Danas je nabavljen VHF/UHF FM ručni primopredajnik oznake F8+III. Riječ je naravno o modernom primopredajniku kineske tvrtke Baofeng Electronic Company (osnovana 1993. godine) koja se specijalizirala za proizvodnju jeftinih ručnih primopredajnika i prodaju istih diljem svijeta. Danas su korporacijske tvrtke toliko isprepletene glede vlasništva, licenci i korištenja zaštićenih marki da nema smisla istraživati gdje se sve vrši razvoj, istraživanja i proizvodnja ovih uređaja, no isti proizvodi osim oznake Baofeng mogu imati i oznake tvrtki poput QYT, Btech ili TIDRADIO.
Razlog iz kojeg smo odlučili napraviti detaljna testiranja jednog od primopredajnika tvrtke Baofeng je njihova izuzetna popularnost zbog vrlo niske cijene s jedne strane i odličnih specifikacija i mogućnosti koje nude s druge strane. To su dizajnom vrlo lijepi, izuzetno kompaktni ali i robusni ručni primopredajnici koji mogu raditi na vrlo širokom dijelu VHF/UHF frekvencijskog opsega. Omogućuju sve moguće funkcije koje su potrebne za FM rad na tim opsezima, vrlo se lako povezuju sa računalom u svrhu programiranja (softver je besplatni), a i rad preko menija i tipkovnice brzo se savlada uz malo vježbe. Dizajnirani su kao univerzalno primjenjivi primopredajnici za osobnu, profesionalnu ili radioamatersku upotrebu, a za avanturiste i izletnike opremljeni su svjetiljkom, alarmom i UKV/FM prijemnikom te se mogu izabrati u maskirnoj boji. Osim osnovnog modela, moguće je dobaviti modele sa većom izlaznom snagom, sa baterijom većeg kapaciteta ili sa proširenim frekvencijskim RX/TX opsegom rada kakav je i naš Baofeng F8+III. Također su po vrlo povoljnim cijenama dobavljivi drugi dodaci poput boljih (dužih) antena, MTK, torbica i slično.
Mi ovdje nećemo prepisivati tvorničke specifikacije, funkcije i mogućnosti primopredajnika Baofeng F8+III jer se one vrlo lako mogu naći na stotinama drugih internetskih stranica. Mi ovdje želimo napraviti što detaljniji stvarni test performansi uređaja Baofeng F8+III kako bi dobili podatke usporedive sa tvorničkima, a također i kako bi dobili druge podatke koji nisu navedeni u osnovnim specifikacijama.
Osnovni mjerni uređaji kojima smo vršili testiranja su:
- Wavetek STABILOCK 4032 Communication Test Set
- SIGLENT SSA3021X Spectrum Analyser
- NanoVNA-F Vector Network Analyzer
PREDAJNIK
Predajnik pokriva slijedeće frekvencijske opsege:
- 136 – 173,9975 MHz (VHF FM)
- 200 – 259,9975 MHz (VHF FM)
- 400 – 519, 9975 MHz (UHF FM)
Izlazna snaga predajnika
Prema tvorničkim podacima u knjižici sa korisničkim uputama snaga predajnika je 4 W (1 W reducirana), no na poleđini uređaja označena je snaga od 5 W.
Maksimalna izlazna snaga predajnika značajno ovisi o kapacitetu i napunjenosti baterije. Uređaj se napaja Li-Ion baterijom nazivnog napona 7,4 V i kapaciteta 1800 mAh. Znamo da se napon Li-ion baterije, ovisno o ispražnjenosti, kreće u rasponu od 2,8 V po ćeliji (gotovo ispražnjena baterija), do 4,2 V po ćeliji kod posve napunjene baterije (neke bolje Li-Ion baterije napune se i do 4,4 V). Naša baterija sastoji se od dvije takve ćelije. Kad je potpuno napunjena njezin napon će biti 8,4 V, no već nakon 10% ispražnjenosti (kod korištenih baterija i ranije) taj napon će pasti na nominalnih 7,4 V. Napon od 7,4 V će se zadržavati do nekih 70% ispražnjenosti nakon čega već počinje lagano opadati, da bi nakon 90% ispražnjenosti počeo naglo padati na najnižih dozvoljenih 5,6 V. Naravno, kad je baterija već stara i prošla puno ciklusa punjena, ovi naponi će padati i puno brže.
