Sintetizzatore di frequenza. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Sintetizzatore di frequenza

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Recentemente sono aumentati i requisiti per la stabilità di frequenza degli oscillatori locali dei ricetrasmettitori, soprattutto nelle comunicazioni digitali, RTTY, ecc. Sono apparse numerose pubblicazioni che descrivono i sintetizzatori di frequenza. Fondamentalmente, si tratta di dispositivi complessi, a volte con l'uso di microcircuiti importati programmabili. Spesso questi dispositivi sono ingombranti, consumano corrente elevata e interferiscono con il percorso di ricezione del ricetrasmettitore. I dettagli sono generalmente scarsi. L'autore ha progettato e costruito un semplice sintetizzatore da parti ampiamente disponibili; allo stesso tempo, i suoi parametri (prima di tutto, la stabilità della frequenza) non sono inferiori ai sintetizzatori complessi su microcircuiti importati e la semplicità e la chiarezza possono servire come un buon strumento per studiare tali dispositivi da parte di molti radioamatori.

Lo schema a blocchi del sintetizzatore di frequenza è mostrato in Fig.1. Il sintetizzatore ha un oscillatore locale (VCO) controllato in tensione, la cui frequenza media, a seconda della gamma, è impostata da un interruttore. Un elemento reattivo (RE) è incluso nel circuito VCO: un varicap. La tensione di frequenza VCO viene applicata al divisore di frequenza controllato, il cui fattore di divisione è impostato dal registro di impostazione del fattore di divisione. Lo stato di questo registro (numero) è impostato dal generatore di sintonia. Il segnale VCO dopo il divisore viene inviato a un rilevatore di frequenza-fase (FPD), dove viene confrontato in frequenza con la frequenza dell'oscillatore di riferimento (in questa forma di realizzazione, 512 Hz). Con PFD, il segnale di errore di impostazione della frequenza viene inviato attraverso un filtro passa basso (LPF) a un elemento reattivo (RE).

Ris.1

In questo modo viene regolata la frequenza del VCO. Il segnale dal VCO viene inviato al primo stadio buffer (BC-1), in cui la frequenza del VCO viene divisa per 2, o va semplicemente all'uscita BC-1 senza divisione (a seconda della gamma e dell'oscillatore locale richiesto frequenza). Il secondo stadio buffer (BK-11) commuta semplicemente la tensione della frequenza dell'oscillatore locale richiesta al mixer di ricezione (RX) o al mixer di trasmissione (TX). Come si può vedere dallo schema elettrico (Fig. 2), il VCO è realizzato sul transistor VT1. Il suo circuito include un varicap VD1.

(clicca per ingrandire)

La commutazione della frequenza media del VCO viene eseguita dall'interruttore S1-1, che, in parallelo con l'induttanza principale (L8), ne collega altre (L1 ... L7) o C2. Attraverso i follower di emettitore VT2, VT3, il segnale viene inviato al primo stadio buffer (DD1). Il fattore di divisione del chip K1533TM2 è impostato (a seconda della gamma) dallo switch S1-3. S1-2 commuta la frequenza IF digitale preimpostata, a seconda che la frequenza dell'oscillatore locale sia maggiore o minore della frequenza operativa del ricetrasmettitore. Nel ricetrasmettitore dell'autore, la frequenza intermedia è 8 MHz e le frequenze dell'oscillatore locale su varie bande sono riportate nella Tabella 1.

S1-4 esegue la commutazione elettronica della banda (filtri passa-banda) nei percorsi del ricetrasmettitore. Il divisore di frequenza controllato è realizzato sugli elementi DD7...DD10. Questi sono i microcircuiti K1533IE7. Come si può vedere dal diagramma, il segnale proveniente da VT3 viene applicato al pin 4 di DD7. Quando il conteggio raggiunge lo zero in tutte le cifre, il segnale dal pin 13 DD10 imposterà tutti gli elementi del divisore nello stato specificato dal registro agli ingressi "D" dei microcircuiti DD7 ... DD10. Dopodiché, ci sarà di nuovo un account per "ridurre" allo stato zero. Pertanto, la divisione di frequenza viene eseguita in base al valore impostato agli ingressi "D". Il valore del fattore di divisione è impostato nel registro DD3 ... DD6 da un generatore di sintonia assemblato su un chip DD13 e DD12.4. Il generatore è controllato dal potenziometro R31. Se il suo elemento mobile è in posizione centrale, il generatore non funziona. Se viene spostato in alto, la generazione inizierà sui tre elementi inferiori secondo lo schema DD13.

