Faixa de frequência do sintetizador 144 MHz. Esquema, descrição

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Os osciladores principais e os osciladores locais da "faixa suave", "rastejando" suavemente na frequência com mudanças de temperatura e "pulando" acentuadamente com picos de energia, vão cada vez mais longe no passado. As tentativas de estabilizar a frequência com um ressonador de quartzo tornaram impossível sintonizá-lo. E somente com o advento de sintetizadores de frequência simples e baratos tornou-se possível ter um sinal com estabilidade de "quartzo" em quase qualquer frequência desejada. É verdade que a sintonia de frequência agora não é suave, mas abrupta, o que em alguns casos (por exemplo, ao trabalhar em VHF com FM) é até útil. Oferecemos ao leitor uma descrição de um sintetizador de frequência simples na faixa de 2 metros.

Este sintetizador de frequência destina-se ao uso em estações de rádio VHF com FM operando na faixa de 144 MHz e possuindo um receptor com frequência intermediária de 10,7 MHz.

O sintetizador tem quatro modos funcionais de operação:

"Canal". Neste modo, a banda de frequência do sinal de saída do sintetizador durante a transmissão é 144500 ... 146000 kHz, e durante a recepção é 10700 kHz menor que a frequência do sinal durante a transmissão, ou seja, 133800 ... 135300 kHz. O modo é projetado para comunicação simplex em um canal, quando ambos os correspondentes operam na mesma frequência.
Etapa. Ele é projetado para selecionar e definir o passo de sintonia de frequência: 2,5, 12,5,25 kHz.
"Repetidor". Aqui, a banda de frequência do sinal de saída do sintetizador durante a transmissão é de 145000 ... 145200 kHz e, durante a recepção, é 10700 - 600 kHz menor que a frequência do sinal durante a transmissão, ou seja, 134900 ... 135100 kHz. Este modo permite receber sinais de repetidores que respondem em uma frequência deslocada 600 kHz para cima, ou seja, na faixa de frequência 145600 ... 145800 kHz.
Varredura. Este modo busca estações operando na faixa de frequência 144500 MHz ... 146000 kHz, com o degrau selecionado no modo "Step".

O número mínimo de botões de controle do sintetizador de frequência fornece acesso rápido a todos os modos funcionais de operação. As desvantagens do dispositivo incluem apenas um tempo de ajuste de frequência relativamente longo, dentro de um segundo.

O sintetizador de frequência é baseado em um chip Motorola MC145170-2 [1]. O "serviço" foi implementado em um microcontrolador Atmel AT90S8515 [2]. A interface do usuário são os botões SB1 - SB3 e um indicador de sete segmentos de nove dígitos HG1.

O circuito sintetizador é mostrado na fig. 1. O sinal da saída do gerador controlado por tensão (VCO) é alimentado através da "Input Fgun" para o pino 4 do microcircuito DD1. Aqui ela é comparada com a frequência de referência recebida do oscilador embutido no ressonador de quartzo ZQ1. Os sinais de erro dos detectores de fase do microcircuito são alimentados para um filtro passa-baixo (LPF) montado nos elementos R1-R6, C1, C4, C11 e, em seguida, através da "Saída Uynp" para os elementos de controle de frequência do VCO. Assim, o loop de bloqueio de fase (PLL) é fechado.

(clique para ampliar)

O microcircuito DD1 é controlado pelo microcontrolador DD2 através de três fios das saídas PB4, PB5 e PB7. Da saída PB7 (pino 8) vem o sinal de sincronização "sck", da saída PB5 {pino 6) - o sinal de dados "dados", da saída PB4 (pino 5) - o sinal para permitir a substituição de dados antigos com recém-chegado "enbl".

Os sinais das saídas das portas A e C do microcontrolador são decodificados pelos microcircuitos DD3, DD4 e exibidos no display alfanumérico HG1. A execução dos comandos é confirmada por sinais sonoros reproduzidos pelo emissor de som piezoelétrico BF1.

Na versão do autor do dispositivo, foi utilizado um VCO da estação de rádio disponível comercialmente "Estakada", seu diagrama é mostrado na fig. 2. A saída do VCO para o mixer do receptor deve emitir um sinal em uma frequência de 10,7 ou 11,3 MHz (dependendo do modo) menor do que para o transmissor. Portanto, é necessário fornecer uma faixa de sintonia VCO de 133800 ... 135300 kHz para o receptor e 144500 ... 146000 kHz para o transmissor. Com uma separação tão grande das frequências de transmissão e recepção, tornou-se aconselhável usar dois geradores separados montados nos transistores VT1 VT3. Dependendo do modo de operação da estação de rádio, os principais estágios nos transistores VT2 e VT4 fornecem energia para um ou outro gerador.

