电码自动解读(上)

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(瑶汉牧)等幅莫尔斯电码(CW)收发信机电路简单,效率高,占用频带窄,抗干扰力强,操作双方不受语言口音影响,成本不足50元的小功率(QRP) CW发射机配上简单的双极天线即可在传播条件良好时叫通全球,所以至今仍深受各国业余无线电爱好者的喜爱,国际电信联盟(ITU)也在《无线电规则》中把莫尔斯电码收发技术列为各国考核在30MHz以下频段工作的业余无线电操作资格的必要条件。

由于微型计算机的日益普及,在联络中利用计算机自动解读莫尔斯电码信号以免去费神抄收的单调劳动,已成为业余无线电界的常事。本文介绍的莫尔斯电码自动解读装置适用于任何种类的短波收信机和各种IBM—PC系列微型计算机及其兼容机。

莫尔斯电码自动解读装置包括将一定频率的音频电码信号从背景噪音中提取出来并转换成计算机所要求的直流数字信号的硬件电路,以及将计算机接受的数字脉冲信号判别成电码符号并加以显示的计算机程序。

本文介绍的硬件电路采用了音频锁相环(PLL),抗干扰和漂移能力强。软件用BASIC语言编成,采用了简单有效的自适应算法,程序启动后可立即工作于所接收电码的速率,工作中如拍发速度发生变化,程序会立即进行连续跟踪,并可容许人工手键拍发点细、点划脱节等手法缺陷。与国外书刊一些同类程序相比,它对人工电码有更强的适应性,业余频段中的电码信号只要信噪比不太差,一般都能比较正确地解读出来。

(一)硬件电路

电路原理见图1。音频信号从收信机耳机插孔取出,幅度在0.5V以上即可工作。如信号幅度太小,VD1和VD2组成 的限幅器将幅度创至±0.7伏。不过为减少背景噪声的影响,实际使用时应适当控制收音机的输出不要过大。

图1
图1 🔍原图 (1022×489)

音频信号送入音频PLL集成电路567,这是一种比较普及和廉价的IC,它的内部有个压控振荡器,其自由振荡频率f\(_{o}\)由外接电位器RP和电容C4决定。内部的相让比较电路将fo与外来信号的相位比较生成一个控制电压,反馈到压控振荡器。当外来信号频率与f\(_{o}\)相近时,fo的相位被锁定在外来信号上,同时第8脚输出一个低电平,指示发光二极管VD7和光耦器件IC2内的发光二极管有电流通过,如果外来信号是音调与f\(_{o}\)相近的电码信号,发光二极管的电流就表示了电码的点划。

光电耦合器IC2内部的光敏三极管通过RS—232异步串行通信接口的DTR、DSR、CTS插针与计算机相连。这三根线本来是为计算机通过调制解调器(MODEM)进行数据通信准备的,DTR用于检测MODEM的状态,而DSR和CTS用于控制MODEM。在这里,我们通过程序将DSR和CTS分别常设为高和低电平,用DSR线检测电码信号。当有电码时,或称为“传号”状态,光耦输出三极管导通,DSR为低电平。无电码即“空号”时,三极管截止,DSR为高电平。

因本电路比较简单,所以可利用绝缘板边角料,钻上适当引线小孔,将元器件插入小孔,再用短导线跳连焊接即可。与收信机耳机插头以及计算机RS—232插头的连线用一般塑料导线绞合即可,注意收信机耳机插头的地端应与本电路地端对应相连。计算机后面的RS—232接口有两种连接形式,IBM—PC或PC—XT档次为25针插座,AT/286或更高档次为9针插座,应选购相应的带孔插头。25孔插头的DTR、DSR、CTS分别为第20、6和5脚,9孔插头则分别为第4、6、8脚。插头自焊接面看的排列方向见图2。电源可用任何一种输出电压为9至12伏的整流电源或电池组,整个电路总电流约为数十毫安(随信号而变化)。

图2
图2 🔍原图 (621×492)

焊接无误即可加电调试。先用收信机在CW状态下调谐到一个连续波(如广播电台载波),并使之发出最悦耳的音调,然后微调电位器RP至发光二极管指示发光。如出现多个能使指示管发光的位置,则应适当减小收信机输出音量,用电位器RP寻找指示最明显的一点。以后工作时不必每次都调节RP,而只要调谐收信机使电码信号音调和调试时的相近,再利用发光二极管的指示准确微调收信机,使之能稳定地按电码信号同步闪亮。此时如在计算机上调入BASIC语言并装入启动本解读程序,屏幕上即可显示电文内容。

(二)解读程序工作原理(待续)