SCounter, GUIDA IN LINEA


GENERALITÀ
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Se t'interessi di radio o di misure, SCounter ti può essere utile perché:
- fa misure molto accurate di frequenze audio;
- dà una buona accuratezza anche con un segnale debole immerso nel noise e in mezzo a segnali molto forti.


LEGGI LE CONDIZIONI CHE DEVI ACCETTARE SE VUOI USARLO.


CHI USA IL PROGRAMMA ACCETTA TUTTE LE CLAUSOLE ESPOSTE QUI SOTTO
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1) Gianfranco Tarchi, autore del programma, ne concede, a titolo gratuito, la licenza d'uso a chiunque, privati e non.

2) La proprietà del software resta all'autore.

3) Chi entra in possesso di una copia del programma è autorizzato a farne altre copie e a distribuirle, purché conformi all'originale e a titolo gratuito. L'autore permette la distribuzione sui CD-ROM allegati alle riviste, purché il CD sia compreso nel prezzo della rivista stessa. Il programma può essere distribuito via Internet, purché a titolo gratuito. È VIETATA LA DISTRIBUZIONE IN SITI OVE SI PAGHI IN QUALUNQUE MODO IL SOFTWARE SCARICATO.

4) CHI USA QUESTO PROGRAMMA LO ACCETTA COSÌ COM'È ("AS IS"), SENZA ALCUNA GARANZIA, NÉ ESPLICITA NÉ IMPLICITA, DA PARTE DELL'AUTORE CHE DECLINA OGNI RESPONSABILITÀ PER DANNI DERIVANTI DALL'USO DEL PROGRAMMA STESSO, ANCHE SE DOVUTI A PROPRI ERRORI.

CHI NON È D'ACCORDO CON LE CLAUSOLE PRECEDENTI NON DEVE USARE QUESTO PROGRAMMA.



REQUISITI HARDWARE & SOFTWARE
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SCounter richiede il sistema operativo Microsoft Windows Xp o superiori.
I requisiti minimi per l'hardware sono:
- processore Intel Atom N450 o superiori;
- la RAM necessaria a Windows più 100 MB circa, dipende dalle impostazioni e dal tempo d'uso;
- 100 MB di spazio libero sul disco rigido.

La potenza di calcolo richiesta alla CPU dipende dai parametri d'uso. SCounter è più esigente a BASSA risoluzione, meno con la MEDIA e meno ancora l'ALTA. Si può ridurre il consumo di CPU lasciando visibile solo il pannello informazioni o il pannello frequenze (vedi più avanti).



INSTALLAZIONE
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Per installare questo software crea una directory e copiaci tutti i file contenuti nel file .ZIP di distribuzione. Per quanto dipende da me, SCounter scrive i suoi dati di configurazione sul file di testo SCounter.CFG, nel path dell'eseguibile. Se decidi di non usare più SCounter, lo puoi eliminare cancellandone la directory d'installazione e cancellando la sua directory di lavoro (indicata più avanti).
Copia il programma e gli altri file in una directory, di nome SCounter, sul disco rigido C; non è un obbligo, ma uso questo nome negli esempi; se vuoi cambialo.

Crea, a mano, un collegamento per eseguire il programma. La riga di comando dev'essere: C:\SCounter\SCounter.EXE

Questi sono i file distribuiti:
SCounter.EXE           il programma vero e proprio
SCounter.CFG           il file di configurazione
SCounter.TXT           la guida in linea che stai leggendo, in formato testo, non modificarla mai (SCounter non funzionerebbe)

Altri file necessari sono:
MSCOMCTL.OCX           controlli comuni di Windows 6.0
MSVBVM60.DLL           modulo di run-time di Visual Basic 6.0
VB6IT.DLL              per l'uso della lingua italiana
Forse sono già sul tuo PC, ma non è detto.



COSA FA SCOUNTER
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SCounter misura una frequenza audio con un'accuratezza che parte da quella della scheda audio del tuo PC e può superare 1 ppb (parts per billion, parti per miliardo), ossia 0,001 ppm. Questa misura si può fare anche su un segnale debole, circondato da segnali forti e affogato nel noise, ma con minore accuratezza.
La frequenza massima misurabile dipende dal sample rate (frequenza di campionamento) massimo della tua scheda audio e dalla risoluzione scelta. Con la configurazione di default (bassa risoluzione) si arriva a 24 kHz. Con schede audio di qualità, variando il file di configurazione, si può arrivare a 48 o 96 kHz.
Con un ricevitore SSB potrai misurare frequenze molto alte, in singole fettine ampie quanto la selettività dell'RX.



PERCHÉ USARE SCOUNTER?
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Cosa ha questo frequenzimetro, che arriva solo fino a 24 kHz, o al massimo a 96, di così interessante per lo sperimentatore? Ci sono due motivi principali.

Per prima cosa, SCounter fa misure anche con segnali affogati nel rumore. Per esempio, puoi fare misure con risoluzione di 0,5 ppm con un noise tale da dare un SINAD di 0,3 dB (pari a un S/N di -12 dB). Con un noise ancora più forte, che dia un SINAD complessivo di 0,01 (pari a un S/N di circa -26 dB), puoi ancora fare letture con risoluzione di 20-30 ppm.
Con poco noise, la presenza di molti segnali molto forti, se non troppo vicini a quello voluto (fino a 50 Hz o anche meno), non dà praticamente alcun fastidio.

Il secondo motivo è l'accuratezza. Se fornisci al programma un altro segnale, molto preciso, su una frequenza diversa da quella che vuoi misurare (usando un GPSDO, o un OCXO ben calibrato, e un divisore di frequenza come l'HCF4060BE) potrai ottenere un'accuratezza di 1 ppb (parti per miliardo) o anche meno!

La presenza dello spectrum scope ti permetterà di riconoscere il segnale che t'interessa, anche in mezzo a molti altri e a molto noise, consentendoti di selezionarlo con un doppio clic.



GUIDA VELOCE ALL'USO DI SCOUNTER
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Per provare subito il programma fai così:
- collega il segnale audio voluto all'ingresso microfono del PC con un trasformatore da 600 ohm, tipo "modem";
- puoi usare altre interfacce con idoneo isolamento tra fonte del segnale audio e PC;
- se non hai un'interfaccia, collega un microfono esterno al PC e accostalo a un altoparlante che riproduca il segnale voluto;
- un collegamento diretto via cavo tra RX (o altro) e PC potrebbe danneggiare (è improbabile) il PC o l'RX;
- un collegamento diretto introduce spesso del noise che può disturbare;
- SCounter usa il dispositivo di registrazione predefinito di Windows, che deve essere quello cui mandi il segnale;
- SCounter, una volta in esecuzione, è subito operativo.



RISOLUZIONE DI SCOUNTER
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La risoluzione di un frequenzimetro è la sua capacità di distinguere due frequenze, misurate in tempi successivi, anche se assai vicine. La risoluzione di SCounter può arrivare a 0,1 ppb (parts per billion, parti per miliardo).

SCounter si può usare con tre diversi livelli di risoluzione: BASSA, MEDIA e ALTA. In molti casi, la risoluzione BASSA è sufficiente e non serve aumentarla. Una risoluzione maggiore comporta una durata maggiore del ciclo di misura e una riduzione della massima frequenza misurabile. Questi sono i valori con la configurazione di default:
Risoluzione  Sample rate    Numero  Durata ciclo      Aumento  Max frequenza
              Sample/sec  campioni        in sec  risoluzione             Hz
BASSA             48.000    16.384          0,34            1         24.000
MEDIA             24.000    32.768          1,37            4         12.000
ALTA              12.000    65.536          5,46           16          6.000
Non ho indicato la risoluzione reale, perché dipende da troppi fattori e non si calcola facilmente.