In questo caso, dall'uscita 10 DD13, il segnale andrà all'ingresso +1 (pin 5), DD3 e il registro comincerà a commutare per gradi per aumentare il numero in esso scritto, il che significa che il fattore di divisione della frequenza del divisore comincerà ad aumentare e il sistema di autotuning aumenterà la frequenza del VCO ad ogni impulso di 512 Hz. La frequenza degli impulsi del generatore di sintonizzazione (frequenza di sintonizzazione) dipende dalla misura in cui spostiamo R31 "su" in questo caso e può variare da 0,5 Hz (sintonizzazione a passo lento) a 1000 Hz - sintonizzazione rapida. Cioè, più il potenziometro R31 viene spostato in alto, più veloce sarà la ristrutturazione. Per ridurre la frequenza, il cursore del potenziometro R31 viene spostato verso il basso; il generatore inizierà a lavorare sui primi tre elementi DD13 e il registro "andrà a diminuire". Ecco come viene eseguita l'impostazione. Questo è un modo non convenzionale, ma puoi abituarti rapidamente. Il generatore di frequenza di riferimento è realizzato sui microcircuiti DD14...DD16. Un oscillatore a cristallo è realizzato su DD16. Il quarzo è usato dagli orologi elettronici. Per regolare la frequenza del quarzo, e quindi la frequenza dell'oscillatore locale all'interno del "grid step", viene utilizzato il metodo per modificare la tensione di alimentazione in DD16 utilizzando la catena R15 ... R17. In questo caso, si ottiene una sintonizzazione regolare del VCO di 1 kHz.

La frequenza dell'oscillatore a cristallo è divisa per 64 utilizzando i microcircuiti DD14, DD15 e viene alimentata a uno degli ingressi del PFD, realizzato su DD11, DD12. La tensione viene fornita anche lì dall'uscita del divisore di frequenza controllato. Il segnale di errore dall'uscita PFD attraverso il filtro passa basso (R1, R2, R26, C1, C3, C9) viene inviato al varicap. La catena R27, C15 stabilizza la modalità operativa quando si cambia la frequenza ed elimina la caratteristica "gracidio e cinguettio" dei sistemi con un PFD simile durante la sintonizzazione. La catena R18, C14 viene utilizzata per l'impostazione iniziale del registro allo stato 32768 (quando il ricetrasmettitore è acceso). BK-I - un semplice interruttore di segnale su elementi logici. Il sintetizzatore è realizzato come un blocco unico su una tavola con dimensioni di 125x120 mm. Gli elementi di regolazione S1, R17, R31 sono fissati alla scheda mediante un angolo in alluminio. Gli induttori non sono critici per i parametri e può essere utilizzato qualsiasi diametro di 6 ... 7 mm, sintonizzando - con anime in ottone. Potenziometro R31 - tipo SP-1. Interruttore S1 - tipo PG3-11P4N, compatto. È preferibile utilizzare i microcircuiti della serie 1533, sebbene sia possibile utilizzare anche la serie 155, ma in questo caso il consumo di corrente aumenterà da 350 a 550 mA per una sorgente di +5 V. Il consumo di corrente per la tensione è di 12 V - 25 mA. L'autore ha utilizzato una scheda con un cablaggio stampato su un lato (Fig. 3), quindi ci sono molti ponticelli di filo sul lato con i dettagli. Puoi pagare anche in altri modi.

