Синтезатор частоти. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Синтезатори частоти

 Коментарі до статті

Останнім часом підвищилися вимоги до стабільності частоти гетеродинів трансіверів, особливо за цифрового зв'язку, RTTY і т.д. З'явився ряд публікацій із описом синтезаторів частоти. В основному це складні пристрої, іноді – із застосуванням програмованих імпортних мікросхем. Найчастіше ці пристрої громіздкі, споживають великий струм і створюють перешкоди тракту прийому трансівера. Деталі у своїй, зазвичай, дефіцитні. Автор розробив та виготовив простий синтезатор із широкодоступних деталей; при цьому його параметри (насамперед стабільність частоти) не поступаються складним синтезаторам на імпортних мікросхемах, а простота і наочність можуть послужити хорошим посібником для вивчення подібних пристроїв багатьма радіоаматорами.

Блок-схему синтезатора частоти наведено на рис.1. У синтезаторі є гетеродин, керований напругою (ГУН), середня частота якого, залежно від діапазону, встановлюється перемикачем. У контур ГУН включений реактивний елемент (РЕ) – варикап. Напруга частоти ГУН подається на керований дільник частоти, коефіцієнт розподілу якого встановлюється з регістра установки коефіцієнта розподілу. Стан цього регістру (число) встановлюється генератором налаштування. Сигнал ГУН після дільника подається на частотно-фазовий детектор (ЧФД), де він порівнюється частотою з частотою опорного генератора (в даному варіанті - 512 Гц). З ЧФД сигнал помилки встановлення частоти подається через фільтр нижніх частот (ФНЧ) реактивний елемент (РЕ).

Ріс.1

Таким чином здійснюється підстроювання частоти ГУН. Сигнал з ГУН подається перший буферний каскад (БК-1), у якому частота ГУН або ділиться на 2, або просто без розподілу проходить вихід БК-1 (залежно від діапазону і необхідної частоти гетеродина). Другий буферний каскад (БК-11) просто перемикає напругу необхідної частоти гетеродина або змішувач прийому (RX), або змішувач передачі (ТХ). Як очевидно з принципової схеми (рис.2), ГУН виконано на транзисторі VT1. У його контур включено варикап VD1.

(Натисніть для збільшення)

Перемикання середньої частоти ГУН здійснюється перемикачем S1-1, який паралельно до основної індуктивності (L8) підключає додаткові (L1...L7) або С2. Через емітерні повторювачі VT2, VT3 сигнал подається перший буферний каскад (DD1). Коефіцієнт розподілу мікросхеми К1533ТМ2 встановлюється (залежно від діапазону) перемикачем S1-3. S1-2 перемикає попереднє встановлення величини проміжної частоти в цифровій шкалі, залежно від того, вище або нижче частота гетеродина в порівнянні з робочою частотою трансівера. У трансівері автора проміжна частота дорівнює 8 МГц, а частоти гетеродина різних діапазонах наведені в табл.1.

S1-4 здійснює електронне перемикання діапазонів (смугових фільтрів) у трактах трансівера. Керований дільник частоти виконаний на елементах DD7...DD10. Це мікросхеми К1533ІЕ7. Як видно із схеми, сигнал з VT3 подається на висновок 4 DD7. При досягненні в рахунку нуля у всіх розрядах сигнал з виведення 13 DD10 встановить всі елементи дільника в стан, заданий з регістра, на входах "D" мікросхем DD7...DD10. Після цього станеться рахунок на "зменшення" до нульового стану повторно. Таким чином здійснюється розподіл частоти відповідно до заданої на входах "D" величиною. Величина коефіцієнта поділу встановлюється в регістрі DD3... DD6 генератором налаштування, зібраним на мікросхемі DD13 та DD12.4. Керується генератор потенціометром R31. Якщо його рухомий елемент стоїть у середньому положенні – генератор не працює. Якщо його перемістити нагору - почнеться генерація на нижніх за схемою трьох елементах DD13.

