Варианты антенн

Все виды радиоантенн можно поделить на мобильные и стационарные, также они могут быть направленными и ненаправленными.

Для направленных характерна ориентация на определенную точку (источник сигнала) в пространстве, они действуют на небольших расстояниях (50-100 м). Ненаправленные ориентированы на сигнал по всей окружающей площади.

Антенна также может быть стержневой, проволочной и телескопической. Последняя представляет собой складывающуюся конструкцию, напоминающую многоколенную рыбацкую удочку. Такие модели часто встречаются на магнитофонах, музыкальных центрах, на автомобилях.

Какой бы ни была антенна по своему виду, принцип работы устройств у всех одинаков.

как сделать своими руками радиоантенну? Активные и другие антенны для радиоприемников музыкальных центров

Качество современных, особенно китайских недорогих радиоприёмников таково, что здесь не обойтись без внешней антенны и усилителя. Проблема эта возникает в весьма удалённых от городов сёлах и деревнях, а также при частых разъездах по региону.

Что это такое?

Радиоантенна FM – это устройство, улучшающее качество приёма радиопередач. Применяется, когда сигнал от нужной станции недостаточен для качественного радиоприёма.

Часто она используется на наибольшей высоте над слушателем, какой только удаётся достичь.

Виды

В зависимости от конкретного рода, антенна может быть активной и пассивной. Вид антенны определяется исходя из её диаграммы направленности. Это область пространства, в которой сосредоточен максимум (пучность) основного излучения передаваемого (или принимаемого) радиосигнала. Остронаправленные антенны нужны, чтобы сигнал не распространялся в те стороны, где он не нужен. Птицам и космонавтам наземное FM-вещание ни к чему, а всенаправленное излучение привело бы к перерасходу электричества при работе радиовещательного передатчика. Вместо 15-киловаттного излучения в FM-диапазоне (66… 108 мегагерц) для населения с такой же зоной охвата (в радиусе до 100 км) хватило бы и одного киловатта.

Активная и пассивная

Активная антенна помогает усилить сигнал. Иногда она комплектуется радиоусилителем (по радиусу охвата радиостанции её называют также радиоудлинителем). В характеристиках активной антенны указано значение в децибелах, добавляемое к коэффициенту усиления самого FM-приёмника. Агрегаты бывают пассивные (0 дБ) и активные (1… 6 дБ).

К пассивным относят штыревые, к активным – усовершенствованные конструкции с усиливающим противовесом.

1. Петлевые. Состоят из единственной детали – петлевого вибратора, к одному выводу которого подключается оплётка кабеля, к другому – его центральный проводник.
2. «Восьмерные» («бабочки»). Для улучшения приёма спаиваются две «восьмёрки», расположенные под прямым углом друг к другу.
3. Симметричный вибратор – два разнонаправленных штыря. Разновидность – турникетная антенна: два вибратора, расположенные взаимно под прямым углом.
4. «Директорные» – являются лучшим вариантом. Направляющие в одну сторону сигнал штыри («директоры») – в количестве от 6 до 10 штук. За ними следует петлевой вибратор. Далее идет рефлектор (отражатель) – сетка или самый большой штырь. Директоры и отражатель изолированы друг от друга и от вибратора. Все детали располагаются параллельно, но перпендикулярно направлению сигнала.
5. Логопериодические – напоминают директорные. «Директоры» вдвое укорочены и противоположно направлены, стоят в «шахматном» порядке.
6. «Тарелочные» или дисковые – линейка диполей или петлевой («бабочный») вибратор рядом с диском, отражающим сигнал на него.

На практике выбирается предельно эффективный и дешёвый вариант.

Дисковая

Дисковая антенна – вариант спутниковой «тарелки». Вместо приёмной головки с усилителем – «бабочка» или телескопические штыри (симметричный вибратор). Дисковый отражатель – старый компакт-диск (содержит алюминиевую подложку), любая металлическая сетка с ячейками, размер которых в десятки раз меньше длины волны на нужной частоте.

Стержневая

Стержневая антенна – любой штырь в 25% длины волны. Для FM-диапазона это примерно 3 м (частоты 87,5… 108 МГц), длина штыря составляет примерно 75 см.

Комплектуется противовесами, располагаемыми под прямым углом.

Рамная

«Восьмёрка», если она одна, располагается на упрочняющей её основе, например, пластине из пластика или пропитанной и окрашенной деревяшки. Проводником может быть тонкий профиль, резаные пластины, «вытравленный» фольгированный (стекло) текстолит или гетинакс. Такая конструкция часто применяется в остронаправленных автомобильных антеннах.

Проволочная

Это практически любая конструкция, где основным проводником служит медная или алюминиевая проволока. Фазированные антенные решётки, изготовленные не из микрополосковых или щелевых линий и кусков волновода, а из кусков проволоки или провода, спаянных в решёточную конструкцию, могут считаться проволочными. Но и стоит такая конструкция заметно дороже.

Применяются они уже не столько в радиовещании, сколько в цифровом и аналоговом радиолюбительстве, для военных нужд и гражданской мобильной связи.

Как выбрать?

Готовая антенна выбирается из того ассортимента, что предоставляют российские и китайские интернет-магазины. Это единственный вариант для тех, у кого в райцентре или ближайшем городе нет радиорынка или радиомагазина. Знающим кое-что ещё о радиосвязи людям легче выбрать недорогую антенну, что обеспечит даже приём FM-радиостанций из близлежащих райцентров и посёлков с расстояния даже в 100-150 км. Чтобы преодолеть шум (когда в музыкальном центре FM-тюнер не обладает шумодавом), потребуется дополнительный антенный усилитель.

Как сделать своими руками?

Вам потребуются.

1. Паяльник, припой и канифоль, паяльный флюс. Вместо последнего раньше использовали хлористый цинк – готовится он из таблеток, содержащих соляную кислоту. Такими таблетками пользуются желудочные больные. В качестве источника цинка – любая щелочная (солевая) батарейка, отработавшая свой ресурс: её «стакан» сделан из цинка.
2. Медная проволока – толстый обмоточный провод. Альтернатива – скручиваются всевозможные более тонкие многожильные провода. Для прочности и надёжности они пропаиваются припоем, чтобы медь не окислялась, а проводник не «рассучивался».
3. Диэлектрическая основа. Ею может быть любая доска, фанера, ДСП, ДВП, а также самодельный или промышленный гетинакс (или стеклотекстолит), с которого удалены печатные дорожки. Можно использовать и плоские куски пластика от старых, отживших своё электроприборов.
4. Крепёж. Болты, винты, саморезы, гроверные шайбы, гайки. Запаситесь их нужным количеством. Возможно, пригодятся и пластиковые «монтажки».
5. Коаксиальный кабель (с волновым сопротивлением в 50 или 75 ом), штекер (под антенное гнездо вашего принимающего устройства).
6. Простейшие слесарные инструменты. Это может быть плоская и фигурная отвёртки, пассатижи, бокорезы, ножовки по металлу и по дереву, возможно, разводной ключ и молоток. Ускорят процесс изготовления антенны также болгарка и дрель.
7. Водостойкий лак или краска. Проводники и место присоединения к ним кабеля должны быть окрашены. Это защитит их от коррозии, появляющейся в результате попадания капель воды.

