Wiki › Прилади

tinySA і tinySA Ultra

tinySA і tinySA Ultra 0.9.25 — єдині прилади, з якими програма показує калібровані рівні в dBm. Це не IQ-приймач, а аналізатор потужності: прилад свіпує сам і віддає готові рівні через послідовний USB-порт, а програма показує їх у спектрі, водоспаді й трасах, задає межі його свіпу, RBW, кількість точок, атенюатор, LNA і фільтр спурів і зберігає свіп у CSV. Звуку, запису IQ і zero span у цьому режимі немає — і це властивість приладу, а не недороблений режим програми.

Що це за режим

HackRF і RTL-SDR 0.9.25 віддають відліки IQ, і спектр із них рахує програма. tinySA відліків не віддає: він сам перестроюється, сам ставить смугу розділення й повертає по одному рівню на кожну точку свіпу. Тому:

• шкала рівня — у dBm, і калібрує її прилад, а не програма; на панелі довіри замість dBFS — UNCAL стоїть зелений бейдж dBm — прилад;
• кожен свіп приладу дає один рядок водоспаду й одне оновлення трас — екран оновлюється з темпом свіпу, а не десятки разів на секунду;
• усе, що потребує відліків, недоступне: демодуляція у звук, запис IQ, zero span, обробка FFT.

Перевірено на tinySA Ultra з прошивкою tinySA4_v1.4-109. Оригінальний tinySA на залізі не перевірено. Багато з описаного нижче — де стоять точки свіпу, з якою RBW прилад їх міряє, що він каже про атенюатор і що робить після дотику до свого екрана — програма бере з коду прошивки tinySA (збірка v1.4-109), а не з вимірів на приладі; де саме, сказано на місці.

Підключення й вибір порту

tinySA з’являється у Windows як послідовний порт (COM); у Диспетчері пристроїв він називається «STMicroelectronics Virtual COM Port». Драйвера WinUSB і Zadig тут не треба.

1. Підключіть прилад кабелем USB й увімкніть його.
2. Закрийте tinySA-App та інші програми, які тримають цей порт.
3. Запустіть програму. У вікні Виберіть приймач прилад стоїть рядком на зразок «tinySA — COM7». Якщо рядка немає, натисніть Оновити.
4. Виберіть рядок і натисніть Підключитися.

Список будується без відкриття портів: у ньому кожен присутній порт з USB-ідентифікатором 0483:5740, зокрема й зайнятий іншою програмою. Чи це справді tinySA, програма з’ясовує вже при підключенні — питає в приладу версію. Якщо відповів не tinySA, вона так і каже й радить вибрати інший порт.

Підключаючись, програма спершу чекає на підказку приладу у відповідь на Enter і на тишу на лінії, а своєю вважає лише відповідь, що починається луною її команди 0.9.42. Модель вона бере з першого рядка відповіді приладу на info — назви плати; якщо прилад її не назвав, підключення відмовляє, а не вгадує модель 0.9.42. У версіях 0.9.20–0.9.41 повторне підключення до зайнятого приладу могло відкрити tinySA Ultra як класичний tinySA з рівнями на 46 дБ вище (знайдено на підробці приладу); тепер так не буває. Кожна з чотирьох відмов підключення каже, що саме прилад надіслав 0.9.43, — перелік у розділі Коли щось пішло не так.

Для tinySA Ultra діапазон — 0–6000 МГц і є LNA. Для оригінального tinySA — 0–959 МГц, як у його прошивці 0.9.43 (раніше програма брала 960 МГц за документацією), без LNA.

Смуга свіпу

Після підключення прилад свіпує 2200–2300 МГц у 450 точок. Те, що для IQ-приймача є миттєвою смугою, тут — межі свіпу самого приладу. Змінюють їх так само, як ділянку на будь-якому іншому джерелі:

• двома полями діапазону в шапці бічної панелі — введіть нижню й верхню межу; у нижнє поле можна ввести 0 0.9.41;
• ручками обраної ділянки на оглядовій лінійці над спектром;
• колесом миші над спектром — звужує й розширює свіп навколо частоти під курсором 0.9.41; раніше колесо свіп tinySA лише розширювало;
• пунктом контекстного меню Збільшити виділене — свіп стає виділеною ділянкою 0.9.41; раніше пункт лише пересував свіп, не звужуючи.

