Как подключить радио к компьютеру

А. Степанов, А. Коноваленко

В настоящее время одним из основных направлений совершенствования качественных характеристик ПК является расширение его телекоммуникационных возможностей. Существуют различные способы такого расширения, в том числе связанные с приданием компьютеру функций радио- и телеприема. И если компьютерный телеприем, как правило, подразумевает обязательное блокирование других задач, то наличие функции радиоприема позволяет сочетать работу на компьютере с прослушиванием любимой радиостанции.

За последние несколько лет рядом компаний-производителей разработаны различные модели компьютерных радиоприемников, специально ориентированных на работу под управлением персонального компьютера. Конструктивно эти приемники выполняются либо в виде плат, вставляемых в ISA- или PCI-слот компьютера, либо в виде отдельных модулей, подключаемых к компьютеру через порты COM, LPT или PCMCIA, если речь идет о ноутбуке. Благодаря такому решению обеспечивается высокая скорость обмена информацией между радиоприемником и компьютером, а отсутствие дополнительных внешних органов управления позволяет сделать приемник легким и компактным.

На отечественном рынке в настоящее время представлены различные модели компьютерных радиоприемников: от простейших узкодиапазонных FM-тюнеров до всеволновых приемников, отвечающих профессиональным требованиям, предъявляемым к средствам радиоприема.

Существующие модели компьютерных FM-тюнеров предназначены для прослушивания широковещательных станций так называемого FM-диапазона на небольших удалениях от радиопередатчиков. Эти приемники либо представляют собой отдельные ISA- или PCI-платы, либо они интегрированы в платы звуковых карт или TV-тюнеров. В настоящее время отдельные платы FM-тюнеров уже практически не выпускаются, так как использование одного слота только для обеспечения любительского FM-радиоприема сегодня представляется расточительным. Производителями различных моделей компьютерных FM-тюнеров являются фирмы Creative Labs, MediaForte, Averm, Leadtek и ряд других. В общем случае выпускаемые ими приемники обладают следующими характеристиками: диапазон рабочих частот 88-108 МГц, возможность автоматического сканирования с шагом перестройки до 50 кГц, запись в память до 20 частот. Для управления их работой служит программное обеспечение, поставляемое фирмой-производителем. Возможности создания собственного программного обеспечения для изменения настроек таких радиоприемников, как правило, отсутствуют.

В классе профессиональных компьютерных приемников на российском рынке наиболее широко представлены радиоприемные устройства фирмы Winradio Communications, производящей в настоящее время три типа компьютерных приемников: WR-1000, WR-1550 и WR-3150. Приемник WR-1000 имеет диапазон радиоприема 500 кГц-300 МГц, приемники остальных типов — 150 кГц-500 МГц. Все приемники способны принимать двух- и однополосные АМ-сигналы, а также широкополосные и узкополосные ЧМ-сигналы. Все приемники выпускаются в двух вариантах — внутреннем и внешнем. Внутренняя модель радиоприемника представляет собой компьютерную плату, которая устанавливается в ISA-слот ПК. Внешний вид такого радиоприемника показан на рис. 1.

Компьютер идентифицирует радиоприемник как внешнее устройство, присоединенное к шине ISA. С помощью перемычек на плате приемника устанавливается один из восьми фиксированных адресов. Таким образом, возможна установка до восьми радиоприемников в один компьютер. Пример установки двух радиоприемников в персональный компьютер показан на рис. 2.

Радиоприемник модели WR-3100i-DSP, имеющий встроенный цифровой сигнальный процессор ADSP-2105, использует для работы одно прерывание и один канал прямого доступа к памяти, номера которых также устанавливаются с помощью перемычек на плате.

Преимуществом моделей радиоприемников с внешним исполнением является возможность их использования под управлением компьютеров различных типов. На рис. 3 показан пример соединения такого приемника с ноутбуком.

Питание внешней модели радиоприемника осуществляется от внешнего источника через сетевой адаптер. Взаимодействие с компьютером выполняется либо через стандартный последовательный порт, либо через порт PCMCIA для ноутбука. Для расширения возможностей обработки сигналов с помощью других аппаратных или программных средств внешние модели имеют акустический выход на задней панели.

