В этой статье приведен перевод описания радиолюбительского маяка Ultimate3S (U3S) от QRP Labs версии v3.12a.

[1. Введение]

Это руководство для третьей ревизии набора для сборки радиолюбительского маяка QRP Labs ("Ultimate 3S" Multi-mode QRSS/WSPR beacon kit). Перед сборкой пожалуйста прочитайте соответствующее руководство, доступное на сайте qrp-labs.com [2] (также см. архив [7]). Эта версия поддерживает режимы: QRSS, FSKCW, DFCW, Hell, DX Hell, Slow Hell, FSK, CW, CW ID, WSPR, WSPR-15, Opera, PI4, JT9, JT65, ISCAT, TX CW, TX FSK и также настраиваемые шаблоны сигналов.

[2. Функциональное описание]

У микроконтроллера есть 1024 байта встроенной энергонезависимой памяти EEPROM. Она используется для сохранения ваших индивидуальных настроек, таких как режим работы, скорость протокола (keyer speed) и передаваемое сообщение. Когда устройство включено, оно автоматически переходит в режим "run" в котором сообщение передается в выбранном режиме. Это сделано для того, чтобы в случае пропадания питания устройство могло само возобновить передачу сообщений после восстановления питания, без всякого вмешательства пользователя.

Однако когда вы только что приобрели kit и еще не сконфигурировали его, то при включении он перейдет режим диагностики ("Diagnostic Mode"). Если вы видите это сообщение на экране, то все в порядке. Нажмите левую кнопку (LEFT) для продолжения работы. Если вы не увидели это сообщение или любую другую информацию на LCD, то обратитесь к веб-страничке с описанием решения проблем.

Примечание: в этом тексте левая и правая кнопки интерфейса называются LEFT и RIGHT соответственно.

Изначально в памяти содержатся только определенные настройки по умолчанию. Ошибка наподобие "Error: No Transmissions” означает, что вы пока ничего не сконфигурировали для передачи. Это как раз тот момент, когда нужно сконфигурировать передаваемое сообщение и другие настройки для вашего применения маяка.

2.1. Система меню

Интерфейс пользователя основан на 2-строчном символьном LCD, у которого 16 символов в строке. Система меню настраивает 31 пользовательских установок. Некоторые элементы/пункты меню объединены в группы настроек. Система меню позволяет изменять все настройки. Использование только 2 кнопок для навигации по меню означает, что вы должны пролистывать пункты меню несколькими нажатиями кнопок. Нет опции редактирования цифро-буквенных сообщений с помощью традиционной клавиатуры, что довольно неудобно, однако интерфейс из двух кнопок автор постарался реализовать простым и понятным настолько, насколько это возможно.

Меню содержит список настраиваемых элементов и их групп, и кнопка LEFT используется для прокрутки этих элементов. Когда вы видите элемент, который хотите изменить, нажмите кнопку RIGHT для доступа к его редактированию.

После прокрутки элементов меню кнопкой LEFT система вернется в режим "Run", в котором будет передавать сконфигурированное сообщение.

Обратите внимание на последний пункт меню "Right button to start!". Когда вы дошли до этого пункта, нужно нажать кнопку RIGHT, что приведет к возобновлению работы режима "Run". Это сообщение сделано для того, чтобы была возможность продолжить редактирование настроек нажатием кнопки LEFT. Если вы хотите быстро прокручивать пункты меню, то нажмите и удерживайте кнопку LEFT.

2.2. Редактирование элемента меню

Существует 3 типа элементов/пунктов меню: буквенно-цифровые (например callsign, т. е. позывной), цифровой (например частота) и список (например режим работы). Редактирование конфигурации для различных типов настроек несколько отличается. В то время как нажатия на кнопку LEFT вы прокручиваете элементы меню, нажатие кнопки RIGHT вы активируете режим редактирования.

2.2.1. Редактирование списка

Если изменяемый пункт меню это список, такой как список режимов, используйте кнопку RIGHT для прохода по этому списку, чтобы остановиться на той опции, которая вам нужна. Когда нужный вариант в списке окажется выбранным, нажмите кнопку LEFT. Это сохранит ваш выбор в памяти, и произойдет выход из режима редактирования списка.

2.2.2. Редактирование числового элемента

Когда редактируется числовая настройка, кнопка RIGHT используется для циклической смены цифр 0..9, пока вы не остановитесь на нужной цифре. Кнопка LEFT перемещает редактируемую позицию вправо. Текущая редактируемая цифра индицируется миганием. Когда выбрана самая последняя справа цифра, нажатие на кнопку LEFT сохраняет изменение настройки в память, и выполняет возврат к списку меню. Обратите внимание, что в некоторых случаях существуют ограничение на выбор значения. Например, когда редактируется цифра десятков минут, кнопка RIGHT циклически меняет цифры в пределах 0 .. 5.

2.2.3. Редактирование алфавитно-цифровых значений

Сложнее всего редактировать алфавитно-цифровые параметры, которые также включают символы пунктуации, существующие в наборе символов Hellshreiber. Принцип тот же самый, что и для редактирования числовых значений: кнопка LEFT перемещает курсор (позицию редактирования) вправо, а кнопка RIGHT осуществляет циклический выбор между буквами, символами пунктуации и цифрами. Однако предоставляются средства для вставки/изменения/удаления одного символа или всего сообщения.

Порядок, в котором циклически перебираются буквы, символы пунктуации и цифры, следующий:

Следующие символы выполняют специальную функцию:

	Разделитель: этот символ используется для разделения отдельных частей внутри текстового массива.
	Вставка: используйте этот символ для вставки символа в текст. Найдите этот символ нажатиями кнопки RIGHT, и нажмите кнопку LEFT для его активации. Все символы справа от курсора будут сдвинуты вправо на одну позицию, включая тот символ, который изначально был в этой позиции.
	Backspace (удаление): если вы выберете этот символ кнопкой RIGHT, то когда вы затем нажмете кнопку LEFT, текущий символ будет удален, и мигающий символ переместится на одну позицию влево.
	Удалить все: если вы выбрали этот мигающий символ, то нажатие кнопки LEFT приведет к удалению всего сообщения полностью, и редактирование переместится в крайнюю левую позицию экрана. Имейте в виду, что отмена этого действия невозможна, так что будьте внимательны!
	Enter (завершение): если вы выбрали этот мигающий символ, то нажатие кнопки LEFT используется для завершения редактирования опции. Изменение сохраняется, и происходит возврат в список главного меню. Обратите внимание, что сохраняется только тот текст, который находится слева от символа Enter. Если вы выбрали этот символ, и нажали кнопку LEFT, когда позиция выбора находилась не в самом конце текста, то все, что было справа от символа Enter, будет удалено.
	Enter Right (завершение): поведение этого символа такое же, как у символа Enter, но отличие в том, что сохраняется весь текст, включая текст справа от курсора. Просто сохранится вся строка опции.

Обратите внимание, что когда вы продолжаете нажимать кнопку RIGHT, существует функция автоповтора, когда вы нажали кнопку RIGHT и удерживаете её. Автоповтор останавливается на символах 'Z', '9' и 'Enter'. Возобновить циклическое изменение символов можно отпусканием кнопки RIGHT и её повторным нажатием. Эта фича ускоряет редактирование, потому что не надо пробегать по всей последовательности символов целиком.

2.2.4. Проверка корректности конфигурации

В некоторых случаях конфигурационная настройка проверяется на корректность в момент её ввода. Например, система не позволит ввести некорректную настройку времени, или ввод букв там, где требуется цифра.

Дополнительно есть некоторые случаи, когда какая-то комбинация настроек приводит к недопустимой ситуации для используемого режима передачи. Когда вы вы пролистали меню и внесли изменения, нажатие кнопки RIGHT запустит проверку. Если будет обнаружено, что какая-то опция конфигурации введена некорректно, то появится соответствующее сообщение об ошибке, с предложением вернуться к настройке конфигурации для её исправления. Возможные сообщения об ошибках и способы их решения описаны далее в секции "2.4. Объяснение сообщений об ошибках, и как их исправить".

2.3. Меню настроек конфигурации

Не все изменяемые пользователем настройки будут относиться к режиму, который вы хотите использовать, или к вашей конфигурации оборудования. В следующих разделах подробно объясняется каждая настройка.

Это пример меню настройки режима. Первый набор экранов конфигурации представляет настройки всех режимов. По умолчанию показываются настройки 3 режима. Доступны экраны настройки до 16 режимов. Номер, отображаемый в списке меню, управляется параметром конфигурации (см. далее).

Они упрощают выбор комбинаций диапазона, частоты и режима. Когда система переводится в режим Run, он последовательно выполнит все активированные настройки режима. Это позволяет вам программировать последовательности диапазонов, если вы подключили дополнительный комплект ФНЧ, переключаемый с помощью реле (relay-switched LPF extension kit). Даже если вы не используете LPF, вы можете использовать различные режимы и частоты, и настройки режима позволяют использовать богатый набор сигналов управления, которые вы можете использовать для расширения функциональности маяка.

Экран содержит множество элементов, которые здесь последовательно объясняются со ссылкой на показанный пример.

	это индекс режима. Он не может редактироваться, но просто показывает вам, настройку какого режима вы изменяете. Меню 16 режимов помечены символами 0 .. 9 и затем A .. F.
	это диапазон, значение которого может быть от 0 до 5, и он выбирает один из шести реле, управляющих переключением LPF, когда вы используете соответствующий кит расширения. Во время передачи активируется один из 6 управляющих сигналов "BAND 0" .. "BAND 5", см. схему в документации по сборке, доступную на сайте qrp-labs.com [2] (также см. архив [7]). Сигналы управления имеют активный уровень лог. 0, и их вы можете использовать для своих собственных модификаций маяка, если не используете relay-switched LPF extension kit. Когда используется relay-switched kit, вы должны убедиться, что плата фильтров подключена в выбранный слот, соответствующий выбранной частоте передачи.
	пример частоты передачи: центральная частота режима WSPR; Frequency Shift Keying (FSK) добавляется сюда в режимах FSK.
	это режим передачи. Доступны режимы: None, FSKCW, QRSS, DFCW, Slow Hell, Hell, DX Hell, CW, CW ID, WSPR, WSPR-15, TX CW, TX FSK, Opera05, Opera1, Opera2, Opera4, Opera8, Opera32, Opera65, Opera2H, PI4, JT9-1, JT9-2, JT9-5, JT9-10, JT9-30, ISCAT-A, ISCAT-B, JT65A, JT65B и JT65C.
	выходная мощность в dBm. Для WSPR разрешены значения 00, 03, 07, 10, 13, 17... и т. д. dBm до 57. Любое другое значение дает ошибку.

Настройка мощности входит к экран конфигурации режима, потому что вы можете захотеть передавать на выбираемых по шагам уровнях мощности, используя аттенюатор, управляемый реле. В этом случае потребуется, чтобы сообщение WSPR было перекодировано для каждого передаваемого кадра, и эта конфигурация дает такую возможность. Конечно, вы можете обнаружить, что выходная мощность варьируется в разных диапазонах, и эта настройка позволяет вам точно передавать измеренную мощность в сообщении.

В режимах передачи, не относящихся к WSPR, которые передают сообщение, считанное из параметра конфигурации "Message", эта настройка используется для индикации номера под-сообщения в основном сообщении. Это позволяет различным передачам в различных диапазонах и/или режимах посылать различные сообщения. См. далее обсуждение настройки "Message".

это вспомогательный выход. Он появляется на сигналах данных LCD D4-D7, когда они не используются для обмена данными с LCD или для DDS. Эти дополнительные линии управления могут использоваться для управления другими реле или схемами в вашем приложении. Например, вы можете захотеть управлять аттенюаторами с помощью реле, или переключаться между различными антеннами для их параллельного сравнения.

