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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Sintetizador de frequência. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Sintetizadores de frequência Recentemente, os requisitos para a estabilidade de frequência dos osciladores locais de transceptores aumentaram, especialmente em comunicações digitais, RTTY, etc. Várias publicações apareceram descrevendo sintetizadores de frequência. Basicamente, são dispositivos complexos, às vezes com o uso de microcircuitos importados programáveis. Muitas vezes, esses dispositivos são volumosos, consomem alta corrente e interferem no caminho de recepção do transceptor. Os detalhes costumam ser escassos. O autor projetou e construiu um sintetizador simples a partir de peças amplamente disponíveis; ao mesmo tempo, seus parâmetros (em primeiro lugar, estabilidade de frequência) não são inferiores aos sintetizadores complexos em microcircuitos importados, e a simplicidade e a clareza podem servir como uma boa ferramenta para estudar esses dispositivos por muitos radioamadores. O diagrama de blocos do sintetizador de frequência é mostrado na Fig.1. O sintetizador possui um oscilador local controlado por tensão (VCO), cuja frequência média, dependendo da faixa, é definida por uma chave. Um elemento reativo (RE) está incluído no circuito VCO - um varicap. A tensão de frequência VCO é aplicada ao divisor de frequência controlado, cujo fator de divisão é definido a partir do registro de configuração do fator de divisão. O estado deste registro (número) é definido pelo gerador de sintonia. O sinal VCO após o divisor é alimentado a um detector de fase de frequência (FPD), onde é comparado em frequência com a frequência do oscilador de referência (nesta modalidade, 512 Hz). Com FFD, o sinal de erro de ajuste de frequência é alimentado através de um filtro passa-baixa (LPF) para um elemento reativo (RE).
Desta forma, a frequência do VCO é ajustada. O sinal do VCO é alimentado para o primeiro estágio de buffer (BK-1), no qual a frequência do VCO é dividida por 2 ou simplesmente passa para a saída do BK-1 sem divisão (dependendo da faixa e do oscilador local necessário frequência). O segundo estágio de buffer (BK-11) simplesmente comuta a tensão da frequência do oscilador local necessária para o misturador de recepção (RX) ou para o misturador de transmissão (TX). Como pode ser visto no diagrama do circuito (Fig. 2), o VCO é feito no transistor VT1. Seu circuito inclui um varicap VD1.
A comutação da frequência média do VCO é realizada pela chave S1-1, que, em paralelo com a indutância principal (L8), conecta outras adicionais (L1 ... L7) ou C2. Através dos seguidores de emissor VT2, VT3, o sinal é alimentado para o primeiro estágio de buffer (DD1). O fator de divisão do chip K1533TM2 é definido (dependendo da faixa) pelo switch S1-3. S1-2 alterna a predefinição de frequência de FI digital, dependendo se a frequência do oscilador local é maior ou menor que a frequência de operação do transceptor. No transceptor do autor, a frequência intermediária é de 8 MHz, e as frequências do oscilador local em várias bandas são dadas na Tabela 1.
S1-4 realiza comutação eletrônica de banda (filtros passa-banda) nos caminhos do transceptor. O divisor de frequência controlado é feito nos elementos DD7...DD10. Estes são microcircuitos K1533IE7. Como pode ser visto no diagrama, o sinal do VT3 é aplicado ao pino 4 do DD7. Quando a contagem chegar a zero em todos os dígitos, o sinal do pino 13 DD10 colocará todos os elementos do divisor no estado especificado a partir do registro nas entradas "D" dos microcircuitos DD7 ... DD10. Depois disso, haverá uma conta para "reduzir" novamente ao estado zero. Assim, a divisão de frequência é realizada de acordo com o valor definido nas entradas "D". O valor do coeficiente de divisão é ajustado no registrador DD3 ... DD6 por um gerador de sintonia montado em um chip DD13 e DD12.4. O gerador é controlado pelo potenciômetro R31. Se seu elemento móvel estiver na posição intermediária, o gerador não funciona. Se você movê-lo para cima, a geração começará nos três elementos inferiores de acordo com o esquema DD13. Neste caso, a partir da saída 10 DD13, o sinal irá para a entrada +1 (pino 5), DD3 e o registrador começará a alternar passo a passo para aumentar o número escrito nele, o que significa que o fator de divisão de frequência do divisor começará a aumentar , e o sistema de auto-ajuste aumentará a frequência do VCO com cada pulso em 512 Hz. A frequência dos pulsos do gerador de sintonia (frequência de sintonia) depende da medida em que movemos R31 "para cima" neste caso, podendo variar de 0,5 Hz (afinação em passo lento) a 1000 Hz - sintonia rápida. Ou seja, quanto mais o potenciômetro R31 for movido para cima, mais rápida será a reestruturação. Para reduzir a frequência, o controle deslizante do potenciômetro R31 é movido para baixo; o gerador começará a trabalhar nos três primeiros elementos DD13, e o registro "descerá". É assim que a configuração é feita. Essa é uma maneira não convencional, mas você pode se acostumar rapidamente. O gerador de frequência de referência é feito nos microcircuitos DD14...DD16. Um oscilador de cristal é feito no DD16. O quartzo é usado em relógios eletrônicos. Para ajustar a frequência do quartzo e, portanto, a frequência do oscilador local dentro da "etapa da grade", é usado o método de alterar a tensão de alimentação para DD16 usando a cadeia R15 ... R17. Neste caso, uma sintonia suave do VCO em 1 kHz é alcançada. A frequência do oscilador de cristal é dividida por 64 usando os microcircuitos DD14, DD15 e é alimentada a uma das entradas do PFD, feita em DD11, DD12. A tensão também é fornecida a partir da saída do divisor de frequência controlado. O sinal de erro da saída do PFD através do filtro passa-baixa (R1, R2, R26, C1, C3, C9) é alimentado ao varicap. A cadeia R27, C15 estabiliza o modo de operação ao alternar a frequência e elimina a característica de “croak and chirp” de sistemas com um PFD semelhante durante a sintonia. A cadeia R18, C14 é usada para a configuração inicial do registro para o estado 32768 (quando o transceptor é ligado). BK-I - um simples interruptor de sinal em elementos lógicos. O sintetizador é feito como um único bloco em uma placa com dimensões de 125x120 mm. Os elementos de ajuste S1, R17, R31 são fixados à placa usando um canto de alumínio. Os indutores não são críticos para os parâmetros, e qualquer diâmetro de 6 ... 7 mm pode ser usado, afinando - com núcleos de latão. Potenciômetro R31 - tipo SP-1. Interruptor S1 - tipo PG3-11P4N, compacto. É desejável usar microcircuitos da série 1533, embora também seja possível usar a série 155, mas neste caso o consumo de corrente aumentará de 350 para 550 mA para uma fonte de +5 V. O consumo de corrente para tensão é de 12V - 25mA. O autor utilizou uma placa com uma fiação impressa de um lado (Fig. 3), então há muitos jumpers de fio na lateral com os detalhes. Você pode pagar de outras formas também.