Ricorda sempre il concetto fondamentale: un'alta risoluzione non significa necessariamente grande accuratezza. Usa sempre la risoluzione BASSA, salvo che questa non ti risulti insufficiente.



ACCURATEZZA DI SCOUNTER
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L'accuratezza di un frequenzimetro è la sua capacità di misurare correttamente il vero valore della frequenza di un segnale. L'accuratezza di SCounter può arrivare a 1 ppb (0,001 ppm) fornendogli una frequenza per la calibrazione continua controllata dal GPS (da indicare nel parametro Fre_Frequenza_Calib_Continua).

SCounter si può usare con tre livelli di accuratezza, vediamoli.

- Puoi usare SCounter con il file di configurazione, SCounter.CFG, così com'è, ovvero con il parametro Cal_Fattore_Per_Sr_Vero che vale 1. Così l'errore della base dei tempi della scheda audio si ripercuote pari pari sul risultato. Se la scheda audio sbaglia di -30 ppm, la misura conterrà lo stesso errore di -30 ppm, più eventuali altri. Se per motivi di riscaldamento o d'invecchiamento la frequenza di campionamento della scheda audio subisce una deriva e l'errore totale passa a -40 ppm, la misura sarà influenzata da questa deriva, sbagliando di -40 ppm. Le peggiori schede audio che ho provato sbagliano di circa 100 ppm (1 su 10.000), le migliori sbagliano solo di 2-10 ppm.

- Puoi usare SCounter facendogli ogni tanto la calibrazione (funzione "Calibrazione frequenza" del menu Strumenti o funzione "Calibrazione" del pannello di controllo). Lascia lavorare SCounter per 15-30 minuti, perché la scheda audio e il PC vadano a regime. Fornisci al programma una frequenza molto accurata (0,5 ppm o meglio), richiedi la funzione di calibrazione e indica il vero valore di tale frequenza. Il programma modificherà il parametro Cal_Fattore_Per_Sr_Vero del file di configurazione. L'argomento è trattato più avanti. In questo modo puoi ottenere misure da 1-10 ppm anche con schede audio modeste.

- Puoi usare SCounter facendogli fare continuamente la calibrazione. Se gli fornisci una frequenza audio molto accurata (derivata dal GPS o da un ottimo OCXO) e ne indichi il valore nel parametro Fre_Frequenza_Calib_Continua, SCounter correggerà continuamente l'errore della base dei tempi della scheda audio e ti darà un'accuratezza molto alta, anche 1 ppb (0,001 ppm).

C'è una funzione sperimentale che permetterebbe di raggiungere accuratezze di 2-3 ppb, con l'uso dei segnali della TV digitale terrestre, di un ricevitore AM e con un oscillatore a cristallo da 2 MHz. Forse in futuro la documenterò.

Si può ritenere che due segnali circa uguali non interferiscano nella misura di frequenza fino a 40, 10 e 2,5 Hz di distanza (con risoluzione BASSA, MEDIA e ALTA). Con distanze maggiori, diciamo doppie, questo vale anche con un S/N di -60 dB (segnali indesiderati 1.000.000 di volte più potenti di quello voluto!).

Ricorda: la risoluzione spinta di questo programma ti permette di leggere sempre i milionesimi di Hz anche con frequenze di 10.000-20.000 Hz, ma non sempre l'accuratezza ottenuta è simile. Per arrivare alla massima accuratezza devi usare una frequenza di calibrazione continua controllata dal GPS, o da un ottimo OCXO, e lavorare con risoluzione ALTA su tempi di alcuni minuti.



COSA MISURA SCOUNTER
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Circa quale frequenza (di quale segnale) misurare, SCounter ha tre modi di funzionamento:
- M1) misura la frequenza del segnale più forte presente all'ingresso della scheda audio;
- M2) misura la frequenza del segnale indicato con un doppio clic sul pannello "Spectrum scope";
- M3) misura la frequenza del segnale indicato con il parametro Fre_Frequenza_Nota_Dut.

- Nel primo modo, M1, la ricerca avviene in tutto lo spettro compreso fra 30 Hz e la metà della frequenza di campionamento (sample rate). In questo modo SCounter può inseguire un segnale che cambia la sua frequenza.
- Nel secondo modo, M2, la ricerca del segnale più forte avviene in una fascia larga Fre_Frequenza_Banda_Max Hz (metà sopra e metà sotto) rispetto alla frequenza del picco massimo nell'intorno della frequenza indicata con un doppio clic del mouse. In questo caso la frequenza di centro banda NON cambia mai (NON si sposta col picco massimo) e i segnali più forti fuori dall'intervallo Fre_Frequenza_Banda_Max sono ignorati fino a che non vi cadono dentro.
- Nel terzo modo, M3, la ricerca del segnale più forte avviene in una fascia larga Fre_Frequenza_Banda_Max Hz intorno a Fre_Frequenza_Nota_Dut (metà sopra e metà sotto). In questo terzo modo la frequenza di centro banda, intorno alla quale viene cercato il picco di frequenza, NON cambia mai. Dunque in questo modo SCounter misura sempre la frequenza del segnale più forte intorno a Fre_Frequenza_Nota_Dut, in un intervallo ampio Fre_Frequenza_Banda_Max Hz (metà sopra e metà sotto).

Nel modo M1, misura agganciata al segnale più forte, quando la frequenza del segnale misurato cambia troppo bruscamente (oltre 5 Hz tra un ciclo e l'altro) viene fatto un reset della media e la misura riparte daccapo. L'inseguimento del segnale c'è lo stesso, ma la media dall'ultimo reset coincide con la lettura del primo ciclo, causa il reset. Ciò non vale per i modi M2 e M3.

Usa il parametro Fre_Frequenza_Nota_Dut quando devi fare molte misure, facendo ripartire più volte il programma, nell'intorno della stessa frequenza, altrimenti ti conviene lasciare Fre_Frequenza_Nota_Dut a zero e indicare il segnale che t'interessa (quando non è il più forte) con un doppio clic del mouse sullo spettro.

Con l'aiuto di un ricevitore SSB, stabile e accurato, potrai traslare verso l'alto la gamma di frequenze misurabili, limitatamente a singole fettine ampie quanto permette la selettività dell'RX.



MISURE ETERODINA
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Il programma può essere usato anche per misurare frequenze molto più alte di quelle che misura effettivamente, basta applicare il principio del frequenzimetro eterodina, ma con un'attrezzatura relativamente semplice. Quello che ti occorre è un ricevitore AM (6 - 15 kHz di banda passante) e un segnale di riferimento col quale fare battimento. Il miglior segnale di riferimento te lo darà un generatore di segnali RF di buona qualità (tipo l'anzianotto Marconi 2019A) controllato non dal suo OCXO interno, ma da un GPSDO esterno (oscillatore controllato dal GPS). Puoi usare soluzioni più economiche, benché meno precise, accontentandoti di oscillatori di accuratezza minore. Ricorda: la TV digitale terrestre ti dà segnali molto precisi (entro 1 Hz, da 474 MHz in su fino a oltre 700 MHz, a passi di 8 MHz) e senza spendere nulla.

