ÚVOD

Jako každoročně, i letos v  květnu a srpnu se připravujeme na setkání příznivců vysílání v pásmu CB v Holicích. V loňském roce jsme na jarním setkání v areálu kempu v Horním Jelení a letním setkání v Holicích předváděli nad rámec standardního programu i technologii příjmu signálů v kmitočtovém pásmu, kde vysílají meteorologické satelity.  Kromě klasiky, která již byla velmi rozsáhle popsána Ivanem OK1MOW ve Výzvě na kanále,  8,11,12/2004,  byla k vidění v provozu i technologie příjmu nejmodernějšího satelitu METEOSAT-8 (Meteosat Second Generation (MSG), který vysílá přes převáděč – televizní satelit Hot Bird-6 a je zpoplatněn. V průběhu letošních setkání bude k vidění opět vše jako  v loňském roce, ale také praktické ukázky technologie příjmu ke které mají všichni uživatelé CB blízko. Seznámíte se s jednoduchým doplňkem běžné CB stanice, s konvertorem, jež převádí kmitočty 137.50 MHz a 137,62 MHz, na kterých vysílají na Zemi ze vzdálenosti 850 km meteorologické satelity NOAA, na kmitočty jednotlivých kanálů CB pásma. Jen předřazením konvertoru a po malé úpravě CB stanice je dosaženo vysoce kvalitního příjmu obrázků, srovnatelného s výsledky, kterých dosáhneme jen na speciálních přijímačích pro pásmo 137MHz.

Obr. 2 - meteorologický satelit NOAA na oběžné dráze kolem Země

Popis úspěšného pokusu o prodloužení morální životnosti staršího CB transceiveru o několik let (jen jeho přijímačové části)  byl poprve obsahem publikace v časopisu Praktická elektronika č. 3/2004 (str. 16-20). Publikace popisuje jednoduchý a levný způsob jak si opatřit kvalitní přijímač signálů z meteorologických satelitů, který spočívá v nenáročné úpravě přijímací části CB a doplnění o jednoduchý konvertor a anténu Turnstile. 

Jak jsem již kdesi napsal - jistě si mnozí z vás vzpomenou na fejeton Jana Nerudy „ Kam s ní “,  jež popisuje patálie  se starou slámou, kterou bylo potřeba každoročně po novém naplnění slamníku do postele, nějak zlikvidovat.  Ani dnes nejsme ušetřeni rozhodování jak naložit s tím nebo oním předmětem denní potřeby ve chvíli, kdy nám fyzicky nebo hlavně morálně zastaral. Ne jinak je tomu například s předměty našeho hobby: transceivery CB, které byly nahrazeny novými modely nebo u některých malověrných jedinců dokonce mobilními telefony.

Obr. 3 - Konvertor, jež převádí kmitočty 137.50 MHz a 137,62 MHz, na kterých vysílají na Zemi ze vzdálenosti 850 km meteorologické satelity NOAA, na kmitočty jednotlivých kanálů CB pásma (prototyp).

Při diskusích na pásmu se dotazovala  řada majitelů odložené CB stanice  na tutéž otázku – zdali by bylo možné pouze předřadit před CB stanici konvertor a vyhnout se jakémukoliv zásahu do CB stanice. Ano, příjem „meteo“ signálů na CB stanici bez úprav je možný, ale s určitým omezením. Kvalita „meteo“ obrázků je však mírně zhoršena. Je to způsobeno  základní vlastností CB stanice –  schopností přijímat signály jednotlivých kanálů selektivně, pouze v úzkém pásmu. Prvkem, určujícím selektivitu přijímače v CB stanici je krystalový nebo keramický filtr v mezifrekvenčním zesilovači. Jeho šířka pásma propustnosti pro CB signály bývá 10 kHz, avšak pro velmi jakostní příjem „meteo“ snímků vyžadujeme pásmo propustnosti nejméně 30 kHz.  Výsledkem toho je snímek s menším množstvím detailů v obraze.