O autor fez o gerador de 512 Hz usando microcircuitos DD14...DD16 e relógio de quartzo. Você pode usar outras opções com outro quartzo, mas a frequência de saída deve estar entre 400...650 Hz. A configuração é a seguinte: 1. Verifique o funcionamento do gerador de configuração. Na posição intermediária do R31 (setor aproximadamente -45°) não deverá haver geração; se estiver presente, ou se o setor de falta de geração for pequeno ou grande, isso pode ser eliminado selecionando R29, R30. Nas posições extremas do R31, a frequência de geração deve ser de cerca de 1 kHz. 2. A operação do próprio oscilador de quartzo e de seus divisores é verificada. A frequência de saída do DD15 (pino 8) deve ser 512 Hz (ao usar relógio de quartzo). 3. Em seguida, o VCO é sintonizado. Para fazer isso, o pino R1 direito (de acordo com o diagrama esquemático) é dessoldado da placa e uma tensão de +5 V é aplicada a ele a partir de um divisor de tensão (você pode usar um potenciômetro de 30...6,5 kOhm). Está ativado o alcance de 20 m. Ao girar o núcleo L8, deve-se atingir o valor de frequência necessário fget.sr (conforme Tabela 1); Em seguida, ative o alcance de 160 m e configure fhet.av. usando o núcleo L1. Ligamos a faixa de 30 m e, selecionando as voltas L3, ajustamos o fhet.sr (L3, L5, L7 são enrolados em núcleos com diâmetro de 3 mm e montados diretamente em S1). Ativamos o alcance de 80 m e usamos C2 para ajustar fhet.av. Ativamos o alcance de 14 m e usamos o núcleo L4 para configurar o fhet.av. A faixa de 10 m é dividida em duas sub-bandas separadas: I - 28,00...28,8 MHz e II - 28,8...29,7 MHz. Ligamos a segunda sub-banda de 10 m e usamos o núcleo L6 para configurá-la para fhet.sr. A seguir ligamos a primeira subfaixa de 10 me, selecionando as voltas L7, configuramos fhet.sr. No nosso caso, é aproximadamente igual a fhet.sr para o alcance de 18 m. Ligamos o alcance de 12 m e selecionando as curvas L5, definimos como fhet.av. Claro, você pode usar este circuito sintetizador para um transceptor com uma frequência intermediária diferente, e não 8 MHz. Então, primeiro você precisa recalcular a Tabela 1 para uma frequência intermediária diferente e, em seguida, fazer algumas alterações no esquema de comutação de faixa do VCO. 4. É realizada uma verificação abrangente do sintetizador - qualquer faixa é ativada (antes disso, é necessário soldar R1 no circuito) e a frequência de operação do oscilador local (ou transceptor em escala digital) é determinada. Se for maior ou menor do que a frequência da faixa, girando R31 totalmente para o lado correspondente, primeiro a configuramos dentro da faixa e, em seguida, girando R31 um pequeno ângulo do meio (afinação suave) definimos a frequência desejada. Isso verifica a operação do transceptor em todas as bandas. O tempo de reestruturação de faixa para faixa com uma certa habilidade não é superior a 10 s. Se durante o processo de configuração algumas operações se desviarem da norma, significa que existem erros de instalação ou peças defeituosas. Em geral, o sintetizador se mostrou confiável, excepcionalmente estável, não interferindo em outros circuitos e caminhos do transceptor. Infelizmente, apenas radioamadores experientes e familiarizados com a tecnologia digital podem repetir o esquema. Em geral, a descrição pode ser interessante do ponto de vista de alguns "KNOW-HOW", em particular, a utilização do circuito original no 1533TM2 (DD1), que, dependendo das tensões aplicadas nas entradas "R" , divide por 2 ou simplesmente transmite o sinal; circuitos geradores de sintonia, etc. Literatura 1. Shilo V.L. Circuitos digitais populares. - 1988.
Autor: L. Rivaenkov (UA3LDW), Smolensk; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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