Naciskamy przycisk PTT, mówimy, puszczamy go i z głośnika znów nie dobiega nic. Ta cisza wydaje się czymś naturalnym, ale w rzeczywistości jest efektem działania jednego z najważniejszych układów każdego radiotelefonu. Bez niego krótkofalówka stojąca na biurku przez większość czasu syczałaby, trzaskała i męczyła słuchacza szumem pustego kanału.
Układ ten nazywa się blokadą szumów, po angielsku squelch. Jego zadanie jest proste: wyciszyć tor audio, kiedy odbiornik nie rozpoznaje sygnału, którego warto słuchać. Za tą prostą funkcją kryje się jednak kilka ciekawych decyzji technicznych. Trzeba ustalić, kiedy otworzyć głośnik, kiedy go ponownie wyciszyć i jak nie zgubić słabej, ale ważnej transmisji.
Skąd bierze się szum pustego kanału?
Odbiornik radiowy musi wzmacniać bardzo słabe sygnały docierające do anteny. Razem z nimi wzmacnia jednak również szum termiczny elementów elektronicznych, zakłócenia atmosferyczne i energię pochodzącą od innych urządzeń. W odbiorniku FM brak użytecznej fali nośnej objawia się charakterystycznym szerokopasmowym szumem. To nie jest awaria ani dowód, że w eterze naprawdę „nic nie ma”. To naturalny rezultat pracy czułego toru odbiorczego.
Najprostsza blokada szumów obserwuje poziom sygnału albo właściwości szumu na wyjściu demodulatora. Gdy warunki wskazują, że kanał jest pusty, odcina dźwięk kierowany do wzmacniacza i głośnika. Gdy pojawia się dostatecznie silna transmisja, tor audio zostaje otwarty. W technicznej definicji normy ETSI EN 301 025 celem blokady jest wyciszenie wyjścia audio odbiornika, kiedy poziom sygnału wejściowego spada poniżej określonej wartości.
Próg, który otwiera głośnik
Pokrętło albo pozycja w menu opisana jako SQL nie reguluje głośności. Ustawia próg, który musi przekroczyć odebrany sygnał, aby radio pozwoliło nam go usłyszeć. Niski próg zwiększa szansę na odebranie odległego korespondenta, lecz może powodować częste otwieranie głośnika przez szum i zakłócenia. Wysoki próg zapewnia ciszę, ale odcina słabsze transmisje.
W typowym ręcznym radiotelefonie najlepszy punkt wyznacza się bez aktywnej rozmowy. Zaczynamy od otwartej blokady, a następnie podnosimy próg tylko do chwili, w której szum znika. Dalsze zwiększanie wartości zwykle nie poprawia jakości silnych stacji, za to skraca praktyczny zasięg odbioru. Niektóre urządzenia robią to automatycznie. Przykładowo producent lotniczego radiotelefonu Icom IC-A220 opisuje automatyczną blokadę, która dopasowuje czułość do bieżącego poziomu szumu.
Dlaczego otwarcie i zamknięcie nie następują w tym samym punkcie?
Sygnał na granicy zasięgu nie ma stałej siły. Wystarczy ruch ręki, przejeżdżający samochód albo odbicie fali od budynku, aby jego poziom przez chwilę wzrósł lub spadł. Gdyby blokada otwierała i zamykała głośnik dokładnie przy tej samej wartości, dźwięk mógłby być nerwowo rwany. Układ przełączałby się wielokrotnie w krótkim czasie.
Rozwiązaniem jest histereza. Próg potrzebny do otwarcia jest nieco inny niż próg zamknięcia. Kiedy radio już uzna sygnał za użyteczny, pozwala mu trochę osłabnąć, zanim ponownie wyciszy głośnik. Cytowana norma ETSI definiuje histerezę blokady właśnie jako różnicę, wyrażoną w decybelach, między poziomami otwarcia i zamknięcia. W opisanej tam klasie urządzeń przewidziano zakres od 3 do 6 dB. Dzięki takiemu marginesowi odbiór pozostaje stabilniejszy na granicy zasięgu.
CTCSS: dodatkowy klucz do głośnika
Zwykła blokada reaguje na obecność dostatecznie silnego sygnału. Na wspólnej częstotliwości może jednak pracować kilka grup. Wtedy przydaje się CTCSS, często nazywany tonem podakustycznym. Nadajnik przez cały czas rozmowy dołącza niski ton, a odbiornik otwiera głośnik tylko wtedy, gdy rozpozna ustaloną wartość.
Materiały szkoleniowe Tait Radio Academy podają zakres 67–250 Hz i wyjaśniają, że ton jest przypisany grupie użytkowników oraz leży poniżej zwykłego pasma mowy. Nazwa „podakustyczny” bywa trochę myląca, bo częstotliwości te nie są całkiem poza zakresem słuchu człowieka. W praktyce tor odbiorczy filtruje je tak, aby nie przeszkadzały w rozmowie.