(clique para ampliar)

Os sinais de saída dos geradores são alimentados em dois estágios de buffer, montados nos transistores VT5 e VT6. Eles estão constantemente ligados e, além de desacoplar os geradores do restante dos estágios da estação de rádio, fornecem uma tensão de polarização às bases dos transistores do gerador. Ele é removido do divisor R13R14 e através do transistor VT5, que é um seguidor de emissor para a tensão de polarização, entra nas bases dos transistores do gerador.

O diagrama de conexão do VCO com o sintetizador, incluindo os circuitos de potência, é mostrado na fig. 3. Como as tensões de alimentação necessárias para o sintetizador e o VCO são diferentes, 5 e 8 V, respectivamente, dois reguladores de tensão separados são usados: o primeiro microcircuito DA1 tipo 78L05 e o segundo, montado em elementos discretos VT1, VD1, R1 e C1.

Sintetizador de Frequência de 144 MHz

Quando você liga o sintetizador fabricado pela primeira vez, a energia só pode ser fornecida a ele depois que o microcontrolador é programado, o sintetizador é montado e cuidadosamente verificado quanto à ausência de erros de instalação. Depois de ligar a energia, o indicador deve mostrar "Ch 145500", o que significa que o sintetizador está operando no modo "Canal" na frequência de 145500 kHz. Neste modo, você pode alterar a frequência com os botões SB2 - "Down" (para baixo), SB3 - "Up" (para cima) em etapas de 2,5 kHz, 12,5 kHz, 25 kHz (padrão 2,5 kHz). A varredura da faixa com o mesmo passo selecionado é realizada pressionando simultaneamente os botões SB2, SB3, a captura de frequência ocorre quando um pulso positivo é aplicado à entrada "Captura".

Após um único toque no botão SB1, o dispositivo muda para o modo "Repetidor" O visor mostrará "R0 145600", o que significa sintonizar a frequência do canal repetidor zero com uma separação de frequência de recepção e transmissão de 600 kHz . Neste modo, é possível alterar a frequência usando os botões SB2 "Down" e SB3 "Up" em passos de 25 kHz.

A próxima pressão do botão SB1 coloca o sintetizador no modo "Step" - definindo o passo de mudança de frequência, ele é selecionado com os botões SB2, SB3. O visor mostrará "Passo 2,5". Em seguida, outro pressionamento do botão coloca o sintetizador de volta no modo "Canal".

Vamos dar dois exemplos.

Primeiro:

"Ch 144550" - você trabalhou na frequência de 144,550 MHz;
"Passo 2,5" - passo da grade de frequência antes de mudar;
"Passo 12,5" - o mesmo, após a alteração;
"Ch 144550m - retorne à frequência de operação.

Segundo:

"R2 145650" - você trabalhou na frequência de 145,650 MHz;
"Passo 12,5" - o passo da grade de frequência é definido para 12,5 kHz;
"Ch 144550" - mudança para o modo "Channel" na frequência de 144,550 MHz;
"R0 145600" - retorna ao canal do repetidor zero.

Depois de verificar se o programa do controlador está funcionando corretamente, você pode prosseguir para a verificação de teste do chip DD1. Conecte o osciloscópio ao pino 3 do chip DDI, onde um sinal de RF de 10 MHz deve estar presente. Se for, significa que o microcircuito está funcionando normalmente e percebe corretamente os dados do controlador. Usando um medidor de frequência, defina a frequência do oscilador de cristal ZQ1 para 10000 kHz usando o capacitor C4.

Depois disso, conecte o VCO de acordo com o diagrama da fig. 3 e para "saída 1" - um contador de frequência ou um receptor de controle. Para ligar as frequências de recepção, forneça tensão + 5 V à entrada do VCO "ON Rx". Para ligar as frequências de transmissão, aplique + 5 V à entrada do VCO "ON. Tx." e conecte a entrada "in TX" ao fio comum. Se a frequência do VCO for diferente da desejada, verifique novamente a sobreposição da frequência do VCO, no receptor de controle, neste caso (na ausência de captura), o fundo será ouvido em um espectro de frequência bastante amplo.

No sintetizador, em vez do indicador ALC318, é permitido usar qualquer um semelhante, a indutância do indutor L1 não é crítica, pode ser superior a 10 μH. No VCO, as bobinas L1, L3, L5 são enroladas em anéis de ferrite com diâmetro de 7 mm e possuem 10 voltas de fio com diâmetro de 0,2 mm, a bobina L6 contém 2 voltas, L2, L4, L7 - 6 voltas de fio prateado com diâmetro de 0,5 mm. Essas bobinas não têm moldura - são enroladas em um mandril com diâmetro de 4 mm.

arquivo de firmware do microcontrolador

Literatura

MC145170: Sintetizador de frequência PLL com interface serial - e-motorola.com/files/rf if/doc/data sheet/MC145170-2.pdf.
AT90S8515: microcontrolador RISC de 8 bits - atmel.com/dyn/resources/prod_documents/DOC0841.pdf.

Autor: A.Chetovich (EU6AI), República da Bielorrússia, Glubokoe, região de Vitebsk.

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