19. Optymalizacja pracy komputera

MMTTY w trakcie
pracy wykonuje duż± ilość skomplikowanych operacji, w tym także obliczeń
zmiennoprzecinkowych i operacji cyfrowej obróbki sygnałów. Ogólnie można więc stwierdzić,
że wymaga on szybkiego procesora - czym większa szybkość tym lepiej. W rozdziale
tym podano sposoby zwiększenia mocy obliczeniowej komputera dostępnej dla programu
(np. przez rezygnację ze zbędnych efektów na ekranie lub programów, które nie s± w tym
czasie niezbędne), a także dopasowania wymogów programu do możliwości posiadanego
komputera np. poprzez dobór parametrów demodulacji i filtrów cyfrowych.
Niedostateczna moc obliczeniowa komputera jest sygnalizowana
na ekranie za pomoc± meldunku "LOST" w oknie widma. Pierwszym krokiem powinno być
wówczas zakończenie pracy innych wywołanych programów, zwłaszcza tych, które nie s±
w danym momencie niezbędne. Czasami konieczne jest ponowne wystartowanie komputera,
ponieważ nie wszystkie programy zwalniaj± zasoby w sposób prawidłowy.
W przypadku przeci±żenia komputera najlepiej zrezygnować
z równoległej pracy wszystkich innych programów i korzystać tylko z MMTTY.
Użytkownik może sprawdzić dostępność zasobów komputera (
w karcie "Wydajność" wywoływanej przez "Mój komputer"/"Panel sterowania".
W przypadku gdy, pomimo że nie jest wywołany explicite żaden inny program, dostępne
zasoby systemowe leż± poniżej 75 % korzystne usunięcie jest programów z grupy
autostart i ponowne uruchomienie komputera.
Dla zmniejszenia obci±żenia komputera przez MMTTY użytkownik
może:
- korzystać z filtru dolnoprzepustowego typu IIR,
- wył±czyć nadawczy filtr pasmowy i ew. także dolnprzepustowy,
- zmniejszyć rozdzielczość wskazań oscyloskopu lub wył±czyć go całkowicie,
- zrezygnować z podwyższonej częstotliowości próbkowania demodulatora,
- zrezygnować z echa lokalnego,
- w miarę możliwości należy korzystać z kluczowania FSK, a nie AFSK.

Zalecane jest także ograniczenie poziomu wejściowego sygnału akustycznego aby
nie przekraczał on 75 % maksymalnego poziomu (przekroczenie sygnalizowane jest za
pomoc± meldunku "OVER" na ekranie). Regulacji dokonuje się w mikserze Windows.

Kolejnym krokiem może być zmniejszenie buforów systemu akustycznego, ale tak aby nie
spowodować przerw i zakłóceń w nadawaniu (karta "Różne" - "Misc"; po lewej stronie).
Domyślnym rozmiarem bufora s± 1024 bajty. W przypadku wyst±pienia przerw i nieregularności
w trakcie transmisji konieczne jest powiększenie bufora. Powoduje to jednak wzrost
opóźnienia w wyświetlaniu widma sygnału.
W przypadku zaobserwowania powolnego i opóźnionego ruchu
znacznika myszy na ekranie, powolnego otwierania się menu i innych opóźnionych reackji
na czynności użytkownika można także obniżyć priorytet obsługi dźwięku. Dokonuje się
tego w karcie konfiguracyjnej "Misc" ("Różne") przez zaznaczenie niskiego priorytetu
("low") w rozwijanej liście po lewej stronie. Na liście tej najniższy priorytet odpowiada
punktowi "Normal" i rośnie on w miarę przechodzenia w dół listy.
Rzeczywista szybkość odbioru jest zależna od dokładności
częstotliwości generatora zegarowego na płytce dźwiękowej. Różnica szybkości
transmisji/odbioru nie przekraczaj±ca 5 % nie powoduje błędów w odbiorze.
Częstotliwości generatorów zegarowych wielu płytek odbiegaj± od wartości nominalnej,
dlatego też zalecane jest skrygowanie podstawy czasu przez wprowadzenie współczynnika
korekcyjnego w MMTTY. Korekcja ta nie powoduje redukcji obci±żenia komputera przez
program, ale zmniejsza prawdopodobieństwo wyst±pienia błędów w odbiorze i usprawnia
przez to prowadzenie ł±czności.
Korekcję można przeprowadzić korzystaj±c z częstościomierza
cyfrowego lub sygnału o częstotliwości wzorcowej.
W pierwszym przypadku należy podł±czyć częstościomierz
do wyjścia akustycznego komputera.
Następnie należy sprawdzić, czy w konfiguracji MMTTY (na karcie "Różne") podana jest
częstotliwość próbkowania systemu akustycznego równa 11025 Hz i w razie potrzeby
skorygować j±.
W oknie głównym należy podać częstotliwość sygnału mark równ± 2000 Hz.
Po odł±czeniu nadajnika od komputera należy nacisn±ć przycisk "TX", co spowoduje nadanie
sygnału mark ale tylko do celów pomiarowych.
W przypadku gdy zmierzona częstotliwość różni się od nominalnej należy obliczyć
z proporcji skorygowan± częstotliwość próbkowania i wprowadzić j± w konfiguracji
MMTTY.
Przykład:
- zmierzona częstotliwość wynosi 2010 Hz zamiast 2000 Hz.
- Skorygowana częstotliwość próbkowania wynosi więc (2010/2000) X 11025 = 11080,125 Hz.
Po wpisaniu jej do konfiguracji należy zakończyć pracę MMTTY i uruchomić go ponownie,
aby korzystał on z nowej wartości.
W przypadku korzystania z sygnału o częstotliwości wzorcowej
należy dostroić odbiornik do stacji nadaj±cej wzorcowe częstotliwości akustyczne.
Przykładowo stacje WWV i WWVH nadaj± w określonym rytmie ton wzorcowy 500 Hz. Inne stacje
mog± nadawać inne tony wzorcowe np. 1000 Hz.
- w MMTTY należy ustawić częstotliowość sygnału mark równ± 500 Hz lub innemu tonowi
wzorcowemu. Dla uproszczenia w dalszym ci±gu podawana jest tylko częstliwość 500 Hz, ale
w przypadku korzystania z innego tonu wzorcowego należy j± zast±pić przez częstotliwość
tego tonu.
- należy odstęp częstotliowości mark i space tak aby częstotliwość space odpowiadała
innemu z nadawanych tonów wzorcowych np. stacje WWV i WWVH nadaj± także ton 600 Hz -
dstęp musi być w tym przypadku równy 100 Hz.
- w czasie gdy nadawany jest ton równy przyjętej przez operatora częstotliwości mark
(w przykładzie 500 Hz) należy dostroić odbiornik tak aby wierzchołek widma pokrywał
się z lini± odpowiadaj±c± położeniu mark na wskaźniku widma. Należy dostroić odbiornik,
a nie wskaźnik widma programu przez jego naciskanie. W momencie prawidłowego dostrojenia
elipsa na wskaźniku oscyloskopowym znajduje się w położeniu poziomym.

