Делаем первые шаги с RTL-SDR – «Хакер»
Содержание статьи
Все материалы сюжета:
Уверен, для многих из вас, как и для меня совсем недавно, происходящее в радиоэфире было настоящей магией. Мы включаем телевизор или радио, поднимаем трубку сотового телефона, определяем свое положение на карте по спутникам GPS или ГЛОНАСС — и все это работает автоматически. Благодаря RTL-SDR у нас появился доступный способ заглянуть внутрь всего этого волшебства.
Как уже говорилось, RTL-SDR — это целое семейство дешевых ТВ-тюнеров, способных выполнять функцию SDR-приемника. У этих игрушек разные названия и бренды, но объединяет их одно — все они построены на чипсете RTL2832.
Это микросхема, содержащая два 8-битных АЦП с частотой дискретизации до 3,2 МГц (однако выше 2,8 МГц могут быть потери данных), и интерфейс USB для связи с компьютером.
Эта микросхема на входе принимает I- и Q-потоки, которые должны быть получены другой микросхемой.
R820T и E4000 — это две наиболее удобные для SDR микросхемы, реализующие радиочастотную часть SDR: усилитель антенны, перестраиваемый фильтр и квадратурный демодулятор с синтезатором частоты. На рисунке — блок-схема E4000.
Блок-схема тюнера E4000
Разница между ними следующая: E4000 работает в диапазоне ~52–2200 МГц и имеет немного большую чувствительность на частотах менее 160 МГц. Из-за того что производитель E4000 обанкротился и микросхема снята с производства, остающиеся тюнеры покупать все труднее, и цены на них растут.
R820T работает в диапазоне 24–1766 МГц, однако диапазон перестройки внутренних фильтров сильно затрудняет работу R820T выше 1200 МГц (что делает невозможным, например, прием GPS). На данный момент тюнеры на этой микросхеме легко купить, и стоят они около 10–11 долларов.
Также продаются тюнеры на микросхемах FC0012/FC0013/FC2580 — у них очень серьезные ограничения по частотам работы, и лучше их не покупать. Узнать, на какой микросхеме сделан тюнер, можно в описании товара или спросив у продавца. Если информации по используемым чипам нет — лучше купить в другом месте.
В розничных магазинах их не найти, поэтому нам поможет aliexpress.com. Пишем в поиске R820T или E4000, сортируем по количеству заказов, внимательно читаем описание (там должно быть явно написано, что тюнер использует микросхемы RTL2832 + E4000 или RTL2832 + R820T), и можно заказывать. Присылают обычно почтой России, в течение 3–6 недель.
В комплекте с тюнером будет и крошечная антенна — ее, конечно, лучше заменить. Хорошие результаты можно получить, используя обычную комнатную телевизионную антенну МВ-ДМВ «рога».
В описании товара также нужно обратить внимание на разъем антенны — и либо искать тюнер с обычным телевизионным разъемом, либо расчехлять паяльник и делать переходник / перепаивать разъем.
При пайке очень легко убить устройство статическим электричеством, так что заземляйтесь.
Типичный приемник на основе RTL2832 — EzTV668
На многих тюнерах рядом с коннектором антенны отсутствуют защитные диоды (в данном случае U7) — их можно либо впаять самому (один к земле, один от земли — я, например, впаял 1N4148), либо оставить как есть, и антенну голыми руками не трогать и всячески беречь от статического электричества.
Rtl_sdr – драйвер, обеспечивающий «нецелевое» использование данных с TV-тюнеров на базе rtl2832. В Windows вам придется заменить драйвер тюнера по умолчанию на WinUSB с помощью программы Zadig.
Rtlsdr.dll требуют все SDR-программы, и зачастую эта DLL уже идет в поставке софта, использующего RTL2832.
Rtl_sdr также можно использовать и через консольную утилиту, чтобы протестировать тюнер или слить кусок эфира в файл:
rtl_sdr -f 1575520000 -g 34 -s 2048000 out.dat
При дальнейшей обработке нужно помнить, что в файле байты I- и Q-потоков идут поочередно.
SDRSharp
SDRSharp — одна из популярных и простых в использовании программ под Windows для работы с RTL2832 (и некоторыми другими SDR). При старте нужно выбрать RTL2832, нажав на кнопку Front-end. Вводить частоту руками нужно в поле Center.
Слева вверху — выбор типа демодулирования. FM используется для обычного FM-вещания и аудио в аналоговом телевидении, AM — в радиостанциях на низких частотах и переговоров самолетов, NFM — в рации.
Прием переговоров по рации на частоте 446 МГц в SDRSharp
Многие внешние декодеры цифровых передач работают через «аналоговый» интерфейс — то есть ты запускаешь SDRSharp, устанавливаешь программу Virtual Audio Cable (программа платная), настраиваешь SDRSharp, чтобы он декодированный звук выводил в VAC, и в системных настройках Windows указываешь VAC как устройство записи по умолчанию. В результате внешняя программа-декодер будет получать звук от SDRSharp.