Если вы – не радиоспециалист, то возьмите готовый чертёж. В качестве примера – рамочная антенна. Чтобы её изготовить, сделайте следующее.

1. Ориентируясь по размерам из чертежа, согните из медной проволоки рабочий элемент – «бабочку».
2. Разместите её на прочной основе из диэлектрика, привязав с помощью «монтажек» к деревянной или пластиковой пластине. Более «продвинутый» вариант – вертикальные подставки по краям и в центре «восьмёрки» на винтовом креплении. Так в 1990-х поступали «самодельщики», изготавливавшие антенны для приёма ДМВ каналов телевидения.
3. Припаяйте кабель. Центральная жила подключается к одной стороне антенны, оплётка – к другой. Между частями «восьмёрки» и ними должен быть зазор до 1 см. Аналогично подключается к кабелю и дипольная антенна.
4. Окрасьте всю конструкцию.
5. После высыхания краски закрепите конструкцию на шесте или трубе. Привяжите кабель в нескольких местах к опоре.
6. Присоедините штекер к другому концу кабеля и поднимите антенну повыше. Направьте её на город вещания. Если расстояние слишком велико, прямого сигнала нет – находят отражённый, например, от горы или самого высокого здания неподалёку от вас.

Проверка антенны производится по качеству приёма нужной радиостанции. Радиопередатчики сегодня располагаются в произвольных городах и райцентрах – появилось много частных радиовещателей, зарабатывающих на рекламе. Радиостанции размещаются не в месте городской телебашни (на «телецентровской» горке), а на невысокой мачте высотой порядка 30 м. Не все хотят арендовать «стратегическую высоту» города или региона, вещая с крыши 9… 25-этажного дома через маломощный (до 100 Вт) FM-передатчик.

Шума на фоне радиопередачи должно быть как можно меньше. Радиоприём должен идти в стереоформате. Получить стереопередачу нельзя, когда сигнал слаб – появляется заметный шум на его фоне. Вращайте антенну, пока не добьётесь лучшего качества. Если станция слишком далеко, а шум остался – подключите радиоусилитель в разрыв кабеля, рядом с антенной.

Здесь поможет универсальный кабель, в котором, кроме «коаксиала», под внешней защитной оболочкой спрятана пара дополнительных проводов. Линия питания изолируется от центрального проводника оплёткой основного радиокабеля. Если такого кабеля нет – питание усилителя по проводам к радиоприёмнику подводится рядом, отдельно.

Усилители требуют постоянного напряжения в несколько вольт (не более 12, таковы автомобильные радиоусилители) и силу тока в единицы-десятки миллиампер.

О том, как сделать FM-антенну своими руками за 15 минут, вы можете узнать ниже.

Что ещё слышно в радиоэфире? Радиовещание на КВ (DXing) / Habr

Массовое радиолюбительское движение в нашей стране началось со сборки простейших радиоприёмников для прослушивания передач вещательных радиостанций. Впервые конструкция детекторного приёмника была опубликована в журнале «Радиолюбитель», №7, 1924 г. Массовое радиовещание в СССР началось в 1922 году на «волне три тысячи метров» (частота 100 kHz, диапазон ДВ) передатчиком мощностью 12 kW радиостанции им. Коминтерна (позывной RDW). Постепенно радиовещанием охватывается диапазон СВ, а затем в конце 20-х начале 30-х начинает развиваться вещание на КВ, в том числе и на иностранных языках (иновещание).

Иновещание на КВ достигло своего расцвета во времена «холодной войны» как один из эффективных инструментов идеологической борьбы и пропаганды. После падения «железного занавеса» русскоязычное вещание на КВ большей частью имеет новостной, культурный и проповеднический характер.

Регулированием международного радиовещания на КВ занимается неправительственная некоммерческая ассоциация HFCC. Дважды в год на конференциях HFCC утверждается распределение частот и времени вещания. Базы данных доступны к скачиванию с сайта. К действующей базе данных есть интерактивный доступ. С 31.03.2019 наступил летний сезон A19. Зимний сезон B19 начнётся 27.10.2019 и будет продолжаться до 29.03.2020.

Для приёма я использую достаточно «бюджетное» оборудование:

1. Вещательный радиоприёмник Tecsun PL-380.
2. Связной радиоприёмник SoftRock Ensemble II RX и HDSDR v.2.70

Настраиваем SoftRock Ensemble II RX и HDSDR v.2.70 на частоту 11875 kHz:

Приём сигналов вещательных радиостанций называется DXing. Суть явления: радиослушатель посылает на радиостанцию рапорт о принятой передаче, а администрация радиостанции в ответ высылает карточку-квитанцию (QSL) в подтверждение приёма радиослушателем сигнала этой радиостанции. Пример QSL-карточки можно посмотреть здесь.

Редакции вещания рассматривают рапорты как важный элемент обратной связи. Например, несколько лет назад из интервью с редактором русской службы вещания Международного радио Тайваня я узнал, что первые две недели вещания на русском языке у них было ощущение «общения в пустоту», пока они не получили рапорт от радиолюбителя из России. С тех пор редакция русского вещания RTI старается высылать QSL каждому написавшему.

«Порог вхождения» в DXing невысок: достаточно иметь вещательный приёмник. Энтузиасты общаются на форумах и конференциях, где обмениваются информацией о принятых радиостанциях, адресами QSL-бюро, анонсами вещания. Также энтузиастами регулярно выпускаются тематические справочники и бюллетени. В качестве примера DX-клуба можно привести Новосибирский DX сайт.

Краткие итоги

Увлечение приёмом передач вещательных станций не требует серьёзных финансовых вложений, получения лицензий и подтверждения квалификации.

Автор публикации не является энтузиастом DXing, но активно поддерживает всё, что сближает людей и способствует диалогу между ними.

УЛУЧШЕНИЕ ПРИЁМА FM ТЮНЕРОВ

Наверное, многие сталкивались с тем, что все автомобильные или стационарные FM тюнеры некоторые радиостанции принимают относительно неплохо, а другие – отвратительно, хотя уровень сигнала с антенны достаточно высокий. Обычно кажется, что это сама радиостанция передает некачественный сигнал, но дальнейшие эксперименты показали, что это не так. Оказалось, что это сам тюнер не может «переварить» сигнал конкретной радиостанции с индивидуальными особенностями в передаче сигнала. Так же бывает, что один тюнер эту радиостанцию принимает нормально, а другой плохо. Например все автомагнитолы JVC, которые у меня были, давали ужасный звук, а более половины радиостанций вообще невозможно было слушать – слишком большие были искажения звука. Стационарные же тюнеры дают звук более-менее неплохой, но все равно огрехов очень много. Вот и встала задача разобраться, что портит звук в тюнерах и как улучшить звук.

