Appunti sull'ascolto delle Onde Lunghe

7/24/2019 Appunti sull'ascolto delle Onde Lunghe

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Appunti sulle onde lunghe - 1By Claudio Pozzi IK2PII ([email protected])

1.Classificazione delle onde lunghe.

denominazione da pari a a pari a

onde lunghe LF 300 kHz 1 km 30 kHz 10 km

onde lunghissime VLF 30 kHz 10 km 3 kHz 100 km

ULF 3 kHz 100 km 300 Hz 1000 km

SLF 300 Hz 1000 km 30 Hz 10000 km

ELF 30 Hz 10000 km 3 Hz 100000 km

La porzione assegnata ai Radioamatori compresa tra 13!"00 kHz e 13"!#00 kHz! Si tratta di$!1 kHz% una porzione &eramente ridotta% del tutto insu''iciente per un solo canale SS(! Lalunghezza d)onda circa $$00 metri! *l tra''ico Radioamatori si s&olge in +, -per .S/ locali%ualche centinaio di chilometri e% per distanze maggiori% usando modi% come il +, lento% cherichiedono l)uso di un computer e di una scheda audio! *l programma pi2 semplice da usare%

R4/% opera di l5erto% *$6H7 e Vittorio% *8$+9L!

2.Cosa si ascolta.6rima di cimentarsi nella ricezione di Radioamatori 5ene impratichirsi ad ascoltare alcunestazioni commerciali presenti in 5anda con segnali molto 'orti -0 d( pi2 'orti dei nostri

segnali! .uesto permette di &alutare le prestazioni del sistema rice&ente -antenna : radio!Ecco alcune 'reuenze su cui curiosare!

kHz stazione localit nazione note

0 campione di tempo e 'reuenza

;0!000 U8 campione di tempo e 'reuenza

"!000 H(4 ?euchatel S&izzera campione di tempo e 'reuenza

""!00 7+F""


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250 kHz fine broadcasting

tra $0 e 00 kHz radio'ari aeronautici% ripetono il nominati&o in telegra'ia% portantemodulata con tono di 1000 Hz circa

Si nota che la porzione di 5anda a noi assegnata in parte distur5ata dalla stazione SCV!

La stazione 7+F3@ un utile 5eacon% uasi sempre presente% molto 'orte% con 'reuenza dellaportante a55astanza precisa!

nche nelle VLF ed oltre sono presenti segnali! d esempio da 4rimeton -S&ezia% ogni anno&engono 'atte trasmissioni cele5rati&e con una stazione storica del 1@$! *l trasmettitore unalternatore% potenza $00 k, e 'reuenza 1"!1 kHz -pari a 1#!; km! Le emissioni in +, sonostate rice&ute in *talia collegando un)antenna alla scheda audio del computer! Vedere il sitohttpGIII!aleJander!n!se

Sempre con la scheda audio ed antenne adeguate si sono rice&uti segnali di origine non

naturale anche a 'reuenze in'eriori -stazioni di radiona&igazione russe intorno ai 10 kHz! +hi interessato ad appro'ondire l)argomento VLF ed ELF tro&a ottimi siti *nternet 'acendo laricerca con 4//4LE!

.!n"antenna facile facile.Scordate&i di ascoltare ualcosa in onde lunghe con )antenna delle HF o con un pezzo di 'ilo!*nizio a descri&ere un)antenna utile per i primi ascolti ma che potrK essere usata in seguito per'are delle misure!

6rendete una 5acchetta di 'errite da una &ecchia radio a transistor% pi2 grande meglio'unziona! Eliminate gli a&&olgimenti originali% ricopritela con un tu5etto di cartone o plastica -ocon un 'oglio di carta da disegno ed a&&olgete $0 300 spire di 'ilo smaltato da 0!30 mm didiametro! /gni 0 spire 'ate una presa!


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Antenna ferrite

#.$reamplificatore ad alta impedenza.*l preampli'icatore de&e a&ere una impedenza d)ingresso ele&ata% impedenza di uscita intorno a0 ohm% 5asso rumore e capacitK di trattare segnali di ele&ato li&ello senza intermodulare!

