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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Sintetizador de frequência para transceptor KB. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Comunicações de rádio civis O sintetizador de frequência em equipamentos de comunicação, sendo o coração do sistema de sintonia, determina não apenas o consumidor, mas também as características seletivas de um determinado dispositivo. Nos últimos anos, surgiram projetos de sintetizadores de rádio amador usando chips de síntese digital direta da Analog Device (analog.com). Os microcircuitos diferem entre si na limitação da frequência de saída, na qualidade do sinal sintetizado, no serviço "enganado" e, não menos importante, no preço. Vamos tentar descobrir como e quais chips DDS é aconselhável usar ao construir um sintetizador de frequência para um transceptor de ondas curtas. Síntese de frequência digital direta - DDS (Direct Digital Sinthesys), um método de síntese bastante "jovem", cujas primeiras publicações começaram a aparecer no final dos anos 70. A resolução de frequência do DDS atinge centésimos e até milésimos de hertz em uma frequência de saída de várias dezenas de megahertz. Outra característica do DDS é a alta velocidade de salto, que é limitada apenas pela velocidade da interface de controle digital. Os sintetizadores baseados em PLL usam feedback e filtragem de erros, o que retarda o processo de salto de frequência. Como a saída DDS é sintetizada digitalmente, vários tipos de modulação podem ser executados. Tanto técnica quanto economicamente, o DDS satisfaz a maioria dos critérios para um sintetizador de frequência ideal: é simples, altamente integrado e pequeno em tamanho. Muitos parâmetros DDS são controlados por programa, o que permite adicionar novos recursos ao dispositivo. Tudo isso torna os sintetizadores DDS instrumentos muito promissores. Existem algumas limitações associadas aos processos de amostragem e conversão digital para analógico que ocorrem no DDS:
Sem entrar em detalhes sobre a estrutura e o princípio de operação dos microcircuitos DDS (tudo isso é descrito em detalhes na literatura especializada), vamos nos deter apenas nas questões gerais de sua aplicação e características. O principal problema que ainda dificulta o uso de microcircuitos DDS como oscilador local de um transceptor KB é a presença de componentes no espectro, cujo nível é de cerca de -80 dB. Eles são ouvidos quase em uma sequência contínua (como uma "cerca" dos pontos afetados) ao reconstruir o transceptor com a antena desligada. Você pode se livrar desses componentes apenas com um filtro DDS que monitora a frequência de saída, mas a fabricação desse filtro complica muito o projeto. O autor tentou usar em transceptores de fabricação própria o sinal sintetizado diretamente da saída dos microcircuitos DDS, em vez do sinal do oscilador local baseado no sintetizador de loop único "clássico". O sinal de saída do sintetizador DDS foi filtrado por um filtro passa-baixa com frequência de corte de 32 MHz. Os transceptores nos quais os sintetizadores foram testados foram construídos de acordo com um único esquema de conversão e um IF na faixa de 8,321 ... 8,9 MHz. O primeiro mixer é passivo, feito em transistores KP305B ou em um microcircuito KR590KN8A, controlado por um meandro. O nível do sinal de RF no mixer - não mais que 3 V (eff). Sensibilidade - 0,3 μV. A faixa dinâmica para intermodulação não é inferior a 90 dB quando dois sinais são fornecidos com espaçamento de ± 8 kHz, o que, segundo o autor, é adequado para a maioria dos radioamadores que trabalham no ar. Foram esses parâmetros que todos os transceptores testados com um sintetizador "clássico" de um loop tinham. Sua descrição detalhada pode ser encontrada em cqham.ru/ut2fw. Lá você também pode encontrar um circuito sintetizador DDS baseado nele. Testes de sintetizadores mostraram que, por exemplo, com o microcircuito AD9850, o nível de componentes foi fixado no nível de 2 ... 