Для начала точно сформулируем – какие же это искажения, что так не нравится лично мне в звуке и стоит ли кому-то делать доработки тюнера, если для конкретно этого человека прием тюнера представляется нормальным. Это следующие типы искажений:

• Искажения звуков «С» и шипящих, когда вместо звуков «С» слышится «Ч» или просто какой-то скрежет. И когда шипящие звуки и сибилянты превращаются в кашу. Иногда кажется, что при этих искажениях радиоприемный тракт просто запирается на доли секунды. Пожалуй это основные искажения, которые «бьют по ушам» и терпеть которые невозможно – как железом по стеклу. Радиостанцию приходится переключать, хотя уровень сигнала высокий.
• Выпячивание звуков «С» и шипящих. Это когда звуки «С» и шипящие передаются не совсем плохо, но их уровень громкости явно больше естественного звучания. При этом хочется убрать тембр высоких частот, но это не помогает. На мой взгляд этими искажениями грешат все без исключения тюнеры автомагнитол, переносных магнитол, во всяком случае, которые у меня побывали. Вот эти «Цыкания» и «Сыкания» потихонечку начинают доставать.
• Металлические высокие частоты – когда звук высоких частот явно не тот, что вживую. Но слушать можно.
• Общие искажения, когда звук совершенно плоский, нет объемности, никакой сцены не чувствуется, никаких звуков выше или ниже колонок. Этим грешит большинство тюнеров – видимо это просто большие общие искажения.

Вот и встал вопрос доработки существующих тюнеров, ведь действительно качественный тюнер показывает, что при приеме качественного сигнала с радиостанции звук ничуть не уступает звуку неплохого СД-проигрывателя с качественным диском и значительно превосходит МП-3. У меня часто возникает вопрос: каким кодированием или каким источником пользуются на радиостанции, ведь даже многие СД диски не дают такого высокого качества, как радиоприем некоторых радиостанций. Вот и пришлось повозиться, чтобы вскрыть причины искажений и найти пути устранения этих искажений. Многое удалось. О чем, собственно, и статья. Так что читаем и наслаждаемся. 

Конечно, в литературе можно найти сотни статей по радиоприему на FM, схемы тюнеров, рекомендации и т.д., однако все это не устраняет вышеуказанные искажения. Более того, подавляющее число современных тюнеров, а автомобильных – 100%, вообще неприемлемы для действительно высококачественного звука. Они построены на микросхемах с цифровой обработкой звука – а это тупик. Качество звучания этих микросхем  посредственное. Ну и никакого способа их доработки – в них просто нечего дорабатывать – в микросхему не залезть, а обвязки радиодеталями нет. Вот и получается, что доработке подлежат только тюнеры старого типа, их можно назвать аналоговыми с цифровой настройкой. А послушать качественный звук на FM можно только на тюнерах старого типа. Какие же это тюнеры старого типа (аналоговые) – это те у которых есть кварцевые пьезофильтры, катушки-трансформаторы смесителей, ну и вообще много радиодеталей вокруг микросхем. Промежуточная частота на FM 10,7 МГц. Обычно в автомагнитолах эти тюнеры заключены в отдельные экранированные корпуса, а микросхем может быть одна, две или три. В стационарных тюнерах в экране обычно только входник на транзисторах. Современный же цифровой тюнер часто даже на плате не всегда сразу увидишь – одна малюсенькая микросхема и больше почти ничего. Так что будем дорабатывать только старые добрые тюнеры с аналоговой обработкой звука. 

Чуть отрываясь от темы хотелось бы сказать вот что. Качество звучания автомобильных тюнеров всегда будет чуть похуже стационарных. Причина – применение в автотюнерах балансного смесителя. Он совершенно необходим именно в передвигающихся объектах, но качество звука он сильно портит. Один транзистор — смеситель (в стационарных тюнерах) дает более чистый звук. Мне не удалось поднять качество балансного смесителя, но если кто-то из уважаемых читателей смог его улучшить – очень бы хотелось перенять опыт.

Но пойдем вперед. Давайте посмотрим на классическую схему аналогового стационарного тюнера и потихонечку будем дорабатывать конкретные места. Ниже – схема тюнера музыкального центра Panasonic SA AK630EE. Подобных схем сотни. Именно данная взята по причине хорошего качества печати и того, что показаны все необходимые узлы.

Рисунок 1

Давайте начнем доработку радиоприемной части «с конца», то есть от входа промежуточной частоты (ПЧ) в микросхему пойдем назад к антенне. Обвязку самой микросхемы дорабатывать не будем. Так что пойдем к антенне от вывода 1 микросхемы IC 2601. Это вход сигнала промежуточной частоты (ПЧ) 10,7 МГц. Обычно во всех тюнерах сигнал ПЧ идет сразу с кварцевого пьезофильтра на вход в какую-либо микросхему. Здесь с CF2602. Вот и поговорим про пьезофильтры. 

Требования: по теории нагрузкой пьезофильтра должен быть резистор 330 Ом (то есть выход пьезофильтра на землю через 330 Ом) – этот резистор встроен в микросхему. Хорошо. Вход сигнала в пьезофильтр должен быть через резистор номиналом то же 330 Ом. Примерно вот так: 

Это идеальная схема включения пьезофильтра CF. Микросхемы стационарные и автомобильные типа LA1833, LA1837, LA1780, TDA7540…

Практический пример

Это схема автомагнитолы Blaupunkt London MP-48. Три резистора и создают подобие 330 Ом на входе в пьезофильтр Z101. Они же нужны и для другой цели (пониже написано). В этой магнитоле отлично. 

Рисунок 3

Рисунок 4

Но в нашей схеме тюнера рис.1 резистор R2607 = 330 Ом является как бы половинкой для сигнала, а вторая половинка сигнала идет с коллектора транзистора Q2601. Возникает несимметрия в подводе сигнала на пьезофильтор. А значит и качество работы самого пьезофильтра будет уже не самым лучшим. Желательно положительную и отрицательную полуволну сигнала подавать на пьезофильтр строго симметрично и только через 330 Ом (примерно как на рис.4). 

Еще хуже обстоит дело с самим транзистором Q2601 (рис.1). Он является усилителем промежуточной частоты (УПЧ). Но: во сколько раз этот усилитель усиливает сигнал? Совершенно не определено. Такая схема (с эмиттером на земле) обладает самыми большими искажениями из всех возможных схем. Благо – сигнал у нас очень мал по амплитуде и модуляция частотная. Транзистор худо-бедно работает. Но очень слабенько. 

Рисунок 5

Часто улучшают работу такого УПЧ постановкой резистора обратной связи в эмиттер транзистора – R3=10 Ом на этой схеме. Но практика показывает, что толку от этого очень мало. А при сопротивлении этого резистора ?24 Ома усиление этого УПЧ становится равным единице. То есть никакого усиления. Только добавляются искажения. Кстати на этой схеме есть резистор на первый пьезофильтр CF1 – R44 = 100 Ом. Это, конечно, не 330 Ом, но уже очень неплохо.

Рисунок 6

На этой схеме показан УПЧ с несколько лучшими характеристиками. Применяется в относительно дорогих тюнерах и в микросхемах. Но и здесь для положительной полуволны входного сигнала никак не определены параметры усиления. Так же для нормального режима по постоянному току желательны резисторы в эмиттерах транзисторов. В моей практике этот УПЧ особо себя не проявил. То же дает искажения. А других схем в общем-то и нет.

