привычке зашёл на китайский сайт, оставив там 2200 единиц местных денег. Сейчас их курс к юаню упал, так что попросят больше.

Едет покупка неспешно, по времени недели две. При взгляде на трекинг завидки берут - у посылки несравненно более насыщенная жизнь.

Наверное, нет смысла смаковать тонкости упаковки. Коробка с девайсом из грубого жёсткого картона. Валкодер девайса довольно высокий, и не даст коробке продавиться настолько, чтобы выдавить дисплей. Скорее всего, именно с этой целью валкодер расположен на фронтальной поверхности, а не на боковой грани.

В коробочке также будет телескопическая либо «бубликовая» антенна (что выбрано при покупке, эти антенны альтернативны), и примерно метровой длины USB шнурок Type-C для зарядки и прошивки девайса.

Местный автор категорически отказывается рассказывать тут про порядок взаимодействия с единственной крутилкой, потому как исходная прошивка откровенно неудобная, и без раздумий меняется на другую, с более вменяемым поведением крутилки. И там уже всё будет чуть иначе. Но об этом немного позже.

Приём на Средних Волнах (MW).

У приёмников с ферритовой антенной с чувствительностью всё довольно печально, но к ATS mini можно подключить любую антенну. У местного автора натянута низковисящая NVIS на 80-метровый диапазон, и она тоже вполне подойдёт.

Правда, в радиусе тысячи км нет ни единого СВ передатчика, потому как Сибирь. Но где-то сильно южнее ещё есть жизнь, и оттуда что-то вещает на нерусском языке.

В вечернее время эти станции слышно, причём десятки и с очень хорошим качеством. Подвох состоит в том, что не все из них средневолновые. При хорошем прохождении на КВ станции КВ диапазона тоже замечательно принимаются на нечётных гармониках гетеродина. В ночное время, когда так называемая максимально применимая частота опускается до 3-4 MHz, и хулиганящие КВ диапазоны «закрываются», фантомные станции на средних волнах исчезают. Оставшиеся можно опознать.

Частота, kHz	Точка вещания	Мощность, kW	Дистанция, км
765	Chabahar	1000	3780
816	Приводной авиамаяк (NDB) с позывным «EB», NSK
1008	Kunming-Anning	200	3717
1098	Dammam	100	4142
1323	Heilongjang	500	3484
1521	Hutubi-Xinjiang	500	1224

Понятно, что есть пропагандистские станции, вещающие на тот или иной регион по расписанию, и их надо ловить по времени. Местный автор таким не занимался, так что и список не полный. Он лишь для понимания работоспособности девайса на средних волнах.

И опять мы понимаем, что без октавного диапазонного фильтра системы на основе детектора Тейло не дадут чистого приёма. Входные цепи селекции должны быть.

Приём AM на КВ (SW).

Для приёма вещательных АМ станций гораздо удобнее пользоваться более полноразмерными девайсами, у которых и антенна повыше, да и масса побольше. Потому как к штыревой антенне завсегда нужен соизмеримый противовес. С чем у данного девайса не густо - он целиком помещается в кулаке.

Так что при работе с телескопической антенной девайс надо держать в руках - массы в нём совсем мало. Для наружной антенны с подводом сигнала по коаксиальному кабелю такого ограничения уже нет.

Но формально с антенного входа заявлена чувствительность 25 µVrms при вещательном качестве (соотношение сигнал/шум 26 dB), что при пересчёте на любительское качество 12 dB SINAD даст 5 µVrms.

Проверим это.

Выставляем на генераторе 30% АМ модуляцию, и подаём на антенный вход приёмнику всякие разные микровольты через поверенный аттенюатор.

При полосе пропускания приёмника 3 kHz и спектральном разрешении, показанном на врезке в левом верхнем углу, MDS (Minimum Detectable Signal) получается равным 36.5 dB. Любая спура сигнала выше ростом, нежели MDS, считается возвышающейся над шумами на значение в сколько-то dB, именуемое SNR (Signal-to-Noise Ratio). Тут сигнал на уровне шумов 1.25 µVrms.

На врезке в правом верхнем углу зафиксированы разные уровни АМ сигнала с соответствующими им значениями SNR. Для контроля серым цветом прописан трейс сигнала уровнем 25 µVrms, и SNR для него действительно намерился как 26 dB. Даташит на Si473x не врёт.