4 pontos na escala S-meter. Com a antena conectada, totalizando o nível de ruído no ar, o S-meter mostrou de 4 a 7 pontos em frequências abaixo de 10 MHz. Nas faixas de 160 e 80 m, a "cerca" praticamente não era perceptível. Com o microcircuito AD9851, cujas características nominais de ruído são 10 dB melhores, o nível médio de componentes de combinação não excedeu 1...3 pontos na escala S-meter. Ao operar no ar em frequências abaixo de 10 MHz, são quase impossíveis de detectar de ouvido, mas isso, por sua vez, depende do valor da frequência intermediária selecionada (por exemplo, 8,363 MHz). A qualidade do sinal sintetizado pelo próprio chip DDS é excelente, o tom é "ideal", a largura do "ruído" é mínima. A resolução do analisador de espectro SK4-59 não nos permitiu encontrar a diferença entre o sinal deste sintetizador e o sinal do GPA clássico em um transistor de efeito de campo (KP307G, indutivo de três pontos, ajuste usando KPE). Se não fosse por esses, embora bastante fracos, "pico, pico, pico" durante o ajuste, seria possível jogar fora o sintetizador de um loop do transceptor e instalar um sintetizador DDS em seu lugar. O trabalho realizado permite-nos falar da impossibilidade de utilizar chips de síntese digital direta AD9850, AD9851 num transceptor com uma sensibilidade de cerca de 0,3 μV sem degradar as suas características. É possível que com requisitos menos rigorosos para a sensibilidade do transceptor e outra versão do mixer, esses microcircuitos possam ser usados no oscilador local. Provavelmente, esta será uma boa versão de um sintetizador microtransceptor para condições de campo com todos os tipos de serviços (controle do processador), praticamente sem filtros de entrada (upconversion), com faixa de operação contínua de 0 a 15 MHz. As dimensões do sintetizador junto com o controlador de controle não são mais do que uma caixa de fósforos. A frequência máxima sintetizada pode ser superior a 75MHz e a frequência intermediária do transceptor pode chegar a 60MHz! Um passo da perestroika - pelo menos uma fração de hertz! Nas descrições dos microcircuitos DDS, o fabricante oferece duas opções para seu uso em sintetizadores PLL com requisitos aumentados para a qualidade do sinal de saída: usá-lo como um "oscilador de referência ajustável" ou como um divisor de taxa de divisão variável (VDC) em um sintetizador de loop único. Informações sobre a diferença nas características qualitativas dos sintetizadores de ambas as versões não foram encontradas. Analisando os circuitos dos transceptores importados, o autor encontrou ali a implementação de apenas a segunda opção (por exemplo, nos transceptores FT-100, FT-817), com base na qual o sintetizador proposto foi construído. Deve-se notar também a versatilidade desta versão do sintetizador. Dependendo do programa de controle e da frequência de sintonia do VCO, ele pode ser usado tanto para um transceptor de FI baixo quanto para um transceptor "convertido". No sintetizador para baixo IF, o VCO opera em frequências quatro vezes maiores do que o necessário, e quando um sinal é aplicado ao mixer, sua frequência é dividida por 4 por um divisor adicional. Eliminando o divisor por 4, o sintetizador pode ser usado para retrabalhar e expandir as capacidades de equipamentos de comunicação militar desativados, por exemplo, "R-143", "Kernel", "Crystal", "R-399" e similares, com um primeiro IF alto. Na tabela. 1 mostra o layout de frequência "padrão" para baixo IF (8,863 MHz).
Na tabela. 2 - layout de frequência para IF 90 MHz, que também pode ser usado para qualquer outra frequência (não há restrições no programa), e seu uso em um transceptor com baixo IF facilitará muito o problema de suprimir os canais espelho e recepção lateral .
O diagrama de blocos do sintetizador é mostrado na fig. 1. O sinal do oscilador de cristal de 20MHz é usado simultaneamente para a operação do chip DDS e do controlador PIC.