В состав комплектов поставки всех описанных выше моделей компьютерных радиоприемников фирмы Winradio Communications включаются фирменные программные средства управления. Следует отметить, что программное обеспечение для этих радиоприемников не имеет существенных различий для внутренних и внешних моделей. Имеется три типа программ:

базовое программное обеспечение;

дополнительное программное обеспечение;

Базовое программное обеспечение является основной программой управления работой приемника и решает следующие задачи: устанавливает частоту настройки и режим работы приемника, задает параметры сканирования и отображает его результаты, обеспечивает ведение базы данных по результатам работы. Для управления приемниками серий 1000 и 1500 предназначена программа WiNRADiO, для приемников серии 3100 — программа Spectrum Monitor. Вид изображаемой на экране компьютера передней панели радиоприемника, создаваемой программой Spectrum Monitor, показан на рис. 4.

Дополнительное программное обеспечение служит для расширения функциональных возможностей приемника. Программа DIGITAL SUITE позволяет проводить анализ временных и частотных характеристик сигнала, обработку сигналов различных стандартов, а также записывать на жесткий диск аудиосигналы в WAV-формате. Эта программа интегрируется в базовую программу и допускает работу со всеми типами радиоприемников WiNRADiO. Для осуществления процедур анализа и обработки сигналов используется стандартная звуковая карта компьютера. Программа DATABASE обеспечивает ведение специализированной базы данных. Она позволяет достаточно просто в процессе приема вести накопление и поиск информации о радиостанциях по частоте, позывному, координатам и другим полям данных. В состав программы входит уже сформированная база данных с информацией о более чем трехстах тысячах зарегистрированных по всему миру радиостанциях, с данными по их частотам, странам пребывания, географическим координатам.

Для привлечения независимых разработчиков фирма Winradio Communications разработала открытую спецификацию программного обеспечения XRS (eXtensible Radio Specification), включающую набор процедур с подробной документацией. Эта спецификация позволяет квалифицированным программистам, используя языки С/C++ или Pascal, быстро разрабатывать свои собственные прикладные программы для радиоприемников фирмы Winradio Communications, не вникая в детали программных интерфейсов приемников WiNRADiO. Такие программы интегрируются в базовую программу и работают под ее управлением со всеми типами радиоприемников. Эту спецификацию можно получить на сайте www.xrs.winradio.com фирмы Winradio Communications после предварительной регистрации. Основными преимуществами создания программного обеспечения в соответствии с XRS спецификацией являются гарантированная совместимость со всеми последующими версиями базового программного обеспечения приемников WiNRADiO и возможность параллельной работы нескольких XRS-программ одновременно.

Следует отметить, что существуют и другие возможности создания собственных программ для управления работой приемников WiNRADiO. Используя протокол динамического обмена данными Winradio DDE, программист получает доступ к различным функциям управления приемником и может подавать команды управления из любого приложения, поддерживающего протокол DDE. В случае нежелательности одновременной работы фирменных управляющих программ WiNRADiO или Spectrum Monitor и разрабатываемой программы существует возможность управления приемником с помощью различных функций библиотеки wrapi32.dll, входящей в поставляемый вместе с приемником стандартный комплект программного обеспечения. Примеры программ для управления приемниками WiNRADiO на различных языках программирования можно найти на сайте www.winradio.com/home.

Еще одна модель компьютерных приемников, поставляемых на отечественный рынок, — радиоприемник фирмы ICOM IC-PCR1000. Его внешний вид вместе с включаемой в состав базового комплекта поставки антенной показан на рис. 5.

Приемник подключается к компьютеру через стандартный последовательный порт. Его диапазон радиоприема составляет 500 кГц-300 МГц. Встроенная в приемник цифровая система АПЧ позволяет устранить уход частоты в режиме ЧМ при полосах пропускания 6 и 15 кГц и увеличить стабильность приема на частотах свыше 1000 МГц. Интерфейс управляющей программы PCR1000 для компьютерного радиоприемника IC-PCR1000 (см. рис. 6.) выполнен в виде нескольких независимых окон управления основными режимами приемника, которые можно размещать в любом месте на экране компьютера.