Теперь о самих пьезофильтрах

Каково входное сопротивление пьезофильтра? Оно очень хитрое, частотозависимое. На расчетной частоте 10,7 МГц все нормально: полезный сигнал проходит дальше. А все нерасчетные частоты пьезофильтр направляет в землю, тем самым входное сопротивление пьезофильтра становится значительно ниже. На нерасчетных частотах пьезофильтр как бы шунтирует предыдущий каскад усиления, утяжеляет работу этого каскада. И, если этот предыдущий каскад слабоват, то здесь возникают сильные дополнительные искажения. 

Что делать для снижения именно этих искажений? Давайте для начала снизим нагрузку на УПЧ. Поставим свой простой, не вносящий искажений фильтр перед пьезофильтром, который будет отсекать все частоты ниже расчетной частоты, тем самым облегчая работу УПЧ, самого пьезофильтра и снижая ненужные амплитудные колебания. Это – простой конденсатор.

Рисунок 7

Вот какая получается схема. Это то же не 330 Ом, но что-то близкое, с отсечкой всех низких частот. УПЧ будет работать полегче. А в самом пьезофильтре уменьшится наложение частот, предположительно отражающихся и на звуковых частотах, формирующих звуки «С».

Рис.7 – это первая доработка нашего FM тюнера, будь он автомобильный, стационарный или какой – другой. Всегда перед пьезофильтром необходимо ставить цепочку R+C указанных номиналов.

Но и сами пьезофильтры бывают разные. Вот JVC KD G827.

Рисунок 8

На данном фото показаны выпаяные из  блока тюнера автомагнитолы пьезофильтры, дающие очень металлические высокие частоты. Не то, чтобы они давали искажения, но высокие частоты были неприятные, гасились призвуки, терялась объемность и очень высокие частоты. Эти пьезофильтры заменены.

Рисунок 9

На этом фото видна опытная работа по подбору пьезофильтров, дающих звук получше.

Надо заметить, что именно пьезофильтры дают значительно большее изменение звука, чем любые другие радиодетали во всем звуковом тракте – ОУ, конденсаторы, резисторы и т.д.

Ну и какие же пьезофильтры дают звук получше?

Рисунок 10

Вот эти с буквой «Е» дают самый качественный звук. Найти их бывает непросто. Вообще качество пьезофильтров отражается только на высоких частотах звука. Влияния на средние и низкие частоты практически не чувствуется. Именно с этими пьезофильтрами звук наиболее приближен к естественному. Обязательно надо смотреть на цвет точки, отмеченной краской. Красная или ее нет это частота точно 10,7 МГц. Другие цвета – частоты несколько отличаются от 10,7 МГц.  

Рисунок 11

Такие пьезофильтры то же неплохи. Можно смело ставить в любые тюнеры. Здесь нет никакой буквы. Эти пьезофильтры наиболее часто ставятся даже в не самые дешевые тюнеры. Им – второе место.

Рисунок 12

Самые странные пьезофильтры. С буквой «L». Они ставятся только в недорогие китайские тюнеры. На солидных аппаратах я их не встречал ни разу. Однако им смело можно дать третье место. Сперва было подозрение, что это фильтры только для моно тюнеров, вроде бы чуть уменьшался стереоэффект. Но нет – просто чуть уменьшались призвуки высоких частот – звук несколько стерильный. Но этот звук будет нравиться всем. Он не имеет металлической окраски, естественный. Чего нельзя сказать о  следующих пьезофильтрах.

Рисунок 13

Здесь четкий металлический призвук, обрезаны послезвучия. Могут быть только в автомагнитолах. Слушать можно, но удовольствия не получите. Зато помех в тюнере возможно будет поменьше.

Рисунок 14

У этих частота несколько смещена от 10,7 MГц. Цвет точек не красный. Процессор должен быть настроен именно под эти пьезофильтры. Их менять непросто. Частота индикации может сместиться, да и процессор может барахлить. Лучше не связываться.

Таким образом замена пьезофильтров – это вторая доработка нашего тюнера. Желательно с буквой «Е». Так же желательно, чтобы все они были одинаковые, хотя можно и комбинацию.

Далее про УПЧ

Какой же ставить УПЧ, если оба вышеописанные плохи?

А вот он – лучший (заодно с пьезофильтрами). Именно длительная практика показала, что только такой УПЧ дает самый чистый звук. Пробовал разные другие схемы – все не то. Резисторами R4 и R7 регулируется коэффициент усиления. Напряжение в точке А должно быть 1/3…2/3 Uи.п. Само Uи.п. 6…12 В. Граничная частота транзисторов 400 МГц.

Т1 типа КТ3126, КТ326, КТ3109.  Т2 типа 2SC1923, 2SC2668, КТ316. В зависимости от типа транзисторов можно несколько менять номинал R3. Конденсаторы С2 и С3 небольшой емкости отсекают ненужные низкие частоты амплитудной и фазовой модуляции. Вот мы и получили третью доработку FM тюнера – новый УПЧ. 

Этот новый УПЧ в стационарных тюнерах надо прямиком ставить в схему аналогично рис.1 на участке от вывода 7 смесителя входника (обведен пунктиром) и до входа 1 микросхемы. На нижеследующем рис.16 увеличено показан вывод 7 смесителя входника, дающий выход ПЧ с фильтра-трансформатора IFT (принадлежащего смесителю) на наш новый УПЧ.

Рисунок 16

Естественно, что после постановки нового УПЧ необходимо подстроить частоту настройки фильтра-трансформатора IFT вращением сердечника на слабых станциях по максимальному сигналу.

Также желательно проверить номинал резистора в коллекторе транзистора смесителя (на рис.16 это 10 кОм), т.к. наш новый УПЧ облегчит работу транзистора 2SC2620 и несколько увеличит амплитуду сигнала и, возможно его несимметрию. Номинал этого резистора более 10 кОм нежелателен. Его надо заменить на 7,5 кОм. Практически встречал 10…24 кОм. Но большое сопротивление вредно, т.к. транзистор с индуктивностью похож на лучника, выпускающего стрелу. Транзистор как бы натягивает тетиву на короткой длине, а индуктивность потом выпускает эту стрелу очень далеко. То есть несимметрия действия – несимметрия положительных и отрицательных полуволн нашего сигнала ПЧ. Резистор же 7,5 кОм приводит полуволны к симметрии. Конечно, залезать во входник не хочется – очень трудоемко. Тогда необходимо выход ПЧ входника (здесь вывод 7) послать на землю через резистор 3 кОм.

В автомагнитолах этого явления нет. Там фильтр-трансформатор балансный и симметрия сигнала получается автоматически.

Необходимо отметить еще один важный момент. Посмотрите на рис.16. Здесь нагрузкой фильтра-трансформатора IFT (стационарный тюнер) является частотозависимый пьезофильтр. Он – как конденсатор переменной (синхронно с сигналом) емкости. В результате совершенно не четко определена настройка самого фильтра – трансформатора и возможно обратное воздействие на транзистор. Могут появиться искажения сигнала ПЧ. Естественно, что нагрузка IFT ни в коем случае не должна быть частотозависимой (емкостной). Соответственно прямой выход IFT на частотозависимый пьезофильтр (как здесь) недопустим.