Ниже перечислены значения допустимой мощности в соответствии с протоколом WSPR, с их соответствующей мощностью в ваттах (60 dBm, т. е. 1000 Вт, в этом ките опущено. Это все-таки QRP-кит...).

Хорошее рекомендуемое значение мощности для этого кита 23dBm (200 мВт), что близко к измеренной мощности прототипа. Если это возможно, то вы должны измерить выходную мощность на диапазоне (диапазонах), с которым работаете, и установить ближайшее к измеренному значение dBm.

Разрешение/запрет настроек Mode

Каждый экран настройки режима может быть разрешен или запрещен. В ситуации по умолчанию при старте настройки всех режимов запрещены. Когда настройка режима запрещена, он появляется как "crossed out".

Чтобы переключить настройку режима между состояниями разрешено и запрещено: прокрутите циклически элементы меню кнопкой LEFT, пока не дойдете до нужного режима, который хотите разрешить или запретить. Затем нажмите кнопку RIGHT, чтобы переключиться между состояниями разрешено/запрещено.

Для редактирования содержимого настроек режима, например диапазон, частоту или режим передачи нажмите один раз кнопку RIGHT, затем нажимайте кнопку LEFT для перемещения курсора на настройку диапазона Band (1 в примере выше). Затем нажмите кнопку LEFT для перемещения к частоте Frequency, затем к настройкам режима Mode, Power и Aux.

Проверка ошибок

Любой из экранов режимов можно разрешить или запретить. Эта фича может использоваться для программирования ваших любимых комбинаций диапазона, частоты и режима, и затем можно их быстро разрешать/запрещать для удобства использования. Конечно, как минимум один режим установок должен быть разрешен и корректно настроен, чтобы могла работать передача маяка. Когда вы завершили настройку конфигураций (экранов настроек режимов, позывной и т. п.), выполнится процедура проверки ошибок, которая удостоверится, что все конфигурации корректны и целостны. Эта проверка обрабатывает только всех экранов разрешенных режимов настройки. Запрещенные экраны режимов настроек игнорируются этой проверкой на наличие ошибок.

Важно понимать, что некоторые параметры конфигурации используются совместно несколькими разными режимами, и могут тем не менее использоваться несколько по-разному.

Следующий пример покажет вид разрешенного и запрещенного экрана режима.

Разрешенный экран настройки режима:	Запрещенный экран настройки режима:

Примеры проверки ошибок

Пример 1: сообщение содержит что-то, которое передается в режимах QRSS, FSKCW, CW, FSK, DFCW, Hellschreiber, Opera, JT9, JT65 и ISCAT. Текст Hellschreiber может содержать такие символы, как + и =, которые не разрешены в режимах QRSS. Режимы QRSS могут содержать только лишь символы 0-9, A-Z, / и Space (пробел). Таким образом в ситуации, когда один режим настроек передает FSKCW, а другие передают Slow-Hell, сообщения должны содержать только разрешенные символы для обоих режимов, т. е. без +, = и т. д. Недопустимые символы передаются как символы пробела.

Пример 2: настройка Frame имеет ограничения в режимах WSPR. Для WSPR она должна содержать четное количество минут. Однако для WSPR15 настройка Frame должна нацело делиться на 15. Теперь если случится так, что передается WSPR в одном режимов, но другой режим настроен на передачу WSPR15, то параметр конфигурации Frame должен содержать значение, которое подойдет как для WSPR, так и для WSPR15. Дополнительное общее ограничение состоит в том, что Frame всегда должен быть меньше 60. Получается, что единственным допустимым значением для Frame будет 30.

Настройка Speed выбирает скорость передачи для различных режимов. По умолчанию это 00 000 000, в момент включения питания.

CW: это скорость в словах в минуту (Words Per Minute), для следующих режимов: CW, FSK.

Dit: это длительность точки телеграфа (CW dit) в секундах. Это применяется в режимах FSKCW, QRSS и DFCW. 6 секунд ("006") довольно подходящее значение для FSKCW на диапазонах HF.

Hel: это длительность в секундах каждой половины пикселя (half-pixel) только в режиме SHELL (Slow HELL). Все другие режимы, например CW ID, Hell, DX Hell, WSPR, WSPR-15, Opera, Pi4 и JT9 имеют тайминги, определенные их протоколами, которые не могут быть изменены; эта настройка скорости не влияет на эти режимы.

Настройка сообщения (message) это алфавитно-цифровой параметр, который может быть длиной до 511 символов. Для режимов FSKCW, DFCW, CW, QRSS она может состоять из символов диапазона A – Z, 0 – 9, / или space. Режимы Hell могут также использовать символы пунктуации, но не символ *.

Может быть введено любое сообщение. Однако, если символ не может быть переда в активном режиме передачи, то он будет при передаче заменен на символ пробела.

У символа * специальное предназначение, он используется для указания начала и конца настраиваемого пользователем шаблона генерации (см. описание ниже).

ВАЖНО: помните о необходимости добавлять символ пробела в начале или конце вашего сообщения! G0UPLG0UPLG0UPL... и т. п. плохо читается, потому что здесь нет пробелов. G0UPL G0UPL G0UPL вероятно это то, как вы хотели бы отправить сообщение, здесь присутствуют пробелы.

Могут быть введены несколько под-сообщений (sub-messages). Если вы хотите ввести sub-messages, используйте символ разделителя (инверсный блок квадрата, см. выше секцию 2.2.3) для разделения и определения sub-messages. Когда используется функционал sub-message, каждый из режимов передачи может передавать разное sub-message.

Вы определяете, какое sub-message отправляется для каждого экрана режима передачи, используя цифровую установку, находящуюся посередине справа на нижней строке экрана режима. Это число, которое используется для ввода мощности в режиме WSPR. В режимах, где вы отправляете задаваемый оператором параметр "Message", это число определяет, какое sub-message должно быть отправлено. 00 это первое sub-message, 01 второе, и так далее. Может теоретически быть до 100 sub-messages (пронумерованных 00-99).

В случае, когда вы определяете передачу sub-message, которое не существует в параметре конфигурации message, система просто отправит 0-е сообщение.

Другая функция параметра конфигурации Message - это то, что вы можете подключать #-теги. В момент передачи эти теги заменяются динамически предоставляемыми данными. Например тег #LT. Если вы подключите "#LT" в сообщение, то когда сообщение передается, "#LT" будет заменено на значение широты (latitude), прочитанное из модуля приемника GPS.

Доступные #-теги описаны в последующей секции этого руководства.

Настройка позывного (callsign) это также алфавитно-цифровая настройка, которая может быть длиной до 14 символов. Теоретически он может включать пунктуацию, но обычно она в позывных не используется. Позывной НЕ может использоваться для нормальной передачи сообщения в большинстве режимов.

Позывной callsign используется для трех целей:

1) Callsign используется для генерации сообщения, кодируемого в режимах WSPR, Opera и PI4.
2) Callsign отправляется на скорости 12wpm (12 слов в минуту) в режиме CW ID, что используется для отправки вашего позывного по стандарту 12wpm CW на заданных интервалах в качестве идентификатора станции (читайте условия вашей лицензии).
3) Callsign может также использоваться для автоматической вставки в передаче стандартного сообщения, если вы в свое сообщение вставите тег "#CS".

Обратите внимание, что когда вы используете режимы WSPR и Opera, callsign должен удовлетворять определенным правилам. Во-первых, он может быть длиной только 4 – 6 символов. Callsign должен состоять из следующего:

1) Один или два символа A-Z или 0-9.
2) Один символ, который должен быть цифрой, 0-9.
3) Два ли три символа, которые должны быть A-Z.

Эти ограничения на callsign накладываются, чтобы он удовлетворял требованиям протокола кодирования WSPR и Opera. PI4 callsign содержит 8 символов, любые A-Z, 0-9, space или '/'. Обязательно завершите позывной из 4, 5 или 6 символов позывного строковым терминатором, используя символ "Enter" (см. выше описание символов 2). Не испытывайте соблазн добавить пробелы к оставшемуся размеру строки!

Замечание: начиная с firmware v3.05 позывной не должен содержать пробелы. При кодировании сообщения WSPR любое необходимое дополнение пробелами будет выполнено системой автоматически.

Поддерживаются ситуации, когда вам нужно использовать префикс или суффикс позывного вашем сообщении WSPR; прочитайте далее описание параметра конфигурации "Ext. WSPR". Режимы Opera это не поддерживают.

Настройка locator используется только в режимах WSPR и PI4, и это один из входных параметров алгоритма кодирования WSPR. Это 6 символов, первые 2 из которых это всегда буквы A – R, вторые 2 символа это цифры в диапазоне 0 – 9, и конечная пара это всегда буквы A – X. Редактирование этого параметра автоматически выполняет коррекцию, исправляя недопустимый ввод. Настройка locator не требуется ни для какого другого режима, кроме WSPR и PI4, и эту настройку можно оставить пустой, если режимы WSPR или PI4 не используются.

Если подключен модуль GPS с корректно настроенным потоком последовательных данных, то locator автоматически выводится из данных GPS, и его не нужно настраивать вручную. Однако в этом случае система пропустить последующую передачу любого режима WSPR пока locator не будет декодирован из данных GPS.

Сообщения WSPR обычно просто кодируют 4-символьный Maidenhead locator наподобие IO90, как в этом примере. 5-й и 6-й уточняющие символы места расположения ("AB" в этом примере) игнорируются. Случаи, когда вам нужно посылать полный 6-символьный locator в вашем WSPR-сообщении, также поддерживается; см. далее описание конфигурационного параметра "Ext. WSPR".

4-символьный или 6-символьный locator может также динамически вставляться в Message (для режимов передачи, которые читают строку Message), если вы соответственно используете теги "#M4" или "#M6".

Это набор конфигурационных параметров, которые управляют функционалом Ultimate3S. Здесь 5 конфигурационных параметров на одном конфигурационном экране; это сделано для сохранения места и времени, когда пролистываются элементы меню; поскольку в основном эти опции конфигурации не часто меняют (если вообще меняют). Эти 5 настроек описаны ниже.

XW Этот параметр разрешает расширенный режим WSPR (extended mode), когда установлен в 1. В расширенно режиме WSPR вы можете использовать позывной, содержащий префикс или суффикс (но не их оба сразу). Кроме того, передается полный 6-символьный locator, предоставляя больше точности, чем обычный 4-символьных. Однако расширенный режим WSPR имеет некоторые недостатки:

1) Требуется 2 передачи, чтобы передать всю информацию, так что передача WSPR в расширенном режиме занимает 4 минуты вместо двух. Принимающая станция должна принять обе передачи, чтобы получить полную копию всей информации, или в некоторых случаях даже ваш позывной (который отправляется только в одно из двух типов сообщений). В условиях слабого сигнала станция может не получить больше одного декодирования от вас; и вы потеряете отчеты по приему по сравнению с обычным WSPR, который содержит только одну передачу (один 2-минутный слот).
2) Эти два типа передачи связаны передачей 15-битного hash-кода. Это отправляется во втором сообщении вместо полного позывного. Это похоже на сжатие позывного с потерями. Несколько позывных могли бы сформировать одинаковый hash-код, потому что существует только 32768 комбинаций значений (15 двоичных бит). Поэтому существует риск неправильных декодирований. Если много участников переключатся в расширенный режим, то это увеличит риск неправильных декодирований.

Все это ограничения протокола WSPR, не кита U3S. Те же самые ограничения применяются к WSPR, отправленному с помощью PC и программы WSPR.