Na poleđni uređaja naznačena je snaga predajnika od 5 W, no u korisničkom priručniku se navodi 4 W. Li-Ion baterija je nominalnog napona 7,4 V i kapaciteta 1800 mAh.
Kako bi dobili relevantne podatke mi smo mjerenje snage predajnika izvršili prvo sa potpuno novom i napunjenom baterijom (cca 8,4 V), a zatim sa stabiliziranim izvorom napajanja od 7,4 V. Potrošnja struje je u rasponu 1,4 – 1,5 A za punu snagu i 0,8 – 0,9 A za reduciranu snagu. Mjerene snage smo vršili na svim opsezima u koracima 1 MHz, a rezultati su vidljivi su na priloženom grafikonu.
Izlazne snage postignute našim primjerkom primopredajnika Baofeng F8+III. Testovi su izvršeni sa punom baterijom (8,4 V) i na nominalnom naponu baterije (7,4 V). Potrošnja struje na punoj TX snazi je 1,4 – 1,5 A dok se na reduciranoj snazi potrošnja struje kreće u rasponu 0,8 – 0,9 A.
Generalno gledano najveća izlazna snaga postiže se na opsegu 140 – 150 MHz (najniže frekvencije), a najmanja na opsegu 510 – 520 MHz (najviše frekvencije). Treba biti svjestan činjenice da predajnik pokriva frekvencijski opseg širine od gotovo 400 MHz, a tu onda ne možemo očekivati potpunu linearnost izlaznog pojačala na cijeloj širini opsega. VF pojačalo predajnika je linearnije prema višim frekvencijama, no na nižim frekvencijama isporučuje veću snagu. U svakom slučaju deklariranih 5 W na naljepnici uređaja može se postići samo uz posve novu i napunjenu bateriju i to samo na početnom dijelu 2-metarskog opsega dok bi realna prosječna snaga predajnika bila blizu 4 W, dakle kako je navedeno u korisničkom priručniku.
Točnost frekvencije
Točnost frekvencije je podatak koji nam govori koliko noseća frekvencija predajnika odstupa od stvarno prikazane vrijednosti. Odmah ćemo reći da je točnost našeg predajnika izvrsna na svim frekvencijama i ne prelazi nekoliko desetina Hz. Čak i da su odstupanja reda nekoliko stotina Hz i dalje bi točnost frekvencije bila izvrsna tako da o ovome nemamo što više komentirati.
Modulacija
Naš predajnik omogućuje standardnu FM sa devijacijom (širinom modulacije) od ±5 kHz i uskopojasnu FM modulaciju sa devijacijom ±2,5 kHz. Znamo da se audio frekvencijski opseg (cca 20 – 20000 Hz) limitira na 300 – 3000 Hz što je dovoljno za razumljivi prijenos govora. To znači da maksimalna širina kanala na standardnoj FM modulaciji biti 2 (5 + 3) = 16 kHz, a na uskopojasnoj FM 2 (2,5 + 3) = 11 kHz.
Za početak ćemo provjeriti osjetljivost mikrofonskog ulaza. Ulazni napon od 10 mV je dovoljan za pokretanje modulacije no za postizanje pune modulacije sa najmanjim izobličenjima (6,9 %) potreban je ulazni napon razine 70 mV.
Limiter mikrofonskog pojačala odlično obavlja svoju funkciju te devijacija ostaje nepromijenjena i kod vrlo jakih ulaznih modulacijskih signala (+20 dB iznad nominalnih).
Ograničenje frekvencijskog opsega mikrofonskog signala na 300 – 3000 Hz je vrlo dobro kao što se i vidi na snimljenom grafikonu (potiskivanje audio frekvencija uz referencu 1 kHz = 0 dB).
