Читатели канала уже немало раз встречали упоминания о некой однополосной модуляции, которую применяют радиолюбители и профессиональные связисты для передачи речи. О том, что на обычный детектор ее принимать невозможно. О том, что она требует очень точной настройки и стабильности частоты аппаратуры, иначе тембр голоса будет сдвигаться до полной неразборчивости. Давайте же разберемся в этом пусть не досконально, но хоть как-то ясно.
Все вы уже знаете, как должен выглядеть на экране осциллографа обычный амплитудно-модулированный сигнал.
Однако, представим себе, что у нас есть не только осциллограф, но и еще более редкий и дорогой прибор, тоже с экраном - анализатор спектра. Для определенности примем, что мы смотрим сигнал, передаваемый на длинных волнах на частоте 200 кГц, при этом передаются звуковые частоты от 300 Гц (0,3 кГц) до 6 кГц. В таком случае мы увидим на экране вот что:
Само собой, увидим несущую, на ее законных 200 кГц, а еще две боковые полосы. Причем вся необходимая информация для воспроизведения звука содержится всего в одной боковой полосе, неважно какой. Представьте, что мы так и будем передавать. Что это даст? Во-первых, на передачу несущей идет примерно половина мощности передатчика. Уже выигрыш в 2 раза. Во-вторых, передавая только одну боковую полосу, мы получим еще двукратный выигрыш. В-третьих, мы и приемнику сможем теперь уменьшить полосу пропускания вдвое. Если сделаем это, то в приемник пролезет вдвое меньше шумов и помех, что позволит накрутить ему усиление вдвое при том же качестве сигнала.
Так что мы можем получить примерно такое же качество связи, как с обычным АМ-передатчиком в 8 раз более мощным. Добавлю еще, что однополосный сигнал меньше подвержен "замираниям". Ну как, стоящее дело?
Как сформировать такой сигнал? Это дело сложное. Вот одна из схем - фрагмент приемопередатчика прямого преобразования. Разбирать ее не будем - просто полюбуйтесь чисто эстетически))) Скажу только, что она работает и на прием, и на передачу.
Диоды здесь можно применять и кремниевые. Ведь открываться они будут сигналом с гетеродина, а его амплитуду какую надо, такую и сделаем. Частота гетеродина вдвое ниже рабочей, а готовый сигнал получается уже на рабочей частоте. В общем, тут несколько фазовращателей и НЧ, и ВЧ сигналов, они смешиваются и как-то там получается требуемое)). Фазовращатели должны работать точно во всем диапазоне своих частот, так что широко с такой схемой не прогуляешься. Впрочем, радиолюбительские диапазоны, особенно их участки, где разрешены телефонные связи - довольно узкие. Если настроить это хозяйство на его середину, то на концах оно не сильно разойдется и подавление нерабочей полосы будет еще в пределах требуемого. Детали, как видите, незатейливые - обычные конденсаторы, диоды, катушки, которые можно намотать самому. Но очень сложная настройка.
Поэтому, кроме фазового, существует также фильтровой способ формирования однополосной модуляции или, как она часто обозначается - SSB. Ненужные составляющие сигнала просто тупо отфильтровываются. Задачка неслабая - на опорной частоте в сотни килогерц, а то и выше, надо задавить в несколько десятков раз несущую, расположенную в каких-то долях килогерца от нужной нам боковой полосы! Но кварцевые и электромеханические фильтры на это способны. К тому же наибольшее распространение получил комбинированный фазово-фильтровой способ. Там тоже используется похожий формирователь, но более простой и по конструкции и в настройке - без фазовращателей. Он давит только несущую. А уж со второй боковой полосой, лежащей вдвое дальше, фильтры теперь уже расправятся с легкостью.
Но вас, конечно, интересует, что попроще - как бы без особых затей просто послушать такие передачи. И тут новости хорошие. Я уже писал, что здесь нужен гетеродин и смесительный детектор. Если вы состряпаете достаточно стабильный гетеродин (а читатели канала уже представляют себе, как это сделать), то дальнейшее уже просто.
Начнем с того, как это сделать в супергетеродинном приемнике. При этом необязательно собирать этот приемник самим - можно наделить способностью принимать SSB обычный вещательный приемник. В свое время автор так доработал "Мелодию-стерео", захватывавшую 40-метровый любительский диапазон. Потом еще "передвинул" 75-метровый вещательный диапазон приемника на любительский 80 метров, получил позывной коротковолновика-наблюдателя и завоевал на этом аппарате два десятка радиолюбительских дипломов разных областей и республик СССР.
