Baofeng UV-3R - радиостанция прямого преобразования (обзор первой версии)

Для начала, познакомимся с фирмой Fujian Nanan Baofeng Electronics Co., Ltd. Находится она в Китае (кто бы сомневался) провинция Фуцзянь, специализируется на исследованиях и производстве аппаратуры связи, основана в 1993г. В фирме работает около 500 сотрудников на двух предприятиях. Baofeng Electronics выпускает разную OEM/ODM продукцию, в том числе беспроводные телефоны, рации и антенны.

Маленькая, двухдиапазонная УКВ радиостанция UV-3R (она же UV-100, она же UV-200), работает в диапазонах 136-174МГц, 400-470МГц на приём и передачу. Гланое отличие этой станции от других, использование принципа прямого преобразования сигнала с последующей обработкой цифровым процессором (DSP). Интересно посмотреть, как эта технология работает в условиях реального эфира.

^{Baofeng UV-3R с различными цветовыми расцветками корпуса}

Внешний вид радиостанции UV-3R и её размеры, похожи на широко известную радиолюбительскую портативку Yaesu VX-3R. Функционально китайская станция намного проще, а материалы корпуса дешевле, хотя тактильные ощущения остаются приятными. Корпус UV-3R слабо защищён от влаги и пыли, поэтому на природе обращаться с ней нужно аккуратно. Особенно важно, чтобы влага не попала в аккумуляторный отсек, под ручку DIAL и за решетку динамика. В отличии от японцев, Baofeng выпускает радиостанции с различными цветовыми расцветками. Радиолюбителям-туристам я бы советовал брать красную (жёлтую), она хорошо заметна в траве и на снегу. Извращенцам - голубую.

В сегменте миниатюрных радиолюбительских станций, Baofeng UV-3R (UV-100, UV-200) конкурирует с моделями Yaesu VX-3R, Icom IC-P7A, Alinco DJ-C7T. Её вес 120гр, размеры 81x49x24мм.

Схемотехника UV-3R очень простая, сигнал поступает в приёмник, попадает на фильтры нижних частот (LPF), отдельные для каждого диапазона, далее УВЧ и сигнал уходит в микросхему в которой всё и происходит. Из микросхемы выходит уже сформированный НЧ сигнал, который поступает на УНЧ и динамик. Всё просто, ни тебе фильтров, ни контуров, ни ПЧ. В процессе экспериментов, замерять чувствительность необходимости не было, потому как даже на слух ясно что станция принимает не хуже чем VX-800, VX-3R, FT-817, CT-180, G5, GP-300.

Хочу обратить внимание радиолюбителя на приёмник UV-3R, можно назвать его самой любопытной частью этой радиостанции. Одна из особенностей прямого преобразования заключается в отсутствии порога у ЧМ детектора. Как известно, классический дискриминатор для ЧМ, в супергетеродине, при уменьшении уровня принимаемого сигнала в какой-то момент начинает подавлять полезный сигнал, у него есть порог, выше которого сигналы выделяются из шумов, а ниже - подавляются. Это главный недостаток ЧМ детектирования, по сравнению например с SSB. В ЧМ приёмнике прямого преобразования этот недостаток отсутствует! Слабый сигнал детектируется при любом уровне, вплоть до полного пропадания. В UV-3R этот положительный эффект действительно заметен. Поэтому, даже при одинаковой чувствительности, UV-3R может принимать (в определённых ситуациях) более слабые сигналы чем классический супергетеродин. В этом заключается инновационность данной станции.

О прямом преобразовании, много писал RA3AAE (В.Т.Поляков) в 70-90х годах на страницах журнала Радио и в книгах, за что ему спасибо. Вот мы дожили до реального воплощения этих идей в китайской радиостанции.

Звук приёмника приятный на слух, несмотря на маленький динамик. Возможно это обусловлено правильной АЧХ (смотрите ниже) и цифровой обработкой НЧ сигнала. Действительно, беглого взгляда на АЧХ достаточно, чтобы понять - без DSP здесь не обошлось. Вертикальные полосы на графике, это отметки частот 300Гц и 2700Гц. Громкость вполне приличная (громче чем VX-3R), всего восемь уровней, хватает даже на шумной улице.

^{сквозная амплитудно-частотная характеристика приёмника Baofeng UV-3R}

Ток потребления в дежурном режиме, с закрытым шумодавом, около 70мА, с экономайзером 30мА, при средней громкости 210мА. Токи потребляемые приёмником, не зависят от диапазона. Экономичность не лучшая, но учитывая что ёмкость аккумулятора 1500мАч, её можно считать приемлемлемой.