Ad esempio, potresti avere un TCXO che oscilla a circa 9.999.980 Hz, letti con un comune frequenzimetro economico. Per misurarne l'esatta frequenza puoi confrontarne la frequenza dell'armonica 61 con il segnale del digitale terrestre su 610 MHz. Sintonizza un RX AM su 610 MHz (meglio se con banda passante di 6 kHz, ma anche 15 vanno bene), sentirai solo un po' di rumore. Il TCXO, con la 61-esima armonica, darà un segnale su circa 609.998.780 Hz che produrrà un battimento a circa 1.220 Hz con il segnale DGTV su 610 MHz.
Ora devi solo istruire SCounter a fare la misura della frequenza di 9.999.980 Hz con i tre parametri sotto riportati:
00000 00017 Fre_Frequenza_Nomin_Dut                  10000000
00000 00018 Fre_Frequenza_Armonica_Dut               61
00000 00019 Fre_Frequenza_Confronto_Dut              610000000
Fre_Frequenza_Nomin_Dut dice che il segnale da misurare dovrebbe essere, nominalmente, su 10 MHz.
Fre_Frequenza_Armonica_Dut dice che confrontiamo il segnale di riferimento su 610000000 Hz si confronta con la 61-esima armonica dei 10 MHz (610 MHz) e deve dare un battimento di Fre_Frequenza_Nota_Dut Hz (che può anche essere zero).
Fre_Frequenza_Confronto_Dut dice che il segnale di riferimento si trova su 610000000 Hz

Con una frequenza da valutare di circa 10 MHz e una frequenza di confronto su 10 MHz esatti, Fre_Frequenza_Armonica_Dut deve valere 1.

Una frequenza reale molto vicina alla nominale di 10 MHz non si può confrontare col DGTV, perché la frequenza di battimento sarebbe troppo bassa. Se il TCXO fosse su 9.999.999,9 Hz avresti una 61-esima armonica su 609.999.993,9 Hz con un battimento a 6,1 Hz che SCounter non misura. In tal caso ti serve il generatore RF per generare un riferimento spostato rispetto all'armonica prescelta (per esempio a 610.001.000 Hz).

Facendo la misura in questo modo, tutto ciò che cambia sono le due frequenze ("Frequenza" e "Frequenza media") nei pannelli "INFORMAZIONI" e "FREQUENZE" e tutti i grafici legati a queste frequenze.

Trucco ignobile: in Fre_Frequenza_Armonica_Dut puoi inserire anche valori con decimali, questo permette un qualcosa del genere:
00000 00017 Fre_Frequenza_Nomin_Dut                  10000000
00000 00018 Fre_Frequenza_Armonica_Dut               54,6001
00000 00019 Fre_Frequenza_Confronto_Dut              546000000
Così facendo, puoi sintonizzare su 546,001 MHz un generatore RF con riferimento a 10 MHz, farlo battere con la TV digitale terrestre a 546 MHz ed avere il grafico della frequenza del riferimento: 546001000 / 54,6001 = 10000000.

La funzione è ancora in veste sperimentale, temo che ci troverai qualche errore.



I PANNELLI DI SCOUNTER
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Il programma ha una finestra con tre pannelli. Da sinistra in alto e procedendo in senso orario troviamo:
- pannello di testo "Informazioni", sfondo rosso scuro, con alcuni dati;
- pannello con testo "Frequenza", sfondo verde scuro, con la frequenza misurata e la sua media dall'ultimo reset;
- pannello grafico "Spettro", sfondo nero più grande degli altri, con lo spettro dei segnali all'ingresso;
- un 'pannello' "Comandi".



IL PANNELLO "INFORMAZIONI"
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Mostra molti dati e permette di valutare il funzionamento di SCounter.

"Frequenza" è la frequenza del segnale misurato. Può essere la frequenza del segnale con la massima ampiezza in tutto lo spettro oppure in un intorno di Fre_Frequenza_Nota_Dut ampio Fre_Frequenze_Banda_Max Hz (metà sopra e metà sotto). Infine può anche essere la frequenza del segnale in un intorno ampio Fre_Frequenze_Banda_Max Hz rispetto al punto selezionato sullo spettro con un doppio clic del mouse (in realtà, al doppio clic il programma si centra sul picco presente in tale range).
La frequenza è ottenuta dai campioni provenienti dall'ingresso microfono, portati nel dominio della frequenza (DF) con la FFT (trasformata veloce di Fourier). Dalle ampiezze ricavate con la FFT si ottiene una media di più misure, parametro Num_Elem_Media_Fft, e questa media è il dato mostrato. Della frequenza di cui si parla si ricava anche la media dall'ultimo reset, vedi sotto.
La risoluzione della misura di frequenza è molto migliore di quella offerta dalla FFT (che è peggiore di Sample_Rate_Nominale / Num_Sample_A_Fft), perché il programma fa uso di un algoritmo d'interpolazione. La routine d'interpolazione dà risultati tanto migliori quanto più il picco si stacca dal noise floor. Usando il default (Num_Sample_A_Fft = 16384, Sample_Rate_Nominale = 48000, Num_Elem_Media_Fft = 25 e Fre_Frequenza_Nota_Dut = 1000) possiamo avere, nel caso peggiore, queste risoluzioni: con SINAD di 3 dB 10 ppm, con 10 dB 3 ppm e con 20 dB 1 ppm, con tempi di misura di 30-60 secondi. Passando alle risoluzioni MEDIA e ALTA i risultati diventano più accurati (di 4 e 16 volte rispettivamente).

"(dev.std. xxx.xxx,x ppb)" è la deviazione standard della frequenza del segnale di cui sopra, calcolata dall'ultimo reset. Questo valore ci dà un'idea della stabilità del segnale misurato: più è piccolo, meglio è.

"Ampiezza" è l'ampiezza in dB del picco di cui si è parlato in "Frequenza", ed è anch'essa frutto della media fatta per Num_Elem_Media_Fft volte.

"Frequenza media" è la media di "Frequenza", fatta a partire dall'ultimo reset. Questo valore, nel caso di segnali stabili con del noise, è quello più accurato ottenibile con SCounter. La durata della misura fa sì che l'effetto del noise diminuisca.
Tra parentesi, dopo "media da ultimo reset," c'è il numero di cicli per cui la media è stata calcolata. Per la massima accuratezza, poche ppb, la durata della misura deve essere lunga: 100-200 secondi e anche più.

"SINAD indicativo" è un valore approssimato del SINAD, DA NON USARE PER ALTRE MISURE, per stimare la bontà del segnale. Con i parametri di default, un SINAD di 10 dB permette una risoluzione effettiva di circa 3 ppm e, dopo la calibrazione, l'accuratezza sarà quasi uguale. Se indicati nel file di configurazione, il segnale su Fre_Frequenza_Calib_Continua (vale anche per Fre_Frequenza_Rif_Calcont) è ignorato nel calcolo del SINAD. Un SINAD basso dà fastidio se è causato dal noise. Per esempio, con un SINAD di 3 dB dovuto al noise si ha un'incertezza di circa 10 ppm (10 mHz su 1.000 Hz) in un minuto. Altri segnali, anche se forti, non disturbano la misura, purché non siano troppo vicini a quello in esame. Ad esempio, con un SINAD di 0,3 dB, ma dovuto ad alcuni forti segnali, si ha un'incertezza di solo circa 0,2 ppm.

"Liv.input ADC" è il livello rilevato all'ingresso dell'ADC (Analog to Digital Converter) espresso in forma percentuale rispetto al massimo livello gestito dall'ADC (V MAX ADC). Serve a verificare che il segnale abbia un'ampiezza adeguata, né troppo bassa né troppo alta. Il livello ottimale è il più alto possibile (70-90% V MAX ADC), ma ricorda che quando l'ADC va in overflow il programma da un reset che fa ripartire le medie daccapo. Quindi su segnali con molto noise irregolare (p. es. con scariche atmosferiche) è il caso di mantenersi più bassi (0,3-0,8 V MAX ADC) per evitare i reset da overflow.
Il programma misura anche segnali debolissimi, ma sotto l'1% di V MAX ADC li ritiene troppo bassi. La misura si fa lo stesso anche con livelli inferiori allo 0,1% di V MAX ADC, ma con meno accuratezza. Il programma segnala come "troppo alto" un livello superiore al 90% di V MAX ADC, ma la misura è corretta fintanto che non subentri un overflow.
A fianco dell'indicazione numerica c'è un'indicazione grafica "a barre".

