Амплітудно-частотна характеристика (АЧХ) тракту модулятора і демодулятора - мабуть, найважливіше в модуляції
Ви коли ні будь замислювалися, чому мовні станції (FM 88-108МГц) звучать на мовний приймач чисто, без "бурмотіння" і голос диктора розбірливий і чому Сі-Бі станції часто бубонять і голоси людей не завжди розбірливі?
Здивуєтеся, але взагалі то все просто.
Справа не в тому, що якісь особливі мовні FM передавачі і приймачі, справа в простому:
АЧХ низькочастотного тракту мовного FM передавача обратна АЧХ низькочастотного тракту мовного приймача - ось і вся магія.
Поясню наочно.
АЧХ НЧ тракту передавача:
АЧХ НЧ тракту приймача:
Звичайно все умовно, але сенс передає, а сенс простий:
в передавачі піднімаються по рівню високі частоти рівно настільки, на скільки в приймачі придушуються.
Мудрі люди довго вели різні натурні випробування і підтверджували їх розрахунками і в підсумку прийшли до висновку, що найкраща АЧХ, це підйом високих частот в НЧ тракті передавача 12дБ на октаву, а в приймачі ослаблення 12дБ на октаву.
Простіше кажучи: з підвищенням частоти в 2 рази рівень повинен збільшуватися в 3,98 рази, тобто якщо на частоті 440Гц на виході модулятора рівень сигналу 1 вольт, то на частоті 880Гц він повинен бути майже 4 вольта (3,98 вольта).
На щастя для конструкторів сформувати таку АЧХ вкрай просто, звичайної RC ланцюжком, відповідно, для передавача:
При АЧХ з підйомом / спадом 12дБ на октаву досягається найкраще співвідношення сигнал / шум.
Причина проста: інтенсивність шуму в приймальному тракті з підвищенням частоти звуку зростає, відповідно якщо верхні частоти в передавачі підняти, а в приймачі придушити, то шуму суб'єктивно буде менше в сигналі.
Ця прописна істина відома з середини минулого століття, написана в підручниках для конструкторів електронної апаратури, але вперті китайці, корейці, французи, американці і багато інших, продовжують клепати Сі-Бі апаратуру і зв'язну апаратуру, де в приймальному тракті хоч і дотримується (плюс мінус близько того) АЧХ зі спадом 12дБ / октава, а в передавальних трактах панує знущання і вакханалія (найчастіше зроблений не то що підйом високих частот, а відвертий зріз високих частот і підйом низьких). Тут я говорю не про якісь уоки-токі за 200 рублів на 1 транзисторі, а про таких апаратах як Yaesu FT-857 не кажучи вже про Megajet MJ-3031M або Yosan Stealth 5.
Формувати АЧХ треба до обмежувача
Обмежувач, особливо НЧ (два діода) насичує спектр сигналу гармоніками. Саме з цього після обмежувача і ставитися ФНЧ з частотою зрізу 3-5 кГц, який ці гармоніки відрізає, не пропускає їх до модулятору.
Рішення просте - потрібно допускати до обмежувача якомога менше низьких частот з рівнем, на якому настає обмеження.
Тобто потрібно створити всі умови, щоб гармоніки низьких частот не з'являлися.
Простіше кажучи - до обмежувача в сигналі потрібно "зарізати" низькі частоти.
Ті гармоніки, які в обмежувачі з'являться від високих частот (шиплячі і свистячі звуки) не страшні, їх зріже ФНЧ, який стоїть після обмежувача і вони не дійдуть до модулятора.
Про модернізацію ЧС тракту "сібішек", коли "лізуть" в ланцюзі ФНЧ, який, після обмежувача (зазвичай публікують такі варварства на ci-bi.ru)
НЕ РОБІТЬ ТАК.
Думаю, читач вже сам здогадався, що після обмежувача можна тільки припустити більше шкідливих сигналів в модулятор, а зменшити ефект маскування корисних сигналів шкідливими вже неможливо (гармоніки низьких частот вже з'явилися в обмежувачі, вже наклалися поверх корисних частот, вже склалися з корисними і безнадійно спотворили їх форму).
Про "коробочки" модуляції
Не рідко можна чути так звану "коробочки" модуляцію - голос звучить так, ніби з пластмасової коробочки.
Від частини це тому, що мікрофон дійсно вловлює звуки відбиваються від стінок маленької пластмасової коробочки в яку він поміщений.