Кожна нова ділянка — це новий свіп приладу з новими межами, а не «свіп програми»: зшивання сегментів тут немає. Смуга йде приладові однією командою з обома краями, і шлях однаковий з полів, лінійки, колеса й меню. Найвужча смуга — 10 кГц: ділянку, вужчу за це, програма розширює до 10 кГц, і лінійка стає на те, що пішло приладові. Найширша — увесь діапазон моделі. Межі — цілі герци, як їх і бере прилад: ділянка, взята мишею, округлюється, і та сама ділянка вдруге приладові не йде. Якщо прилад на команду смуги не відповів, програма лишає ту смугу, що була, і повтор тієї самої дії йде приладові знову.

На вкладці Пристрій ті самі числа показано рядками Смуга свіпу і Центр свіпу; нова смуга й RBW з’являються там одразу після зміни, а не після першого свіпу.

Зміна смуги починає накопичення трас заново: вісь частоти вже інша. Заморожена траса від зсуву чи зміни ширини свіпу лишається на екрані як форма для порівняння — її частоти вже не ті, і на екрані про це нічого не сказано; розморожена, вона починається наново. Зміна кількості точок скидає всі траси й прибирає опорну трасу 0.9.41, про що програма каже; до 0.9.41 знімок на 450 точок малювався й на 101 точці — лівою чвертю старого свіпу на всю вісь.

Де стоять точки свіпу 0.9.41

За кодом прошивки прилад ділить смугу на стільки кроків, скільки точок, і міряє точку i на частоті «початок + i·крок». Перша точка стоїть на початку смуги, а на самому кінці точки немає: остання — на крок нижче. Крок — ціле число герців.

• Точки на екрані й у збереженому CSV підписано саме цими частотами; комірка спектра стоїть на своїй точці центром. Тому картинка починається на пів кроку нижче за початок свіпу й закінчується раніше за його кінець. Діапазон у шапці панелі — замовлений свіп.
• У версіях до 0.9.41 кожна точка на екрані стояла на пів кроку вище (450 точок на 100 МГц — на 111 кГц), а у CSV точки були розтягнуті до правого краю: остання — на цілий крок вище (222 кГц на тому самому свіпі). Файли, збережені тоді, мають ці частоти.
• На вкладці Пристрій два рядки кажуть, де стоять точки останнього свіпу: Остання точка і Крок точок. На вузькому свіпі з багатьма точками до кінця смуги не доходить помітна її частка: 10 кГц у 2048 точок — крок 4 Гц, і комірки вкривають 8.19 кГц із замовлених 10. Коли непокрито понад 1 % смуги, рядок Остання точка жовтий: візьміть менше точок або ширшу смугу.

Сітку взято з коду прошивки, а не знято з приладу. Перевірити її можна так: свіп 2140–2241 МГц у 101 точку й несуча рівно на 2240 МГц — найвища точка у збереженому файлі має бути остання, а не передостання.

Група «Прилад tinySA»

На вкладці Аналізатор спектра замість групи Смуга розділення стоїть група Прилад tinySA з ручками самого приладу.

Модель

Назва приладу й порт, через який він відповідає.

Прошивка

Рядок версії, який повернув прилад.

RBW

Смуга розділення приладу: auto, 850, 600, 300, 100, 30, 10, 3 або 1 кГц. Поки RBW у списку не вибрано, програма її приладові не задає. При auto поруч стоїть RBW, з якою міряно свіп програми, наприклад «auto · 600 kHz». Вужча RBW бачить слабші сигнали й розділяє ближчі, але свіп стає в десятки разів довшим. Задане значення обрізається до меж, які повідомив сам прилад. Найвужча сходинка приладу, 200 Гц, теж читається й показується 0.9.41.

