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.

Konfiguracja demodulatora i filtrów


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.

Konfiguracja w karcie 'różne'


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.

Wskaźniki dostrojenia - 'mark'


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.

Wskaźniki dostrojenia - 'space'


    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.