|
Одной из основных характеристик любительского трансивера, с точки зрения
создания минимальных помех в эфире, является линейность его передающего
тракта. Для оценки линейности формирователя и усилителя SSB сигнала
можно использовать метод испытания двумя тонами. Принцип проверки
состоит в том, что при смешивании двух сигналов в нелинейном устройстве
возникают комбинационные составляющие спектра, наиболее опасными и легко
обнаруживаемыми являются составляющие третьего порядка. Для частот
двухтонального генератора F1 и F2 эти составляющие равны 2F1–F2 и
2F2-F1. Если воспользоваться SDR приемником, то составляющие третьего
порядка можно обнаружить и измерить их величину.
Несколько лет назад, когда наиболее популярен в любительском эфире был
режим PSK, я делал
Измеритель IMD PSK на Arduino.
Прибор неплохо себя зарекомендовал, пользоваться им было удобно, т.к. в
программах для работы PSK предусматривался режим формирования тестового
двухтонового сигнала.
Сейчас, когда наиболее популярен режим FT8, требования к линейности
передатчика не такие жесткие. Тем не менее контролировать качество
своего сигнала нужно даже при использовании качественного фирменного
трансивера. Двухтоновый сигнал легко сформировать в компьютере, есть
также много on-line ресурсов с формированием звуковых сигналов. Однако
такой способ не очень удобен, т.к. требует дополнительных
"телодвижений" – запуск программы, перестройка режима звуковой
карты... Поэтому для оценки качества сигналов, формируемых моими новыми
Home-Made трансиверами
Radioberry и
С преобразованием вверх
я решил собрать автономный генератор двухтонального сигнала.
Первое, что пришло в голову – использовать микросхему тонального
номеронабирателя от стационарных телефонов. С описанием такого прибора
можно ознакомиться в журнале «Радио», №8 за 2005г. Вроде бы
все хорошо, но стационарные телефоны сейчас большая редкость, поэтому
микросхемы генераторов DTMF для них очень дорогие и дефицитные.
Второй вариант – использовать для генерации двухтонового сигнала
микроконтроллер. Такая конструкция на AVR описана в AppNote AVR314 от
Atmel, версия программы, модифицированная для работы с Arduino, свободно
доступна по адресу:
https://github.com/KC7MMI/AVR314-DTMF-Generator-for-Arduino.
К сожалению, качество сигнала, формируемого таким способом не
очень хорошее. Форма сигнала красивая, но уровень побочных составляющих
даже при использовании ФНЧ 5-го порядка на ОУ не лучше -45dB. В общем-то
этого и следовало ожидать, ведь сигнал кодируется 7 битами, на большее
ATMega328 не способен.
И тут я вспомнил про еще одну свою старую конструкцию –
Плеер на ATtiny85.
Ведь совсем необязательно формировать DTMF сигналы в контроллере, можно
предварительно записать их на SD карту и воспроизводить в плеере. Хотел
начать эксперименты с плеером, но, оказалось, что ничего делать не
нужно, все уже давно придумано и серийно выпускается. На Aliexpress есть
много предложений вот такого MP3 плеера. Называется он у разных
продавцов «DFPlayer» или «Mini MP3 Player».
Параметры такого плеера очень даже неплохие. Поддерживаются форматы MP3
и WAV, все стандартные частоты дискретизации от 8 до 48 КГц, SNR – 85 dB.
Можно записать звуковые файлы на microSD карту объемом до 32 ГБ с
файловой системой FAT16 или FAT32. Плеер может работать автономно, без
внешнего контроллера, хотя и допускает его использование. Более подробно
все параметры, варианты подключения и протокол обмена с контроллером
описаны в Datasheet на плеер, ссылка на который в конце этой странички.
В общем, это готовый генератор любых audio сигналов. Для моих целей нет
необходимости заморачиваться с контроллером, с помощью всего двух
кнопок, подключенных к этой миниатюрной плате, можно выбирать
воспроизводимый трек и регулировать громкость. А больше ничего и не
нужно. Вот такая получилась схема генератора двухтонового сигнала на
основе DFPlayer.
Напряжение питания плеера должно быть в пределах 3,3...5 вольт. Идеально
использовать 3 элемента AAA, а лучше AA. К сожалению, 3 штуки не
поместились в имеющемся у меня корпусе, поэтому я использовал 2 элемента
AAA и вот такой повышающий DC-DC преобразователь. Он очень
малогабаритный и дешевый, стоимость комплекта из двух штук менее 1$,
включая доставку. Какого-либо влияния на качество звука он не оказывает,
по крайней мере я не заметил никаких помех.
