[jamsat-bb:8578] Re: サウンドカードのトラブル

["Takeyasu" <ja6xkq@jamsat.or.jp>]

武安/JA6XKQです。サウンド・カードのアナログ部分
の評価を行ってみました。

先日、

> サウンド・カードのアナログ部分の評価として、AO40
> Rcvに対してWAVファイルでの入力と、アナログ入力
> を比較してみようかと考えています。
>
> AO-40の打上げ前に、テレメトリ復調の件をここで
> 議論しましたが、その時紹介したAMSAT-Fのサイト
> にあるテスト信号ジェネレータのソフトを利用します。
>
> このソフトは、信号に擬似ノイズを付加することが
> できますので、S/Nを劣化させた状態を発生させ、
> それをWAVファイルとアナログ出力でデモジュレータ
> に入力すれば、前者ではA/D変換部分を含めた
> アナログ回路を使用しませんので、両者での差異が
> 判断できると考えています。

と書きましたが、この通りにやってみました。結論から
言うと、オーディオ部分による劣化は、私の場合は
無視できるようです。

サンプルのPCはタワー型とノート型を夫々一台ずつ。
信号源には、もう一台のタワー型を使用しました。

WAVファイルを信号源とした比較では、当然ながら、
各PCでは差異がありません。

信号のS/NとCRCエラー率（ブロック・エラー・レート）
は以下の通りとなりました。信号のS/Nは、テスト・
ジェネレータ（P3PSKTST）の表示値（計算値）そのまま
です。3回測定の平均ですが、WAVの場合、3回とも
同値です。なお、WAVファイル長は、テレメトリデータと
して57ブロック（約15分）で、元のデータは約29kBの
平文であり、ランダム・データではありません。今回は
手抜きで、ビット・エラー・レートではなく、AO40Rcvが
表示するCRCの良否率を使用しました。

S/N(dB) - ブロック・エラー・レート
15.0 - 0.97
15.4 - 0.86
16.4 - 0.3
17.5 - 0.02

これから言えることは、アナログ部分での劣化が無いと
しても、CRCエラーをほとんど無くすにはS/Nとして18dB
以上は必要のようです。これは、AO40Rcvの復調アルゴ
リズムで決定される値です。

なお、AO40Rcvのスペアナ表示部の一目盛りは、今石さん
のリポートにもありましたが、入力した信号のS/N（計算値）
から判断して、10dBのようです。

次に、同一のWAVファイルをオーディオに変換して、
通常の受信機からの接続と同様にPC（ライン入力）へ
入力しました。

S/N(dB) - ブロック・エラー・レート（タワー型） - 同（ノート型）
15.0 - 0.99 - 未測定
15.4 - 0.91 - 0.96
16.4 - 0.35 - 0.34
17.5 - 0.02 - 未測定

タワー型では、S/Nが低い時にエラー・レートの劣化が
認められました。上記の測定値をグラフ化して、同一の
エラー・レートを得るためのS/Nを比較すると、約0.1dBの劣化
となります。この劣化は、送出と受信のD/AとA/Dの総合なので、
劣化を等しく配分すれば、理想的なWAVファイル入力に対する
オーディオ入力での劣化は約0.05dBとなり、無視できる値と
考えられます。

一方、ノート型では、S/Nが低い時の劣化が、タワー型
よりも大きい結果となりました。ただし、その劣化量は、
上記と同様の判断基準を適用すると、タワー型と同様に
約0.05dBの劣化であり、無視できると考えられます。

これらの劣化量は、測定誤差範囲（例えば、測定回数が
少ない、、、）かもしれません。

タワー型PCのサウンドは、ISAあるいはPCIスロットに実装する
カードではなく、マザーボードに実装されているものです。ハード
ウエアのプロパティによると、Crystal Semiconductorとあります。

ノート型PCのサウンドは、プロパティによると、同様に
Crystal Semiconductorとあります。

特にPC型での劣化がひどいということは、私の場合は無さそう
です。

なお、実験中に得た知見としては、信号送出側のポートに
よっては、送出側で信号が大きく劣化することがあるという
ことです。接続がPCの前面にあり、アクセスが便利だったので、
更にもう一台（4台目）のタワー型PCのイヤフォン・ジャックを最初に
使用したところ、受信側で同一レベル/同一S/Nに設定しても、
CRCグッドが全く得られないという例を経験しました。

この後、上記の実験は、別のPCのスピーカ出力からオーディオ
を取ったもので、上記のような良好な結果が得られました。

この例から、オーディオ部分での劣化は、入出力インピーダンス
のミスマッチによる歪により生じるのではないかと想像します。
この点について、PCサウンド部分の仕様をまず調査してみよう
かと思います。

以上、皆様の何かの参考になれば、幸いです。また、追試の
結果 and/or オーディオ部仕様情報を頂けたらと思います。

武安＠測定に時間が掛かること、、、、:-(
ja6xkq@jamsat.or.jp