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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Gerador de duas frequências de referência para sintetizadores transmissores de transmissão. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Comunicações de rádio civis Este gerador foi projetado para gerar sinais de duas frequências estáveis comutáveis. Em particular, pode ser usado como parte de sintetizadores para transmissão de rádio individual ao formar uma grade de transmissão de ondas médias com passo de 9 kHz e uma transmissão de ondas curtas com passo de 5 kHz. Mas o seu âmbito de aplicação não se limita a isso. A capacidade de usar osciladores integrados e ressonadores de quartzo em diversas frequências, juntamente com uma ampla gama de coeficientes de divisão, permite o uso deste projeto em outros dispositivos. Estabilidade de frequência relativa do gerador 0,5 10-6 оС-1 na faixa de temperatura de -10 a +60 оC é fornecido por um oscilador de quartzo com compensação de temperatura GK321-TK-K-9M-5V [1]. É possível substituí-lo por um oscilador de quartzo convencional baseado em elementos lógicos. No entanto, a estabilidade da frequência neste caso será pior. O gerador possui um divisor de frequência com coeficiente de divisão variável, definido por dois conjuntos de jumpers comutáveis, correspondentes a dois valores; a saída pode ser selecionada como qualquer número par na faixa de 2 a 512, a segunda - qualquer múltiplo de 4, na faixa de 4 a 1024. O fator de divisão (frequência de saída) é selecionado usando uma chave de duas posições. O circuito gerador é mostrado na Fig. O oscilador de quartzo integrado com compensação de temperatura G1 (GK1-TK-K-321M-9V) é conectado de acordo com o circuito recomendado pelo fabricante. Adicionalmente, um filtro de desacoplamento composto pelo indutor L5 e pelos capacitores C1 e C1 é instalado em seu circuito de alimentação. Se o jumper S5 estiver na posição 1-2, o sinal do gerador é enviado para um amplificador buffer no elemento lógico 3I-NOT DD3, ligado pelo inversor.
Um oscilador de quartzo alternativo é feito nos elementos lógicos DD1.1 e DD1.2 de acordo com o circuito de um multivibrador assimétrico com um ressonador de quartzo no circuito de feedback. No segundo braço do multivibrador, é instalado um filtro passa-baixa simples R4C7 com frequência de corte igual ao dobro da frequência do ressonador de quartzo, o que evita a excitação deste ressonador nos harmônicos da frequência fundamental. Ao usar ressonadores de quartzo em outras frequências, a capacitância do capacitor de filtro C7 deve ser alterada na proporção inversa. Por exemplo, um ressonador de quartzo com frequência de 4,5 MHz requer um capacitor com capacidade de 30 pF. O divisor de frequência programável é feito em dois contadores binários síncronos paralelos 533IE10 (DD4, DD5) e dois flip-flops 533TM2 (DD3). Quando o contador DD5 transborda, sua saída de transferência de CO é ajustada para um nível lógico alto, que chega à entrada (pino 13) do elemento DD2.1. O sinal da saída do dígito de ordem superior do contador DD4 (pino 11), chegando às entradas (pinos 1 e 2) do elemento DD2.1, evita a dessincronização (acúmulo de atraso) da borda descendente da transferência pulso, o que melhora a estabilidade da posição temporal das bordas ascendentes dos pulsos na saída deste elemento e, como resultado, reduz o ruído de fase do sinal de saída do gerador. O pulso da saída do elemento DD2.1 é fornecido às entradas de carga paralela L dos contadores DD4 e DD5 e permite escrever neles códigos pré-definidos pelos conjuntos de jumpers S2 e S3. No próximo pulso de clock, os códigos são carregados no contador e a contagem adicional começa a partir do número carregado. Por exemplo, se forem fornecidos logs a todas as entradas D do contador. 1 (nível alto), então o número 255 será escrito nele e só terá um para contar até transbordar. Neste caso, o coeficiente de divisão será igual a 256 - 255 = 1. Os níveis lógicos nos contatos 1-4 dos grupos de jumpers S2 e S3 em diferentes posições da chave SA1 são dados na tabela. 1. Ao instalar jumpers entre esses contatos e os contatos 5-8, você pode obter combinações de níveis nas entradas 1, 2, 4, 8 dos microcircuitos DD4 e DD5, correspondendo a quaisquer números X de 0 a 255. O coeficiente de divisão será ser igual a N = 256 - X. Tabela 1