По описанным выше причинам разрешение extended WSPR рекомендуется только если вам реально нужно передавать длинный позывной или полный 6-символьный Maidenhead locator.

При отправке позывного (callsign) расширенном (extended WSPR) режиме с префиксом или суффиксом, дозволяется 3 типа расширенного позывного:

1) Односимвольный суффикс в диапазоне 0-Z, например G0UPL/P.
2) Двойной цифровой суффикс, используются только цифры, например G0UPL/26.
3) Префикс, состоящий из текста от 1 или 3 букв или символов, например MM/G0UPL

Протокол extended WSPR не позволяет использовать и префикс, и суффикс одновременно, и не позволяет расширения callsign, кроме трех перечисленных выше. Кит U3S проверяет введенный callsign на предмет удовлетворения этим требованиям.

x2 Эта настройка предназначена для того, чтобы U3S управлял определенными усилителями мощности LF, которые требуют вход двойной частоты (для ключей push-pull). Когда X2 Freq установлен в 1, выходная частота 2x от реальной сконфигурированной частоты передачи ниже 1 МГц. Это не дает эффекта на частотах 1 МГц и выше.

Tn Когда установлено в 1, разрешен потенциометр настройки частоты. Это полезно для людей, которые хотят использовать кит U3S как телеграфный (CW) передатчик, см. http://www.hanssummers.com/ultimate3/u3mods.html#tuning.

Iv Когда установлено в 1, эта настройка разрешает инвертированный выход (со сдвинутой на 180 градусов фазой) на Si5351A Clk1. Это потенциально должно использоваться в выходных каскадах push-pull. Когда установлено в 2, выход Clk1 работает на той же частоте, что и Clk0 (как для Iv = 1), то но выход Clk1 всегда включен (unkeyed, не манипулируется).

Когда в U3S разрешен Iv (Inverted Clk1 output), режимы парковки (Park Modes) запрещены. Настройка "Iv" отменяет настройки режима Park. Это потому что режимы парковки также используют выход Si5351A Clk1.

TxS Настройка TxS указывает количество экранов режимов передач, показываемых в конфигурационном меню. Это фактически ID последнего экрана режима передачи, отображаемого при прокрутке конфигурационного меню. По умолчанию задано "02". Это означает, что будут показаны три экрана режимов передач: 0], 1] и 2].

Когда экраны режимов передачи скрыты, потому что их ID больше, чем конфигурационный параметр TxS, их настройки все еще сохраняются. Однако они не появляются в листинге, когда осуществляется прокрутка элементов меню, и эти режимы не передаются, даже если они были разрешены перед тем, как стали скрытыми.

Это конфигурационное меню содержит ДВЕ настройки, относящиеся к способу применения Frequency Shift Keying (FSK).

Первая настройка переключает состояния Fine FSK on (1) или off (0). Это старый параметр "Fine FSK" (версий до v3.02).

Когда Fine FSK 1, значение второго параметра FSK (Hz) меняется. Параметр FSK (Hz) тогда указывает FSK в единицах 1/16-х Гц, когда передача происходит на частоте ниже 1 МГц (например в диапазонах 2200m и 600m ). Эта настройка не дает эффекта для передач на частотах 1 МГц и выше.

Например, если "Fine FSK" 1 (on), и "FSK (Hz)" 010, то фактический сдвиг частоты будет 0.625 Гц (т. е. 10 x 1/16 Гц) на частотах передачи ниже 1 МГц. На других частотах сдвиг будет 10 Гц, как обычно.

Эта настройка дает очень точное управление сдвигом частоты, что может быть полезным для очень медленных режимов, иногда используемых на диапазонах LF и MF.

Вторая настройка определяет FSK size, и может быть в диапазоне от 0 до 999 Гц. Для режимов FSKCW и DFCW, указанная FSK это высота сдвига для символа (symbol shift height). Для режима Slow-Hell это высота текста (text height). Этот параметр не применяется для других режимов.

Обычно вы захотите использовать shift 4 или 5 Гц для низкоскоростных режимов. Большее значение, чем это, будет считаться антисоциальным другими операторами. Для режима fast-speed FSK, используемого в диапазоне 10m, обычно используется несколько сотен Гц.

Обратите внимание, что при использовании режимов WSPR корректные сдвиги частоты для WSPR вычисляются китом; настройки Fine и FSK не дают эффекта в режиме WSPR. Они также не дают эффекта в режимах CW, CW ID, QRSS, Opera, PI4, JT9, JT65, ISCAT или Hellschreiber: все они имеют сдвиги частоты, определяемые протоколом.

Первый параметр это "Frame", и он используется для определения длины кадра сообщения (message frame length).

Технология, названная "stacking", была разработана специалистами QRSS для еще большего улучшения отношения сигнал/шум. Передающая станция передает сообщения, определенные в кадре точной длины. Принимающая станция накладывает друг на друга несколько кадров приема на одном экране. Любое сообщение, которое повторяется при такой точной длине кадра, дополнительно усиливается усреднением нескольких приемов сообщения; любое другое не повторяющееся сообщение или QRM уменьшается.

В качестве примера рассмотрим сообщение, передача которого в выбранном режиме QRSS и скорости занимает 8 минут. Вы можете установить настройку "Frame" на 10. Это означает, что после того, как передача сообщения завершена, микроконтроллер подождет 10 после запуска сообщения перед запуском следующей передачи. Принимающие станции, которые используют декодирующее программное обеспечение QRSS с установленной длиной кадра 10 минут, смогут собрать 6 (для примера) передач в течение часа и усреднить их друг с другом, чтобы улучшить соотношение сигнал/шум.

Этот параметр также используется для режимов WSPR, PI4, JT9, JT65 и ISCAT. В этих режимах параметр Frame определяет, как часто передаются закодированные данные передач. Передачи WSPR занимают до 2 минут, и они всегда запускаются в начале четной минуты. Таким образом в режиме WSPR параметр Frame должен быть четным числом (нацело делиться на 2), например 10 минут (9 минут недопустимое значение для WSPR).

Обычно Frame для WSPR устанавливается на 10 минут. 10 минут это также популярная длина кадра "stacking" приема QRSS, пока передача вашего сообщения укладывается в 10 минут. Если это не так, то контроллер будет ждать истечения следующего интервала 10 минут.

В WSPR-15 параметр должен быть ненулевым, делящимся нацело на 15 минут, обычно 15 минут.

Когда используется стабилизация частоты на основе GPS, вы должны выбрать ненулевой параметр Frame. Причина в том, что стабилизация частоты должна происходить, когда кит не передает, т. е. в паузах между передачами. Стабилизация частоты занимает 14 секунд, и происходит сразу после окончания передачи. Таким образом, вам необходимо обеспечить достаточную величину параметра Frame, чтобы время паузы было не менее 14 секунд после завершения текущей передачи и началом следующей. Длительность тип стабилизации частоты определяется параметром "Cal", описанным далее.

По умолчанию: значение по умолчанию 00 означает, что размер кадра не определен, и фича stacking не используется. Все комбинации режим/частота отправляются с повторениями, последовательно. Frame должен быть установлен в ненулевое значения для режимов WSPR, WSPR-15, PI4, JT9, JT65 и ISCAT.

Второй параметр это "Start", и он используется совместно с параметром Frame. Он определяет, когда запускается цикл передачи. Например, если Start установлен в 03, а Frame установлен в 10, то передача сообщения начнется, когда время достигнет 00:03 (или 3 минуты после любого часа), и будет повторяться с интервалами точно 10 минут.

И опять-так для WSPR параметр Start должен быть четным значением (нацело делящимся на 2). Для WSPR-15 он должен нацело делиться на 15.

По умолчанию: значение по умолчанию 00 означает, что параметр Start не используется.

Первая настройка это режим GPS. Она управляет, как используется и используется ли GPS. Если она установлена в ненулевое значение, и подключен модуль GPS, и он формирует достоверный сигнал 1pps, то эти точные импульсы времени от блока GPS будут использоваться для захвата частоты и поддержки точного времени. В случае сбоя сигнала GPS (например, плохой прием), кит может продолжать использовать встроенный кварцевый генератор 20 МГц для учета времени.

Дополнительно, если последовательное соединение с блоком GPS работает нормально, указатель на место размещения (Maidenhead locator) будет автоматически вычисляться из координат широты (latitude) и долготы (longitude), принятых из модуля GPS, и внутренние часы реального времени будут точно скорректированы на время, полученное от модуля GPS.

Когда подключенный модуль GPS используется для стабилизации частоты, вы должны выбрать ненулевой параметр Frame. Причина в том, что стабилизация частоты должна осуществляться, когда кит ничего не передает, т. е. в паузах передач сообщений маяка. Стабилизация частоты начинается сразу после завершения передачи. Вам необходимо убедиться, что параметр Frame задан достаточно большим, чтобы промежуток между окончанием текущей передачи началом следующей был минимум около 14 секунд (см. также далее описание настройки "Cal", которая управляет шагом и длительностью стабилизации частоты – размер шага по умолчанию 00 означает, что калибровка НЕ ПРОИЗВОДИТСЯ!).

Стабилизация частоты также может быть предоставлена по сигналу 1pps, полученному от точного опорного источника частоты. В этом случае подключите сигнал 1pps к соответствующему входу 1pps и установите Use GPS в "On". Когда нет последовательных данных, кит не не будет декодировать Maidenhead locator или время, однако сигнал 1pps будет достаточен для стабилизации частоты.

Когда GPS разрешен, и сигнал 1pps поступает от модуля приемника GPS, на экране появится символ сердечка. Биения сердечка происходят синхронно с входным сигналом 1pps.

Когда система калибруется, на нижней строке экрана LCD отображается текст "Cal", за которым идет анимация строки статуса (status bar animation). Status bar заполняется по мере прогресса процесса калибровки.

Когда калибровка завершена, на нижней строке будет показана новая откалиброванная опорная частота и изменение от предыдущего значения. После 20 секунд нижняя строка снова станет пустой. Обратите внимание, что при событии пропадания сигнала 1pps status bar станет на паузу, и калибровка возобновится, когда сигнал 1pps начнет поступать опять.

Для описания алгоритма калибровки частоты GPS см. [1].

Настройки GPS Mode:

0 GPS вообще не используется. Кит работает в независимом режиме (free-running mode), от своего опорного кварцевого генератора 20 МГц.

1 Кит синхронизируется по спадам уровня сигнала 1pps.

2 Кит синхронизируется по фронту нарастания уровня сигнала 1pps. Этот вариант настройки подходит для большинства модулей GPS, у которых например ширина импульса 100 мс.

Эта вторая настройка на экране GPS определяет скорость (baud rate) для приема последовательных данных от модуля GPS. Она должна соответствовать выводу данных из модуля GPS, иначе эти данные не могут быть декодированы. Обратитесь к документации на ваш модуль GPS (или проанализируйте его сигнал передачи осциллографом), чтобы определить правильную скорость UART.

Здесь может быть введена любая скорость. Значение 9600 это чаще всего используемая настройка, и она применяется по умолчанию. Кит может поддерживать скорости до 115kbps, но более высокие скорости могут привести к неточному декодированию потока данных, и могут работать некорректно.

Кит использует настройку асинхронного кадра UART без бита четности (no parity), 1 stop-бит и 8 бит данных. Автор никогда не встречал модуля GPS, которые не используют такие же настройки, поскольку они считаются фактическим стандартом.

Firmware кита также вычисляет контрольную сумму предложения протокола GPS NMEA, и сравнивает её с символами контрольной суммы в конце каждого предложения протокола. Если вычисленная и переданная контрольные суммы не соответствуют друг другу, то предложение NMEA игнорируется. Система затем будет ждать приема корректного предложения. Эта фича может быть запрещена (см. следующую секцию).