При всех измерениях AGC выключен.

Формально по чувствительности приёмник очень даже хорош, 25 µVrms при радиовещательном качестве (SNR=26 dB) он действительно демонстрирует. Сопоставлять его по этому параметру с советскими брендами даже как-то неудобно, потому как у советских брендов чувствительность на КВ была раз в семь хуже, в районе 150-200 µVrms. Про другие параметры мы тут не говорим, и их не сравниваем.

Избирательность по соседнему каналу в DSP тракте.

Дабы дальнейшее повествование было воспринято с пониманием, требуется краткое пояснение про используемые в DSP механизмы селекции. Потому как в аналоговой схемотехнике применяются фильтры сосредоточенной селекции по ПЧ, а тут их нет.

Но взамен имеются цифровые фильтры. Исходный широкополосный сигнал сэмплируется, и эти сэмплы скармливаются алгоритму, эквивалентному фильтру высокого порядка (от восьмого и выше). Подавление за частотой среза обычно выбирается от 40 dB и выше.

Продемонстрировано это может быть экспериментально снятой АЧХ SSB тракта на микровольтном сигнале при спектральном разрешении ~5 Hz для полосы приёма 2.2 kHz. Девиация частоты при измерении составляла 7 kHz, поэтому вся красота заканчивается именно там.

Видна работа цифровых LPF фильтров, затухание за полосой пропускания 40 dB. С низкочастотной стороны, похоже, тоже есть какой-то HPF.

Вроде бы всё хорошо, и подавление соседнего канала как минимум на 40 dB для приёмника начального уровня кажется вполне достаточным.

Однако давайте представим, что в соседнем канале впритирку к нашему стоит ещё одна станция, и помощнее. Если свою мы принимаем надёжно, но не громко (1 µVrms на антенном входе), то соседняя пусть проходит на 40 dB мощнее (что будет чуть больше заурядного уровня S9). На выходе приёмника обе станции будут слышны с одинаковой громкостью.

В DSP приёмниках селекция вроде бы и есть, но она не совсем настоящая. Если перестраиваться по радиовещательному КВ диапазону с шагом 5 kHz, то мощная станция начинает прослушиваться в шаге до и после точной настройки, причём с характерным тембром. При точной настройке качество приёма прекрасное, тембрального искажения от цифрового фильтра нет.

В принципе, такая ущербность DSP не особо мешает, так как мощные КВ станции стараются не размещать на соседних частотах, оставляя между ними частотный промежуток хотя бы в 10-15 kHz. Но если они всё-таки стоят с минимальным зазором 5 kHz, и проходят с серьёзным уровнем, ни одну из них послушать не удастся.

Приём SSB.

Опять берём генератор, аттенюатор, переходник с BNG на SMA-female, и рисуем графики. Помехи на них местные, индустриального происхождения.

В приёмнике выставлена полоса пропускания 2.2 kHz, как наиболее близкая к стандартной 2.4 kHz. На аттенюаторе 0 dB, AGC выключен, усиление в тракте максимальное. MDS, исходя из спектрального разрешения при измерении, получается порядка 33 dB.

Для SNR = 0 dB потребовался сигнал в 0.15 µVrms.
Для сигнала 0.5 µVrms (трейс синего цвета) SNR > 14 dB.
При 1.0 µVrms на входе (трейс зелёного цвета) SNR достигает 20 dB.
При 50 µVrms (красный трейс) SNR больше 52 dB.

Формально на частоте 3.7 MHz (генератор больше 5 MHz не умеет, поэтому замер произведён в пределах 80-метрового любительского диапазона) чувствительность 12 dB SINAD не хуже ½ µVrms. Причём на слух сигнал прекрасно слышим и различим, никаких артефактов не имеет.

Как оказалось, не все установки полосы пропускания одинаково полезны.
Всё тот же микровольтный сигнал при разном значении Bandwidth:

Спад в 6 dB от максимально достижимого значения в полосе прозрачности удобно считать совпадающим с горизонталью -10 dB, по ней и станем отсчитывать полосу пропускания:

Color	Bandwidth	From Hz	To Hz	strip width
	0.5 kHz	217	882	665
	1.0 kHz	285	1750	1465
	1.2 kHz	218	1523	1305
	2.2 kHz	230	2256	2026
	3.0 kHz	250	3192	2942

Мы с удивлением видим, что с полосой в 0.5 kHz явно что-то не так в районе правого ската. Цифровой фильтр вроде есть, а затухания в 40 dB не даёт. Так не должно быть.