Frekvencijsko limitiranje modulacijskog (mikrofonskog) audio signala na cca 300 – 3000 Hz.
U konačnici dajemo snimak nemoduliranog VF signala, te snimke moduliranog VF signala frekvencijom 1 kHz za FM devijaciju ±2,5 kHz i ±5 kHz. Jasno se vidi da ukupni signal ne prelazi nominalne pojasne širine, a to je bilo i za očekivati s obzirom na dobro amplitudno i frekvencijski limitiran mikrofonski signal.
Nemodulirani VF nosioc na frekvenciji 145 MHz.
VF nosioc na frekvenciji 145 MHz moduliran tonom 1 kHz sa devijacijom max. ±2,5 kHz. Točnost frekvencije je unutar nekoliko Hz (13 Hz).
VF nosioc na frekvenciji 145 MHz moduliran tonom 1 kHz sa devijacijom max. ±5 kHz. Točnost frekvencije je unutar nekoliko Hz (13 Hz).
Potiskivanje harmonika
Česta zamjerka glede Baofeng primopredajnika općenito odnosi se na loše potiskivanje harmoničnih i drugih neželjenih frekvencija koje nastaju uz osnovni signal. Kako bi ovo provjerili analizirali smo signal na 40 frekvencija pravilno raspoređenih duž sva tri frekvencijska opsega rada predajnika.
Animacija prikaza harmonika na 40 frekvencija raspoređenih duž sva tri opsega primopredajnika Baofeng F8+III.
Dobiveni rezultati potvrđuju da harmonici prelaze razine od -16 dB koliko je najviše dozvoljeno propisima, odnosno 50 dB ispod razine osnovnog signala. Situacija je najgora na najnižem opsegu (136-174 MHz), dosta bolja je na srednjem opsegu (200-260 MHz), a propisani standard zadovoljava tek nakon 450 MHz.
Paralelno smo testirali i dva primjerka Baofeng F8+ primopredajnika koji imaju dva opsega (136-174 i 400-520 MHz) i ovdje je situacija drastično bolja. Na oba opsega dobivamo vrlo čiste signale sa tek ponekim harmonikom puno ispod propisane granične vrijednosti. Očito da problem sa harmonicima nije prisutan na svim serijama Baofeng primopredajnika. Moguće da je bio otklonjen na odličnoj trećoj generaciji Baofeng F8+ uređaja, no nakon što je u iste dodan opseg 200-260 MHz problem sa harmonicima se vratio. Naravno, riječ je o izlaznim filtrima viših harmonika. Uređaji sa dva opsega imaju zasebni filtar za svaki opseg i oni su kod Baofeng F8+ očito radili odlično. No, dodatkom trećeg opsega vrlo vjerojatno se nije dodavao i treći filtar, nego su se postojeća dva prilagodila da donekle pokrivaju širi opseg frekvencija. Vidimo da Baofeng F8+III pokriva vrlo širok raspon frekvencija unutar opsega od gotovo 400 MHz što sasvim sigurno nije moguće dobro pokriti sa samo dva filtra.
Lijevo: Snimak harmonika na frekvenciji 142,900 MHz preko Wavetek STABILOCK 4032 Communication Test Seta. Vidi se da je osnovni signal na razini +35,1 dBm, a drugi harmonik na +21,0 dBm što znači da je isti potisnut za samo 14,1 dBm. Desno: Precizniji snimak osnovnog signala i drugog harmonika na istoj frekvenciji pomoću SIGLENT SSA3021X Spectrum Analysera. Skala je postavljena u vatima, te se vidi da je uz jačinu osnovnog signala od 7 W, snaga drugog harmonika 0,4 W.