Во-первых, рассмотрим параметр "GPS Info". Во время периода ожидания между передачами нижняя половина экрана отображает информацию GPS в реальном времени. Эта информация отображается, когда калибровка завершена, и прошло 10 секунд после отображения откалиброванной опорной частоты. Настройка "GPS Info" управляет, какая информация отображается.

По умолчанию (GPS Info = 0), по экрану циклически показываются 4 порции информации, каждая в течение 4 секунд: Latitude (широта), Longitude (долгота), Altitude (высота) и Info. Назначение первых трех понятно из названия. Обратите внимание, что latitude/longitude отображаются в градусах и десятичных минутах (не секундах). Это приходит прямо из GPS-строки $GPRMC. Строка информации Info показывает 5 порций информации, касающихся качество приема сигнала GPS.

Например:

A 3D f06 t10 s31

a) A или V это флаг достоверности (validity). Обозначает наличие корректной фиксации координат GPS. V означает void (нет фиксации).
b) Тип фиксации координат. Возможны варианты No, 2D, 3D. No означает "None" т. е. отсутствие фиксации, 2D частичная фиксация, 3D полная фиксация.
c) Количество спутников, участвующих в фиксации (solution). Буква f используется для "fix". В этом примере для фиксации используется 6 спутников.
d) Количество спутников, которое видит приемник GPS. Буква t обозначает "tracked". В этом примере показано, что отслеживается 10 спутников.
e) Средняя сила сигналов отслеживаемых спутников. Буква s обозначает "Signal". В этом примере уровень сигнала 31.

Эта информация обновляется свежими декодированными данными, поступающими от GPS каждую секунду. Они приходят от следующих выражений NMEA:

$GPRMC: Latitude, Longitude, флаг Validity.
$GPGSA: тип фиксации None, 2D, 3D.
$GPGGA: количество спутников в фиксации, Altitude.
$GPGSV: количество отслеживаемых спутников, сила сигнала.

Все эти 4 выражения NMEA по умолчанию активны на модуле QLG1 GPS от QRP Labs, и на большинстве других модулей GPS. В случае, если какая-либо информация отсутствует из-за того, что данные не были получены от GPS, или потому, что GPS не отправляет соответствующее предложение NMEA: данные заменяются на "-", или в случае широты/долготы, просто отображается пустота.

Например "A 3D f-- t10 s31" означает, что $GPGGA строки не было.

Значение настройки "GPS Info" может быть от 0 до 3, и обозначает следующее:

0: (по умолчанию): циклически отображается Info, Longitude, Latitude и Altitude, каждая порция информации показывается 4 секунды.

1: отображается только Info.
2: циклически меняют друг друга значения Latitude, Longitude и Altitude, каждое показывается 4 секунды.
3: Off (информация GPS не отображается, показывается версия наподобие v3.05 или более ранняя).

И во-вторых рассмотрим параметр "GPS Check". Он управляет, выполняется ли проверка контрольной суммы при парсинге последовательных данных GPS. Каждое предложение NMEA, посылаемое модулем GPS, дополняется 2 символами, представляющими контрольную сумму. Если произошло повреждение данных строки, то вычисленная и принятая контрольные сумму не совпадут. Разрешение проверки контрольной суммы ("GPS Check" = 1) активирует валидацию приема предложений NMEA. Если контрольная сумма не соответствует, то вычисление locator и коррекция времени не могут быть выполнены. Это также повлияет на способ отображения данных GPS Info.

Если проверка контрольной суммы выключена ("GPS Check" = 0), то даже если было повреждение данных строки предложения NMEA, она все равно будет учитываться. Это может привести к случаям некорректно отправленных параметров locator.

По умолчанию эта настройка установлена в "1", т. е. по умолчанию проверка контрольной суммы активна. Однако бывают модули GPS, на которых не работает проверка контрольной суммы. Если вы с этим столкнулись и не получаете информацию от приемника GPS, то попробуйте установить этот параметр в "0".

QLG1 GPS receiver kit от QRP Labs всегда работает корректно с включенной проверкой контрольной суммы (1).

Эта настройка определяет шаг частоты, применяемый на каждом интервале в 1 секунду, по методу калибровки наподобие "Huff-Puff" в опорной частоте 27MHz U3S. Обычно кварц генерирует частоту около 27.004MHz (или 26.998MHz, если вы используете OCXO/Si5351A Synth kit).

Полное обсуждение калибровки частоты Huff Puff frequency см. [1].

Начиная с firmware версии v3.08, все калибровки используют метод Huff Puff. Предыдущие версии firmware также поддерживали не Huff Puff метод (измерение частоты в течение 10 секунд, вычисление коррекции). Метод Huff Puff был изначально введен чтобы побороть неточности в спецификации 1pps модулей GPS, основанных на Sirf III, таких как VK16E. Метод Huff-Puff более надежен и точен, экономит память кода и упрощает настройку, так что это теперь единственный метод калибровки, начиная с версии firmware v3.08.

Значение 00 по умолчанию Cal Step означает, что подстройка не выполняется – никакая калибровка не производится. Убедитесь, что понимаете эффект от параметра Cal Step, и выберите подходящее значение.

Частота устанавливается в 6.75 МГц, и измеряется в течение интервала 1 секунды между поступающими импульсами 1pps от приемника GPS. Если измеренная частота оказалась выше 6.75 МГц, то это означает, что частота калибровки опорного генератора слишком низкая, так что величина Cal Step (в единицах 0.1 Гц) добавляется к опорной частоте 27000000 Гц. И наоборот, если измеренная частота оказалась меньше 6.75 МГц, то это значит, что частота калибровки опорного генератора выше, чем значение в реальном мире, тогда его параметр уменьшается на величину Cal Step (1/10 Гц).

Оптимальная установка Cal Step будет зависеть от того, как компенсируется дрейф частоты, поскольку во время каждой калибровки применяется ограниченная коррекция. Например, если Cal Time 10 секунд, Cal Step 20 (что означает 2 Гц), то максимальная корректируемая ошибка на 27 МГц составит 20 Гц на калибровку. По этой причине хорошей идеей будет увеличить настройку Cal Time.

Вторая настройка определяет временя, затрачиваемое калибровку опорной частоты с помощью сигнала GPS 1pps. Умолчание 10 секунд, и предпочтительнее использовать большие интервалы.

Рекомендуется следующий подход к этой настройкеA: например, если WSPR передается один раз каждые 10 минут, то установите Cal Time на 240, и выберите Park Mode. В этом случае после 2 минут передачи кадра WSPR будут отведены 4 минуты (240 секунд) на калибровку, затем 4 минуты "Park", на которых частота DDS должна установиться близко к частоте передачи, чтобы произошла температурная стабилизация DDS.

Максимально возможное значение Cal Time составляет 250 секунд. Это потому, что внутреннее представление этого параметра задается 8-разрядным целочисленным значением (максимальное значение 255), и также добавляется 4 перед началом калибровки. Если вы попробуете ввести значение больше 250, система автоматически установит Cal Time в максимальное значение 250 секунд.

Начальная калибровка вашего U3S может быть очень медленная, если вы используете Cal Step 01. Устройство будет постепенно подстраивать опорную частоту на ограниченную величину в каждом цикле калибровки. Этот процесс можно значительно ускорить, если установить увеличенный размер шага, например 10, или даже больше. Тогда калибровка будет быстрее находить корректное значение опорной частоты. Однако при большом размере шага получится большое изменение от одного цикла калибровки к другому. Для самой большой точности должен использоваться минимальный размер шага, т. е. 01.

Хорошей стратегией будет использовать большой размер шага для изначальной калибровки, и затем, когда корректная опорная частота определилась, поменять шаг на минимальный 01, чтобы калибровка была очень точная.

Параметры "ParkMode" и "ParkFreq" используются для управления поведением кита во время key-up. Настройка полезна для уменьшения дрейфа частоты. Выход Si5351A Clk1 может постоянно переключаться на частоте от 1 до 150 МГц, при использовании Park Mode 4.

Park-режимы возможны только когда бит конфигурации "Iv" установлен в 0 (см. описание выше в соответствующей секции). Когда "Iv" установлен в 1, Park-режимы запрещены.

Park Mode устанавливает частоту на выходе Si5351A Clk1 во время промежутков между передачами. Это может значительно уменьшить дрейф частоты, когда используется non-OCXO версия модуля кита Si5351A.

Первый параметр это Park Mode, который имеет следующий смысл:

0 Si5351A Clk1 между передачами выводит установку частоты экрана следующего режима.

1 Si5351A Clk1 выход установлен в частоту передачи экрана следующего режима, плюс смещение, заданное параметром "Park Freq", указанном в Гц (вторая опция на этом экране). Сумма должна быть в интервале между 1 МГц и 150 МГц.

2 Si5351A между передачами устанавливается на указанную частоту "Park Freq". Эта частота должна быть в интервале между 1 МГц и 150 МГц.

3 Si5351A Clk1 выход выключен между передачами.

4 Si5351A Clk1 выход постоянно включен, и установлен на частоту, определенную "Park Freq".

5 Si5351A Clk1 постоянно включен, и установлен на частоту, определенную по формуле: 4 * (текущая выходная частота – park частота).

Вторая настройка это Park Frequency. Предыдущее описание показывает, как она должна использоваться, в зависимости от Park Mode.

Когда используется OCXO версия кита модуля Si5351A, дрейф должен быть незначительным, и фича Park не должна использоваться.

Когда используется non-OCXO версия, эта фича значительно уменьшит дрейф частоты синтезатора, если вы разрешите Park на частоте, намного выше частоты передачи. Например, когда используется Park Mode 2 с Park Freq 150000000, автору удалось достичь нулевого дрейфа частоты на диапазоне 10m WSPR (выходная частота 28 МГц).

Эта функция позволяет манипулировать ("Key") выходным сигналом кита Ultimate3S, чтобы он работал как PTT-сигнал включения усилителя мощности (Power Amplifier) до начала передачи. Этот параметр в миллисекундах задает задержку между моментом, когда выход PTT получит высокий уровень (5V) и началом передачи. Обратите внимание, что актуальное время передачи не задерживается – оно все еще остается точно выдержанным для протокола, какой бы протокол вы ни передавали. Сигнал PTT становится активным перед началом передачи. Соответственно по окончанию передачи сигнал PTT будет деактивирован с такой же задержкой.

Когда "PTT Delay" 0, то предыдущий функционал реплицируется, т. е. выход "Key" работает синхронно с выходом RF.

Следующие скриншоты осциллограмм иллюстрируют работу выхода "Key" в качестве сигнала "PTT", когда этот параметр установлен в ненулевое значение.

1 одна секунда быстрой передачи. Это создано фичей "Custom message", режим FSKCW. Настройка содержит *010* что означает длину символа 01 секунду, и FSK 0 Гц (см. описание определение пользовательского сообщения в последующей секции этого руководства). Выход "Key" включается и выключается синхронно с пакетом RF.
Буква "K" CW, переданная на скорости 12 wpm. Обратите внимание, что все сообщение посылается просто как одна буква "K" с целью иллюстрации. Выход Key управляется синхронно с выходом RF. Обратите внимание, что выход Si5351A Clk0 находится на высоком уровне во время периодов поднятого ключа (key-up). Это не имеет специального значения в маяке Ultimate 3S из-за его схемы, потому что имеется развязывающий конденсатор между выходом синтезатора Si5351A и входом усилителя мощности.
Та же самая 1 секунда пакета RF, с использованием фичи пользовательского сообщения *010*. Параметр "PTT Delay" установлен на 200 миллисекунд. Выход "Key" теперь работает как "PTT", и активируется/деактивируется с задержкой 200 мс до/после передачи RF.
Передача телеграфом (CW) буквы "K" на скорости 12wpm, теперь параметр "PTT Delay" установлен на 200 миллисекунд. Обратите внимание, что все сообщение состоит только из одной буквы "K" просто для целей иллюстрации. Выход "Key" теперь работает как "PTT" и активируется/деактивируется на 200 мс до/после передачи RF. Он остается активным в промежутке между символами (длительность этого промежутка равна одному "тире"). Обратите внимание на дополнительную задержку поднятого ключа (key-up delay) по окончанию передачи, потому что это пауза между символами телеграфа, которую автоматически добавляет система.
И в завершение показана осциллограмма с шкалой времени 1 секунда на клетку, и она показывает действие выхода "PTT" с параметром "PTT Delay", установленным на 550 миллисекунд. Показан захват момента времени промежутка между двумя соседними передачами WSPR. Как и ожидалось, сигнал управления передатчиком падает в низкий уровень через 550 мс после окончания передачи WSPR, и становится активным за 550 мс перед началом следующей передачи WSPR.