Dependendo da faixa selecionada e do programa de controle do controlador, o chip DDS gera frequências de 80 a 500 kHz, que são alimentadas por um filtro passa-baixo (LPF) para uma das entradas do detector de fase de frequência (PD) . A frequência de saída do VCO é dividida por 256 e enviada para a segunda entrada do detector de fase de frequência. A tensão da saída do FD, após passar pelo filtro passa-baixa, é fornecida ao varicap de sintonia de frequência do VCO. A mudança de tensão ocorre até que as frequências em ambas as entradas PD coincidam. Quando as frequências coincidem, o PLL fecha e mantém a frequência. A frequência de saída do DDS é controlada pelo microcontrolador, de acordo com o programa nele embutido e o estado dos circuitos de controle externos. Para tornar a frequência do VCO adequada para a construção de um IF TRX baixo, ela é adicionalmente dividida por 2 ou 4, dependendo de qual mixer é usado no transceptor. No transceptor do autor, a formação de sinais de controle antifase para o mixer é realizada em um microcircuito 74AC74, que divide a frequência por 2. O passo de sintonia do sintetizador é selecionado por software e pode ser ajustado com uma resolução de 1, 10, 20, 30, 50, 100,1000 ou 5000 Hz. A estabilidade de frequência do sintetizador, que depende principalmente da estabilidade do oscilador de cristal do relógio, é comparável à estabilidade dos sintetizadores de transceptores industriais importados. Em uma temperatura ambiente constante, o desvio de frequência é possível em alguns hertz. Quando o gerador de clock é aquecido com um ferro de solda a +70 ° C, o desvio de frequência na faixa de 28 MHz não passa de 140 Hz. Por exemplo, em um transceptor caro "IC-756" (de acordo com a empresa) na primeira hora após ligar, a mudança de frequência é de ± 200 Hz e após o aquecimento - ± 30 Hz por hora a uma temperatura de +25 ° C. Quando a temperatura muda de 0 a +50 °C, a frequência pode variar dentro de ±350 Hz. O sintetizador usa um gerador TTL híbrido da placa-mãe do computador. Com requisitos muito rigorosos para estabilidade de frequência, um gerador altamente estável termicamente compensado pode ser usado, embora o autor tenha sérias dúvidas sobre a adequação de seu uso, e o custo de tal gerador seja comparável ao custo de todo o sintetizador. O diagrama esquemático do controlador do sintetizador é mostrado na fig. 2. O sintetizador usa um microcontrolador DD1 PIC16F628, embora exista um programa de controle para PIC16F84A. Os programas para esses microcontroladores foram escritos por Vladimir RX6LDQ (develop-pic@yandex.ru).*
Não faz sentido descrever em detalhes o funcionamento do microcontrolador DD1, deixe-o permanecer uma "caixa preta" que funciona de acordo com o programa programado dentro dele e emite sinais de controle para o display HG1, o chip DDS e dispositivos externos. Para obter as melhores características de ruído do sintetizador como um todo, foi escolhido o chip DDS AD9832, que forma o mais amplo espectro de frequência. Além disso, o custo desse chip DDS é significativamente menor do que outros. A operação do sintetizador é controlada pelo teclado SB1 - SB 18 e pelo codificador, feito nos optoacopladores U1, U2 (Fig. 3). O número de botões de controle no sintetizador não foi reduzido - 12 botões controlam a operação do sintetizador e seis botões (A1 - A6) são usados para controlar os modos de operação do transceptor.
Por que há tantos botões? Foi possível parar em um menu passo a passo, quando cada um deles executa várias funções. Assim, por exemplo, transceptores portáteis importados funcionam. Pareceu-me extremamente inconveniente quando, por exemplo, para ajuste operacional para o outro extremo da faixa, você precisa entrar no menu, alterar o passo de ajuste para um mais grosso, girar o botão de ajuste e entrar no menu novamente, voltar a etapa de afinação original, e somente depois que todas essas manipulações funcionarem silenciosamente . Na descrição do teclado do sintetizador para cada botão de controle, são indicados sequencialmente: seu número de série e função principal (comando executado quando o botão é pressionado), a faixa a ser ligada ao entrar na função "BAND" e a designação de referência no diagrama de circuito (ver Fig. 2 nos artigos da primeira parte). "1 RIT"; 1,8 MHz; SB11 - botão de habilitação de desafinação. A frequência exibida no display no momento em que o botão é pressionado é memorizada e será usada no modo de transmissão. A quantidade de