Екран приладу 0.9.41

Рядок під RBW, коли RBW свіпу програми й та, яку називає прилад, різні. Пояснення — нижче, у розділі Яка RBW у свіпу.

Свіп

Скільки тривав останній свіп приладу разом з обміном по USB, і скільки в ньому точок. Це і є темп оновлення екрана.

Точок

Скільки частот прилад міряє за свіп: 101, 201, 450, 1001 або 2048; типово 450. Більше — сітка дрібніша й свіп довший. Менше — швидше, але вузький сигнал між точками може випасти.

Атенюатор

Вхідне послаблення в приладі: auto, 0, 5, 10, 15, 20, 25 або 30 дБ. auto — прилад підбирає сам за рівнем. Фіксоване значення потрібне, коли треба стабільна шкала або сильний сигнал перевантажує вхід. Що показує список, — у розділі Що програма знає про ручки приладу.

LNA

Малошумний підсилювач на вході приладу; лише в tinySA Ultra, для оригінального tinySA прапорця немає. Нижчий шум, але сильний сигнал легше перевантажує вхід. Риска в прапорці — стан невідомий, ще не задано з програми 0.9.41; клік із неї вмикає LNA.

Спури

Власне придушення завад у тракті приладу: auto, увімк або вимк. «?» — ще не вибрано в програмі 0.9.41.

Вибране в програмі між її запусками не зберігається: наступний сеанс знову почнеться з 2200–2300 МГц і 450 точок, а атенюатор, LNA і спури будуть невідомі, доки їх не виберуть.

Яка RBW у свіпу 0.9.41

При RBW auto прилад рахує її з кроку сітки свіпу, а сіток дві. Свій екран прилад свіпує не більш як у 450 точок і саме про нього відповідає на запит RBW. Свіп програми має свою сітку, і понад 450 точок це інша RBW. Тому RBW свіпу програма рахує тим самим правилом, що й прошивка: два кроки сітки, до найближчої більшої сходинки RBW. Відповідь приладу служить перевіркою цього правила на сітці його екрана.

• На 2200–2300 МГц прилад каже 600 кГц, а за кодом прошивки 450 точок міряються з 600 кГц, 1001 — з 300 кГц, 2048 — зі 100 кГц. Де дві RBW різні, у списку стоїть RBW свіпу, а рядок Екран приладу — що каже прилад.
• Цю RBW несуть і список, і панель довіри, і траси, і збережений файл. До 0.9.41 усюди стояла відповідь приладу.
• Чого програма не може підтвердити, сказано жовтим рядком у групі, а RBW на панелі довіри жовтіє: режим auto ще не підтверджено (RBW могли задати з меню приладу), швидкість свіпу FAST ще не виключено, відповідь приладу не сходиться з правилом, або це класичний tinySA, правила якого програма не має, — тоді показано RBW його екранного свіпу. Виберіть auto у списку — і режим буде задано напевно.

Правило взято з коду прошивки: п’ять відповідей приладу на сітці екрана воно дає всі, але ширину лінії на приладі не міряно.

Що програма знає про ручки приладу 0.9.41

Із трьох ручок — атенюатора, LNA і фільтра спурів — прилад називає лише чинне послаблення, числом, без слова про режим; LNA і фільтра спурів не називає зовсім. Тому програма каже про них лише те, що знає:

• ручка, якої в програмі не вибирали, показана невідомою: «?» у списках, риска в прапорці LNA і жовтий рядок Невідомо, доки не вибрано тут: …;
• для атенюатора поруч стоїть послаблення, яке прилад назвав востаннє, з позначкою «було»: «? · було 5 dB», а при вибраному auto — «auto · було 30 dB». Вибрану ручку панель показує одразу, а приладові команда йде, щойно скінчиться свіп, що вже йде;
• коли послаблення не вибрано числом і прилад тримає не нуль, під списком стоїть порада: потрібна найнижча шумова полиця — виберіть «0 dB»;
• після кожного відкриття й Перепідключити вибране в програмі — атенюатор, LNA, спури й RBW зі списку — задається приладові наново, у порядку вибору; LNA ставиться у вибраний стан перед послабленням 0.9.42. Чого не вибирали, того програма не задає. Якщо прилад узяв не те, що вибрано, про це сказано у вікні;
• закритий прилад — після помилки зв’язку, обірваного свіпу чи невдалого перепідключення — теж невідомий. Пауза ⏹ приладу не закриває: на паузі ручки показано, як були.

Як прилад поводиться з атенюатором, за кодом прошивки (на приладі не перевірено):

• auto, вибране після ручного, — це 30 дБ (з увімкненим LNA — нуль). Підлаштовує його прилад лише наприкінці власного завершеного свіпу, а свіпи програми йдуть один за одним і цього не дають. Тож шумова полиця може стояти на 30 дБ вище, ніж могла б, — тому поруч з auto й стоїть число.
• Ручне послаблення програма задає двома командами: спершу сусіднє число, потім прохане. Прилад ставить ручне послаблення лише тоді, коли воно інше за чинне, і без цього «5 dB» на приладі в auto, що саме тримав 5 дБ, лишало б його в auto. Виняток — те саме число, вибране вдруге, коли LNA ввімкнули з програми вже після нього: тоді приладові нічого не йде, програма лише перепитує послаблення.
• З увімкненим LNA ручний атенюатор прилад бере нулем; програма показує його число й каже про заміну у вікні.

Що змінили з меню самого приладу, поки програма з ним працює, вона не бачить: ручка лишається «відомою» зі старим значенням до наступної команди чи перепідключення.

Час свіпу й RBW

Ціна вузької RBW — час, і програма його не ховає: тривалість останнього свіпу завжди стоїть у рядку Свіп. Виміри автора на tinySA Ultra:

З автоматичною RBW при 450 точках на 100 МГц свіп коштує приблизно 1 мс на точку; на більшій кількості точок не міряно. Поки прилад свіпує, нових команд він не приймає, тому кожна зміна смуги чи ручки чекає кінця поточного свіпу. З RBW у кілька кілогерц на широкій смузі це хвилини.

Скільки чекати на свіп, програма рахує так, як його лічить сама прошивка 0.9.41: точки × підкроки × затримка сходинки RBW. Оцінка не нижча за кожен із шести вимірів автора й не вища за них більш як у 1.7 раза; вузький свіп при auto і свіп на весь діапазон на приладі не міряно.

Дотик до приладу під час роботи 0.9.42

За кодом прошивки дотик до екрана чи кнопки tinySA під час свіпу програми змушує прилад закінчити цей свіп раніше: він віддає менше точок, ніж просили. Програма такий короткий свіп відкидає й за чверть секунди свіпує наново; джерело не закривається, і вікна помилки немає.

• Якщо прилад обриває свіпи раз у раз (на ньому крутять ручку, ходять по меню), спектр стоїть на останньому цілому свіпі, а в групі Прилад tinySA жовтим сказано чому й скільки свіпів поспіль обірвано. На панелі довіри тоді горить бейдж ОБРИВ СВІПІВ 0.9.43 — його видно з будь-якої вкладки й із закритою бічною панеллю. Щойно прийде цілий свіп, усе йде далі.
• Після дотику атенюатор, LNA і спури знову невідомі: з меню приладу їх міняють самими дотиками. Вони стають «?», доки їх не виберуть у програмі знову, а RBW і чинне послаблення програма перепитує в приладу після наступного цілого свіпу. Група каже, що на приладі торкались екрана чи кнопок і скільки свіпів програми він через це обірвав.
• Щойно прилад обірвав свіп, програма питає його RBW і на наступний свіп чекає за вужчою з двох — своєю й названою приладом 0.9.43. У групі ще до чекання сказано, з якою RBW програма рахує час свіпу й до скількох секунд на нього чекає. У 0.9.42 RBW, звужена дотиком до 30 кГц і вужче (2200–2300 МГц, 450 точок), робила свіп довшим за тайм-аут, і джерело закривалось.
• Якщо після дотику прилад не відповідає зовсім — на ньому відкрита клавіатура введення числа чи інший екран, що сам не закривається (VERSION, TOUCH TEST), або палець ще на екрані, — програма каже саме це не пізніше ніж за 15 с 0.9.43. Закрийте цей екран на приладі й натисніть Перепідключити.
• Доки на приладі відкрита клавіатура введення числа (її відкриває вже дотик до поля частоти внизу екрана), свіпів програми він не починає зовсім, і за тайм-аутом свіпу джерело закривається; помилка називає цю причину.