Например на рис.3, 4 сигнал с фильтра-трансформатора идет на пьезофильтр через резисторы R101/R102 – этим гасится частотная зависимость и излишняя амплитуда сигнала (несимметрия). 

В нашей же новой схеме УПЧ рис.15 проблема частотной зависимости решена постановкой резистора R1 – как бы двойная радость получилась: и фильтру – трансформатору с транзистором хорошо и пьезофильтру хорошо (есть R входа 330 Ом). А может быть и тройная радость, ведь и все низкие частоты отфильтрованы конденсатором С1. Очень неплохо получилось.  

В автомагнитолах с УПЧ чуть по другому. Старые автомагнитолы, в которые можно было вставить новый УПЧ уже не актуальны. Общее их качество и функции слабоваты, хотя именно старые микросхемы LA1140 + LA3370, мне кажется давали самый лучший звук, особенно со входниками на дискретных элементах. Потом пошли микросхемы входников со встроенным УПЧ – LA1175, LA1193, AN7243, AN7280 и другие. Но встроенные в них УПЧ дают очень большие искажения. Обход этих встроенных УПЧ с постановкой вышеописанного УПЧ давал хороший положительный результат, но все это уже неактуально. Затем пошла самая распространенная микросхема, где весь тюнер в одном корпусе – LA1780…1787. Полное барахло. Как ни пытался всеми способами улучшить звук – бесполезно. Искажения «С» не уходят. Что-то внутри не в порядке. Хотя, наверное, добрая половина автомобилей ездит именно с этой микросхемой или ее аналогом Mitsumi 0339-671, 026-710. Микросхемы в Пионерах и Сони – фирменные – то же не особо хороши. А когда появилась микросхема TDA7540 для меня это была некая революция. Такого качественного звучания давно не слышал, даже без доработки. Ну а с доработкой – почти как на стационарных тюнерах. Очень хорошее звучание. 

Однако тут есть хитрости. Тюнеры в автомагнитолах Кенвуд, например KDC W4037, DPX502 и аналогичных на микросхеме TDA7540 дают исключительно качественный звук. А в JVC, например, KD G827, на той же микросхеме полный отстой. Причин две. Первая, видимо, другие номиналы радиодеталей, разводка платы и т.д. Вторая – явная ошибка на плате (в схеме), не соответствие даташиту и логике. 

Рисунок 17

Вот схема из даташита TDA7540. Прямой путь сигнала с антенны (FMANT) на микросхему следующий:  18р – 15р – L6 – катушка Р2. (не учитываем коррекцию другими элементами). А вот плата тюнера JVC:

Рисунок 18

Рисунок 19

Посмотрите: на рисунке 19 сигнал антенны (вывод 3), если напрямую, проходит: конденсатор – потом направо индуктивность – вверх индуктивность – направо конденсатор – катушка типа Р2.

Две индуктивности подряд! Это очень странно. Сигнал значительно теряет амплитуду. При этом как таковой фильтрации не происходит. Она дальше – на катушке с варикапом. Чувствительность этого тюнера очень низкая. Да и вообще просто ослаблять слабый сигнал на самом входе совершенно нежелательно в любых устройствах. Пришлось править схему как в даташите. Но, видимо, где-то есть и другие ошибки – тюнер работает плоховато.

Четвертая доработка тюнера это исключение третьего по счету (если он есть) пьезофильтра. Обычно третий пьезофильтр бывает в автомагнитолах – сама микросхема его предусматривает. Но практически получается так, что третьему пьезофильтру уже не остается ничего фильтровать, а на звучание он отражается в худшую сторону. Он добавляет металл в звук. Так что вместо него (CF №3) лучше поставить следующую цепочку R +С.

Рисунок 20

А вот фото блоков FM на микросхеме TDA7540, где сразу стоит по два пьезофильтра вместо трех по даташиту. Очень хорошо.

Рисунок 20а

Вот, пожалуй, и все про доработки самого блока тюнера. Результат Вас обязательно обрадует. А одновременно и удивит. Вы услышите, что высоких частот стало меньше, как будто убрали тембр ВЧ. Но прислушавшись поймете, что они стали просто чище и рельефнее. А потом придет осознание того, что до этого Вы слушали не сами высокие частоты, а в большей степени продукты искажений этих высоких частот. Ну и общее восприятие музыки значительно улучшится. Все искажения, перечисленные в начале статьи, будут снижены в несколько раз. Чаще будет хотеться добавить громкость, чтобы насладиться музыкой.

Доработки устройства в целом

Естественно возникает вопрос: нельзя ли поднять чувствительность тюнера. Вероятно можно, но сделать это очень сложно и сугубо индивидуально для каждого тюнера. А, возможно, что ничего и не получится. Можно попробовать – уменьшением номиналов резисторов R4, R7 рис.15, но это не лучший вариант. Лучше бы где-то на входе в тюнер что-то улучшить.

Пятая возможная доработка это развести землю (нулевые провода) всего устройства по методу, описанному в статье «Разводка земли по методу Серебряного веера» Волкова И (есть в интернете).

Есть еще один (шестой) способ для автомагнитол улучшить радиоприем, особенно в условиях сильных радиопомех – это постановка в автомагнитолу второго тюнера с дополнительной антенной. Эта доработка описана в статье «Постановка второго тюнера в автомагнитолу» Волкова И (есть в интернете). 

Следующий вопрос мне самому не вполне понятен. И нижеследующая рекомендация очень спорная. На мой взгляд в некоторых тюнерах, как будто специально, изготовители портят звук высокочастотными помехами. Просто парадокс. Давайте снова посмотрим на схему рис.1 нашего первоначального тюнера, или на его увеличенную входную часть (входник) на нижеследующем рис.21.

Рисунок 21

Здесь сигнал антенны (вход №1), если напрямую, идет цепочкой 22 р – 15 р – (1 р + варикапы) – 8 р — затвор. Да это прямой путь для высокочастотной помехи! Ничего не мешает этой высокочастнотной помехе попасть сразу на затвор транзистора! Никаких фильтров-преград!

Помеха прямо по конденсаторам так и пролезет в транзистор. Конечно, кто-то возразит, что вместе с варикапами есть индуктивность и это колебательный контур. Но он колебательный для нужных частот, а помеха-то все равно напрямую пойдет. С другой стороны, конденсаторы на землю (18 р и 8 р) несколько снизят амплитуду помехи, но незначительно. Какой-то технический ужас! Или мне что-то непонятно. Практически такая схема действительно дает помехи в виде тресков. Ни в коем случае такие схемы – такие входники применять нельзя. В стационарных тюнерах их надо просто заменять или какой-то фильтр ставить перед входником, а автомагнитолы отдавать пионерам. Никогда действительно качественного звука от таких схем не получишь. 