Ako uzmemo za razmatranje jednu od najgorih frekvencija glede harmonika (142,9 MHz) vidimo da je amplituda osnovne frekvencije 35,1 dBm dok je amplituda drugog harmonika 21,0 dBm. Ovo na grafikonu izgleda vrlo loše, gotovo kao da su osnovni signal i harmonik izjednačeni po amplitudi, no treba uzeti u obzir da je dBm logaritamska, a ne linearna skala. Ako to pretvorimo u snagu u vatima, onda proizlazi da je osnovni signal od 35,1 dBm snage 3,2 W dok je harmonik od 21,0 dBm snage svega 0,125 W. U najgorem slučaju ako povećamo izlaznu snagu na 7 W (što Baofeng sa standardnom baterijom neće nikad postići), najjači harmonik će imati snagu od 0,4 W.
Iz navedenog vidimo da s praktične strane gledano na sve harmonike zajedno i u najgorem slučaju otpada do 6 % ukupne snage predajnika što nije toliko puno da bi imalo neki značajni efekt na krajnji domet. No što se tiče zagađivanja i ometanja drugih opsega, 400 mW snage nije zanemarivo. Na kraćim udaljenostima, ukoliko emitirate na 144 MHz, sasvim lijepo i čisto ćete se čuti i na 288, 432, 576, 720 i 864 MHz.
Nakon opisanih testova predajnika možemo reći da su sve karakteristike odlične, osim potiskivanja harmonika. Ovo se može vrlo elegantno riješiti dodavanjem nekog vanjskog niskopropusnog filtra harmonika između antenskog konektora i antene. Negdje će se naići i na kritike kako je modulacija predajnika slaba zbog montaže mikrofona, odnosno zbog malog otvora (rupice) koja je za njega napravljena na kućištu, no mi kod našeg uređaja nismo imali tih problema.
PRIJEMNIK
Prijemnik pokriva slijedeće frekvencijske opsege:
- 65 – 108 MHz (komercijalni UKV/FM radio, širokopojasni FM)
- 136 – 173,9975 MHz (VHF FM)
- 200 – 259,9975 MHz (VHF FM)
- 400 – 519, 9975 MHz (UHF FM)
Odmah ćemo reći da je prijem komercijalnih UKV/FM radio postaja odličan i ovdje se nećemo baviti testom toga prijemnog područja.
Osjetljivost prijemnika
Prema tvorničkim podacima osjetljivost prijemnika je 0,2 µV na 12 dB SINAD.
SINAD (Signal-to-noise and distortion ratio) kako sam naziv govori predstavlja omjer između korisnog signala i nepoželjnih šumova sa izobličenjima. Mjeri se tako da se na antenski ulaz prijemnika dovodi čisti RF signal moduliran tonom frekvencije 1 kHz, dok se istovremeno na zvučničkom izlazu iz prijemnika analizira jačina i kvaliteta dobivenog demoduliranog toga tonskog signala od 1 kHz. Uređaji koji generiraju modulirani RF signal (testni signal) moraju biti frekvencijski što stabilniji sa čistim sinusnim modulacijskim signalom te obično imaju mogućnost preciznog podešavanja jačine RF signala, frekvencije modulacijskog signala i postotka (AM) odnosno dubine (FM) modulacije. Uređaji koji analiziraju demodulirani signal iz prijemnika (izmjenični voltmetri) moraju biti što precizniji i sa kvalitetnim filtrima (notch filtar) kako bi mogli izdvojiti i izmjeriti korisni demodulirani signal (1 kHz) te posebno izmjeriti ostatak signala koji čini šum i izobličenja. Automatski mjerači SINAD vrijednosti poput našeg imaju precizno usklađeni testni RF signal sa ispitnim signalom te je rad sa istima vrlo jednostavan i svodi se na pritisak jedne tipke. Možemo naravno vršiti i manualno mjerenje, a tu je dovoljno podešavati jačinu RF signala u prijemnik (u našem slučaju u µV) te pratiti promjenu SINAD vrijednosti izravno pokazane u dB. Kako se jačina RF signala u prijemnik smanjuje, tako šum i izobličenja izlaznog demoduliranog NF signala postaju sve veća u odnosu na korisni signal i u konačnici tako pada i sama vrijednost SINAD. Mi trebamo očitati jačinu signala kod koje SINAD doseže 12 dB. Ova vrijednost od 12 dB najčešće se uzima za provjeru osjetljivosti prijemnika jer je to neka minimalno potrebna vrijednost da bi demodulirani audio signal iz prijemnika bio dovoljno razumljiv. Signal će u praksi inače biti čujan i kod SINAD vrijednosti manjih od 10 dB, no tu je već potreban veći napor slušatelja da istog razazna s obzirom na prisutne šumove i izobličenja koji su snagom već vrlo blizu snazi korisnog signala.