Схемотехника передатчика также простая, сигнал с микрофона уходит в микросхему, из микросхемы выходит сформированный узкополосный ЧМ сигнал, который усиливается предварительным каскадом, затем идёт УМ, далее фильтры высоких частот, затем LPF приёмника и антенна. Заявленная мощность передатчика 2Вт. Реальные измерения, на любительских частотах (а другие нас не интересуют), показаны в таблице ниже.

частота	high	low
144000кГц	2.9Вт	0.1Вт
145000кГц	2.8Вт	0.1Вт
146000кГц	2.8Вт	0.1Вт
430000кГц	2.4Вт	1.6Вт
435000кГц	2.3Вт	1.6Вт
440000кГц	2.3Вт	1.6Вт

Потребляемый передатчиком ток на нагрузке 50ом, на напряжении 3.7В, на частоте 145500кГц, в режиме HIGH 1A, в режиме LOW 0.35A. Как видно из таблицы, в радиолюбительских участках она даже больше заявленной. Жаль что на 430Мгц в режиме LOW мощность явно избыточная, 1.6Вт при потребляемом токе 0.74A, в режиме HIGH 1А. Если аккумулятор садится до уровня когда на индикаторе разряда нет делений, передатчик отключается, а приёмник продолжает работать ещё около часа.

Качество модуляции нормальное, хотя, можно было бы немного больше приподнять высокие частоты. Это связано с особенностями китайской речи, дело в том что если задрать высокие (как мы любим), многие китайские звуковые сочетания становятся менее разборчивыми. В некоторых моделях китайских портативок даже есть отдельный пункт Mic set: Eng/Ch, который задирает высокие при выборе Eng, но в этой станции такого нет. Тем не менее сигнал легко разбирается даже при слабом уровне. Многое зависит от того насколько чётко и внятно говорит оператор. На мой вкус, у Yaesu VX-3R сигнал получше. Чувствительность микрофона средняя, она не регулируется. На улице, во время ветра, будет эффект задувания.

Печатная плата и монтаж сделаны на современном уровне, всё аккуратно, smd детали, антенный разьём SMA-male стандартный, в общем придраться не к чему, кроме контактов. Фирмы (Yaesu, Icom) важные контакты (например к которым подключается аккумулятор) делают позолоченными. У Baofeng всё намного проще, они этим не заморачиваются, золото самим нужно. Из практики эксплуатации UV-3R скажу, что иногда станция беспричинно ломается. Были случаи выхода из строя выходного транзистора УМ передатчика, скорее всего из-за плохого КСВ.

Шаг перестройки синтезатора можно выбирать в пределах 5, 6.25, 10, 12.5, 20, 25кГц. Таким образом, в диапазоне UHF, кроме любительских, можно работать с LPD, PMR безлицензионными радиостанциями, что бывает полезно для туристов. Есть подтональные сигналы CTCSS и DCS, которые устанавливаются отдельно для приёмника и передатчика. Они нужны в случае помех и при избирательном вызове. Сканирования CTCSS/DCS кодов нет. Реализация подтональных кодов сделана удачно, в отличии от многих других станций, чувствительность с кодом практически не падает. Стандартный CTCSS код у радиолюбителей 88.5Гц.

В станции присутствует фонарик на одном сверх-ярком диоде, полезная опция в походе. Фонарик включается оранжевой кнопкой L/R и работает даже когда сама станция выключена. При длительном нажатии на эту кнопку включается УКВ ЧМ приёмник (87-108МГц), он обладает отличной чувствительностью и позволяет слушать вещательные радиостанции в моно режиме, качество звука хорошее. Приёмник уверенно принимает сигналы на любую из прилагаемых в комплекте антенн. При появлении сигнала на последней установленной частоте VHF или UHF диапазона, приёмник отключается и можно слушать переговоры на частоте. Когда переговоров нет, УКВ ЧМ приёмник опять включается и продолжает работать.

Станция комплектуется простенькой гарнитурой. Качество микрофона хорошее, наушник не громкий (из-за низкого сопротивления капсуля, всего 33ома). Чтобы увеличить громкость - замените капсуль на другой, сопротивлением 150ом. Распайку разьёма 'родной' гарнитуры, вы видите на картинке. Гарнитура от Yaesu VX-3R не подходит, точнее подходит на половину, звук в телефоне есть, а микрофон не работает. При большом желании её можно перепаять самому. При работе с гарнитурой и с укороченными антеннами иногда возникает возбуд по ВЧ, передатчик включается и так остаётся. Обратите на это внимание! Выход - использовать другую антенну (резинку), на внешние антенны такого эффекта нет.