Następnie należy odczekać aż stacja rozpocznie nadawanie drugiego tonu - odpowiadaj±cego
przyjętej częstotliwości space. Wierzchołek widma powinien znaleźć się w miejscu
linii space na wskaźniku.

Odchyłka położenia wierzchołka w praw± stronę (w kierunku
częstotliwości wyższych) oznacza, że częstotliwość zegarowa płytki dźwiękowej jest
niższa od przyjmowanej przez MMTTY. Należy wówczas otworzyć kartę konfiguracyjn±
"Różne" ("Misc") i nacisn±ć przycisk "Adj." ("Korekcja"). znajduj±cy się koło
podpisu "Clock" ("Zegar"). W otwartym w wyniku tego oknie wyświetlana jest częstotliwość
próbkowania używana przez MMTTY. W podanym przykładzie należy j± obniżyć (za pomoc±
klawiszy strzałek) np. o 100 i po potwierdzeniu za pomoc± przycisku OK zakończyć
pracę MMTTY i wywołać go ponownie. Należy dokonać ponownego pomiaru i w zależności
od położenia wierzchołka ponownie dokonać korekty w konfiguracji aż do znalezienia
właściwej częstotliwości próbkowania. Wierzchołek znajduj±cy się po lewej stronie
linii oznacza wyższ± częstotliwość próbkowania - wartość w oknie musi być podwyższona.
Procedura ta jest dosyć żmudna ponieważ wymaga wielokrotnego wył±czania i uruchamiania
programu i ew. oczekiwania na transmisję potrzebnych tonów wzorcowych (zależnie od
rozkładu nadawania).
Po zakończeniu całej procedury należy przywrócić standardowe
wartości częstotliwości poprzez naciśnięcie przycisku "HAM".
Dla zmniejszenia obci±żenia komputera użytkownik programu
może obniżyć częstoliwość próbkowania z 11025 Hz do 8000 Hz lub 6000 Hz pod warunkiem,
że pozwala na to zainstalowana płytka dźwiękowa. Wybran± częstotliwość próbkowania
należy podać w karcie konfiguracyjnej "Różne" w miejsce użytej domyślnie - 11025 Hz.
Oczywiście i w tym przypadku należy ponownie uruchomić MMTTY.
W przypadku uprzedniego przeprowadzenia korekcji dla
czestotliwości 11025 Hz należy wprowadzić wartość skorygowan± - obliczon± z
proporcji.
Przykład:
- wartość skorygowana wynosi 10800 Hz,
- nowa wartość skorygowana odpowiadaj±ca częstotliwości 6000 Hz wynosi
6000 X (10800/11025) = 5878 Hz.
Obniżenie częstotliwości próbkowania powoduje zaostrzenie
spadku zboczy charakterystyki przenoszenia filtrów przy tej samej liczbie członów.
Dla skompensowania tego zjawiska można proporcjonalnie zmniejszyć liczbę członów.
Liczbę członów dla filtrów nadawczych podaje się w karcie konfiguracyjnej "TX"
w sekcji (LPF/BPF), a dla filtrów odbiorczych w karcie demodulatora. Filtr
typu IIR nie wymaga żadnych zmian. W odbiorczym filtrze pasmowym przy zmianie
częstotliwości próbkowania z 11025 Hz na 6000 Hz zmiany s± również zbędne.
Przy zmianie na 8000 Hz należy natomiast podwyższyć liczbę członów do 96.
Jest to spowodowane zmianami wynikaj±cej z częstotliwości próbkowania wartości
granicznej Nyquista w demodulatorze. Dla częstotliwości próbkowania 11025 Hz