Таким образом подключаются декодеры P25 раций (милиция), данных с метеоспутников, пейджеров, навигационных сообщений самолетов (ADS-B) и многого другого (об этом ниже). Такой необычный способ подключения сложился исторически — раньше к компьютеру подключали аналоговые приемники. Со временем декодеры дописывают, чтобы они напрямую работали с RTL-SDR.
GNU Radio
GNU Radio — настоящий зубр SDR. Это программный пакет, предназначенный для обработки данных, полученных от SDR-приемника, в реальном времени.
Являющаяся стандартом де-факто для всех более-менее профессиональных забав в области радио, программа построена на модульной основе с учетом парадигмы ООП.
Это настоящий радиоконструктор, в котором роль элементов отведена функциональным блокам: фильтрам, модуляторам/демодуляторам и несметному множеству других примитивов обработки сигналов. Таким образом, имеется возможность составить из них практически любой тракт обработки.
Делается это в прямом смысле слова в несколько кликов мышкой в наглядном графическом редакторе, имя которому gnuradio-companion. Более того, gnuradio-companion написан на Python и позволяет генерировать схемы на Python. Но у такой гибкости есть и обратная сторона — освоить GNU Radio за десять минут невозможно.
Ниже ~52 МГц / 24 МГц находится бОльшая часть интересного в радиоэфире — поэтому ограничение по минимальной частоте серьезно сужает возможности этих приемников. Расширить диапазон можно, купив up-converter, который сдвинет сигнал с антенны на 100 или 125 МГц вверх.
Среди продающихся конвертеров пока лучше всех себя показывает NooElec — Ham It Up v1.2 с кварцем на 125 МГц.
Использование кварца на 125 МГц очень важно, так как в районе 100 МГц находится много мощных FM-станций и без очень качественного экранирования всех частей системы они будут мешать приему.
RF-конвертер NooElec — Ham It Up v1.2
Этот конвертер можно использовать с любыми SDR-системами, в том числе и работающими на передачу (есть ограничение на мощность).
Для приема на частотах менее 50 МГц придется больше внимания уделить антенне, так как габариты ее растут пропорционально увеличению длины волны. Конструкций антенн для любительской радиосвязи в КВ-диапазоне очень много, но в самом простейшем случае — это спускаемый с балкона провод длиной 5–20 м.
Малошумящий усилитель
И E4000, и R820T — кремниевые микросхемы, и усилитель внутри них шумит сильнее, чем более дорогие отдельные GaAs-усилители. Для некоторого снижения уровня шумов (на 1,5–3 дБ) и улучшения возможностей приема очень слабых сигналов можно купить малошумящий усилитель, который включается между антенной и тюнером.
Один из вариантов — LNA for all.
Малошумящий усилитель LNA for all
Гражданские рации, не требующие регистрации в России, работают на частотах 433 и 446 МГц. Впрочем, в Москве русскую речь там услышать сложно. Их сразу и без проблем слышно в SDRSharp, модуляция NFM.
Поскольку каналов много, очень полезен плагин для SDRSharp AutoTuner Plugin — он автоматически включает частоту, на которой ведется передача, и таким образом можно слушать сразу все каналы раций.
Чтобы слушать рации на частоте 27 МГц, нужен тюнер с микросхемой R820T или внешний конвертер в случае E4000 (например, описанный ранее Ham It Up v1.2). Оптимальная антенна для 27 МГц уже требуется более серьезная, длиной ~2,59 или ~1,23 м.
Радиопереговоры полиции
Полиция в Москве и во многих других регионах России перешла на использование цифровых радиостанций, работающих в стандарте APCO-25 (P25).
В P25 данные передаются в цифровом виде со сжатием и кодами коррекции ошибок — это позволяет увеличить дальность устойчивой связи и больше каналов впихнуть в ту же полосу радиочастот.
Также существует опциональная возможность шифрования переговоров, однако обычная полиция работает без шифрования.
Для приема P25-раций можно использовать декодер DSD. DSD ожидает аудиоданные на входе. Перенаправить аудио с SDRSharp в DSD можно с помощью Virtual Audio Cable.
DSD весьма критичен к настройкам SDRSharp — я рекомендую устанавливать AF Gain около 20–40%, возможно отключать галочку Filter Audio.
Если все идет по плану — в окне DSD побегут декодированные пакеты, а в наушниках будут слышны переговоры. Эта схема также работает с упомянутым плагином AutoTuner в SDRSharp.
Найти частоты предлагаю читателям самостоятельно, так как эта информация не является открытой.
Радиопереговоры самолетов и диспетчеров
По историческим причинам для радиосвязи в авиации используется амплитудная модуляция. Обычно передачи с самолетов лучше слышно, чем от диспетчеров или погодных информаторов на земле. Диапазон частот — 117–130 МГц.
Прием сигналов с автоматических передатчиков самолетов ADS-B
ADS-B используется для того, чтобы и диспетчер, и пилот видели воздушную обстановку. Каждый самолет регулярно передает параметры полета на частоте 1090 МГц: название рейса, высота, скорость, азимут, текущие координаты (передаются не всегда).
Эти данные можем принять и мы, чтобы лично наблюдать за полетами. Два популярных декодера ADS-B для RTL2832 — ADSB# и RTL1090. Я использовал ADSB#.