desafinação é inserida com um codificador rotativo. Se você permanecer na banda onde o desafinador foi ativado ou mudar para uma banda diferente, quando você mudar para transmitir, o sintetizador retornará à frequência que estava no visor no momento em que o desafinador foi ativado. Isso fornece os modos SPLIT e CROSSBAND. Quando a desafinação é ativada, um ponto após dezenas de MHz acende no visor. A dessintonização é desligada pressionando este botão novamente. "2 FREQ"; 3,5 MHz; SB12 - etapa de ajuste de frequência de aumento (quádruplo) de software operacional liga / desliga. Quando este botão é pressionado, o display mostra brevemente "2p". Não há multiplicação do número de pulsos da haste e, por exemplo, com 60 dentes do disco da haste e um passo de sintonia de 10 Hz, temos 600 Hz por revolução. Ao pressionar novamente este botão, o display mostrará a inscrição "4p" e o número de pulsos será multiplicado por 4, ou seja, já obteremos 2400 Hz por revolução. "3 BANDA"; 7MHz; SB13 - botão para habilitar a troca de faixa. Ao ser pressionado, o display mostra a inscrição "Band" e, a seguir, após pressionar um dos botões "1-9", o display define a frequência correspondente ao meio da faixa selecionada. "4 EM"; 10 MHz, SB 14 - salvando a frequência de sintonia atual e o estado de seis botões de controle do transceptor em uma das 16 células de memória. Ao pressionar SB14, o display mostra a inscrição "Push" e espera-se que você pressione o botão com o número da célula desejada. Para inserir números de 10 a 15, dentro de um segundo após pressionar o número 1, insira o segundo dígito, de 0 a 5. O display mostrará o número da célula. A célula 0 armazena informações usadas para definir o estado inicial do sintetizador quando a alimentação é ligada, ou seja, você pode escrever os valores desejados nele, por exemplo, a etapa de ajuste e a inclusão de qualquer modo no TRX, a frequência para a qual o sintetizador mudará quando o transceptor for ligado. Por exemplo, você tem um acordo com um correspondente para atender na frequência de 21,225 MHz. Você muda o transceptor para esta frequência, liga o UHF (pressionando o botão SB3), seleciona a etapa de sintonia com a qual deseja trabalhar e, em seguida, pressiona os botões "IN" e "0". Todas as configurações são registradas na célula "0". Agora você pode desligar o transceptor e, na próxima vez que ligá-lo, o processador definirá todos os modos que você salvou na célula zero - ligue UHF, frequência 21,225 MHz, passo de sintonia. "5A-B"; 14 MHz; SB15 - troca com uma frequência de recepção adicional. Este é o chamado modo "segundo oscilador local". Para memorizar o valor das frequências nas células "virtuais" "A" e "B" você precisa sintonizar a frequência desejada e pressionar este botão. A frequência será armazenada na célula "A". O mesmo valor de frequência no visor “pulará” para a célula “B”, ou seja, praticamente nós, por assim dizer, “mudamos” para o segundo oscilador local. Aqui você pode fazer qualquer alteração na frequência - a memorização na célula "B" ocorrerá apenas quando o botão A-B for pressionado novamente, ou seja, nas células "A e B" os valores de duas frequências que estavam na escala digital no momento de pressionar o botão A são memorizados -IN. Talvez para operadores de rádio que não usaram sintetizadores em seus transceptores, tal descrição da operação deste botão não dará uma compreensão clara de sua finalidade. Vou tentar descrever este modo de uma maneira diferente. Imagine que dois VFOs estão instalados dentro do transceptor e este botão muda um botão de sintonia para o VFO "A" ou para o VFO "B". Para deixar claro em qual "oscilador local" você está trabalhando, o display mostra no modo "A" um ponto próximo às UNITS da escala MHz, no modo "B" - o ponto próximo às UNITS MHz apaga e três pontos acendem perto da escala de hertz de UNIDADES, DEZENAS e CENTENAS. "6 ESCANEAMENTO"; 18 MHz; SB16 - botão de digitalização. Depois de pressioná-lo, a inscrição "Scan" é exibida no indicador. Existem três subfunções de digitalização: A. Ao pressionar o botão "8", 15 células de memória são digitalizadas, com paradas de 3 segundos em cada célula. b. Quando o botão "2" é pressionado, a varredura é realizada da frequência mais baixa registrada na célula 1 para a frequência mais alta registrada na célula 2. Se a frequência na 1ª célula for maior que na 2ª, ao pressionar SCAN, a mensagem "Erro " parece. A digitalização só é possível dentro de um intervalo. v. Quando o botão "3" é pressionado, a faixa incluída é reconstruída do limite inferior para o superior e vice-versa. A varredura pode ser interrompida pressionando qualquer botão no teclado, girando o codificador ou pressionando o PTT. A digitalização pode ser retomada a qualquer momento de onde parou, clicando duas vezes no botão SCAN. "7RT"; 21 MHz; SB17 - troca de frequências de recepção e transmissão, com desafinação habilitada. Quando o botão é pressionado, a frequência de transmissão torna-se a frequência de recepção e a frequência de recepção torna-se a frequência de transmissão. Pressionar SB 17 novamente retorna tudo ao seu estado original. Se a dessintonização não estiver habilitada, pressionar o botão "7" exibirá a mensagem "Selecionar" no visor. Este é um menu de duas configurações básicas que podem ser acessadas pressionando o botão "1" ou "2". "1" - modo de entrada de frequência intermediária. O valor da frequência intermediária definida do transceptor aparece no visor (por padrão, a frequência inicial no programa pode ter valores de 8,3 a 8,9 MHz). A frequência é definida pelo codificador. Fixe o inversor e saia do modo pressionando o botão "1" novamente. Após o ajuste final da frequência do oscilador de referência do transceptor, meça a frequência com um frequencímetro para unidades de Hz e configure girando o botão do encoder, entrando neste modo. Você deve primeiro selecionar um passo de sintonia de sintetizador de 1 Hz. "2" - modo de correção constante do oscilador de referência de 20 MHz. O sintetizador exibe o valor de "frequência fixa" de 10 Hz e liga automaticamente o VCO da faixa de 300 m. A frequência na saída da placa VCO deve ser medida com um medidor de frequência e, se for diferente de 000 MHz, corrija girando o codificador. Saída e armazenamento - pressionando o botão "160" novamente. Essas configurações do sintetizador são "básicas" e devem ser ajustadas com mais cuidado. Para isso, conectamos um frequencímetro aquecido por pelo menos uma hora (de preferência industrial) à saída do sintetizador F / 2 e, girando o codificador no modo de correção, ajustamos a frequência para 10,30 MHz com precisão de um hertz. Esta função foi necessária devido ao fato de que o oscilador de referência do sintetizador não possui ajuste adicional e os spreads de frequência para diferentes instâncias podem atingir vários kilohertz. "8 FORA"; 24 MHz; SB 18 - restauração da frequência e estado de seis botões de controle do transceptor de uma das 16 células de memória. Quando pressionado, o visor mostra "Pop" e espera-se que o botão com o número da célula correspondente seja pressionado. Para inserir números de 10 a 15, é necessário pressionar o segundo, de 1 a 0, dentro de um segundo após pressionar o número 5. Após inserir o número, o número da célula de memória aparecerá no indicador por um curto período de tempo . "9 T=R"; 28 MHz; SB1 - o modo de definir a frequência de transmissão igual à frequência de recepção. Funciona com desafinação habilitada. Se a dessintonização estiver desligada, quando você pressionar o botão "9", a inscrição "Step" será exibida no indicador e você poderá selecionar a etapa de ajuste do sintetizador desejada com os botões ESQUERDA e DIREITA: 1, 10, 20, 30 , 50, 100, 1000 e 5000 Hz. A etapa selecionada é memorizada quando este botão é pressionado novamente. "0 STEK", SB10 - extraindo a frequência da pilha. Existem cinco células de pilha, que podem ser visualizadas pressionando sucessivamente o botão. Antes da saída das frequências das células da pilha, o indicador exibe brevemente a inscrição "Stec" com o número da célula. A entrada na pilha é realizada automaticamente ao alterar o intervalo, ao extrair de uma célula de memória e ao digitalizar. "DEIXEI"; SB9 - botão de redução rápida de frequência. "certo"; SB8 - botão de aumento rápido de frequência. Ao pressionar os botões "A1" - "A6" (SB2-SB7), os níveis lógicos nas saídas ATT, AMP, U/L, VOX, AF BW, PROC mudam de acordo, que, por sua vez, controlam as unidades funcionais e modos do transceptor. Quando o sintetizador é inicialmente ligado, essas saídas são zero lógico. Todas as configurações e informações do usuário nas células de memória são armazenadas na RAM do microcontrolador sem fonte de alimentação externa adicional. Quando você liga o sintetizador, o programa recupera da célula de memória "0" aqueles parâmetros do transceptor que você gostaria de ter imediatamente toda vez que você o liga, a saber: frequência e passo de sintonia, modos