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在2m FM波段进行PSK31通联

在2m FM波段进行PSK31通联
PSK31不仅仅能在短波波段进行通联——尝试全新的2米波段文字通联方式

作者:Dave Holdeman,呼号N9XU
翻译:LifeWieller
本文已发表于《电子制作》2014年6月刊

几年前Benny(呼号W9CZA(SK))和我尝试过在2m FM波段使用PSK通联。我们制作了一个利用空闲包频率进行单工传输的设备,并利用它进行通联。之后我们联合其他爱好者,在本地搭建了2m调频PSK网络。
调频PSK方式在人数较少的时候工作良好。随着人数增加,网络扩张,协调发射电平变得越来越重要。网络管理员会发送广播,网络中其他人收到广播后回复PSK软件显示的交调失真(IMD),网络管理员调整自己的发射电平直到操作员回报交调失真约为-21dB或-22dB,并且没有伪边带出现。所有操作员以此调整发射电平,直到网络中所有操作员都回报完成。由于每次进行通联之前都需要进行调整,这浪费了大量时间,并导致网络逐渐销声匿迹。

追求速度
最近我想重新利用这个网络。首先要做的就是简化登陆过程。不像短波电台,新型的FM电台没有自动电平控制功能或功率指示。同时,我们的FM电台没有数据接口,因此只能人工报告PSK发射电平。因此在着手进行通联之前,我们急需可以指示发射电平的设备。利用手头的老电脑和三块声卡,我开始进行快速调整发射电平的尝试。

我的发现
我首先注意到声卡的扬声器/线路输出端口具有两个声道,左右声道。其中两块声卡只有线路输出插口,没有扬声器插口,另外一块可以通过跳线切换线路输出/扬声器。由于我的FM电台只需要单声道信号输入,另外一个声道仍然可以作为其他用途。我的PSK软件会同时调整左右声道音量,这一点在我的实验中是很有用的,我可以利用自制的简单装置指示扬声器/线路输出电平。
同时,我假定扬声器输出阻抗为8欧姆,话筒输入和线路输入阻抗为500到600欧姆。

设计
我用来进行2m调频PSK通信的电脑的集成声卡具有扬声器和线路输出。由于8欧姆扬声器输出功率更高,我使用扬声器输出其中一个声道作为电平指示器输入,另外一个声道连接到VHF电台话筒输入。
电平指示器电路很简单。声卡扬声器输出连接Y形分线器,将左右声道分开。图1中表示出了Y形分线器。其中一路(右声道)通过8欧姆-500欧姆阻抗匹配变压器和衰减器连接至电台话筒输入,这部分不属于电平指示器,因此没有在图1中表示出来。另外一路(左声道)连接至电平指示器。电平指示器由阻抗变换变压器,校准电位器,全桥整流器和微安计组成。这些元件在电子元件商店很容易买到,组装起来也很简单。这个制作中,任何0-50uA或0-200uA表头都可使用。元件布局并没有严格要求。图1是电平指示器电路原理图,图2是做好的成品。

电路连接
Y形分线器的作用是把声卡扬声器输出信号分成两路。它可以是单独的一个附件,也可以和其它元件安装到一起。阻抗变换器可以利用70V扬声器转线路输出变压器反向连接实现。这种变压器有几个抽头,配合校准电位器可以适应绝大多数微安计。C1起到阻尼作用。电路调试通过之后,为了美观,我买了一个音量计用VU表头[www.mouser.com]替换掉之前的微安表。

使用前的设置
使用电台发射未调制载波,同时调整发射电平,直到使用PSK软件监测IMD值低于载波22到23dB,并且没有伪边带。改变次级T1抽头,调节校准电位器直到表头指示电平到合适的位置。这是如果发送一段文字,你的同伴应该能清晰地抄收。
在发送文字的时候,表头指针读数会稍微增大。这时最后调整一次电位器。之后不要再改变电位器。
之后再进行2m调频PSK通联时,首先连接假负载,调节软件使电平指示器指针指向相同位置。之后就可以进行通联,无需更多设置。

网络通联
每周三晚上7:30我们会在144.900MHz进行调频语音通联。语音通联结束后,想继续通联的人会留下来进行调频PSK通联。参加者调至PSK31模式,网络管理员依次呼叫,参加者依次登录网络。在守听时,我通常将扬声器音量调至最低,仅维持最低能抄收的音量。电台音频输出一个声道连接至声卡话筒输入,另一个声道连接至带有开关的扬声器。在守听时我通常关闭扬声器,仅注意屏幕显示。

宏操作
作为网络管理员,我发现宏操作非常有用。除了通常的bio文件之外,你还可以根据网络情况自己定义其它操作。
宏文件的最后我留出来了自定义的内容,以便在发送前添加呼号和呼叫结束标识。

结语
PSK电平指示器大大加快了网络建立的时间,同时给老电脑和电台等设备找到了新用途。我现在使用的设备是一台900MHz的电脑和Azden PCS4000 2m波段电台。
使用这种方式通联需要的仅仅是一个能存储几个频道的电台,因此只要有一部电台就能进行通联。我的Azden电台输出功率有25W和5W两档。在最初配置完成之后,5W功率已经可以完成多数调频PSK通联。

Dave Holdeman,呼号N9XU,在Muskegon,Michigan度过童年。从Muskegon高中毕业后,Dave参加美军通信保障部队。Dave在Ansbach,Germany接受信号方面培训,并在柏林参加短期培训时遇见了将来的妻子,Christa。在这期间Dave从事BC-610大功率短波电台,BC-342短波接收机及其它射频载波设备研制工作。
结束军队生活之后,Dave学习广播工程,之后获得FCC一级广播电话执照,并成为Defiance,Ohio州WONW-AM公司一员。在广播电台不再需要具有相关执照的工程师之后,Dave加入AT&T,成为一名微波通信工程师。
在1958年,Dave通过初级考试,获得KN8OIO呼号。之后他通过专业技术考试获得K8OIO呼号。在1963年Dave获得晋升,成为AT&T芝加哥地区工程师,并获得W9HJL呼号。目前Dave是ARRL会员,持有业余高级执照。Dave的联系地址:IL,Oswego,415 Barnaby Dr,邮编60543,电子邮箱holdex@att.net

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