Перед запуском желательно настроиться на 1090 МГц в SDRSharp, посмотреть, есть ли сигнал и какая ошибка частоты из-за неточности кварцевого генератора. Эту ошибку необходимо скомпенсировать в настройках Front-end’а: Frequency correction (ppm).
Нужно помнить, что величина этой ошибки может изменяться вместе с температурой приемника. Найденную коррекцию нужно указать и в окне ADSB### (предварительно закрыв SDRSharp).
Оптимальная антенна-монополь для 1090 МГц получается длиной всего 6,9 см. Так как сигнал очень слабый, тут очень желательно иметь дипольную антенну, установленную вертикально с такой же длиной элементов.
ADSB# декодирует пакеты и ждет подключений по сети от клиента, отображающего воздушную обстановку. В качестве такого клиента мы будет использовать adsbSCOPE.
После запуска adsbSCOPE необходимо открыть пункт меню Other -> Network -> Network setup, нажать внизу на кнопку adsb#, убедиться, что указан адрес сервера 127.0.0.1. Затем на карте необходимо найти твое местоположение и выполнить команду Navigation -> Set Receiver Location. Затем запустить подключение к ADSB#: Other -> Network -> RAW-data client active.
Если все сделано правильно, то в течение нескольких минут ты сможешь увидеть информацию о самолетах (если, конечно, они пролетают рядом с тобой). В моем случае с антенной-монополем можно было принимать сигналы от самолетов на расстоянии примерно 25 км.
Результат можно улучшить, взяв более качественную антенну (диполь и сложнее), добавив дополнительный усилитель на входе (желательно на GaAs), используя тюнер на основе R820T (на этой частоте он имеет более высокую чувствительность по сравнению с E4000).
Декодированные сообщения ADS-B
Прием длинно- и коротковолновых аналоговых и цифровых радиостанций
До прихода интернета КВ-радиостанции были одним из способов узнавать новости с другого конца земного шара — короткие волны, отражаясь от ионосферы, могут приниматься далеко за горизонтом.
Большое количество КВ-радиостанций существует и поныне, их можно искать в диапазоне ~8–15 МГц.
Ночью в Москве мне удавалось услышать радиостанции из Франции, Италии, Германии, Болгарии, Великобритании и Китая.
Дальнейшее развитие — цифровые DRM-радиостанции: на коротких волнах передается сжатый звук с коррекцией ошибок + дополнительная информация. Слушать их можно с помощью декодера Dream. Диапазон частот для поиска — от 0 до 15 МГц. Нужно помнить, что для таких низких частот может понадобиться большая антенна.
Помимо этого, можно услышать передачи радиолюбителей — на частотах 1810–2000 кГц, 3500–3800 кГц, 7000–7200 кГц, 144–146 МГц, 430–440 МГц и других.
Радиостанция «судного дня» — UVB-76
UVB-76 расположена в западной части России, передает на частоте 4,625 МГц с начала 80-х годов и имеет не до конца ясное военное назначение. В эфире время от времени передаются кодовые сообщения голосом. Мне удалось принять ее на RTL2832 с конвертором и 25-метровую антенну, спущенную с балкона.
GPS
Одна из самых необычных возможностей — прием навигационных сигналов со спутников GPS на TV-тюнер. Для этого понадобится активная GPS-антенна (с усилителем). Подключать антенну к тюнеру нужно через конденсатор, а до конденсатора (со стороны активной антенны) — батарейка на 3 В для питания усилителя в антенне.
Далее можно либо обрабатывать слитый дамп эфира matlab-скриптом — это может быть интересно в целях изучения принципов работы GPS, — либо использовать GNSS-SDR, который реализует декодирование сигналов GPS в реальном времени.
Принять аналогичным способом сигнал с ГЛОНАСС-спутников было бы затруднительно — там разные спутники передают на разных частотах, и все частоты в полосу RTL2832 не помещаются.
Другие применения и границы возможного
RTL2832 можно использовать для отладки радиопередатчиков, подслушивания за радионянями и аналоговыми радиотелефонами, для разбора протоколов связи в игрушках на радиоуправлении, радиозвонках, пультов от машин, погодных станций, систем удаленного сбора информации с датчиков, электросчетчиков.
С конвертором можно считывать код с простейших 125 кГц RFID меток. Сигналы можно записывать днями, анализировать и затем повторить в эфир на передающем оборудовании.
При необходимости тюнер можно подключить к Android-устройству, Raspberry Pi или другому компактному компьютеру для организации автономного сбора данных из радиоэфира.
Можно принимать фотографии с погодных спутников и слушать передачи с МКС — но тут уже потребуются специальные антенны, усилители. Фотографии декодируются программойWXtoImg.
Есть возможность захватывать зашифрованные данные, передаваемые GSM-телефонами (проект airprobe), в случае если в сети отключен frequency-hopping.
Возможности SDR на основе RTL2832 все-таки не безграничны: до Wi-Fi и Bluetooth он не достает по частоте, и, даже если сделать конвертер, из-за того, что полоса захватываемых частот не может быть шире ~2,8 МГц, невозможно будет принимать даже один канал Wi-Fi.
