RÁDIO AUDION – 5 díl

Tak a konečně se dostáváme k tomu, jak se má správně audion obsluhovat při příjmu na pásmu:

Příjem signálů amplitudově modulovaných:

Nastavit audion na příjem tohoto druhu modulace by neměl být problém, protože ji dokáže přijímat i když je zpětná vazba zcela ubraná, jen citlivost je horší. Takže obsluha se soustřeďuje pouze na přesné naladění a řádné nastavení zpětné vazby. Audion je pro AM nejcitlivější těsně před tím, než nasadila zpětná vazba oscilace. V praxi je to velmi dobře poznat, když se už vazba chystá kmitat - zvuk je hodně basový, zkreslený. Pokud k tomu dojde a oscilace naskočí, je potřeba zpětnou vazbu mírně ubrat. Stanici je pak vhodné doladit podle zabarvení zvuku. Někdy bude srozumitelnější příjem, když nebude ladící kondenzátor naladěný přesně na frekvenci, ale nepatrně stranou. Zvuk tím získá více výšek a hlas je čitelnější. Vždy pokud je to možné, používáme dostatečně silnou zpětnou vazbu a je-li signál příliš hlasitý, zapojíme anténu přes kondenzátor (trymr). Čím je vazba silnější tím ostřeji ladící obvod ladí a tím méně nežádoucích a rušivých signálů přijímač pochytá. Při ladění jiných stanic na stupnici se s otáčením ladícího kondenzátoru mění i intenzita zpětné vazby. Směrem k nižším frekvencím (zavírání ladícího kondenzátoru) bude potřeba zpětnou vazbu přidávat, protože na nižších frekvencích je větší ztráta energie a vazba ji musí doplňovat. Naopak při ladění k frekvencím vyšším (otevírání ladícího kondenzátoru) se bude zpětná vazba samovolně zesilovat a bude ji zapotřebí ručně potenciometrem včas ubírat, dříve než začne pískat.

Staré přijímače měly jen tři ovládací prvky - ladění, anténní vazbu (přepínatelné odbočky nebo kondenzátor - po vzoru našeho trimru) a ovládání zpětné vazby. Potenciometr hlasitosti, hloubky, výšky a pod. nebylo potřeba, protože vhodným nastavením zpětné vazby, anténní vazby a částečným odladěním ze stanice bylo možno upravit jak hlasitost, tak i zabarvení přednesu.

Příjem signálů nemodulované telegrafie:

Předně je si potřeba říct, co je to nemodulovaná telegrafie. Je to prostě pouze v rytmu morseovky přerušovaná nosná vlna. Na obyčejném rozhlasovém přijímači (nebo když bude audion nastaven na příjem amplitudově modulovaných signálů) je tuto telegrafii slyšet jen jako jakési rázy či bubnování a to ještě jenom někdy. Je to logické. To co vysílač v tu chvíli vysílá je totéž, jako když se vysílá "ticho" před časovým znamením. Vlastně také není nic slyšet, jen jakýsi "dech" či změna šumu. Aby byla nemodulovaná telegrafie slyšet, musí se to ticho nějak "zviditelnit".

Práci ze zpětnou vazbou v tomto případě je vhodné si nacvičit nejprve na nějaké obyčejné rozhlasové stanici, ale slabé a vzdálené. Pro tento pokus je to stejné, jako kdyby nám někdo pro zkoušku držel trvale stisknutý telegrafní klíč. To pro začátek potřebujeme. Zpětná vazba se pomalu přidá, až začne oscilovat. Ale ne zbytečně moc. Přijímač je v tomto případě nejcitlivější těsně za hranicí, kdy k rozkmitání došlo. (Další přidávání vazby by způsobovalo jen samozahlcování přijímače a naopak citlivost by klesla.) Naladíme se na stanici, což se projevuje klouzáním pískavého tónu. Nejpřesněji je stanice naladěná, když je tón nejhlubší nebo se změnil v jakési klokotání. To co slyšíme je akusticky vnímatelný rozdíl kmitočtu audionu od kmitočtu poslouchané stanice. Nyní poladíme ladícím kondenzátorem (např. směrem k uzavřené poloze) tak, aby tón vystoupal na zvuk příjemný pro poslech morseovy abecedy. Můžeme si zvolit od nejhlubšího tónu až po ultrazvuk, co je libo. V praxi je však běžný tón okolo 600 až 800Hz, který není protivný a neunavuje. Máme-li nestaveno, je všechno v pořádku. Tón trvá. Kdyby teď ta vzdálená rozhlasová stanice přestala vysílat a její signál zanikl, nebude už vznikat rozdíl jejího kmitočtu a kmitočtu audionu. Audion sice bude kmitat dál, ale řádově v megahertzích, což je pro nás neslyšitelné. Ve sluchátkách proto pískavý tón ustane. Kmitající audion tedy "zviditelňuje" nosnou vlnu vzdálené stanice a vytváří z ní slyšitelný pískot, a to bez ohledu na to, zda hlasatel té stanice něco hlásí. Pískot má souvislost především s existencí její nosné vlny ne se samotnou modulací. To je důležité.

