37MK – LABORATORNÍ CVIČENÍ
3. KOMUNIKAČNÍ PŘIJÍMAČ
3. KOMUNIKAČNÍ PŘIJÍMAČ Cíl měření: 1) Seznamte se s funkcemi a ovládáním přehledového komunikačního přijímače. 2) Poslechněte si jaký má vliv nastavení různých druhů analogových provozů (modulací) a šířek pásma mezifrekvenčních filtrů na srozumitelnost a jakost přenosu. 3) Zaposlouchejte se do rádiového provozu na různých kmitočtových pásmech. 4) Zaměřte se na podstatu systému digitálního rozhlasového vysílání DRM a jeho příjem. Přístrojové vybavení Komunikační přijímač AOR AR 5000 Přehledová anténa Diamond (25 – 1300 MHz) Drátová anténa (100 kHz – 30 MHz) PC se software DreaM K bodu 1) K seznámení a poslechu vám předkládáme komunikační přijímač japonské firmy AOR. Jedná se o heterodynní přijímač s trojím směšováním. Blokové schéma je na obr. 2 a technické parametry jsou v tab. 1 až 3. Tento přijímač slouží jak profesionálnímu tak radioamatérskému sledování analogového rádiového provozu na vlnových rozsazích 10 kHz - 2600 MHz s nejrůznějšími druhy provozu (FM, AM, SSB – modulace s jedním postranním pásmem, CW – použití v telegrafii). Každé rádiové pásmo vyžaduje jiné antény, proto je přístroj vybaven více vstupy pro pohodlnou záměnu antén bez přepojování. Každý druh rádiového provozu může vyžadovat jinou šířku pásma, přijímač tedy disponuje bankou nastavitelných MF filtrů (viz tab. 3). V běžné činnosti se pro vyrovnání úrovně zpracovávaných signálů v přijímačích užívá funkce pro automatické nastavení zisku AGC. Nastavení komunikačního přijímače Hlasitost:
otočný prvek AF GAIN
Přepínání MF filtrů (šířky přijímaného pásma): FUNC – IF BW (tlačítko (3)) Výběr modulace:
tlačítko (MODE)
Výběr antény:
FUNC – ANT (tlačítko (ATT))
AGC:
FUNC – AGC (tlačítko (STEP))
RF GAIN:
FUNC – RF GAIN
Nastavení zisku:
RF GAIN nastaven na OFF (na displeji nesvítí N-SQL) můžeme zisk ovládat manuálně, ovládání slouží otočný prvek SQELCH.
Při běžném příjmu se nastavení AGC a RF GAIN nechávají v poloze ON. V tomto případě funguje umlčovač šumu s nastavitelnou úrovní – SQUELCH a na displeji svítí N-SQL.
1
37MK – LABORATORNÍ CVIČENÍ
3. KOMUNIKAČNÍ PŘIJÍMAČ
Na pracovišti je k dispozici podrobný návod k přijímači. K bodu 2) Na přijímači si nalaďte libovolnou rozhlasovou stanici v pásmu VKV-FM 87,5 – 108 MHz. Přepínejte si různé modulace a s nastaveným MF filtrem 110 kHz si poslechněte zkreslení způsobené použitím nesprávného detektoru. Poté si s nastavenou modulací FM poslechněte, jak zní signál s různými šířkami pásem MF filtrů. Určete optimální filtr pro kvalitní poslech. Srovnejte jeho velikost s Carsonovým vztahem pro šířku pásma. Obdobně můžete otestovat například AM vysílání na Středních vlnách (např. ČRo 2 na 639 kHz) nebo některý kmitočet používaný profesionálními službami – většinou FM. K bodu 3) Poslechněte si: •
zvukový doprovod televizního vysílání – FM kmitočty viz http://www.dx.cz/modules.php?name=News&file=article&sid=188
• • • • •
profesionální provoz v pásmu VHF – záchranku, Taxi, Dopravní podnik a další - FM letecký provoz – AM NMT – 1. generace mobilních sítí – signalizační a hovorový kanál digitální provozy – úzkopásmové – GSM 900 a 1800 MHz digitální provozy – širokopásmové – např. CDMA 450, Wi-Fi
Konkrétní kmitočty Vám budou k dispozici na pracovišti. K bodu 4) Informace o systému DRM: http://www.radiotv.cz/text/text.phtml/3175/drm---budoucnost-zahranicniho-rozhlasoveho-vysilani http://www.drm.org