Bluetooth 1600 раз в секунду меняет рабочую частоту в диапазоне 2400–2483МГц, и за ним будет не угнаться. По этой же причине невозможен полноценный прием аналогового телевидения (там нужна принимаемая полоса 8 МГц, с 2,8 МГц можно получить только черно-белую картинку без звука).
Для таких применений нужны более серьезные SDR-приемники: HackRF, bladeRF, USRP1 и другие.
Тем не менее возможность исследовать как аналоговый, так и цифровой радиоэфир, прикоснуться к спутникам и самолетам теперь есть у каждого!
Источник: https://xakep.ru/2014/10/31/rtl-sdr-first-steps/
Мир радиовещания ниже 150 кГц
В настоящее время правительство РФ ограничило радиовещание на СВ и КВ. Огромное количество радиоприемной техники АМ, имеющейся на руках у населения простаивает без использования. А зря! Размеры РФ и размеры субъектов РФ очень подходят для СВ и КВ радиовещания.
Существует версия, что это ограничение вызвано политическими причинами. Поскольку техника для маломощного нелегального радиовещания проста и доступна. Доказательством этого является известный уровень нелегального использования СВ И КВ для радиосвязи и радиовещания.
При этом исключена уголовная ответственность за нелегальное изготовление и использование радиопередающих средств.
В этих условиях не было найдено другого решения, кроме как увод потенциальной аудитории с диапазонов СВ и КВ. А жаль, зарубежное радиовещание в этих диапазонах с успехом продолжается, в том числе и на русском языке.
Однако для радиолюбителей имеется одна альтернатива. Это радиовещание ниже 150 кГц, осуществляемое вполне легально на частотах 78 и 120 кГц в проводных сетях радиовещания, там где оно еще сохранилось. Это возможно благодаря большой разветвленности сетей проводного радиовещания, даже при низком уровне сигнала в проводных сетях. Но о такой практической возможности почти ничего не известно.
Однажды, а это случилось 22 января 1999 г. у автора возникло желание выяснить, что будет принимать высокочувствительный радиоприемник прямого усиления по схеме Верютина [Л] в диапазоне ДВ, поскольку приемник однодиапазонный и расчитан на диапазон СВ.
С этой целью собственная магнитная антенна приемника была отключена и вместо нее была подключена другая магнитная антенна от промышленного приемника «Соната», в части катушек диапазона ДВ.
А в качестве конденсатора переменной емкости к ней был подключен стандартный двухсекционный конденсатор переменной емкости от лампового приемника с пределами изменения емкости 12-495 пФ.
Разумеется, при таких данных катушки и конденсатора переменной емкости нижняя граница частоты настройки получившегося колебательного контура была ниже 150 кГц. Эта частота, как хорошо известно и определяет нижнюю границу диапазона ДВ. Но в данном случае пределы перестройки предполагались неважными. Достаточно было попадание в эти границы диапазона ДВ.
Происходило это, как указано ранее, в последней декаде января 1999 г. К этому времени уже несколько месяцев не работала радиостанция на частоте 173 кГц (1754 м). В свое время это была первая общесоюзная программа, передаваемая на этой частоте для всей территории бывшего СССР и ставшая в дальнейшем программой «Радио-1».
Тем не менее программа «Радио-1» была обнаружена и это было удивительно. Настройка колебательного контура магнитной антенны была самой низкой по частоте по сравнению с другими сигналами, принимавшимися в дневное и ночное время. И кроме этого сигнал приходил с равным уровнем со всех сторон.
С помощью промышленного приемника было определено, что принимаемый сигнал имеет частоту намного ниже 150 кГц. И тогда пришла догадка, что этот сигнал имеет частоту 120 кГц, что соответствует несущей частоте 3-й программы проводного вещания.
Дополнительным доказательством этого был режим работы, начинавшийся в 6 часов утра и заканчивавшийся в 0 часов.
К этому нужно добавить, что автор никогда не пользовался высокочастотными каналами проводного вещания. Хотя в свое время трансляционная сеть была доступна.
В связи с этой догадкой не понадобилось измерять частоту настройки колебательного контура с помощью генератора сигналов. Однако требовалась проверка. И она была сделана весьма просто.
Известно, что 2-я программа проводного вещания осуществляется на частоте 78 кГц. Нужно было принять этот сигнал. И для этого оказалось достаточным подсоединить к колебательному контуру вторую секцию конденсатора переменной емкости.
При еще более низкой частоте настройки обнаружился прием программы радиостанции «Маяк». Правда высокие частоты были срезаны за счет узкой полосы пропускания колебательного контура.
Но этот факт лишний раз подтверждал правильность частоты приема.
Таким образом была совершена находка наличия сигнала достаточного уровня для приема с помощью приемников имеющих чувствительность порядка 5 мВ/м, сигналов высокочастотных каналов, распространяющихся по проводным сетям вещания. Ожидать другого было бы неправильно, но с другой стороны этот факт нигде не был освещен.
В дальнейшем стало понятным, что несмотря на малый уровень сигнала не превышающего 0,25 В, высокая степень разветвленности проводных сетей в городах и их достаточно большая протяженность приводят к тому, что электромагнитное поле имеет достаточно большой уровень.