При цьому з виходу 10 DD13 сигнал надійде на вхід +1 (висновок 5), DD3 і почнеться покрокове перемикання регістра на збільшення записаного в ньому числа, а значить, почнеться збільшення коефіцієнта поділу частоти дільника, і система автопідстроювання збільшить частоту ГУН при кожному імпульсі 512 Гц. Величина частоти імпульсів генератора налаштування (частота перебудови) залежить від того, якою мірою ми в даному випадку перемістимо R31 "вгору", і може змінюватися від 0,5 Гц (повільна покрокова перебудова) до 1000 Гц - швидка перебудова. Тобто чим більше переміщений двигун потенціометра R31 вгору-тим швидше перебудова. Для зменшення частоти двигун потенціометра R31 переміщують вниз; запрацює генератор на трьох верхніх елементах DD13 і регістр "піде на зменшення". Таким чином і здійснюється налаштування. Це нетрадиційний спосіб, але можна швидко звикнути. Генератор опорної частоти виконаний мікросхемах DD14...DD16. На DD16 виконано кварцовий генератор. Кварц використаний від електронного годинника. Для підстроювання частоти кварцу, а значить, і частоти гетеродина в межах кроку сітки, використовується метод зміни напруги живлення на DD16 за допомогою ланцюжка R15 ... R17. У цьому досягається плавна перебудова ГУН на 1 кГц.

Частота кварцового генератора ділиться на 64 з допомогою мікросхем DD14, DD15 і подається однією з входів ЧФД, виконаного на DD11, DD12. Туди подається напруга з виходу керованого дільника частоти. Сигнал помилки з виходу ЧФД через ФНЧ (R1, R2, R26, C1, C3, C9) подається на варикап. Ланцюжок R27, С15 стабілізує режим роботи при перемиканні частоти, і усуває характерні для систем з подібним ЧФД "квакання та цивкання" при налаштуванні. Ланцюжок R18, С14 служить для початкової установки регістра стан 32768 (при включенні трансівера). БК-І – простий перемикач сигналу на логічних елементах. Виконано синтезатор єдиним блоком на платі з розмірами 125х120 мм. На платі за допомогою алюмінієвого куточка кріпляться елементи налаштування S1, R17, R31. Котушки індуктивності не критичні до параметрів, і можна застосовувати будь-які діаметром 6...7 мм, підстроювання - латунними осердями. Потенціометр R31 – типу СП-1. Перемикач S1 – типу ПГ3-11П4Н, малогабаритний. Мікросхеми бажано застосовувати серії 1533, хоча можливе застосування і серії 155, але при цьому споживаний струм зросте з 350 до 550 мА за джерелом +5 В. Струм за напругою 12В - 25 мА. Автор застосовував плату з одностороннім друкованим монтажем (рис.3), тому на боці з деталями багато дротяних перемичок. Можна виконати плату і в інших випадках.

Генератор 512 Гц автор виконав на мікросхемах DD14...DD16 та годинниковому кварці. Можна застосовувати інші варіанти з іншими кварцами, але частота на виході повинна бути в межах 400...650 Гц. Налаштування полягає в наступному: 1. Перевіряємо роботу генератора налаштування. У середньому положенні R31 (сектор приблизно -45°) генерація повинна бути відсутня; якщо вона є або малий або великий сектор відсутності генерації - це усувається підбором R29, R30. При крайніх положеннях R31 частота генерації має бути близько 1 кГц. 2. Перевіряється робота як самого кварцового генератора, і його дільників. Частота на виході DD15 (висновок 8) має бути 512 Гц (при використанні годинникового кварцу). 3. Далі налаштовується ГУН. Для цього правий (за принциповою схемою) висновок R1 відпаюється від плати, і на нього з дільника напруги (можна використовувати потенціометр 5...30 кОм) подається напруга +6,5 В. Вмикається діапазон 20 м. Обертаючи сердечник L8 слід домогтися необхідного значення частоти fгет.ср (згідно з табл.1); далі включаємо діапазон 160 м і налаштовуємо fгет. за допомогою сердечника L1.

Включаємо діапазон 30 м і, підбираючи витки L3, налаштовуємо fгет.ср (L3, L5, L7 намотані на сердечниках діаметром 3 мм і змонтовані прямо на S1). Включаємо діапазон 80 м і за допомогою С2 налаштовуємо fгет. Включаємо діапазон 14 м і сердечником L4 налаштовуємо fгет. Діапазон 10 м розбитий на два окремі піддіапазони: I - 28,00...28,8 МГц і II - 28,8...29,7 МГц. Включаємо другий піддіапазон 10 м і сердечником L6 встановлюємо його fгет. Далі включаємо перший піддіапазон 10 м і підбором витків L7 налаштовуємо його fгет. Вона у нашому випадку приблизно дорівнює fгет.ср для діапазону 18 м.