Уверен, что многие слышали, при связи, рядом находящегося сотового телефона со станцией, специфические переливы из потрескиваний. Вот это и есть высокочастотная помеха. Другие же ВЧ помехи не слышны – они просто тихонько портят звук – постоянно усложняют работу транзистору и вносят уже непоправимые искажения. Мы эти помехи слышим в виде сужения стереобазы, отсутствии сцены, потери объема, ну и, возможно, в виде явных искажений и каши.

Рисунок 22

А теперь посмотрите на эту схему входника. Здесь никакая помеха ни ВЧ ни НЧ с антенны пройти не сможет. Примерно по такой схеме и нужны входники для стационарных тюнеров. Здесь входной колебательный контур на земле. Да еще индуктивная связь с антенной. Это идеальный вариант.

Ниже приведены фото некоторых блоков тюнеров стареньких автомагнитол. 

Рисунок 23

Посмотрите, на верхнем слева хорошо видны две входные катушки. Это два колебательных контура, привязанных на землю. Да еще связь между ними индуктивная. Это один из немногих тюнеров автомагнитол за всю историю человечества, где ни одна помеха – ни высокочастотная, ни низкочастотная никогда не пройдет на входной транзистор! К этому надо стремиться. 

Но, к сожалению немного фирм делали подобные тюнеры (здесь Кларион). 80% остальных автотюнеров, в том числе три оставшиеся на рис.23 построены по схеме рис.21. Это очень прискорбно. Плюс к этому все четыре тюнера построены на микросхеме LA1781, 1787. Никакого качества здесь не получишь. Одна радость – эти тюнеры уже в прошлом. Им на смену пришли тюнеры на более совершенных микросхемах TDA7540, 7541, Сони с длинным обозначением и, видимо некоторые другие, которых у меня не было. Но все они должны быть с ПЧ = 10,7 МГц. Сами эти микросхемы дают более качественный звук, а плюс к этому им не требуется усилитель высокой частоты на отдельном транзисторе, т.е. сигнал антенны после фильтра сразу идет на микросхему. Это очень хорошо, т.к. сейчас почти все автомобили имеют штатные антенны, в которых уже встроен УВЧ на транзисторе (а два их уже нежелательно). Здесь и сама антенна рядом с транзистором и сам транзистор включен по резонансной схеме, когда усиление идет только на частотах FM вещания. Эти моменты позволяют существенно поднять качество радиоприема. Так же продаваемые антенны с усилителем на стекло Бош и Блаупункт показывают очень высокое качество работы.

Ну и для разнообразия ниже приведены фото тюнера на котором давно какое-то время ездил. Это доработанный блок тюнера старого Пионера. На нем входной колебательный контур на земле – помех очень мало. Чувствительность великолепная. Качество звука после доработки очень высокое – значительно выше всех современных цифровых тюнеров, да и, пожалуй, лучше всех других старых аналоговых. Очень мне нравился звук. Браво старому Пионеру. Ездить бы да ездить. Но – ручная настройка крутилкой. Она надоедает. 

Рисунок 24

Все более современные Пионеры уже не давали такого высокого качества звука. На фото видны доработки: УПЧ по рис.15 в обход УПЧ самой микросхемы тюнера, что-то еще и микросхема автоматической подстройки частоты гетеродина с индикацией расстройки светодиодами. Приятно вспомнить.

А вот доработка стационарного блока тюнера в ресивере Грюндиг R1.

Рисунок 25

Видно, что поставлен УПЧ на двух транзисторах по схеме рис.15. Резисторы в эмиттерах транзисторов 7,5 Ом. Транзисторы КТ3126 и 2SC1923. Параллельно так же выполнена доработка – разводка земли как платы самого тюнера, так и ресивера в целом. Описана в статье «Разводка земли по методу Серебряного веера» Волкова И.

Что в результате? В данном случае сразу же отметил, что возрос уровень  высокочастотных составляющих самих высоких частот. Раньше их не было. Для нормального восприятия несколько снизил тембр ВЧ. Так же высокие частоты стали более прозрачные. Не могу сказать, что звук резко изменился, но изменения явные. Сейчас ни на одной станции нет искажений «С». Похоже, что несколько возросла чувствительность, а точнее не она сама, а то, что можно применять в качестве антенны провод меньшей длины и на этом проводе ловятся все радиостанции. Уже не в первый раз встречаю это явление. Похоже, что снижение новым УПЧ шунтирующего действия на трансформатор смесителя блока FM распространяется и ближе к антенне, даже облегчая работу входного транзистора. Этот транзистор начинает принимать сигналы, которые значительно слабее. Так же с блока FM выходит сигнал большей амплитуды это видно по тому, что индикатор уровня стал показывать на 1 сегмент больше. Это примерно в 2 раза больше уровень сигнала. Звук стал боле объемным.

Каждая радиостанция приобрела свой характерный узнаваемый звук. Некоторые радиостанции передают очень качественный сигнал – и по глубине сцены, и по расположению инструментов с голосами и по тембровой окраске. Приятно послушать!

Интересно отметить, что за последние лет 35 промышленность не выпустила ни одной новой качественной микросхемы для стационарных тюнеров. В вышеуказанном тюнере стоит LA1266. Она вторая по качеству. А самая качественная и непревзойденная это LA1235. Более поздние LA1831…37…51 дают звук хуже. Так что тюнер этого Грюндига очень неплох. Если кто-то слушает что-то более крутое – напишите свое восприятие радиостанций. Ну и что за микросхемы стоят в более крутых тюнерах, по каким схемам собраны.

Мне приходилось дорабатывать несколько тюнеров и радиоприемников вышеуказанными методами, причем что-то можно сделать практически в полном объеме (все доработки), что-то нельзя (только часть). Но в любом случае всегда имелся только положительный эффект. Отрицательного эффекта не было никогда.

Ну, вот, пожалуй и все. На сем премудрости доработок закончились. Конечно все эти работы делаются на свой страх и риск. Необходимо иметь опыт подобных работ. И еще хочется сказать: уверен, что тот, кто хоть один раз применил данные доработки, тот уже всю жизнь будет ими пользоваться на других тюнерах и получать отличные результаты. 

Буду рад прочитать отзывы, а так же о других доработках тюнеров и усовершенствованиях этих. Желаю удачи, Волков И., Пермь. 2019 г. Пишите на [email protected] и да прибудет с нами совершенство!

   Форум по радиоприёмникам

   Обсудить статью УЛУЧШЕНИЕ ПРИЁМА FM ТЮНЕРОВ

Как сделать антенну для радио FM своими руками дома ?

Несмотря на широкое распространение телевидения и интернета, прослушивание радиостанций не теряет популярности. Но часто качество приема радиостанций оставляет желать лучшего. Для того чтобы это исправить, необходимо разобраться, что влияет на качество приема, и как улучшить ситуацию?

Антенна для приема радио своими руками

Немного теории

Для нормальной работы любого радиоприемного устройства: телевизора, сотового телефона, радиоприемника, необходимо обеспечить на его входе минимальный уровень сигнала, превышающий определенный порог.

Этот порог называется чувствительностью. Если уровень сигнала выше порога чувствительности, то устройство работает нормально, в ином случае прием пропадает полностью или резко ухудшается его качество.