Возможность создания собственных приложений для управления приемником IC-PCR1000 может быть реализована путем использования соответствующих программных драйверов. Различное программное обеспечение для этого компьютерного радиоприемника находится на сайте www.icomamerica.com.

Подводя итог написанному выше, можно сделать следующий вывод: существующий модельный ряд компьютерных приемников будет постоянно расширяться путем создания как любительских, так и профессиональных средств радиоприема. Такая тенденция обусловлена возрастающей потребностью пользователей ПК в доступе к различным каналам получения информации, в том числе и к радиоэфиру.

Уезжая далеко, остается желание общаться с нашими радиолюбителями, пусть и через интернет используя FRN (Free Radio Network). До КВ руки у многих так и не дошли.

Про клиентское и серверное ПО для FRN писать не хочу, про него все давно известно, а вот про «железную» составляющую немного напишу.

Было необходимо простое устройство для сопряжения компьютера, на котором установлен локальный сервер FRN, с радиостанции. В устройстве должна быть развязка по аудио сигналу и управление PTT через COM порт (RS-232).

Устройство достаточно простое, всё можно купить и собрать самому, но мне попался на Ebay готовый комплект для сборки. Цена небольшая, всё сразу и красиво.

«EASY DIGI» Sound Card Interface PSK RTTY SSTV NBEMS JT-65 PCB KIT

Полный комплекте, подробное описание и даже припой положили, бери паяльник и всё.

Минут 30 и все спаяно, промыто, проверено и готово к работе.

Устройство сопряжения в сборе

В моем случае, в компьютере выполняющем роль сервера FRN, есть СОМ порт, что всё упрощало. Сделаны кабели под звуковую карту, СОМ порт и хвостики для радиостанции (в данном случае Yaesu FT-1807М).

Описание интерфейсов устройства сопряжения

Суть работы устройства заключается в следующем:

Принятый звуковой сигнал с радиостанции, через развязывающий трансформатор, подается на микрофонный вход звуковой карты компьютера.

Установленное ПО, обнаруживает на входе звуковой карты сигнал и транслирует его в сеть или обрабатывает, если мы говорим о цифровых видах связи.

Обратный процесс не много отличается.

Для выхода радиостанции на передачу, нам необходима коммутация сигнала РТТ. Это происходит при помощи управляющего сигнала RTS или DTR СОМ порта, который через оптоэлектронный переключатель замыкает РТТ на землю радиостанции, а в это время, звуковой сигнал с выхода звуковой карты, через развязывающий трансформатор, поступает на микрофонный вход радиостанции.

Распиновка COM порта (RS-232)

В дальнейшем, планируется добавить к этому модулю плату переходника USB-COM, что бы сделать устройство подходящее для применения на компьютерах без встроенного СОМ порта. Сделать общий корпус для всего и построить брата близнеца, для создания при необходимости крос-линка, что бы на отдыхе можно было не сидеть у компьютера, а пользоваться протативкой.

В финале устройство приобрело корпус, в который был добавлен переходник USB-COM для управления PTT, а шлейф проводов к станции сделан через разъем. Использования разъема позволяет делать шлейфа под разные станции и оперативно переключать.

Так же на корпус был выведен и 9-и пиновый разъем СОМ порта от переходника USB-COM, это пригодится для подключения к радиостанции по CAT интерфейсу.

Разбирая бабушкины вещи, я наткнулся на проводное радио (абонентский громкоговоритель), служившее верой и правдой порядка 30 лет. Назвать его выдающимся творением советского промдизайна, конечно, нельзя, но и выкинуть жалко.

С другой стороны, куда же его применить? В моей квартире абонентская радиоточка отсутсвует, да и слушать вещание национального радио особого желания нет. Вот бы слушать то, что хочешь и вроде как по радио… А, собсвенно, почему бы и нет? И тут у меня родилась идея сделать из абонентского громкоговорителя обычный! Ну, т.е. обыкновенную моноколонку, подключенную к источнику звука через усилитель.

Что же мне досталось?

Для определения модели устройства пришлось осуществить поиск по внешнему виду с полным перебором, т.к. ни названия модели, ни производителя на корпусе не значилось. К счастью, перебор был недолгим — достался мне абонентский громкоговоритель «Донбасс».

В моем случае, правда, черно-желтый, без рукоятки, без задней стенки, без вилки и со скрученным проводом.