Эти параметры управляют формой огибающей включения RF (raised cosine envelope), когда кит Ultimate3S используется совместно с китом 5W HF PA от QRP Labs. Первый параметр это время в миллисекундах нарастания/спада для raised cosine envelope. Значение 00 означает, что управление формой огибающей не производится (передача включается/выключается мгновенно). Второй параметр означает максимальное значение DAC, оно должно быть в диапазоне 1..255, и указывает значение выхода DAC на полной мощности. Корректное значение этого параметра зависит от напряжения питания кита 5W HF PA.

Обратитесь к апноуту AN004 для подробной информации по подключению кита 5W HF PA к Ultimate3S, и как выбрать корректные значения для этих параметров.

ЗАМЕЧАНИЕ: Ultimate3S не может использоваться с китом 5W HF PA, когда установлен отдельный процессор управления ключом (RC1 key shaping processor).

Системная тактовая частота кварцевого резонатора, от которого тактируется микроконтроллер. В этом ките используется кварц 20 МГц, и нет никакой функциональной возможности подстроить эту частоту. Хотя для таких целей иногда использует подстроечный конденсатор, но в схеме кита он отсутствует, чтобы сделать его простым и дешевым настолько, насколько это возможно.

Системная тактовая частота используется для отсчета интервалов времени (тайминга) когда не подключен модуль GPS для захвата частоты. Когда частота несколько отличается от 20.000000 МГц, функция отсчета реального времени становится неточной. Во многих режимах это не имеет большого значения, за исключением WSPR, в котором кадры должны четко запускаться в начале четной минуты, в течение одной или двух секунд. Через несколько дней после установки точного времени расхождение в секунду или две секунды может привести к тому, что декодирование сигнала WSPR станет невозможным.

Соответственно этот параметр был предоставлен таким образом, чтобы вы при желании могли установить фактическую точную частоту вашего кварца 20 МГц. Это обеспечит точный отсчет времени. Самый лучший способ измерить частоту колебаний кварца - подать его частоту вместе с частотой точного сигнала 20 МГц, и затем настроить приемник по нулевым тональным биениям сигнала, т. е. когда частота звука на выходе приемника станет 0 Гц. Затем введите эту частоту в настройку конфигурации Sys. Frq.

Альтернативный метод - измерить уход времени вперед или назад в течение периода в нескольких дней, и затем подобрать параметр Sys. Frq. для компенсации этого ухода.

Настройка опорной частоты (Reference Frequency), отражающая реальную частоту кварца 27 МГц модуля Si5351A. Обычно эта частота на 3 .. 5 кГц выше, например 27.004000 МГц. Когда используется модуль синтезатора OCXO/Si5351A типичное значение на 2 кГц ниже, т. е. 26.998000 МГц.

Заводское значение по умолчанию 27,004,000. Важно точно настроить этот параметр, иначе выходная частота передачи кита не будет соответствовать параметру Frequency (см. описание выше). Калибровка этого параметра обсуждается в руководстве по сборке, доступном на сайте qrp-labs.com [2] (также см. архив [7]).

Настройка "Bright" позволяет подстроить яркость синего экрана LCD. Значение по умолчанию 9 (максимальная яркость). 0 соответствует минимальной яркости – подсветка выключена.

Параметр "Timeout" задает таймаут в секундах. После указанного количества секунд, когда нет активности пользователя с нажатиями кнопок, подсветка выключается. Эта фича может использоваться для экономии энергии, когда она необходима. Значение по умолчанию 000 означает отсутствие таймаута.

Использование параметра управления подсветкой требует установки перемычки, что описано в руководстве по сборке Ultimate3S, доступном на сайте qrp-labs.com [2] (также см. архив [7]). Без этой перемычки параметр просто игнорируется.

Следует также отметить, что управление яркостью подсветки реализовано 8-битной ШИМ для тока LED-подсветки. Частота ШИМ 610 Гц, скважность импульсов управляет яркостью. Импульсы тока LED 30mA могут вводить пульсации в напряжение питания, так что если вы используете приемник, то убедитесь, что ШИМ не вносит помехи в радиоприем.

Этот кит оборудован внутренними часами реального времени, которые используются для Frame (QRSS stacking) и для тайминга сообщений WSPR, PI4, JT9, JT65 и ISCAT. Эта конфигурация позволяет установить текущее время часов. Настройка времени вступает в действие, и значение секунд обнуляется (внутренне секунды отсчитываются, но здесь не отображаются), когда кнопка LEFT нажата после установки минут. Точная установка времени критически важна для WSPR (и т. п.) режимов. Путем тщательной подстройки параметра "Sys. Frq." кварцевый генератор 20 МГц будет поддерживать точное время для WSPR в течение недели, даже без GPS.

Обратите внимание, что если используется модуль GPS, и опция "Use GPS" включена, и если поток последовательных данных правильно декодируется (что обеспечивается корректной настройкой параметров "GPS Baud"), то корректное время будет устанавливаться автоматически.

Точный отсчет времени для других режимов не требуется, кроме режимов WSPR, PI4, JT9, JT65 и ISCAT. Даже если часы реального времени не установлены, они будут запускаться от 00:00 при включении питания системы. Этого достаточно для stacking, если это разрешено (например Frame установлен не нулевым).

В конце прокрутки экранов настроек будет отображаться это сообщение. Просто нажмите кнопку RIGHT для того, чтобы кит начал свою последовательность передач.

Вы всегда можете быстро добраться до этого экрана, если удерживать нажатой кнопку LEFT, тогда будут ускоренно пролистываться пункты меню. Вы можете отпустить кнопку LEFT, когда дойдете до экрана, настройки которого вы захотите изменить.

Если вы ошиблись в какой-либо настройке конфигурации, то будет показано сообщение об ошибке (если кит не сможет начать передачу). Далее приведено описание этих сообщений.

2.4. Объяснение сообщений об ошибках, и как их исправить

Когда допущена противоречивая настройка параметров, на экране LCD может появиться сообщение об ошибке. Причины этих сообщений хорошо определены. Если это число в квадратных скобках, то оно показывает номер экрана настроек, где содержится ошибка (однако ошибка может относиться к нескольким экранам настроек).

Ниже перечислены возможные сообщения об ошибках и их причины.

Эта ошибка также произойдет, если вы выбрали WSPR15, и установлена частота 1 МГц или выше, что не поддерживается.

Эта ошибка возникает, если указанная настройка частоты (экран режима 7 в этом примере) равна нулю.

Эта ошибка из-за того, что неправильный параметр Speed для используемого режима. Для QRSS, FSKCW и DFCW, длительность точки "Dit" должна быть не нулевая и не больше 200 секунд. Для режима Slow Hell, параметр "Hel" должен быть ненулевой и не больше 200 секунд. Для режимов CW и FSK, параметр "CW" должен быть ненулевым. Другие режимы имеют свои специальным образом определяемые скорости, которые не настраиваются, так что для них настройка Speed игнорируется. В этом режиме ошибка относится к экрану 2 настроек режима.

Для настройки (экран 0 в этом примере) отправки сообщения в режиме WSPR или Opera, вы не ввели позывной (callsign), или его введенное значения недопустимо для алгоритма кодирования. Проверьте описание настройки параметра позывного, см. выше описание параметра Callsign.

Для настройки (экран 0 в этом примере) отправки сообщения в режиме CW ID вы не ввели позывной, или он содержит недопустимый символ для передачи телеграфом. Допустимы символы A – Z, 0 – 9, пробел и /. Введите корректное значение для параметра Callsign.

Также имейте в виду, что если у вас разрешен Ext WSPR, то применяются дополнительные ограничения, см. выше секцию описания Ext WSPR для подробной информации по допустимым префиксу или суффиксу.

Эта ошибка (в этом примере экран 4 настроек режима), касающаяся передаваемого сообщения, произошла потому, что сообщение пустое, и режим установлен на что угодно, кроме режимов WSPR, Opera или PI4, либо режима CW ID. В этих режимах сообщение генерируется автоматически из настроек позывного (callsign), указателя местоположения (locator) и передаваемой мощности (power). Во всех других случаях текст сообщения должен быть установлен, иначе для кита нечего передавать.

Обратите внимание, что настройка "Message" не используется в режимах "TX CW" и "TX FSK", но вам все еще нужно что-нибудь ввести. Что введете, не важно.

Эта ошибка (в этом примере ошибка произошла на экране 0 настройки режима) может иметь 2 возможные причины.

В режиме WSPR параметр Frame (количество минут между передачами) должен быть четным (должен нацело делиться на 2) и ненулевым. Рекомендуется использовать значение 10 [минут]. В режиме WSPR-15, параметр Frame должен быть ненулевым и нацело делиться на 15. Рекомендуется использовать значение 15 [минут].

В режиме WSPR параметр Start должен быть четной минутой (степенью двойки), и в WSPR-15 должен нацело делиться на 15 минут. Во всех режимах параметр Start должен быть меньше 60 (поскольку в часе содержится только 60 минут).

В режиме PI4 параметр Frame (количество минут между передачами) должен быть ненулевым.

Имейте в виду, что если у вас разрешена настройка как режима WSPR, так и настройка режима WSPR15, то применяются ограничения к ОБОИМ этим режимам. В этом случае будет применена настройка Frame, которая будет работать для обоих протоколов WSPR и WSPR15, т. е. 30. Единственная допустимая настройка для Start в этом случае будет 00 и 30.

Эта ошибка может возникнуть только в режимах PI4 или WSPR, на экране настроек режима номер 5 в этом примере. Параметр locator должен быть стандартным 6-символьным Maidenhead locator (например IO90AB). Если вы получили такую ошибку, то это значит, что неправильно настроили параметр конфигурации Locator – он должен состоять из 2 букв в диапазоне A – R, за которыми идут 2 цифры в диапазоне 0 – 9, за которыми идут 2 буквы в диапазоне A – X.

Эта ошибка означает, что U3S не может коммуницировать с модулем Si5351A. Если у вас вообще нет подключенного модуля, то кит будет полагать, что у вас есть Si5351A и покажет эту ошибку. Если на нижней строке отображается "No Clk", то это значит, что U3S не может корректно сконфигурировать чип Si5351A. Эти ошибки скорее всего показывают наличие проблемы в вашем модуле Si5351A.

2.5. Понимание автоматической калибровки частоты с использованием GPS

Когда используется GPS с сигналом 1pps, кит может калибровать опорный генератор 27 МГц. Когда сигнал 1pps присутствует и GPS разрешен, на экране показыватся символ "сердечка", и оно "бьется" в моменты поступления сигнала 1pps.