Этими же обстоятельствами объясняется и отсутствие проявления направленных свойств магнитной антенной. Поскольку излучателем является проводная сеть случайной конфигурации и с большой разветвленностью , то имеется множество составляющих с различной пространственной ориентацией.
Чем и объясняется отсутствие направленных свойств у магнитной антенны, при приеме сигналов проводного вещания.
Существование электромагнитного поля 2-й и 3-й программ проводного вещания, которое можно принимать на территории различных населенных пунктов, имеющих эти сигналы в сетях проводного вещания ставит фактически и юридическую проблему.
Сигналы подаваемые по проводным сетям платные хотя и оплачиваются по факту подключения к проводной сети в форме абонентской платы. Несанкционированный прием этих сигналов с помощью электромагнитного поля не может быть ограничен физически и не может быть проконтролирован.
Но одновременно, такой радиоприем можно рассматривать как кражу.
Разрешение этой ситуации представляется примерно следующим. Несанкционированный прием можно допустить в исследовательских и экспериментальных целях. А вот в случаях приема сигналов с вещательными целями, т.е. для прослушивания, следует поинтересоваться как к этому отнесется администрация местных сетей проводного вещания.
Такое разрешение ситуации основано на внутренней самодисциплине и самосознании каждого конкретного субъекта. Однако и порядочное отношение со стороны администрации сетей не гарантировано. Поэтому второй вариант разрешения ситуации и вариант реальный, не следует никуда лезть.
Это их проблема, что сеть проводного вещания излучает сигнал.
Проводное вещание в бывшем СССР начало интенсивно развиваться в середине 20-х годов прошлого века. в то время основными средствами радиоприема были детекторные и различные приемники прямого усиления. Причем наладить промышленное производство подобной техники и необходимых для нее материалов и компонентов было не так-то просто.
И радиоприемная техника была дорогой и редкой. А потребности в развитии радиовещания росли очень быстро. Тогда был найден вполне приемлемый и доступный выход в виде развития проводного радиовещания.
Приемные и передающие устройства для него были гораздо более доступны, а создание проводной распределительной сети не представляло никаких затруднений.
В дальнейшем, по мере развития радиотехники и радиотехнической промышленности увеличивалось производство обычной радиоприемной техники и она дешевела. При этом росли объемы радиовещания.
На этом фоне возникла идея уплотнения системы проводного вещания высокочастотными каналами. Случилось это в начале 60-х годов.
За 70-е годы система проводного вещания с тремя каналами, один обычный звуковой и два высокочастотных, распространилась практически повсеместно.
Однако, параллельное развитие технологии и схемотехники обеспечивало снижение себестоимости индивидуальных радиоприемных устройств и создавало возможность их массового производства. Интенсивно развивалось местное радиовещание в диапазоне УКВ.
Увеличивалось количество радиостанций в старом диапазоне 66-73 мГц и появился новый диапазон 100-108 мГц. Кое-где использовались частоты начиная с 88 мГц. Происходило это у нас в течение 90-х годов прошлого века.
Мир радиовещания ниже 150 кГц
В статье рассказывается о находке эфирного приема высокочастотных каналов проводного вещания. Обсуждаются проблемы радиолюбительского творчества и дальнейшего существования проводного вещания.
Одновременно, существовала разветвленная сеть проводного вещания. Стоимость создания и содержания линейных сооружений связи, т.е. самой сети непомерно возрастала.
Тем не менее с экономической точки зрения, нерационально разрушать существующую и работающую систему. Наоборот ее нужно использовать еще более интенсивно, до полного исчерпания ее возможностей.
И тогда появляется идея расширения системы проводного вещания еще на четыре канала уплотнения. Всего до семи каналов. Для этого предусматривались частоты:
1 программа — 32 кГц; 2 программа — 78 кГц; 3 программа — 120 кГц; 4 программа — 48 кГц; 5 программа — 96 кГц;
6 программа — 144 кГц.
В журнале «Радио» где-то даже появлялась информация о создании передающей техники для подобной системы радиовещания.
В таком виде проводное вещание еще способно существовать некоторое время, выдерживая конкуренцию со стороны боле совершенных телекоммуникационных систем на основе радиочастотных кабелей и волоконно-оптических кабелей.
Но пока инфраструктура подобных информационных систем распределения сигналов еще недостаточно развита, остается возможность для расширения системы проводного вещания.
Вся сложность этого процесса заключается в том, что приемные устройства для многоканальной системы проводного вещания с высокочастотным уплотнением по своей сложности и себестоимости оказываются дороже простых УКВ приемников индивидуального пользования. Для развития УКВ радиовещания ограничителем является государственное распределение каналов и лицензирование.
И соответственно выпуск радиоприемной аппаратуры испытывает рост, то ситуация в области проводного вещания совершенно иная.
В проводном вещании ограничения носят только физический характер и определяются линейными сооружениями связи и их пропускной способностью. При этом нет никаких административно-бюрократических ограничений связанных с лицензированием.