DFPlayer имеет как линейный выход, так и выход на динамик. Динамик, в
принципе, необязателен, но он позволяет на слух контролировать сигнал. А
если поднести его к микрофону трансивера, то можно будет использовать
такой тональный сигнал для настройки усилителя мощности. После включения
питания нужно подождать около 1 сек для инициализации плеера, а затем
нажать на одну из кнопок. Начнется воспроизведение audio файла с microSD
карты. В данном случае для управления достаточно двух кнопок,
кратковременное нажатие – переход к следующему/предыдущему треку,
длительное нажатие – уменьшение/увеличение громкости. Динамик для
экономии энергии батареи и сохранения слуха оператора можно отключить.
Номинал R3 подбирается исходя из необходимой максимальной громкости
воспроизведения. Имейте в виду, что при слишком большой громкости
недопустимо возрастет потребляемый ток и DC-DC преобразователь может с
этим не справиться. Светодиод HL1 – индикатор включения, он нужен чтобы
не забыть выключить устройство и не разрядить батарею. Схему в формате
sPlan и чертеж печатной платы в формате Sprint-Layout можно загрузить по
ссылке в конце этой странички. Вид на чертеж платы со стороны монтажа,
при печати нужно ставить галочку «зеркально». Плату я
разместил в корпусе от старого радиоприемника, вот так все это выглядит.
К сожалению, в этом плеере нет памяти и при отключении питания все
настройки сбрасываются. При последующем включении будет установлена
максимальная громкость и воспроизведение начнется со 2-го или последнего
трека, в зависимости от того, какая будет нажата кнопка. После окончания
трека воспроизведение останавливается, для воспроизведения следующего
или предыдущего файла нужно нажать одну из кнопок. Треки воспроизводятся
в том порядке, в каком они были записаны на карту памяти. Сортировки по
имени файла нет, но, чтобы хоть как-то ориентироваться в порядке
воспроизведения файлов, необходимо предварительно на компьютере
переименовать все файлы так, чтобы их имена начинались с 0001, 0002 и
т.д. После 4-х цифр могут следовать любые символы, но расширение должно
быть mp3 или wav. Например, 0001_1000Hz.wav или 0001_900_2100Hz.mp3.
Максимальное количество файлов - 3000. Datasheet говорит, что можно и
больше, но увеличится задержка на поиск файла в системе.
Все подготовленные файлы нужно записать в корневую директорию карты или
в папку с именем «MP3», которая находится в корневой
директории. Необходимо записать все файлы сразу, а если потребуется в
дальнейшем что-то добавить или изменить, нужно будет переписать их все
одновременно, чтобы физический порядок записи точно соответствовал
именам файлов. Допускается также разместить audio файлы внутри папок с
именами 01-99, внутри каждой до 255 файлов с именами 001.wav-255.wav, но
я не вижу в создании дополнительных папок особого смысла. Качество
воспроизводимого сигнала получается несравнимо лучше, чем в генераторе
DTMF на AVR. Уровень побочных составляющих DFPlayer около -80dB, против
-45dB для AVR.
Как создать файлы с DTMF сигналами? Проще и удобнее всего зайти на сайт
вот по этому адресу
https://tomeko.net/online_tools/wave_gen.php?lang=en,
ввести там нужные параметры и через несколько секунд сохранить готовый
WAV файл. Все просто и интуитивно понятно. На этом сайте есть масса и другой
полезной для радиолюбителей информации. Экономить память и конвертировать
WAV в MP3 не вижу необходимости, т.к. карты памяти объемом менее 8 ГБ уже
стали редкостью. На всякий случай я выкладываю несколько созданных DTMF
файлов, ссылка в конце странички. Среди них есть и тестовый PSK файл с
разносом частот 63 Гц.
А вот результат реального испытания двухтональным сигналом моего
HomeMade трансивера Radioberry
Не идеально, конечно. Очевидно, все дело портит усилитель мощности, который
я никак не могу довести до ума...
А это картинка в измерителе IMD PSK на Arduino.
DFPlayer допускает управление воспроизведением с контроллера, но я бы не
рекомендовал пытаться сделать на его основе обычный музыкальный плеер.
Дело в том, что доступа к файловой системе на карте памяти у контроллера
не будет, поэтому навигация будет очень ограничена. Придется
ориентироваться только по номерам файлов, либо создавать базу данных с
номерами и именами файлов, а это усложнит эксплуатацию. Выбор обычных
музыкальных плееров сейчас достаточно велик и нет никакой необходимости
тут что-то изобретать. А вот для музыкальной игрушки, речевого
информатора, говорящих часов и т.п. самоделок этот плеер подойдет
идеально. Существует библиотека Arduino для работы с DFPlayer, скачать
ее можно по адресу:
https://github.com/DFRobot/DFRobotDFPlayerMini.
На всякий случай выкладываю ее и здесь, ссылка ниже. В плеере могут быть
установлены разные версии микросхем, поэтому список команд управления с
контроллера в них может незначительно отличаться. Главное достоинство
этого плеера - высокое качество звука, простота и предельная дешевизна.
Стоит такая плата всего около 1$. И это включая стоимость доставки!
73, Наилучшие пожелания!
© 01.2026г.
|