CTCSS nie poprawia zasięgu ani jakości modulacji. Nie sprawia też, że częstotliwość zostaje podzielona na osobne kanały. Dwie grupy używające różnych tonów nadal nadają na tej samej fali i mogą się wzajemnie zagłuszyć. Różnica polega wyłącznie na tym, które transmisje uruchomią głośnik danego odbiornika.
DCS: cyfrowy kod w analogowej rozmowie
Podobne zadanie spełnia DCS, czyli cyfrowo kodowana blokada. Zamiast ciągłego tonu o jednej częstotliwości nadajnik przesyła powtarzającą się sekwencję cyfrową o małej szybkości. Odbiornik porównuje ją z wybranym kodem i dopiero po zgodności otwiera audio. Jak zaznacza Tait w swoim materiale, DCS jest odpowiednikiem CTCSS wykorzystującym kod cyfrowy. Producenci radiotelefonów, na przykład na stronie modelu Icom IC-41PRO, łączą obie funkcje z możliwością cichego oczekiwania na wywołanie.
Kod nie daje prywatności
Najczęstsze nieporozumienie polega na nazywaniu tonu lub kodu „prywatnym kanałem”. Ani CTCSS, ani DCS nie szyfrują głosu. Każdy odbiornik dostrojony do tej samej częstotliwości i pracujący bez kodowanej blokady może usłyszeć rozmowę. Kod nie ukrywa też samego faktu nadawania.
Dlatego przed rozpoczęciem transmisji warto sprawdzić, czy częstotliwość naprawdę jest wolna, a nie tylko cicha z powodu innego tonu. Oficjalna instrukcja radiotelefonu Motorola APX 2000 opisuje monitorowanie kanału przez wyłączenie kodowanej blokady. Pozwala to usłyszeć innego aktywnego użytkownika i uniknąć wejścia mu w słowo. To ważna wskazówka nie tylko dla służb, lecz także dla użytkowników prostych radiotelefonów rekreacyjnych.
Po co jest przycisk Monitor?
Przycisk oznaczony MONI albo Monitor chwilowo otwiera blokadę. Po jego naciśnięciu zwykle słychać szum, lecz wraz z nim może ujawnić się bardzo słaba transmisja, której automatyka nie dopuściła do głośnika. Funkcja pomaga również sprawdzić zajętość kanału oraz odróżnić brak odbioru od zbyt wysoko ustawionego progu. Icom w dokumentacji wspomnianego IC-A220 nazywa podobne działanie testem blokady, który czasowo otwiera wyciszenie i umożliwia monitorowanie częstotliwości.
Monitor nie jest więc przyciskiem „większego zasięgu”. Nie zwiększa czułości anteny ani mocy nadajnika. Pozwala jedynie posłuchać tego, co radio odbierało już wcześniej, ale uznało za zbyt słabe lub pozbawione właściwego kodu.
Jak blokada współpracuje ze skanowaniem?
Podczas skanowania radiotelefon szybko sprawdza kolejne zaprogramowane kanały. Nie może odtwarzać szumu z każdego z nich, więc wykorzystuje sygnał otwarcia blokady jako informację, że warto się zatrzymać. Tait opisuje skanowanie jako cykliczne sprawdzanie kanałów, zatrzymanie po wykryciu aktywności i skierowanie dźwięku do głośnika. W skanowaniu priorytetowym ważniejszy kanał jest kontrolowany częściej.
Zbyt niski próg może zatrzymywać skaner na zakłóceniach. Zbyt wysoki sprawi, że urządzenie ominie słabą, prawidłową transmisję. Jeśli dodatkowo włączono CTCSS lub DCS, skaner może ignorować mocny sygnał z niewłaściwym kodem, chociaż kanał fizycznie pozostaje zajęty.
Cisza jako aktywna decyzja odbiornika
Milcząca krótkofalówka nie przestaje odbierać fal. Jej obwody nadal analizują sygnał, mierzą jego poziom, szukają tonu albo kodu i decydują, czy przekazać dźwięk człowiekowi. Dobrze ustawiona blokada szumów usuwa zmęczenie ciągłym syczeniem, a jednocześnie nie odcina potrzebnych wywołań.
Właśnie dlatego ustawienie SQL, wybór CTCSS lub DCS oraz świadome używanie funkcji Monitor mają znaczenie większe, niż sugerują niewielkie przyciski radiotelefonu. Cisza między rozmowami nie jest brakiem pracy urządzenia. Jest wynikiem nieustannego nasłuchu i ostrożnie dobranej granicy między szumem a wiadomością.