Фрикинг: усилитель сигнала нулевой жилы

[Talomir]

ФРИКИНГ И РАСШИРЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ УСТРОЙСТВ: УСИЛИТЕЛЬ СИГНАЛА НУЛЕВОЙ ЖИЛЫ

Я использовал в заголовке слово фрикинг в его хорошем смысле слова, как радио-копание для расширения возможности устройств, а не как подбор кодов для взлома сигнализации. Завёл специальную тему по схемам, так как планирую сделать и опубликовать качественный мульти-каскадный усилитель сигнала нулевой жилы, питающийся от 220 В через зарядку для телефона. Но, сначала, зачем это нужно.

Конкретно, я как начинающий радиолюбитель, играюсь на школьном и студенческом уровне с простым электронным устройством: FM модулятором для компьютера. Я хочу сделать полу-профессиональную радиостанцию, а денег на промышленный FM трансивер и на регистрацию радиостанции у меня, конечно, нет. И нужно самодельное, но качественное передающее FM устройство.

Как всегда, законченные промышленные устройства не предусматривают своего расширения, для интеграции в системы устройств вместе с компьютером. Просто говоря, у устройства нет разъёма для программирования и для подключения антенны и усилителя. Поэтому, стоит задача недокументированного снятия сигнала, заведения его на усилитель и потом на антенну, для усиления дальности вещания в 100 раз, с 10 метров до 1 000 метров (километров). По умолчанию FM модулятор вещает на 10 метров.

Также, я скажу пару слов насколько перспективна эта игра. Во первых, я разработал перспективное программное решение радио-интернета, это озвучивание самописанным аудио-браузером T веб-страничек с перерывами на музыку и трансляция звука на FM. Другими словами, автоматическая аналитико-развлекательная радиостанция с искусственным интеллектом вместо авто-диджея.

Также, усиление дальности FM модулятора нужно для организации связи машин. Да, автомобилей, с FM на борту. Один передаёт, другие, в толпе автомобилей, слушают. Просто усилить дальность FM модулятора для автомобиля - и готова связь машин! Можно транслировать mp3 музыки, объявлений, подкастов, аудио-книг, сайтов, микрофона (при желании и умении). Для приёма никакого дополнительного оборудования, кроме FM радио автомобиля, не надо. Для передачи нужен усилитель FM модулятора и FM модулятор. Софт для преобразования текста и PDF в mp3 давно готов, называется Bot Dictor, также готов софт для озвучивания сайтов целиком, называется Audio Browser T и юзается вместе с программой Audacity - программой записи любого звука компьютера, с конвертацией в mp3.

Я не водитель, идею связи машин я просто озвучил для авто-любителей, из-за сходности проблем. А сам я вернусь к идее автоматической радиостанции с ИИ. Ну, и, конечно, к схемам и паяльнику. Итак, принципиальная схема станции с ИИ ниже (раньше публиковал, но повторюсь для полноты изложения).

Pic-1: принцип организации радио-интернета и бесплатного интернета

Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся

Далее, после краткой иллюстрации принципа организации радио-интернета, я повторю простой способ усиления сигнала нулевой жилы модулятора в 10 раз - выходной ток есть на нулевой жиле, он на неё стекает, и достаточно усилить его и подать в антенну для недокументированного снятия сигнала. Если сигнальные линии разъёма Audio Jack 3.5 mm, подключённого через разветвитель параллельно модулятору, замкнуть на землю разъёма без сопротивления, получится небольшое короткое замыкание и усиление тока по закону ома I = U/R, R тут миллиомы, что усиливает ток в несколько сот раз. Так дальность модулятора растёт в 10 раз, 100 метров вещания вместо 10 метров.

Pic-2: принцип усиления дальности FM модулятора коротким замыканием

Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся

Далее, я прикреплю проверенную на эмуляторе САПР схему однокаскадного усилителя нулевой жилы на транзисторе, схема не паялась, но эмулятор показал, что работает, хоть и ухудшает качество звука. Как начинающий радиолюбитель, я доволен и этим.

Pic-3: принципиальная электрическая схема усилителя FM модулятора для компьютера, проверенная в САПР

Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся

Вот и вся затравка, предыстория проекта. Простой однокаскадный усилитель, как и много-каскадный, можно спаять на макетной плате, чтобы не платить за фрезерование платы на производстве, осталось только добавить несколько каскадов, изображённых на схеме слева, в цепочку, вместо одного справа, и питание подать от зарядки телефона, а не с компьютера - USB порт компьютера не выдержит нагрузки по питанию, Windows напишет низкое питание USB порта и без отключения работать не будет. Далее, я планирую продолжить тему публикацией проверенных схем многокаскадных усилителей на транзисторах, для недокументированного снятия сигнала с нулевой жилы.

--- Добавлено позже: 25 Дек 2021 ---

Для начала придётся попробовать китайский FM трансмиттер мощностью 5 Ватт и отношением сигнала к шуму 60 децибел, стоит всего $30 без доставки, идёт с антенной и с блоком питания. Если он заработает как мне надо, то будет дешевле, чем несколько раз покупать компоненты, паяльник, припой, антенну, макетную плату. Отпишу после пробы в этой теме, если не заработает - тогда придётся паять многокаскадный усилитель самому.

Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся

--- Добавлено позже: 25 Дек 2021 ---

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ЧАСТОТЫ ДЛЯ СВОЕЙ FM СТАНЦИИ

Пока жду FM передатчик с eBay за $30, опубликую свежие мысли по своей радиостанции.

Рекомендуемые в целях физической безопасности частоты для вещания своей FM станцией, параллельно с постановкой помехи потенциальному противнику:

- 88.1 FM (максимальная дальность из-за минимальной частоты, сопротивление материала пропорционально частоте Z=wL, эта частота - гармоника 3/7 от 378 MHz частоты мозгового микрочипа, или гармоника 1/10 от частоты протокола 3G CDMA 800 без SIM-карты, ломает видения, гипноз, бот-преследование на улицах, рекомендуется для физической безопасности)

- 88.7 FM (ещё одна частота 3G CMDA 800 жучков, гармоника, помеха на этой частоте убирает радио-хирургические боли в теле)

- 96 FM (частота гармоники 2 от 48 МГц шейного микрочипа-нейростимулятора, ломает астро-подселения в тело, гипотетически - имитацию самоубийства астральным подселением и самоподвешиванием/самовыпрыгиванием с балкона, рекомендуется для физической безопасности)

То есть, рекомендуется одна из этих трёх частот, других данных по радио-угрозам у меня сейчас нет. Постановка передатчика на одну из этих частот гармониками сигнала портит биты радио-протокола мозгового или спинномозгового микрочипа, роняет сервер фаззингом испорченных битов и пакетов и защищает от потенциальной атаки на компьютерного оператора.

 

[Talomir]

ВЫХОДНАЯ МОЩНОСТЬ FM ТРАНСИВЕРА 50 Ватт

Сегодня я хорошо поспал две третьих суток, попил энергетика и йогурта, поел дорогого сыра и пришёл в норму по уму по сравнению со вчерашним днём: чуть не отдал деньги за фуфло-передатчик 29 долларов из Китая.

Во первых, не указан радиус действия передатчика в городских условиях, указана максимальная выходная мощность 5 ватт. Это значит, что эта мини-радиостанция вещает в радиусе 50-100 метров в условиях девятиэтажки, и не пробивает вдоль даже один дом, то есть в конце дома его слышно не будет.

Нормальная мощность любительского коротковолнового передатчика измеряется не в ваттах, а в киловаттах. Конечно, там и междугородняя, и международная трансконтинентальная радио-связь, и выходная мощность составляет порядка 10 КилоВатт! А в этой мини-радиостанции всего 5 ватт.

Поэтому и без покупки понятно, что дальше 100 метров она вещать не будет, точно так-же, как сейчас вещает мой FM модулятор с закороченными на землю сигнальными линиями для режима короткого замыкания и усиления по току.

Поэтому прибор выше надо иметь ввиду, но если вы делаете свою станцию хотя-бы на два квартала в условиях девятиэтажек, вам понадобится собственный усилитель по току перед антенной с выходной мощностью хотя-бы 50 ватт!

Вот именно с трёх-пяти каскадного усилителя по току на 50 ватт на транзистрах я и начну разработку и исследование, будет по цене так-же или даже в 2 раза дешевле, но зато - действительно радиостанция, а не блютуз интерфейс к наушникам Следите за разработкой в этой теме, и радио-интернет и бесплатный интернет - очень востребованные современные технологии.

--- Добавлено позже: 26 Дек 2021 ---

ПРОВЕРЕННЫЙ В LTSPICE УСИЛИТЕЛЬ НУЛЕВОЙ ЖИЛЫ FM МОДУЛЯТОРА ДО 400 мА

Как обещал, сделал к пол-третьему ночи проверенную на эмуляторе простую схему двухкаскадного усилителя на радиочастотных мощных транзисторах (транзисторы 50 В 3 А). Схема умещается в спичечный коробок, собирается на макетной плате и стоит всего 50 гривен (100 рублей)! Питается от зарядки телефона 5 Вольт USB. Если нужен больший выходной ток, то последовательно соединяются два усилителя, перед антенной, или более, запитывая их от отдельных зарядок на панели розетки.

Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся
Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся

А теперь я подобью смету по самодельной FM радиостанции:

1. FM модулятор USB - 140 гривен (280 рублей)

2. Разветвитель аудио - 140 гривен (280 рублей), нужен для подключения усилителя нулевой жилы паралельно

3. Разъём аудио 3.5 мм - 10 гривен (20 рублей), нужен для подачи линии земли с сигналом из разветвителя на усилитель

4. Усилитель сигнала нулевой жилы - 50 гривен (100 рублей), усиливает ток до 400 мА (0.4 Ампера)

5. Антенна телескопическая - 70 гривен (140 рублей), соединяется с выходом усилителя

6. Зарядка телефона для запитывания усилителя - 50 гривен (100 рублей)

Итого, вся передающая аппаратура для самодельной FM радиостанции-мини стоит: 460 гривен (920 рублей), вместо 1000 гривен за передатчик из Китая на eBay!

--- Добавлено позже: 26 Дек 2021 ---

МЕЛАФОН ИЗ ТЕЛЕФОНА

Простой усилитель выше можно использовать для переделки кнопочного телефона за 200 гривен (400 рублей) из ломбарда - в мелафон, в усилитель микрофона.

Мелафон позволяет:

1. Слушать разговоры и переговоры по телефону/планшету в квартире в других комнатах

2. Слушать мысли в слух, бормотание под нос и внутреннюю речь других людей недалеко от себя (в квартире, в парке, в маршрутке, в метро, в магазине)

3. Слушать переговоры охраны по рации в супермаркете (очень интересно, гарантирую

4. Слушать внутреннюю речь абонентов skype/discord удалённо, находясь с ними в одном канале/чате

5. Выуживать из всего этого логины и пароли к сайтам, сервисам, майнинг пулам, операционной системе, пин-коды к кредитке и подобное!

Как переделать телефон в мелафон?

1. Макетная плата усилителя крепится к крышке телефона (изолентой, пластырем, клеем)

2. Крышка телефона сверлится или прожигается раскалённым на плите гвоздём под отверстия для проводов где надо

3. Земля усилителя соединяется с землёй кнопочного телефона

4. Питание +5В с контакта питания касаемого аккумулятора заводится на линию питания усилителя

5. Вывод сигнала микрофона телефона заводится на сигнальный вход усилителя

6. Вывод антенны усилителя подаётся на пин сигнала аудио-разъёма 3.5 мм для наушников телефона

Всё. Принцип работы прост: сигнал запитанного телефоном микрофона усиливается усилителем в 100 раз и подаётся в наушник для прослушивания. Из-за усиления начинают быть слышными очень слабые акустические сигналы. Устройство ещё не паял, игрался с полу-бесплатным программным мелафоном Amplify Voice Recorder, паять буду после нового года и постараюсь отписать в этой теме!

 

[Talomir]

ПОЧЕМУ СВОЙ УСИЛИТЕЛЬ А НЕ ПРОМЫШЛЕННАЯ СТАНЦИЯ

Вот и наступил 2022, я после допинга ещё раз обмозговал простой усилок и промышленную станцию и ещё раз определился в сторону первого. И вот почему.

Промышленная станция заявлена с напряжением питания 12 Вольт и выходной мощностью 5 Ватт. Это значит, что при внутреннем сопротивлении хотя-бы 100 ом на антенну подаётся ток 120 миллиампер, а при сопротивлении 200 Ом - 60 миллиампер. При внутреннем сопротивлении 250 Ом на антенну станция подаёт ток меньше 50 миллиампер. А простой усилитель модулятора усиливает ток, будучи запитанным от 5 Вольт зарядки, до 400 миллиампер. То есть, он в 3 - 8 раз лупит дальше на передачу! Промышленная FM станция-мини это аналог рации от батарейки, как я писал выше, она не пробьёт дом вдоль длинны и не достанет до последнего подъезда, из-за сопротивления и потери в стенах.

Также, усилок за 100 рублей легко продублировать, соединив два усилителя последовательно, для усиления усиленного. И эту цепочку можно попробовать продолжить, поставив и 3 и 4 усилителя, от отдельных зарядок 5 вольт. Так можно достичь тока в антенне до 2 Ампера! Но, такой ток нельзя заводить на батарею дома для вещания по кварталу, только на антенну, он - опасен для здоровья и жизни. Также, плату усилителя надо помещать в полиэтиленовый пакетик для изоляции, а антенну ставить в недоступном для рук месте: даже 400 mA это уже большой опасный ток!

В двухкаскадном усилителе на транзисторах на плате мощность выходного сигнала усиливается входным напряжением с мощностью приблизительно 5 Ватт, как в промышленной станции-мини. Но, так как это усилитель по току, и по закону сохранения энергии ток можно усилить только за счёт снижения напряжения, при постоянной потребляемой мощности, выходного тока 400 мА должно быть достаточно и лучше, чем в промышленной FM радиостанции-мини.

Также есть мысль что сделать FM радиостанцию квартала за 460 гривен намного дешевле, чем покупать смартфон за 3 000 гривен для контроля и налаживания discrod-радиостанции! И дорогой смартфон, и непомерная нагрузка discrod-клиентом на ноутбук делают discrod-вещание неприемлемо дорогим удовольствием. Кроме того, там и для при'ма нужен и смартфон за 3 000 гривен и абоненсткая плата за интернет. Чего нет в FM вещании с приёмом на кнопочный телефон!

Схему многокаскадного усилителя восстановил по памяти и проверил в САПР, она взята из журнала Моделист-Конструктор где-то за 1978 год, журнал издавался ещё при СССР и мой отец был активным читателем, оставив стопки подписки подрастающему сыну программисту, которые я пролистал в 2002 году. Журнал Моделист Конструктор, вместе с журналом Радио, опять получили вторую жизнь в России и издаются и в 2021 году!

 

[Talomir]

ПРОСТОЙ УСИЛИТЕЛЬ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ - ИЗ КОЛОНОК

Мощность модулятора в режиме короткого замыкания, по схеме выше, можно усилить в два раза тоже простым приёмом. Для этого нужны дешёвые компьютерные колонки за 280 рублей и зарядка для мобильного за 100 рублей.

Дело в том, что на схеме регулятора громкости колонок размещён небольшой усилитель сигнала до 5 ватт, часто пропускающий и радио-частоту, если её подать на его вход.

Кабель отсоединяется от колонок, я их вскрываю, чтобы убедиться, что там - только динамики и усилитель в регуляторе громкости. Красный провод соединяется с чёрным, для короткого замыкания и усиления по току, и от него провод отводится на антенну. Это - левый или правый канал. Второй канал от другой колонки - также, замыкаем, если нет лишней антенны.

Далее, USB питание. Отрезаем разъём кусачками, красный провод питания в кабеле USB соединяем с красным проводом из зарядки, чёрный - с чёрным. Вставляем зарядку в розетку. Усилитель запитан. Теперь на него надо подать сигнал радио-частоты.

Для этого вставляем аудио-штекер в гнездо аудио-разветвителя от ноутбука, во второе гнездо - закороченный для замыкания разъём Audio Jack 3.5 mm. Замыкание тут надо для усиления тока.

Всё, радио-сигнал с линии земли, это - переменный ток, попадает на сигнальную линию аудио-разветвителя, а с него - на усилитель громкости из колонок, после - в антенну.

Теперь о показателях мощности усилителя из колонок. Без него мощность SNR (Signal Noice Ratio) FM-модулятора в режиме замыкания равна 14, 15 dB. С усилителем из колонок на полной громкости - 15, 16, 17 dB. То есть домашняя радиостанция начинает вещать в два раза мощнее (один децибел - это 1.2 раза, 1.5 децибел - это почти 2 раза). Играет на все этажи бетонного панельного девятиэтажного дома в моём подъезде, сделал бабушкам-соседям бесплатный аудио-интернет с приёмом кнопочными телефонами. Сегодня, перед рождеством, играли репортажи об авариях в космосе и гибели космонавтов, репортаж занял 6 часов звучания после подключения усилителя. Дерзайте, делайте, особенно если есть ненужные колонки или дешёвые - в магазине под домом!