2. TELEGRAFIA DALEKOPISOWA - RTTY

2.1. PODSTAWY
Klasyczna emisja
dalekopisowa jest emisją asynchroniczną start-stop. Oznacza to, że każdy ze znaków
poprzedzony jest bitem startu, a jego zakończenie sygnalizowane jest jednym lub większą
liczbą bitów stopu. Synchronizacja strony odbiorczej musi być zapewniona tylko przez czas
trwania znaku, a odstępy między znakami mogą być dowolnie długie. Znaki nadawane są po
kolei bez jakiegokolwiek grupowania w bloki czy dodatkowej informacji zarządzającej
transmisją lub ułatwiającej wykrycie błędów i przekłamań. Brak jest więc jakiegokolwiek
protokółu transmisji.
W kablowej transmisji dalekopisowej poziom jedynki logicznej,
zwany "mark" odpowiadał przepływowi prądu o wartości ok. 20 mA, poziom zera logicznego
("space") - przerwie w obwodzie. Na rozpowszechnionym w technice komputerowej złączu
szeregowym RS-232 sygnał "space" odpowiada napięciu +12V, a sygnał "mark" - -12V.
W przerwie między znakami nadawany jest sygnał "mark", co oznacza, że sygnalizacja
początku znaku musi być dokonana za pomocą sygnału przeciwnego - "space". Po sygnale
startu nadawana jest treść znaku w kolejności od najmłodszego (najmniej znaczącego,
ang. LSB) bitu do najstarszego (najbardziej znaczącego, ang. MSB). Liczba bitów w znaku
zależna jest od przyjętego alfabetu (kodu). W praktyce amatorskiej stosowane są:
- kod Baudota (alfabet telegraficzny nr. 2),
- kod ASCII (alfabet telegraficzny nr. 5).
W pierwszym przypadku długość znaku wynosi pięć bitów, a w drugim
osiem, przy czym ósmy bit może być wykorzystany jako bit parzystości lub mieć wartość
stałą. Na zakończenie nadawany jest sygnał stopu o wartości logicznej "mark" i długości
półtora bitu w kodzie Baudota lub jednego bitu w kodzie ASCII. Ponieważ jest to
transmisja asynchroniczna, długości sygnału stopu należy rozumieć jako długości
minimalne (występujące np. w transmisji uprzednio przygotowanych tekstów lub zbiorów
danych), a rzeczywiste odstępy między znakami mogą być dowolnie długie w zależności
od szybkości pisania na klawiaturze w przypadku prowadzenia dialogu. Dodawanie bitów
startu i stopu zwiększa długość znaków i powoduje zmniejszenie efektywnego wykorzystania
kanału transmisyjnego, jednak zasadniczą zaletą transmisji asynchronicznej jest jej
prostota.
Stosowanymi w praktyce krótkofalarskiej szybkościami transmisji
są 45,45 bit/s (w USA) i 50 bit/s (w Europie i reszcie świata). Dla stosowanej
najczęściej dwutonowej modulacji z przesuwem częstotliwości (FSK) odpowiada to
szybkościom modulacji odpowiednio 45,45 i 50 bodów.
W amatorskich łącznościach RTTY stosowana jest modulacja AFSK,
przy czym wartości "space" odpowiada częstotliwość 1275 Hz, a "mark" - w zależności od
stosowanej dewiacji 1425, 1700 lub 2125 Hz. Dla zmniejszenia wpływu zakłóceń i zaników
selektywnych na falach krótkich stosowany jest odstęp 850 Hz, natomiast w pasmach
UKF - 170 Hz. Stacje komercyjne stosują często odstęp 425 Hz. Dopuszczalny przez
regulaminy radiokomunikacyjne odstęp częstotliwości nie powinien przekraczać
900 Hz.
Dla amatorskich łączności dalekopisowych przewidziane są
następujące podzakresy:
Zakres KF (kHz) | Zakres UKF (MHz) |
3580 - 3620 | 144,500 - 144,990 |
7035 - 7045 | 145,300 |
10140 - 10150 | 431,525 - 432,000 |
14075 - 14099 | 432,500 - 432,800 |
18100 - 18110 | 433,300 |
21080 - 21120 | 433,600 - 434,575 |
24920 - 24930 | 439,125 - 440,000 |
28050 - 28150 | |
Podane granice podzakresów należy traktować jako orientacyjne.
W pasmach UKF przyznane są też dodatkowo kanały dla stacji przekaźnikowych RTTY.
W paśmie 2 m jest to kanał RT2 - 144,640/145,840 (MHz) i kanał skrośny
RT1 - 432,595/144,595 (MHz), a w paśmie 70 cm kanały R66 - 430,950/438,550,
R67 - 430,975/438,575, R68 - 431,000/438,600 i R69 - 431,025/438,625 (MHz).
Kanały R66 - R69 przeznaczone są dla przekaźników multimedialnych tzn. mogą
pracować w nich przekaźniki dalekopisowe, faksymile SSTV itp.