В память станции можно забить 100 каналов. Присваивать ячейкам памяти буквенные имена нельзя, только номер. Запоминается: разнос, мощность, уровень девиации, код SQL. Кстати шумоподавитель (SQL) в UV-3R программный и фактически не имеет чётких порогов срабатывания как у классического супергетеродина. Работа SQL основана на измерении временных интервалов в процессе обработки сигнала. К работе шумоподавителя претензий нет, он достаточно чуткий.

Сканирование медленное (три канала в секунду) и возможно только по всем частотам или по всем ячейкам памяти. Выбирать ячейки для сканирования - нельзя. Сканировать определённый участок диапазона также не получится. Чтобы начать сканирование нажмите F/A, а затем MENU. Направление сканирования можно менять поворотом ручки изменения частоты (DIAL). В пункте 16 меню SCANM можно выбрать два режима сканирования. TO - сканирование останавливается на принимаемом сигнале на 5 секунд и продолжается далее. CO - сканирование останавливается на сигнале и не продолжается пока он не пропадёт.

Зарядное устройство представляет из себя стакан-подставку в который вставляется аккумулятор и можно поставить саму радиостанцию, просто и элегантно. Таким образом аккумулятор может заряжаться отдельно от станции. Для полной зарядки аккумулятора в подставке требуется примерно 4 часа. Индикатором зарядки является двухцветный светодиод на блоке который втыкается в розетку. Когда идёт заряд - горит красный светодиод. Когда аккумулятор зарядился - горит зелёный.

Аккумулятор в станции Li-ION 3.7В 1500мАч. Можно использовать не дорогие аналоги, которые широко распространены в бытовой электронике (например: KODAK EasyShare, PENTAX Optio и тд), хотя ёмкость у них поменьше. Аккумуляторы такого типа выдерживают примерно 400 циклов заряд-разряд и плохо переносят низкие температуры. Батарея UV-3R, взаимоменяема с батареей FNB-82LI от Yaesu VX-3R. Зарядные устройства не взаимоменяемы, у них разная распайка разьёма!

Меню радиостанции очень простое, примерно на уровне Alan/Midland, в нём 18 пунктов, необходимый минимум присутствует. Аналогичное меню, в том или ином виде, есть во всех современных радиостанциях. Ниже приведены пункты с расшифровкой их назначения.

пункт	название	установки	описание
1	RXCODE	OFF/CTCSS/DCS	шумоподавитель откроется только при совпадении с установленным подтоном
2	TXCODE	OFF/CTCSS/DCS	передатчик передаёт установленный подтон
3	SQL	0-9	уровень срабатывания шумоподавителя
4	LIGHT	OFF/ON	оранжевая подсветка дисплея
5	K TONE	OFF/ON	звук при нажатии на кнопки
6	VOX	OFF/1-9	уровень срабатывания PTT при голосовом управлении
7	POWER	HIGH/LOW	мощность передатчика (на 2м 2.8/0.1Вт, на 70см 2.3/1.6Вт)
8	DW	ON/OFF	функция двойного приёма
9	STEP	5/6.25/10/12.5/20/25kHz	шаг перестройки синтезатора (стандартный 25кГц)
10	OFFSET	0-38/0-70	разнос между частотами при включенном SHIFT
11	SHIFT	0/-/+	сдвиг частоты передатчика с заранее установленным разносом
12	STE	ON/OFF	смена фазы CTCSS при переходе на приём (чтобы шумодав не хлюпал)
13	W/N	WIDE/NARROW	девиация передатчика 5кГц или 2.5кГц
14	SAVE	ON/OFF	режим экономии энергии в приёмнике (экономайзер)
15	TOT	OFF/30-180sec	автоматическое выключение передатчика через 30-180 секунд
16	SCANM	TO/SO	режим сканирования, продолжать или нет после срабатывания SQL
17	RELAYM	ON/OFF	открывание репитера тональным сигналом
18	BCLO	ON/OFF	если канал занят, передатчик не включится

В UV-3R нет быстрого доступа к отдельным пунктам меню, как это сделано в японских станциях, поэтому любые манипуляции с параметрами (мощность, шаг, экономайзер, шумоподавитель и тд.) делаются через меню, список пунктов которого показан выше. Это не всегда оперативно.