.uello che ha dato i risultati migliori opera di Dim


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*l FE= D310 ha una gm di 10 $0 mS% puM essere sostituito con modelli simili a&enti *dssN# m!*o ho pro&ato con U310 e &a 5ene% anche il (F$A ha dato risultati accetta5ili!

*l transistor de&e a&ere H'eN0 con corrente di 30 m e Ft di ualche decina di


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stazione (C)* (C)#* +A% 1,* kHz 15.000 kHz 11.000 kHz

segnale

in d(m

#0 "" #" ;# ;#

smeter S# S# S" S@: S@:

lcune stazioni erano a''ette da .S( pro'ondo% ho riportato il segnale massimo riscontrato inun paio di minuti!


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Appunti sulle onde lunghe - 2By Claudio Pozzi IK2PII ([email protected])

1.$ropagazione e rumore.Le onde lunghe si propagano pre&alentemente per onda di terraQ a paritK di potenza irradiatala distanza utile dipende dalla conduci5ilitK del terreno -maggiore sul mare che sulla terra!6er ora 5asta sapere che usando potenze di ualche centinaio di Iatt si riescono a 'are .S/ in+, di ualche centinaio di chilometri! Usando la telegra'ia lenta o .RSS% do&e il punto ha unadurata di tre secondi e la linea di @ secondi% si 'anno .S/ di poche migliaia di chilometri% tuttaEuropa! ?ei collegamenti transoceanici si aumenta la durata del punto 'ino a ;0 secondi o pi2!*n .RSS si rice&e utilizzando la scheda audio ed un computer% appositi programmi realizzano'iltri di 5anda larghi ualche 'razione di Hz! * punti e le linee appaiono sullo schermo!

*n 13; kHz presente% nelle ore notturne% anche una propagazione per onda ri'lessa da partedella ionos'era! =ale propagazione ha permesso .S/ transoceanici di di&erse migliaia dichilometri! E) stata notata una lenta &ariazione di 'ase sui segnali di onda ri'lessa%pro5a5ilmente do&uta ad e''etto doppler do&uto al mo&imento degli strati ri'lettenti! *npresenza contemporanea di onda di terra ed onda ri'lessa si nota .S(! 6er maggioriappro'ondimenti 'ar ri'erimento ai siti internet alla 'ine dell)articolo!

Le onde lunghe si propagano con minori perdite se la polarizzazione &erticale! Sem5ra che ilcampo elettrico &erticale inter'erisca in misura minore con il terreno% che ha una sua resisti&itKe uindi introduce perdite! 6ertanto le antenne che hanno dato migliori risultati sono costituiteda un 'ilo &erticale pi2 alto possi5ile% almeno 10 metri% completato con un cappello capaciti&o-'ili orizzontali! ?iente di nuo&o% si tratta delle antenne P


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6resenta alcuni incon&enientiG

il &aria5ile &a posizionato &icino all)antenna% scomodo da mano&rare se l)antenna all)esterno

de&e essere collegata ad un preampli'icatore ad alta impedenza 5ilanciato% ognis5ilanciamento distorce i lo5i di radiazione ma soprattutto rende l)antenna sensi5ile alcampo elettrico

il preampli'icatore de&e essere montato &icino all)antenna

*o non ho mai usato uesto tipo di Loop% riporto comunue uno schema esempli'icati&o! *morsetti e ( de&ono essere collegati ad un prempli'icatore ad alta impedenza con ingresso5ilanciato!

LF_sch_03

Loop risonante con trasformatore

?on so chi ha realizzato per primo uesto Loop% comunue l)idea geniale!

*l Loop composto da poche spire di 'ilo grosso% collegate al primario di un tras'ormatore! *lsecondario% con pi2 spire% collegato al ca&o coassiale! l termine del ca&o coassiale &ieneinserito il condensatore di accordo% collegato ad un preampli'icatore a FE= ad alta impedenzaQin uesto modo il Loop rimane 5ilanciato grazie al tras'ormatore! *l ca&o coassialecontri5uisce% con la sua capacitK% a determinare la 'reuenza di risonanza del sistema! *l ca&ocoassiale de&e a&ere 5assa capacitK e 5uona schermatura per non captare distur5i! /ttimouello per =V satellitare! 6reampli'icatore e condensatore di accordo stanno all)interno dellastazione!