Такие условия могут возникать не только из-за удаленности от радиостанции, но и в условиях города. Чаще всего они бывают в радиоприемниках на диапазонах УКВ и FM, это связано с особенностями распространения этого сигнала.

Частота этих сигналов 66-108 мГц. Радиоволны этого диапазона распространяются в пределах прямой видимости и очень плохо огибают возвышенности рельефа местности, а в городе – высокие здания.

Расстояние прямой видимости можно вычислить по следующей формуле, км:

r = 3,57 (√h2 + √h3), где

r – расстояние прямой видимости;

h2 – высота передающей антенны;

h3 – высота приемной антенны.

Типы антенн

Назначение приемных антенн состоит в том, чтобы принять сигнал, усилить его и передать на вход приемника. В зависимости от диапазона антенны имеют различную конструкцию и габариты.

Типов антенн существует несколько десятков, некоторые из них представляют собой сложнейшие инженерные сооружения, весом сотни тонн и размерами тысячи квадратных метров.

В простейшем случае приемной антенной может быть проводник, подвешенный на изоляторах над землей. Электромагнитные волны, пересекая его, наводят в нем, согласно законам физики, переменное напряжение высокой частоты и по фидеру передают его на вход радиоприемного устройства, где принятый сигнал усиливается, из него выделяется низкочастотная составляющая, и человеческое ухо слышит звук.

Антенны можно разделить на два типа: направленные и ненаправленные. Есть классификация по назначению: стационарные и мобильные. Несмотря на разницу в типах и видах, существуют общие законы, по которым они работают.

Антенны своими руками

Проволочная

Улучшить радиоприем можно, соорудив простую антенну своими руками. В зависимости от того, для какого диапазона она предназначена, ее размеры необходимо будет корректировать.

Самые малоразмерные антенны получаются для FM диапазона, так как частота радиостанций этого диапазона лежит в пределах 88-108 мГц, значит, длина волны L – от 3,4 до 2,8 метра.

Длину волны любой радиостанции можно найти по формуле:

L = 300000/f, где

L – длина волны в м.

f – частота радиосигнала в Гц.

Конструкция проволочной антенны

Проволочная антенна – самая простая конструкция для FM диапазона, ее можно использовать в домах из любого материала, кроме армированного железобетона. Также ее можно разместить на улице, натянув между двумя мачтами или строениями. Высота подвеса играет большую роль: с увеличением высоты эффективность возрастает. Также играет роль ориентация антенны – ее направленность в горизонтальной плоскости имеет вид восьмерки.

Так как большинство радиостанций FM диапазона используют вертикальную поляризацию, то эту антенну можно подвесить вертикально, особенно полезным это может быть на границе уверенного приема, где сигнал очень слабый. Эта антенна использоваться на любом диапазоне СВ, КВ или УКВ, необходимо только пересчитать размеры.

Штыревая

Самый простой вид штыревой антенны – это вертикальный проводник, закрепленный на изоляторе и одним концом соединенный с приемником. Длина штыря должна быть подобрана в соответствии с диапазоном принимаемых волн. Дело в том, что согласно многочисленным опытам и расчетам, длина такой антенны должна быть равной четверти длины волны, при этом к.п.д. антенны максимальный в любом другом случае уменьшается.

Штырь хорошо принимает сигнал как горизонтальной, так и вертикальной поляризации, кроме того этот вид легко реализуется как в станционарном варианте, так и в мобильном, например, в качестве автомобильной антенны.

Конструкция штыревой зонтичной антенны

Для улучшения приема в этой конструкции добавлены 4 вибратора, улучшающие прием сигнала и расширяющие полосу приема. Эта антенна ненаправленного приема, т. е. она одинаково хорошо принимает сигнал с любого направления. Высота подъема, также как и в предыдущем случае, значительно влияет на дальность приема. Такую конструкцию целесообразно использовать на даче или в сельской местности, где меньше индустриальных помех.

Конструкции для города

В условиях города лучшим вариантом для приема будет применение телевизионной антенны типа волновой канал. Ее преимущества в том, что она является остронаправленной. Это свойство в условиях города очень важно, так как позволяет выбрать направление с наименьшим уровнем помех.

Самодельная антенна волновой канал состоит из стрелы с закрепленными на ней элементами: 2 пассивных директора, петлевой вибратор и рефлектор. Размеры зависят от диапазона приема. Эта конструкция обеспечивает высококачественный прием на удаленности до 50 и более км, что для диапазона FM очень приличный результат.

Антенна волновой канал для диапазона FM

Эта антенна имеет выходное сопротивление 75 Ом, поэтому кабель вполне допустимо подключить напрямую к согласующей коробке. Можно также использовать телевизионные антенны метрового диапазона с 3-5 каналами, которые сейчас зачастую остались без дела, так как телевизионное вещание «переместилось» с этих каналов на дециметровый диапазон, на спутник или в интернет.

Делаем сами. Видео

Как сделать FM антенну для радио из старой ТВ антенны, можно узнать из видео ниже.

Вариантов самодельных антенн очень много: от самых простых до профессиональных. Следует только учитывать особенности распространения радиоволн в УКВ и FM диапазонах.

При этом нужно запомнить:

1. Уверенный прием возможен только в пределах прямой видимости.
2. В ночное и вечернее время дальний прием практически отсутствует.
3. Осадки ослабляют или вовсе прерывают прием сигнала.

Но если прием есть, все эти недостатки компенсируются высоким качеством сигнала.

ФМ антенна для музыкального центра делается своими руками абсолютно аналогично антенне для ФМ радио, т.к. у этих радиоприёмников абсолютно аналогичная схема приёма сигнала.

Прием сверхдлинных радиоволн в домашних условиях / Habr

Для приема сигналов в диапазоне единиц — десятков килогерц я использую рамочную антенну в виде квадрата с длиной стороны 26см, намотанную 50 витками эмалированного медного провода радиусом 0,1 мм с омическим сопротивлением обмотки 45 Ом):

Усилитель

Для усиления сигнала с антенны я использую двухкаскадный усилитель (схема с общим эмиттером) на биполярных транзисторах. Вот модель этого усилителя в LTspice:

Ноутбук/нетбук

Выход усилителя подключается к аудиовходу (микрофонному либо линейному) ноутбука или нетбука. Я использую для оцифровки входного сигнала режим с частотой дискретизации 96 кГц разрядностью 16 бит.

Программное обеспечение

Для мониторинга эфира в режиме реального времени я использую программу Spectrum Lab (скачать можно здесь) версии V2.90 b14 немецкого радиолюбителя Wolfgang Büscher с позывным DL4YHF:

На приведенном ниже рисунке приведены спектрограммы сигнала при ширине окна 1024 и 8192 отсчета:

Примеры принятых мной сигналов

Частота 25 кГц (позывной радиостанции RJH69)
Позывной:

Частота 18,1 кГц (позывной радиостанции RDL)
Типы сигналов:

Позывной и начало радиограммы:

Такие дела 🙂 Естественно, я охватил только малую часть мира СДВ.