Nyní je potřeba přehodit cívku, nastavit zpětnou vazbu tak, aby kmitala a začít ladit na krátkých vlnách. Nejprve se můžeš pokusit zachytit oscilace tvého krystalového oscilátoru, tak že kousek drátu zapojeného do anténní zdířky audionu pohodíš poblíž krystalového vysílače. Když se to podaří a víš, že jsi s cívkou zhruba na radioamatérském pásmu, můžeš přijímat vysílání telegrafistů (nejlépe večer). Laděním půjde opět měnit tón a to stejně na obě strany od středu telegrafující stanice. Pro příjem si můžeme zvolit odladění na jednu nebo na druhou stranu libovolně. Nejlépe na tu, na které je menší rušení a kam méně prolínají sousední stanice. Kapacitní trimr v anténním přívodu nastavíme hodně otevřený. Jen tak, aby jsme stanici slyšeli, ne zbytečně více. Její hlasitost by se příliš nezvýšila (to je dáno podmínkami šíření), ale zato by výrazně přibylo prolézajícího rušení a to velmi otravuje čtení morseovky. Při odečítání skutečné frekvence poslouchané stanice na stupnici je potřeba nezapomenout, že jsme naladili audion vedle stanice. Tedy buď zhruba o 700Hz výš nebo níž. Není špatné na to pamatovat při výrobě a pokud je ukazatel stupnice z plexiskla udělat si vedle hlavní rysky ještě jednu pomocnou, která tuhle chybu zohlední. Pro každou cívku (jiný vlnový rozsah) však bude ryska jinak vzdálená od výchozí. Při pohybu a ladění po pásmu je samozřejmě potřeba stále ručně doupravovávat nastavení zpětné vazby tak, aby byla jen kousíček za bodem nasazení oscilací, kde je příjmová citlivost nejvyšší.

Pozor! Nenechej se nachytat. Mimo amatérská pásma se na krátkých vlnách používá někdy i modulovaná telegrafie. Což není nic jiného, než obyčejný vysílač (pro přenos mluveného slova), do kterého někdo akusticky pípá telegrafním klíčem a bzučákem. V tom případě se použije nastavení pro amplitudovou modulaci. Často tento způsob provozu používají "majáky", které blokují určitý kmitočet (aby ho někdo neobsadil a aby se vědělo, jaký je jejich dosah) jsou určeny pro určité radiové služby. Vlastní skutečné vysílání takových stanic by nastalo až třeba při vojenském konfliktu.

Příjem signálů s jedním postranním pásmem (SSB):

Opět je potřeba říct, co to vlastně SSB je. Přiznám se, že mi tohle dlouho hlava nebrala, než jsem to pochopil. Teď to s dovolením vysvětlím značně zjednodušeně a polopaticky - odborníci prominou.

Začneme obyčejnou amplitudovou modulací stanice Praha a zrovna třeba situací odehrávající se právě před časovým znamení. V rádiu je ticho, všichni napjatě čekají na první pípnutí. Vysílač vysílá pouze nosnou vlnu (ticho). Nosná vlna má přesně jen jedinou frekvenci. Je to neslyšitelný čistý "tón". Nyní zaznělo to dlouho očekávané časové znamení. Nosná vlna vysílače byla namodulována tímto tónem. Předně zakolísala "hlasitost" této nosné vlny, ale také její původní frekvence (představ si to na stupnici radiopřijímače) na obou stranách ladícího ukazatele "zachvěla" či "začepýřila" nebo jak chceš, protože se vlastně smíchala s tím časovým znamením. Není to o mnoho, jen o pouhý kilohertz, ale stalo se. Někdo si povšiml, že k tomu "načepýření" dochází jen na krajích. Prostředkem toho přesného naladění je vysílané jen stálé, silné a mohutné "ticho". Zjistilo se, že k předání zprávy stačí vyslat právě jen to "čepýření", zatím co to "ticho" si mohou na vysílači klidně nechat od cesty. Vysílat ticho Pánu Bohu do oken je zbytečné. Jak se dohodlo, tak se udělalo. Střed vysílání obsahující jen tichou nosnou vlnu se filtrem odřízl a do koncového stupně vysílače nepustil - a vznikla modulace se dvěma postranními pásmy (což je správný název pro ono "čepýření"), ale bez nosné vlny.