Ho realizzato due Loop di uesto tipo% con lato di 1! metri! *l primo ha tre spire di 'ilo da 1!

mm uadri% il secondo con una sola spira di 'ilo da ; mm uadri in 'unzione appoggiato almuro sul 5alcone a


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*l tras'ormatore costituito da due tu5i di 'errite di grosse dimensioni a''iancati! 6rimario 3spire di 'ilo grosso% secondario 130 spire di 'ilo pi2 sottile! /ccorre 'are delle pro&e in uantoil numero di spire dipende dall)induttanza del Loop% dal tipo di 'errite usata e dalla capacitK delca&o coassiale!

+esare =aglia5ue% *=4+% su RadioRi&ista "#$001% ha descritto un Loop simile! ?ell) articolo

sono riportati alcuni dati riguardanti il tras'ormatore ed un preampli'icatore a FE=! ?el suosito internet &i sono ulteriori in'ormazioni oltre alla descrizione dell)antenna trasmittente cheusa sui 13; kHz! +redo che +esare sia l)unico /< che riesce ad irradiare un 5uon segnaledall)alto di un condominio!

LF_sch_04

Tubo di ferrite e trasformatore

Loop non risonante

Una antenna Loop puM essere usata in modo non risonante eliminando il condensatore diaccordo e collegandola direttamente ad un preampli'icatore con ingresso a 5asso rumore e5assa impedenza! Si perde il guadagno di tensione do&uto al . della &ersione risonante% in

#


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compenso l)antenna di&enta a 5anda larga! +onoscendo le dimensioni dell)antenna e il numerodi spire e misurando il segnale ai morsetti dell)antenna si puM calcolare il campo elettrico nellospazio che circonda l)antenna! .uesto tipo di antenne utile per 'are misure di campo e perPtarareP% cio conoscere l)e''icienza% di altre antenne! Vedere la 5i5liogra'ia!

.!n preamplificatore uni&ersale.Lo schema sempre di Dim


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LF_sch_0!

#.iti / e bibliografia.

Propa"a#ione e rumore in onde lun"he

httpGIII!alan!melia!co!uk *l sito di 43?B8! 6ropagazione% segnali% rumore!

httpGlIca!orgli5rar>l'propadcockl'prop;!htm rticolo sulla propagazione!

httpGII!ru!denoise!htm Registrazione del rumore atmos'erico! httpGII!sl!netdk$'ilIl'prop1!pd' rticolo sulla propagazione e sul rumore!

Antenne per onde lun"he

httpGIII!sl!neton">d13;ant!htm Un &ero e proprio trattato sulle antenne% con linka so'tIare di calcolo e simulazione! *noltre sullo stesso sito si tro&a una introduzione aimodi di trasmissione a 5anda stretta e una grande raccolta di link ad altri siti! *l sito in continuo aggiornamento

httpGIII!&l'!itritnA>Ik!htm =eoria sui Loop

httpGIII!&l'!itlooptheo"looptheo"!htm di *81/7/% i Loop non risonanti

httpGIII!ru!ded5u&!html +ome usare un Loop non risonante per cali5rare altreantenne

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+esare =aglia5ue% *=4+% ntenna Loop per la ricezione dei 13" kHz%RadioRi&ista "#$001% pp!3; e 3;

6! ntoniazzi% *,$+7 e

$arie httpGIe5!ukonline!co!ukg3ldo5ploop!pd' 6reampli'icatore e tre antenne Loop


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Appunti sulle onde lunghe - By Claudio Pozzi IK2PII ([email protected])

1.Costruzione dei circuiti?ormalmente costruisco tutti i circuiti a radio'reuenza utilizzando il metodo Pa pulce mortaP!*l metodo garantisce un 5uon ritorno di massa e permette di 'are modi'iche al &olo!

i meno esperti consiglio di 'are una 'otocopia dello schema% magari ingrandita% sulla ualeriportare i &alori dei componenti!