Emisję RTTY w zakresach UKF już prawie całkowicie wyparła
emisja pakiet radio, dlatego też części podanych powyżej podzakresów wykorzystywane
są przez stacje systemu pakiet radio. W podzakresach tych stosowane są także opisane
dalej emisje AMTOR, PACTOR, CLOVER i G-TOR.
2.2. MODEM
Jednym z prostych rozwiązań modemu RTTY może być przedstawiony
tu układ zawierający obwody XR2206 i LM567. Tor odbiorczy modemu dostrojony jest tylko
do jednej z częstotliwości akustycznych. Odbiór jednotonowy odpowiadający odbiorowi
fali kluczowanej amplitudowo, chociaż ma najgorsze charakterystyki szumowe w porównaniu
z innymi metodami kluczowania i daje stosunkowo największe prawdopodobieństwo wystąpienia
błędów odbioru jest jednak rozwiązaniem najprostszym i stosowanym nie tylko przez
krótkofalowców. Jest on w praktyce wystarczający w zakresach UKF, a na falach
krótkich bywa stosowany dla wyeliminowania wpływu zakłóceń lub zaników
selektywnych.
Układ może być skonstruowany i uruchomiony przez przeciętnie
wyposażonego i doświadczonego krótkofalowca. Może on być podłączony do dowolnego
komputera wyposażonego w złącze RS-232 lub do komputera Commodore 64. Wykorzystywane
są jedynie sygnały RXD, TXD i masa, a więc w tej samej kolejności nóżki 2, 3 i 5
na 9-nóżkowym wtyku RS-232 (3, 2 i 7 na wtyku 25-nóżkowym) lub wtyki C + B, M i N
na wejściu "USER PORT" komputera Commodore 64. Ponieważ sygnały na złączu RS-232
mają pojaryzację odwróconą w stosunku do poziomów napięć TTL (jedynce logicznej
odpowiada -12V), w układzie przewidziane są dodatkowe inwertery (obwód scalony 4011).
W przypadku połączenia z komputerem Commodore 64 są one zbędne i mogą być
pominięte.
Obwód scalony XR2206 jest generatorem sygnałów sinusoidalnych,
trójkątnych i prostokątnych pracującym w zakresie do 1 MHz bez potrzeby stosowania
obwodów rezonansowych LC. Jest on wyposażony w wejścia umożliwiające modulację AM,
FM i kluczowanie FSK sygnału wyjściowego. Sygnał wyjściowy wykazuje zniekształcenia
nieliniowe nie przekraczające 2%. Z tych powodów jest on stosowany dość szeroko w
układach modemów i prostych generatorów sygnałowych. Zestrojenie części nadawczej
modemu polega na ustawieniu wartości potencjometrów dołączonych do nóżek 7 i 8, tak
aby uzyskać odpowiednio częstotliwości "mark" i "space" w zależności od poziomu
logicznego sygnału wejściowego FSK na nóżce 9. Część odbiorcza zbudowana jest na
bardzo popularnym układzie pętli synchronizacji fazowej (PLL) wyposażonym w detektor
stanu synchronizacji - LM567. Odbiór tonu leżącego w paśmie przenoszenia (zakresie
synchronizacji) pętli powoduje zmianę stanu wyjścia (8) z jedynki na zero logiczne.
Maksymalna częstotliwość pracy obwodu dochodzi do 500 kHz. Zestrojenia układu
odbiorczego najłatwiej dokonać podając na jego wejście sygnał o częstotliwości
odpowiadającej poziomowi "space" i doprowadzając pętlę potencjometrem włączonym
pomiędzy nóżki 5 i 6 do stanu synchronizacji. W modemach przeznaczonych do pracy
z większymi szybkościami transmisji należy użyć obwodu scalonego XR2211.
Zmiana poziomu sygnału wejściowego z "mark" na "space"
powoduje wyzwolenie (a następne zmiany - podtrzymanie) multiwibratora monostabilnego
74LS123, który przez tranzystor T1 włącza nadajnik (PTT). Stała czasu multiwibratora
powinna wynosić kilka sekund, aby umożliwić operatorowi naciśnięcie następnego klawisza,
nie za długo jednak, aby nie tracić początku relacji korespondenta. Jest to więc w
zasadzie układ automatycznego przełączania (VOX), który może być wykorzystany i w
modemach dla innych rodzajów emisji (np. SSTV/faksymile). Modem zasilany jest napięciem
zewnętrznym doprowadzonym z radiostacji lub z oddzielnego zasilacza. Napięcie zasilające
może wynosić 9 - 12 V, niewielkie jego zmiany nie mają istotnego wpływu na generowaną
częstotliwość. Obwody logiczne i obwód PLL zasilane są napięciem stabilizowanym 5 V.