Obr. 4 - Obraz, který přijímala CB stanice před úpravou - filtr 10kHz (zřetelně je patrné menší množství detailů v obraze)

Obr. 5 - Obraz, který přijímala CB stanice po úpravě - filtr 30kHz (detailů výrazně přibylo - program v PC pak přidá barvu)

Nyní se můžeme rozhodnout, zdali CB stanici ponecháme bez úprav a spokojíme se s méně „čitelným“ obrazem, nebo provedeme drobné úpravy.

POPIS PŘESTAVBY CB

Podmínkou úspěšné přestavby CB stanice je fungující přijímačová část transceiveru na některém z 25 kanálů uvedených v tabulce, kterou si můžete prohlédnout zde:>>>

Běžná CB zařízení pracují v kmitočtovém pásmu 27 MHz s frekvenční modulaci, šířkou pásma propustnosti 1. mezifrekvenčního zesilovače 10,7MHz/280kHz a druhého MF 455kHz/6-10kHz. Jednotlivé transceivery se mohou v detailech lišit, například kmitočtem první mezifrekvence a šířkou pásma propustnosti prvního a druhého mezifrekvenčního zesilovače.

Pro přestavbu jsem zvolil svou starší, ale plně funkční stanici Albrecht AR-4200 (obr. 1), s první mezifrekvenci na 10,7MHz (šířka 280kHz) a druhou na 455kHz (šířka 6 kHz). Schéma zapojení a obraz rozložení součástek na tištěném spoji jsem získal na Internetu, na známém ruském serveru „Krasnodar“, kde lze nalézt zapojení snad všech CB zařízení.  Ze schématu bylo patrné, že úprava bude spočívat pouze ve výměně původního keramického filtru 455HT o šířce 6 kHz za jiný se šířkou pásma propustnosti 30 kHz v druhém mezifrekvenčním zesilovači a přidáním jednoho rezistoru v obvodu demodulátoru. 

Obr. 6 - Situace před vyjmutím filtru z CB stanice

Po odstranění horního i dolního plechového krytu CB-TRXu (obr. 6) byl na desce tištěného spoje vyhledán keramický filtr 455 kHz.  Ve stanici Alberecht AR4200 se skrýval pod důkladným plechovým stínicím krytem, který byl pečlivě připájen v několika bodech na sadu laděných obvodů.  Nejdříve bylo nutné lokalizovat polohu filtru na horní straně tištěného spoje, abychom snadněji nalezli  jeho vývody na protilehlé straně DPS, v nepřehledné změti pájecích bodů. Odstranění cínu z pěti vývodů filtru bylo za pomocí licny (solder remover) velice snadné. V nouzi vystačíme i s běžnou vakuovou odsávačkou. Pozor však, abychom při opakovaných pokusech o odstranění pájky nespálili lepidlo mezi měděnou fólii a laminátovým nosičem spoje.  Pokud je ve stanici použitý filtr v provedení SMD, má 3 vývody po obvodu  a pouhým nahřátím pájkou jej snadno sloupneme z desky .

Obr. 7 - Situace po vyjmutí filtru z CB stanice

Původní keramický filtr opatrně vyjmeme (může se nám ještě hodit při případném návratu upraveného zařízení do původní funkce) z desky (obr. 7 a na jeho místo zasuneme keramický filtr 455 kHz se šířkou pásma propustnosti 30 kHz.  Lze použít libovolný typ, který se nám podaří opatřit například v inzerci nebo v aukci na eBay.  Já jsem vyzkoušel dvě varianty: nejprve keramický filtr muRata CFW455B a pak muRata SFGCG455-BX-TC v provedení SMD (obr. 8).  Oba typy filtrů mohu doporučit.

Obr. 8 - Situace na spodní straně tištěného spoje CB stanice, SMD filtr 455kHz/30kHz před připájením

V některých luxusnějších variantách CB-TRXu použil výrobce úzký krystalový filtr a to již i v první mezifrekvenici. Pokud pracuje na kmitočtu 21MHz nastává problém s jeho výměnou za typ se šířkou 30 kHz. Filtry jsou běžně vyráběny, avšak cenově méně dostupné.  Přítel, který byl postaven před uvedený problém, tuto nesnáz vyřešil trochu „netechnicky“  a  po vyjmutí původního filtru překlenul signálovou cestu kondenzátorem 1nF.  Zařízení mu kupodivu pracuje bez problémů.  Pokud naleznete na pozici prvního filtru s kmitočtem 10,7 MHz v úzkém provedení, nahradíte jej běžným keramickým filtrem pro rozhlasové přijímače se šířkou 150 – 280 kHz.

Za filtrem 455 kHz je signál zpravidla zesilován v integrovaném obvodu, který obsahuje omezovač s výstupem na kvadraturní detektor s rezonančním LC obvodem. V CB-TRXu Albrecht AR-4200 byl použit japonský obvod KIA7130, který je vyráběn v mnoha variantách (například uPC1028H, LA1150, KA2245 a BA403) právě pro použití v technice CB.  Nás budou zajímat pouze jeho vývody 5 a 6, na které je připojen LC obvod detektoru.  Pro nezkreslenou demodulaci je nezbytné, aby měla lineární charakteristika demodulátoru šířku nejméně 40kHz, proto byl připájen paralelně k LC obvodu demodulátoru tlumicí rezistor o hodnotě 27 - 56 kiloohmů. Větší zatlumení nám však přinese demodulovaný nízkofrekvenční signál o menší amplitudě.  Optimální hodnota je 39 kiloohmů.

To je vše.

Nyní vrátíme na své místo vše, co jsme cestou za nalezením keramického filtru odstranili a vodiče nebo kryty pečlivě připájíme na původní místa. Po zasunutí DPS do plechové skříně jsou práce na úpravách CB-TRXu u konce a můžeme přejít k dalšímu kroku - ke stavbě konvertoru, která je rovněž popsána dále.

POPIS ZAPOJENÍ KONVERTORU 137MHZ-CB

Dalším úkolem bude převedení signálu o kmitočtu 137,50 (nebo 137,62) MHz do pásma CB 27 MHz. K tomu si zakoupíme nebo sestavíme jednoduchý konvertor.

Obr. 9 KONVERTOR 137MHz-CB sestavený ze stavebnice EMGO

Nejprve však několik stručných slov pro zájemce, kteří se s příjmem informací z meteo-satelitů ještě nesetkali.

Obrazová informace je ze satelitů NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) na pozemské přijímače přenášena vysílači na kmitočtu 137,10 (NOAA 18), 137,50 (NOAA 12 a 15) a na kmitočtu 137,62 MHz (NOAA 17) s frekvenční modulací systémem WEFAX/APT, rádiovým signálem s kruhovou pravotočivou polarizací.  WEFAX je velmi starý, ale kupodivu stále užívaný systém pro přenos černobílých analogových snímků standardním audiokanálem. Pracuje se (sub-)nosnou 2400 Hz, která je amplitudově modulována video signálem. Minimum modulace (černá) není nula, ale asi 5 %, bílá potom 87 %. Barevnost snímků je generována dekódovacím programem v osobním počítači. Protože přijímaný obraz nemá definovaný začátek ani konec, program v PC doplňuje do pásu snímku i zeměpisné údaje  (zeměpisnou síť a hranice jednotlivých států, alternativně i měst a označí grafickým symbolem dokonce i místo vašeho bydliště).

Na nízkofrekvenčním výstupu přijímače získáme tón o kmitočtu 2400 Hz, který je amplitudově modulován obrazovou informací. Proto jej přivedeme na vstup LINE (nebo MIC) zvukové karty v osobním počítači a vhodný dekódovací program (například WX-SAT,  JVComm32 nebo WXTOIMG, jej jich celá řada) provede demodulaci a sestavení obrazu do čitelné podoby.  Nemusíme se obávat – počítač vše zařídí za nás. Dekódovací program skládá za sebou v intervalu 0,5 sekundy jednotlivé dvojice řádků obrazu v kanále A a B podle synchronizačních impulsů obsažených v APT signálu -  (tabulka 2).

Tabulka 2 - "APT FRAME FORMAT NOAA"

Po stručném úvodu můžeme přikročit k popisu funkce konvertoru, který signály z pásma 137 MHz převede na vstupní kmitočty, „stravitelné“ CB-TRXem.  Pro nedostatek prostoru se zde nebudeme zabývat podrobným popisem stavby. Jednak lze konvertor přímo zakoupit , nebo si samostatně prostudovat stavební návod na uvedené www adrese.

Technické parametry konvertoru:

Základem kvalitního příjmu jakéhokoliv rádiového signálu je dobrá anténa. Pro náš účel zvolíme ze dvou vhodných typů (Turnstile, nebo QFHA). Nelze přijímat na CB anténu, která je asi 5x větších rozměrů nebo jakoukoliv jinou náhražku. Antény Turnstile nebo QFHA přijímají signál s pravotočivou kruhovou polarizací, což je nezbytná podmínka pro dosažení dobré kvality obrazu. Blokové schéma zapojení konvertoru je uvedeno zde:>>>

Signál z anténního konektoru pro dobré impedanční přizpůsobení přivedeme na kapacitní dělič vstupního laděného obvodu,  jehož „horký“ konec je připojen na vstup VF zesilovače, tvořeného jedním tranzistorem FET. Za zesilovačem následuje dvojitý pásmový filtr, na jehož výstup navazuje aktivní směšovač s osvědčeným integrovaným obvodem SA612. Pásmo propustnosti vstupních laděných obvodů je nastaveno pouze na rozsah přijímaných kmitočtů. V integrované struktuře směšovače SA612 je obsažen i oscilátor, který ve spojení s krystalem na  5. harmonické kmitá na požadovaném ( f _vst. – f _výst. ). Například, když požadujeme příjem na kmitočtu 137.50 MHz, musíme do směšovače přivést signál z oscilátoru s krystalem 22,077MH, který kmitá na 5. harmonické, na kmitočtu 110,385  (22,077x5) a na CB přijímači nastavíme 13. kanál, což je 27,115 MHz. Pro další kmitočty se zorientujeme v tabulce 1. Po směšování je vybrán signál ( f _vst. – f _osc. ) laděným obvodem, na jehož výstupu je PI článek 50 ohmů, který je  také jakousi jednoduchou pojístkou pro případ, že by jste v roztržitosti „zavysílali“ do výstupu konvertoru. Rezistory nejsou dimenzovány pro dlouhodobé zaklíčování koncového stupně CB. Pokud se tak hrubou nedbalostí stane, bude nezbytné spálené rezistory vyměnit za nové. Roztržití uživatelé by možná měli raději preventivně odpojit mikrofon od CB stanice a zabránit tak nechtěnému „zaklíčování vysílače“.  Výstupní laděný obvod konvertoru by to jistě vydržel jenom několik sekund.  