Чого це не охоплює: дотик, що змінив RBW, але не обірвав жодного свіпу (влучив між двома), програма не бачить — наступний свіп іде зі старим чеканням. Усе про дотик і про те, що прилад шле після нього, відомо з коду прошивки; на приладі не перевірено.

Екран самого приладу

Автоматичну RBW прошивка tinySA рахує із сітки власного свіпу, тому програма ставить приладу ту саму смугу, що й собі. Отже, під час роботи на екрані tinySA зазвичай та сама ділянка, що й у програмі.

Коли на екрані приладу інша смуга 0.9.43

Після кожної команди смуги програма питає прилад, що він узяв, і своєю вважає смугу, яку він назвав. Якщо на його екрані не та смуга, якою свіпує програма, у групі Прилад tinySA жовтим сказано, яка там. Найчастіша причина — смуга програми виходить за діапазон режиму, в якому прилад зараз: межі свого екрана прошивка обрізає (tinySA Ultra без увімкненого режиму Ultra — до 800 МГц; класичний tinySA — до 350 МГц на низькому вході й 240–959 МГц на високому), а свіп програми — ні, і точки поза діапазоном прилад міряє трактом, вибраним за режимом, а не за частотою. Такі точки рівнями сигналу не вважайте (код прошивки; на приладі не перевірено). Інші причини: смугу на приладі змінили рукою, на ньому ввімкнено режим кількох смуг, або програма не змогла перестроїтись, а прилад нову смугу взяв. Якщо прилад смуги не назвав, рядок каже, що програма цього не знає. Те саме лягає в шапку збереженого CSV — поле instrument_screen_hz.

Що відбувається при закритті

При закритті програма чекає на прилад не довше за три секунди (прошивка не вміє перервати свіп), повертає автоматичну RBW, якщо її задавала, і повертає екран, який стояв до підключення: межі смуги й число точок. Режим «центр/смуга» і власний час свіпу приладу команда смуги, за кодом прошивки, скидає, і їх програма не повертає. Якщо свіп за три секунди не скінчився (вузька RBW), екран tinySA лишається зі смугою й RBW програми — поверніть їх на самому приладі.

• Екран повертається й тоді, коли підключення чи закриття пішло не так 0.9.42: підключення, що впало, одразу пробує повернути екран, а якщо прилад не відповідає, наступне підключення до того самого порту пам’ятає, що йому винне, і повертає справжній екран при закритті. Пам’ятає це програма, доки працює. Підключення, що впало, через це триває довше: зазвичай на 2 с, щонайбільше на 4 с (виміряно на підробці приладу).
• Вихід із програми посеред свіпу більше не замовляє приладові ще один свіп 0.9.42, а ручка чи смуга, вибрана в саму мить виходу, приладові вже не йде 0.9.43.
• Якщо порт обірвався посеред свіпу (висмикнули кабель), закриття йде одразу, без чекання на прилад 0.9.48; екран приладу тоді не повернуто — поставте RBW auto і свою смугу на приладі після перепідключення.
• Екран, поставлений на приладі рукою під час роботи програми, вона бачить і називає, але при закритті повертає той, що застала при підключенні.