2.2.1. SPIS CZĘŚCI
Oporniki: 180, 2,2 k, 5 x 3,9 k, 8,2 k, 3 x 22 k, 56 k,
Potencjometry: 2 x 10 k, 2 x 20 k, 100 k,
Kondensatory: 56 pF, 3,3 nF, 3 x 0,1 mF,
3 x 0,1 mF, 2 x 0,47 mF,
1 mF, 47 mF,
Diody: dioda zenera 4,7 V,
Tranzystory: BC301 lub podobny,
Obwody scalone: XR2206, NE567, 4011, 74LS123, 7805,
Wtyczka mikrofonowa lub DIN (diodowa), wtyk RS-232,
[rys.2_01]
Układy wyposażone w pętlę synchronizacji fazy pracują poprawnie
tylko przy stosunkowo niewielkim poziomie zakłóceń, a więc np. w pasmach UKF. Na falach
krótkich konieczne byłoby rozbudowanie układu o filtr aktywny na wejściu (rys. 2) lub
użycie modemu filtrowego, a także wyposażenie radiostacji w odpowiednio wąskopasmowe
filtry p.cz. i m.cz.
[rys.2_02]
Zamiast obwodu LM567 w torze odbiorczym można użyć dowolnego
innego układu PLL np. XR2211 lub LM565. Wiele z rozpowszechnionych programów
komunikacyjnych wykorzystuje sygnał RTS do przełączania nadawanie-odbiór. Zbędny
staje się wówczas układ multiwibratora (VOX).
Generator nadawczy może być także użyty (po odpowiednim
przestrojeniu) w układach modemów pakiet radio, faksymile i SSTV. Obwód XR2206 może
być zastąpiony obwodem ICL8038. Wymaga to jednak pewnych zmian w układzie.
2.3. PROGRAMY NADAWCZO/ODBIORCZE.
Do współpracy z modemem można użyć prostego programu komunikacyjnego.
Podany poniżej przykładowy program napisany jest w języku BASIC dla komputera Commodore 64.
Pomimo swojej prostoty i braku komfortu w obsłudze (w trakcie pracy nie można zmieniać
parametrów transmisji) może on stanowić dobrą podstawę do własnych opracowań, zwłaszcza
dla posiadaczy nietypowych komputerów, które nie mają gotowego oprogramowania. W nawiasach
kwadratowych podałem oznaczenia klawiszy, których symbol graficzny byłby trudny do
przedstawienia w druku, lub niejednoznaczny. Tekst nadawany wyświetlany jest w negatywie
w odróżnieniu od odbieranego. Można to łatwo zmienić usuwając lub dodając w innym miejscu
kombinacje [rvson] i [rvsoff]. Klawisz funkcyjny F1 wymusza przełączenie na odbiór liter,
jest to ważne czasami w przypadku wystąpienia zakłóceń w odbiorze.
Użyte dalej w nawiasach kwadratowych skróty oznaczają:
clr....... klawisze "shift" i "clr/home", wciśnięte jednocześnie
rvson klawisze "ctrl" i "9", wciśnięte jednocześnie
rvsoff klawisze "ctrl" i "0", wciśnięte jednocześnie
C= klawisz "Commodore"
f1 - f8 klawisze funkcyjne
blk klawisze CTRL i 1, wciśnięte jednocześnie
1 rem rtty trx v.3.11.84
2 rem K.Dąbrowski
10 print [clr] : rem kasowanie ekranu
20 close 1
30 open 1,2,0,chr$(1+96) + chr$(0+0+0)
31 rem 50 bodów, 5 bit, 1 stop, sygnały "handshake" wyłączone, parity 0
35 dim b$(63) : rem deklaracja tabeli konwersji
36 restore : for i = 0 to 63 : read b$(i) : next
40 rem inicjalizacja tabeli konwersji i złącza szeregowego
50 x = 0 : rem litery
60 get#1,c$ : if len(c$) <> 0 then gosub 80 : rem odbiór
70 get x$ : if x$ = "[f1]" then x = 0 : goto 60 : rem "f1" - wł.liter
71 if len(x$) <> 0 then gosub 1000 : rem tx
75 goto 60 : rem pętla główna
80 a = asc(c$) : if b$(a) = "CR" then print chr$(13) : return
90 p = pos(x) : if p = 40 then print : rem automatycznie nowa linia
100 if a = 27 then x = 32 : return : rem odebrane cyfry
110 if a = 31 then x = 0 : return : rem odebrane litery
120 print b$(a + x); : return
190 rem dane do konwersji ascii <-> baudot
200 data $,E,"",A," ",S,I,U,CR,D,R,J,N,F,C
210 data K,T,Z,L,W,H,Y,P,Q,O,B,G
220 data "",M,X,V,"","",3,"",-," ",',8,7,CR,$
230 data 4,*,",",!,":",(,5,"''"),2,"",6,0,1,9,?,&,""
240 data .,/,=,""
1000 if x$ = chr$(13) then 2000
1040 gosub 5000
1050 if n > 32 then 3000 : rem nadawanie cyfr i znaków przestankowych
1060 if n < 32 then 4000 : rem nadawanie liter
1100 print [rvson]"x$"[rvsoff]; : rem wyświetlanie
1110 print#1,chr$(n); : rem nadawanie
1130 return
2000 n = 2
2010 print#1,chr$(8); : rem nadanie znaków lf/cr po naciśnięciu "return"
2020 goto 1110
3000 if y = 1 then n = n - 32 : goto 1100
3010 y = 1 : n = n - 32 : print#1,chr$(27); : rem włączenie cyfr
3020 goto 1100
4000 if y = 2 then 1100
4010 y = 2 : print#1,chr$(31); : rem włączenie liter
4020 goto 1100
5000 for i = 0 to 63 : rem przeszukiwanie tabeli konwersji
5010 if x$ = b$(i) then n = i : i = 63 + 10
5020 next i
5030 return
W linii 30 podane są wartości inicjalizujące złącze szeregowe w
postaci sumy dla łatwiejszej identyfikacji poszczególnych parametrów. Pierwsze słowo
kontrolne składa się z trzech elementów określających szybkość transmisji, długość
transmitowanego znaku oraz liczbę bitów stopu. Wartości te podaję poniżej w postaci
dziesiętnej; czytelnicy znający system dwójkowy łatwo przeliczą je na pozycje
poszczególnych bitów.
