Рис. 1
Простой приемник PSK-31
С. Коваленко, г. Кстово Нижегородской обл.
Предлагаемая вниманию читателей разработка — пример того, как с помощью самой простой техники удается начать освоение самых современных видов связи. Изготовление приемника не займет много времени, но, построив его и подключив к компьютеру, можно успешно наблюдать за работой любительских радиостанций, использующих цифровой вид связи PSK-31.
Предлагаемый приемник позволяет с помощью компьютера принимать любительские сигналы формата PSK-31 [1] в районе частоты 14,07 МГц, рекомендованной для цифровых видов связи.
Приемник собран по схеме прямого преобразования [2] всего на пяти транзисторах и двух полупроводниковых диодах (рис. 1). Работает он так. Сигнал, возбуждаемый антенной через катушку связи L1 во входном колебательном контуре L2C1, поступает на смеситель, собранный на диодах VD1 и VD2, включенных встречно-параллельно. Напряжение гетеродина поступает на смеситель через конденсатор связи С2. Частоты биений, образующиеся на выходе смесителя, лежат в звуковом диапазоне.
Этот приемник преобразует полосу частот 14069,5...14072,5 кГц в полосу 0...3 кГц. Естественно, есть и зеркальный канал приема 14066,5...14069,5 кГц.
Используя фазовые методы, его можно было бы подавить, но пока автор не видит такой необходимости. Полоса принимаемых частот в PSK-31 равна всего 31 Гц, поэтому помехи от станций на частоте зеркального канала мешают редко. Точная настройка на частоту принимаемого сигнала осуществляется программно. Полоса обзора при использованной автором программе SBW108 составляет 500 Гц, но можно найти и другие, более совершенные программы.
Сигналы 34 с выхода смесителя проходят через простейший ФНЧ R1C3 и поступают на вход трехкаскадного УЗЧ, собранного по схеме с непосредственной связью между каскадами на транзисторах VT1—VT3.
Транзисторы УЗЧ работают в режиме микротоков. Режим транзисторов стабилизирован цепью ООС R2R5C5 с коллектора транзистора VT3 на базу VT1. Конденсатор С5 замыкает переменную составляющую сигнала ООС на общий провод, предотвращая снижение усиления. Конденсаторы С6 и С7 дополнительно ослабляют верхние частоты звукового спектра. Подробнее этот УЗЧ описан в [3].
Нагрузкой УЗЧ служат высокоомные головные телефоны BF1, необходимые для слухового контроля приема сигнала. Их активное сопротивление (3...5 кОм) выполняет роль нагрузочного резистора, обеспечивая правильный режим транзисторов по постоянному току.
Последовательно с телефонами включена обмотка выходного трансформатора Т1, служащего для связи с компьютером и гальванической развязки приемника с ним, что уменьшает проникновение помех от компьютера в приемник. Этому же способствует и индуктивная связь с антенной.
Если корпус компьютера хорошо заземлен, то можно попробовать подключить приемник к компьютеру и без трансформатора. В этом случае надо снять сигнал с коллектора транзистора VT3 через разделительный конденсатор емкостью 0,1 мкФ, а общий провод звуковой карты соединить с минусом элемента питания приемника.
Гетеродин приемника собран по двухтактной схеме на транзисторах разной структуры VT4, VT5. Такое решение заметно снижает уровень четных гармоник гетеродина. Желательно подобрать транзисторы с близкими коэффициентами передачи тока. Поскольку каждый транзистор служит динамической нагрузкой для другого, общее усиление получается большим и при малом потребляемом токе гетеродин хорошо возбуждается даже с кварцевыми резонаторами, имеющими пониженную активность. По принципу работы смесителя на встречно-параллельных диодах частота гетеродина должна быть вдвое ниже частоты сигнала, поэтому частота кварцевого резонатора ZQ1 равна 7,0345 МГц.
Питание приемник получает от одного гальванического элемента с напряжением 1,5 В, потребляемый ток не превосходит 0,5 мА.
В качестве антенны рекомендую использовать симметричный полуволновой горизонтальный вибратор с симметричным фидером в виде двухпроводной линии. Подойдет телефонный провод или "витая пара" из любого изолированного провода.
В приемнике допустимо использовать любые керамические конденсаторы и резисторы МЛТ-0,125 или МЛТ-0,25. Катушка L2 должна иметь индуктивность около 1,4 мкГн. Она намотана виток к витку на каркасе диаметром 9 мм и содержит 12 витков провода ПЭЛ диаметром 0,41 мм. Катушка имеет подстроечник из ВЧ феррита или карбонильного железа для настройки входного контура в резонанс на частоту сигнала. Катушка связи L2 имеет два витка такого же провода и намотана поверх L1. При использовании короткой антенны в виде отрезка провода катушка связи не нужна, а антенна присоединяется либо непосредственно к контуру L2C1, либо (что лучше) к дополнительному такому же контуру, имеющему индуктивную связь с контуром L2C1.
В этой конструкции использован малогабаритный сетевой трансформатор Т1 220/36 В, причем к выходу приемника подключена обмотка на 36 В, а к микрофонному входу звуковой карты компьютера — на 220 В. Подойдут и другие подобные сетевые или выходные трансформаторы, включенные аналогичным образом.
При налаживании приемника после проверки правильности монтажа подключают элемент питания и проверяют потребляемый ток. Он не должен превосходить 1 мА. Далее вольтметром проверяют напряжение на коллекторе транзистора VT3. Оно должно быть в пределах 0,8... 1 В, в противном случае подбирают резисторы R2, R5. Затем осциллографом проверяют работу гетеродина, а цифровым частотомером — его частоту.
При отсутствии этих приборов убедиться в работоспособности приемника можно и на слух. Если гетеродин возбуждается, то при подсоединении антенны к приемнику в телефонах будет прослушиваться шум эфира и какие-либо тоны радиолюбительских сигналов. В редких случаях
при отсутствии возбуждения приходится уменьшить сопротивление резистора R6. Входной контур L2C1 настраивают по максимуму сигнала.
Для обработки сигналов автор использовал программу SBW108 [4], созданную в 1999 г. для бесплатного распространения среди радиолюбителей Питером Мартинезом (G3PLX). Программа имеет перевод файла справки на русский язык, выполненный Андреем (RA3DOA) и Михаилом (RV3DBL).
ЛИТЕРАТУРА
1.Кононов В. Познакомьтесь — PSK-31. — Радио, 2001, № 12, с. 62—64.
2.Поляков В. Простой радиоприемник коротковолновика-наблюдателя. — Радио, 2003, № 1, с. 58—60; № 2, с. 58, 59.
3.Коваленко С. Детекторный приемник с УЗЧ. — Радио, 2004, № 6, с. 60.
4.www.ua1aco.narod.ru