Sintetizador de frequência VHF. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Atualmente, os requisitos para a estabilidade da frequência dos osciladores locais dos receptores que operam na faixa de ondas de rádio ultracurtas aumentaram. Infelizmente, existem poucas publicações sobre tais dispositivos. Mas então apareceu um maravilhoso microcircuito KN1015PL5, adequado para criar um sintetizador de frequência usado como oscilador local VHF. O diagrama de blocos do IC é mostrado na Fig. 1, os principais parâmetros estão na Tabela 1.

Figura 1. Diagrama de blocos IC

O diagrama de blocos do sintetizador é mostrado na Fig. O sintetizador possui um oscilador controlado por tensão (VCO), de cuja saída uma tensão com a frequência desejada é fornecida ao misturador receptor. A frequência do VCO é ajustada aplicando uma tensão constante de magnitude variável a um elemento reativo (RE) - geralmente um varicap.

Figura 2. Diagrama de blocos do sintetizador

A tensão do VCO é fornecida a um divisor de frequência controlado (UDF), cujo coeficiente de divisão é definido usando o registro de configuração do coeficiente de divisão (RUKD). O estado deste registrador (código) é alterado por meio de um gerador de sintonia (TG). O sinal VCO, após dividi-lo em UDC, é alimentado para um detector de fase de frequência (FPD), onde é comparado com a frequência do oscilador de referência, que é formado pela divisão da frequência do oscilador de cristal (CH) em o divisor de frequência correspondente (FD). Da saída do PFD, o sinal de erro de ajuste de frequência é alimentado através de um filtro passa-baixa (LPF) para o RE. Desta forma, é realizado o ajuste frequência-fase da frequência do VCO.

A frequência de saída do VCO é mantida com estabilidade KG. Como pode ser visto no diagrama do circuito (Fig. 3), o VCO é feito no transistor VT1. Seu circuito inclui um varicap VD2. Através do seguidor de emissor VT2, o sinal é fornecido à saída. A fonte de alimentação VCO é estabilizada por VD1. O divisor controlado, CG, DC, PFD são feitos em um chip DD6 (KN1015PL5). O coeficiente de divisão é definido aplicando “0” ou “1” nas entradas 7...18 do DD6 com controle manual, realizado nos microcircuitos DD3...DD5. É um contador reverso, que é controlado por um gerador por meio dos microcircuitos DD1, DD2.

Figura 3. Diagrama do circuito do sintetizador (clique para ampliar)

A frequência do gerador é alterada pelo potenciômetro R13. Quando o contato móvel está na posição intermediária, o gerador não funciona. Se você mover para cima (de acordo com o diagrama), a geração começa nos três elementos superiores de DD1. Neste caso, do pino 10 do DD1.4 o sinal é enviado para a entrada 5 do DD3, e a comutação passo a passo do registrador começa com um aumento no número nele armazenado, o que significa que o coeficiente de divisão do DPKD começa a aumentar. A frequência do VCO aumenta 1 kHz a cada pulso. A frequência dos pulsos GN depende de até que ponto o controle deslizante R13 é movido para cima e pode variar de 0,5 Hz (sintonização lenta passo a passo) a 1000 Hz (sintonização rápida), ou seja, Quanto mais o motor R13 for aumentado, mais rápida será a reestruturação. Para reduzir a frequência, o motor R13 desce. Então o gerador começará a trabalhar nos três elementos inferiores do DD1 do circuito, e o registro será “diminuido”. É assim que a configuração é feita. Este é um método pouco convencional, mas você rapidamente se acostuma. Para ajustar a frequência do oscilador de quartzo montado em DD6, ZQ1, C14 é usado.

Tabela 1

Parâmetro	Designação	Valor do parâmetro	Unidade	Notas
Faixas de coeficientes de divisão DPKDv (etapa 1)	Nv	225 131071 ...	MHz	Saída 40
Faixa de coeficientes de divisão DPKDg (etapa 1)	Nг	3 8191 ... 100 900 ... 20 800 ...	MHz	Saída 37 Grupo A" Grupo "B"
Faixa de frequência operacional DPKDv	fiv	5 600 ... 20 900 ... 10 800 ...	MHz	Grupo "B" Grupo A" Grupo "B"
Faixa de frequência operacional DPKDg	fiг	0,1. ..80	MHz	Grupo A"
Frequência máxima de entrada BDF	Fg máx.	5	MHz
Sensibilidade na entrada HF DPKDv	Sv	0,2 0,8 ...	В	Saída 19
Sensibilidade à entrada de gases de escape	Sг	0,1 ... 0,15	В	Conclusão 22, fir=10MHz
Tensão máxima de drenagem do transistor NMOS	Umax	12	B	Conclusão 42, Ids=0,1 mA
Tensão de drenagem residual máxima do transistor NMOS, não mais	Udsmin	0,1	B	Ids=10 mA
Inclinação do transistor NMOS, nada menos	S	40	mA/V
Resistência de saída PFD, não mais	R0	600	Ohm	Saída 39
Correntes de entrada de baixo nível, não menos	IiL	-5 -15	uA	Conclusões 2..18, 20, 24..36 Conclusões 19, 22
Correntes de entrada de alto nível, não mais	IiH	0,1 15	uA	Conclusões 2..18, 20, 24..36 Conclusões 19,22
Consumo máximo de corrente (grupo “A”) Icc máx.	17	mA	Ucc=5,5 V; fi=900MHz; Ng=400; fg = 10 MHz; Nv=225
Consumo típico de corrente	Icc	5	mA	Ucc=3,5V; fi=500MHz; Nr=400;fr=10MHz;Nv=22
Peso, não mais		2,0	г	Passo de chumbo - 1 mm
Faixa de temperatura operacional	T	-60 ... + 85	° C