Весьма похоже, полосы в 1.0 и 1.2 kHz перепутаны местами, и чуток не соответствуют заявленным. Всё остальное более-менее кошерно.

По факту же применительно к SSB полоса 1.0 kHz хорошо подойдёт для узкополосной «цифры», а для всего остального хватит 3.0 kHz.

Для АМ подходит полоса 3.0 kHz либо (что лучше) 4.0 kHz:

Но.

Надо иметь ввиду, что при заметно более сильном уровне сигнала (сотни µV) формирование полосы пропускания цифровыми фильтрами перестаёт работать. Получается что-то типа трейса красного цвета двумя рисунками выше. Мощная соседняя станция пролезет со специфическим тембром, и поделать с этим ничего нельзя. Только творчески задействовать аттенюатор, либо регулятор усиления тракта.

Но на это мы уже жаловались в разделе про избирательность.

Подавление SSB зеркалок.

Под этим термином будем понимать ослабление паразитного сигнала «по ту сторону» от опорного гетеродина. На рисунке ниже трейс красного цвета демонстрирует микровольтный сигнал на 1 kHz выше частоты настройки в режиме USB (все автоматические регулировки отключены):

Сигнал хорош. Спура торчит на ~50 dB над шумовой дорожкой, которая ещё и продавилась на ~20 dB относительно шумовой дорожки при отсутствии сигнала (трейс чёрного цвета).

Теперь переносим сигнал на 1 kHz ниже частоты настройки, и, прибавляя уровень сигнала, пытаемся увидеть зеркалку на отметке 1 kHz. При максимально достижимом уровне 350 µVrms с используемым аттенюатором зеркалку мы так и не увидели (трейс зелёного цвета), хотя забитие помехой происходит.

Формально подавление килогерцовой зеркалки составляет не менее 50 dB, причём самой-то зеркалки не то что не слышно, но даже и не видно по спектральным измерениям. Сама цифра приводится «по забитию», когда помеха хоть и не слышна, но «тушит» канал приёма.

Исследуем, насколько это фатально.

Местный автор не имеет возможности подать на исследуемое устройство сразу два сигнала разного уровня, один в качестве полезного, а другой в роли помехи. Но он тот ещё извращенец, можете это оценить.

Пусть приёмник стоит в режиме USB. На килогерц ниже частоты настройки поставим несущую, промодулированную 1% АМ. Частота модуляции пусть будет 2 kHz.

Дальше действует такая математика.

Если взять от генератора стандартных сигналов всё, на что он способен (7 Vrms, 30 dBm), то после аттенюатора на 86 dB должно остаться -56 dBm. Однако спура несущей АМ будет на 8 dB ниже (140 µVrms, -64 dBm). Это будет сигнал помехи.

Каждая из боковых полос по амплитуде на 46 dB ниже несущей (0.7 µVrms, -110 dBm). Верхняя боковая полоса будет считаться полезным сигналом в районе 1 kHz на звуковой частоте. Чтобы не было совпадения с зеркальным каналом, приёмник расстроен на 100 Hz вниз - на трейсе красного цвета полезный сигнал попал в позицию 1100 Hz, а зеркальный канал приёма стоит ожидать в позиции 900 Hz. Там ничего не видно.

Вторым этапом просто подаём на вход приёмника 0.7 µVrms, трейс зелёного цвета. Продавливание шумовой дорожки в полосе прозрачности и амплитуда спуры полезного сигнала практически такие же, как в первом случае. Из чего можно заключить, что мешающий сигнал в 140 µVrms на килогерц ниже частоты настройки (в реальности 900 Hz) не помешал принять слабый сигнал 0.7 µVrms в прямом канале.

Приём в СиБи диапазоне (CB, Citizen's Band).

В пригороде сибирского мегаполиса диапазон пуст, пользователи из него давно ушли. На подоткнутую NVIS антенну откуда-то издалека на канале дальнобоев пробивается автоинформатор. Вроде бы, на СиБи приём есть.