První co namítneš, že bez nosné vlny nelze nic vysílat, protože bez vysokého kmitočtu to nejde. Jenže pozor! Jaký je rozdíl mezi tím postranním pásmem (rozčepýřeným okrajem) a skutečnou frekvencí? Velmi nepatrný. Tedy i to postraní je velmi vysoká frekvence a proto docela normálně vysílat jde. Navíc si někdo povšiml, že na co přenášet obě postranní pásma, vždyť jsou obě stejná. Je to jako když má stereo spojené reprobedny - nakonec je to stejně mono. A tak se odřezalo i jedno postranní pásmo a jen to druhé, co zbylo se vysílalo. A vysílalo se dobře. Tuze dobře. Tím že nebylo potřeba vysílat to silné ticho a jedno z pásem, ulevil si vysílač a celou svou sílu mohl dát do toho jednoho jediného postranního pásma. Bez zvýšení výkonu se rázem dalo dovolat více než 4x dál. Navíc v pauzách mezi slovy (když se už nevysílalo ticho) si mohl vysílač odpočinout a součástky trochu vychladnout.

Jenže problém nastal při poslechu. Je to jako kdyby někdo mluvil, ale zapomněl u toho dýchat, aby přes hlasivky proudil vzduch. Z přijímače vycházely jen přerývané zkreslené zvuky. Přijímači chybělo to silné vysílané "ticho", které by tím postranním pásmem zase "obalil". To "ticho" - původní nosnou vlnu, která vlastně nikdy do přijímače nedorazila, bylo nutno v přijímači vyrobit uměle. Bylo potřeba udělat oscilátor, který by kmital a chybějící čistý a stálý kmitočet vyráběl - přidal chybějící "dech". Do přijímačů se začal montovat tzv. záznějový oscilátor (označovaný ve schématech jako BFO). Oscilátor, který kmital na neslyšitelné frekvenci a jehož "tón" se míchal do přijímaného signálu, aby byl opět kompletní a celý.

Náš audion, když se zpětná vazba nastaví na oscilace, je také oscilátor a kmitá. A proto, když naladíme nějakou stanici vysílající SSB, bude se signál stanice směšovat s vlastními kmity zpětné vazby. A máme vyhráno bez zbytečných složitostí. Samozřejmě, aby to na sebe dobře "sedlo" a chybějící nosná vlna se tak provizorně doplnila audionovými kmity, je potřeba ladit knoflíky přesně - skutečně velmi přesně. Jakákoli odchylka se projeví buď úplnou nesrozumitelností signálu nebo alespoň tak, že slyšíme hlas nepřirozeně vysoký či naopak bručivý. Rozpoznat skutečnou barvu či stáří operátora stanice je velmi obtížné i u profi zařízení. Laděním si můžeme nastavit cokoli od Hurvínka až po medvěda Grizlyho. Ale o to v radiové komunikaci nejde, důležité je, že je dotyčnému rozumět a to na hodně velkou vzdálenost.

Jenže pozor! Původně byla odřezána nejen nosná vlna, ale i jedno postranní pásmo. Když se nám nyní signál v přijímači skládá musí být postranní pásmo vůči audionu na té správné straně, kde bylo před vysíláním. Záhy zjistíš, že srozumitelnosti dosáhneš jen tehdy, odladíš-li se z přesného kmitočtu jen na jednu stranu, nikoli na obě stejně jak to bylo možné u telegrafie. Na kterou, to záhy zjistíš pokusem. Na kmitočtech do 10MHz se vysílá nižší z obou postranních pásem, od 10MHz výše pak horní z obou postranních pásem. Kdo to takto domluvil nevím, ale byla to pěkná ptákovina. Navíc třeba armáda dodnes i na nízkých kmitočtech vysílá jen horní postranní pásmo. A pak se v tom vyznej.