Збереження свіпу в CSV 0.9.41

Файл → Зберегти свіп (CSV)… (Ctrl+E) зберігає останній свіп приладу. До 0.9.41 цей пункт для tinySA відмовляв Свіп не запущено. До першого свіпу програма каже Свіпу ще нема. Вікно збереження починає з теки C:\sdrsa-rec, якщо вона є, і пропонує назву на зразок sweep-20261020-153000.csv.

У файлі три частини:

1. перший рядок — модель, порт і прошивка того приладу, що зняв цей свіп;
2. другий рядок — умови виміру того самого свіпу: rbw_hz і rbw_from, points, sweep_s, atten_db, lna, spur, atten_last_read_db (останнє послаблення, яке назвав сам прилад), instrument_screen_hz, замовлені межі asked_start_hz і asked_stop_hz та крок точок step_hz;
3. далі — рядок freq_hz,dBm і по рядку на точку: частота точки, як її міряє прилад, і рівень у dBm.

rbw_from

Звідки відома RBW: rule — пораховано за правилом прошивки; device — ручна RBW, слово приладу; assume_auto і assume_normal — пораховано з непідтвердженим припущенням; mismatch і screen — слово приладу, якому програма не може вірити як RBW свіпу; unknown — невідомо.

atten_db, lna, spur

Умови того свіпу, що у файлі, а не ручки на мить збереження. Чого програма не знала, записано словом unknown.

instrument_screen_hz

as_asked — на екрані приладу та сама смуга, що у файлі; межі в герцах — інша; unknown — прилад не назвав 0.9.43.

Що змінюється у вікні

Шкала рівня запам’ятовується окремо для кожного типу приладу, тож шкала в dBm не змішується зі шкалою HackRF чи RTL-SDR у dBFS. Автошкала, палітри водоспаду, max hold, min hold, усереднення, опорна траса й пауза працюють як завжди — див. Траси і Шкала, автошкала й водоспад.

Коли щось пішло не так

Після збою свіпу потік зупиняється. Щоб підняти його знову, натисніть Перепідключити на вкладці Пристрій. Якщо прилад не повернувся і перепідключення не вдалось, вікно з причиною одне 0.9.48; раніше за ним ішло друге — «tinySA не в роботі».

Обмеження

• Відліків IQ немає, тому немає звуку й демодуляції, запису IQ, zero span, FPV-відео, міток виявлення й паспорта завад приймача. Кнопок запису в цьому режимі немає.
• Детектор трас, вікно FFT, N і VBW не налаштовуються: рядок спектра вже згорнув прилад.
• Темп оновлення — один рядок на свіп; з вузькою RBW це секунди й хвилини.
• Свіп, що вже йде, перервати не можна — це обмеження прошивки приладу.
• Оригінальний tinySA на залізі не перевірено; його межі частоти взято з коду прошивки, а правила RBW для нього в програмі немає — показано RBW його екранного свіпу.
• Генератор сигналів tinySA Ultra програма не використовує.
• Вибране в програмі між її запусками не зберігається; змінене з меню приладу, поки програма працює, вона не бачить.
• Колесо на найвужчому свіпі з багатьма точками не тримає частоту під курсором (точки вкривають не весь свіп), а «щиглик угору — щиглик униз» не вертає свіп точно на місце: ширина та сама, а початок зсувається на герци чи сотні герців. Круглі межі ставте полями діапазону.
• За кодом прошивки: якщо на самому приладі рукою ввімкнути zero span, поки програма працює, усі точки міряються на одній частоті, а програма підпише їх як свіп; на свіпі з кроком понад ≈42.7 МГц (0–6000 МГц у 101 точку) прилад бере максимум комірки лише з її середини.
• Точність рівня — це точність калібрування самого tinySA; програма нічого до неї не додає й не перевіряє її.

Спільний перелік обмежень програми — на сторінці Обмеження й плани.

Wiki описує версію 0.9.49. Версію вашої програми видно в меню «Довідка» → «Про програму». Знайшли неточність? Напишіть нам.