Osjetljivost prijemnika je linearna na svim frekvencijskim opsezima i bolja od deklariranih 0,2 µV.
Osjetljivost prijemnika mjerili smo na svim opsezima u koracima po 1 MHz. Rezultati su pokazali da je osjetljivost prijemnika na svim frekvencijama i opsezima uglavnom bolja od specificiranih 0,2 µV i prilično linearna (0,12-0,15 µV), a jedino na samom rubu najviših frekvencija (518-520 MHz) počinje naglo padati do nešto ispod 0,2 µV.
Možemo zaključiti da je osjetljivost prijemnika odlična.
Frekvencijski odziv prijemnika
Frekvencijski odziv prijemnika nam govori koliko linearno pojačava željeni dio NF audio opsega i koliko dobro prigušuje neželjeni dio NF opsega.
Znamo da se komercijalnim UKV/FM radijom (širokopojasna FM) prenosi audio opseg limitiran na 30 – 15000 Hz, a FM primopredajnicima se prenosi audio opseg limitiran na 300 – 3000 Hz. Naš prijemnik je predviđen za prijem obje modulacije pa mora ima i propusni opseg te širine.
Mjerenjem smo došli do podataka da prijemnik propušta audio opseg u granicama cca 100 – 11300 Hz uz izobličenje 1,7%. To je sasvim dobra propusnost za radio uređaje ovog tipa i UKV/FM radio postaje će se čuti bolje nego na većini komercijalnih UKV/FM baterijskih prijemnika tih dimenzija. Izlazna snaga NF pojačala je cca 1 W i zvuk iz zvučnika je čist, prodoran i dovoljno snažan da se primopredajnik može koristiti u uvjetima pojačane okolne buke.
Prigušivač šuma – Squelch
Baofeng F8+III ima digitalno kontrolirani squelch u rasponu 0 – 9. Svakoj vrijednosti se može programirati željena razina aktiviranja.
U tablici su prikazane izmjerene vrijednosti squelcha na originalnim tvorničkim postavkama. Kad mjerimo odziv squelcha mogu se razlikovati dvije situacije:
- zvuk je blokiran i mjeri se razina signala (porast) na kojoj se zvuk uključuje – Unmute
- zvuk je uključen i mjeri se razina signala (pad) na kojoj se zvuk blokira – Mute
Prelazak iz stanja Mute na Unmute kao i obrnuto sa Unmute na Mute ne događa se na jednoj istoj granici razine RF signala. Na primjer, squelch će se uključiti na RF signalu razine 0,20 µV, no isključiti će se tek kad taj signal koji ga je aktivirao na 0,20 µV padne npr. ispod 0,18 µV. Vrijedi i obrnuto, ako se squelch isključi na npr. 0,16 µV, signal koji će ga ponovno aktivirati mora biti nešto veći, npr. 0,18 µV. Razlika u jačini RF signala kod koje će doći do promjene stanja zove se histereza squelcha i tipično iznosi oko 2 dB.
Mjerenje je pokazalo da originalne postavke squelcha obuhvaćaju jako uski raspon vrlo niskih razina RF signala pa bi ih bilo poželjno programirati tako da se “razvuče” opseg RF razina signala za aktivacije squelcha. Originalni programski kodovi za raspon squelcha 1-9 su 21-29 (VHF) i 17-25 (UHF), te bi te vrijednosti bilo poželjno razvući na opseg npr. 10-100, no ovo svakako ovisi i o namjeni radio uređaja i uvjetima u kojima se koristi.
