Частоты от 30 кГц до 300 кГц традиционно относят к длинным (километровым) волнам. Поддиапазон 150 - 300 кГц выделен для радиовещания, 137 кГц используется радиолюбительской службой. Особое значение имеют радиостанции специального назначения. Наиболее известны радионавигационные сети наземного базирования РНС, работающие на частоте 100 кГц. За рубежом например на частотах 40 кГц (Япония), 60 кГц (Великобритания, США), 77,5 кГц (Германия) работают радиостанции эталонов частоты и времени. В России наиболее известны радиостанции эталонов частоты и времени - РБУ на частоте 66,6 кГц и РТЗ на частоте 50 кГц. Для желающих ознакомиться более подробно с расписанием работы специализированных радиостанций как отечественных, так и зарубежных привожу ссылки в конце статьи. Целью является именно радиоприем на длинных волнах с помощью простых приемников. Удачным выбором являются SDR конструкции, тем более особенностью длинноволновой техники является необязательное наличие двухканального смесителя со сдвигом фаз и соответственно сложной настройки баланса фаз в каналах. Более того, можно обойтись простым смесителем на полевом транзисторе, а зеркальный канал приема подавляется настроенной высокодобротной магнитной антенной. Типичная полоса пропускания такой антенны на частоте 66 кгц - около 300 Гц. Традиционно прием в городских условиях на длинных волнах сильно затруднен высоким уровнем индустриальных помех, поэтому часто прием на наружную антенну проигрывает настроенной магнитной антенне. Ниже приведу простую схему SDR длинноволнового приемника. Так как в Европейской части России возможен прием сигналов радиостанции РБУ, то приемник "настроен" на прием сигналов именно этой радиостанции на частоте 66,6 кГц.
Рис.1 (схема приемного устройства) Описание: Прием ведется на встроенную магнитную антенну L1C1. Для изготовления антенны использован стержень 600 НН 200х10 мм, контурная катушка содержит 400 витков литцендрата 0,15х11, намотка внавал. На полевом транзисторе Т1 собран истоковый повторитель для минимизации коэффициента усиления входных каскадов, с истока которого сигнал подается на однотактный пассивный смеситель на полевом транзисторе Т2. На затвор Т2 подается сигнал гетеродина с частотой 50 кГц. Сигнал разностной частоты через простейший ФНЧ R5C8 подается на усилительный каскад на VT2. Усиленный широкополосный НЧ сигнал подается на линейный вход звукового устройства персонального компьютера. Все дальнейшие преобразования производятся программно. Удобна для радиоприема программа WINRAD последних версий предоставляя всевозможный сервис современных высококачественных приемников. На транзисторе VT1 собран задающий генератор с кварцевой стабилизацией (частота 100 кГц, использован старый кварц в стеклянном баллоне). На IC5 реализован делитель на 2 (двоичный делитель, работоспособен до 20 Мгц). Выходной сигнал с делителя непосредственно подается на смеситель. Напряжение питания делителя стабилизировано на уровне 5 Вольт, а напряжение питания всей конструкции составляет от 9 до 12 Вольт. Питать конструкцию лучше от батарей или аккумулятора, хотя она работоспособна и от блока питания. Необходимо иметь ввиду, что блок питания должен быть хорошего качества, так как по питающей сети переменного тока распространяются мощные помехи. Крайне желательно также гальванически развязать выход схемы от компьютера например посредством широкополосного или настроенного трансформатора. Схема стабильна в работе. При экспериментах с усилителем на входе вместо повторителя могло возникнуть самовозбуждение входного каскада, поэтому усиление по входу было минимизировано, что влияет и на расширение динамического диапазона. В данном случае динамический диапазон устройства зависит от динамических характеристик звукового устройства в составе персонального компьютера. При использовании встроенной звуковой платы заметны "пролезания" мощных сигналов и помех по промежуточной частоте (звуковой промежуточной частоте). Об особых характеристиках таких звуковых устройств речи идти не может и возможна простая обзорная работа. В экспериментах проводился прием сигналов РБУ на частоте 66,6 кГц, поэтому была выбрана соответствующая частота гетеродина (LO 50 кГц), прием на верхней полосе приема исключительно для удобства отображения принимаемых частот приемника программой WINRAD. С таким же успехом приемник будет перекрывать диапазон 30-50 кГц или любой другой при изменении частоты гетеродина. Ниже приводятся снимки с экрана иллюстрирующие радиоприем радиостанции РБУ. Промежуточная рабочая частота составляет 16,6 кГц (в этом примере).
Рис.2 (сигналы РБУ на спектрограмме) На спектрограмме ясно читаются и хорошо прослушиваются сигналы данной радиостанции в городских условиях. Время записи - около 23.00 в г. Владимир. В ночное время уровень индустриальных помех значительно снижается, а прием улучшается. Расстояние до радиостанции около 200 км, мощность передатчика 10 кВт. Ниже в качестве иллюстрации приводится схема спектра самого сигнала на частоте 66,6 кГц.
Рис.3 (спектр сигнала радиостанции РБУ) Если посмотреть
на сам сигнал, то он состоит из 3-х
компонентов. Описание программы для демодуляции сигналов WINRAD не приводится. Работа с ней достаточно проста и ее удобно использовать для таких экспериментов. Кроме того высока качество выделения и демодуляции сигналов. Ограничение незарегистрированной версии - отсутствие ЧМ режима. Краткое описание и ссылки на разработчика можно посмотреть здесь. Саму схему приемника следует рассматривать как эксперимент или базу для дальнейшего совершенствования конструкции. Если у Вас возникли вопросы, просьба обращаться ua3vvm@mail.ru Дополнительные материалы для ознакомления: 1. Национальный
стандарт РФ - ИФРНС "Чайка" А.
Анкудинов (ua3vvm) |