do transceptor (estado de seis botões de controle do transceptor); "multiplicando" por 4p o número de pulsos do valcoder e "zerando" as células da pilha. No programa, quando o sintetizador é ligado pela primeira vez, as primeiras dez células de memória contêm as frequências nas quais você pode ouvir com mais frequência o indicativo de chamada UT2FW. Nas células restantes - as frequências dos intervalos. Isso é feito para que na primeira vez que você ligar o sintetizador, ele comece a funcionar corretamente e seja mais fácil para o usuário se acostumar com seu controle. O chip DDS é controlado por código serial nos barramentos RAO, RA1, RA3. O sinal de saída DDS é filtrado pelos elementos de filtro passa-baixo R7, R8, L2, L3, C7, C8, C9 com uma frequência de corte de cerca de 700 kHz. Quanto ao display do controlador HG1, é aceitável o uso de diferentes tipos de indicadores LCD, pois seu controle, via de regra, é o mesmo. O sintetizador usa um LCD de "telefone" barato - MT-10S1 da empresa MELT de Moscou. Esse indicador é controlado por quatro barramentos - essas são as saídas QE, QF, QG, QH do microcircuito DD2. Uma opção mais cara é o uso de indicadores de matriz das empresas estrangeiras Powertip, Sunlike, Wintek, Bolymin e da MELT. Mas o custo desses LCDs hoje é bastante alto. Deve-se notar também que nem todos os modelos de indicadores de matriz são adequados em termos de velocidade. Por exemplo, o indicador WH1602J não "acompanha" a reestruturação do codificador e, quando o botão do codificador é girado rapidamente, sinais e símbolos incompreensíveis começam a "saltar". Exatamente o mesmo tipo de indicador VS1602N, de outra empresa, funciona sem problemas. Os barramentos D0-D3 fornecem sinais de controle para o decodificador de comutação de banda na placa de filtro de passagem de banda do transceptor e para o decodificador de comutação de banda da placa VCO. Chip DD6 - formador de pulso do valcoder. No momento da reestruturação do sintetizador, na frente dos optoacopladores U1 e U2 (ver Fig. 3), um disco com orifícios ou dentes cortados ao longo de sua borda, rigidamente conectado ao botão de ajuste do transceptor, gira. No caso em que a superfície reflexiva do disco é oposta ao optoacoplador, a resistência do fotodetector do optoacoplador é mínima, quando o orifício do disco está localizado, a resistência do fotodetector é máxima. Os elementos do microcircuito DD6, devido a quedas de resistência, formam uma sequência de pulsos retangulares nos barramentos RB6, RB7, que são lidos pelo controlador PIC. O programa de controle contém dois algoritmos de leitura - ao longo da borda de ataque dos pulsos e ao longo de ambas as gotas. Ao pressionar o botão "2" do teclado, trocamos esses algoritmos. A tecla no transistor VT1 quando o transceptor é transferido para a transmissão bloqueia o teclado. LED HL2 - indicador deste modo. Para isolamento adicional e redução de interferência mútua, filtros LC são incluídos em todos os circuitos de energia da unidade controladora - L1, L4-L6, C2, C3, C17-C23. O oscilador controlado por tensão, VCO (Fig. 4), opera em frequências quatro vezes maiores do que as exigidas para transceptores com frequência intermediária de 5 ... 10 MHz.
Isso é feito por dois motivos: primeiro, em frequências mais altas, as bobinas do oscilador mestre são menores; em segundo lugar, esse gerador é mais versátil e, dependendo das tarefas necessárias, podem ser obtidas frequências superiores a 100 MHz. O próprio gerador é feito de acordo com o esquema de um circuito capacitivo de três toneladas em um transistor de efeito de campo VT1. Quase todos os "trabalhadores de campo" oferecidos pelas empresas de Kiev foram testados - o BF966 apresentou os melhores resultados. Os estágios de buffer são feitos nos transistores VT2 e VT3. Transistores BFR96 suficientemente potentes foram usados, na classe A. A frequência VCO ao comutar faixas é alterada por comutação de bobinas L1-L5 com contatos de relé K1-K4, que, por sua vez, são controlados pelo decodificador DD1. Como as frequências heteródinas para algumas faixas praticamente coincidem, conseguimos nos virar com cinco bobinas. Os circuitos RC e LC de filtragem são instalados na entrada e na saída do chip DD1. Conforme mencionado anteriormente, no transceptor do autor, a frequência do oscilador local deve ser 2 vezes maior que a necessária. Os sinais dessas frequências são retirados das saídas Q0 e Q1 do contador DD2. Na saída de Q0 DD2, obtemos a frequência