wynosi ona przy użyciu domyślnych parametrów 2756 Hz, a dla 6000 Hz - 3000 Hz.
Obie wartości s± do siebie zbliżone. Dla częstotliwości 8000 Hz częstotliwość
Nyquista równa jest 4000 Hz i dla jej obniżenia konieczne jest powiększenie
liczby członów.
Wyjaśnienie tego pozornego paradoksu jest proste.
Dla niższych częstotliwości próbkowania graniczna częstotliwość Nyquista
jest równa połowie częstotliwości próbkowania. Natomiast dla częstotliwości
11025 Hz stosowane jest domyślnie w demodulatorze próbkowanie z czterokrotn±
częstotliwości± st±d granica równa jest 2756 Hz. Zmiana częstotliwości próbkowania
na 12000 Hz nie wymaga zmian w filtrach ponieważ częstotliwość graniczna wynosi
w tym przypadku 3000 Hz.
Ze względu na to, że nie wszystkie płytki dźwiękowe
pracuj± prawidłowo przy wszystkich podanych tu możliwościach zaleca się
sprawdzenie na słuch sygnału nadawanego przed i po dokonaniu zmiany.
Po obniżeniu częstotliwości próbkowania zalecane jest
proporcjonalne zmniejszenie bufora, proponowanymi przez autora programu
wartościami s± 720 bajtów dla 8000 Hz i 512 bajtów dla 6000 Hz. Pliki
dźwiękowe po zapisie musz± być odtwarzane z t± sam± częstoliwości±
próbkowania.
W tabeli poniżej podano zestawienie możliwych
częstotliwości próbkowania i parametrów pracy poszczególnych bloków MMTTY.
Wartość domyślna stosowana przez MMTTY wynosi 11025 Hz.
Częstotliwość nominalna | 6000 | 8000 | 11025 | 12000 (cz.pr.) |
Dolna granica | 5000 | 7000 | 10000 | 11600 |
Górna granica | 6999 | 9999 | 11599 | 12500 |
Podwyższ. cz. próbk. w demodulatorze | Nie | Nie | Tak | Tak |
Częstotliwość graniczna Nyquista | 3000(1/2 cz.pr.) | 4000(1/2 cz.pr.) | 2756(1/4 cz.pr.) | 3000(1/4 cz.pr.) |
|
L. pkt. FFT | 1024 | 1024 | 2048 | 2048 |
Cz. Nyquista FFT | 3000 | 4000 | 5513 | 6000 (1/2 cz.pr.) |
Czas akumulacji (ms) | 171 | 128 | 186 | 171 |
L. pkt. wsk. XY | 512 | 512 | 512 | 512 |
Cz. Nyquista wsk. XY | 3000(1/2 cz.pr.) | 4000(1/2 cz.pr.) | 27561/2(cz.pr.) | 3000(1/2 cz.pr) |
Zawartość pierwszych trzech linii jest zwi±zana z prac±
płytki dźwiękowej. Podanie w konfiguracji MMTTY częstotliwości próbkowania leż±cej
w zakresie pomiędzy minimaln± i maksymaln± powoduje ustawienie nominalnej częstotliwości
dla płytki i ew. odpowiedni± kompensację odchyłek przez program. Przykładowo
dla częstotliwości nominalnej 6000 Hz wprowadzone wartości mog± leżeć w granicach
od 5000 Hz do 6999 Hz. MMTTY ustawia dla płytki częstotliwość nominaln± 6000 Hz, a
różnicę traktuje jako odchyłkę służ±c± do kompensacji. Wprowadzenie wartości 6020 Hz
oznacza kompensację odchyłki 20 Hz wynikaj±cej z niedokładności generatora
podstawy czasu płytki.
Należy pamiętać, że po każdej zmianie częstotliwości próbkowania
w konfiguracji konieczne jest ponowne uruchomienie programu.
Wydanie z dn. 14.02.2001.
© Prawa autorskie Krzysztof D±browski, OE1KDA.
