Odbiór na fali bezpośredniej/przyziemnej do 600 km znakomity, czyli „z palcem w nosie”, a powyżej tej granicy to już bardziej z fali przestrzennej/odbitej napierdziela i jest trochę bardziej kapryśne/zawodne, ale tragedii przecież raczej nadal nie ma (lub nie powinno być), bo sygnał czasowy/korygujący i tak prędzej czy później powinien dotrzeć do naszego domowego/lokalnego zegar(k)a, o ile nie ma wyraźnych przeszkód natury fizycznej/elektromagnetycznej (np. w postaci zbyt gęstego zbrojenia/ekranowania żelbetowego czy nadmiernego poziomu zakłóceń z wszechobecnych współcześnie źródeł impulsowych).
 |
| żródło: Wikipedia (CC-BY-SA) |
Częstotliwość nośna to 77.5 kHz, czyli długość fali to prawie 3871 metrów (fale długie, nieradiofoniczne). Modulacja podstawowa amplitudowa (AM, moc nośnej przełączana naprzemiennie między 100% oraz 15%) oraz nałożona na nią równoległa i nieco mniej typowa fazowa (modulacja z przesunięciem fazowym), zwana także w skrócie FSK (cyfrowy sygnał prostokątny niosący „na sobie” informacje głównie w postaci kodu BCD), moc nadajnika do 50 kW, wysokość każdego z 4 masztów antenowych podtrzymujących układ typu T to 200 metrów.
Szacunkowa spodziewana dokładność zegara cezowego sterującego nadajnikiem DCF77 to odchyłka rzędu „tylko” 1 sekundy na milion lat.
Korzystając z dowolnego odbiornika radiowego dostrojonego do
częstotliwości 77.5 kHz jesteśmy w stanie usłyszeć pracę nadajnika w
Mainflingen (pod Frankfurtem nad Menem), ale w ramach klasycznego odbioru
amplitudowego (AM) własnym uchem raczej niewiele ciekawego wyłapiemy (poza
cosekundowymi szumiącymi impulsami). Sytuacja poprawia się, kiedy nasz
odbiornik ma możliwość odchylenia częstotliwości pracy heterodyny/VFO o np. 500
... 1500 herców (najlepiej w kierunku górnej wstęgi, czyli USB), bo wtedy
usłyszymy „pikające” sygnały akustyczne, a zwłaszcza wyraźnie wydłużony czas
trwania 58/59 sekundy, po której „wpada”/zaczyna się kolejna pełna minuta
(00). Do roku 2007 między 20 a 32 sekundą można było jeszcze usłyszeć nadawany
alfabetem Morse’a identyfikator stacji, czyli „DCF77”. Obecnie zrezygnowano z
markera telegraficznego z uwagi na to, że powodował on dodatkowe
zakłócenia/przekłamania transmisyjne w ramach nadawania właściwego sygnału
czasowego BCD dla minut oraz godzin (co miało miejsce także właśnie pomiędzy 20
a 32 sekundą). Oczywiście na rynku nie ma wielu powszechnie dostępnych odbiorników
„głośnikowych” pracujących w okolicach 77 kHz, ale jakiż to problem wykonać coś
takiego samodzielnie (najlepiej w postaci homodyny/synchrodyny z własnym i
przestrajanym płynnie VFO, a od biedy także w postaci superheterodyny z
możliwością „odjeżdżania” częstotliwości generatora lokalnego o przynajmniej
kilkaset herców, najlepiej w dół, najlepiej z dobudowanym "zdudniaczem" BFO) lub przerobić/przestroić jakiś niepotrzebny
stary/złomowy fabryczny radioodbiornik radzący sobie z falami długimi
radiofonicznymi (zazwyczaj 150 ... 280 kHz), do którego dobudujemy choćby najprostszy jednotranzystorowy generator dudnieniowy (BFO), dzięki któremu usłyszymy "prawdziwe piknięcia", a nie tylko mało atrakcyjny/nieczytelny pulsujący/przerywany szum nośnej.
W handlu detalicznym (a zwłaszcza/często np. w sieci sklepów ALDI) są ponadto okresowo/promocyjnie dostępne niedrogie zegary/budziki „sterowane radiowo”, czyli korzystające właśnie z sygnału pochodzącego z nadajnika DCF77. Ich cena zaczyna się już w okolicach kilkudziesięciu złotych. Wewnątrz każdego takiego zegara znajduje się mały specjalizowany moduł odbiorczy z krótką anteną ferrytową oraz odpowiednim kondensatorem zapewniającym rezonans (LC) na częstotliwości 77.5 kHz. Takie moduły są zasilane bateryjnie, zazwyczaj napięciami od 1.5 do 3 woltów i wypluwają z siebie na wyjściu prostokątny (elektryczny) sygnał cyfrowy z poziomami napięciowymi ECL (zegary z bateryjką 1.5 V) lub CMOS (zegary z zasilaniem 3 V). Sygnał prostokątny trafia do mikrokontrolera wysterowującego wyświetlacz LCD, rzadziej wyświetlacz LED/VFD (odczyt cyfrowy) wzgl. silniczek krokowy (odczyt analogowy/wskazówkowy). Sygnał radiowy DCF77 oprócz godziny, minuty oraz sekundy zawiera w sobie także informację o obowiązywaniu/nie obowiązywaniu czasu zimowego/letniego oraz dane dotyczące aktualnej daty (dzień, miesiąc, rok).