"Freq.picco mouse" è la frequenza del picco sorvolato dal mouse in quel momento. Viene preso in esame il picco massimo entro una banda di Fre_Frequenza_Banda_Max Hz (metà sopra e metà sotto) dalla frequenza che il mouse sorvola sullo spettro. La frequenza è mostrata solo fino ai millesimi di Hz, perché il dato è meno accurato di quelli sotto misura. Il dato si vede solo quando il mouse è sul pannello "spectrum scope".

"Amp. picco mouse" è l'ampiezza del picco sorvolato dal mouse in quel momento. Viene preso in esame il picco massimo entro una banda di Fre_Frequenza_Banda_Max Hz (metà sopra e metà sotto) dalla frequenza che il mouse sorvola sullo spettro. Il dato si vede solo quando il mouse è sul pannello "spectrum scope".

"Cicli fatti" è il numero di cicli di misura compiuti da SCounter da quando è partita la misura o dall'ultimo reset, se c'è stato. Il reset si può dare intenzionalmente, con l'apposito comando, o può essere frutto di un cambio di risoluzione o di un overflow dell'ADC.

"(xxx sec da ultimo reset)", sulla stessa riga di "Cicli fatti", ci dice quanti secondi è durata la misura in corso. "Frequenza media" contiene la media dei valori di "Frequenza" raccolti in questo tempo.

"Sample rate" è la velocità effettiva di campionamento, in Hz o Sa/s, dell'ADC della scheda audio. Per una maggiore risoluzione serve un sample rate minore, il che comporta una frequenza massima misurabile minore e tempi di risposta più lunghi. La scelta del sample rate è fatta in automatico dal comando che controlla la risoluzione.

"SR / SRNom", sulla stessa riga di "Sample rate", mostra il coefficiente di calibrazione usato, impostato una tantum oppure calcolato continuamente dal programma. Vedi "LA CALIBRAZIONE CONTINUA DELLA SCHEDA AUDIO".

"Dev.std SR" riporta la deviazione standard del sample rate (in ppb, parti per miliardo) valutata grazie alla frequenza di calibrazione continua. Tale valore è tanto più basso quanto più stabile è l'oscillatore che dà la frequenza di campionamento alla scheda audio. Anche il calcolo di questo dato riparte daccapo ad ogni reset. Il dato si vede solo se Fre_Frequenza_Calib_Continua non è zero, tale funzione, per ora, è sperimentale.

"SINAD freq.cal.cont." riporta il SINAD indicativo della frequenza di riferimento usata per la calibrazione continua (Fre_Frequenza_Calib_Continua). Per avere i migliori risultati ci vuole un segnale con un SINAD elevato, di 20-30 dB o più. Dal calcolo di questo SINAD sono escluse la frequenza da misurare e, quando c'è, quella di riferimento per la calibrazione continua (Fre_Frequenza_Vera_Rif_Calcont). Nel caso della frequenza di riferimento per la calibrazione continua non è necessario un SINAD alto, bastano pochi dB. Il dato si vede solo se Fre_Frequenza_Calib_Continua non è zero, tale funzione, per ora, è sperimentale.

"Calibrazione continua XXXXX" dà una valutazione indicativa della qualità del segnale usato. Segue, tra parentesi la reale frequenza di calibrazione continua valutata quando c'è l'apposita frequenza di riferimento (Fre_Frequenza_Vera_Rif_Calcont). Il dato si vede solo se Fre_Frequenza_Calib_Continua non è zero.

"Campioni FFT" è il numero di campioni contenuti in ciascun gruppo che viene passato alla FFT ed elaborato in ogni ciclo. Questo numero dev'essere una potenza del 2, come 256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192,... Il valore più indicato per le attività di SCounter è quello di default, che copre buona parte dei possibili impieghi. La scelta del numero di campioni è fatta in automatico dal comando che controlla la risoluzione.

"(Risoluzione XXXXX)", posto sulla stessa riga di "Campioni FFT", indica la risoluzione in uso. Alla partenza si usa la risoluzione "BASSA", che spesso è più che sufficiente. Aumentando la risoluzione le cifre mostrate restano le stesse: la risoluzione vera dipende da fattori troppo difficili da valutare nel loro insieme (come il noise). Per capire qual'è la risoluzione reale conviene valutare la stabilità dell'indicazione "Frequenza" e la sua deviazione standard.

"Media FFT su" è il numero di cicli le cui ampiezze vanno a far media. Il meccanismo è più complesso: usando il 25 di default si nota che gli effetti di un brusco e breve cambiamento permangono molto più a lungo che per 25 cicli. Va bene il valore di default, 25. Così com'è alla partenza il programma fa una media su 25 letture in circa 8 secondi. Quanto detto vale per il valore indicato in "Frequenza", sulla prima riga; in "Frequenza media" c'è una media che va avanti indefinitamente, anche per ore se non interviene un reset.

"Durata ciclo" è la durata di ciascun ciclo di misura. Di norma, si tratta del tempo che occorre all'ADC, che digitalizza alla velocità di Sample_Rate_Nominale campioni al secondo, per raccogliere Num_Sample_A_Fft campioni. Solo per macchine estremamente lente il ciclo potrebbe durare di più, ma solo su PC molto vecchi.



IL PANNELLO "FREQUENZE"
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Il pannello mostra la frequenza del segnale e la frequenza media dall'ultimo reset, proprio come nel pannello "Informazioni". Il suo scopo è di mostrare questi valori, i più importanti per SCounter, con dei caratteri piuttosto grandi, facilmente visibili. Per leggere ancora meglio questi valori usa il comando "Ruota i pannelli" per vedere solo il pannello "Frequenze".



IL PANNELLO "SPECTRUM SCOPE"
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Mostra, nel dominio della frequenza, i segnali su cui il programma lavora. SCounter lavora con una media su un certo numero di gruppi di campioni, 25 per default. Lo spettro è ottenuto sempre da questi dati medi. Così la risposta dello spettro è un po' più lenta, ma il noise crea meno problemi. Il valore "Frequenza media" è un'ulteriore media di questi dati, fatta dall'ultimo reset.

Per default il programma misura la frequenza del segnale più forte presente, essendo il parametro Fre_Frequenza_Nota_Dut = 0. Così il programma cerca il segnale di ampiezza maggiore e di quello misura la frequenza. Nel caso il segnale si sposti un po' troppo velocemente, il programma fa il reset e la misura riparte daccapo. Se vuoi misurare un segnale che non è il più forte, dovrai indicare il valore di frequenza che ti aspetti in Fre_Frequenza_Nota_Dut. Anche se vuoi misurare la frequenza media di un segnale con forti variazioni di frequenza, dovrai avvalorare Fre_Frequenza_Nota_Dut e usare Fre_Frequenza_Banda_Max grande quanto basta. Per non usare il parametro Fre_Frequenza_Nota_Dut puoi indicare la frequenza da misurare facendoci un doppio clic sullo spettro. La zona dove la frequenza è misurata è indicata sullo spettro con un rettangolo verde scuro alto quanto il pannello e largo Fre_Frequenza_Banda_Max, con la frequenza indicata al centro. Se il segnale è debole, rispetto al noise in suo intorno largo 2 * Fre_Frequenza_Banda_Max, il rettangolo verde lampeggia alternando verde scuro e verde chiaro. Se il segnale è troppo debole, al verde scuro si alterna il lillà.

Lavorando con due frequenze, cioè con Fre_Frequenza_Calib_Continua diversa da 0, i rettangoli colorati sono due: uno verde, attorno alla nota del DUT, e l'altro rosso attorno alla nota di riferimento.

I segnali devono restare all'interno di questi rettangoli, se no sono persi. La larghezza di questi rettangoli è data da sempre Fre_Frequenza_Banda_Max (metà sopra e metà sotto).

I parametri dello spectrum scope sono quelli che iniziano con As_, sono descritti più avanti. Difficilmente dovrai cambiarli: per esaminare in dettaglio i segnali presenti prova prima a usare la funzione "Zoom spectrum scope" del menu "Vedi" (basta un solo clic del mouse sul segnale).