UPD Добавил к статье видеоиллюстрацию — https://youtu.be/cN-cLu3QIJk

Что слышно в радиоэфире? Принимаем и декодируем наиболее интересные сигналы / Habr

На дворе уже 21й век, и казалось бы, передать данные можно в HD-качестве даже на Марс. Однако, до сих пор в радиоэфире работает немало интересных устройств и можно услышать немало интересных сигналов.

Сигналы точного времени

130-140КГц — телеметрия электросетей

Сигнал достаточно сильный, и по отзывам, принимается даже в Австралии. Декодировать его можно в MultiPSK, если выставить параметры, как показано на скриншоте.

На выходе мы получим пакеты данных, их структура разумеется, неизвестна, желающие могут поэкспериментировать и заняться анализом на досуге. Технически, сам сигнал очень прост, метод называется FSK (Frequency Shift Keying) и заключается в формировании битовой последовательности путем смены частоты передачи. Тот же сигнал, в виде спектра — биты можно посчитать даже вручную.

Метеотелетайп

Результат декодирования показан на скриншоте.

Принцип кодирования телетайпа такой же, FSK, интерес тут представляет кодирование текста. Оно 5-битное, с помощью кода Бодо, и имеет практически 100-летнюю историю.

Вроде бы аналогичный код использовался и на перфолентах, ну а телетайпы погоды рассылаются где-то с 60х годов, и как можно видеть, работают до сих пор. Разумеется, на реальном корабле сигнал не декодируется с помощью компьютера — существуют специальные приемники, которые записывают сигнал и выводят его на экран.

В общем, даже при наличии спутниковой связи и Интернета, передача данных таким способом до сих пор остается простым, надежным и дешевым средством. Хотя конечно, можно предположить что когда-то и эти системы уйдут в историю и будут заменены полностью цифровыми сервисами. Так что желающим принять подобный сигнал не стоит очень уж затягивать.

Метеофакс

Популярной в европейской части и удобной для приема является уже упомянутая немецкая станция DWD (Deutche Wetterdienst), передающая сообщения на частотах 3855, 7880 и 13882КГц. Другая организация, факсы которой несложно принять — британская Joint Operational Meteorology and Oceanography Centre, они передают сигналы на частотах 2618, 4610, 6834, 8040, 11086, 12390 и 18261КГц.

Чтобы принять сигналы HF Fax, нужно использовать режим приемника USB, для декодирования можно использовать MultiPSK. Результат приема через websdr-приемник показан на рисунке:

Эта картинка была принята прямо во время написания текста. Видно кстати, что вертикальные линии съехали — протокол аналоговый, и точность синхронизации здесь критична, даже небольшие задержки при передаче звука онлайн вызывают сдвиг изображения. При использовании “настоящего” приемника такого эффекта не будет.

Разумеется, как и в случае с метеотелетайпом, на судах никто не декодирует факсы с помощью компьютера — существуют специализированные приемники (пример картинки из начала статьи), которые делают всю работу автоматически.

Правка: как подсказали в комментариях, с помощью факсов передаются не только метеосводки, но и даже газеты. Частоты и расписание передачи разных стран и регионов можно найти в pdf.

STANAG 4285

Программа MultiPSK может декодировать STANAG, но в 95% случаев результатом декодирования будет лишь “мусор” — сам формат предоставляет лишь побитовый протокол нижнего уровня, а собственно данные могут быть зашифрованы или иметь какой-то свой формат. Некоторые сигналы впрочем, декодировать можно, например, приведенная ниже запись на частоте 8453КГц. Декодировать хоть какой-то сигнал через websdr-приемник у меня не получилось, видимо все же онлайн-передача нарушает структуру данных. Желающие могут скачать файл с реального приемника по ссылке cloud.mail.ru/public/JRZs/gH581X71s. Результаты декодирования в MultiPSK показаны на скриншоте ниже. Как можно видеть, скорость для данной записи составляет 600bps, в качестве содержимого видимо, передается текстовый файл.

Интересно, что как можно видеть на панораме, таких сигналов в эфире реально очень много:

Разумеется, не все из них возможно, принадлежат именно STANAG — на похожих принципах существуют и другие протоколы. Для примера, можно привести разбор сигнала Thales HF Modem.

Как и в случае с другими рассмотренными сигналами, для реального приема и передачи используются специализированные устройства. К примеру для показанного на фото модема NSGDatacom 4539 заявлена скорость от 75 до 9600bps при полосе сигнала 3КГц.

Скорость в 9600 конечно, не очень внушает, но учитывая что сигналы можно передавать даже из джунглей или из корабля в океане, причем ничего не платя за траффик оператору связи, это не так уж плохо.

Посмотрим кстати, внимательнее на панораму выше. Слева мы видим… правильно, старую добрую азбуку Морзе. Итак, переходим к следующему сигналу.

Код Морзе (CW)

Как можно видеть, передается повторяющийся текст DE SVO, если верить сайту radioscanner, станция расположена в Греции.

Разумеется, таких сигналов уже мало, но они еще есть. Как пример, можно привести давно работающую станцию на 4331КГц, передающую повторяющиеся сигналы “VVV DE E4X4XZ”. Как подсказывает Гугл, станция принадлежит израильским ВМС. Передается ли на этой частоте что-то еще? Ответ неизвестен, желающие могут послушать и проверить самостоятельно.

The Buzzer (УВБ-76)

Сигнал используется для оповещения войск, и представляет собой повторяющиеся гудки, в перерывах между которыми иногда передаются кодовые фразы из шифроблокнота (абстрактные слова типа «КРОЛИСТ» или «БРАМИРКА»). Одни пишут что видели такие приемники в военкоматах, другие говорят что это часть системы «мертвая рука», в общем, сигнал является меккой для любителей Сталкера, теорий заговора, «холодной войны» и прочего-прочего. Желающие могут набрать в поиске «УВБ-76», и уверен, занимательное чтиво на вечер гарантировано (впрочем, не стоит ко всему написанному относиться серьезно). В то же время, система достаточно интересна, хотя бы тем что работает до сих пор со времен «холодной войны», хотя нужно ли это кому-то сейчас, сказать сложно.

Завершение

Вот для примера картинка, сделанная прямо сейчас на частоте 8МГц, на ней можно насчитать минимум 5 сигналов различных видов.

Что они из себя представляют — зачастую неизвестно, по крайней мере, в открытых источниках найти можно далеко не все (хотя есть такие сайты как www.sigidwiki.com/wiki/Signal_Identification_Guide и www.radioscanner.ru/base). Изучение таких сигналов вполне интересно как с точки зрения математики, программирования и ЦОС, так и просто как способ узнать что-то новое об окружающем мире.

Интересно и то, что несмотря на развитие Интернета и коммуникаций, радио не только не сдает позиции, а пожалуй, даже наоборот — современные процессоры и АЦП позволяют кодировать и декодировать сигналы любой сложности практически на одном чипе. Наконец, возможность передачи данных напрямую от отправителя получателю, без цензуры, контроля траффика и отслеживания пакетов, может стать (хотя будем надеяться что все же не станет) снова актуальной…