Příjem DRM je realizován prostřednictvím zvukové karty přijímače a vhodného software. Do PC je tedy nutné dovést signál v rozmezí 0 – 24 kHz (vzorkovací kmitočet většiny zvukových karet je 48 kHz). K získání takového signálu je nejlepší odebrat z komunikačního přijímače signál na mezifrekvenčním kmitočtu a vysměšovat jej do požadované oblasti. Další, mírně suboptimální možností je použítí vlastností demodulátoru SSB (analogové modulace s jedním postranním pásmem a potlačenou nosnou). Při demodulaci vzniká zázněj o kmitočtu, který odpovídá rozdílu nosného kmitočtu přijímaného signálu a kmitočtu naladěném na přijímači. Tento způsob nyní použijeme. K propojení přijímače a zvukové karty stačí pouze propojit nízkofrekvenční výstup za detektorem přijímače a PC. Na přijímači je pak třeba nastavit modulaci USB (Upper Side Band) a zvolit mezifrekvenční filtr 110 kHz. Dle aktuálního přehledu DRM vysílačů je pak možné navolit na přijímači požadovaný kmitočet a podle spektra nf signálu zobrazeném v programu DreaM doladit kmitočet přijímače tak, aby bylo celé spektrum kanálu DRM v rozsahu kmitočtů zvukové karty. Různé stanice mohou používat různé modulace nosných kmitočtů OFDM a různou úroveň protichybové ochrany. Některé stanice vysílají i stereofonně. Ukázky vysílání: http://radio.feld.cvut.cz/personal/mikulak/DRM/
2
37MK – LABORATORNÍ CVIČENÍ
pásmo (MHz) 33,025 - 34,975 39,9375 - 40,2125 44,025 - 45,975 67,500 - 70,500 70,500 - 72,9875 73,025 - 74,150 74,175 - 74,775 75,225 - 76,925 76,975 - 78,225 79,500 - 79,700 79,725 - 81,700 81,725 - 82,000 82,025 - 82,300 82,450 - 82,650 82,750 - 83,825 83,825 - 83,975 83,990 - 87,490 108,000 118,000 121,500 121,600 122,000 123,100 123,150 123,700 129,700 130,900 132,000
vstupní kmitočet převaděče krok modulace (MHz) (kHz)
druh provozu
uživatelé
25,0 25,0 25,0 12,5 12,5 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 20,0
NFM NFM NFM NFM NFM NFM NFM NFM NFM NFM NFM NFM NFM NFM NFM NFM NFM
simplex duplex simplex simpl+přev převaděč simplex simplex simplex simplex simplex simplex simplex simplex simplex převaděč simplex simplex
Různí (pásmo se už příliš nevyužívá) CT 0 Bezdrátové telefony Zemědělci,Vodárny,Taxi a další Údržba dálnic, taxi a další Údržba dálnic, taxi a další Silnice,Plynárny,Zemědělci a další Zdravotnictví PČR (pásmo bude postupně opuštěno) Zemědělci a různí Různí PČR (pásmo bude postupně opuštěno) Různí Energetika Městská doprava Zdravotnictví a různé Různí Různí
25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0
AM AM AM AM AM AM AM AM AM AM AM
simplex simplex simplex simplex simplex simplex simplex simplex simplex simplex simplex
Letecká radionavigace-majáky Letecké pásmo Letecký nouzový kmitočet Let.pásmo, provoz po ploše Let.pásmo, národní příděl+sportovní Letecký pátrací a záchranný kmitočet Let.pásmo, národní příděl Let.pásmo, řízení dolní sektor Let.pásmo, národní příděl Let.pásmo, řízení dolní sektor Let.pásmo, řízení horní sektor
-10,0 -10,0 -10,0 různý -10,0
12,5 12,5 25,0 25,0 12,5 25,0 25,0 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 25,0 25,0 25,0 25,0 20,0 20,0 20,0 20,0 25,0 20,0
simplex převaděč simplex simplex převaděč simplex převaděč převaděč převaděč simplex simplex převaděč simplex duplex simplex převaděč simplex převaděč převaděč převaděč převaděč převaděč
-45,0 -45,0 -45,0
25,0 25,0 25,0
NFM NFM NFM NFM NFM NFM NFM NFM NFM NFM NFM NFM AM NFM NFM NFM NFM NFM NFM NFM NFM NFM FM NFM NFM NFM