Szybkość transmisji:
wartość 1 odpowiada 50 bit/s,
2 75 bit/s,
3 110 bit/s,
4 134,5 bit/s,
5 150 bit/s,
6 300 bit/s,
7 600 bit/s,
8 1200 bit/s,
9 1800 bit/s,
10 2400 bit/s.
Długość słowa:
wartość 0 odpowiada 8 bitom,
32 7 bitom,
64 6 bitom,
96 5 bitom.
Liczba bitów stop:
wartość 0 odpowiada 1 bitowi,
128 2 bitom.
Długość półtora bitu nie jest tu wogóle przewidziana,
zastosowana długość jednego bitu okazała się w praktyce poprawna.
Drugie słowo kontrolne definiuje bit parzystości (ang. parity)
i decyduje o włączeniu lub wyłączeniu sygnałów sterujących (ang. handshake).
Wartość 0 odpowiada wyłączeniu sterowania,
1 odpowiada jego włączeniu,
0 pełny dupleks,
16 pół-dupleks,
Wartość 0 bit parzystości nieużywany,
32 bit nieparzysty,
64 parzysty,
160 odpowiada poziomowi "mark",
204 odpowiada poziomowi "space".
Pożądane parametry ustalane są przez zsumowanie odpowiednich wartości.
Program powyższy, napisany całkowicie w języku BASIC, można łatwo
dopasować do innych komputerów po zmianie linii definiujących parametry złącza oraz
odbierających i nadających znaki. Jest to przede wszystkim linia 30 i w miarę potrzeby
rozkazy get#1 i print#1 w liniach 60, 1110, 2010 i 4010 oraz rozkaz close 1 w linii 20.
Szczegółowe informacje na temat obsługi złącza szeregowego powinny znaleźć się w
instrukcji obsługi danego typu komputera i opisie stosowanego w nim dialektu języka
BASIC. W dialektach BASICA i Turbo Basic dla komputerów klasy PC do ustalenia parametrów
złącza szeregowego służy rozkaz OPEN "COM"..., do włączenia przerwania rozkaz COM(n),
a początek podprogramu odbiorczego określa rozkaz ON COM(n) GOSUB ..., do wczytywania
znaków z klawiatury rozkaz INKEY$ a do transmisji i odczytu znaków przez złącze rozkazy
INPUT# i PRINT#. Po usunięciu tabeli konwersji (od linii 200) i podprogranu przeszukiwania
(linie 3000, 4000, 5000) program ten może być wykorzystany do odbioru i nadawania znaków
w kodzie ASCII, a więc również jako prosty program naśladujący terminal i współpracujący
z kontrolerem TNC, AMTOR lub PACTOR.
Spośród wielu gotowych programów nadawczo-odbiorczych RTTY bardzo
rozpowszechnione są programy HAMCOMM i SVFAX. Oba te programy pracują na komputerach klasy
PC. Szczególnie interesującym jest program HAMCOMM, ponieważ wymaga on użycia bardzo
prostego konwertera, a właściwie tylko komparatora, który może być także użyty do odbioru
emisji faksymile i SSTV za pomocą programów JVFAX, GSH-PC, do odbioru komunitatów
przywoławczych POCSAG, do podglądu emisji pakiet radio za pomocą programu PKTMON i
innych. Schemat konwertera jest przedstawiony w rozdziale poświęconym emisji faksymile.
Zarejestrowana wersja HAMCOMM pozwala także na odbiór emisji PACTOR. HAMCOMM może
pracować także w oknie DOS systemu Windows. Program wyposażony jest we wskaźnik widma
sygnału i wskaźniki dostrojenia. Obie wersje programu mogą być wykorzystane do pracy
telegrafią. Innymi rozpowszechnionymi programami przeznaczonymi do pracy emisją RTTY
są MIX, Radioraft i Intercom.
Rozpowszechnienie płytek muzycznych spowodowało opracowanie wielu
programów, które wykorzystują je jako cyfrowy modem dla różnych rodzajów emisji. Dla
emisji RTTY są to m. in. Blaster Teletype (BTL), RITTY - pracujący również w oknie DOS
systemu Windows 95 i BITTY.
