РУКОВОДСТВО ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ РАДИОВЕЩАТЕЛЕЙ

ЧМ-ПЕРЕДАТЧИКИ

Передатчики состоят из нескольких отдельных элементов. Некоторые из них используются и для ЧМ и для АМ (средневолнового) вещания, но чтобы избежать путаницы, мы начнем с описания устройства тех передатчиков, которые предн азначены для ЧМ.

Блок электропитания получает электроэнергию от внешнего источника (обычно, от магистральной линии) и трансформирует ее в ток нужной силы и напряжения для пит ания различных цепей передатчика.

ЧМ-генератор несущей частоты получает ток от блока электропитания, заставляет его колебаться на высокой - радио! - частоте, а затем комбинирует его с аудиосигналом, посылаемым из студии. Если студийный сигнал предназначен для стереовещания, генератор обычно производит также "полярную" модуляцию или модуляцию на основе "пилот-сигнала". Поскольку генератор генерирует радиочастоты, он может также, как говорилось выше, функционировать сам по себе как передатчик низкой мощности. Выходная мощность типичного генератора - 5-30 ватт.

Рис. 20.
Главные элементы ЧМ-передатчика.

Стереофоническое вещание требует очень точной настройки контура генератора и повышенного внимания к процессу модуляции. (Модуляция - это процесс наложения транслируемого сигнала на несущую частоту.) Преобразование двух звуковых каналов в один составной аудиосигнал, который приемник способен разделить снова на два отдельных звуковых канала, хотя уже и не новость, но все еще поражает воображение.

В большинстве радиотрансляций уровень верхней части диапазона звуковых частот слабее, чем уровень нижней части спектра. Инженеры обратили внимание, что благодаря этому наведенные радиошумы просачиваются в ЧМ-приемники ближе к границам частотной полосы передачи. Чтобы заблокировать часть этих шумов, многие ЧМ-станции усиливают интенсивность сигнала верхней части спектра. Это называется "предыскажение". Сигнал затем снова выравнивается в приемниках, оборудованных схемами, компенсирующими предыскажения¹.

Предыскажение часто производится в передатчике после того, как сформирован составной стереосигнал. Компенсация предыскажения в приемнике для наилучшего результата должна зеркально отражать этот процесс. Важным параметром процесса является так называемая постояная времени. В странах-членах ОИРТ постоянная времени предыскажения равна 75 микросекундам, как и в Северной Америке. Однако в Англии и некоторых других странах ее величина - 50 микросекунд. Не каждый радиослушатель заметит разницу, но все таки, если вы покупаете передатчик с предыскажением, постоянная времени должна соответствовать величине, предусмотренной в радиоприемниках ваших слушателей: 75 микросекунд. (Некоторые передатчики оборудованы переключателями, позволяющими вам выбирать величину постоянной времени.) В любом случае, предыскажение не является жизненно важным для трансляции, хотя и улучшает до некоторой степени качество принимаемого звучания.

При усилении до нужного уровня сигнал пропускается передатчиком через один или больше выходных каскадов. Каждый каскад усиления обычно добавляет от 5 до 20 дБ к выходной мощности сигнала, а также увеличивает габариты передатчика. До недавнего времени наивысший уровень усиления мог генерироваться только электронными лампами. Однако, транзисторная технология быстро развивается, и в настоящее время налажен выпуск мощных передатчиков без электронных ламп. Их преимущества в том, что они меньше перегреваются, более надежны и выносливы, более эффективны, и проще в производстве (а значит, дешевле).

На выходе последнего каскада усиления составной сигнал пропускается через фильтр нижних частот (ФНЧ), чтобы убрать энергию, которая может вызвать помехи за пределами отведенного станции канала. Направленный ответвитель или измеритель коэффициента стоячей волны по напряжению² соединяют передатчик с фидером антенны. Эти приборы измеряют мощность, поступающую на антенну, и степень отражения мощности назад на передатчик (отражение в линии передачи). Если отражение чересчур велико, это может повредить последний выходной каскад. Измеритель КСВ позволяет оператору следить за уровнем отражения. Направленный ответвитель - это автоматическое устройство, понижающее выходную мощность передатчика прежде, чем отражение достигнет опасного уровня.

Передатчик оснащен и другими органами регулировки. Само собой, в их число входит выключатель, верньеры и кнопки для регулировки контуров, а также - на более мощных моделях - устройство задания последовательности, которое уменьшает скачки напряжения при включении и выключении передатчика.

По данным проведенного в 1989 году опроса, в Западной Европе вели трансляцию около 20.000 передатчиков. Только у примерно 7.500 были лицензии. Из 12.500 нелицензированных передатчиков, около 4.500 находились в Италии, где с 1976 по 1990 год не было закона о радиовещании. Кроме того, много нелицензированных передатчиков работает в Португалии, Испании, Нидерландах и Ирландии³. Эти передатчики по большей части собраны самостоятельно. На следующих страницах мы приводим схемы нескольких передатчиков малой мощности. Поскольку от работы передатчика зависит огромная доля успеха станции, его самостоятельная сборка - очень ответственное дело. Если в вашей команде нет человека с соответствующим опытом, вам лучше подумать о других возможностях.

Самостоятельно собранный передатчик, разумеется, обойдется вам дешевле, чем купленный. Но новые передатчики продаются с гарантией, так что технические неполадки на начальной стадии их эксплуатации обычно устраняются изготовителями бесплатно. Кроме того, их конструкция уже была опробована в работе. Недостатки конструкции были обнаружены и исправлены. В конце книги мы приводим список некоторых производителей передатчиков малой мощности для европейского рынка.