Radioamatéři, pásmo 2 metry Radioamatéři, pásmo 2 metry ČD ČD Různí a říční plavba ČD Říční plavba Různí Hasiči, záchranná sl. a další Hasiči Měst.doprava, měst.policie a další Hasiči Let.pásmo vojenské VAM směrové spoje Radioamatéři pásmo 70 cm Radioamatéři pásmo 70 cm Bezp.služby,Měst.policie a další Energetika,Bezp.služby a další Eurotel (analogový systém NMT) Trunky (vícekanálové převaděče) ČD (v klidu nosná a tón) Plynárny,Energetika a další bezdrátová sluchátka Bezdrátové telefony nehomologované Bezdrátové telefony CT1 Bezdrátové telefony
-8,9
-3,0
-4,5
- 117,975 - 121,475 - 121,975 - 123,050 -
123,675 129,675 130,875 131,975 137,000
145,200 - 145,5875 145,600 - 145,7875 150,050 - 150,975 152,950 - 153,550 155,525 - 157,425 157,450 - 158,375 161,500 - 162,025 165,525 - 166,9875 167,050 - 168,450 169,000 - 169,350 169,775 - 170,450 173,675 - 173,925 235,000 - 400,000 420,000 - 425,000 433,400 - 433,575 438,650 - 439,425 448,010 - 449,990 460,010 - 461,310 461,330 - 465,730 465,750 - 467,370 467,400 - 468,450 468,470 - 469,990 864,000 - 868,000 904,0125 - 904,9875 930,0125 - 931,9875 959,0125 -959,9875
3. KOMUNIKAČNÍ PŘIJÍMAČ
-0,6
-4,5 -4,6 -4,5 -4,5
různý -10,0 -7,6
duplex duplex duplex
3
37MK – LABORATORNÍ CVIČENÍ
3. KOMUNIKAČNÍ PŘIJÍMAČ
Výše uvedený přehled kmitočtových rozmezí profesionálních služeb připravil Pavel Langer OK1XPL, člen Československého DX klubu (www.dx.cz). Na těchto stránkách naleznete mnoho informací o rádiovém příjmu v různých kmitočtových pásmech. Tab. 1: Technické parametry AR5000 Frequency range
10 kHz ~ 2600 MHz (minimum accepted frequency input 5 kHz)
Tuning
NCO 1Hz ~ 999.999999 kHz
Modes
AM, FM, USB, LSB & CW
I.F frequencies
1st I.F. 622.0 MHz, 2nd I.F. 10.7 MHz, 3rd I.F. 455 kHz
Standard fitted filters
3 kHz, 6 kHz, 15 kHz, 30 kHz, 110 kHz & 220 kHz (provision for 500 Hz option)
Memory channels
1000 (100 ch. x 10 banks)
Search banks
20 banks
Memory scan speed
25 channels per second in standard mode, 45 channels per second (max) in Cyber Scan
Search speed
25 increments per second in standard mode, 45 increments per second (with step size of 100 kHz or less) in Cyber Search
PASS frequencies
2100 total (21 banks x 100 ch. inc VFO)
Priority
1 channel
I.F. output
10.7 MHz with maximum ± 5 MHz bandwidth
External reference
10.0 MHz
Mute
Phono/RCA socket CMOS input pull-up to 5 V @ 100 kOHMS
Operating temp.
0 ° to
Aerial input
50 OHM unbalanced N-TYPE & SO239
Audio output (13.5V)
1.7 WATT into 8 OHMS @ 10 % THD
Size
217(W) x 100(H) x 260(D) mm approx. excluding projection
Weight
3.5 kg
CPU 8bit
ROM 32 768 Byte, RAM 1 024 Byte
EEPROM
131 072 byte (1M Bit)
50° C
Tab. 2: Citlivosti přijímače AR5000 udané výrobcem (hodnoty v µV ) Receive frequency 10kHz - 40kHz 40kHz -100kHz 100kHz – 2MHz 2 MHz – 40MHz 40MHz – 1,000MHz 1,000MHz – 2.6GHz
10 dB S/N AM 6 kHz 63.00 4.46 2.23 1.25 0.63 0.63
12 dB SINAD SSB/CW 3 kHz 17.70 1.25 0.40 0.40 0.30 0.30
4
12 dB SINAD FM 15 kHz 0.56 0.40 0.36
12 dB SINAD FM 220 kHz 1.58 1.25 0.89
37MK – LABORATORNÍ CVIČENÍ
3. KOMUNIKAČNÍ PŘIJÍMAČ
Tab. 3: Hodnoty šířky pásma MF filtrů přijímače AR5000 udané výrobcem Filter kHz 0.5 3 6 15 30 110 220
Total noise bandtwidth kHz/dB 0.5 -3 2.4 -6 9 -6 15 -6 30 -6 140 -3 260 -3
5
Total skirt bandtwidth kHz/dB 2.0 -60 4.5 -60 20 -50 30 -50 70 -50 350 -20 520 -20
37MK – LABORATORNÍ CVIČENÍ
3. KOMUNIKAČNÍ PŘIJÍMAČ
Obr.1: Blokové schéma komunikačního přijímače AOR AR 5000
6
