УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЛЮБИТЕЛЬСКИЙ МОДЕМ

Г.ТЯПИЧЕВ, RA3XB, г. Калуга. E-mail: ra3xb@kaluga.ru

Различные варианты любительских модемов с двухканальным демодулятором применялись мною с конца 1980-х годов. Вначале они использовались для работы телетайпом, а затем - и другими видами цифровой радиосвязи. В этой статье приводится описание блочного варианта современного модема, который, как показывает опыт, может работать не хуже импортных устройств, изготовленных известными фирмами. Модем разработан для совместной работы с IBM PC или полностью совместимым с ним компьютером, но, после незначительной переделки, конструкцию можно использовать с любым компьютером. По своему назначению модем аналогичен BayCom- и Hamcom-модемам и использует для подключения к PC те же выводы СОМ-порта. Он был испытан в работе со следующими программами: hamcom30, cw_qso (работа CW); hamcom 3.0, terman93, rtty_qso, rtty_gt1, rtty_g1 (RTTY); terman93, pctor (AMTOR); terman93, gtpactIO (PACTOR); BayCom v1.60, HC+TFPCX, F6FBBv1.15c+TFPCX, mubay102+TFPCX, wintnc11, WinPack v6.51 + AGWpe, AGWterm+AGWpe (PACKET RADIO). Описываемый модем значительно превосходит по качеству приема сигналов известные конструкции с детекторами на микросхемах 564(561 )ГГ1 и 155АГ1 и несравнимо проще в настройке, поэтому может применяться в самых сложных условиях работы любыми видами цифровой радиосвязи.?

На рис.1 представлена блок-схема модема. Все узлы рассчитаны на работу со средней частотой 1000 Гц. Модем работает на звуковых (аудио) частотах и совмещает в себе две основные составные части - передающую (модулятор) и приемную (демодулятор).

modem-b011.gif Рис.1

Модулятор, в свою очередь, состоит из устройства для включения и выключения передатчика (формирования сигнала РТТ) и собственно модулятора - устройства, обеспечивающего подачу на микрофонный вход SSB-передатчика посылок тонального генератора (U1). Демодулятор включает полосовой фильтр на операционных усилителях (U2), специальный частотный детектор (U3) и выходной узел (U4). Подключение модема к компьютеру должно выполняться через стандартный СОМ-порт с интерфейсом RS-232-C. Хотя длина экранированного кабеля для соединения по этому стандарту может составлять до 15 м, на практике это расстояние должно быть как можно меньше. Уровни напряжений на выводах разъема для логического нуля составляют -12...-3 В, для логической единицы - +3...+12 В. Интервал уровней напряжения от -3 до +3 В соответствует неопределенному значению. Каждый СОМ-порт имеет свой собственный разъем либо на 25 (DB25), либо на 9 контактов (DB9). На блок-схеме слева указаны номера контактов разъема СОМ-порта для вариантов применения DB25 и DB9, справа указаны гнезда приемопередатчика, к которым подводится или с которых снимается сигнал. С контакта 4 (7) разъема СОМ-порта (здесь и далее первая цифра относится к разъему с 25, а цифра в скобках - к разъему с 9 контактами) берется сигнал для управления переключением прием/передача (РТТ). Назначение этого контакта в системе RS-232-C - запрос для передачи (RTS - Request to send). Далее через диод VD1 и резистор R1 сигнал поступает на транзисторный переключатель, выполненный на транзисторе VT1. К коллектору этого транзистора подключается цепь прием/передача трансивера. При подаче на базу транзистора VT1 положительного напряжения репе срабатывает и включает трансивер на передачу. Блок U1 представляет собой несложный тональный генератор. Сигналы для манипуляции тонального генератора берутся с контакта 20 (4) разъема. Назначение этого контакта - готовность выходных данных (DTR - Data Terminal Ready). С контакта 20 (4) сигнал через диод VD2 и резистор R7 поступает на базу транзисторного ключа на VT2, к коллектору которого подключается вход электрической цепочки, изменяющей частоты тонального генератора U1. Далее сигналы манипулируемого тонального генератора подаются на микрофонный вход передатчика, работающего в режиме SSB. Генератор при включенном терминале формирует тон высокой частоты. На контакт 5 (8) разъема поступает сигнал от демодулятора. Название этого контакта - сброс для передачи (CTS - Clear to Send). Сигнал от приемника на демодулятор подается через полосовой фильтр U2, основное назначение которого состоит в узкополосной селекции поступающих от приемника сигналов. Затем сигналы обрабатываются специальным частотным детектором, в котором тональные посылки разных частот преобразуются в электрические сигналы разной полярности. Перед поступлением в компьютер эти сигналы проходят еще одно устройство (U4) назначение которого - фильтрация выходного сигнала от продуктов преобразования и подача его на разъем СОМ-порта в точном соответствии с требованиями стандарта RS-232-C. Контакт 7 (5) разъема СОМ-порта является общим и носит название "сигнальное заземление" (GND или SG - Signal Ground). Разъем DB25 имеет еще один заземляющий контакт 1 (в DB9 такого контакта нет). Этот контакт называется защитным заземлением (FG - Frame Ground) и служит только для соединения экранирующего корпуса модема с экранирующим корпусом компьютера. Контакты 7 (5) и 1 соединять между собой ни в коем случае нельзя! Кроме перечисленных выше входных и выходных сигналов, на модем следует подать от источника питания напряжения +5, +12 и -12 В, не забыв подключить общий провод этих источников. Принципиальная схема тонального генератора U1 приведена на рис.2.