Program BTL zawiera rozbudowane filtry cyfrowe i wskaźnik
dostrojenia. Podobnie jak w przypadku HAMCOMM użytkownik może korzystać z uprzednio
przygotowanych tekstów i rejestrować na dysku przebieg łączności. BTL jest programem
ogólnie dostępnym i jest rozpowszechniany m. in. w sieci Internetu. Program RITTY
pozwala również na pracę emisją PACTOR.
2.4. KONTROLERY RTTY
Możliwość odbioru i nadawania emisji RTTY oferują wielofunkcyjne
kontrolery pakiet radio, jak np. SP-232 (PK-232), MFJ-1278(T), TNC-24MKII,
DSP-1232/2232/232 itd. Kontrolery te sprzedawane są przeważnie wraz z pasującym
programem terminalowym, np. PC-PAKRATT, MFJ-1284, MFJ-1289 czy TASCOM, można tu
jednak użyć dowolnego innego programu terminalowego: PROCOMM, PROCOMM PLUS, TELIX
lub CROSSTALK.
Do droższych rozwiązań należą programy CODE3 holenderskiej firmy
Hoka, programy firmy Bonito (oba sprzedawane są z odpowiednim konwerterem odbiorczym) i
kontroler odbiorczy Wavecom. Pozwalają one jednak także na odbiór innych rodzajów emisji
jak pakiet radio, AMTOR, SITOR, PACTOR i wielu profesjonalnych systemów ARQ.
2.4.1. ZESTAW ROZKAZÓW KONTROLERA PK-232
Dla ułatwienia obsługi podaję zestaw najważniejszych rozkazów i
parametrów kontrolera PK-232 związanych z pracą emisjami BAUDOT i ASCII:
- AScii - wybór emisji ASCII,
- BAudot - wybór emisji RTTY z wykorzystaniem kodu Baudota,
- PAcket - powrót do pracy emisją pakiet radio,
- ABaud [n] - wybór szybkości transmisji ASCII,
- RBaud [n] - wybór szybkości transmisji w kodzie Baudota,
- RXRev [ON|OFF] - zmiana przyporządkowania odbieranych tonów do znaków "mark" i "space"
w odbiorze, ON - przyporządkowanie odwrotne,
- TXRev [ON|OFF] - przyporządkowanie w torze nadawczym,
- WIDEshift [ON|OFF] - wybór dewiacji częstotliwości, ON - szeroka,
- AAb tekst - wprowadzenie tekstu informacyjnego, nadawanego w odpowiedzi na zapytanie
WRU? (ang. who are you ?),
- WRU [ON|OFF] - włączenie (ON) lub wyłączenie (OFF) nadawania odpowiedzi,
- Letter - przełączenie na odbiór liter w kodzie Baudota,
- Nums - przełączenie na odbiór znaków,
- USO [ON|OFF] - automatyczne przełączanie na odbiór liter po wystąpieniu znaku odstępu
(ang. unshift on space),
- DIDle [ON|OFF] - nadawanie znaków zero w przerwach transmisji, może ułatwiać
korespondentowi prawidłowe dostrojenie stacji,
- EAS [ON|OFF] - włączenie echa lokalnego (powtarzania przez kontroler znaków
otrzymywanych z komputera),
- Rcve - przełączenie na odbiór (CW, RTTY, FEC),
- Xmit - przejście na nadawanie,
- TXDelay [n] - czas opóźnienia w trakcie włączania nadajnika.
Parametry nieobowiązkowe podano w nawiasach kwadratowych,
których nie należy oczywiście wpisywać, alternatywy rozdzielone są za pomocą pionowej
kreski. W większości przypadków podanie rozkazu bez parametrów powoduje wyświetlenie
poprzednio przypisanych wartości. Zakończeniem rozkazu jest znak RETURN. Rozkazy mogą
być skrócone do części podanej dużymi literami.
2.5. EMISJA PSK31
W odróżnieniu od omówionego powyżej klasycznego i znanego od dawna
rozwiązania używanego w łącznościach dalekopisowych w emisji PSK31 stosowane jest - jak
sama nazwa sugeruje - kluczowanie fazy sygnału (ang. Phase Shift Keying) zamiast kluczowania
częstotliwości. Stosowana jest podnośna akustyczna o częstotliwości 1000 Hz, która po
doprowadzeniu do wejścia mikrofonowego moduluje nadajnik SSB. Jedną z zasadniczych zalet
kluczowania fazy w stosunku do kluczowania częstotliwości jest jej większa odporność na
wpływ szumów i zakłóceń, m.in. dzięki mniejszej szerokości pasma zajmowanego przez sygnał
ale nie tylko.
Teoretycznie szerokość pasma sygnału kluczowanego fazowo może być
równa szybkości transmisji i przykładowo dla szybkości 50 bit/s może wynosić tylko 50 Hz.
