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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Generatore di due frequenze esemplari per sintetizzatori di trasmettitori broadcast. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Radiocomunicazioni civili Questo generatore è progettato per generare segnali di due frequenze stabili commutabili. In particolare può essere utilizzato nell'ambito di sintetizzatori per singole trasmissioni radiofoniche quando si forma sia una griglia di trasmissione ad onde medie con passo di 9 kHz, sia una ad onde corte con passo di 5 kHz. Ma il suo scopo non si limita a questo. La possibilità di utilizzare oscillatori integrati e risonatori al quarzo per varie frequenze, insieme a un'ampia gamma di coefficienti di divisione, consente di utilizzare questo design in altri dispositivi. Stabilità della frequenza relativa del generatore 0,5 10-6 оС-1 nell'intervallo di temperatura da -10 a +60 оC è fornito da un oscillatore al quarzo termocompensato GK321-TK-K-9M-5V [1]. È possibile sostituirlo con un oscillatore a cristallo convenzionale su elementi logici. Tuttavia, la stabilità della frequenza in questo caso sarà peggiore. Il generatore ha un divisore di frequenza con un rapporto di divisione variabile, impostato da due set commutabili di ponticelli corrispondenti a due valori (frequenza) viene selezionato con un interruttore a due posizioni. Il circuito del generatore è mostrato in Fig.1. L'oscillatore al quarzo G1 integrato con compensazione termica (GK321-TK-K-9M-5V) è collegato secondo lo schema consigliato dal produttore. Inoltre, nel suo circuito di potenza è installato un filtro di disaccoppiamento dall'induttore L1 e dai condensatori C1 e C5. Se il jumper S1 è posizionato in posizione 2-3, il segnale del generatore viene inviato all'amplificatore buffer sull'elemento logico 3I-NOT DD1.3, attivato dall'inverter.
Un oscillatore al quarzo alternativo è realizzato sugli elementi logici DD1.1 e DD1.2 secondo lo schema di un multivibratore asimmetrico con un risonatore al quarzo nel circuito di retroazione. Nel secondo braccio del multivibratore è installato il più semplice filtro passa-basso R4C7 con una frequenza di taglio pari al doppio della frequenza del risonatore al quarzo, che impedisce l'eccitazione di questo risonatore alle armoniche della frequenza fondamentale. Quando si utilizzano risonatori al quarzo per altre frequenze, la capacità del condensatore del filtro C7 deve essere modificata in proporzione inversa. Ad esempio, un risonatore al quarzo da 4,5 MHz richiede un condensatore da 30 pF. Il divisore di frequenza programmabile è realizzato su due microcircuiti di contatori binari sincroni paralleli 533IE10 (DD4, DD5) e due flip-flop del microcircuito 533TM2 (DD3). All'overflow del contatore DD5, viene impostato un livello logico alto alla sua uscita di trasferimento CO, che arriva all'ingresso (pin 13) dell'elemento DD2.1. Il segnale dall'uscita della cifra di ordine superiore del contatore DD4 (pin 11), fornito agli ingressi (pin 1 e 2) dell'elemento DD2.1, impedisce la desincronizzazione (accumulo di ritardo) della caduta dell'impulso di trasferimento in caduta, che migliora la stabilità della posizione temporale dell'impulso ascendente cade all'uscita di questo elemento e, di conseguenza, riduce il rumore di fase del segnale di uscita del generatore. L'impulso dall'uscita dell'elemento DD2.1 viene inviato agli ingressi del carico parallelo L dei contatori DD4 e DD5 e consente loro di scrivere codici preimpostati dai ponticelli S2 e S3. Al successivo impulso di clock, i codici vengono caricati nel contatore, l'ulteriore conteggio inizia dal numero caricato. Ad esempio, se un log viene applicato a tutti gli ingressi D del contatore. 1 (livello alto), quindi verrà scritto il numero 255 e ne rimarrà solo uno da contare fino all'overflow. In questo caso il fattore di divisione sarà pari a 256 - 255 = 1. I livelli logici sui contatti 1-4 dei gruppi di jumper S2 e S3 in diverse posizioni dell'interruttore SA1 sono riportati in Tabella. 1. Installando i ponticelli tra questi contatti e i contatti 5-8, è possibile ottenere combinazioni di livelli sugli ingressi 1, 2, 4, 8 dei microcircuiti DD4 e DD5, corrispondenti a qualsiasi numero X da 0 a 255. Il rapporto di divisione sarà uguale a N = 256 - X. Tabella 1