modem-b012.gif Рис. 2

Генератор выполнен на транзисторах VT1 и VT2 по схеме с обратной связью через двойной Т-мост, обладает высокой стабильностью частоты и достаточно хорошим качеством сигнала при питании от стабилизированного источника. Конденсаторы С1, С2 и С3 должны иметь допуск не хуже 10%. На операционном усилителе DA1 реализован полосовой фильтр, назначением которого является улучшение формы выходного сигнала. При настройке генератора частотомер подключается к его выходу, и с помощью подстроечного резистора R10 устанавливают требуемое значение нижней частоты, а регулировкой R9 (при замкнутой на землю точке входа "управление") - верхней частоты. Изменением сопротивления резистора R7 с помощью осциллографа можно корректировать форму генерируемого сигнала. Резистором R18 добиваются равномерной амплитуды для сигналов высокой и низкой частоты. Полосовой фильтр U2 может иметь множество вариантов исполнения. В данном варианте модема применен сложный двухканальный фильтр, блок-схема которого приведена на рис.3. Фильтр содержит в своем составе предварительный фильтр (блок 2.1) и два фильтра каналов - А и Б (блоки 2.2 и 2.3).

modem-b013.gif Рис.3

Схема предварительного фильтра показана на рис.4. На операционном усилителе DA1 собран собственно сам предварительный фильтр, а на DA2 - дополнительный усилитель НЧ-сигналов. Если усиление приемника велико, необходимости в дополнительном усилителе нет, и каскад на DA2 можно не устанавливать. Ось резистора R5 должна иметь регулировку под шлиц. -

modem-b014.gif Рис.4

Предварительный фильтр настраивается на среднюю частоту. После завершения настройки последующих фильтров его следует слегка подстроить для достижения равномерной амплитуды выходного сигнала как на выходе канального фильтра А, так и на выходе фильтра Б. На рис.5 приведена схема одного из каналов (А или Б).

modem-b015.gif Рис.5

Каждый из них реализован на трех операционных усилителях. Для настройки фильтра сигнал от тонального генератора У1 подается на вход фильтра, при этом фильтр А настраивается на верхнюю аудиочастоту, а фильтр Б - на нижнюю. Для этого фильтры на DA1, DA2 и DA3 резисторами R5 и R6 и R10 настраиваются поочередно на одну и ту же частоту.

(Окончание следует)

PM 11/2001