Администрации сетей не могут решить только вопрос связанный с организацией производства достаточно дешевых приемных устройств для расширенной системы проводного вещания.
Поэтому не стоит и надеяться на какие-нибудь изменения до того времени, когда на смену проводному вещанию придут более совершенные телекоммуникационные системы.
В этом месте и открываются возможности для радиолюбительского поиска и творчества. Речь идет о возможностях использования сетей проводного вещания в малых масштабах, локально.
На отдельном предприятии, например и везде где создание и содержание проводной системы распределения сигналов не вызывает затруднений. Это может быть большой жилой комплекс, группа домов и даже микрорайон, не говоря уже о дворе или улице.
В конце концов приемные устройства старого типа пока еще существуют и работают. Да и радиолюбителям не столь сложно изготовить приемные и передающие устройства на стандартные и нестандартные частоты уплотнения сети проводного вещания.
Вся проблема заключается в необходимости и возможности договориться с местными администрациями сетей проводного вещания о возможности передачи в их сетях своих сигналов.
В советское время наряду с несанкционированным использованием радиочастотного спектра находились любители несанкционированного использования сетей проводного вещания. Ныне таким образом лучше использовать осветительную сеть. Используя ее также можно передавать высокочастотные сигналы.
С другой стороны не вызывает затруднений построение и использование приемных устройств для эфирного приема существующих каналов уплотнения на частотах 78 и 120 кГц. Причем соответствующая радиолюбительская техника может быть не только стационарной но и носимой, вплоть до карманного формата.
Это позволит исследовать ослабление сигналов на удалении от населенных пунктов, условия приема, техники антенн и т.д. Можно изготавливать конвертерные приставки для приема на обычные АМ приемники эфирных сигналов проводного вещания и многое другое.
Как было сказано в начале статьи ограничения радиовещания на СВ и КВ имеют по видимому политическую подоплеку.
Подтвердится это в том случае если развивающееся движение за право на индивидуальное радиовещание не будет реализовано при нынешних властях.
Альтернативой, хотя и не очень хорошей является использование проводного вещания, скажем для подготовки кадров специалистов радиовещания. Но дело в том, что другой легальной возможности нет.
Одним словом, предусмотреть все возможности сразу затруднительно. Они могут быть выявлены только широкой радиолюбительской практикой и коллективным разумом радиолюбителей бывшего СССР, где проводное вещание было развито широко и пока еще существует и некоторое время еще будет существовать.
В начале 21 века имеется необходимость в появлении и развитии новых направлений радиолюбительского творчества. И поэтому автор надеется, что данная статья обратит внимание радиолюбителей на проблемы поиска не только новых технических решений, но и на проблемы поиска новых направлений в радиолюбительском творчестве.
Л. Верютин В. Модернизированный приемник «Юность-105». — Радио, 1987, с. 33-34, 4 с. вкл.
© E. Trank 21.06.2016
Источник: https://www.ruqrz.com/mir-radioveshhaniya-nizhe-150-kgts/
Основные виды дальнего прохождения УКВ
Источник: http://emdxc.ucoz.ru/publ/osnovnye_vidy_dalnego_prokhozhdenija_ukv/1-1-0-29
Приемник коротковолновика
Приемник коротковолновика как известно, “театр начинается с вешалки”, а путь в короткие волны — с прослушивания любительских диапазонов и наблюдения за работой любительских радиостанций.
На коротких волнах радиолюбители проводят радиосвязи в диапазонах 160 м (1,81—2,0 МГц), 80 м (3,5—3,8 МГц), 40 м (7,0—7,2 МГц), 30 м (10,1—10,15 МГц), 20 м (14,0—14,35 МГц), 17 м (18,068— 18,168 МГц), 15 м (21,0—21,45 МГц), 12 м (24,89—24,99 МГц) и 10 м (28,0—29,7 МГц).
Как правило, основная проблема начинающего коротковолновика — приемник на любительские диапазоны, точнее, его отсутствие.
Промышленно выпускаемые обзорные КВ приемники довольно дороги; к тому же, практически все модели в основном ориентированы на прием сигналов вещательных радиостанций, работающих в режиме амплитудной модуляции, и не обеспечивают хороший прием любительских радиостанций, использующих различные виды излучения — телеграф (CW), однополосную модуляцию с подавленной несущей (SSB) и другие (например, фазоманипулированные, применяемые в цифровых видах радиосвязи).
Не очень сложный самодельный КВ приемник на любительские диапазоны может изготовить и начинающий радиолюбитель, но следует иметь в виду, что настройка самодельного приемника — процесс, который требует понимания работы как отдельных узлов, так и конструкции в целом. Чаще всего, при настройке не обойтись без минимума измерительных приборов, поэтому изготавливать и настраивать приемник желательно под руководством достаточно опытного радиолюбителя или специалиста-радио-электронщика.
Приемник, который разработал польский радиолюбитель. SP5AHT, работает в любительских диапазонах 160, 80, 40, 20, 15 и 10 м и вполне отвечает требованиям, предъявляемым к конструкциям для начинающих. Схема приемника довольно проста, а предложенная оригинальная конструкция облегчает повторение устройства.
