Ну, вот и получены доказательства того, что эта тема действительно полезна тем, кто не намерен отдавать своей законной свободы получения и распространения информации - канал подвергся скоординированной атаке кремлетроллей. Только их подвела поспешность - "разгромные" комментарии с трех аккаунтов за каких-то полтора часа. "Совпадение? - Не думаю"(С) Еще бы им понравилось, что люди смогут обзавестись дальнобойным приемником, насколько возможно несложным в наладке, которому пофиг на любые блокировки. Да еще и собрать его в основном из деталей, применяемых ВЕЗДЕ. Так что программирование цифрового рубля на то, что электронные компоненты смогут приобретать только зарегистрированные мастера, тоже будет бесполезно. Так что мы продолжим заниматься делом.
Надеюсь, данная статья будет интересна и полезна не только "радиолюбительской части" читателей канала. Не знаю, как сейчас, но в советское время некоторые начальные сведения о распространении радиоволн входили в школьную программу по физике. И читателям было бы интересно приложить эти сведения практически к радиоприемнику - нашему или даже обычному ширпотребовскому вещательному. Тем более, что многие современные люди, знающие только "радиостанции" в Интернете (которые могут быть легко отключены или заблокированы), не владеют навыками настоящего радиоприема. Так пройдемся же по всем диапазонам, которые есть или могут быть введены в наш приемник.
Общий принцип простой: чем выше частота (короче волна), тем выше максимальная дальность, тем лучше дневное прохождение, но и тем менее стабильными оно становится. Низкие частоты (более длинные волны) могут похвастаться лучшим ночным прохождением.
Длинные волны подобны постоянному магнитному полю. Хотите, чтобы электромагнит притягивал железку с большего расстояния - качайте в него большую мощность и ничто другое на эту его способность не повлияет. Но уже начиная со средних волн физика нашей планеты и ее атмосферы привносят в радиосвязь немало нового...
Итак, средние волны (СВ). Днем они подобны длинным - стабильное прохождение на несколько сотен километров, зависящее только от мощности передатчика и размеров его антенны - проводов в десятки, а то и сотни метров длиной, подвешенных на высоких мачтах. Однако уже ночью, в связи с уменьшением ионизации некоторых слоев ионосферы дальность заметно возрастает.
160-метровый любительский диапазон. 1,9 МГц Находится в близком соседстве с СВ, так что подобен ему по свойствам. Однако, у радиолюбителей нет подобных гигантских антенн, да и разрешенная им мощность невелика. Так что днем дальность ничтожна, и в это время никто там не работает. К тому же, автор уже писал, что для сколько-нибудь эффективной передачи нужна антенна не короче четверти длины волны. Так что хотя бы провод на столб или соседнюю многоэтажку длиной в 39 метров плюс заземление - вынь да положь.
Но все не так плохо. Да, диапазон, пожалуй, самый недальнобойный. Но тем не менее на 39-метровую "веревку" и средненькую аппаратуру ночью вполне возможно одолеть около 1000 км. К тому же, диапазон разрешен любителям 4-й категории, не знающим морзянку. Так что народа там немало.
80-метровый любительский диапазон. 3,6 МГц. Днем на нем прохождение только ближнее - 100-150 км. Потому-то в выходные по утрам областные радиоклубы проводят там свои "круглые столы" для радиолюбителей области - даже если уже полностью рассвело, связь на такие расстояния все равно будет. Но по-настоящему он оживает только вечером и ночью. На 20-метровой длины антенну и весьма среднюю аппаратуру можно проводить связи на 2000 км, а то и больше.
75-метровый вещательный диапазон. 4 МГц. Подобен предыдущему. Но 2-3 тысячи км, да еще только в темное время суток как-то не особо вдохновляют службы, стремящиеся вещать на дальнюю заграницу. В советское время диапазон был востребован для охвата радиовещанием удаленных районов Крайнего Севера, Сибири, Дальнего Востока, а сейчас он пуст. Потому-то автор вообще не планировал его вводить в наш приемник.
49-метровый вещательный диапазон. 6,1 МГц. Свойства радиоволн такой длины уже постепенно меняются. Этому диапазону не только глубокая ночь, но и утро, и вечер вполне годятся. Так, по будням в 7.30 утра в европейской части России можно неплохо слышать передатчики из Прибалтики, транслирующие передачи японской NHK, несмотря на то, что большую часть года в это время у нас уже светло. Ночью же возможна еще большая дальность.
40-метровый любительский диапазон. 7,1 МГц, частично совпадающий с 41-м вещательным. Утро, день, вечер для него - самое рабочее время. Свободная связь на тысячу, а то и полторы километров. Ночью ближнее прохождение пропадает, но можно слышать очень удаленные станции. Да и резонансная длина антенны ему требуется всего 10 метров. Поймать слабые любительские станции издалека может оказаться не так просто, но вот с вещательными проблем ночью никаких не будет.