L'autore ha eseguito un generatore a 512 Hz su microcircuiti DD14 ... DD16 e orologio al quarzo. Puoi usare altre opzioni con altri quarzi, ma la frequenza di uscita dovrebbe essere compresa tra 400 e 650 Hz. La configurazione è la seguente: 1. Controllare il funzionamento del generatore di configurazione. Nella posizione centrale di R31 (un settore di circa -45°), la generazione dovrebbe essere assente; se esiste, o il settore di mancata generazione è piccolo o grande, questo viene eliminato con la selezione di R29, R30. Nelle posizioni estreme di R31, la frequenza di generazione dovrebbe essere di circa 1 kHz. 2. Viene verificato il funzionamento sia dell'oscillatore al quarzo stesso che dei suoi divisori. La frequenza all'uscita di DD15 (pin 8) dovrebbe essere 512 Hz (quando si utilizza il quarzo dell'orologio). 3. Successivamente, sintonizzare il VCO. Per fare ciò, l'uscita destra (secondo lo schema elettrico) R1 viene dissaldata dalla scheda e ad essa viene applicata una tensione di +5 V da un partitore di tensione (è possibile utilizzare un potenziometro da 30 ... 6,5 kΩ). Viene attivato il raggio di 20 m.il valore richiesto della frequenza fhet.av (secondo la Tabella 8); quindi attivare la portata di 1 me impostare fhet.av. utilizzando il nucleo L160.

Accendiamo la portata di 30 me, selezionando le spire L3, regoliamo fhet.av (L3, L5, L7 sono avvolti su anime con un diametro di 3 mm e montate direttamente su S1). Attiviamo la portata di 80 me usiamo C2 per impostare fhet.av. Attiviamo la portata di 14 me utilizziamo il core L4 per impostare fhet.av. La portata di 10 m è suddivisa in due sottobande separate: I - 28,00 ... 28,8 MHz e II - 28,8 ... 29,7 MHz. Attiviamo il secondo sottointervallo di 10 m e utilizziamo il core L6 per impostarlo su fhet.av. Successivamente, accendiamo il primo sottointervallo di 10 m e, selezionando i turni L7, regoliamo il suo fhet.av. Nel nostro caso, è approssimativamente uguale a fhet.sr per la portata di 18 m.

Accendiamo il range di 12 m e selezionando i giri L5 lo impostiamo su fhet.av. Naturalmente, puoi utilizzare questo circuito sintetizzatore per un ricetrasmettitore con una frequenza intermedia diversa e non 8 MHz. Quindi, prima devi ricalcolare la tabella 1 per una frequenza intermedia diversa, quindi apportare alcune modifiche allo schema di commutazione dell'intervallo VCO. 4. Viene eseguito un controllo completo del sintetizzatore: viene attivata qualsiasi gamma (prima è necessario saldare R1 nel circuito) e viene determinata la frequenza operativa dell'oscillatore locale (o ricetrasmettitore su scala digitale). Se è maggiore o minore della frequenza dell'intervallo, ruotando R31 completamente dal lato corrispondente, lo si imposta prima all'interno dell'intervallo, quindi ruotando R31 di un piccolo angolo dal centro (accordatura regolare) si imposta il frequenza desiderata. Questo controlla il funzionamento del ricetrasmettitore su tutte le portate. Il tempo di ristrutturazione da gamma a gamma con una certa abilità non supera i 10 s. Se durante il processo di installazione alcune operazioni deviano dalla norma, significa che sono presenti errori di installazione o parti difettose.

In generale, il sintetizzatore si è rivelato affidabile, eccezionalmente stabile, non interferendo con altri circuiti e percorsi del ricetrasmettitore.

Sfortunatamente, solo i radioamatori esperti che hanno familiarità con la tecnologia digitale possono ripetere lo schema. In generale, la descrizione può interessare dal punto di vista di alcuni "KNOW-HOW", in particolare l'utilizzo del circuito originale su 1533TM2 (DD1), che, a seconda delle tensioni applicate agli ingressi "R" , divide per 2 o semplicemente trasmette il segnale; circuiti del generatore di sintonia, ecc.

Letteratura

1. Shilo V.L. Circuiti digitali popolari. - 1988.
2. Belyansky A. Sintetizzatore di frequenza. - Radioamatore. KB e UKB.1998. N. 4, 5.

Autore: L. Rivaenkov (UA3LDW), Smolensk; Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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