W rzeczywistości pasmo zajmowane przez sygnał PSK jest zależne od kształtu sygnału
kluczującego i w przypadku sygnału idealnie prostokątnego musiałoby być nieskończenie
szerokie. W zależności od nachylenia zboczy impulsów kluczujących należy uwzględnić
kilka najniższych harmonicznych co oznacza, że szerokość pasma jest kilkakrotnie wyższa
od teoretycznie minimalnej. Występujące tutaj problemy są znane wszystkim, którzy
zajmowali się sprawą formowania impulsów telegraficznych gdzie jak wiadomo impulsy
o stromych zboczach powodują kluczowanie "twarde", stukające natomiast poprzez odpowiednie
ukształtowanie impulsów można uzyskać kluczowanie "miękkie" i ograniczenie szerokości
pasma sygnału CW.
W systemie PSK31 uzyskano szerokości pasma sygnału bliskie podanej
powyżej wartości teoretycznej dzięki takiemu uformowaniu impulsów kluczujących aby miały
one kształt kosinusoidy. Przyjęta tutaj szybkość transmisji 31 bit/s oznacza więc, że
szerokość pasma sygnału PSK31 wynosi ok. 31 Hz. W jednym z rozwiązań szerokość pasma
filtru odbiorczego wynosiła 62 Hz na poziomie -64 dB. Szerokości pasma są więc znacznie
niższe niż np. w emisji PACTOR. Stosowane są dwa systemy kluczowania - kluczowanie
dwufazowe BPSK i czterofazowe QPSK.
Transmisja z kluczowaniem fazy sygnału omówiona jest dokładniej
w rozdziale poświęconym większym szybkościom w emisji pakiet radio.
Używany w systemie PSK31 alfabet zdefiniowany został w oparciu o
zasadę spotykaną w definicjach alfabetu Morsa i kodowania w emisji PACTOR, a mianowicie
znakom częściej występującym przypisane są krótsze kody a znakom rzadziej spotykanym -
dłuższe. Tak opracowany kod przyczynia się do zwiększenia efektywnej szybkości transmisji
w porównaniu z kodem złożonym z symboli o równej długości, a więc np. z kodem Baudota.
Efektywna szybkość transmisji w systemie PSK31 zbliżona jest do szybkości osiąganej w
emisji dalekopisowej, gdzie jak wiadomo przepływność wynosi 50 bit/s. Alfabet PSK31
obejmuje wszystkie 255 znaków ASCII.
Ponieważ system PSK31 został opracowany (w oparciu o koncept Pawła
Jałochy SP9VRC) przez brytyjskiego krótkofalowca Petera Martineza G3PLX jako podstawę kodu
przyjęto częstotliwości występowania głosek w języku angielskim. Peter Martinez jest
również autorem systemu AMTOR.
Dodatkowe zwiększenie odporności na zakłócenia osiągnięto dzięki
zastosowaniu kodu samokorygującego Viterbiego. W odróżnieniu od omówionych dalej systemów
pakiet radio czy PACTOR brak jest tutaj jakiegokolwiek protokółu transmisji pozwalającego
na automatyczne powtórzenie informacji błędnie odebranych - osiągane stopy błędów są więc
wyższe niż w wymienionych systemach. Z tego względu jak i z powodu niższej szybkości
transmisji system PSK31 przeznaczony jest głównie do komunikacji dialogowej, a nie do
transmisji większych zbiorów danych, zwłaszcza danych w formie dwójkowej jak programy
czy obrazy.
Sygnały PSK31 słyszane są najczęściej w pobliżu podanych poniżej
częstotliwości (są to częstotliwości odpowiadające podnośnej 1,15 kHz, częstotliwość
wytłumionej nośnej SSB jest więc o 1,15 kHz niższa):
Zakres KF (kHz) | Zakres UKF (MHz) |
1838,15 | 144,315 (SSB/USB) |
3580,15 | 144,600 (FM) |
7035,15 | |
14070,15 | |
10140,15 | |
21079,15 | |
28080,15 | |
Oprócz prób z modulacją SSB podejmowane są też próby z wykorzystaniem
nadajników FM w paśmie 2 m.
Niezbędnym wyposażeniem do pracy emisją PSK31 jest nadajnik SSB o
dostatecznej stabilności częstotliwości, tak aby sygnał nie "wypłynął" poza pasmo przenoszenia
filtru u odbiorcy. Stabilność nadajników samowzbudnych zwłaszcza w wyższych pasmach może
okazać się niewystarczająca, nadajniki wyposażone w syntezery częstotliwości są dostatecznie
stabilne. Problemy związane ze stabilnością częstotliwości mogą wystąpić także w wyższych
pasmach UKF dlatego też interesujące mogą być próby wykorzystania tam nadajników FM.