Pro praxi to zrovna u audionu nemá na nic vliv. Pro tebe je důležité udržovat zpětnou vazbu nastavenou kousíček za bod, kdy začala kmitat a pomaloučku ladit po vybrané stanici, až dříve nebo později najdeš polohu, při které je zvuk stanice jasný zřetelný a srozumitelný. Zda to bude nad, či pod frekvencí, ti může být jedno. U komunikačních přijímačů superheterodynových by jsi však při špatné volbě stanici neslyšel vůbec. Záhy zjistíš, proč jsem apeloval na důkladnou mechanickou konstrukci přístroje. Sebemenší pohyb okolo cívky, teplota, napětí a podobně změní kmitočet audionu. Ta změna však mění i hlas poslouchaného člověka. Často se také stává, že obě hovořící stanice mají rozdílně naladěný vysílač a tak jeden kuňká fistulí, druhý bručí a ať ladíš jak chceš, stejně musíš přelaďovat z jednoho na druhého. To je ale jejich chyba a většinou si sami za to nadávají. (Když se nad tím celým mechanismem zamyslíš, už je jasné, na jakém principu pracují "zkreslovače" zvuku v animovaném filmu či pro anonymitu telefonátů důležitých svědků u soudu či v televizi - kmitočtem záznějového oscilátoru jde nastavit jakýkoli hlas.) Aby se u audionu signál stanice s vlastními kmity dobře směšoval, musí být intenzita kmitů audionu vždy vyšší než přijímané stanice. Stanice nesmí audion "přeřvat", proto se používá jen lehké napojení antény (většinou jen přes trimr), aby anténa "netahala audion za ocas" a neměnila mu frekvenci. Proto jsem na začátku návodu kladl důraz na dobrou anténu, aby dávala silný signál a aby ho i přes "lehké připojení" zbylo ještě dost na hlasitý poslech.

Příjem frekvenčně modulovaných signálů

není u audionu možný. Respektive stanici je možno přijímat, jako by se jednalo o telegrafii a zjistíme, že se tu taková stanice vyskytuje. Bohužel však signál nikdy nebude srozumitelný, protože na jeho demodulaci by byl potřeba tzv. koincidenční detektor. V krátkovlnné radioamatérské praxi se však FM modulace používá poměrně málo. Její praktický dosah je podstatně horší než u SSB, takže se používá na místní komunikaci. Na krátkých vlnách pouze na nejvyšších frekvencích (tj. výhradně na CB 27MHz a občas na radioamatérském písmu okolo 29MHz). Vyšší radioamatérská pásma FM modulaci používají běžně (dvoumetr, sedumdesátka aj.), ale to je už parketa pro jiné typy přijímačů než je audion.

Mám-li být přesný, v minulosti se používal přijímač svou jednoduchostí srovnatelný s audionem, který byl určený pro frekvence od 30MHz výše až do GHz, který dokázal přijímat AM i FM velmi dobře. Bylo to zapojení opět s jednou elektronkou. Jednalo se o tzv. superreakční přijímač. Protože však přijímač při přijmu dosti divoce kmitá, vyzařuje silně produkty vlastních kmitů anténou ven a v okruhu několika kilometrů nesnesitelně ruší. On sám sice naladěnou stanici chytí, ale v uvedeném okruhu už nikdo jiný ne. Proto je to dnes už zakázaný systém. Byl však velmi oblíbený dříve v armádě, protože pouhým přepnutím odporu v mřížce se tento přijímač stal regulérním vysílačem. Jediná elektronka tak mohla plnit funkci celé radiostanice, vysílat i přijímat. Výkon byl většinou do jednoho wattu, ale na nějakých 5 km to bohatě stačilo. Aby jsi měl představu o složitosti, zde je ukázka dnes už téměř "tajného" schémátka:

...nádhera že. Oscilační obvod a elektronka kmitá. Přepínač přepíná odpory v mřížce a nutí lampu buď kmitat superreakčně (nepravidelně) a přijímat nebo naopak kmitat klidně a vysílat. Druhá půlka přepínače jen zeslabí sílu zvuku do sluchátka při vysílání (aby operátor neohluchl). Celá spodní část schématu není nic jiného než telefon (uhlíkový mikrofon, trafo a sluchátko). Cívka je výměnná pro různá pásma, elektronka poslouží třeba 3L33 (3L34) či půlka PCC88, tlumivky Tl1 a Tl2 mají po 30 závitech drátu 0,1mm na trubičku 10mm. Trafo Tm, sluchátko i mikrofon je z polního telefonu TP25. Nejdůležitější je odpor 3M. Musí se vyzkoušet od 10M po 1M, tak aby přijímač naprázdno co nejvíce šuměl (citlivost). Odpor 5k zase určuje výkon při vysílání. Inu v jednoduchosti je síla.

Skutečně to funguje, jako kluci jsme to používali. Ale dnes je už jiná doba. Provoz na radiových pásmech je mnohem hustší než byl dřív. Dnes už není možné taková zařízení stavět ani zkoušet, protože by rušila provoz ostatních radiových zařízení na blízkých kmitočtech. A každý, kdo by se takového rušení dopustil, bude velmi rychle zaměřen některou z automatických monitorovacích stanic, které v ČR střeží radiový provoz, pohnán k zodpovědnosti Českým telekomunikačním úřadem a s největší pravděpodobností zaplatí vysokou pokutu. Schémátko tohoto přístroje tak už nejspíš navždy zůstane jen jakousi konstrukční zajímavostí, ukazující kudy při svém vývoji kráčela radiotechnická historie.