Будь-яка коробочка з мікрофоном або повинна бути заповнена звукопоглинальним матеріалом (поролон, пінопласт) або мікрофон повинен бути встановлений так, що б звуки голосу оператора ніколи не потрапляли в коробочку і з коробочки в мікрофон.
Краще і те й інше - в коробочці звуковбирний матеріал, а мікрофон притиснутий до лицьовій панелі коробочки без щілин і безпосередньо перед ним отвір для звуку.
Друга частина "коробкової модуляції" - це помилково спроектований тракт посилення сигналу мікрофона.
Якщо спочатку сильно зрізати високі частоти, а потім підняти їх, то ми отримаємо класичну коробочну модуляцію.
На схемі, номінали в ланцюгах створюють "коробочки" модуляцію можуть виглядати, наприклад, так:
Ще гірша справа, коли схема має вигляд:
Тобто спочатку було зрізано майже повністю високі частоти, потім сигнал був посилений, частково насичений гармоніками низьких частот і високочастотними шумами підсилювача, а потім в ньому були підняті високі частоти.
Для розуміння, що сталося: для частоти 6000Гц конденсатор ємністю 0,1мкф має опір всього лише 260 Ом, відповідно спільно з резистором на 47кОм сигнали цієї частоти послаблюються в 180 разів!
Звичайно, якщо не "злити" ВЧ сигнал на "землю" то в амплітудної модуляції і SSB передавач може увійти в самозбудження, тобто по входу все ж необхідно обмежувати смугу, зрізати високі частоти, але робити це потрібно не більше ніж це дійсно необхідно.
Наведу приклад з номіналами:
Для частоти навіть 1МГц конденсатор на 4,7нф має опір близько 33 Ом, і спільно з резистором на 470 Ом послаблює цей сигнал в 14 разів, а для частоти 6000Гц опір цього конденсатора 5600 Ом і він практично не впливає на ці частоти.
Для частот порядку 27 МГц на місці конденсатора на 4,7нф було б цілком достатньо поставити конденсатор на 1НФ (1000пф), а для частот 433МГц там би цілком вистачило і ємності 300пф і навіть менше.
Що б зменшити ВЧ шуми самого підсилювача А1 розумно задати йому частотозавісімую ланцюг зворотного зв'язку, наприклад:
На цій схемі таку роль виконує конденсатор ємністю 22пф, його опір на частоті 15000Гц близько 480 кОм, опір резистора визначає коефіцієнт посилення 470кОм. Тобто на частоті 15000Гц загальне посилення падає майже в 2 рази.
Якщо ж в цій схемі встановити замість 22пф конденсатор на 150пф або тим більше 300 пф, а замість конденсатора на 68нф конденсатор на 0,47мкф і сигнал подати на обмежувач, то ми отримаємо класичну "бубонить" модуляцію з коробочним призвуком.
Як типовий приклад, як зробити все погано - частина схеми Megajet MJ-600:
Про тлі та інших наводках на мікрофонні дроти
Власне, що б не було фону, однієї лише екранування мікрофонного дроти не завжди достатньо. Тим більше, якщо немає можливості цієї екранування (наприклад, поруч з мікрофонними проводами прокладені проводи, по яким процесор радіостанції опитує кнопки з якоїсь частотою).
Що б не було наведень досить дотримуватися просте умова: мікрофонний вхід повинен бути низькоомним.
Наприклад, електретний мікрофон має вихідний опір порядку 1. 3 кОм, динамічний і того нижче 100. 600 Ом.
Поставте по входу мікрофонного підсилювача резистор на 600 Ом і цього буде цілком достатньо, що б назавжди позбутися від наведень!
Чи не паралельно мікрофону, а саме паралельно входу мікрофонного підсилювача!
На схемі це буде виглядати так:
Чому це працює?
З простої причини - тіло оператора з освітлювальними проводами (джерелом фону) пов'язано опором не менше ніж 1000000Ом, та й дроти в джгуті пов'язані ємністю, еквівалентний опір якої на звукових частотах не суттєво менше зазначеної, отже, для фону і наведень 600 Ом по входу це дільник в 1600 разів, а для сигналу мікрофона, навіть якщо він електретний, це дільник лише в 1.6 рази.
Для прикладу, як і потрібно робити, привожу частина схеми (мікрофонний вхід) апарату Vertex FTL-7011:
Так більш того, перед цим входом, там, ще й сигнал мікрофона проходить через дросель невеликий індуктивності, який практично не чинить опору звукових частот і є величезним опором для радіочастот.