Полный сброс установок сделанных в станции и возврат в заводское состояние, осуществляется нажатием кнопки F/A её удержанием и нажатием кнопки ON/OFF. Станция включится и все изменения будут сброшены.

Инструкция к станции написана ну очень лаконично, многие моменты опущены и догадываться о них приходится самому, на основе предыдущего опыта. Поэтому, если вы не знакомы с особенностями CTCSS, DCS, TOT и многих других функций, лучше прочитайте инструкцию к любой японской УКВ портативке где это расписано подробно.

Антенны
Посколько узко-резонансных контуров на входе нет (есть только LPF-HPF фильтры), нужно самому позаботиться о подавлении побочных каналов в приёмнике и гармоник в передатчике, для этого используйте только однодиапазонные антенны, хорошо настроенные (КСВ не хуже 2) и на нужный частотный участок. Это актуально и для многих других УКВ портативок.

^{схема входной части UV-3R, от антенны до смесителя}

Станция комплектуется двумя антеннами, обе однодиапазонные. Правильное решение, веть они (антенны) дополнительно подавляют побочные излучений передатчика и улучшают селективности приёмника, по этой причине использование одной широкополостной антенны нежелательно, особенно там где много помех.

Резонансная частота VHF антенны 147Мгц, её длина 107мм. Соответственно мы имеем КПД низкий. Антенну можно использовать в участке 145-146Мгц для ближней связи. По виду она точно соответствует антенне от Yaesu VX-3R, но при этом антенна однодиапазонная и пластик более жесткий.

UHF антенна имеет резонанс в районе 420Мгц (измерено прибором AEA SWR-121). Длина 75мм. Для частот 430-440МГц желательно её подстроить или купить более эффективную.

Эксплуатировать эту станцию с 'родными' антеннами на любительских частотах можно, но только для связи на небольшие расстояния. При подключении других антенн, обращайте внимание на качество согласования, это важно, потому что выходной каскад передатчика при работе на рассогласованную нагрузку может дать дуба.

Чтобы получить максимальную дальности связи, нужны полноразмерные, резонансные антенны. Для пешего тур.похода я рекомендую ¼λ, их длина примерно 49см на 145Мгц и 16см на 430МГц. Плюс противовес такой же длины. В походе, это отличный вариант. В городе, длинные антенны не всегда удобны (особенно на 2м), тогда используйте антенны не короче 20см., а на 430МГц, не короче 10см. Так удастся сохранить приемлемый КПД.

В автомобиле используйте антенны длиной не менее 50см, на магнитном основании, расположенные по центру крыши, так вы получите максимальную эффективность. В стационарных условиях, установите штырь в качестве обзорной антенны и направленные антенны на каждый диапазон.

Программатор обычный, можно сделать самому на MAX232 или приобрести, есть варианты для RS-232 и USB. В комплекте CD-диск с программой для Windows. Установка на ПК стандартная, правда часть надписей на китайском языке. Такое время, возможно в будущем китайский язык станет актуальнее английского, как говорят у нас за уралом: 'ханьюй пиньинь дзянь юй хуар'. Смотрите внешний вид программы с пояснениями. Программа простая, наглядная, разобраться с ней не составит труда. Радует что soft работает стабильно и не глючит.

Для того чтобы манипулировать станцией через компьютер, нужно программатор одним концом воткнуть в СОМ-порт, а другим в разьём SP/MIC станции. Далее включите станцию и запустите программу.

Запрограммируем необходимые частоты, для экономии времени, предлагаю готовый файл uv-3r-ua6hjq.dat, который осталось загрузить в станцию и у вас появятся все репитерные и вызывные частоты на 145 и 430МГц, а также LPD и PMR частоты разрешенные для безлицензионных радиостанций. Частоты забиты так что номер ячейки памяти соответствует номеру канала в LPD, для PMR отбрасываем 7 и получаем номер канала, для репитеров на 145МГц, отбрасываем 9 и получаем номер репитерного канала. Файл можно дополнить другими частотами, место есть. Установки сделаны для типовой туристической радиостанции.

Избыточно большая громкость считается одним из недостатков Baofeng UV-3R. Надо заметить что проявляется это только в тихом помещении и только через динамик, на улице, на природе громкость вполне нормальная. Если вы пользуетесь гарнитурой, то громкость также нормальная. Если вы слушаете станции только через динамик, предлагаю корректировки, для устранения этой особенности, уменьшить громкость можно разными способами, элементы требующие замены выделены на схеме.