Однако СиБи - это не только «дальнобои» в AM. FM же в девайсе на этих частотах не включается. Возможно, потому, что Si4732 не умеет работать с узкополосной ЧМ. Тогда польза от наличия этого диапазона сомнительна.

В пределах диапазона заметны наводки с контроллера на чип приёмника. Раз в несколько секунд контроллер перерисовывает дисплей, если нет других событий, вносящих изменения. В момент перерисовки дисплея раздаётся раздражающий «пшик». При выключении экрана (если прошивка такое умеет) «пшики» прекращаются.

Такая же картина наблюдается на других высокочастотных диапазонах с низким уровнем эфирных шумов.

Приём УКВ.

Телескопическая антенна из пяти колен с разъёмом SMA-male общей длиной почти 30 см, наверное, покажется коротковатой. Но с приёмом УКВ вполне справляется. Чутьё с антенного входа заявлено как 1.1 µVrms при сигнале над шумом 26 dB. Если на экране отображается информация RDS, значит, с антенны приходит 15 µVrms или больше.

При хорошем сигнале в моно режиме соотношение сигнал/шум достигает 63 dB, в стерео режиме 58 dB. Понятно, всё это наблюдается на линейном выходе, так как встроенный миниатюрный динамик не реализует полный динамический диапазон (не говоря уж о частотном), и вряд ли способен продемонстрировать всё качество приёмного тракта.

Кстати, для комнатных условий громкости ¾ от максимальной более чем достаточно.

S-метр.

Конечно же, никакого полноценного измерительного оборудования в девайс не встроено, но на прошивках с S-метром этот показометр ведёт себя адекватно. При 50 µVrms столбик рисуется ровно напротив S9, при отключении сигнала (в аттенюаторе есть резистор 50 Ω на массу, методика измерений вменяемая) индикатор устанавливается на S4. Учитывая пластиковый корпус девайса, в условиях сильных индустриальных помех получить широкополосную наводку на входные цепи в 1.5-2 µVrms более чем реально и ни разу не неожиданно.

Надо понимать, что уровень приёма анализируется не на НЧ выходе, а в петле АРУ. Она охватывает гораздо более широкий спектр, из которого канал приёма заданной ширины выделяется позднее, из двух квадратурных сигналов в DSP процессоре.

Это означает, что S-метр покажет уровень приёма станции только в чистом эфире, когда вокруг принимаемой станции нет ничего. В реальности DSP приёмник (особенно с высокой чувствительностью) отобразит своим S-метром зашумлённость прилегающего диапазона, на котором в случае коротких и средних волн будет много чего постороннего.

Поэтому больше всего S-метр помогает в FM диапазоне. От положения S9 и выше звук становится чистым, начинается декодирование RDS, зажигается индикатор «Stereo». Понимая, что в помещениях из железобетона всегда образуется стоячая волна с ярко выраженными пучностями, S-метр сильно упрощает поиск точки наилучшего приёма или положения антенны в пространстве.

Чем можно вообще не заниматься, просто поставив приёмник на большую массивную железяку. Приёмник даже с невыдвинутой антенной, ежели его водрузить на сейф, принимает все FM станции в 30 км от вышки.

О бубликовых (пончиковых) антеннах «Donut Antenna».

Местный автор не приобретал такую антенну, а просто посмотрел на фото:

Обычная спираль, легко эмулируется бухтой провода. К массе разъёма никаких подключений нет. Соответственно, антенна не резонансная, и больше похожа на профанацию. По крайней мере, на FM штыревая антенна эффективнее.

Что заведомо работает на FM намного лучше, так это вот такое:

Мы видим рамку из достаточно широкой полоски фольги, подстраиваемую в резонанс. Одно плечо рамки заземлено, второе нагружено трансформатором импеданса на грамотно закреплённом ферритовом кольце:

Направления, с которых будет наилучший приём, обозначены стрелками в виде белых треугольников. Всё вроде бы толково.

Так-то на FM диапазоне мощное радиовещание прекрасно принимается и на штырь. Видимо, настриваемая рамка, да ещё и ориентируемая по азимуту, нужна для приёма слабых станций, с отстройкой от сильных. Всё это сильно напоминает магнитную антенну, у которой полоса пропускания может быть весьма узкой.