Схема десятиваттного передатчика, приведенная на следующей странице, принадлежит к числу разработаных по заказу ЮНЕСКО для использования в развивающихся странах. Изначальная идея заключалась в том, чтобы поставлять начинающим радиостанциям комплект для сборки передатчика, включающий элементы конструкции, которые трудно приобрести, оставляя на ответственности сборщика приобретение недостающих частей. Таким образом, стоимость передатчика сводилась к минимуму. Передатчики с выходной мощностью до 120 ватт были сконструированы, чтобы работать в жестких условиях и обслуживаться неквалифицированным персоналом, не имеющим в своем распоряжении сложной тестирующей аппаратуры.

В последнее время ЮНЕСКО изменила свой подход, и вместо комплектов поставляет уже готовые собранные передатчики, но все еще гораздо дешевле, чем коммерческие фирмы (за 1.500 3.000 долларов). Поэтому мы приводим схему, разработанную Мартином Аллардом, больше в целях описания, чем для того, чтобы вы пользовались ей при сборке. За дальнейшей информацией обращайтесь к Mallard Noncepts Ltd., 13 Southdown Ave., Brixham, Devon TQ5 0AP, England; тел. 44-8045-6756. Факс 44-8045-2839.

Как мы уже упоминали, в Италии почти 15 лет не было закона о радиовещании. При отсутствии законодательства, местные станции развязали войну за наибольшую мощность передатчика, о которой говорилось в главе "Мощность, высота и дальность приема". Станциям приходилось постоянно увеличивать мощность своих передатчиков, чтобы держать свою полосу и заглушать растущий уровень помех. В результате, насколько нам известно, у многих итальянских радиостанций все еще имеются передатчики, которые они сменили на более мощные, но оказались не в состоянии продать, поскольку другие станции тоже нуждались в более мощной аппаратуре.

Рис. 21.
Передатчик ЧМ мощностью 10 ватт.

В настоящее время положения наконец принятого в Италии закона о радиовещании, похоже, вынудят многие станции прекратить работу, приведя в результате к дополнительному избытку бывших в употреблении передатчиков⁴. Поэтому всем, заинтересованным в оборудовании маломощной станции ЧМ-вещания, стоит поискать возможность приобрести передатчик в Италии. Для начала следует связаться с CoRaLLo - ассоциацией местных радиостанций (c/o Franco Mugerli, Piazza della Liberta 13, 00192 Roma RM, Italy) или с какой-либо другой итальянской ассоциацией радиовещателей (см. "Список организаций региональных радиовещателей в Западной Европе и Северной Америке" в конце книги).

Рис. 22.
Схема тестирующих приборов для подготовки ЧМ-передатчика к трансляции.

Рис. 22. Линейный усилитель ЧМ до уровня 55 ватт. Эта схема предназначена для усиления входного сигнала мощностью 4 ватт до уровня примерно 55 ватт на выходе в верхнем диапазоне полосы ЧМ-вещания. Требуемое питание - от +12 до +14 вольт на 6 ампер. Усиление производится мощным транзистором модели SD-1278 фирмы Thomson; схему можно также приспособить для транзистора фирмы Motorola модели MRF-238.

Список элементов:

ЕМКОСТИ:		L1	дуга медного провода диаметром 15 мм
CV1, CV2 CV3, CV4 C1 C2	40 pF, подстроечный, фольга 60 pF, подстроечный, керамика 10 pF 27 pF
C4-6	100 pF
C7-8	56 pF	L2	медный лист толщиной 5 мм
C9-14	10 pF
C15-17	470 pF
C18	1 N
C19 47 (F - 25 V	L3	петля медного провода толщиной 1 мм, диаметром 10 мм
H1	15 витков медного провода диаметром 0,3 мм на резисторе 47 ом/1 ватт	L4	4 витка провода диаметром 1 мм, диаметр витка 7 мм, расстояние между витками 1 мм
H2	ферритовая шайба с 6 отверстиями	L5	3 витка провода толщиной 1 мм, диаметр витка 5 мм, расстояние между витками 2 мм

Например, при выражении потерь в децибелах:

дБ = 20*lg*(Z1 + Z2 + Z3)/(Z1 + Z2),

где Z1 = импеданс линии на выходе студии
Z2 = импеданс линии на входе передатчика
Z3 = сопротивление провода в омах на километр.

Очевидно, что чем ниже сопротивление провода, тем меньше потери в мощности сигнала.
¹ Предыскажение используется также некоторыми средневолновыми станциями. На этой полосе частот уменьшение шума благодаря предыскажению еще заметнее.
² Называемый также измерителем коэффициента стоячей волны (КСВ), поскольку коэффициенты по напряжению и току одинаковы. Идеальный КСВ равен 1,0, но в принципе приемлемо любое значение меньше 2,0.
КСВ = (Vo + Vr)/(Vo - Vr), где Vo = напряжение, поступающее на антенну
Vr = отраженное напряжение от антенны
³ Данные из статьи Leif Lonsmann "The FM-Explosion: A Guided Tour Through the Radio Landscape of Europe", представленной на конференции European Institute for the Media's Conference on Small-Scale Radio (Manchester, England) 19 января 1990 г., стр.1. ⁴ По данным Кеннета Доноу, из 4500 итальянских станций, которые вели вещание в 1990 году, не больше 1800 смогут получить лицензию. (Kenneth Donow, The European Media Mosaic, National Association of Broadcasters, Washington, DC USA, в печати, стр. 15.)