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Filtro passa banda

.trumentazione.

Per ini#iare.6er allestire una stazione ricetrasmittente in onde lunghe non occorre una grandestrumentazione! Ho costruito trasmettitore da 10 Iatt ed un rice&itore a con&ersione direttausando solo un tester *+E analogico% un 'reuenzimetro% un generatore5eacon uarzato!

6er iniziare occorreG

tester analogico *+E o simileG usato in posizione Pd( outputP misura ancora a 13; kHz

'reuenzimetro% meglio se legge con la risoluzione di 1 Hz

generatore di segnaleG 5asta anche un generatore di 'unzioni% oppure si puMautocostruire utilizzando un uarzo +( da $"%A00


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dell)attenuatore e si possono correggere% i ca&i di alimentazione ricoperti in gomma de&onoessere sostituiti per sicurezza% non si tro&ano n schemi n manuali -se ualcuno li ha si 'acciaa&anti =?C!

=ro&andolo 'unzionante a poche decine di Euro senz)altro da prendere in considerazione! E)utile per tarare i 'iltri% per 'are misure di . e di return loss sulle antenne!

+ollegando all)uscita del generatore i due capi terminali dell)antenna in 'errite descritta inprecedenza -senza condensatore di accordo si realizza un 5eacon% utile per tarature diantenne!

&arconi 'nstruments TF 2333

$oltmetri seletti(i e "eneratori di li(ello.

* &oltmetri seletti&i -Pselecti&e le&el meterP o PpegelmesserP sono rice&itori di misura per

impiego tele'onico! ?on hanno 'iltri in ingresso -5asta aggiungerlo e uindi attaccatidirettamente ad una antenna so''rono per so&raccarico% hanno un 'iltro di media 'reuenzamolto stretto -tipico #0 Hz% ma spesso anche un 'iltro largo 3%1 kHz!


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Siemens7$0

$00Hz ;$0kHz ,$0

Siemens7$0"

$00Hz 1!;


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* metodi pi2 usati sono la telegra'ia lenta e uella di''erenziale! /&&iamente la ricezione adorecchio impossi5ile% si usa uindi un computer con la scheda audio collegata all)uscita delrice&itore% come per il (6S8 o la R==B!

*l so'tIare ha il compito di ricostruire il segnale audio% de5ole e sommerso dal rumore di'ondo% e rappresentarlo in tempo reale sullo schermo! * programmi pi2 usati sono stati

realizzati da due /< italiani% l5erto *$6H7 e Vittorio *8$+9L e sono disponi5ili su *nternet!R4/ il programma pi2 semplice da utilizzare per la ricezione della telegra'ia lenta% &a 5eneper le prime esperienze ed stato usato per i .S/ transcontinentali!

S6E+=R? pi2 complesso e pi2 con'igura5ile% contiene anche un analizzatore di spettroaudio!

DS/? a55astanza semplice da usare ma le trasmissioni in uesto modo sono rare!

La ricezione dei segnali in LF richiede molta pazienza% un .S/ tipico dura almeno 1 minuti%inoltre l)atti&itK non costante ed di''icile tro&are ualche segnale! L)atti&itK concentratanei Ieekend e nelle ore notturne! E) necessario inoltre 'are molte pro&e per imparare acon'igurare nel modo migliore il rice&itore ed il so'tIare!

3A)+ ) differen#iale+ in alto le linee ed in basso i punti.

'4-+ 5-- 3 secondi+ si le""e P5 3 + la debole poten#a con cui trasmette(a6

-7 con '!T) modo 8ellscriber

5.iti / e bibliografia.

E) possi5ile iscri&ersi ad una mailing list 'reuentata da /< atti&i in LF mandando una emailall)indirizzo maTordomo5lacksheep!org senza Su5Tet e con la 'rase Psu5scri5e rsg5l'groupP-senza &irgolette come unico testo del messaggio! * messaggi riguardano argomenti tecnici%notizie sull)atti&itK LF% appuntamenti per .S/!

httpGIII!sl!netik$pii Sul mio sito un semplice =C% un RC a con&ersione diretta% unRC a con&ersione dedicato per il .RSS ed altro!

httpGIII!sl!neton">d *ntroduzione ai modi di trasmissione a 5anda stretta e unagrande raccolta di link ad altri siti! *l sito in continuo aggiornamento!

httpGIII!Ieaksignals!com *l sito da cui scaricare i programmi R4/% S6E+=R? eDS/?!