Další popis stavby konvertoru si prosím prostudujte zde: >>>

JAK PŘIPOJIT ANTÉNU KE VSTUPU KONVERTORU …

Jak už bylo uvedeno výše – nemůžeme použít stávající CB anténu, ale musíme si pořídit  jinou, která odpovídá přijímanému kmitočtu. Když zvolíme anténu Turnstile, budeme počítat s většími nároky na prostor okolo, protože jednotlivé zkřížené dipóly reflektoru mají délku asi 100 cm a na nosné tyči, ve vzdálenosti 80cm pod nimi jsou umístěny reflektory přibližně stejných rozměrů nebo síto rozměrů 1x1 metr z kovového pletiva.  Výrobně je anténa velmi jednoduchá a stavbu zvládne každý začátečník. V první fázi pokusů s příjmem si můžeme anténu Turnstile zjednodušit tím, že vypustíme zkřížené tyče v dolní částí antény – reflektory. Důležité je, abychom připojili k anténě koaxiální kabel podle obrázku a zajistili tak příjem s pravotočivou kruhovou polarizací.  Zjednodušenou Turnstile anténu pak snadno zavěsíme i na půdě pod střechou, pokud není kryta kovovými materiály.  Pokud nemáme k dispozici vhodné kovové trubky nebo tyče stavbu antény, můžeme zvolit dřevěnou konstrukci, kde jsou trubky nebo tyče nahrazeny dřevěnými hranoly 20x20mm na níž jsou položeny měděné dráty ze staré domovní elektroinstalace. Kupodivu – nerozeznáte žádnou změnu v kvalitě příjmu – jen neinformovanému pozorovateli se může zdát při pozorování z nepatřičné vzdálenosti, že pokusy s „dřevenou“ anténou má na svědomí Jára Cimrman, který si u vás pronajal prostor ke svým dalším pokusům.  Svod koaxiálním kabelem ke vstupu konvertoru nemůže mít libovolnou délku. Na trase dochází k zeslabování signálu a při vzdálenosti nad 10 metrů doporučujeme zařadit mezi anténu a anténní svod (co nejblíže k anténě) jednoduchý předzesilovač s jedním tranzistorem. Mezi koaxiálními kabely jsou velké rozdíly v útlumu signálu (ve srovnávacích tabulkách se  uvádí útlum na délce 100m) a proto použijeme pokud možno vždy ten nejlepší. Například kabel RG58 je svými vlastnostmi na dolní hranici použitelnosti a zvolíme jej pouze v případě, kdy máme anténu umístěnou od konvertoru  „na dosah ruky“. Na konec koaxiálního kabelu připevníme co nejpečlivěji konektor, kterým kabel spojíme se vstupem konvertoru. Výstup konvertoru propojíme krátkým koaxiálním kabelem se vstupním anténním konektorem CB stanice.  Zde na kvalitě kabelu tolik nezáleží, protože již pracujeme v kmitočtovém pásmu 5x nižším, než na vstupu konvertoru. Anténa QFH je také velmi rozšířena pro svůj elegantní vzhled a relativně malé rozměry, ale výsledky srovnávacích testu nepřinesly důkaz výrazně lepších  parametrů, ve srovnání s Turnstile. QFH anténa je však nezastupitelná při provozu na lodi, jachtě – zkrátka, může se v průběhu příjmu rozhoupat aniž to ovlivní kvalitu příjmu.  Velmi podrobný popis stavby již byl na našich stránkách publikován a lze si ji prohlédnout i zde: http://www.ok2pya.wz.cz/qfh/

JAK PŘIPOJIT NF VÝSTUP PŘIJÍMAČE K OSOBNÍMU POČÍTAČI

Po demodulaci signálu přijímačem CB-TRXu obdržíme na nízkofrekvenčním výstupu amplitudově modulovaný tón 2400Hz, který je pak možné zpracovat několika způsoby. WEFAX/APT signál byl v minulých létech zpracováván na starších počítačích bez zvukové karty za podpory programu JVFAX 7.1a. (v prostředí operačního systému Microsoft MS-DOS 3.0-6.22). Kdo má zájem do důsledku naplnit odkaz Jana Nerudy, může si prostudovat na internetu kapitolu EASY INTERFACE ve stavebním návodu. Je tam popsán jednoduchý postup, který spočívá v převodu amplitudové modulace na modulaci frekvenční. Takto upravený signál je přiveden do sériového portu osobního počítače. Díky zanedbatelným cenám starších osobních počítačů se nám tak nabízí možnost sestavit soupravu přijímače a dekodéru s minimálními finančními náklady a provozovat příjem meteoobrázků v nepřetržitém režimu.