dividida por 2, na saída de Q1 - por 4. A saída de Q1 é usada para operar na faixa de 20 m, onde a frequência do VCO é adicionalmente dividida por 2. O O microcircuito DD3, controlado através do diodo VD7, quando um zero lógico aparece em seus pinos 12 e 13 permite a passagem do sinal VCO da saída de Q1 DD2. Se você usar o sintetizador nos transceptores "RA3AO", "Ural", "KRS", "UA1FA", a grade necessária de frequências heteródinas pode ser obtida usando a saída Q2 do microcircuito DD2 (divisor por 8). Para fazer isso, o pino 1 do chip DD3.1 deve ser conectado ao pino 13 de DD2 e o pino 5 de DD3.2 ao pino 12 de DD2. Agora, na saída do sintetizador F/2(4), receberemos um sinal da forma F/4(8), ou seja, diretamente aquelas freqüências que são indicadas na Tabela. 1 da coluna “Reestruturação do GPA”. O detector de fase é feito em um chip DD4. A frequência do VCO antes de ser alimentada ao detector de fase é pré-dividida em 256 contadores DD2 e DD5. Na saída do chip DD5, o filtro passa-baixo L13-L14, C51-C53 é ativado. Um sinal do DDS é alimentado para a segunda entrada do detector de fase, através de um amplificador adicional no transistor VT4. Esta cascata foi introduzida devido a possíveis perdas no cabo que ligará a saída DDS à entrada PD. O transistor VT5 controla o LED HL1 "LOCK" na placa controladora. O LED indica o bloqueio do loop PLL, se o LED estiver apagado - o anel está fechado, se estiver aceso - indica um mau funcionamento. A tensão de controle é gerada pelo amplificador operacional DA4 e através dos elementos filtrantes R7, R8, C15, C16 é fornecida ao gerador varicap VD5. Circuitos RC de filtragem adicionais R4-R36, C38-C48 também são instalados na entrada DA50. Os componentes digitais e analógicos do dispositivo, para evitar interferências, são alimentados por estabilizadores separados DA1, DA2, DA3. Não há recursos especiais na fabricação e ajuste do sintetizador. A parte digital, ao usar elementos de rádio reparáveis, funciona imediatamente. Deve-se notar que os capacitores C7-C9 no filtro passa-baixo na saída do microcircuito DD5 (ver Fig. 2) devem ser tomados com um TKE mínimo para que a característica do filtro não mude quando o transceptor esquentar. O mesmo requisito deve ser atendido pelos capacitores C17, C19-C21, C51-C53 da placa VCO (Fig. 4). O controlador PIC pode ser soldado à placa, mas dada a possível atualização de firmware, é aconselhável instalá-lo no painel. Dois tipos de interferência foram detectados no sintetizador. Ao girar o codificador em algumas frequências, há cliques muito curtos que não podem ser sintonizados. Eles desaparecem quando a rotação do codificador para. São códigos sequenciais que inserem os registros da placa de indicação. O método de luta é alimentar o indicador HG1 de um estabilizador separado no chip KREN5A com um filtro RC na entrada (um resistor de 10 ... 15 Ohm com potência de 1-2 W e um capacitor de óxido de alta capacidade) . A capacitância do capacitor (2200-10000 uF) é selecionada de ouvido para supressão máxima de cliques. Se os cliques aparecerem apenas quando UHF (AMP) ou algum outro modo TRX estiver ativado, filtros LC ou RC adicionais devem ser instalados nos circuitos de controle correspondentes (saídas QC-QH do chip DD3). Também deve ser notado que as saídas do chip DD3 são projetadas para uma corrente de carga não superior a 5 mA. Para conectar uma carga mais potente, é necessário ligar adicionalmente o chip K555LN5 ou 47NS06 em série com os circuitos controlados (corrente de carga de até 40 mA com tensão de até 15 ... 30 V). O segundo tipo de interferência são os pontos afetados, que são mais comuns na banda de 20 M. Eles ocorrem como produtos de conversão no mixer e captação do oscilador de referência de 20 MHz. O método fundamental para lidar com essas interferências é a blindagem completa da placa controladora (uma caixa feita de folha estanhada ou fibra de vidro). A blindagem de um gerador separado não faz nada, o captador "se espalha" ao longo dos condutores impressos da placa de microcircuitos DD1 e DD5. Ao fazer conexões de placa a placa, os fios não devem ser agrupados em feixes apertados e, mais ainda, os fios que conectam circuitos digitais e analógicos não devem ser combinados. A energia é fornecida a cada placa por um par trançado separado, fio trançado. Um fio é comum, o segundo é a tensão de alimentação. Para obter o tom "ideal" do sinal de saída, você precisa eliminar todos os captadores possíveis (e impossíveis) nos