Рамочная антенна на КВ диапазон тоже возможна, но витков будет поболее. Причём весь диапазон перекрыть не получится, придётся его разбить на два поддиапазона. Для того и переключатель на два положения.

Средневолновая антенна, поддиапазоны ½-1 MHz и 1-2 MHz:

Местный автор полагает, что варианты диапазонных антенн с крутилкой настройки совершенно точно будут полезны приёмнику без входных диапазонных фильтров. Антенна, якобы принимающая всё, и без настройки крутилкой, не лучше куска провода. Провод хоть растянуть можно.

Прошивки.

Такого рода девайсы полезны возможностью подкорректировать их логику работы, потому как изначально юзабилити может быть не продумано, а устранять очевидные косяки как-то не в китайских традициях.

Оригинальная прошивка вроде бы и симпатичная, но быстрый двойной клик в валкодер не всем удаётся. Ну и работа с меню сподвигает к произнесению всуе весьма затейливых табуированных слов.

По этой банальной причине прошивка сходу и всеми подряд меняется на альтернативную, лучше всего по инструкциям вот с этого сайта ESP32-SI4732 Radio Receiver, несущего в себе всю необходимую информацию о разных способах вливания готовых бинарников в девайс, а также снятия с него бэкапа на случай, если что-то пойдёт не так.

Настоятельно рекомендуется прошиваться через браузер. «Flash download tool» может не оживить окирпиченный приёмник без его вскрытия и получения доступа к двум кнопочкам на контроллере, которые там даже могут отсутствовать. Браузерная перепрошивка как-то более толерантна к кирпичам, и гораздо легче их оживляет.

Прошивки в подавляющем большинстве случаев заливаются в устройство в виде готовых бинарных файлов. Но изредка возникает необходимость корректировки кода, и тогда приходится компилировать прошивку из чуток отредактированного скетча самостоятельно. Местный автор называет это «долгий путь».

1. Скорее всего, привычным инструментом будет Arduino IDE, причём не обязательно последней версии. К примеру, наиболее компактный код для Arduino Nano компилирует версия 1.8.10, так что местный автор её и использует.

2. В Boards Manager надо добавить поддержку платформы, выбрав «ESP32 by Espressif Systems». По умолчанию встанет версия 3.2.0, но, как мы увидим дальше, не все разработчики ею руководствуются.

3. Плата в нашем случае «ESP32S3 Dev Module».

4. Менеджером библиотек надо добавить:

   1. «PU2CLR_SI4735 by Ricardo Lima Caratti 2.1.8» github
   2. «TFT_eSPI by Bodmer 2.5.43» github

   При использовании Wi-Fi потребуются библиотеки:

   3. «AsyncTCP by ESP32Async 3.4.1» github
   4. «ESP Async WebServer by ESP32Async 3.7.7» github
   5. «NTPClient by Fabrice Weinberg 3.2.1» github

5. Вкладка Tools должна приобрести такой вид:

   

Зачем это всё?

К примеру, у местного автора в купленном им девайсе оказался распаян не штатный дисплей «T-Display-S3 LILYGO» с контроллером ST7789, а какой-то совместимый с ним, на контроллере GC9307. Из-за чего на всех прошивках изображение переворачивается по вертикали. При перевороте приёмника вверх тормашками изображение отзеркалировано по горизонтали. Неудобно что так, что этак.

Поэтому пришлось брать код близкой к оригиналу прошивки от Max Arnold R9UCL (но с переделанным меню и крайне удобным автогашением экрана), выискивать там оператор ротации экрана, и играться с ним. А потом всё это компилировать в среде ESP32-S3. То есть проходить «долгий путь».

Но прошивка понравилась, она максимально продумана. В Citizen Band при настройке на частоту канала даже показывается его обозначение.

Ну и «шкурки» можно менять между готовыми вариантами. А раз уж есть доступ к коду, не составит труда создать свою расцветку по аналогии.