План модернизации

Суть модернизации заключается в том, чтобы интегрировать усилитель в корпус громкоговорителя и подключить на вход какой-либо источник звука. С усилителем вопрос был решен достаточно просто: выпаять его из ненужных китайских тайваньских колонок.

Надо заметить, что использование усилителя из тайваньских колонок — это не самый хороший вариант в плане качества звука, но самый простой и дешевый (при условии наличия таких колонок).

Главным же вопросом модернизации стал источник звука. Подключить на вход можно что угодно: портативное радио, плеер, телефон, ноутбук. При этом не хотелось загромождать устройство функционально, а наоборот — сделать его максимально простым и удобным для использования. Хорошим вариантом могло бы стать использование аудио выхода AirPort Express, но он уже используется, а покупать еще один роутер не хотелось. Оптимальный вариант нашелся неожиданно.

Громкоговоритель решено было повесить на кухне на стене, куда изначально планировалось повесить телевизор. Под телевизор были выведены обычная и телевизионная розетки, причем телевизонный кабель от розетки идет в другую комнату к единому месту коммутации кабелей для телевизора и модема.

А что если пустить звук по коаксиальному кабелю из комнаты в кухню? Из комнаты я подключаю все, что хочу, а на выходе просто усиливаю звук. Понятно, что коаксиалу до бескислородной меди далеко, но я же не hi-fi собираюсь по громкоговорителю слушать.

Модернизация

Ну-с приступим. Из трех деталей в корпусе громкоговорителя: динамика, переменного резистора и трансформатора, — оставляем только динамик. Точнее, вначале стоит извлечь все детали, смыть с корпуса налет бурной молодости и затем вставить обратно только нужную. Сразу хочу предупредить: динамик громкоговорителя воспроизводит звук в диапазоне примерно 160-6300 Гц, так что если вы собрались слушать вашу любимую музыку через такой динамик, то звучать она будет как минимум не совсем аутентично.

Разбираем тайваньские колонки: из той, что с регулятором громкости, изымаем плату и трансформатор. В моем случае динамик в колонке был не припаян, а подключен через разъем. Отпаиваем провода вместе с разьемом от динака колноки и припаиваем к динамику громкоговорителя. Трансформатор из колонок тоже с разъемом, а потому практически без проблем стал на место прежнего в корпусе громкоговорителя. Переходим к плате.

Отпаиваем вторую колонку (провода слева), а вместо проводов от джека (справа) припаиваем оригинальный провод от абонентского устройства. Тут главное найти, какой из каналов идет к динамику и подпаяться к нему. Второй канал можно заземлить. Далее, выпаиваем переменный резистор, а на его место впаиваем три проводка (опять же со стороны канала, идущего к динамику).

Эти проводки подпаиваем к переменному резистор такого же номинала, но с выключателем. А сам переменный резистор крепим на место прежнего в корпусе. Выключатель будет служить кнопкой включения схемы усиления. В результате, при повороте ручки регулятора вначале будет включаться усилитель, а затем регулироваться громкость. Интересно, что кнопка включения усилителя в колонках, которые я использовал, находится после трансформатора. Т.е. при включении в сеть этих колонок не зависимо от того включена сама схема или нет, они потребляют свои два ватта. Собственно, поэтому я поставил выключатель не вместо кнопки, а перед трансформатором.

Плату и разъем питания я прикрепил силиконовым клеем к корпусу, а из старых советских ручек выбрал наиболее подходящюю. В результате, так громкоговритель выглядит изнутри:

Не забывем про розетки: меняем стандартные белые на более подходящие по цвету черно-желтые:

Место коммутации (переходник: коаксиал — моноджек, удлинитель: джек-мама — джек-папа):

В работе

В работе абонентский обычный громкоговритель ведет себя хорошо — исправно воспроизводит подаваемый на вход звук, окрашивая его эффектом проводного радио. Автоматически, источник звука в виде ноутбука стал режиссерским пультом, т.к. при подключении микрофона появляется возможность вещать из комнаты на кухню: передавать приветы, ставить любимую музыку, а также общаться с радиослушателями. Из минусов можно отметить разве что характерный фон усилителя из дешевых тайваньских колонок.