Во многих случаях дополнительный второй гетеродин можно даже... не подключать к приемнику! Наводок будет достаточно. У автора поначалу к нему было только подведено питание, а выходной провод сунут в экран последнего каскада усилителя промежуточной частоты без подключения. Важно только точно его настроить.
Суть в следующем. В общем-то даже обычному примитивному АМ детектору вся эта лабуда с двумя боковыми полосами тоже не особо нужна. Ему бы только заиметь в дополнение к одной боковой еще и несущую. Вот второй гетеродин ее и имитирует. В радиолюбительском эфире принято, что в диапазонах 160, 80 и 40 метров (1,9; 3,6; 7,1 МГц соответственно) используется нижняя боковая полоса, а в более высокочастотных - верхняя. Теперь понятно, что для приема верхней боковой полосы частоту гетеродина нужно ставить в районе нижней границы полосы пропускания тракта ПЧ, а для приема нижней - на верхнем скате характеристики. Сначала точно настройтесь приемником на какую-нибудь обычную вещательную АМ-станцию и найдите такую настройку второго гетеродина, где наиболее громко слышится вой от биений между его сигналом и несущей радиостанции. А потом осторожно отгоните сигнал гетеродина в нужную сторону до некоторого снижения его громкости.
Только учтите, что во многих приемниках делается так называемое "преобразование сверху" - когда частота его первого гетеродина выше частоты сигнала. В этом случае верхняя и нижняя боковые полосы меняются местами. Если на ваш приемник есть схема, то это будет видно по тому, что в контурах гетеродина емкости конденсатора соответствующего диапазона будут меньше, чем емкости входного контура.
А как сделать смесительный детектор для приемника прямого преобразования? Ведь там фокус с наводками будет работать не очень хорошо. Да и в солидном супергетеродине тоже стоит сделать хороший, стабильный в работе детектор.
Одну из схем вы уже видели выше. Она и детектирует, и подавляет нерабочую боковую полосу. Но если диапазон не слишком загружен, то нам не особо помешает то, что смесительный детектор будет принимать сразу по обеим полосам. Зато такой детектор будет куда как проще. Вот несколько схем.
Паяйте, детки! Вот только обычно не говорится о том, что их работа зависит от напряжения гетеродина. При малом напряжении падает чувствительность, а при слишком большом такой детектор тоже не столько детектирует, сколько просто пропускает без изменений ВЧ сигнал. А регулировать это напряжение, отматывая или доматывая витки катушки связи гетеродина (почему-то здесь не принято ставить подстроечный резистор) не очень-то удобно. К тому же такие детекторы изрядно нагружают контур гетеродина, уменьшая его добротность и стабильность частоты (если не ставить буферный каскад). Однако если у вас нет ничего, кроме самых ширпотребовских деталей, то можно делать и такие.
Но автору лично больше нравится схема, приведенная ниже. Никакой настройки она не требует. Может использоваться в формирователях SSB передатчиков по комбинированному методу. Работает при частоте гетеродина, равной рабочей, но на прием переварит и вдвое меньшую.
Основой схемы является полевой транзистор VT4. Это - фантастическая деталь, собравшая по большей части именно достоинства ламп и полупроводников. Она миниатюрна и экономична, как транзистор, но в то же время, подобно лампам, обладает высоким входным сопротивлением, малыми искажениями и повышенной радиационной стойкостью. А еще в этой схеме она демонстрирует свою удивительную возможность работать вообще без подключения постоянного напряжения питания, в качестве управляемого сопротивления сток-исток, меняющего свою величину в зависимости от напряжения между затвором и истоком.
На данном рисунке показан детектор в супергетеродинном приемнике, но схема может работать и в приемниках прямого преобразования. Только в этом случае стоит уменьшить гигантское сопротивление R12 с 1,6 мегаома до нескольких сотен килоом. Входной ВЧ сигнал подается на контур L4, С17 с катушкой связи L5, но это может быть и ненастраиваемый ВЧ трансформатор без конденсатора. Схема гетеродина, понятно, может быть и другой. На схеме указан советский полевой транзистор типа КП303, но более современный КП307 будет работать еще лучше. Можно подобрать и какие-нибудь импортные транзисторы, поиск по словам "полевой транзистор с управляющим p-n переходом".