IL 'PANNELLO' "COMANDI"
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C'è anche un pannello speciale, in realtà un'altra finestra, il "pannello di controllo" con vari comandi che duplicano le voci dei menu "Vedi" e "Strumenti". I vari comandi dei menu suddetti possono essere richiamati con un clic sul pulsante di comando corrispondente. Il vantaggio di questo sistema è che il programma non è bloccato come, invece, avviene aprendo un menu.
Se questo pannello ti disturba puoi ridurlo a icona cliccando sul pulsante di comando più a sinistra tra quelli posti a destra sulla barra del titolo (MinButton) o sul pulsante di comando omonimo. 



LA CALIBRAZIONE IN FREQUENZA, UNA TANTUM, DELLA SCHEDA AUDIO
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Per fare misure accurate di frequenza audio si deve calibrare la scheda audio.
SCounter legge le frequenze audio con risoluzione fino a 1 ppb (0,001 ppm). Ma l'accuratezza è minore, 10-50 ppm, perché è limitata dall'errore della base dei tempi della scheda audio. Con la calibrazione si rileva questo errore misurando una frequenza ben conosciuta e il programma fa la dovuta rettifica riscrivendo il parametro Cal_Fattore_Per_SR_Vero. Poi SCounter usa SR reale = SR nominale * Cal_Fattore_Per_SR_Vero.
La procedura vale per una scheda audio, l'uso di un'altra obbliga a ripeterla e a cambiare il valore del parametro. Per ottenere i migliori risultati, la procedura andrà ripetuta anche se è trascorso un po' di tempo dalla calibrazione precedente o se la temperatura ambiente è variata in misura non trascurabile.

COME FARE
Procurati una nota di riferimento dalla frequenza accurata ad almeno 1 ppm, per esempio 1.000,000 Hz, applicala all'ingresso microfono del PC col programma in funzione. Richiama la funzione "Calibrazione Frequenza" del menu "Strumenti" ("Calibrazione" sul pannello di controllo) e indicale la frequenza esatta della nota di riferimento (frequenza nota). Il programma farà i calcoli necessari, userà la nuova calibrazione e la salverà sul file SCounter.cfg.
ATTENZIONE: questa calibrazione fa ricominciare daccapo la misura.

È opportuno che la nota di riferimento dia luogo a un SINAD di 20-30 dB o più. N.B. questo SINAD è mostrato dopo avere richiesto la funzione di calibrazione. Se la nota di riferimento non fosse pulita abbastanza, sarebbe meglio annullare la calibrazione e procurarsene una più adatta.

È bene che la frequenza della nota di riferimento sia 1-6 kHz, una frequenza troppo bassa dà un'accuratezza minore per la minore risoluzione.

L'algoritmo di calibrazione ignora il precedente valore di Cal_Fattore_Per_Sr_Vero: esegue la calibrazione rilevando la frequenza con Cal_Fattore_Per_Sr_Vero = 1 e poi ti chiede il vero valore di quella frequenza.

METODO ALTERNATIVO (SCONSIGLIATO PERCHÉ PIÙ MACCHINOSO)
Metti il parametro Cal_Fattore_Per_Sr_Vero a 1, salva il file SCounter.cfg e rilancia il programma.
Procurati una nota dalla frequenza accurata ad almeno 1 ppm, per esempio 1.000,000 Hz, applicala all'ingresso microfono del PC e facendo girare il programma leggi la frequenza "Frequenza media" (dopo 30-60 secondi) che supponiamo indichi, esagerando, 1.020,000000 Hz. Il SR della scheda audio è inferiore al nominale, più lento, perciò la lettura di frequenza è superiore. Calcola il rapporto tra la frequenza vera e quella letta, ossia 1.000,000000 / 1.020,000000 = 0,980392157, e metti il valore trovato nel parametro visto sopra. L'uso di oltre 6 cifre significative richiede una qualità della scheda audio molto alta, che di solito non c'è. Chiudi il programma e fallo ripartire verificando che ora la lettura sia giusta. Usa la virgola come separatore dei decimali e lascia il parametro allineato con gli altri, uno spazio in più o in meno gli impedirebbe di funzionare.

Se vuoi fare ancora meglio, usa la calibrazione continua della scheda audio, subito sotto.



LA CALIBRAZIONE CONTINUA DELLA SCHEDA AUDIO
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Se il parametro 6, Fre_Frequenza_Calib_Continua, è diverso da zero, SCounter fa la calibrazione continua della scheda audio. In tale caso il parametro indica una frequenza dove dev'esserci un segnale, forte e pulito, con una frequenza molto accurata che servirà alla calibrazione continua della scheda audio. Il sample rate effettivo della scheda audio in uso viene ricalcolato ad ogni ciclo per dare misure di frequenza molto accurate.
Requisiti:
- Il segnale campione deve avere un'accuratezza molto alta, da 1 ppm a 1 ppb (0,001 ppm) o meglio.
- Il segnale campione deve avere una frequenza elevata: 2.000 - 4.000 Hz.
- Il segnale campione deve avere un alto rapporto SINAD, 30 dB o più.

Con questo metodo otterrai la massima accuratezza da SCounter (specie con risoluzione ALTA).



LA CALIBRAZIONE CONTINUA CON TRE FREQUENZE
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QUESTA È UNA FUNZIONE SPERIMENTALE, NON ANCORA MESSA A PUNTO. Si tratta di un trucco per chi vuole usare la calibrazione continua, ma non ha un oscillatore controllato dal GPS, da cui ricavare per divisione una frequenza audio, e neppure un buon OCXO. Ricordati però che è un ripiego: meglio avere un GPSDO (oscillatore controllato dal GPS) o almeno un OCXO calibrato di recente.
Ecco come dovrebbe lavorare.
Procurati un oscillatore a quarzo da 2 MHz (va bene anche 1 MHz) e amplificane le armoniche, quelle nella zona dove opera la TV digitale terrestre (474 - 786 MHz o giù di lì, spaziate di 8 MHz). Con un ricevitore AM, o uno scanner, sintonizzati su una frequenza di centro banda, tipo 514, 522, 530 MHz... e regola la frequenza dell'oscillatorino portandola 1.000 - 4.000 Hz più in alto (non più in basso!), diciamo 3.000 Hz e indica queste frequenze nei parametri appositi, per esempio 3000 in Fre_Frequenza_Rif_Calcont e 522003000 in Fre_Frequenza_Vera_Rif_Calcont. Ricava una frequenza audio dall'oscillatore, con un divisore di frequenza, per esempio un HCF4060BE e indicala in Fre_Frequenza_Calib_Continua. Dividendo i 2 MHz per 1.024 otterrai 1.953,125 Hz. Ma i 2 MHz, per dare un battimento di 3.000 Hz con la frequenza DGTV di 522 MHz dovranno essere 2.000.011,494 Hz (522.003.000 / 261), che divisi per 1.024 daranno una frequenza di 1.953,136225 Hz, questo valore userà il programma, facendo i calcoli necessari.
Per ora la funzione non è rilasciata ufficialmente.



IL FILE CON I PARAMETRI
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In genere non c'è motivo di cambiare il file di configurazione. L'eccezione principale è per misurare frequenze più alte di 24 kHz avendo una scheda audio di qualità adeguata (e con sample rate di 96 o 192 kS/s).