$oltmetri seletti(i

l5erto (ar5era% *81B8/% * Voltmetri seletti&i% RadioRi&ista 1$000% pp!01

1;


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httpGII!emachine!comslm di ,D4V% Using the H63#; Selecti&e Le&el


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Appunti sulle onde lunghe - #By Claudio Pozzi IK2PII ([email protected])

+ice&itore a con&ersione diretta per 1' kHz

1.%ntroduzione*n onde lunghe il tra''ico radio si s&olge in telegra'ia oppure utilizzando modi di emissione cherichiedono l)utilizzo del computer e di un so'tIare appositamente realizzato! La SS( non &ieneutilizzata perch% a parte la di''icoltK di generare una potenza su''iciente utilizzandoampli'icatori lineari in classe (% l)antenna non possiede una larghezza di 5anda adeguata acausa del . ele&ato della 5o5ina di caricoQ inoltre la porzione di 5anda assegnata airadioamatori non su''icientemente larga per ospitare un canale SS(!


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2.+e6uisiti di progetto7opo le prime pro&e% in cui ho utilizzato un ?E;0$ come miJer% ho de'inito alcuni reuisiti peril rice&itore ideale a con&ersione diretta per i 13; kHz! 7all)analisi di uesti reuisiti risultatoe&idente che un rice&itore sempli'icato puM 'ornire prestazioni simili a uelle di rice&itori moltoso'isticati% in alcuni casi addirittura superiori! *noltre la presenza della sola manopola del

guadagno permette di concentrarsi sulla regolazione dei parametri del so'tIare% il &ero cuoredel rice&itore!

Fre9uen#a

il band plan dei 13/ :8#

*l rice&itore de&e coprire le 'reuenze da 13%"00 a 13"%#00 kHz% uindi una 5anda $100 Hz%minore di uella necessaria per un canale SS(! .uesto suggerisce la possi5ilitK di a&ere lasintonia 'issa!

-eletti(it;/ccorre una 5uona seletti&itK in ingresso% a 13; kHz% per eliminare i segnali 'uori 5anda sia inonde lunghe sia in onde medie! La seletti&itK puM essere 'acilmente ottenuta a ueste'reuenze con 5o5ine ad olla% recuperate nel surplus da schede pro&enienti da centralitele'oniche% ma anche con 5o5ine reperi5ili in commercio! Una seletti&itK di 3 kHz a 3 d( su''iciente anche a limitare un poco il rumore sulla 'reuenza immagine! +hi a5ita molto &icinoa stazioni radio in onde medie o lunghe puM inserire un ulteriore 'iltro passa 5asso!

5esisten#a all


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uada"no

7e&e essere regola5ile per adattare il li&ello di uscita della 5assa 'reuenza alla &ariazioni dirumore atmos'erico e non saturare la scheda audio del computer!

%scita audio

7e&e poter pilotare l)ingresso linea della scheda audio del computer% con un li&ello massimo dicirca 0%" V R


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$1


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A sinistra si nota il ca(etto coassiale che esce dalla scatola dell


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.uindi si rice&e sulla stessa 'reuenza audio sia il segnale nella 5anda desiderata che la sua'reuenza immagine! Fortunatamente tra 133 e 13 kHz non sono presenti segnali 'orti%almeno nella zona di


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L)oscillatore locale de&e essere contenuto in una scatoletta completamente schermata% dallauale esce un ca&etto coassiale che si collega all)attenuatore% la calza dello schermo de&eessere saldata a massa &icino a U3 e &icino al miJer! L)alimentazione de&e entrare nellascatoletta tramite un condensatore passante seguito da una induttanza di ualche decina dimicrohenr> e da un altro condensatore di 5>pass% collegato a massa &icino al passante! E)indispensa5ile 'are in modo che non esca RF dalla scatola dell)/L!