Автоматическая калибровка частоты произойдет сразу после завершения последовательности передачи (настройки режима от 0 до F). Чтобы произошла автоматическая калибровка, параметр Frame должен быть установлен в ненулевое значение, и должен быть отведен достаточный интервал для паузы, чтобы в это время могла пройти калибровка.

Если вы оставите недостаточно времени между передачами для калибровки (время калибровки настраивается вами через параметр Cal Time), то калибровка не будет корректно завершена. Также убедитесь, что установлено ненулевое значение для параметра Cal Step: умолчание 00 для него означает, то никакая калибровка производиться не будет!

Во время первых 4 секунд после передачи последовательный поток данных от GPS парсится для распаковки информации места положения и времени; затем парсинг запрещается и стабилизируется мониторинг сигнала 1pps. Далее запускается калибровка. Время калибровки определяется параметром Cal Time на экране Cal {HP Time}. Промежуток времени между передачами должен быть больше, чем (Cal Time + 4) секунды.

Экран ожидания, который появится при ожидании следующей последовательности передачи, выглядит примерно так:

В этом примере текущее время 15:36:30, и система ждет до момента 40 минут (наступление времени 15:40:00) для запуска следующей передачи сообщения. Дополнительно будет мерцать сердечко (heartbeat) в области верхней строки. Когда произойдет калибровка (GPS mode ненулевой), на экране появится вторая строка:

Как только фактическая калибровка запустится, на индикаторе появится текст Cal, за которым будет полоса статуса калибровки, показывающая прогресс процесса. Когда калибровка завершится, на экране на 10 секунд (или любое значение Cal Time) появится значение новой частоты, а также изменение, которое было сделано от предыдущей калибровки. Например:

В этом примере калибровка только что завершилась, и увеличила значение опорной частоты на +4 Гц, до значения 27004432 Гц.

После 10 секунд нижняя строка покажет GPS-информацию на все оставшееся время до начала кадра новой передачи. Тип отображаемой информации зависит от настройки "GPS Info", описанной выше. В режиме 0 по умолчанию нижняя строка циклически покажет Longitude, Latitude, Altitude и информацию GPS, тратя на каждую такую порцию по 4 секунды.

Пример, показывающий строку информации:

Здесь показано следующее:

A означает, что поступили достоверные данные GPS (V означала бы неправильные данные)

3D означает 3D-фиксацию спутников (здесь может быть None, 2D или 3D)

f10 означает, что решение фиксации GPS использовало 10 спутников

t12 означает, что приемник GPS отслеживает 12 спутников

s30 означает, что средня сила сигнала от отслеживаемых 12 спутников равна 30.

Для дополнительной информации см. описание меню настройки "GPS Info", приведенное выше.

Во время калибровки выходная частота DDS устанавливается на 6.75 МГц, и эта частота измеряется микроконтроллером, используя сигнал точного времени 1pps (интервал между сигналами 1pps равен точно одной секунде, и за это время подсчитывается количество периодов частоты 6.75 МГц).

Дополнительные замечания, касающиеся калибровки частоты:

1) Откалиброванное значение частоты автоматически сохраняется в настройке Ref Freq, находящейся в EEPROM. Таким образом при следующем включении питания (если оно по какой-то причине было выключено) будет автоматически использоваться предыдущая откалиброванная частота, так что частота опорного генератора должна быть достаточно корректной. Откалиброванная частота сохраняется в EEPROM ТОЛЬКО В ТОМ СЛУЧАЕ, когда её значение отличается на пороговую величину 10 Гц от текущего сохраненного значения.

2) При первом включении блок GPS, который получает питание от того же источника, что и кит маяка, не может сразу достичь 3D-фиксации. В этой ситусции отображаемое время может быть неправильным (начинаться с 00:00:00). Если GPS Mode ненулевой, то последовательность передачи не начнется, пока не произойдет декодирование корректного времени от GPS. Если не было декодировано корректное время в течение времени "Frame" минут, то система сдается, и все равно запустит передачу.

3) При включении питания система не делает калибровку. Она ждет, пока не закончится первая последовательность передачи. Это потому, что сохраненное значение Ref Freq в EEPROM вероятно более точное, чем окажется первый результат калибровки, пока не пройдут несколько минут, за которые кварцевый генератор прогревается, тем самым минимизируется влияние дрейфа частоты от начального прогрева кварцевого генератора синтезатора.

4) Нажатие кнопки RIGHT во время калибровки отменит калибровку, и значение Ref Freq вернется к предыдущему сохраненному.

2.6. Теги сообщений

Определенные 2-символьные теги могут быть вставлены в передаваемое сообщение, вместо них динамически будут подставляться данные во время передачи.

Например, если настройка позывного содержит "G0UPL" и настройка Maidenhead locator содержит "IO91AB", а настройка содержимого сообщения содержит "#CS #M4 ", то фактическое передаваемое сообщение будет "G0UPL IO91 ". Могут также использоваться параметры GPS и данные тегов аналоговых каналов (analogue channel). Следующий список описывает доступные теги. Любой не распознанный тег посылается просто как символ пробела. Если вы попытаетесь послать долготу  (longitude) или широту (latitude), когда у GPS нет фиксации спутников, вы также получите одиночный пробел вместо них.

#A0 Analogue channel 0 [Note 1, 2]
#A1 Analogue channel 1 [Note 1, 2]
#A2 Analogue channel 2 [Note 1, 2]
#A3 Analogue channel 3 [Note 1, 2]
#A4 Analogue channel 4 [Note 1, 2]
#A5 Analogue channel 8 (внутренний датчик температуры), см. примечания (1), (2), (3).
#AT Altitude - высота, все символы из GPS-строки.
#GS Groundspeed – скорость по земле, все символы из GPS-строки – groundspeed выражается в узлах (knots).
#LT Latitude – долгота, градусы и десятичные минуты: все символы из GPS-строки, плюс суффикс N/S (север/юг).
#LN Longitude – долгота, градусы и десятичные минуты: все символы из GPS-строки, плюс суффикс E/W (восток/запад).
#M4 4-символьный Maidenhead locator, например "IO91".
#M6 6-символьный Maidenhead locator, например "IO91AB".
#CS Callsign позывной (просто вставляется то, что указано в настройке параметра Callsign).

Примечания:

(1) Аналоговые каналы имеют значения от 0000 до 1023, но фактически посылаются как 3 символа. Если окажется так, что первые 2 символа это "10", т. е. значение было в диапазоне 1000-1023, то первый из трех символов будет 'A'. Так например, значение 1005 будет показано как "A05".

2) Чтобы использовать и считывать аналоговые каналы 0 .. 4, к соответствующим выводам микроконтроллера не должно быть подключено ничего постороннего, что помешало бы аналоговым измерениям. Не подключайте реле к этим выводам, если вы хотите использовать каналы 0 и 3. Ключи S1 и S2 должны быть в порядке, пока все, что вы подключаете к выводу, не мешает замыканию на землю (например, используйте небольшой последовательно подключенный режистор). Для справки:

Channel 0: вывод 23 управление реле диапазона 1
Channel 1: вывод 24 ключ S2
Channel 2: вывод 25 ключ S1
Channel 3: вывод 26 управление реле диапазона 5
Channel 4: вывод 27 не используется

3) Внутренний датчик температуры ATmega328 линейный, однако неточный. Чтобы улучшить его точность, необходимо провести калибровку сообщаемой им температуры по эталонному термометру. Показание температуры, используемое тегом # A5, не является стоградусным, это просто 10-битное показание от АЦП для канала 8.

[3. Узкополосные режимы]

Ниже приводится краткое описание каждого вида режима QRSS и чего от них можно ожидать.

3.1. FSK/CW

На верхней строке экрана показан последовательный номер, диапазон и частота, точно так же, как на экране редактирования. В этом примере показана последовательность 0, диапазон 0 и частота 10.140050 МГц. Нижняя строка показывает FSKCW, за которым идет символ длины – в этом примере 6 секунд. И наконец, показывается конечное сообщение. Самый левый символ этот тот, который отправляется. "–" после последовательного номера показывает отправляемое тире. Если будет посылаться точка, то будет показан символ ".". По мере передачи сообщение будет прокручиваться влево.

На следующей картинке декодированные буквы нарисованы поверх принятого сигнала желтым шрифтом, чтобы ясно показать, как режим декодируется.

При модуляции In Frequency Shift Keyed CW (FSK/CW) интервалы тире и точек одинаковые, как в традиционном (медленном) morse, например QRSS, но несущая излучается всегда, и "нажатие ключа" обозначается сдвигом частоты вверх на несколько Герц. FSK/CW самый популярный из медленных режимов сигнала.

Преимущества: передатчик постоянно включен, в результате чего получается избежать эффектов "chirp" (вытягивания частоты) генератора, что может быть проблемой, например в простых схемах. Сигнал чень хорошо считывается с эфира в присутствии наличии QRM или в условиях слабого сигнала, потому что постоянно присутствует несущая. Декодирование сигнала интуитивное, просто путем чтения верхней строки наподобие обычного CW.

Недостаток: поскольку несущая постоянно включена, то больше расходуется энергия батареи (если это имеет значение), чем при обычном режиме включения/выключения при манипуляции ключом, как в обычном CW. Также несколько шире полоса частот, чем single sub-Hz полоса чистого QRSS.

3.2. QRSS

На верхней строке экрана показан последовательный номер, диапазон и частота, точно так же, как на экране редактирования. В этом примере показана последовательность 0, диапазон 0 и частота 10.140050 МГц. Нижняя строка показывает QRSS, за которым идет символ длины - в этом примере 6 секунд. И наконец, показывается сообщение Самый левый симвл показывает отправляемый сейчас элемент. Символ "." после последовательного номера показывает, что отправляется точка, при отправке тире здесь будет показан символ  "-". По мере передачи сообщение будет прокручиваться влево.

Оригинальный чистый режим QRSS это просто чистый CW, но чрезвычайно низкий по скорости. Обычно точка длится 3 секунды или больше, даже до 120 секунд в некоторых случаях.

Достоинства: легко расшифровать на глаз, так как это то же самое, что мы можем себе представить слух. Очень узкая полоса пропускания и занятость полосы, sub-1Hz.

Недостатки: в условиях слабого сигнала или там, где много QRM, мешающая слабая несущая может также выглядеть как прерывистая горизонтальная линия, поэтому требуемый сигнал может быть трудно отличить от QRM. Замирание (QSB) может привести к тому, что мешающие несущие также будут выглядеть как QRSS. В более простых схемах "chirp" (вытягивание осциллятора) может быть проблемой.

3.3. DFCW

На верхней строке экрана показан последовательный номер, диапазон и частота, точно так же, как на экране редактирования. В этом примере показана последовательность 0, диапазон 0 и частота 10.140050 МГц. Нижняя строка показывает DFCW, за которым идет символ длины – в этом примере 6 секунд. И наконец показывается сообщение. Самый левый символ показывает текущий отправляемый элемент, "–" означает отправку тире, если бы отправлялась точка, то в этом месте был бы символ "." will appear if a dit is being sent. As the transmission is sent, the message will scroll to the left.

DFCW означает dual-frequency CW (двухчастотная телеграфия). Здесь точки и тире имеют одинаковую длину, но частота сигнала тире сдвинута ввех на величину FSK. Между символами вставляется промежуток длительностью 1/3 точки, для улучшения читаемости.

Преимущества: этот режим быстрее, чем QRSS, с таким же улучшением соотношения сигнал/шум, потому что у тире такая же длина, как у точки. У QRSS тире в три раза длиннее. Поэтому передача сообщения происходит быстрее.

Недостатки: DFCW не настолько интуитивен и удобен для чтения, как QRSS. Если сигнал слабоват и его трудно декодировать, то глаз/мозг хуже справляется с "заполнением промежутков", потому что это не так интуитивно.