Queste sono le righe del file con i valori di default:
00000 00000 Num_Elem_Media_Fft                       25
00000 00001 Num_Sample_A_Fft                         16384
00000 00002 Sample_Rate_Nominale                     48000
00000 00003 Cal_Fattore_Per_Sr_Vero                  1
00000 00004 Fre_Frequenza_Nota_Dut                   0
00000 00005 Fre_Frequenza_Banda_Max                  200
00000 00006 Fre_Frequenza_Calib_Continua             0
00000 00007 As_Ampiezza_A                            0
00000 00008 As_Ampiezza_Da                           -120
00000 00009 As_Frequenza_A                           0
00000 00010 As_Frequenza_Da                          0
00000 00011 Input_Device_Id                          0
00000 00012 Output_Device_Id                         0
00000 00013 Audio_In_Output                          False
00000 00014 Mostra_Tutti_I_Grafici                   False
00000 00015 Fre_Frequenza_Rif_Calcont                0
00000 00016 Fre_Frequenza_Vera_Rif_Calcont           0
00000 00017 Fre_Frequenza_Nomin_Dut                  0
00000 00018 Fre_Frequenza_Armonica_Dut               0
00000 00019 Fre_Frequenza_Confronto_Dut              0

Il formato dev'essere rigorosamente questo, SCounter non ammette neppure uno spazio in più o in meno.

Se vuoi provare a cambiare qualche parametro, fai prima una copia di sicurezza del file SCounter.cfg, così potrai sempre tornare indietro.

P00) Il parametro Num_Elem_Media_Fft è il numero di gruppi di campioni che vanno a fare media nel determinare le ampiezze nel dominio della frequenza. Tale media smorza le variazioni casuali dovute al noise e rende più stabile la lettura della frequenza. Il valore ottimale è quello di default, 25.

P01) Il parametro Num_Sample_A_Fft è il numero di campioni presenti in un gruppo da trattare con la FFT. L'algoritmo usato, uno dei più comuni e veloci, costringe all'uso di potenze del 2: 1024, 2048, 4096, 8192, 16384,... Ma non è una limitazione e nella maggior parte dei casi non ha conseguenze. Il valore di default, 16384, va benissimo e TI CONSIGLIO DI NON CAMBIARLO. Quando si aumenta la risoluzione, SCounter aumenta automaticamente anche il numero di campioni: 16384 con risoluzione BASSA, 32768 MEDIA e 65536 ALTA.
Con schede audio davvero instabili, di pessima qualità, puoi provare con 8192 o 4096 o 2048 punti, ma è molto meglio cambiare scheda audio.

P02) Il parametro Sample_Rate_Nominale è il numero di campioni acquisiti in un secondo dalla scheda audio (Sa/s) o, è lo stesso, la frequenza di campionamento in Hz. La massima frequenza gestibile con i dati campionati è pari alla metà della frequenza di campionamento.
Va benissimo il valore di default, TI CONSIGLIO DI NON CAMBIARLO. Quando si aumenta la risoluzione, SCounter diminuisce automaticamente il sample rate: 48000 sample/s con risoluzione BASSA, 24000 MEDIA e 12000 ALTA.

P03) Il parametro Cal_Fattore_Per_Sr_Vero ha inizialmente il valore 1, il che significa ritenere che il sample rate effettivo della scheda audio sia uguale al nominale, ovvero che la base dei tempi della scheda audio sia accuratissima. Per impostare il valore più adatto alla scheda audio che usi, vedi quanto spiegato in "LA CALIBRAZIONE IN FREQUENZA, UNA TANTUM, DELLA SCHEDA AUDIO". Per fare ancora meglio, se puoi disporre sempre di un segnale audio con una frequenza molto precisa, usa la calibrazione continua, il parametro 6.

P04) Il parametro Fre_Frequenza_Nota_Dut è la frequenza che si vuole misurare. Esso normalmente è a 0, ossia alla partenza il programma misurerà la frequenza del segnale più forte presente fra 30 Hz e la metà del sample rate. Per misurare la frequenza di un segnale che sai non essere il più forte, o che potrebbe non esserlo sempre, indicane la frequenza in questo parametro. Per esempio il valore 4600 indica a SCounter di misurare il segnale più forte presente in un intorno della frequenza di 4600 Hz. Questo intorno è largo quanto indicato nel parametro 5. Se tutte le volte che lanci il programma questo deve misurare la stessa frequenza, anche se non è il segnale più forte, questo parametro è il modo migliore. Altre volte vorrai misurare una frequenza diversa ogni volta, in tal caso lascia questo parametro a 0 e indica la frequenza ogni volta con un doppio clic sullo spettro, in corrispondenza del segnale che t'interessa. Ricorda: un clic, invece di un doppio clic, attiva lo zoom della spettro.

P05) Il parametro Fre_Frequenza_Banda_Max stabilisce per quanti Hz intorno alla frequenza indicata (con un clic del mouse sullo spettro o col parametro Fre_Frequenza_Nota_Dut) si estende la ricerca del segnale di massima ampiezza da misurare. L'estensione è da intendersi per metà sotto e per metà sopra la frequenza indicata.
Questo parametro può essere ridotto fino a circa 10 Hz per misurare un segnale debole vicino a uno forte (misura in condizioni di default, con indicazione di Fre_Frequenza_Nota_Dut e risoluzione ALTA. Un valore basso di questo parametro, diciamo inferiore ai 200 Hz di default, può creare qualche difficoltà nella selezione della frequenza da misurare tramite un clic del mouse. Fai qualche prova e giudica tu.
Quando è attiva la misura sul segnale più forte, come nella configurazione di default, questo parametro è ignorato.

P06) Il parametro Fre_Frequenza_Calib_Continua è la frequenza, molto accurata, di un segnale di riferimento usato da SCounter per correggere continuamente l'errore della base dei tempi della scheda audio. Usando un segnale audio controllato dal GPS si può ottenere un'accuratezza della misura anche migliore di 1 ppb (0,001 ppm) che con la calibrazione una tantum descritta in "LA CALIBRAZIONE IN FREQUENZA, UNA TANTUM, DELLA SCHEDA AUDIO" è assolutamente impensabile. Un buon OCXO, calibrato con cura, dà risultati di poco inferiori. Anche un TCXO ben regolato migliora da 10 a 100 volte l'accuratezza delle misure.
Per ottenere dall'oscillatore una frequenza usabile per la calibrazione continua, questo deve essere seguito da un amplificatore a un transistor (forse) e da un divisore di frequenza come l'HCF4060BE. In rete si trovano schemi adatti.

P07-P10)
Tutti i parametri che iniziano con As_ (P07-P10) sono relativi allo spectrum scope. Salvo eccezioni, conviene lasciarli come sono. Le funzioni di zoom, sia per l'ampiezza che per la frequenza, mostrano dei dettagli senza intervenire su questi parametri.

P07) Il parametro As_Ampiezza_A è la massima ampiezza visibile con lo spectrum scope. L'ampiezza è fissata in 0 dB quando il segnale giunge al livello massimo ammesso dall'ADC, perciò è del tutto inutile metterci un valore maggiore di zero.

P08) Il parametro As_Ampiezza_Da è la minima ampiezza visibile con lo spectrum scope. Con normali schede audio a 16 bit non ha senso metterci valori minori di -100 / -120 dB.

P09) Il parametro As_Frequenza_A è la massima frequenza visibile con lo spectrum scope. Ricorda che non puoi metterci valori superiori a Sample_Rate_Nominale / 2.
Una gamma di frequenze più ristretta potrebbe mostrare meglio il segnale voluto, ma in genere conviene lo zoom, attivabile e disattivabile con un clic del mouse (o con Ctrl+z).

P10) Il parametro As_Frequenza_Da è la minima frequenza visibile con lo spectrum scope. Ricorda che non puoi metterci valori minori di 0 né superiori a As_Frequenza_A. La cosa migliore è lasciarci zero.

P11) Il parametro Input_Device_Id è il dispositivo di input usare. I dispositivi di input sono numerati da 0 al numero dei dispositivi presenti meno 1. Il valore di default, 0, prende il dispositivo di registrazione predefinito.