O sintetizador é feito em uma placa medindo 95x65 mm (Fig. 4). R13 e C14 são fixados nele por meio de uma cantoneira de alumínio. O indutor não é crítico para os parâmetros, podendo ser utilizado qualquer um com diâmetro de 6...8 mm. Contém 3 voltas de fio PESHO com diâmetro de 0,3 mm. O ajuste de frequência média do VCO é feito por um núcleo de latão. O potenciômetro R13 é melhor que o tipo SP-1, pois é o mais confiável, mas também pode ser usado um tipo deslizante.

Figura 4. Placa de circuito do sintetizador

É aconselhável usar microcircuitos DD2...DD5 da série 1533, um pouco pior - 555, pior ainda - 155, porque O consumo de energia de 5 V aumenta de 50 para 250 mA. Os pinos 2, 3, 6, 7 dos microcircuitos DD3...DD5 com os pinos 7...18 do DD6 são conectados por condutores finos isolados (montados na parede) - isso é mais simples e funciona normalmente. Como ZQ1, você pode usar qualquer quartzo com frequência de 1...8 MHz, selecionando o coeficiente de divisão CD (conectando correspondentemente os pinos 24...36 do DD6) de modo que a frequência no pino 37 seja igual a 1 kHz ( dependendo da frequência VCO desejada e da etapa perestroika).

As configurações são realizadas na seguinte sequência:

• verifique a correta instalação, ausência de curtos-circuitos e quebras na placa;
• verifique o funcionamento do GN. Na posição intermediária do motor R13 não deve haver geração nos terminais DD1. Ao girar o motor para a direita ou para a esquerda, a frequência de geração nos pinos DD1 deve aumentar suavemente. Isto é conseguido selecionando R14 e R15;
• Certifique-se de que o oscilador de cristal esteja funcionando corretamente usando um osciloscópio com entrada de alta impedância. Conecte um resistor de 5 kOhm entre o barramento de 37 V e o pino 6 do DD1 e verifique o funcionamento do DF - a frequência no pino 37 deve ser em torno de 1 kHz;
• Verifique o funcionamento do VCO com um osciloscópio no emissor VT2. Conecte um resistor de 5 kOhm entre o barramento de 40 V e o pino 6 do DD1. A frequência no pino 40 deve ser de aproximadamente 1 kHz. É instalado ajustando o núcleo L1 e, se necessário, selecionando C8;
• meça o componente DC da tensão no ponto de conexão R1...R3, C2 usando um osciloscópio ou voltímetro de alta resistência. Deve estar entre 1...8 V e mudar suavemente quando configurado usando R13. Defina a frequência média da faixa usando R13 e, girando o núcleo de latão da bobina, ajuste esta tensão entre 4...5 V. A sintonia está completa.

O sintetizador foi fabricado pelo autor na frequência de 127...131 MHz. O fator de divisão médio do UDC é 129000, e o DF é 3584. É possível fazer um sintetizador para uma frequência diferente e com outro quartzo, e o coeficiente de divisão do DF Kd é determinado da seguinte forma:

onde f_sq - frequência de quartzo; fg.cp. - frequência média do oscilador local.

Claro, é possível fazer um sintetizador semelhante para a faixa de 430...440 MHz - o KN1015PL5 permite isso, mas então é necessário um VCO de frequência mais alta. O autor também fez um sintetizador para as bandas de HF, semelhante ao publicado em [1]. Ao mesmo tempo, o número de pacotes e dimensões de chips foi reduzido pela metade. Lá, em vez de DD7...DD12, DD14...DD16, KN1015PL5 está instalado.

Literatura

1. L. Rivanenkov. Sintetizador de frequência. - Radioamador KB e VHF, 2000, N6, P.24.
2. Valkoder de um mouse. - Rádio, 2002, N9, P.64.

Autor: L. Rivanenkov, Smolensk; Publicação: radioradar.net

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