3.4. Hellschreiber (так называемый FeldHell)

Как обычно, экран показывает диапазон, режим, частоту и сообщение прокручивается влево по мере передачи. Фрагмент скриншота ниже от IZ8BLY демонстрирует превосходный прием ПО (это ПО может также и формировать отправку) Hellschreiber.

Режим Hellschreiber похож на факс, разработанный в 1920 в Германии, автор Rudolf Hell. Это позже использовалось в WWII. Буквальный перевод на английский будет «Light Writer» и, конечно, рифмуется с именем его изобретателя. Каждый символ состоит из сетки из 7 строк и 5 столбцов. Технически здесь 14 полупрядов, но в символах нет одиноких полупикселей, полупиксели когда-либо видны только в группах по крайней мере из двух. Это была гениальная идея, чтобы минимизировать полосу пропускания передачи, но улучшить читаемость. Скорость (baud rate) стандартной Hell-передачи составляет 122.5. Большинство символов укладываются в сетку из 10 полурядов, 5 столбцов, но цифры в некоторых случаях расширяются выше и ниже.

Премущество: интересно, исторично, простая читаемость.

Недостатки: полоса пропускания. Hell не является режимом медленного сигнала; полоса частот получается около 400 Гц.

В этом ките используется оригинальный шрифт Hell, тщательно разработанный Рудольфом Хеллом (Rudolf Hell). Пьер ON5SL (Pierre), владеющий настоящей антикварной машиной FeldHell, любезно прислал скан одной страницы руководства оператора. Ниже на рисунке показан шаблон барабана этой машины:

Существует несколько свободно доступных вариантов ПО, которое может посылать и принимать протокол Hellschreiber, используя любой шрифт Windows. Доступны и специально разработанные шрифты. Один из таких шрифтов называется "FeldReal.fon". Утверждается, что он соответствует оригинальным символам Hellschreiber, хотя возможно это не совсем так.

3.5. DX Hellshreiber

Как обычно, экран показывает диапазон, режим, частоту, и сообщение прокручивается влево по мере отправки. Фрагмент скриншота ниже от IZ8BLY демонстрирует превосходный прием ПО (это ПО может также и формировать отправку) Hellschreiber.

Так называемый DX Hellschreiber это то же самое, как описанный выше обычный Hellschreiber, отличие только в том, что каждый столбец посылается дважды. Таким образом, символы получаются в 2 раза шире, время отправки сообщение увеличивается в 2 раза, но эта особенность потенциально более читаема в условиях слабого сигнала.

3.6. Slow Hellshreiber

Как обычно, экран показывает диапазон, режим, частоту, и сообщение прокручивается влево по мере отправки.

Slow Hellschreiber это slow-signal эквивалент Hellschreiber. Каждая строка буквы Hellschreiber передается на несколько смещенной частоте. Обычно скорость передачи одного пикселя очень медленная, например 1 секунда на пискель (0.5 секунд на полупиксель). Шаблон символа "сканируется" по одному столбцу снизу доверху, со сдвигом частоты по мере перехода к более верхней строке символа. Таким способом изображение символа строится на стороне принимающей станции.

В режиме Slow Hellshreiber необходимо уделить особое внимание определенным настройкам кита:

Speed: настройка скорости это количество секунд, необходимое для передачи одного целого символа. Вспомните, что символ Hell состоит из 7 строк (14 полустрок) и 5 столбцов; здесь также есть один пустой столбец для интервала между символами. Таким образом, каждый символ состоит из 42 "пикселя". Поэтому, если вы хотите получить время передачи 1 секунду на пиксель, то установите параметр Speed на 042. Если вы хотите использовать 1.5 секунды на пиксель, то установите Speed на 063, и так далее.

FSK (Hz): размер FSK указывает высоту каждого символа, это значение в Гц для 5 строк символа. Вспомните, что большинство символов Hell, таких как буквы укладываются в решетку 7 столбцов, 5 строк. FSK (Hz) указывает размер этой решетки; некоторые символы выходя выше или ниже за границы этой решетки. Например, значение 05 для параметра FSK (Hz) приведет к тому, что символы будут высотой 5Hz, т. е. 1Hz на строку (пиксель).

Имейте в виду фундаментальные ограничения теории информации. Если скорость пикселя равна 1 секунде (Speed = 042), минимальная теоретическая полоса пропускания равна 1Hz. Поэтому выбор размера пикселя менее 1Hz, то есть FSK (Гц) = 05, не имеет никакого смысла. Более быстрая передача требует большей пропускной способности, и вам придется установить размер FSK выше, чтобы информация о точках проходила нормально. Если вы этого не сделаете, изображение на приемном конце будет размытым.

Ниже показан для примера прием в Argo, 10 секунд режима "slow", сообщение "73 DE G0UPL + G0XAR", Speed 042 и FSK (Hz) 08. Обратите внимание, что даже здесь символы начинают выглядеть немного размытыми - следствие преобразования Фурье и минимальной пропускной способности, потому что размер bucket в 10-секундном режиме Argo значительно ниже 1Hz.

3.7. CW

CW это обычный чистый телеграф, когда сообщение передаются включением/выключением несущей (keyed CW, код Морзе) на обычных скоростях. Верхняя строка экрана показывает номер последовательности, диапазон и частоту, точно как на экране редактирования. В этом пример это последовательность 0, диапазон 0 и частота 10106000 Гц. Нижняя строка показывает CW, передаваемую на этой скорости – в этом примере 12 wpm. И наконец, показывается сообщение, символ "–" после номера последовательности показывает, что передается тире, символ "." будет показывать передачу точки. По мере отправки сообщения оно прокручивается по одному элементу сообщения влево. На скорости 25wpm и выше не отображаются ни сообщение, ни символы, потому что это мешает формированию точных интервалов сообщения.

В режиме CW настройка Speed задает скорость в словах на минуту (words-per-minute). например 012 соответствует 12 wpm.

Вы когда-нибудь тратили ленивый воскресный день, делая вызов CQ на 80m CW с мощностью QRP, без особой удачи? Почему бы не использовать кит в качестве машины CQ и не переложить на неё тяжелую работу по вызову CQ? Выход управления ключа доступен на выводе 19 процессора, который на последних версиях печатной платы разведен на контактную площадку близко к краю платы. Этот сигнал можно использовать как ключ CW передатчика, с настройкой Frame, используемой для управления тем, как часто должно передаваться сообщение CQ.

3.8. CW ID

Режим CW ID может использоваться для передачи вашей идентификации позывным, периодически по вашему желанию, если вы считаете, что это поможет вам удовлетворять условиям лицензии.

Этот режим подобен "CW", это просто ключ, управляющий несущей передатчика. Однако вместо того, чтобы передавать содержимое настройки "Message", просто передается параметр конфигурации "Callsign". Дополнительно скорость всегда устанавливается 12 wpm (12 слов в минуту), игнорируя настройку "Speed". Символ пробела (актуальной длительности из 8 точек), например пауза или поднятие ключа, автоматически добавляется перед отправкой CW callsign ID.

Обратите внимание, что если вы установили режим на CW ID, то параметр Callsign не должен быть пустым, и вы должны ввести нормальный позывной в параметр Callsign для CW, содержащий только символы A-Z, 0-9, Space или /. Пустой Callsign или недопустимый символ в нем приведет к сообщению об ошибке.

3.9. FSK

Этот режим был разработан для широкополосной быстрой модуляции FSK. Он обычно используется маяков в диапазоне 10m, использующих сдвиги FSK в несколько сотен Гц. Настройка скорости интерпретируется как количество слов в минуту (words-per-minute speed), т. е. введите 012 для 12 wpm.

3.10. Передача CW

Здесь кит может использоваться как базовый передатчик телеграфа (CW). Его частота устанавливается на экране режима, где устанавливается этот режим. Вы можете непосредственно подключить телеграфный ключ к кнопке RIGHT, чтобы управлять несущей передатчика. Замыкание на GND активирует несущую передатчика.

3.11. Передача FSK

Здесь кит может использоваться как базовый передатчик FSK. Его частота устанавливается на экране режима, где устанавливается этот режим, и величина FSK устанавливается конфигурационным параметром FSK. Сигнал ключа может быть подан на кнопку RIGHT.

3.12. Настройка

В любом режиме, когда кит находится в режиме ожидания, пока не начнется передача следующего кадра (например, если параметр "Frame" ненулевой), нажатие на кнопку RIGHT включит передатчик. Эту фичу можно использовать для настройки антенны.

Обратите внимание, что если кнопка RIGHT нажата во время калибровки (когда используется GPS для калибровки частоту, и режим GPS таким образом установлен в ненулевое значение), то калибровка будет отменена. Опорная частота будет восстановлена из предыдущего значения EEPROM.

3.13. WSPR

Экран режима WSPR составлен из нескольких элементов, пример показан на картинке выше:

	Последовательный номер передачи.
	Номер диапазона (когда используется кит с управляемыми реле LPF).
	Пример частоты передачи: это центральная частота WSPR не база.
	Используемый режим. Во время работы это будет чередоваться с локатором (locator).
	Настройка мощности передатчика в dBm.
	Номер текущего отправляемого символа; сообщения WSPR содержат 162 символа.
	Текущий посылаемый тон – сообщения WSPR кодируются 4 тонами, 0 – 3.

WSPR расшифровывается как Weak Signal Propagation Reporter. Сообщение состоит из 3 частей: позывной оператора (callsign), Maidenhead locator (4-символьный, например IO90) и двух цифр, указывающих мощность. На принимающей станции сообщения декодируются и выгружаются в базу данных Интернет.

Сообщение WSPR кодируется набором из 162 символов, каждый может быть одним из 0, 1, 2 или 3, с использованием сжатого формата данных с упреждающей коррекцией ошибок (forward error correction, FEC). Символы передаются как тональные сигналы, каждый тон отделен друг от друга на 12000 / 8192 = 1.46 Гц. Продолжительность каждого символа это обратная величина от интервала между тонами, и составляет приблизительно 0.683 секунд. Сообщения WSPR занимают на передаче около 110.6 секунд, и всегда стартуют на четной минуте часа, с заданными интервалами, которые задаются четной величиной минут.

По мере продолжения передачи WSPR текст "WSPR", показанный в примере экрана выше, будет периодически изменяться на передаваемый 4-символьный локатор Maidenhead. Это может быть полезно во время мобильной работы, если используется приемник GPS, поскольку сообщение WSPR динамически кодируется свежими данными места расположения, извлекаемыми из данных позиционирования модуля GPS, и экран будет показывать актуальный передаваемый locator для текущей позиции координат.

В протоколе WSPR соблюдение корректных интервалов времени является критическим, поэтому при использовании WSPR необходимо как можно точнее установить параметр конфигурации времени. Обязательно сохраняйте самую правую мигающую 1-минутную цифру, следите за часами, пока секунды не превратятся в 00, а затем нажмите кнопку LEFT. Это обеспечит синхронизацию секунд с вашим реальным временем часов. Если уделить пристальное внимание установке частоты и часов реального времени, то будут получены успешные отчеты WSPR. Конечно все будет намного проще, если вы используете модуль GPS: локатор Maidenhead будет рассчитываться по полученной широте и долготе, а время автоматически декодируется из потока последовательных данных GPS.

Микроконтроллер в этом ките сам заботится об алгоритме кодирования сообщения WSPR, без участия компьютера PC хоста. Микроконтроллер также вычисляет интервалы между тонами и длительность символа.

Кит U3S также поддерживает кодирование расширенного протокола сообщений WSPR (extended WSPR), который может отправлять позывной (callsign) с префиксом или суффиксом, и также посылать Maidenhead locator с полной 6-символьной точностью. Это управляется параметром "Ext. WSPR", и более полно описывается в этом разделе, см. выше.