P12) Il parametro Output_Device_Id è il dispositivo di output usare. I dispositivi di output sono numerati da 0 al numero dei dispositivi presenti meno 1. Il valore di default, 0, prende il dispositivo predefinito. Quando Audio_In_Output è False, come avviene per default, il parametro Output_Device_Id è ignorato.

P13) Il parametro Audio_In_Output indica se si vuole ascoltare il segnale di input. Facendo misure non su un segnale proveniente dall'esterno, ma sul quello catturato dal microfono del PC, quest'opzione dev'essere a False per non turbare la misura con un innesco Larsen. Negli usi normali lascia il default (False).
L'audio in uscita è sfalsato temporalmente di Num_Sample_A_Fft / Sample_Rate_Nominale secondi, è inevitabile. Inoltre, per limitazioni dovute a Visual Basic, il linguaggio di programmazione che ho usato, se apri un menu o se apri la finestra con i picchi di ampiezza (menu Vedi), l'audio può sfalsarsi fino al doppio del tempo indicato.

P14) Il parametro Mostra_Tutti_I_Grafici permette di vedere, col comando "Mostra dati raccolti" del menu Strumenti, molti più grafici di quelli normalmente mostrati. Di solito non ti servirà, lascialo pure a False.

P15) Il parametro Fre_Frequenza_Rif_Calcont è relativo alla funzione sperimentale descritta in "LA CALIBRAZIONE CONTINUA CON TRE FREQUENZE".

P16) Il parametro Fre_Frequenza_Vera_Rif_Calcont è relativo alla funzione sperimentale descritta in "LA CALIBRAZIONE CONTINUA CON TRE FREQUENZE".

I tre parametri seguenti sono da usare quando si fanno misure eterodina., Vedi "MISURE ETERODINA" per maggiori dettagli. La funzione è ancora in fase sperimentale.

P17) Il parametro Fre_Frequenza_Nomin_Dut indica il valore nominale della frequenza del DUT sotto misura (quella che avrebbe se avesse un'accuratezza assoluta).

P18) Fre_Frequenza_Armonica_Dut indica quale armonica della frequenza nominale del DUT viene fatta battere con il segnale di riferimento (che deve essere alla frequenza Fre_Frequenza_Nomin_Dut * Fre_Frequenza_Armonica_Dut). Usando la fondamentale, si deve indicare 1.

P19) Il parametro Fre_Frequenza_Confronto_Dut indica il valore nominale della frequenza con la quale si confronta l'armonica Fre_Frequenza_Armonica_Dut di Fre_Frequenza_Nomin_Dut del DUT sotto misura (quella che avrebbe se avesse un'accuratezza assoluta).



ESEMPIO DI VARIAZIONE DELLA CONFIGURAZIONE
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Supponiamo che tu abbia una buona scheda audio con una frequenza di campionamento massima di 96 kHz (SR 96 kS/s) e che t'interessi misurare frequenze superiori a 24 kHz. Questi sono i principali parametri da cambiare:
Num_Sample_A_Fft                         32768
Sample_Rate_Nominale                     96000
Fre_Frequenza_Banda_Max                  400

Se la scheda audio fosse da 192 kHz di frequenza di campionamento massima e tu fossi interessato a misure di frequenze sopra i 48 kHz (fino a 96 kHz) dovresti raddoppiare ancora una volta i valori dei tre parametri.
Num_Sample_A_Fft                         65536
Sample_Rate_Nominale                     192000
Fre_Frequenza_Banda_Max                  800

L'aumento di Fre_Frequenza_Banda_Max serve solo a non rendere troppo critica la selezione della frequenza da misurare tramite un clic col mouse.



IL MENU FILE
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L'uso dei menu comporta un blocco temporaneo del programma, ciò aumenta il divario temporale tra segnale all'ingresso da una parte e misure e audio del programma dall'altra. Ti consiglio di usare le "shortcutkeys", i tasti scorciatoia, per esempio Escape per uscire... questi tasti sono indicati nei menu, a destra della voce relativa.

Con la voce "OK, Avvia la misura della frequenza" si avvia una nuova rilevazione dopo avere fermato la precedente. La prima volta che si esegue il programma la rilevazione si avvia da sola. Al suo posto puoi usare Ctrl+a. A onor del vero non c'è motivo di fermare una misura e di farla ripartire poi con questo comando, di solito basta usare il reset della media (Ctrl+m).

La voce "Esci" fa terminare prima la rilevazione, se era in corso, poi il programma. Al suo posto puoi usare il tasto Escape.


IL MENU VEDI
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La voce "Ruota i pannelli" alterna alla finestra con tutti i pannelli, usata da SCounter all'avvio, una finestra con un solo pannello alla volta, a rotazione. Il modo migliore per ruotare i pannelli è premere il tasto tabulatore (Tab). Il principale motivo per farlo è vedere le scritte, o lo spettro, un po' più grandi.

La voce "Aumenta Spessore tracce" aumenta lo spessore della traccia dello spectrum scope. I valori a rotazione sono 1-2-3 pixel e poi di nuovo 1-2-3... ecc. Lo scopo è rendere più visibili la tracce anche se si perde un po' di definizione. Ciò serve in caso di stampa dello spettro se questa dovrà essere di dimensioni ridotte.

La voce "Prospetto con i picchi" prepara un prospettino con tutti i picchi dello spettro che superano di almeno 10 dB il livello del noise. Il noise è misurato in 50 segmenti di uguale ampiezza e basta che il picco superi di 10 dB il livello del noise nel suo segmento. Le frequenze sono meno accurate, rispetto a quella misurata, perciò hanno solo tre cifre decimali.

La voce "Sfondo chiaro" rende bianchi gli sfondi dei pannelli e ne rende, invece, un po' scuri gli altri colori, per favorire la stampe dello schermo.

La voce "Zoom ampiezza spectrum scope" ingrandisce le ampiezze sullo spectrum scope limitandosi a mostrare a rotazione:
- tutte le ampiezze da As_Ampiezza_Da a As_Ampiezza_A (di solito da -120 a 0 dB);
- tutte le ampiezze da  9 dB sotto il livello medio del noise a 1 dB sopra il livello del picco più forte;
- tutte le ampiezze da 10 dB sotto il livello medio del noise a 10 dB sopra;
- tutte le ampiezze da  9 dB sotto il livello del segnale più forte a 1 dB sopra.

Questa funzione NON prevede l'adattamento automatico dell'ampiezza, per adattare lo zoom alle variazioni d'ampiezza del segnale voluto e del noise floor. Dunque se il noise o l'ampiezza del picco cambiano mentre si osserva lo spettro col lo zoom di ampiezza e questo ci dà fastidio, dovremo dare daccapo i comandi di zoom di ampiezza fino a vedere di nuovo lo zoom cercato.

La voce "Zoom frequenza spectrum scope" ingrandisce le frequenze della zona intorno alla frequenza dello spettro sorvolata dal puntatore del mouse. Premendo Ctrl+z una prima volta passerai dagli estremi impostati nei parametri As_Freq... (o da quelli di default se As_Frequenza_A fosse zero) a un intorno della frequenza sorvolata ampio 10 * Fre_Frequenza_Banda_Max. Premendo Ctrl+z una seconda volta l'intervallo diverrà ampio Fre_Frequenza_Banda_Max. Premendo Ctrl+z una terza volta si faranno tornare le cose nella situazione iniziale.
Lo stesso risultato si ottiene, in modo più semplice, con un clic del mouse invece di Ctrl+z. Quando il mouse sorvola lo spettro la banda verde-blu che indica la frequenza sorvolata verrà attratta dell'eventuale picco presente in un intorno di Fre_Frequenza_Banda_Max Hz della frequenza sorvolata (metà sopra e metà sotto).