6er regolare il li&ello di /L procedere nel seguente modoG

collegare una resistenza da 0 ohm dopo l)attenuatore% al posto del miJer% e mettere lasonda dell)oscilloscopio su uesta resistenza

regolare R1$ per a&ere ai capi della resistenza un segnale di 1 V piccopicco% megliopoco pi2 che poco meno

ricollegare il miJer al posto della resistenza da 0 ohm

Se non disponete di un oscilloscopio lasciate i &alori indicati nello schema!

c>cle di 1G1! *l miJer con&erte sulla 'reuenza di uscitaanche i segnali RF che 5attono con le armoniche dispari dell)oscillatore locale% tutta&ia un 5uon'iltraggio della 5anda che interessa sulla porta RF riduce uesto e''etto indesiderato!

Veri'icando con l)oscilloscopio il segnale sulla porta /L di un 7(< pilotato con un segnaleper'ettamente sinusoidale si nota che il segnale &iene tosato dai diodi che entrano inconduzione ed assomiglia ad un)onda uadra! *n impieghi pro'essionali si inietta il segnale adonda uadra nella porta *F -media 'reuenza% uella collegata direttamente ai diodi senzatras'ormatori interposti% per ottenere una portante modulata (6S8 o per realizzare sistemi dicomunicazione spread spectrum!

?assa fre9uen#a

La 5o5ina L1 do&re55e essere a&&olta su un nucleo toroidale per e&itare che capti ronzio!

*l transistor .$ presenta al miJer una impedenza di 0 ohm ed ha una ci'ra di rumore di circa d(! *l transistor $?3@0A un eccellente transistor per impieghi generali audio o RF in ondecorte% molto economico! ?on de&e mancare nel cassetto degli autocostruttori perch puMsostituire con &antaggio economico altri tipi di transistor!

4li operazionali U1 ed U$ sono modelli a 5asso rumore% capaci di pilotare carichi conimpedenza di ;00 ohmQ possono essere sostituiti da un unico ?E3$ ma non da altri tipi!

*l potenziometro R&1 regola il guadagno!

# RF Elettroni/a di Rota Fran/o, 0ia ante -, 'ena!o M&2 tel. $# 3+-1-

$A


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Taratura

E) molto semplice in uanto il computer con il programma S6E+=R? ci mostra sullo schermoi segnali rice&uti% proprio come un analizzatore di spettro!

/ccorre iniettare un segnale attorno ai 13; kHz nel rice&itore% &a 5ene anche un generatore di'unzioni o un oscillatore realizzato con un ?E seguiti da un attenuatore! +ollegare ilrice&itore alla scheda audio del 6+ e lanciare il programma S6E+=R?! La prima &olta che silancia S6E+=R? occorre rispondere alle domande che il programma pone per procedere allacon'igurazione del miJer della scheda audio!

7al menu occupa circa un uarto dello spazio a disposizione! Regolare la'reuenza a circa 1300 Hz -centro 5anda% 13;%#00 kHz! E) possi5ile leggere sia la 'reuenzasia il li&ello% in d( relati&i% del segnale pi2 'orte presente! lla 'reuenza letta sul displa>occorre sommare la 'reuenza dell)oscillatore locale del nostro rice&itore% nella 'igura1300:133%@A13;#3; Hz !

Regolare i nuclei del 'iltro passa 5anda a 13; kHz per a&ere il massimo li&ello del pippolo!

+ollegare ora l)antenna% dal menu


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il se"nale di )F3

/&&iamente chi possiede strumentazione di classe sa anche come usarla e uindi non midilungo su modalitK di taratura pi2 appropriate!

La (ersione finale

?ella stessa scatola ho incluso% oltre al rice&itore% alcuni accessori che sono gia stati descrittiG

*l preampli'icatore a FE= ed il circuito di sintonia per l)antenna a loop accordato% conuscita portata all)esterno per collegarlo ad altri rice&itori!

Un preampli'icatore preceduto da un 'iltro a due circuiti accordati identici a uelli delrice&itore% di cui non 'ornisco lo schema in uanto puM essere sostituito da uello di

Appunti sull'ascolto delle Onde Lunghe

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