Обратите внимание, что сообщение WSPR рассчитывается заново на каждом передаваемом кадре в последовательности, поскольку каждый кадр содержит свою собственную настройку мощности. Это позволяет использовать кит для передачи последовательности мощностей, если подключены внешние аттенюаторы, чтобы можно было сравнивать прохождение сигнала.

Между передачами сообщения экран будет просто показывать время (см. ниже), пока мы терпеливо ожидаем начала передачи следующего сообщения WSPR, в соответствии с настройками параметров конфигурации Frame и Start. Это полезно для проверки, что время вашего кита установлено корректно. Экран также показывает минуту, на которой начнет передачу следующий кадр. В примере ниже текущее время 13:04:53, и следующий кадр начнет передаваться в 13:10:00. Во время калибровки нижняя строка будет дополнительно показывать полосу прогресса состояния калибровки.

На Argo сообщения WSPR выглядят некрасиво, как эта копия локального приема (или, что еще хуже, потому что вы вероятно, чрезмерно управляете своим приемником при получении собственного сигнала):

Стандартные частоты передачи WSPR. Выберите частоту передачи в интервале 200 Гц, среди стандартных диапазонов WSPR:

Декодирование WSPR осуществляется в программе WSPR от K1JT (см. http://physics.princeton.edu/pulsar/K1JT/wspr.html). Ниже приведен скриншот, показывающий экран WSPR 2.0 после приема нескольких передач (выходная частота 1500 Гц, Frame = 02, Start = 00).

3.14. WSPR-15

WSPR-15 это довольно новый экспериментальный режим, являющийся вариацией обычного режима WSPR. WSPR-15 используется на LF диапазонах, где выше соотношение сигнал/шум. WSPR-15 использует такие же алгоритмы кодирования, как и WPSR, но интервалы между тонами в 8 раз ближе (приблизительно 0.18 Гц), и скорость также в 8 раз медленнее.

В WSPR-15 параметр Frame должен быть ненулевым и нацело делиться на 15 минут, а параметр Start должен быть либо 0 (обычное значение), либо нацело делиться на 15 минут.

Режим WSPR-15 возможен в ките U3S только на частотах ниже 1 МГц (в любом случае это единственный диапазон, где вы хотели бы использовать WSPR-15).

3.15. Режимы Opera

Opera кодирует позывной (из параметра callsign) в манипуляцию несущей с 239 символами, с применением упреждающей коррекции ошибок. Существует 8 режимов Opera:Opera05, Opera1, Opera2, Opera4, Opera8, Opera32, Opera65, Opera2H. Суффикс показывает приблизительное количество минут, необходимых для передачи сообщения, где Opera05 означает 0.5 минуты (30 секунд); Opera2H занимает 2 часа для отправки позывного. Скорость может быть выбрана в соответствии с используемым диапазоном. Более медленные режимы Opera, например, Opera8, Opera32 больше подходят для MF и LF диапазонов.

Opera не требует синхронизации времени, передачи успешно декодируются независимо от времени её начала.

Более подробно Opera описана в [4].

В следующей таблице даны стандартные режимы Opera и частоты передачи (центры активности). Замечание: частоты приема будут на 1.5 кГц ниже этих для USB с тоном звука 1500 Гц.

3.16. PI4

PI4 это режим маяка с 1-минутной последовательностью. Передача состоит из:

- Позывного, закодированного с опережающей коррекцией ошибок, длительностью 25 секунд. Это передается 146 символами тона с концепцией, подобной WSPR, но интервалы между тонами шире, и длительность символа намного короче. В отличие от WSPR, кодируется только позывной, но не locator или power.

- Callsign и Locator посылаются в 12wpm FSK CW с 250Hz FSK.

- Остаток минуты заполняется чистой немодулируемой несущей.

Этот режим довольно широкополосный, и поэтому предназначен/подходит только для маяков диапазона 10m и выше.

Во время передачи данных (так называемой "MGM"), экран выглядит, как на картинке выше. Здесь "108" показывает 108-й посылаемый тон, а "2" показывает какой тон посылается (0, 1, 2 или 3).

Во время передачи callsign и locator нижняя строка экрана показывает передаваемый текст, так же как при передаче  QRSS или FSKCW. Текст прокручивается влево по мере передачи, самый левый символ это тот, что передается в настоящий момент. Отображаются – или . для индикации отправляемых соответственно тире или точки.

Во время передачи чистой несущей нижняя строка экрана просто показывает "PI4 Carrier".

Скриншот ниже показывает экран приемника PI4 и типичную передачу 1 минуты. Более подробно про PI4 см. [5].

3.17. JT9

Режим JT9 используется главным образом для коротких QSO в реальном времени. Он тоже добавлен как фича в кит U3S начиная с версии v3.08.

Сообщение JT9 состоит из 13 символов A-Z, 0-9, пробел, а также символов + - . / ?. Сообщение кодируется с упреждающей коррекцией ошибок (и т. п.) и формирует 85 символов тона, которые передаются одним из 9 частот тона в узком диапазоне.

Кит U3S передает сообщение режимов JT9 из обычного конфигурационного параметра "Message", и вы можете выбрать под-сообщения (sub-messages), как было описано выше. Вы также можете вставлять #-теги для подстановки параметров динамически во время передачи.

Поддерживается 5 подтипов JT9: JT9-1, JT9-2, JT9-5, JT9-10, JT9-30. В каждом подтипе цифры за дефисом показывают приблизительное количество минут, затрачиваемое на передачу сообщения.

Обратите внимание, что также накладываются ограничения на параметр Frame, поскольку JT9 синхронизируется на начало минуты, а Frame должен быть установлен так, чтобы нацело делился на количество минут передачи JT9. Как и для протоколов WSPR, JT65 и ISCAT, протокол JT9 требует точного отсчета реального времени.

3.18. RX

Этот режим введен в версии firmware v3.11. Он специально разработан для использования комплекта Ultimate 3S с комплектом QRP Labs Receiver. Это конфигурационный режим наподобие остальных режимов конфигурации кита. Этот режим разработан с учетом стандартного приема WSPR. Соответственно режим "RX" запускается на четной минуте, и активен в течение 2 минут. Режим устанавливает выход Ultimate 3S "Clk1" на 4x отображаемую частоту, подходящую для подачи на квадратурный локальный генератор (quadrature Local Oscillator, LO) в ките QRP Labs Receiver.

Этот пример иллюстрирует настройки экрана, которые могли бы использоваться для приема 20m WSPR. Частота приема это "USB Dial Frequency", перечисленная на веб-сайтеWSPRnet.org, 14.095600 МГц для 20m. Смещение 1500 Гц от центральной частоты передаваемого частотного диапазона.

Поле, установленное в 12 этого примера показывает смещение промежуточной частоты (IF Offset), указанное в кГц. Оно может быть оставлено нулевым, таким образом выход Clk1 установится точно на 4x 14.0956 МГц. Однако бывает полезным применить "IF Offset", если вы хотите использовать режим "IF Offset" WSPR. В этом режиме система генерирует фактическую выходную частоты 14095.6 – 12 кГц, умноженную на 4, т. е. 56.3344 МГц. Режим "IF Offset" в программе декодирования WSPR может быть полезен по той причине, что позволяет вам сдвинуть принимаемый звуковой диапазон на 12 кГц, а это дает возможность избавиться от некоторых шумов, которые часто присутствуют в нижней паре кГц из-за гармоник частот питающей сети (гармоники 50 или 60 Гц, в зависимости от вашей страны).

Последнее поле внизу справа это параметр "Aux", и он носит ту же функцию, как описывалось в этом документе.

[4. Дополнительные замечания]

4.1. Генерация вручную DFCW

Другая кнопка (или транзистор, и т. п.), называемая "S3" может быть подключена к выводу 27 микроконтроллера и земле. В режиме "TX CW" нажатие кнопки S3 (или при открывании транзистора) передатчик излучает несущую, но сдвигает частоту вниз, в соответствии с параметром FSK.

Таким образом передатчик кита Ultimate3S может использоваться для ручной генерации (или под внешним управлением) передач режима DFCW.

[5. Настраиваемые шаблоны сообщений]

Кит имеет возможность создавать индивидуальные шаблоны сообщений в режиме FSKCW. Чтобы войти в пользовательский режим или выйти из него, в сообщение вставляется символ *. Первые два символа после * указывают длительность для каждого символа в секундах. Последующие символы задают сдвиг частоты каждого символа по одному, в единицах 0.5 Гц. Например, 5 означает сдвиг на 2.5 Гц. После цифр можно продолжить буквами. Таким образом A будет означать сдвиг 5 Гц, B сдвиг на 5.5 Гц, C сдвиг на 6 Гц, и так далее до Z. Может использоваться символ пробела, чтобы указать поднятие ключа (выключение передачи). Обратите также внимание, что когда разрешен "Fine FSK", сдвиг уменьшается до шагов 1/16 Гц.

Для примера рассмотрим следующее сообщение:

Позывной G0UPL посылается обычным FSK/CW с высотой (height) и скоростью (speed) в соответствии с настройками конфигурации. Далее идет пользовательское сообщение, длительность каждого символа 03 секунды. Сдвиги 1, 2, 3, 4 Гц соответственно. В Argo сообщение сформирует (с конфигурацией кита FSK (Hz) = 04, Speed = 003):

В качестве примера того, какие виды шаблонов могут быть созданы, приведенный ниже шаблон создается с использованием сообщения:

*01ACDFGIJJKKKJJIGFDCA87542110001124578*

[6. Factory Reset (сброс к заводским настройкам)]

При включении питания кита LCD несколько секунд показывает сообщение, показывающее номер версии. Если в этот момент нажать кнопку RIGHT, то отобразится текст "Reset? Sure? Press left btn" (Сброс? Уверены? Нажмите левую кнопку). Теперь, если вы нажмете кнопку LEFT, то содержимое EEPROM очистится, и вернется к оригинальным заводским настройкам.

Эффект от этого действия возвратит микроконтроллер в его оригинальное состояние, которое было в момент покупки и установки нового чипа. Все настройки калибровки, сообщения, частоты и т. д. сотрутся и вернуться в состояние по умолчанию.

[7. Режим генератора сигнала]

Еще одно использование этого кита - точный, стабильный сигнал-генератор. Если вы установите кит в режим FSKCW, и настроите FSK на 0 Гц, то какое бы сообщение вы ни ввели, выходная частота всегда останется постоянной немодулированной выбранной частотой.

[8. Ресурсы]

Вы должны получать отчеты о приеме по электронной почте и видеть свои сигналы на различных онлайн-грабберах (см. [6] для набора ссылок на "грабберы" по всему миру).

Присоединяйтесь к Yahoo-группе http://groups.yahoo.com/group/qrplabs/ для получения новых анонсов кита, для обсуждения проблем, сделанных вами улучшений и т. п.

См. ПО декодирования Argo QRSS от Alberto I2PHD: http://www.weaksignals.com/.

Домашняя страничка WSPR: http://wsprnet.org.

[Ссылки]

1. Ultimate3 Huff Puff site:qrp-labs.com.
2. Ultimate3/3S QRSS/WSPR kits site:qrp-labs.com - информация о последних обновлениях и решениях проблем.
3. cnts.be Mailing Lists site:cnts.be - список рассылки QRSS Knights с информацией о работе QRSS или FSKCW.
4. Opera site:rosmodem.wordpress.com.
5. Next Generation Beacons PI4 site:rudius.net.
6. W5GB All Band Grabber site:digilander.libero.it.
7. 250801Ultimate3S-manuals.zip.