ANTENE
Uz Baofeng F8+III dobili smo dvije vrlo slične štap antene, obje deklarirane za frekvencijske opsege 136-174 i 400-520 MHz, što malo čudi jer bi jedna od antena trebala biti za opseg 200-260 MHz. Male štap antene montirane izravno na uređaj dosta su podložne promjeni svoje rezonantne frekvencije ovisno o predmetima u bliskom okružju. Svakako nije dobro antenu doticati rukama niti antenom doticati strane predmete jer to može drastično smanjiti ili izobličiti pojačanje, dijagram zračenja i rezonantne frekvencije.
Mi smo naše antene testirali prijenosnim antenskim analizatorom (NanoVNA-F) kako bi mjerenje mogli napraviti na otvorenom prostoru bez utjecaja bliskih predmeta i stranih izvora zračenja. Vidimo da su obje antene dizajnirane za najbolji rad na 2-m i 70-cm području, odnosno najbolje pokrivaju područja 145-165 MHz i 400-480 MHz. Antena koja je nešto duža (162 mm) pomaknuta je malo prema nižim frekvencijama, a antena koja je kraća (145 mm) rezonira prema višim frekvencijama.
Mjerenje SWR-a kraće antene od 145 mm (lijevo) i nešto duže antene od 162 mm (desno). Karakteristike obje antene su vrlo slične, a tako su i deklarirane. Mjerenja su vršena na otvorenom prostoru oko 1,7 metara od tla.
Kao softver za programiranje najbolje je koristiti besplatni, open-source program naziva CHIRP jer za razliku od originalnog Baofeng softvera omogućuje napredno programiranje većeg broja funkcija, između ostalog i razine squelcha.
Nakon što smo se dva dana bavili intenzivnim testiranjem malog ručnog primopredajnika Baofeng F8+III možemo samo zaključiti da je riječ o uređaju koji kvalitetom, dizajnom i mogućnostima uvelike nadmašuje cijenu za koju se prodaje. Sa izvrsnim ocjenama je prošao sve testove osim testa potiskivanja viših harmonika, no ovaj problem nije prisutan kod njegovog prethodnika Baofeng F8+. Stoga, ukoliko vam u svrhu testiranja i eksperimentiranja treba neki univerzalni izvor FM RF signala koji pokriva širok raspon VHF/UHF frekvencija Baofeng F8+III je izbor za vas. Ukoliko pak vam treba FM radioprijemnik za stvarnu komunikaciju na PMR ili radioamaterskim opsezima onda je bolji izbor Baofeng F8+ zbog čistog signala sa dobro potisnutim harmonicima.
Baofeng F8+III i njemu slične inačice su analogni FM primopredajnici koje danas praktično ne koristi više ni jedna služba (svi su prešli na digitalni radio). Na čitavom opsegu frekvencija koje pokriva Baofeng F8+III danas više nećete čuti ni jednu analognu vezu, osim ako u najboljem slučaju ne uhvatite kakvog rijetkog radioamatera ili par sugovornika koji negdje u blizini iz nekog razloga koriste ili isprobavaju kakav sličan radio. Tko zna, možda jeftina sveopća ponuda ovih odličnih Baofeng primopredajnika s vremenom zainteresira ljude za ponovno korištenje analognog radija. No prateći trendove, to se baš i ne čini izgledno. Ljudi su okusili svestranost, praktičnost, anonimnost i nadasve slobodu komunikacije na internetu i radioamaterizam tu bitku ne može dobiti. Možda da kinezi naprave kakav sličan zgodan i jeftin primopredajnik za besplatni CB, tu bi već moglo biti veće šanse. Samo da je besplatno i da je bez puno cenzure, kontrole, zakona, pravila i svakojakih drugih nam nametnutih regula koje ograničavaju naše sveto i nedodirljivo pravo na slobodu govora, o bilo čemu, bilo kada i preko bilo čega 🙂