Стандарты частот в эфире

Даже самые точные ультрасовременные промышленные приборы нуждаются в периодическом тарировании – проверке на соответствие стандартам точности. Радиолюбительские частотомеры, цифровые шкалы и прочее, тоже нуждаются в сверке (причём, чем чаще, тем лучше) со стандартами частот, которые стóят недёшево и весьма редки на профессиональном рынке, не говоря о любительском. Где выход из сложившейся ситуации? Как, работая, например, в DX-участках диапазонов, не “вылезть” вообще за рамки разрешённого?

На коротких волнах, да и кое-где - на УКВ, работают специальные радиостанции, которые посылают в эфир стандартный набор сигналов, позволяющих, при сверке с ними, не только очень точно выставлять частоты, но и время, параметры импульсных сигналов…

Стандартные частоты и станции вещания

Как же произвести сверку двух частот в любительских условиях, не имея под рукой нуль-индикаторов и осциллографов. Во-первых, необходимо иметь приёмник на частоты, где работают радиостанции – стандарты частот; с одной стороны, лучше использовать более высокие значения стандартных частот, радиостанции на этих частотах можно принять в любой точке земного шара, с другой стороны, они позволяют корректировать частоту колебаний сверяемых генераторов по их гармоникам, что одновременно уменьшает ошибку настройки в номер гармоники раз. Во-вторых, необходимо найти радиостанцию, передающую стандартные частоты, принимаемую с достаточным уровнем в Вашей местности, убедиться по передаваемым ею, по сеансам в течении часа, позывным, та ли это станция, соответствие позывных и частот можно взять из таблицы, заметить время, когда эта радиостанция принимается достаточно громко, стабильно и без посторонних помех, определить рабочую полосу приёмника, обеспечивающую приём без помех, переключая фильтры в ПЧ. В-третьих, необходимо выбрать время работы радиостанции в часовом цикле, когда станция-стандарт передаёт немодулированную несущую. Для проверки, например, частотомера (если со стандартом не сравнивается частота или гармоника генератора тактовых импульсов (ГТИ) частотомера) потребуется генератор, частоту, которого будет измерять частотомер. Включив генератор, например, ГСС, устанавливаем его частоту по шкале частотомера, скажем, равной 15, 000 МГц, Находим на приёмнике сигнал нужной “стандартной” радиостанции в режиме приёма телеграфа, настраиваемся на сигнал несущей “по нулям”, затем, включаем режим приёма АМ (без телеграфного гетеродина), подносим выходной кабель ГСС ближе ко входу приёмника, в громкоговорителе приёмника появится свист с высотой биений между сигналами радиостанции-стандарта частоты и ГСС, вращая ручку настройки ГСС, сводим свист к “нулевым биениям” – исчезновению звука (при достаточном уровне сигналов и навыке можно “сводить” частоты с точностью до десятых и сотых долей герца на слух). Установив частотомер на максимальное разрешение, на его шкале наблюдаем ошибку настройки на стандартную частоту как разность между значением этой частоты и показанием частотомера. “Исправление” ошибки производят, вращая подстроечный элемент (например, ротор конденсатора) в схеме ГТИ частотомера до соответствия значению стандартной частоты на шкале частотомера. Теперь Вы можете надеяться на свой прибор, больших погрешностей он, будучи стабильным во времени, не даст. Время от времени, однако, его нужно сверять со стандартом частоты снова. Вышеописанную процедуру можно провести проще, если частота ГТИ ниже частоты стандарта в целое число раз и есть возможность подачи частоты ГТИ (точнее: её гармоники) на вход приёмника. Не нужен дополнительный генератор, а остальное, описано выше. Шкалы приёмопередатчиков можно корректировать подобным же образом со своими нюансами: так, используя, конвертеры для получения нужных частот стандартов, нужно сначала настроить или учесть частоты гетеродинов конвертеров, а затем уж настраивать шкалы.

Порой разобраться во всех тонкостях сигналов современных стандартов частот бывает непросто, тем более, что до унификации дело ещё не дошло, поэтому привожу рисунки циклов работы этих станций, взятый как и таблица из [1].

Рис 1. Формат вещания WWV.

Рис.2. Два способа введения времени в 60-кГц передачу.

Средняя стандартная частота Рагби (MSF Rugby):

Время вводится в 60-кГц передачу двумя способами, показанными на Рис. 2.

Время медленного кода и информация данных передаются между 17 и 59 секундами минутного цикла в обычном BCD-кодировании. Время быстрого кода и данные BCD кодовой информации помещают в 500-микросекундное окно в первую секунду каждого цикла минутной длительности, как показано ниже на рисунке.

Литература: 1. Джон Дэвис, Джо Карр. Карманный справочник радиоинженера. Издательский дом “Додэка”. Москва, 2002 г.

Виктор Беседин (UA9LAQ) ua9laq@mail.ru
г. Тюмень ноябрь, 2004 г