30-метровый вещательный диапазон. 9,7 МГц. Когда-то автор с удовольствие слушал на нем по вечерам французское радио RFI (не знаю, есть ли оно там сейчас). А потом поблизости еще и радиолюбителям работать разрешили. Правда, только морзянкой, да и не все этот диапазон освоили. Так что автор не без сожаления отказался от введения этого диапазона в базовый вариант нашего приемника. Но вы вполне можете отдать этому диапазону одно из положений переключателя - технических препятствий к этому нет никаких.
25-метровый вещательный диапазон. 11,9 МГц. Ближнего прохождения - практически никакого, разве что только если станция прямо в вашем городе. Но максимальная дальность неплоха, хотя прохождение непредсказуемо.
20-метровый любительский диапазон. 14,2 МГц. Один из лучших для дальних связей. При хорошей аппаратуре и антенне возможна связь со всем земным шаром. Причем днем она, пожалуй, даже лучше и надежнее.
19 (15,5 МГц) и 16-метровый(17,7 МГц) вещательные диапазоны. Тоже подобны по свойствам 20-метровому - могут обеспечить высокую дальность даже в дневное время. Однако прохождение на них нестабильно.
15-метровый любительский диапазон. 21,2 МГц. Один из самых дальнобойных. Ближнего прохождения почти никакого (кроме совсем уж прямой видимости), но где-то с 2000 км - пожалуйста. Однако, чтобы отразить сигнал такой частоты обратно к земле, ионосфере частенько даже днем не хватает ионизации, и он уходит в космос. Поэтому лучшие условия на этом диапазоне бывают в годы высокой солнечной активности. Но при капризах солнечной погоды все становится настолько глухо, что первая мысль: "Что у меня с приемником?"
Участок около 10 метров - 27-30 МГц. Интереснейшее место! Во-первых здесь есть CB-диапазон (civil band) для радиостанций, которые используют водители-дальнобойщики и прочие граждане. (не путать с русским обозанчением СВ - средние волны). Частота 27,14 МГц в этом участке отведена специально для детских радиопереговорных устройств - "уоки-токи". И мы со временем её используем! (Правда на совсем другой аппаратуре) Частота 27,12 МГц - для радиоуправляемых игрушек. Частоты 28,0 - 28,2 МГц используются для радиоуправления более солидными моделями. Кроме того, здесь уже начинается 10-метровый любительский диапазон. Довольно интересный и популярный, правда дальнее прохождение на нем требует особых условий. Стремясь хоть как-то выцарапать ионизацию, способную вернуть сигнал к земле, радиолюбители цепляются за всё: и за солнечную активность, и даже за ионизацию, возникающую во время пролета метеоров мощных метеорных потоков. Но можно и "не ждать милостей от природы". Начиная с 70-х годов радиолюбители массово используют созданные ими... радиолюбительские спутники связи! Во избежание самовозбуждения такого ретранслятора прием и передача ведутся на разных частотах. Самый популярный стандарт таков - на спутник сигнал забрасывается уже в 2-метровом УКВ-диапазоне 144 МГц, а на со спутника переизлучается в 10-метровом диапазоне с определенным сдвигом по частоте. Вы отличите сигнал со спутника без труда - вследствие быстрого движения спутника и эффекта Допплера его частота постоянно меняется до нескольких килогерц.
Однако, по правде говоря, вы уже наверное заметили, что построение нашего приемника - одно преобразование частоты с низкой промежуточной частотой, мало пригодно для приема на частотах в 15 МГц и выше. Все же при желании мы сможем наладить прием и в этих диапазонах на наш приемник, собрав к нему дополнительный блок - конвертер, преобразующий частоты этих диапазонов в другой диапазон, хорошо принимаемый нашим приемником.
А вот с приемом в более низкочастотных диапазонах в нашем приемнике проблем нет. Помните, автор обещал вам 80-метровый любительский диапазон с его "круглыми столами"? Записывайте данные:
Катушка гетеродинного контура - 20 витков с отводом от 6,5 витков. Параллельно ей подключается коденсатор в 330 пф. Настраивать в среднем положении КПЕ на 4,1 Мгц.
Входной фильтр - контурные катушки - по 33 витка, конденсаторы по 150 пф. Конденсатор связи между контурами - 15 пф, катушка связи с антенной содержит 10 витков.
Впрочем, вы и сами сможете настроить приемник на любой желаемый диапазон. Автор уже описывал, как можно перерасчитывать колебательные контура. Давайте разберем это на следующем практическом примере: у вас уже есть данные на 80-метровый диапазон. Допустим, вы хотите как-нибудь по-простому пересчитать их, чтобы принимать 160-метровый.
