"ГОЛОСОВОЙ" S-METP
Игорь ВАХРЕЕВ (RW4HFN)
Устройство, о котором рассказывается в этой статье, было разработано для автоматической "голосовой" информации об уровне сигнала радиостанции при работе через репитер. Оно собрано на основе настольных "говорящих" часов китайского производства. Идеи, использованные в этом устройстве, могут найти применение и в других конструкциях: в приспособлениях, облегчающих работу в эфире радиолюбителям с частичной или полной потерей зрения, в различных автоответчиках, "голосом" информирующих пользователя (например, при запросе по телефону) об удаленном объекте и т. п.
При включении репитера чувствительность его приемного тракта обычно несколько снижается из-за влияния собственного передатчика. По этой причине уровень сигнала удаленной радиостанции может оказаться достаточным, для того чтобы открыть репитер, но недостаточным для вызовов корреспондентов. В результате нередко наблюдается ситуация, когда удаленный оператор непрерывно "дергает" репитер, пытаясь разобраться, почему ему никто не отвечает. Объективную оценку уровня его сигнала в этом случае могут дать лишь операторы других радиостанций.
Если же репитер дополнить автоматическим S-метром с "голосовой" индикацией, то такую оценку можно получить и в тот момент, когда в канале репитера нет ни одного корреспондента. Подобное устройство полезно установить и в обычной симплексной радиостанции. Автоматический S-метр облегчит и настройку антенны, например, оптимизацию ее согласования с фидером, снятие диаграммы направленности. Удаленная на требуемое расстояние радиостанция, снабженная таким S-метром, сможет передавать оператору в автоматическом режиме объективную информацию об уровне принимаемого сигнала. Не лишней для репитера при его включении будет и информация о текущем времени.
Для изготовления подобных устройств можно использовать дешевый и широко распространенный синтезатор речи, который есть в "TALKING CLOCK" ("говорящие часы") китайского производства. Если, к примеру, при включении репитера обеспечить через систему его управления "нажатие" на кнопку часов "Пуск", а звуковой сигнал, генерируемый в часах, подать на модулятор передающего тракта репитера, то он сообщит время связи.
Но гораздо большие возможности предоставляет использование часовой кнопки "RESET". Она обнуляет процессор и запускает цикл установки времени. Если аналоговые параметры системы (в нашем примере - уровень принимаемого сигнала) преобразовать в импульсы, а эти импульсы использовать в часах как управляющие сигналы установки времени, то считывание показаний часов по завершению этого цикла позволит "озвучить" эти параметры. За один цикл после нажатия кнопки "RESET" можно сделать отсчет либо двух параметров с максимальными регистрируемыми значениями 24 и 60 единиц (часы и минуты соответственно), либо одного параметра с максимальным регистрируемым значением отсчетом 1440 единиц (24x60). В последнем случае, правда, оперативно интерпретировать данные "в уме" (без калькулятора) сложнее.
Следует отметить, что из-за встроенной системы "антидребезга" скорость установки часов и минут ограничена сверху - тактовая частота устройства формирователей импульсов не должна превышать 15 Гц. В результате время счета по каналу минут для реализации всей шкалы в 60 единиц займет не менее четырех секунд. Заметим также, что после нажатия кнопки "RESET" установка времени кнопками "часы" и "минуты" возможна только через некоторое время - около одной секунды.
Несколько слов о внутреннем содержимом "говорящих" часов. К поиску точек на плате, которые используются для стыковки с другими узлами устройства (входы управления, выход сформированного звукового сигнала), придется подойти творчески. Дело в том, что у двух использованных автором экземпляров часов, несмотря на одинаковый внешний вид, были отличающиеся друг от друга печатные платы. Доработке в часах подвергаются цепи, связанные с кнопками управления и с выходом звуковой информации. Кнопки управления работают замыканием на общий провод (рис. 1). Общий провод в часах соединен с минусовым выводом батареи питания.
Puc.1
Выходной транзистор канала звука находится поблизости от места подключения к плате проводов от динамической головки. Авометром, включенным в режим измерения сопротивления, находим выводы эмиттера транзистора (он подключен к общему проводу) и его коллектора (он соединен с одним из выводов динамической головки). Оставшийся вывод транзистора - база.
После нажатия кнопки "Пуск" в цепь базы этого транзистора поступают от БИС смещение, выводящее его в режим класса А, и напряжение звуковой частоты. "Голосовую" информацию из цепи базы подают на микрофонный вход радиостанции.
На рис. 2 приведена принципиальная схема дополнительного узла, обеспечивающего автоматическую передачу в эфир текущего времени. Транзисторный ключ (VT2) уровнем логической 1 от шумоподавителя (ШП) приемного тракта включает режим голосового объявления времени (имитируя нажатие на кнопку "Пуск").
Puc.2
Транзистор VT1 часов в этом режиме используется как ключ, включающий передачу. Цепь R3C2 сглаживает пульсации управляющего тока и обеспечивает некоторое (2...3 В) напряжение на нижнем по схеме выводе резистора R3. Его можно при необходимости использовать для блокировки (ключом на транзисторе VT3) микрофона на время передачи информации о времени. Ток управления передатчиком может быть до 15 мА, что достаточно, например, для включения радиостанции типа Р-838 ("Виола", "Кремница"). Режим передачи времени включают переключателем SA1. В указанном на схеме его положении часы и трансивер работают независимо. Это сервисное удобство несложно сделать включаемым только по эфирному запросу (например, передачей запрашивающей радиостанцией тонального сигнала определенной частоты).
Устройство, принципиальная схема которого показана на рис. 3, позволяет сформировать с помощью таких часов "голосовую" информацию об уровне сигнала принимаемой радиостанции.
Puc.3
Тактовые импульсы частотой 1 Гц с выхода генератора на инверторах DD1.1 и DD1.2 через буферный элемент DD1.3 поступают на вход двоичного счетчика DD2. Двоичный код на его выходе дешифрует микросхема DD3, которая управляет включением "RESET" (0-й такт), создает паузу на время "реанимации" БИС (1-й такт), разрешает работу ГУН на DD4 (2-5-й такты), включает на передачу трансивер (6-15-й такты) и, наконец, производит сброс в 0 счетчик, чем заканчивается рабочий цикл измерения и выдачи рапорта о силе сигнала.
А начинается он с открытия ШП логическим 0, с которого через диод VD2 разрешается счет. Если ШП открыт на время менее четырех секунд, дешифратор не успевает "подхватить" разрешение работы счетчика и происходит сброс последнего в нуль. Устройство не отрабатывает рабочий цикл, поэтому трансивер не переходит на передачу. Если же у оператора хватило терпения держать нажатой тангенту радиостанции пять секунд и более (до 9 с), то дешифратор через диоды VD1, VD7-VD16 поддерживает работу счетчика уже в отсутствии 0 с ШП. В эфир передается информация о числе импульсов, ушедших на кнопку "MIN" в часы.
Например, сообщение "О часов 35 минут" информирует, что сила сигнала - 35 условных единиц. Сообщение повторяется два раза. Длительность передачи определяется числом диодов VD7-VD16.
Число импульсов, прошедших через инвертор DD1.4 от ГУН в часы, пропорционально управляющему напряжению, поступающему с S-метра на микросхеме К174ХА6, включенной по типовой схеме перед усилителем-ограничителем ПЧ. Поскольку напряжение S-метра при отсутствии сигнала на входе трансивера примерно 0,2...0,3 В, а ГУН начинает линейно работать с 0,6..0,7 В, в минусовую шину питания К174ХА6 включен подст-роечный резистор R7. Его подстройкой смещают напряжение S-метра на 0,5 В.
Еще один нюанс. Поскольку ток 0 на входах R микросхемы DD2 при поддержке его от дешифратора проходит через два диода, то VD1 должен быть германиевым. Незадействованные инверторы
DD1.5 и DD1.6 можно использовать в цепях ШП и ТХ, если логика управления трансивера отличается от приведенной на схеме.
В авторском устройстве чистый эфир при принудительно открытом ШП дает рапорт 3-5 единиц ("минут"), а насыщение S-метра озвучивается 55-57-ю минутами. Уровень S=6 дает уже десять импульсов, S=7 - 20, S=8 - 30, S=9 - 40, от 40 до 55 - "плюсы" (уровень сигнала S более 9). Эти значения можно изменить подбором элементов R4, R7 и С10.
В тракт ПЧ после усилителя-ограничителя можно поставить простенький приемник прямого преобразования с гетеродином на кварцевом резонаторе или взять сигнал гетеродина из синтезатора с формирователем импульсов и делителем на 100. Сигнал с выхода делителя будет устанавливать значения "часов". Тогда, кроме рапорта S-метра, в эфир уйдет сообщение об отклонении частоты (до значения 2,4 кГц с точностью 100 Гц). В этом случае сообщение "5 часов 42 минуты" означает, что DF=0,5 кГц, сила сигнала - 42 единицы. Это уже целая измерительная станция!
Вот какое применение нашлось такой банальной, казалось бы, вещи, как "говорящие часы".
Радио 3/2000, с.60-61.