Niezbędny jest oczywiście także komputer wyposażony w płytkę muzyczną
i program terminalowy P31SBW.EXE, który wraz z dodatkowymi informacjami dostępny jest w
Internecie i w skrzynkach sieci pakiet radio w postaci archiwum noszącego nazwę P31SBW10.ZIP
lub podobną w zależności od wersji. Program terminalowy nie wymaga żadnej skomplikowanej
instalacji i po rozpakowaniu archiwum może być odrazu uruchomiony. Do najważniejszych
parametrów konfiguracyjnych należą własny znak i stosowana przez płytkę muzyczną
częstotliwość próbkowania, od której zależna jest też szybkość transmisji i częstotliwość
podnośnej akustycznej. Ze względu na niedokładności częstotliwości generatorów zegarowych
w komputerach może być konieczne dobranie częstotliwości próbkowania nieco różnej od
wartości domyślnej 11000 Hz. Z tego samego względu w programach nadawczo-odbiorczych
faksymile i SSTV konieczne jest przeprowadzenie korekcji zapobiegającej pochyleniu
obrazów.
Ponieważ płytki muzyczne nie są wyposażone w wyjścia cyfrowe,
które mogłyby służyć do przełączania radiostacji na nadawanie konieczne jest użycie do
tego celu sygnału TxD ze złącza szeregowego COM o ile nie jest ono zajęte przez inne
urządzenia jak kontroler TNC czy modem albo zastosowanie układu automatycznego
przełącznika (VOX). Sposób przełączania musi być podany w konfiguracji programu.
Ze względu na to, że sygnał wyjściowy płytki muzycznej ma amplitudę rzędu 1 V a do
wysterowania nadajnika wystarczy przeważnie sygnał o amplitudzie kilkudziesięciu mV
konieczne jest użycie tłumika oporowego lub potencjometru na wyjściu. Doprowadzenie
do wejścia mikrofonowego sygnału o amplitudzie 1 V spowoduje przesterowanie nadajnika
i znacze poszerzenie pasma sygnału nadawanego.
Oprócz oprogramowania dla komputerów PC dostępne są także programy
dla niektórych popularnych na zachodzie eksperymentalnych układów cyfrowej obróbki sygnałów
(zawierających procesory sygnałowe) znanych firm j.np. DSP56002EVM firmy Motorola czy
TM320C50DSK. Układy te nie są jednak dostępne w Polsce i z tego względu nie będą omawiane
dokładniej.
Najnowsze modele kontrolerów PTC-II przeznaczonych do pracy
emisjami PACTOR-I, PACTOR-II i pakiet radio są już również wyposażone w możliwość
transmisji PSK31.
2.5.1. AUTOMATYCZNY PRZEŁĄCZNIK N-O
Przedstawiony na schemacie układ automatycznego przełącznika
nadawanie-odbiór może być użyty we wszystkich przypadkach, w których płytka muzyczna
jest wykorzystana jako modem, a więc np. także w emisji SSTV przy użyciu programu
Win95SSTV itd. W obwód wyjściowy tranzystora T2 można włączyć miniaturowy przekaźnik,
w większości przypadków jednak wystarcza przełączanie bezpośrednio za pomocą tranzystora.
Układ zawiera także potencjometr służący do regulacji amplitudy sygnału nadawanego.
[rys.2_03]
2.5.1.1. SPIS CZĘŚCI
Oporniki: 2 x 1,2 k, 2,7 k, 4,7 k, 6,8 k, 10 k, 100 k, 1 M,
Potencjometry: 1 k (ew. 5 k),
Kondensatory: 22 nF, 2 x 100 nF, 0,47 mF,
47 mF,
Diody: 2 x dowolne krzemowe, dioda zenera 12 V,
Tranzystory: BC308 lub podobny pnp, BS170 lub podobny.
2.6. ODBIÓR STACJI PROFESJONALNYCH
Emisja dalekopisowa stosowana jest m. in. przez agencje prasowe
i stacje meteorologiczne. Najczęściej stosowana jest szybkość transmisji 50 bit/s, z
przesuwem częstotliwości 425 Hz lub 850 Hz. Częstotliwości pracy niektórych, najbardziej
znanych, agencji prasowych i służb meteorologicznych podane są poniżej. W związku z
tendencją do ograniczania emisji krótkofalowych i rozpowszechniania komunikatów drogą
satelitarną, w sieciach komputerowych i w Internecie niektóre z podanych częstotliwości
mogą być rzadko używane lub wogóle nie stosowane.
Nazwa | Częstotliwość [kHz] |
Niemiecka agencja prasowa DPA | 6418,5; 11124,5; 13482, 17082,0;
18698 |
Francuska agencja AFP | 5840, 8023, 9397, 10599, 10615, 13729,
14796, 15977, 17545, 18670, 20313 |
Agencja Reutera | 10959, 18334 |
Polska Agencja Prasowa PAP | 4623, 5903, 6805, 6848, 7845, 7975,
8133, 8192,5; 9046, 9298, 9391, 10245, 11494, 11497, 13563, 13785, 13793, 14362, 14500,
15510, 16210, 17492, 18650, 18993,5 |
Agencja Associated Press (AP) | 6985, 9349, 10649, 12280, 14974,
18548, 22761 |
Agencja United Press International (UPI) | 19520 |
Agencja USIA | 14638, 18542,5 |
Agencja Głosu Ameryki | 6942, 10410 (Kavala), 5460, 9855, 10972,
12223,5; 19915 (Tanger), 7442,5; 7478, 13995, 15875 (Monrovia) |
Agencja prasowa Anadolu Ajansi (Turcja) | 4815, 8137,5; 18040 |
Agentia Romina de Presa (Rumunia) | 6972, 9797, 12110, 21807,5 |
Bulgarian Telegraph Agency | 6960, 7460, 11502 |
Węgierska agencja Magyar Tavirati Iroda | 9114 |
Oprócz komunikatów dalekopisowych wiele stacji meteorologicznych
nadaje także mapy pogody emisją faksymile. Wykaz częstotliwości stacji faksymile podany
jest w rozdziale poświęconym tej emisji. Komunikaty meteorologiczne nadawane są także
emisją A1A (CW) oraz fonią (komunikaty VOLMET). Poniżej podane są częstotliwości pracy
niektórych stacji. W nawiasach podane są znaki wywoławcze stacji.