Dnes nám však „rychlé“ počítače s dostatečně velkou operační pamětí umožní používat nejnovější programové vybavení. Demodulovaný signál 2400 Hz je přiváděn z NF výstupu LINE_SB přijímače přímo do vstupu zvukové karty osobního počítače. 

Připojení výstupu přijímače CB ke vstupu zvukové karty počítače je velmi snadné. Z konektoru pro sluchátka nebo reproduktor CB-TRXu propojíme stíněným NF kabelem nízkofrekvenční signál na konektor LINE IN nebo alternativně i do mikrofonního vstupu zvukové karty.  Byl vyzkoušen běžný NF kabel délky až 20 metrů, bez pozorovatelného vlivu na jakost obrazu.  Mezi vstup LINE IN počítače a přívodní kabel NF signálu můžeme zařadit potenciometr o hodnotě například 10 kiloohmů a nastavit takovou úroveň, se kterou si bezchybně poradí jakákoliv zvuková karta. Dekódování je znemožněno, když je signál příliš slabý (obraz je tmavý) a naopak – když je signál s příliš velkou amplitudou (obraz je světlý). Spíše nastává situace, že NF výstup z CB TRXu nám dává příliš vysoké napětí a proto jej musíme zeslabit.  Potenciometr zařazujeme vždy na konec kabelu a nikoliv na jeho začátek.

PROGRAMY PRO DEKÓDOVÁNÍ SIGNÁLŮ

Dekódování snímků osobním počítačem podporuje řada moderních programů,  z nichž jsem vyzkoušel demo verze programů WX-SAT, JVComm 32 a  WXtoIMG. Nakonec jsem ponechal v počítači program WXtoIMG, který ve všech parametrech předčí svou konkurenci. Musím konstatovat, že jsem našel větší zalíbení v programu WXtoIMG, který je spíše specializovaný pro příjem APT a do obrazu vkládá velmi přesně mapu kraje, nad nímž aktuálně satelit snímá obraz. Také není zanedbatelné, že ve své základní verzi poskytuje většinu požadovaných funkcí zdarma.

Pokud budete programem nadšeni, jistě snadno přispějete autorovi z Nového Zealandu  80 euro a obdržíte od něj licenci na provozování profi verze a také dvoubarevné brýle ke stereoskopickému pozorování dekódovaného obrazu. Program WXtoIMG je  ke stažení zde: http://www.wxtoimg.com

Všechny uvedené dekódovací programy mohou, jak je běžné, pracovat na pozadí jiných spuštěných programů v PC a umožňují zároveň zpracovávat přijaté obrázky (prohlížet, provádět výřezy, zasílat e-mailem přátelům apod.).

ZÁVĚR

Popsaná úprava odložené CB stanice a případná stavba konvertoru je určena pro začínající radioamatéry, kteří zpravidla neoplývají množstvím měřicích přístrojů a velkými zkušenostmi z VF techniky. Konvertor lze použít i pro  jiná kmitočtová pásma, po malé modifikaci -  jenom změnou vlastností pásmového filtru na vstupu a změnou harmonického krystalu v oscilátoru. Další informace (například o aktuálních cenách stavebnice konvertoru, nebo hotového nastaveného výrobku) si vyžádejte u autora tohoto příspěvku na adrese EMGO, ing. Miroslav Gola, Areál VÚHŽ a.s. 240, 739 51 Dobrá, nebo na tel. 602 720 424, e-mail: emgo@vuhz.cz, nebo si vyhledejte na Internetu na adrese http://www.emgola.cz/ . 

Kde objednat:

• Ing. Miroslav Gola - EMGO

• Areál VÚHŽ a.s. č. 240

• CZ-73801 Frýdek - Místek

• e-mail: emgo@vuhz.cz

• Telefon: (nejlépe SMS) +420 602 720 424

Každá objednávka vám bude individuálně potvrzena  a dohodnut termín dodání.  Bylo by škoda, kdyby se zásilka vrátila zpět a vy jste se nemohli včas připravit na účast ve workshopu.