^{часть схемы от детектора до УНЧ}

_{Способ 1}
Вскрываем корпус, находим на плате резистор R14 и припаиваем параллельно ему дополнительный резистор с номиналом 2ком. Теперь звук регулируется от тихого до умеренно громкого. Громкость в гарнитуре также уменьшится!

_{Способ 2}
Радиолюбитель OM1LD предложил другой вариант (возможно более правильный). Станцию нужно вскрыть, отпаять антенный разьём, перевернуть плату, в нижней части найти резистор R15 (100ком) и заменить его на такой же с номиналом 22ком. Фотографии этой модификации смотрите на сайте www.foton.sk. Громкость в телефонах гарнитуры также уменьшится!

_{Способ 3}
Возможно не совсем правильный, но зато очень простой. Раскручиваем станцию и последовательно с динамиком припаиваем резистор 47ом. Размер резистора, значения не имеет. Громкость уменьшится до комфортного уровня. Для такой простой модификации не нужен даже паяльник с тонким жалом. На громкость звука в гарнитуре эта модификация не влияет!

Отсек для батареек АА и аккумуляторов можно сделать из батарейного отсека FBA-37 от радиостанции Yaesu VX-3R. Для того чтобы он одевался на UV-3R, требуется проделать вырез в верхней части, как на оригинальной крышки. В таком варианте станция продержится заметно дольше, так как фактически вы получаете аккумулятор ёмкостью 2700мАч, вместо 1500мАч.

Особенности
Упрощение и стремление сделать радиостанцию как можно дешевле, породили некоторые особенности (недостатки) в её работе, с которыми вы столкнётесь при эксплуатации UV-3R. В первую очередь это:

• Громкость при регулировки изменяется скачками.
• Минимальный уровень громкости должен быть меньше. (можно исправить)
• Громкость звука (если вращать ручку) перескакивает с минимальной на максимальную и наоборот.
• Медленный переход между TX-RX. Не подходит для Packet Radio и APRS.
• Неудобное включение SQL, нужно ждать 2 секунды после нажатия кнопки.
• Мощность предатчика на 430Мгц, почти не меняется (High 2.4Вт, Low 1.6Вт).
• С 'резинками' при использовании гарнитуры, станция иногда 'залипает' на передачу.
• Нет никаких регулировок для самостоятельной настройки станции (китайский беспредел).
• Не позолоченные контакты (аккум, динамик, кнопки) - возможен быстрый износ.
• Бывают беспричинные поломки.

большое фото

разные фотографии

инструкция

рекламный буклет

схема

блок-схема

Заключение
Радиостанция Baofeng UV-3R первая (их тех что попадались мне) использует принцип прямого преобразования с DSP обработкой сигнала и именно этим она будет интересна для радиолюбителя-экспериментатора. Когда перечисленные выше недостатки и особенности, для вас не существенны, вы останетесь довольны.

Если сравнивать её с Yaesu VX-3R, последняя имеет больше функций, шире диапазон, приём АМ на КВ и УКВ, быстрое сканирование, множество настроек, намного лучше продумано управление, быстро переключается TX-RX, правильный S-метр и тд. Преимуществ для радиолюбителя, при работе на 144 и 430МГц у BAOFENG UV-3R (кроме цены) нет. У Yaesu больше различных функций.

Говорить о том что Baofeng сделала копию Yaesu VX-3R нельзя! Внешне они действительно похожи, но на этом сходство и заканчивается, по сути радиостанции абсолютно разные. VX-3R это классический супергетеродин с двумя преобразованиями, UV-3R - радиостанция прямого преобразования, с цифровой обработкой сигнала.

Я провёл несколько полевых испытаний, которые показали что Baofeng UV-3R работает вполне достойно и может конкурировать со своими супергетеродинными коллегами. Отсутствие порога при детектировании сигнала позволяет принимать ЧМ сигналы на уровне шумов. Смотрите дополнительные ссылки:

• сайт Fujian Nanan Baofeng Electronics Co Ltd, на китайском   (...на английском)
• онлайн уроки китайского языка
• обсуждение на groups.yahoo.com
• отзывы на eham.net
• форум на radioscanner.ru
• исследуем радиостанцию yaesu vx-3r

UA6HJQ - 28.05.2011
^{обновлено в августе 2011}