circuitos associados ao VCO varicap. E use apenas elementos de alta qualidade nessas cadeias. Isso é especialmente verdadeiro para os capacitores C14, C15, C16, C47, C48, C49, C50 da placa VCO. O sinal do sintetizador da placa VCO é alimentado ao mixer do transceptor por meio de um cabo coaxial com diâmetro de 3 mm. Para corresponder precisamente a esta linha, um resistor R27 é selecionado. Em caso de correspondência ruim, as frequências afetadas aparecem com mais frequência; portanto, sintonizamos o transceptor para essa frequência e selecionamos R27 para sua supressão máxima. Para o IF recentemente "popular", determinado pela escolha do quartzo para decodificadores PAL de TVs de 8,867 MHz, os dados de enrolamento das bobinas VCO são os seguintes: L1 - 5 voltas, L2-L3, L5 - 4 voltas cada, L4 - 3 voltas. As bobinas são sem moldura, enroladas em um mandril com diâmetro de 4 mm com fio PEV-2 0,8. A frequência exata de cada gerador é selecionada afastando as espiras das bobinas, após a sintonia final dos geradores. Pedaços de espuma de borracha são inseridos dentro das bobinas e preenchidos com parafina. Se isso não for feito, um efeito de microfone será observado. Os indutores L6-L9, L11-L14 da unidade VCO são enrolados em núcleos magnéticos de ferrite de anel M2000NM, tamanho K7x4x2. O número de voltas - 10 ... 15 para L6-L9 e L11; 30 voltas para L12-L14, fio PEV-2 0,15. Acelerador L10 - DM 0,1. Você também pode usar bobinas importadas de pequeno porte com indutâncias mostradas no diagrama. Relé K1-K4 - RES49 com resistência de enrolamento de 1 kOhm (selecionado no relé para uma tensão operacional de 24 V). É desejável usar microcircuitos no sintetizador dos tipos indicados no diagrama. Isso eliminará problemas na configuração posterior. Em vez do chip 74NST9046, ainda é bastante raro à venda, você pode usar HEF4046 (Philips Semiconductors) ou CD4046. Em caso de substituição, deve-se alterar um pouco o layout da placa, pois nem todos os pinos desses microcircuitos correspondem ao 9046. A entrada SIGIN (pino 14), que recebe um sinal do DDS, tem sensibilidade máxima de 150 mV . Portanto, a amplitude de mais de 4 V não deve ser ajustada na saída do amplificador no transistor VT0,3.A seleção deste modo é realizada pelos resistores R28, R29. Com algumas instâncias do 74NST9046, não foi possível garantir o fechamento do anel PLL em todas as faixas - esse mau funcionamento foi evitado incluindo um capacitor adicional de 1500 pF entre o pino 14 do microcircuito e o fio comum. Os optoacopladores U1 e U2 são reflexivos. A resistência dos resistores R13, R15 conectados em série com os emissores não deve ser inferior a 470 ... 510 Ohm, caso contrário, os diodos emissores podem falhar. A propagação das características dos optoacopladores AOT137A requer seu ajuste individual, de acordo com uma resposta clara à passagem de um "cravo" do disco próximo ao optoacoplador. O próprio mecanismo valcoder pode ser executado de várias maneiras. Na versão do autor, os optoacopladores são soldados diretamente na placa controladora, na frente da qual gira um disco de 65 mm de diâmetro feito de duralumínio de 0,7 mm de espessura com 60 dentes cortados uniformemente ao longo da borda do disco. O meio dos dentes está alinhado com os centros dos optoacopladores, a distância entre os optoacopladores é de 15 mm. Você pode fazer furos no disco ou colar papel com setores brancos e pretos desenhados, mas a largura dos setores desenhados não deve ser inferior a 3 mm, caso contrário, o codificador não funcionará claramente em cada setor. O disco está localizado a uma distância de 1,5...2,5 mm da superfície dos optoacopladores. Quando o disco gira, a mudança de avanço deve ser ajustada para 90 graus, ou seja, meio dente de chumbo. Soldamos temporariamente os resistores de ajuste em vez de R13, R15 e selecionamos a corrente através dos emissores dos optoacopladores de acordo com a operação precisa do codificador. A sensibilidade dos gatilhos e suas características podem ser selecionadas com os resistores R9-R12, R14. Se eles não conseguirem um trabalho preciso, um dos optoacopladores deve ser movido, pois o deslocamento necessário de 90 graus não é fornecido. A qualidade do sinal de saída do sintetizador pode ser estimada a partir do espectrograma mostrado na Fig. 5 obtido usando o analisador de espectro SK4-59.
Programas de controle para microcontroladores Autor: Alexander Tarasov (UT2FW), Reni, Ucrânia
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