Na saída do divisor de frequência nos contadores DD4 e DD5 há um contador binário adicional de dois bits nos flip-flops D DD3.1 e DD3.2, que aumenta o fator de divisão total em duas ou quatro vezes. Se a chave SA1 estiver na posição F1 o nível lógico nas entradas (pino 10, 11) do elemento DD2.3 é baixo e o sinal da saída do gatilho DD3.2 para a saída F2 não passa. Ao mesmo tempo, o nível nas entradas (pinos 3, 4) do elemento DD2.2 é alto, então a saída F1 os pulsos passam com um ciclo de trabalho de 2 da saída do gatilho DD3.1. Eles seguem com frequência F1 = Fsq/((256 -X1) - 2), onde FKB - frequência do oscilador de quartzo; X1 - número definido nas entradas D dos contadores com a chave SA1 na posição F1. Ao mudar a chave SA1 para a posição F2 os pulsos na saída do elemento DD2.2 irão parar, e na saída do elemento DD2.3 eles aparecerão e seguirão com frequência F2 = Fsq/((256-X2) 4), onde X2 - o número nas entradas D dos contadores na posição F2 trocar. Saída F3 Independentemente da posição da chave, pulsos curtos (durando um período de oscilação do gerador de clock) estão presentes. Sua frequência de repetição é menor que a frequência do oscilador de quartzo por um número de vezes igual ao fator de divisão de frequência atualmente definido pelo contador nos microcircuitos DD4 e DD5. Suponhamos que o gerador descrito seja utilizado como fonte de frequência de referência de 45 kHz para o sintetizador descrito em [2]. Neste caso, a frequência do oscilador de cristal de 9000 kHz deve ser dividida por 9000/45 = 200 vezes. Levando em consideração a divisão por quatro pelos triggers do microcircuito DD3, obtemos que o coeficiente de divisão de frequência do contador nos microcircuitos DD4 e DD5 deve ser igual a 200/4 = 50. Isso significa que a cada overflow é necessário escrever o número 256 - 50 = 206 em seus microcircuitos10 = 11011102. Para fazer isso, você precisa instalar jumpers de acordo com a tabela. 2. Como neste caso não é necessária a comutação da relação de divisão, os contatos 2 e 3 não são utilizados para instalar jumpers, cujos níveis lógicos dependem da posição da chave SA1. Somente as saídas do gerador irão comutar, e a frequência de pulso na saída é F1 será igual a 90 kHz, e na saída F2 - 45kHz. Tabela 2
Se for necessário programar o gerador para receber dois valores de frequência, por exemplo, 10 e 36 kHz (isso pode ser necessário para criar um sintetizador de frequência com passo de grade de 5 e 9 kHz), então é aconselhável gerar um valor mais baixo frequência na saída F2, tendo um divisor adicional por quatro e um maior na saída F1 dividindo por dois. para F1 = 36 kHz o fator de divisão total é 9000/36 = 250, e sem divisão adicional por dois - 250/2 = 125. O número que deve ser escrito no contador durante o transbordamento é 256 - 125 = 13110 = 100000112. Para F2 = 10 kHz o fator de divisão total é 9000/10 = 900, e sem divisão adicional por quatro - 900/4 = 225. O número que deve ser escrito no contador durante o transbordamento é 256 - 225 = 3110 = 000111112. As posições em que no caso em questão é necessária a instalação dos jumpers dos conjuntos S2 e S3 são mostradas na Tabela 3. É nessas posições que eles são representados e destacados em cores no diagrama da Fig. 1. Tabela 3
Se for utilizado um oscilador de quartzo em uma frequência diferente (pode chegar a 20 MHz) ou for necessário obter outros valores de frequência nas saídas, então cálculos semelhantes aos dados acima deverão ser feitos de forma independente e os jumpers instalados de acordo com seus resultados. Se necessário, você pode obter mais de dois valores de frequência de saída e alterná-los rapidamente usando duas chaves de código com 16 posições cada, em vez de conjuntos de jumpers. Todas as partes do gerador são montadas em uma placa de circuito impresso dupla face (Fig. 2) com dimensões de 90x35 mm confeccionada em folha laminada de fibra de vidro de 1,5 mm de espessura, fabricada com tecnologia com furos metalizados. Caso não seja possível metalizá-los, os cabos das peças deverão ser soldados em ambos os lados e pedaços de fio estanhado deverão ser soldados nos orifícios da via.