Выбор только 6 любительских КВ диапазонов был продиктован числом положений применяемого малогабаритного галетного переключателя. Вместо одного или нескольких указанных диапазонов можно ввести другие — например, заменить диапазон 10 м диапазоном 17 м.
Напряжение питания приемника — 12—14 В, потребляемый ток — не более 50 мА.
Приемник является супергетеродином с промежуточной частотой 5 МГц, на которой осуществляется основная селекция принимаемых сигналов. Фильтр основной селекции — кварцевый, выполнен на 4-х малогабаритных кварцевых резонаторах на частоту 5 МГц.
Схема приемника приведена на рис. Через разъем XS1 к приемнику подключается антенна. Принятые антенной сигналы поступают на переменный резистор R1, с помощью которого осуществляется регулировка громкости.
Далее, через разделительный конденсатор С12, сигналы подаются на входной контур, образованный конденсатором С13 и одной из катушек L1— L6, выбираемых галетным переключателем.
Маленькая емкость конденсатора С12 (10 пФ) незначительно ухудшает добротность входного контура.
В положении переключателя, приведенном на схеме, контур образован конденсатором С13 и катушкой L1. К этому контуру подключен 1 й затвор полевого транзистора Т1, который является смесителем для принимаемых сигналов и сигнала гетеродина, поступающего на 2-й затвор транзистора через разделительный конденсатор С14.
Гетеродин выполнен на транзисторе Т2 и для повышения стабильности генерируемой частоты питается от интегрального 9-вольтового стабилизатора. Контур гетеродина образован катушкой L7, конденсатором С10. емкостью варикапа D1 и одним из конденсаторов С1—С6, выбираемых галетным переключателем. В положении переключателя, приведенном на схеме, к контуру подключен конденсатор С6.
Перестройка гетеродина по частоте, а следовательно, настройка на принимаемую радиостанцию осуществляется изменением емкости варикапа D1, на который подается напряжение с переменного резистора R1.
Для удобства настройки на ось этого резистора надета пластиковая ручка.
Через разъем XS2 к гетеродину можно подключить цифровую шкалу, на индикаторе которой будет отображаться частота настройки приемника.
При супергетеродинном приеме промежуточная частота является суммой или разностью частот принимаемого сигнала и сигнала гетеродина. В данном приемнике используется промежуточная частота 5 МГц, поэтому при работе в диапазоне 160 м частота гетеродина должна изменяться от 6,81 до 7,0 МГц (5 + (1,81—2,0)).
Частоты гетеродина для всех любительских КВ диапазонов (для промежуточной частоты 5 МГц) приведены в табл.1.
Следует иметь в виду, что выбранная схема гетеродина — компромиссная. На некоторых диапазонах перекрытие по частоте будет “с запасом”.
На других не удастся полностью перекрыть весь диапазон (в частности, в диапазоне 10 м). Стремиться к полному охвату диапазонов не следует. При широком перекрытии по частоте плотность настройки (число килогерц на один оборот ручки настройки) значительно увеличивается, и настройка на радиостанцию становится очень “острой”.
Кроме того, заметнее становится имеющая место в каждом переменном резисторе неравномерность прижима бегунка к проводящему слою. Что может приводить к скачкообразному изменению частоты.
Таким образом, при настройке приемника целесообразно с помощью конденсаторов С1—С6 установить частоты гетеродина на наиболее востребованные участки диапазонов. Которые в данной схеме полностью не перекрываются.
Сигнал с промежуточной частотой 5 МГц, сформированный на выходе смесителя, проходит через 4-кристальный кварцевый фильтр. Полоса пропускания фильтра — около 2,4 кГц. Резисторы R8 и R10 являются согласованной нагрузкой на входе и выходе фильтра и исключают ухудшение его амплитудно-частотной характеристики из-за влияния каскадов приемника.
Выделенный кварцевым фильтром сигнал подается на 1-й затвор транзистора Т4, который играет роль смесительного детектора. На 2-й затвор транзистора поступает сигнал с опорного кварцевого генератора на транзисторе ТЗ.
С помощью катушки L8 частота генератора устанавливается соответствующей частоте нижнего ската кварцевого фильтра. В этом случае при выбранных частотах гетеродина (табл.
1) в диапазонах 80 и 40 м будут приниматься станции, излучающие однополосные сигналы с нижней боковой полосой (LSB), а в диапазонах 20, 15и10м — с верхней боковой полосой (USB).
На выходе смесительного детектора формируется низкочастотный сигнал (т.е. соответствующий речи оператора радиостанции или тону телеграфных посылок), который сначала проходит через фильтр нижних частот С27-R13-C30. “Обрезающий” высокочастотные составляющие спектра, а затем подается на вход усилителя низкой частоты на транзисторах Т5—Т7.
Первый каскад усилителя, выполненный на транзисторе Т5, через конденсатор С31 охвачен отрицательной обратной связью по переменному току, которая ограничивает коэффициент усиления на частотах выше 3 кГц. Сужение полосы пропускания усилителя позволяет уменьшить уровень шума.Второй и третий каскады на транзисторах Т6 и Т7 имеют гальваническую связь.
Нагрузкой третьего каскада являются низкоомные головные телефоны.