All'uscita del divisore di frequenza sui contatori DD4 e DD5 è presente un ulteriore contatore binario a due cifre sui D-flip-flop DD3.1 e DD3.2, che aumenta il fattore di divisione complessivo di due o quattro volte. Se l'interruttore SA1 è in posizione F1 il livello logico agli ingressi (pin 10, 11) dell'elemento DD2.3 è basso e il segnale dall'uscita del trigger DD3.2 all'uscita F2 non passa. Allo stesso tempo, il livello agli ingressi (pin 3, 4) dell'elemento DD2.2 è alto, quindi l'uscita F1 passare impulsi con un duty cycle di 2 dall'uscita del trigger DD3.1. Seguono con frequenza F1 =Fsq/((256-x1) - 2), dove FKB - frequenza dell'oscillatore al quarzo; X1 - il numero impostato agli ingressi D dei contatori con lo switch SA1 in posizione F1. Quando si sposta l'interruttore SA1 in posizione F2 gli impulsi all'uscita dell'elemento DD2.2 si fermeranno e all'uscita dell'elemento DD2.3 appariranno e seguiranno con una frequenza F2 =Fsq/((256-X2) 4), dove Х2 - il numero agli ingressi D dei contatori in posizione F2 interruttore. uscita f3 indipendentemente dalla posizione dell'interruttore, ci sono impulsi brevi (un periodo di oscillazioni del generatore di clock). La frequenza della loro ripetizione è inferiore alla frequenza dell'oscillatore al quarzo di un numero di volte pari al rapporto di divisione della frequenza attualmente impostato dal contatore sui microcircuiti DD4 e DD5. Si supponga di utilizzare il generatore descritto come sorgente della frequenza di riferimento di 45 kHz per il sintetizzatore descritto in [2]. In questo caso, la frequenza dell'oscillatore a cristallo da 9000 kHz deve essere divisa per 9000/45 = 200 volte. Tenendo conto della divisione per quattro trigger del microcircuito DD3, otteniamo che il fattore di divisione della frequenza del contatore sui microcircuiti DD4 e DD5 dovrebbe essere pari a 200/4 = 50. Ciò significa che ad ogni overflow è necessario scrivere il numero 256 - 50 = 206 nei suoi microcircuiti10 = 11011102. Per fare ciò, è necessario installare i ponticelli secondo la tabella. 2. Poiché in questo caso non è necessario commutare il fattore di divisione, i contatti 2 e 3 non vengono utilizzati per l'impostazione dei ponticelli, i cui livelli logici dipendono dalla posizione dell'interruttore SA1. Commuteranno solo le uscite del generatore e la frequenza degli impulsi all'uscita F1 sarà uguale a 90 kHz, e all'uscita F2 - 45 kHz. Tabella 2
Se è necessario programmare il generatore per ricevere due valori di frequenza, ad esempio 10 e 36 kHz (questo potrebbe essere necessario per creare un sintetizzatore di frequenza con un passo di griglia di 5 e 9 kHz), allora è consigliabile formare una frequenza inferiore frequenza in uscita F2, che ha un divisore aggiuntivo per quattro e uno più alto - all'uscita F1 dividendo per due. Per F1 = 36 kHz fattore di divisione totale 9000/36 = 250 e senza ulteriore divisione per due - 250/2 = 125. Il numero che deve essere scritto nel contatore in caso di overflow è - 256 - 125 = 13110 = 100000112. Per f2 = 10 kHz il fattore di divisione totale è 9000/10=900, e senza ulteriore divisione per quattro - 900/4 = 225. Il numero da scrivere nel contatore in caso di overflow è - 256 - 225 = 3110 = 000111112. Le posizioni in cui, nel caso in esame, è necessario installare i ponticelli dei gruppi S2 e S3, sono riportate in Tabella 3. È in queste posizioni che sono raffigurate ed evidenziate a colori nel diagramma di Fig. 1. Tabella 3
Se si utilizza un oscillatore a cristallo per una frequenza diversa (può raggiungere i 20 MHz) o è necessario ottenere altri valori di frequenza alle uscite, allora dovranno essere eseguiti indipendentemente calcoli simili a quelli sopra indicati e ponticelli dovrebbero essere installati in base ai loro risultati. Se necessario, è possibile ottenere più di due valori della frequenza di uscita e commutarli rapidamente utilizzando due interruttori di codice con 16 posizioni ciascuno anziché set di ponticelli. Tutte le parti del generatore sono montate su un circuito stampato a doppia faccia (Fig. 2) con dimensioni di 90x35 mm realizzato in lamina di fibra di vetro di 1,5 mm di spessore, realizzato utilizzando la tecnologia con fori metallizzati. Se non è possibile metallizzarli, dovrai saldare i conduttori delle parti su entrambi i lati e saldare pezzi di filo stagnato nelle vie.