A disposição das peças na placa é mostrada na Fig. 3. Ao usar um oscilador de quartzo com compensação de temperatura G1, os elementos ZQ1, C7, C8, C11, R2 e R4 não são montados nele. Além disso, é necessário instalar dois jumpers adicionais: um - entre os contatos destinados ao capacitor C7, e outro - entre os esquerdos da Fig. 3 blocos de contato para resistores R2 e R4, o jumper S1 está definido para a posição 2-3.
Se um gerador for usado em um ressonador de quartzo ZQ1 e elementos lógicos DD1.1 e DD1.2, então o gerador G1, o indutor L1, o capacitor C5 e os resistores R1 e R3 não são montados na placa e o jumper S1 é colocado na posição 1-2. Para os terminais do ressonador de quartzo, são fornecidos dois pares de placas de contato, que são utilizadas dependendo do seu tamanho. O próprio ressonador é montado na placa com um laço de fio estanhado com diâmetro de 0,6...0,7 mm, sobre o qual é colocado um tubo fino feito de cambraia, cloreto de polivinila ou fluoroplástico. O laço é puxado e suas extremidades são soldadas nos orifícios da placa. Uma almofada isolante feita de fibra de vidro ou papelão grosso deve ser colocada sob um ressonador de quartzo em uma caixa de metal. Um ressonador de quartzo em um cilindro de vidro deve ser envolvido com três ou quatro camadas de pano envernizado antes da instalação. A placa foi projetada para instalar resistores MLT ou C2-23. Capacitores (exceto C10) - K10-17-1b. Capacitor de óxido C10 - K53-18 com cabos axiais, que pode ser substituído por K50-35 com cabos em uma direção ou similar importado. Para o terminal negativo de um capacitor com esta disposição de pinos, há um furo adicional na placa. O diodo 2D212B pode ser substituído por qualquer diodo de silício com uma corrente direta permitida de pelo menos 500 mA. Em vez do estabilizador integral KR142EN5A, é adequado um importado 7805. Acelerador L1 - DM-0,1. Antes de instalá-los na placa, os pinos dos microcircuitos digitais devem ser moldados conforme Fig. 4 usando uma pinça, um alicate fino de ponta longa ou um dispositivo especial.
No caso de utilização de oscilador de quartzo integrado, é necessário selecionar com precisão o valor da resistência de correção formada pela conexão em série dos resistores R1 e R3. Deve corresponder ao valor especificado no passaporte de uma instância geradora específica. O ajuste preciso da frequência é realizado usando um medidor de frequência, selecionando esses resistores a uma temperatura de 20 оC. Se um ressonador de quartzo e um gerador de porta lógica forem usados, a frequência exata de geração é definida selecionando os capacitores C8 e C11. Resistores trimmer e capacitores não são especialmente utilizados, o que elimina a influência na frequência de instabilidade de seus contatos móveis e aumenta a confiabilidade do gerador. O design universal proposto abre a oportunidade de montar e depurar um sintetizador (para o qual o gerador descrito se destina) com qualquer ressonador de quartzo existente e, em seguida, solicitar um gerador integrado altamente estável na frequência exata e instalá-lo na mesma placa. Literatura
Autor: S. Komarov
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