Начнем с гетеродина. 80-метровый диапазон простирается от 3,5 до 3,8 Мгц, соответственно частота гетеродина (помните, у нас на низкочастотных диапазонах преобразование сверху) должна быть где-то от 4 до 4,3 МГц. (средняя 4,1) Растяжка на том диапазоне у нас уже была в самый раз. Максимальная частота диапазона перестройки гетеродина отличается от минимальной на 7,5%. А что на 160-метровом? Он был выделен радиолюбителям несколько позже остальных, так в разных странах его границы несколько отличаются. В общем, нам там надо бы принимать диапазон не меньше 1,8 - 2 Мгц. Частоты гетеродина 2,3 - 2,5 МГц (средняя 2,4). Отличие получается 8,7%. Пожалуй, тут уже надо бы ослабить растяжку, чтобы получить более широкое перекрытие. Частоты невысокие, настройка все равно будет плавной и удобной. Так что примем емкость растягивающего конденсатора, подключенного к контуру гетеродина, пониже - 270 пф.
Какова же у нас будет емкость контура в середине диапазона? КПЕ емкостью от 12 до 495 пф у нас включен последовательно с растягивающим конденсатором С502 емкостью 100 пф. Вспоминаем школьные формулы последовательного соединения конденсаторов и получаем перестройку от 11 до 83 пф. Средняя - около 47 пф. Прибавляем емкость монтажа около 7 пф и получаем, что средняя емкость на 80 метрах - 384 пф, а на 160 - 324 пф.
Итак, наша средняя частота должна стать ниже 2,4 МГц/4,1МГц=0,585 от исходной. Но у нас емкость получилась даже ниже - соотношение 384пф/324пф=1,185. Правда, частота колебательного контура пропорциональна корню квадратному емкости. Так что, если бы мы оставили катушку такой же, то частота увеличилась бы только в 1,089 раза. А нам ее надо сделать в 0,585 от исходной! Поскольку частота контура приблизительно обратно пропорциональна числу витков катушки, то делим одно на другое и получаем, что это число витков надо увеличить в 1,089/0,585=1,86 раза. Умножив на 20 витков катушки гетеродина 80-метрового диапазона, получаем, что катушка 160-метрового диапазона должна иметь 37 витков. Положение отвода не особо критично - лишь бы была устойчивая генерация. В других диапазонах мы его делали где-то от трети витков, значит и здесь сделаем так же - от 12,5 витков.
С контурами входного фильтра все куда проще - они же ведь у нас неподвижные. Не надо думать ни о каких растяжках и перестройках. Итак, нам нужно просто пересчитать контур со средней частоты диапазона 3,6 МГц на среднюю частоту в 1,9 МГц. То есть, частота должна стать 0,528 от исходной. Раз у нас частота ниже почти вдвое, то емкость контура надо значительно увеличить. На 80-м у нас было 150 пф (где-то 157 с емкостью монтажа), а здесь... ну, давайте примем те же 270 пф. (по факту будет около 277) 157пф/277пф=0,567. Извлекаем квадратный корень и получаем, что новая частота контура будет 0,753 от исходной. А надо 0,528! Значит, всё правильно - контур на более низкочастотный диапазон должен содержать еще и большее число витков катушки. 0,753/0,528= в 1,426 раза больше. На 80 метрах у нас было 33 витка, а здесь надо 47 витков. На таких низких частотах обычно переходят на более тонкий обмоточный провод. Возьмем где-то около 0,15 мм. Катушка связи у нас также около трети витков контурной, так что примем для начала 16 витков. Если у вас хватит дотошности и терпения, то после полной наладки приемника вы можете попробовать подобрать количество витков катушки связи по максимуму сигнала именно с той антенной, с которой вы и намерены работать. Это относится ко всем диапазонам. Ввиду сильно разных характеристик разных антенн попытки заранее это рассчитать более точно не имеют смысла. Да и разница в числе витков процентов в 20 не даст особых различий.
Итак, для любительского диапазона 160 метров нужна гетеродинная катушка в 37 витков провода диаметром около 0,23 мм с отводом от 12,5 витков с параллельно поключенным конденсатором в 270 пф.
Катушки входных фильтров 47 витков провода 0,15 мм, катушка связи с антенной - 16 витков. Емкость контурных конденсаторов - 270 пф, емкость конденсатора связи 27 пф. Думаю, попадание будет достаточно точным и при достаточно длинной антенне и заземлении ночью вы что-нибудь поймаете.
P.S. Эти расчеты проверил практически. Всё работает, только емкости конденсаторов входного фильтра лучше взять 300 или 330 пф. А то наилучшая настройка получается при подстроечнике катушек, вкрученном до упора.
А вот контур гетеродина, хоть он и работал правильно, я счел за лучшее изменить для обеспечения новых возможностей. Подробнее - в следующей статье.