В авторской конструкции катушка L7 намотана на кольце Т37-2 (красного цвета) проводом 00,35 мм и содержит 20 витков с отводом от 5-го витка, считая от вывода соединенного с общим проводом. Индуктивность катушки L7 — 1,6 мкГн. Если будет использоваться катушка на цилиндрическом каркасе, то ее обязательно следует разместить в экране.
Катушку L1, которая используется во входном контуре в диапазоне 160 м, желательно намотать на ферритовом (например, 50ВЧ) или карбонильном кольце (например, Т50-1). Остальные катушки (L1—L5, L8) — стандартные малогабаритные дроссели. Индуктивность катушек L1—L6 приведена в табл.2, индуктивность L8 — 10 мкГн.
В диапазонах 10 и 15 м индуктивности катушек L5 и L6 довольны малы, что объясняется большой емкостью контурного конденсатора С13, которая выбрана исходя из компромисса — обеспечить удовлетворительные параметры входного контура на большинстве любительских диапазонов.
Малое эквивалентное сопротивление контура в диапазонах 10 и 15 м приводит к значительному снижению чувствительности приемника, поэтому целесообразно отказаться от использования приемника в диапазоне 10 м, заменив его диапазоном 17 м, для которого индуктивность катушки входного контура должна составлять 0,68 мкГн.
Подстроечные конденсаторы — С1—С6 — малогабаритные, для печатного монтажа, с максимальной емкостью до 30 пФ. При настройке гетеродина на некоторых диапазонах параллельно подстроечным конденсаторам СЗ—С6 подпаиваются конденсаторы постоянной емкости — например, в диапазоне 160 м — 300 пФ, в диапазоне 80 и 20 м — 200 пФ, в диапазоне 40 м — 100 пФ.
Переменный резистор R1 желательно применить многооборотный. Транзисторы BF966 можно заменить на КП350, но тогда придется в затворах установить резисторные делители напряжения (100 к/47 к).
Вместо транзистора BF245 можно применить КП307, который, возможно, придется выбрать из нескольких экземпляров, чтобы гетеродин устойчиво работал на всех диапазонах.
Транзисторы ВС547 заменяются на КТ316 или КТ368 (в опорном генераторе) и на КТ3102 в усилителе низкой частоты. Детали приемника установлены на печатной плате (рис.2).
Монтаж деталей ведется на опорных “пятачках”, вырезанных в фольге. Остальная часть фольги используется в качестве “общего провода”.
В приемнике можно применить другие виды галетных переключателей (например, типа ПКГ). Но тогда придется несколько изменить расположение элементов на печатной плате и ее размеры.
Настройку узлов приемника целесообразнее всего вести по мере монтажа радиоэлементов. Установив на плате детали усилителя низкой частоты, проверяют монтаж на соответствие принципиальной схеме и подают напряжение питания.
Постоянное напряжение на коллекторах транзисторов Т5 и Т6 (рис. 1) должно составлять около 6 В. При значительном отклонении напряжения от указанного устанавливают требуемый режим работы транзисторов подбором сопротивлений резисторов R16 и R17.
При касании отверткой верхнего (по схеме) вывода резистора R16 в головных телефонах, подключенных к выходу усилителя, должен быть слышен сильный гул.
Работу опорного генератора на транзисторе ТЗ проверяют с помощью частотомера, подключив его к верхнему (по схеме) выводу конденсатора С25. Выходная частота генератора должна быть около 5 МГц и оставаться стабильной.
Работу гетеродина на транзисторе Т2 также проверяют с помощью частотомера, подключенного к разъему XS2. Гетеродин должен устойчиво работать на всех диапазонах. А “укладку” частот в требуемых пределах (табл.
1) следует проводить регулировкой емкостей подстроечных конденсаторов С1—С6. Вращая ручку настройки из одного крайнего положения в другое.
При необходимости, параллельно подстроечным конденсатором устанавливаются конденсаторы постоянной емкости.
На заключительном этапе настройки на антенный вход приемника на каждом диапазоне подают сигнал с генератора стандартных сигналов. И проверяют чувствительность приемника по диапазонам.
Значительное ухудшение чувствительности на одном или нескольких диапазонах может быть вызвано недостаточной амплитудой сигнала гетеродина (потребуется подбор транзистора Т2). Расстройкой входного контура (необходимо проверить соответствие индуктивности катушек данным табл.2) или очень малой добротностью катушки.
В качестве которой используется стандартный малогабаритный дроссель (потребуется замена дросселя, например, на катушку, намотанную на ферритовом кольце).
Если чувствительность приемник коротковолновика
Окажется вполне достаточной для работы в диапазонах 160—20 м (3—10 мкВ). Но сигналы любительских радиостанций на любом диапазоне принимаются с искажениями, то, скорее всего. Необходимо точнее установить частоту опорного кварцевого генератора подбором индуктивности катушки L8.
Учитывая невысокую чувствительность приемника, для успешных наблюдений за работой любительских радиостанций следует применять наружную антенну.
Источник: http://varikap.ru/priemnik-korotkovolnovika/
(нет голосов)
Загрузка...
detector