IL MENU STRUMENTI
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La voce "Calibrazione Frequenza"  calibra in frequenza la scheda audio, per compensare l'errore del suo clock e dare indicazioni di frequenza più accurate. La calibrazione annulla la misura in corso e la fa ricominciare daccapo.
Vedi "LA CALIBRAZIONE IN FREQUENZA, UNA TANTUM, DELLA SCHEDA AUDIO" per sapere come fare.

La voce "Cambia risoluzione" cambia a rotazione la risoluzione di SCounter; alternando BASSA, MEDIA e ALTA. Vedi "RISOLUZIONE DI SCOUNTER" per altre informazioni.

La voce "Misura picco massimo" quando c'è il segno di spunta (come accade con la configurazione di default), fa misurare a SCounter la frequenza del segnale più forte presente in tutto lo spettro visto dal programma (da 30 Hz a sample rate / 2). Se la voce non ha il segno di spunta la zona di spettro ove ha luogo la misura resta ferma e il segnale col picco viene considerato solo se si trova nell'intorno ampio Fre_Frequenza_Banda_Max Hz della frequenza selezionata col doppio clic del mouse o con Fre_Frequenza_Nota_Dut.

La voce "Mostra dati raccolti" mostra tre finestre: la prima con il grafico di "Frequenza media" relativo alla seconda metà della prova, la seconda con il grafico di "Frequenza media" per tutta la prova e la terza con i grafici di "Frequenza" e "Frequenza media" sovrapposti (sempre per tutta la prova). La differenza fra i tre grafici è che nel primo e nel secondo le variazioni di "Frequenza media" si percepiscono meglio, perché la scala delle ordinate è più espansa. Il primo grafico ha la scala più espansa di tutti, perché la media, nella seconda metà di una prova lunga, è ben stabilizzata.
Quando il parametro Mostra_Tutti_I_Grafici è True (per default è False) allora vengono mostrati molti altri grafici, che sono stati utili a me in fase di messa a punto del programma, ma che potrebbero interessare anche te. Metti provvisoriamente Mostra_Tutti_I_Grafici a True per vederli. In genere non ti serviranno.
Premendo Ctrl+s quando si è su un grafico lo si salva in formato .PNG.

La voce "Reset Media" fa ripartire daccapo la misura. e permette di eliminare dai risultati ("Frequenza" e "Frequenza media") l'influenza di quanto è accaduto fino a quel momento. Spesso il comando è dato automaticamente dal programma, per esempio quando cambi la risoluzione o quando scegli di misurare un'altra frequenza.



IL MENU ?
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La voce "Guida in linea..." mostra questa guida che stai leggendo. Il contenuto del file SCounter.txt non è modificabile, pena il blocco del programma. Se trovi un errore in questa guida, segnalamelo.
Per sapere come usare questa guida in linea premi F1 e vedrai i comandi disponibili.

La voce "Informazioni su SCounter..." mostra la versione del programma e qualche altra notizia su SCounter.



COME ESTENDERE IL RANGE DI MISURA
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Estendere il range delle frequenze misurabili, mantenendo tutte le caratteristiche di SCounter, non è cosa da poco, e non te lo propongo. Ma potrai fare facilmente misure in singole fettine di pochi kHz usando un ricevitore di buona qualità.
Il ricevitore dev'essere stabile, ben calibrato, con buona dinamica, con basse risposte spurie. Io uso la parte ricevente dell'Icom IC-7000, perché ha un buon TCXO, una dinamica poco minore di 90 dB, buona reiezione delle risposte spurie, ma è solo una delle tante scelte possibili, e non certo la migliore.

Usa sempre il ricevitore nel modo USB, mai in LSB, perché l'LSB inverte la banda. Se vuoi indagare sui segnali intorno a 10.141 kHz sintonizza l'apparato su 10.140 kHz e imposta la selettività più larga possibile (nell'IC-7000 è 3.600 Hz). In questo modo potrai vedere, e misurare, segnali con frequenza audio tra circa 200 e 3.600 Hz (200 - 2.600 con RX con filtro a quarzo). La banda 200 - 3.600 Hz, con l'RX sintonizzato a 10.140 kHz, corrisponde alle frequenze 10.140.200 - 10.143.600 Hz. Puoi cambiare la banda in esame con la manopola di sintonia, ti consiglio a passi di 1 kHz per non fare calcoli laboriosi.

A causa i limiti dell'RX, usa sempre la risoluzione BASSA. Per un uso non occasionale di questa tecnica ti consiglio di porre As_Frequenza_A a un valore non molto superiore alla selettività dell'RX, io uso 4000.



SUGGERIMENTI, LIMITI ED ERRORI NOTI
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In caso di dubbi sui parametri del file di configurazione lascia i valori di default.

Prima di cambiare il file di configurazione SCounter.cfg, assicurati di averne una COPIA DI SICUREZZA con i valori presenti all'origine.

Il numero di campioni passati alla FFT in un ciclo, Num_Sample_A_Fft, dev'essere una POTENZA DEL 2.

L'USO DEI MENU COMPORTA UN BLOCCO TEMPORANEO DEL PROGRAMMA, ciò si risolve in un ancor maggiore ritardo delle misure e dell'audio elaborati dal programma rispetto al suo ingresso (l'uscita della radio). Usa le "shortcutkeys", i tasti scorciatoia, ovvero Ctrl+z per lo zoom di frequenza o Tab per alternare i vari pannelli, in questo modo ci sarà solo il normale ritardo di base dovuto al DSP e di entità legata ai parametri scelti. In alternativa puoi anche usare il pannello di controllo, quel piccolo pannello che si trova a destra in alto sul pannello "Spectrum scope".

La CORRETTA REGOLAZIONE DEI LIVELLI vede in gioco vari fattori. La sensibilità dell'ingresso microfono (o line) della scheda audio, il livello del segnale da misurare, che può essere fisso o variabile (per esempio in un RX dipende dal controllo del volume). Se l'ampiezza del segnale da misurare può essere regolata, fallo scegliendo un livello "normale". Per esempio, nel caso dell'uscita cuffia di un RX regola il volume per un ascolto confortevole con la cuffia.
Da qui i suggerimenti valgono anche se prelevi il segnale audio da un'uscita a livello fisso tipo quelle per il TNC o il registratore. Metti a zero la sensibilità del microfono esterno del PC (o dell'ingresso line), connetti il segnale (abbiamo già detto dell'interfaccia e di come fare con un microfono esterno) e aumenta gradualmente la sensibilità che avevi portato a zero. Fermati quando il livello è soddisfacente.
SCounter considera adeguato un livello tra 0,01 e 0,90 volte il livello massimo dell'ADC (dall'1% al 90%). Livelli superiori sono da evitare per il pericolo di overflow che falserebbe le misure. I segnali con molto noise possono avere una maggiore irregolarità di ampiezza e può essere opportuno ridurne ancora un po' il livello (dall'1% al 70%, per esempio). 
SCounter dà buoni risultati anche con un segnale di livello pari allo 0,1% del massimo gestibile dall'ADC (inferiore di 80 dB), ma per ottenere il massimo è meglio non scendere sotto il 10%.



CAMBIAMENTI NELLE VERSIONI DOPO LA 1.0.xxx
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E-MAIL E SEGNALAZIONE DI ERRORI
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SE RISCONTRI UN ERRORE, INVIAMI UNA E-MAIL all'indirizzo seguente: gianfrancotarchi@tiscali.it

Nel testo descrivi l'inconveniente e l'eventuale segnalazione di SCounter.
Allega tutte le informazioni che puoi.
SPEDISCIMI ANCHE UNA COPIA DEL FILE SCounter.CFG
Se il problema comporta una fine anomala di SCounter, te ne spedirò una copia attrezzata per la diagnostica.
Forse non risolverò l'inconveniente, ma ci proverò.

Grazie.



FINE DELLA PARTE SCRITTA DALL'AUTORE
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La guida in linea non è modificabile, deve restare così.