La posizione delle parti sulla scheda è mostrata in fig. 3. Quando si utilizza un oscillatore a cristallo compensato in temperatura G1, gli elementi ZQ1, C7, C8, C11, R2 e R4 non sono montati su di esso. Inoltre, è necessario installare due jumper aggiuntivi: uno tra i pad di contatto destinati al condensatore C7 e l'altro tra i pad di sinistra in fig. 3 piazzole di contatto per i resistori R2 e R4, il ponticello S1 è impostato sulla posizione 2-3.
Se viene utilizzato un generatore basato su un risonatore al quarzo ZQ1 e elementi logici DD1.1 e DD1.2, il generatore G1, l'induttore L1, il condensatore C5 e i resistori R1 e R3 non sono montati sulla scheda e il ponticello S1 è impostato alla posizione 1-2. Per le conclusioni del risonatore al quarzo, vengono fornite due paia di cuscinetti di contatto, che vengono utilizzati a seconda delle sue dimensioni. Il risuonatore stesso è montato sulla scheda con un anello di filo stagnato con un diametro di 0,6 ... 0,7 mm, sul quale viene inserito un sottile tubo di cambrico, cloruro di polivinile o fluoroplasto. Il cappio è allungato e le sue estremità sono saldate nei fori sulla tavola. Sotto il risonatore al quarzo in una custodia metallica, è necessario posizionare una guarnizione isolante in fibra di vetro o cartone spesso. Un risonatore al quarzo in una bottiglia di vetro deve essere avvolto con tre o quattro strati di tessuto verniciato prima dell'installazione. La scheda è predisposta per l'installazione di resistenze MLT o C2-23. Condensatori (ad eccezione di C10) - K10-17-1b. Condensatore di ossido C10 - K53-18 con conduttori assiali, che possono essere sostituiti da K50-35 con conduttori in una direzione o simili importati. Sulla scheda è presente un foro aggiuntivo per il terminale negativo di un condensatore con una tale disposizione di pin. Il diodo 2D212B può essere sostituito da qualsiasi diodo al silicio con una corrente diretta consentita di almeno 500 mA. Invece di uno stabilizzatore integrale KR142EN5A, è adatto un 7805 importato Choke L1 - DM-0,1. Le conclusioni dei microcircuiti digitali prima di installarle sulla scheda devono essere stampate secondo la Fig. 4 utilizzando pinzette, pinze sottili a becchi lunghi o uno strumento speciale.
Nel caso di utilizzo di un oscillatore al quarzo integrato, è necessario selezionare accuratamente il valore della resistenza correttiva formata dal collegamento in serie dei resistori R1 e R3. Deve corrispondere al valore specificato nel passaporto di una particolare istanza del generatore. La frequenza viene impostata con precisione utilizzando un frequenzimetro selezionando questi resistori a una temperatura di 20 оC. Se si utilizzano un risonatore al quarzo e un oscillatore a porta logica, l'esatta frequenza di generazione viene impostata da una selezione di condensatori C8 e C11. I resistori e i condensatori trimmer non sono specificamente utilizzati, il che elimina l'influenza dell'instabilità dei loro contatti mobili sulla frequenza e aumenta l'affidabilità del generatore. Il design universale proposto consente di assemblare ed eseguire il debug di un sintetizzatore (a cui è destinato l'oscillatore descritto) con qualsiasi risonatore al quarzo disponibile, quindi ordinare un oscillatore integrato altamente stabile per la frequenza esatta e installarlo sulla stessa scheda. Letteratura
Autore: S. Komarov
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