Nazwa | Szybkość [bit/s] | Częstotliwość [kHz] |
METEO Sofia (LZSO, Bułgaria) | 50 | 3253, 4813 (LZA8),
5455, 6795 (LZM7), 11063 (LZU2) |
METEO Praha (OKPR, Czechy) | 50 | 3196 (OKLA),
4336 (OKLA) |
METEO Offenbach (EDZW, Niemcy) | 50 | 147,3 (DDH47),
4583 (DDK2), 7646 (DDH7), 11039 (DDH9), 11638 (DDK8) |
Amt für Wehrgeophysik (EDZX, Niemcy) | 100 | 2690,5;
2721, 3035,5; 3166,5; 3318, 4785,5; 5083, 5420, 7946,5; 9318, 13526 (DHJ51), 2408,
3825,5; 4903 (DHM44), 1747, 2209, 3316 (DHM72), 2822, 3073,5; 3152, 4963,5; 5269,
6825 (DHN37) |
METEO Bracknell (EGRR, Anglia) | 50 | 4489 (GFL26),
6835 (GFL22), 10551 (GFL23), 14356 (GFL24), 18230 (GFL25) |
USAF Croughton (EGWR, Anglia) | 75 | 5233,3; 7594,3;
7621,3; 10871,3; 13583,3; 15870 |
METEO Roma (LIIB, Włochy) | 50 | 3172,5 (IMB31),
5887,5 (IMB32), 11453 (IMB33) |
METEO Warszawa (SOWR, Polska) | 50 | 111,3 (SOA211),
129,5 (SOA212), 4497 (SOE349), 7997 (SOH299) |
METEO Bucuresti (YRBK, Rumunia) | 50 | 4002 (YRR4),
4025 (YRR4), 5400 (YRR), 5731 (YRR) |
METEO Ankara (LTAA, Turcja) | 50 | 3550 (YMA20),
4560 (YMB20), 10424 (YMA20) |
METEO Moskwa (RUMS, Rosja) | 50 | 3330 (RWZ72),
5140 (RWW73), 7685 (RBK75), 9190 (RDZ75), 13530 (RVW53), 5020 (RWW74), 7855 (ROK74),
11450 kHz (RDD77) |
METEO Nowosybirsk (RUNW, Rosja) | 50 | 3590 (REJ60),
7715 (RCU71), 7890 (ROQ3), 13566 (RTC26) |
METEO Petersburg (LGRD, Rosja) | 50 | 3995 (RZT70),
4900 (RUU78) |
METEO Kijów | 50 | 3290 (RGC70), 4442 (RGC72), 6920
(RGC74) |
Dla uzupełnienia listy podaję także częstotliwości niektórych
stacji pracujących innymi rodzajami emisji.
Nazwa | Emisja | Częstotliwość [kHz] |
METEO Halifax (CFH, Kanada) | A1A | 4255, 6430, 8697,
12726, 16926,5; 22609 |
VOLMET Gander (VFG, Kanada) | J3E/USB | 3485, 6604,
10051, 13270 |
RAF VOLMET (MVU, Anglia) | J3E/USB | 4722, 11200 |
VOLMET Shannon (EINN, Irlandia) | J3E/USB | 3413, 5505,
8957, 13264 |
METEO Bucuresti (YRBK, Rumunia) | A1A | 5882,5
(YRR3) |
Marynarka hiszpańska | A1A | 3790, 6408,5; 6930,
14641 (EBA) |
METEO Bandirma (LTBG, Turcja) | A1A, A3E | 478, 3636,
6965 (YMB20) |
METEO Samsun (LTAQ, Turcja) | A1A, A3E | 478, 3636,
6935, 6965 (YMA25) |
VOLMET Nowosybirsk (Rosja) | J3E/USB | 4663, 10090,
13279 |
VOLMET New York (USA) | J3E/USB | 3485, 6604, 10051,
13270 (WSY70) |
USN Norfolk (USA) | A1A | 8090, 12135, 16180 (NAM) |
USN Rota (Hiszpania) | A1A | 5917,5; 7705 (AOK) |
USN Keflavik (Islandia) | A1A | 5167 (NRK) |
Wydanie z dn. 20.03.1999.
© Prawa autorskie Krzysztof Dąbrowski, OE1KDA.