К сожалению, «неправильный» дисплей искажает RGB пространство. Если в Serial Monitor Arduino IDE скормить девайсу символ «C», монитор порта отобразит в HEX формате скриншот экрана, который надо перевести в бинарный вид, и сохранить как .bmp файл. Среди всех вариантов нет того, что на фото выше (дисплей путает цвета, красный с синим):

На момент написания данного обзора прошивка для ATS mini от Max Arnold, пожалуй, единственная динамично развивающаяся. Управление девайсом максимально удобное. Чуть позже написания данного обзора появилось автоматическое детектирование типа дисплея для правильной ориентации изображения и коррекции цветового пространства. Теперь, если попадётся «неправильный» дисплей, проходить «долгий путь» Вам не придётся.

Кстати, используемый контроллер ESP32-S3 вполне умеет в Wi-Fi, но эта его способность пока никак не используется. Логично учредить что-то вроде CAT-интерфейса, чтобы управлять приёмником со смартфона. Есть форк и с такой причудой. Действительно, работает.

Другая альтернативная прошивка от Дейва G8PTN (как раз с крупным S-метром, про что речь шла выше) кажется чуть более «радиолюбительской».

Прошивка очень популярна, и автора уже известили о китайской напасти, с которой столкнулся местный автор. В соответствующем документе выдаётся готовый бинарник для приёмников с «неправильным» дисплеем, так что бояться «долгого пути» не нужно и тут.

А на «долгом пути» есть где поплутать, так как автор пользуется версией 2.0.17 платформы ESP32 by Espressif Systems, и пишет код именно под неё.

В любом случае никто ещё не догадался при входе в меню разворачивать его на весь экран, используя шрифт нормального человеческого размера. Счастье-то так близко.

Про всякое радиолюбительское.

В процессе рисования графиков местному автору показалось, что спуру сигнала на звуковом выходе чипа Si4732 немного колбасит по частоте. При спектральном разрешении в доли Герца прорисовать чёткую «палку» не удаётся. Хотя самопальные конструкции на такое запросто способны. И в этой связи возникает вопрос, способен ли по сути дела ширпотребовский чип принимать «цифру».

Эксперимент ставился средь бела дня на «двадцатке».

FT8 принимается великолепно.
Более требовательный к стабильности частоты гетеродина WSPR тоже.

Хотя кратковременная стабильность частоты гетеродина чипа Si4732-A10 с очевидностью и очень сильно не дотягивает даже до не самого лучшего, но популярного у радиолюбителей тактового генератора Si5351A, это не является препятствием для приёма наиболее узкополосной «цифры» на относительно высокочастотном КВ диапазоне.

Особенности форм-фактора.

Данный девайс, как и в целом вся линейка ATS, нацелен на пользователя, интересующегося приёмом SSB, и не желающего платить кратно больше за примерно тот же функционал, но с удобными кнопками и несколькими крутилками. Закономерно, что этот же пользователь желает получить вдобавок к SSB и что-нибудь ещё, например, всеволновое радиовещание. Просто любительский приёмник он брать не станет.

Скорее всего, это юзер, интересующийся радио во всех его проявлениях, но пока не готовый обзаводиться серьёзной дорогой аппаратурой. Интерес - дело такое, может и угаснуть.

Поэтому некоторое неудобство оперирования единственной крутилкой компенсируется универсальностью. Но то неудобство целиком определяет сценарий использования приёмника, при котором юзер не тыкается в крутилку всё время и непрерывно, а выставляет какой-то режим работы долговременно.

В таком случае да, концепция «всё в одном», хотя и с минимумом органов регулировки, себя полностью оправдывает.

Применение Micro pocket SSB (он же ATS mini).

Безусловно, это ни разу не замена более «взрослым» аппаратам, но правило Парето нам намекает, что ⅘ всех потребностей можно закрыть девайсом, обладающим лишь ⅕ частью необходимых способностей.

ATS mini способен принимать «голоса» во всех существующих вещательных диапазонах (ДВ, СВ, КВ, УКВ) на штатную телескопическую антенну. Да, радиолюбителей в SSB тоже замечательно слыхать, но потребуется антенна посерьёзнее. Хотя бы в виде провода потолще, заброшенного на дерево. Дальнобоев послушать можно. Что ещё надо?

Непритязательный универсальный приёмник с хорошей чувствительностью.

Пластмассовый мир всё ближе.
После такого фиг кто супергетеродины теперь строить будет.

NOAA, погодное радио. Обзор приёмника PO-R01.

Радио на флешке, вторая часть.

Качественный приёмник TECSUN PL-600.