Korzystając z technologii WebSDR można „jako tako” odebrać/usłyszeć falę nośną sygnału DCF77 wraz nałożoną na nią modulacją FSK. Przykładowe okno najbardziej popularnego „internetowego odbiornika radiowego” zainstalowanego na Uniwersytecie Twente w Holandii (dokładnie w Enschede, gdzie miałem kiedyś nawet przyjemność przebywać) wygląda tak oto:
Aby powyższy odbiornik WebSDR wydawał z siebie coś więcej niż tylko rytmiczny/pulsujący szum (AM), powinien mieć „aktywowaną” modulację USB.
Po nagraniu kilkudziesięciu sekund (poprzez klawisz Audio recording --> start) pobrałem sobie plik audio, który po otwarciu w programie Audacity skutkuje takim oto spektrogramem:
Zachęcam wszystkich do poważniejszego zajęcia się radiokonstrukcjami i „pójścia w kierunku VLF”, bo fale długie (radiofoniczne i jeszcze niższe nieradiofoniczne) są właśnie przedsmakiem jeszcze niższych częstotliwości (czyli VLF, czyli 3 ... 30 kHz), więc będzie można odbierać także i inne ciekawe emisje, np. SAQ czy to, co wypluwają z siebie łodzie podwodne, kiedy „dzwonią do domu” na falach o długości nawet dziesiątek kilometrów, tak potwornie długich, aby przeciwnik nie był w stanie skutecznie namierzyć przebywających w otchłaniach oceanicznych jednostek (bo będzie mógł co najwyżej z tego „wykumać”, że podwodniacy są „gdzieś w kole” o promieniu np. kilkudziesięciu kilometrów, co oznacza, że takie namierzenie z taktycznego punktu widzenia na niezbyt wiele się przyda). No i warto wiedzieć, że supermocarstwa mają jeszcze po jednym dodatkowym "asie w rękawie" (ot, choćby częstotliwość 82 Hz, tak tak --> w hercach, czyli ELF/SLF, czyli fale o długości nawet dziesiątek tysięcy kilometrów!!!), o czym bardzo niechętnie mówią czy informują, ale krótkofalowcy i tak to monitorują. Tradycyjne "pelengacyjne" namierzenie najbardziej strategicznych atomowych łodzi podwodnych jest więc praktycznie niemożliwe. Najniższe częstotliwości radiowe to również coś, czym "oddycha" Nasza Planeta oraz cała reszta Wszechświata (rezonans Schumanna).
No i samodzielne wykonanie zegara sterowanego/korygowanego przez DCF77 na pewno będzie ogromną radością. Większość konstruktorów zegar buduje właściwie „od zera”, ale sięga po gotowy fabryczny kupny moduł odbiorczy DCF77. Zdarzają się jednak i tacy, bardziej bliscy mojemu sercu radiolutowacze, którzy moduł odbiorczy wykonują samodzielnie, na piechotę, od całkowitego zera (antena ferrytowa, kondensator rezonansowy, wielostopniowy tranzystorowy rezonansowy układ odbiornika o wzmocnieniu bezpośrednim oraz op-ampowy przerzutnik Schmitta, nawalający na wyjściu impulsami z poziomami napięciowymi TTL).
Jak pewnie wielu już zdążyło się zorientować głośnikowy odbiór sygnałów DCF77 słabo nadaje się do „ręcznego” ustawiania zegarów w domach (choć takie wykorzystanie oczywiście „na upartego” nadal jest możliwe). Nasze państwo dysponuje jednak znakomitym zamiennikiem, bo mamy przecież „megabydlęcy” nadajnik długofalowy w Solcu Kujawskim (225 kHz, moc około 1 megawata!!!), a Polskie Radio co godzinę emituje sygnał czasu w postaci odpowiednich „piknięć” oraz „paszczowej” zapowiedzi lektora „Radiowej Jedynki”. Co ciekawe ręczna synchronizacja naszych zegarów wcale nie musi się odbywać tylko i wyłącznie poprzez radioodbiornik z zakresem fal długich (225 kHz), ale i poprzez sieć nadajników naziemnych UKF CCIR (87.5 ... 108 MHz). Wielu się pewnie zdziwi, że to na UKF-ie także jest tak samo dokładne jak odbiór bezpośredni na falach długich 225 kHz, bo przecież mamy radiolinie oraz satelitarny dosył sygnału, gdzie pojawiają się nieuniknione opóźnienia sięgające pewnie nawet i kilku sekund. Inżynierowie z Polskiego Radia pomyśleli na szczęście jednak także i o tym i sygnały czasowe do naziemnej sieci nadajników UKF (przynajmniej dla Programu Pierwszego Polskiego Radia na pewno) płyną z odpowiednim wyprzedzeniem, aby „zgrać się” dokładnie z tym, co słyszymy na falach długich (i co "zapodaje" nasz krajowy zegar atomowy przy Instytucie Miar).
No i nie muszę chyba tłumaczyć, jak strategiczne znaczenie może (przynajmniej teoretycznie) mieć nadajnik w Solcu Kujawskim nie tylko dla obronności naszego kraju, ale i całego NATO. Wolę jednak nie opisywać tego zbyt dokładnie, ponieważ nikt nie lubi rozmów ze „smutnymi panami”, a kto jest dociekliwy i umie czytać między wierszami oraz dogłębniej „kopać w Internecie”, to na pewno znajdzie więcej informacji na tenże temat, gdyż określenie „stealth” jest zawsze tylko mniejszym bądź większym kompromisem/skrótem myślowym, a zakres długofalowy oraz „piętro niższy” VLF pozwala „widzieć” więcej i dalej w porównaniu z klasyczną mikrofalową techniką radarową.
(Marcin Perliński)
prosty sprawdzony RX/TRX DSB/SSB
(wymaga przeskalowania na 77 kHz)
najnowszy scalak-odbiornik DCF77, sakrucko czuły
uproszczony odbiornik DCF77
na cmosowym scalaku CD4007
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz