УКХ синтезатор частот. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

УКХ синтезатор частот. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Цивільний радіозв'язок

Коментарі до статті

Останнім часом у пресі з'явилося багато синтезаторів для апаратури діапазону 144 МГц. Пропонований у цій статті варіант синтезатора цікавий тим, що в ньому застосовано недорогу мікросхему-синтезатор LM7001J, яка використовується в побутових радіоприймальних пристроях.

Синтезатор призначений для роботи в приймально-передавальних пристроях ЧС з проміжною частотою 10,7 МГц. Він забезпечує формування сигналу з частотою 133,3...135,3 МГц у режимі прийому та 144...146 МГц у режимі передачі з кроком сітки частот 25 кГц. У ньому передбачена можливість сканування у режимі прийому у всьому діапазоні робочих частот. Синтезатор має енергонезалежну пам'ять на три користувацькі частоти. У ній також "зашиті" 9 репітерних каналів (R0-R8). У режимі передачі синтезаторі здійснюється частотна модуляція ВЧ сигналу. Живлять синтезатор напругою 8 ... 15 В. Струм споживання - не більше 50 мА. Рівень високочастотного сигналу з його виході при навантаженні 50 Ом становить щонайменше 0,1 У.

Робота синтезатора

При подачі напруги живлення синтезатор відразу починає працювати на частоті, записаній у 1-му осередку пам'яті. Поки напруга живлення нижче 4,2, на виведенні 1 (RES) мікроконтролера DD1 буде рівень логічного нуля, сформований мікросхемою-супервізором DA1, яка формує сигнал скидання. Після досягнення цього значення рівень стрибкоподібно зміниться на "1". Це виключає спотворення інформації ОЗП, що виникає при плавному наростанні напруги живлення. На індикаторі HG1 відображається частота, на якій синтезатор працюватиме в режимі передачі. Для переходу на частоту, записану в одній із осередків пам'яті, необхідно натиснути на відповідну кнопку "1"-"3" (S1 - S3). Кожне натискання на кнопку "UP" або "DN" (S6 та S7) призводить до зміщення робочої частоти відповідно вгору або вниз на 25 кГц. При натисканні на кнопку "SCAN" (S5) вмикається режим сканування у всьому діапазоні робочих частот. При появі в каналі несучої сканування припиняється та відновлюється через кілька секунд після її зникнення. Сигналом зупинки сканування служить рівень логічного нуля, що подається висновок "SCAN" синтезатора. Для виходу з режиму сканування достатньо натиснути одну з кнопок "UP", "DN", "SCAN".

При натисканні на кнопку "REP" (S4) синтезатор перетворюється на режим роботи з репітерними каналами. Перехід каналами здійснюється кнопками "UP" і "DN". На індикаторі в цьому випадку відображається номер каналу (R0 - R8). Сканування у репітерному режимі не передбачено. Вихід з цього режиму виконується повторним натисканням на кнопку "REP".

Для запису частоти в комірку пам'яті необхідно набрати на індикаторі значення частоти, натиснути кнопку номером комірки і, не відпускаючи її, натиснути кнопку "REP". При вимиканні живлення інформація, записана в осередках пам'яті, зберігається.

Принцип дії

Внутрішня структура мікросхеми LM7001, згідно з документацією, дозволяє побудувати синтезатор частоти на частоти 45... 130 МГц з кроком 25, 50 або 100 кГц. Однак кілька екземплярів цієї мікросхеми, що є у автора, без проблем працювали на частотах аматорського діапазону 2 метри. Докладніше про цю мікросхему можна дізнатися з [3] або в Інтернеті на сайтах з технічною інформацією (наприклад, [4]).

Електрична принципова схема синтезатора наведено на рис. 1.

(Натисніть для збільшення)

Управління мікросхемою синтезатора здійснюється за допомогою мікроконтролера DD1 AT90S1200. Цей тип контролера обраний автором як один із найдешевших на ринку. Індикація частоти проводиться за допомогою РКІ індикатора, що застосовується в імпортних телефонах та АОНах. Мікроконтролер DD1 при натисканні клавіш обробляє команди, видає дані в індикатор та керує роботою синтезатора DA2 по трипровідній шині (висновки 6, 7, 8 DD1). Він тактується від внутрішнього генератора DA2, що працює на частоті 7,2 МГц. Для переведення синтезатора в режим передачі необхідно подати нульовий логічний рівень на виведення "TX" синтезатора.

Генератор керуючого напруги (ГУН) зібраний на транзисторі VT3 за схемою "ємнісної триточки". Як елемент перебудови частоти використовується варикап VD5. Котушка індуктивності ГУН складається із двох частин. У режимі прийому "працюють" обидві частини котушки, при передачі - тільки одна (велика) частина. Відкриті стоки трьох ключів (BO1 - ВООЗ) на польових транзисторах, що входять до складу мікросхеми LM7001, підключені до її висновків 7-9 при зміні відповідних бітів управління.Мікросхема програмується так, що під час прийому ключ ВO2 закритий, а ВООЗ - відкритий.При цьому діод VD4 закритий і котушка L1 повністю включена.При переході в режим передачі ключ В02 відкривається, ВООЗ - закривається, відкривається діод VD4 та ємність С7 заземляє по змінному струму меншу частину котушки Буферний каскад сигналу ГУН зібраний на транзисторі VT4.

Складовий каскад, зібраний на транзисторах VT1 і VT2, виконує роль підсилювача, що інвертує, сигналу помилки ФАПЧ і активного фільтра.

У режимі передачі сигнал синтезатора модулюється по частоті мовним сигналом, що подається на вхід "MOD" синтезатора. Рівень частотної девіації вихідного сигналу залежить від мовної амплітуди. Амплітуда мовного сигналу має бути такою, щоб забезпечити девіацію вихідного сигналу в необхідних межах. Її величину доцільно підбирати вже у зібраній радіостанції. Якість сигналу, що передається, можна оцінити за допомогою близько розташованого контрольного приймача.

Напруга живлення індикатора HG1 (1,5) знімають з дільника R1VD1 - VD3. Для узгодження рівнів логічних сигналів, що подаються на індикатор використовують резистивні дільники R2 - R5.

Конструкція і деталі

Вся конструкція зібрана на одній друкованій платі розмірами 148x50 мм, виготовленою з одностороннього текстоліту (рис. 2).

УКХ синтезатор частот

Креслення її трасування наведено на рис. 3, а розташування елементів – на рис. 4

УКХ синтезатор частот

У конструкції використані постійні конденсатори типу К10-17 чи КМ. Підстроювальний конденсатор C3 - типу КТ4-23. Електролітичні конденсатори С14 та С15 - типу К50-35. Постійні резистори – типу С2-23, С1-4. Для перебудови ГУН автор застосував наявні у нього варикапи КВ134АТ-9. Замість них успішно можна застосувати будь-які високочастотні низьковольтні варикапи з початковою ємністю 18-22 пф. Мікросхему-супервізор DA1 можна замінити імпортним аналогом PST529D. Як індикатор використаний десятирозрядний РК модуль із контролером НТ1611 фірми Holtek. Котушка індуктивності L1 має 0,5 і 2,5 витка (вважаючи "холодного" кінця) проводом 0,45 мм на оправці 4 мм. Дросель L2 намотаний на резисторі R24 і містить 15 витків дроту діаметром 0,15 мм.

Налаштування

Після складання синтезатора необхідно відпаяти верхній (за схемою) виведення резистора R17 і подати на нього напругу +2,5 від зовнішнього джерела. Включивши синтезатор, його переводять у режим передачі і на виході "OUT" за допомогою частотоміра вимірювають частоту ГУН. Зсуваючи і розсуваючи витки більшої частини котушки індуктивності L1, домагаються того, щоб частота сигналу, що генерується, була якомога ближче до значення 145,5 МГц. Після цього синтезатор перемикають режим прийому і знову контролюють значення частоти. Зміною форми меншої частини котушки встановлюють частоту, що генерується ГУН, близькою до 134,8 МГц. Після закінчення підстроювання частоти ГУН витки котушки фіксують парафіном або воском, виведення резистора R17 запаюють у плату. Далі виходу синтезатора підключають частотомір. Підстроюванням C3 домагаються того, щоб частота сигналу, що генерується, на будь-якому каналі відрізнялася від необхідної не більше ніж на кілька сотень герц. Завершальний етап – перевірка роботи синтезатора у всіх режимах. Керуюча напруга на варикапі в робочому діапазоні частот має бути в межах 1,5...4,5 Ст.

Програмування мікроконтролера

Для програмування AT90S1200 автор користувався програматором РопуРгод2000, розробленим Клаудіо Ланконеллі. Останні релізи програмного забезпечення, схеми програматорів для різних типів мікроконтролерів та детальну інструкцію з використання можна знайти в [5], також корисну інформацію про використання програматора можна отримати з [1]. Програматор містить базовий блок, що підключається до СОМ або LPT порту комп'ютера, та змінні адаптери для кожного сімейства мікроконтролерів.

Проте якщо передбачається програмувати лише певний тип мікросхем, наприклад, AT90S1200 і AT90S2313, можна скористатися спрощеним адаптером для СОМ-порта (рис. 5).

УКХ синтезатор частот

Дані для програмування мікроконтролера та ОЗУ

Використання синтезатора

При експлуатації синтезатора зменшення паразитних наведень, що знижують якість сигналу, його необхідно поміщати в екранований відсік. Конструкція, запропонована автором (розташування мікроконтролера, мікросхеми синтезатора та ГУН на одній платі), не завжди виявляється зручною. При необхідності можна мікросхему синтезатора і ГУН розташувати на окремій платі, а також застосувати іншу схему ГУН. Змінювати програму прошивки мікроконтролера при цьому не потрібно.

література

Долгий А. Розробка та налагодження пристроїв на МК. – Радіо, 2001, № 6, з 24-26; 2001 № 7. с. 19-21.
Матанцев А. Контролер та синтезатор. – Радіо, 2001, № 3, с. 62, 63.
Довідковий листок. – Радіо, 2003, № 4, с. 49, 50.
Сайт у розділі "описи".
Сайт .

Автор: А.Темерєв (UR5VUL), м.Світловодськ, Україна

Дивіться інші статті розділу Цивільний радіозв'язок.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Рідкоземельні матеріали зі стічних вод 11.11.2013

Для виробництва багатьох сучасних приладів, наприклад акумуляторів гібридних автомобілів та телевізорів із плоским екраном, необхідні рідкісноземельні елементи (РЗЕ). Ці елементи, як відомо з назви, у великому дефіциті, проте вчені повідомляють про розробку нового методу, який дозволить отримувати РЗЕ із стічних вод. Процес, на думку авторів проекту, вигідний і з економічного, і з екологічного погляду.

Чжан Лінь (Zhang Lin) та його колеги відзначають, що такі рідкісноземельні матеріали як тербій (м'який сріблястий метал, який можна різати ножем) використовуються у виробництві як супермагніти, каталізатори або надпровідники. Тербій незамінний при виробництві автомобілів, телевізорів, портативної техніки та багато іншого. Передбачається, що попит на цей метал тільки зростатиме, але за розрахунками нинішніх запасів вистачить приблизно на 30 років, що змушує фахівців уже зараз серйозно замислюватися про альтернативні способи видобутку РЗЕ.

Вчені вже намагалися виділяти рідкісноземельні елементи зі стічних вод, проте ці спроби були занадто дорогими і непрактичними. Основна проблема полягає в тому, що ці елементи, як правило, у воді в дуже низькій концентрації. Тим не менш, саме стічні води все ще вважаються джерелом для одержання найважливіших для виробництва матеріалів.

Команда дослідників під керівництвом Чжан Лінь знала, що наноструктурований гідроксид магнію дуже ефективний при видаленні деяких металів та барвників зі стічних вод. Тому вчені вирішили зрозуміти, як ця сполука працює, і чи буде вона ефективно видаляти розчинені у воді рідкісноземельні елементи.

Для перевірки свого припущення, дослідники зробили недорогі частинки наноструктурованого гідроксиду магнію, що формою нагадують квіти (якщо дивитися на них через потужний мікроскоп). Досвід показав, що цей наноматеріал захопив понад 85% рідкісноземельних матеріалів, розчинених у стічних водах.

Переробка рідкісноземельних елементів зі стічних вод не лише економить рідкісні ресурси Землі та захищає навколишнє середовище, але й приносить значні економічні вигоди, стверджують автори проекту. На їхню думку, новий метод виділення рідкісноземельних матеріалів із води матиме величезний потенціал у виробництві.

Інші цікаві новини:

▪ Постійний Інтернет в автомобілі

▪ Кроки робочого дня

▪ Мікропластик здатний проникати в мозок

▪ Портативна камера з підтримкою карт пам'яті SD

▪ Голографічні кнопки для безконтактного керування технікою

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Медицина. Добірка статей

▪ стаття Про горизонтальну композицію кадру. Мистецтво відео

▪ стаття Що таке радіоастрономія? Детальна відповідь

▪ стаття Колоквінт. Легенди, вирощування, способи застосування