Включаємо діапазон 12 м і підбором витків L5 налаштовуємо його fгет. Звичайно, можна використовувати цю схему синтезатора і для трансівера з іншою проміжною частотою, а не 8 МГц. Тоді спочатку потрібно перерахувати табл.1 під іншу проміжну частоту, а далі зробити деякі зміни у схемі перемикання діапазонів ГУН. 4. Проводиться комплексна перевірка роботи синтезатора - включається будь-який діапазон (перед цим необхідно впаяти в схему R1) і визначається робоча частота гетеродина (або трансівера за цифровою шкалою). Якщо вона більша або менша за частоту діапазону - поворотом до упору у відповідну сторону R31 встановлюємо її спочатку в межах діапазону, а потім поворотом R31 на невеликий кут від середини (плавне налаштування) встановлюємо потрібну частоту. Так перевіряється робота трансівера на всіх діапазонах. Час перебудови з діапазону на діапазон при певній навичці - трохи більше 10с. Якщо в процесі налаштування якісь операції йдуть з відхиленням від норми – значить є або помилки в монтажі, або несправні деталі.

В цілому синтезатор показав себе надійним, виключно стабільним, що не створює перешкод іншим ланцюгам та трактам трансівера.

На жаль, схему можуть повторити лише досвідчені радіоаматори, знайомі із цифровою технікою. В цілому опис може скласти інтерес і з точки зору деяких "НОУ-ХАУ", зокрема застосування оригінальної схеми на 1533ТМ2 (DD1), яка, залежно від поданих на входи "R" напруг, ділить на 2 або просто транслює сигнал; схеми генератора налаштування і т.д.

література

1. Шило В.Л. Популярні цифрові мікросхеми. – 1988.
2. Бєлянський А. Синтезатор частоти. - Радіоаматор. KB та УKB.1998. №4, 5.

Автор: Л.Ріваєнков (UA3LDW), м.Смоленськ; Публікація: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Дивіться інші статті розділу Синтезатори частоти.

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 Комп'ютер у клавіатурі Orange Pi 800 07.06.2022 Компанія, яка раніше вже випустила ряд одноплатних комп'ютерів Orange Pi, представила свій перший комп'ютер у клавіатурі Orange Pi 800. Це майже повний аналог Raspberry Pi 400, хоча і відмінності теж є. Усередині встановлений шестиядерний процесор Rockchip RK3399 із двома ядрами ARM Cortex-A72 та чотирма ядрами Cortex-A53. За графіку відповідає відеочіп Mali-T860. Така SoC найчастіше використовується у недорогих ТВ-приставках. Як операційна система заявлені Orange Pi, заснована на Arch Linux, а також Chromium OS (версія Google Chrome OS з відкритим вихідним кодом). Тож новинка підійде для навчання. Інші специфікації включають: 4 ГБ оперативної пам'яті LPDDR4; 64 ГБ флеш-пам'яті eMMC; 1 порт HDMI 2.0; 1 порт VGA; 1 х 3,5 мм роз'єм для мікрофона/навушників; 1 порт Gigabit Ethernet; 2 порти USB 3.0 Type-A; 1 порт USB 2.0 типу A; 1 порт USB Type-C (для живлення); пристрій для читання карток пам'яті microSD; адаптери Wi-Fi 5 та Bluetooth 5.0 LTE; вбудований динамік; 26-контактний роз'єм GPIO. Сама клавіатура має 78 клавіш та кілька світлодіодних індикаторів стану. Розміри становлять 286 х 122 х 22 мм при масі 385 г.

Інші цікаві новини:

▪ Цукор небезпечний для мозку

▪ Новий трифазний аналізатор якості електроенергії

▪ Система зберігання даних freeze-ray на оптичних дисках 300 ГБ

▪ Розроблено пам'ять RRAM

▪ Найдовша і найдовша блискавка

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Найважливіші наукові відкриття. Добірка статей

▪ Розмірковувати багато про що важко, а часом і небезпечно. Крилатий вислів

▪ стаття Що таке чума? Детальна відповідь

▪ стаття Вертоліт АВ-1. Особистий транспорт

▪ стаття Природні заземлювачі. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Інерція яблука. Фізичний експеримент

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024