Menu English Ukrainian Russian Home

Бесплатная техническая библиотека для любителей и профессионалов Бесплатная техническая библиотека


Синтезатор частоты диапазона УКВ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная техническая библиотека

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Синтезаторы частоты

Комментарии к статье Комментарии к статье

В настоящее время повысились требования к стабильности частоты гетеродинов приемников, работающих в диапазоне ультракоротких радиоволн. К сожалению, публикаций о таких устройствах мало. Но зато появилась замечательная микросхема КН1015ПЛ5, пригодная для создания синтезатора частоты, используемого в качестве гетеродина УКВ. Структурная схема ИМС приведена на рис.1, основные параметры - в таблице1.

Синтезатор частоты диапазона УКВ. Структурная схема ИМС
Рис.1. Структурная схема ИМС

Блок-схема синтезатора приведена на рис.2. В синтезаторе имеется генератор, управляемый напряжением (ГУН), с выхода которого напряжение нужной частоты подается на смеситель приемника. Перестройка частоты ГУН производится путем подачи постоянного напряжения различной величины на реактивный элемент (РЭ) - обычно варикап.

Синтезатор частоты диапазона УКВ. Блок-схема синтезатора
Рис.2. Блок-схема синтезатора

Напряжение с ГУН поступает на управляемый делитель частоты (УДЧ), коэффициент деления которого устанавливается с помощью регистра установки коэффициента деления (РУКД). Состояние этого регистра (код) изменяется с помощью генератора настройки (ГН). Сигнал ГУН после деления его в УДЧ подается на частотно-фазовый детектор (ЧФД), где он сравнивается с частотой опорного генератора, которая образуется путем деления частоты кварцевого генератора (КГ) в соответствующем делителе частоты (ДЧ). С выхода ЧФД сигнал ошибки установки частоты подается через фильтр нижних частот (ФНЧ) на РЭ. Таким образом осуществляется частотно-фазовая подстройка частоты ГУН.

Частота на выходе ГУН поддерживается со стабильностью КГ. Как видно из принципиальной схемы (рис.3), ГУН выполнен на транзисторе VT1. В его контур включен варикап VD2. Через эмиттерный повторитель VT2 сигнал подается на выход. Питание ГУН стабилизировано VD1. Управляемый делитель, КГ, ДЧ, ЧФД выполнены на микросхеме DD6 (КН1015ПЛ5). Установка коэффициента деления производится подачей "0" или "1" на входы 7...18 DD6 с РУКД, выполненного на микросхемах DD3...DD5. Он представляет собой реверсивный счетчик, который управляется генератором на микросхемах DD1, DD2.

Синтезатор частоты диапазона УКВ. Принципиальная схема синтезатора
Рис.3. Принципиальная схема синтезатора (нажмите для увеличения)

Частота генератора изменяется потенциометром R13. Когда его подвижный контакт находится в среднем положении - генератор не работает. Если переместить его вверх (по схеме), начинается генерация на верхних трех элементах DD1. При этом с вывода 10 DD1.4 сигнал поступает на вход 5 DD3, и начинается пошаговое переключение регистра с увеличением хранящегося в нем числа, а значит, начинается увеличение коэффициента деления ДПКД. Частота ГУН с каждым импульсом увеличивается на 1 кГц. Частота импульсов ГН зависит от того, до какой степени переместить движок R13 вверх, и может меняться от 0,5 Гц (медленная пошаговая перестройка) до 1000 Гц (быстрая перестройка), т.е. чем дальше перемещен движок R13 вверх - тем быстрее перестройка. Для уменьшения частоты движок R13 перемещается вниз. Тогда заработает генератор на трех нижних по схеме элементах DD1, и регистр пойдет на "уменьшение". Так осуществляется настройка. Это немного нетрадиционный способ, но к нему быстро привыкаешь. Для точной подстройки частоты кварцевого генератора, собранного на DD6, ZQ1, служит С14.
Таблица 1
Параметр Обозначение Значение параметра Единица измеренияПримечания
Диапазоны коэффициентов деления ДПКДv (шаг 1) Nv 225...131071 МГц Вывод 40
Диапазон коэффициентов деления ДПКДг (шаг 1) 3...8191
100...900
20...800
МГц Вывод 37
Группа "А"
Группа "Б"
Диапазон рабочей частоты ДПКДv fiv 5...600
20...900
10...800
МГц Группа "В"
Группа "А"
Группа "Б"
Диапазон рабочей частоты ДПКДг f 0,1. ..80 МГц Группа "А"
Максимальная входная частота ЧДФ Fг max 5 МГц  
Чувствительность по ВЧ-входу ДПКДv Sv 0,2...0,8 В Вывод 19
Чувствительность по входу ОГ 0,1 ...0,15 В Вывод 22,
fir=10 МГц
Максимальное напряжение стока NMOS-транзистора Umax 12 B Вывод 42,
Ids=0,1 мА
Максимальное остаточное напряжение стока NMOS-транзистора, не более Uds min 0,1 B Ids=10 мА
Крутизна NMOS-транзистора, не менее S 40 мА/В  
Выходное сопротивление ЧФД, не более R0 600 Ом Вывод 39
Входные токи низкого уровня, не менее IiL -5
-15
мкА Выводы 2..18, 20, 24..36
Выводы 19, 22
Входные токи высокого уровня, не более IiH 0,1
15
мкА Выводы 2..18, 20, 24..36
Выводы 19,22
Ток потребления максимальный (группа "А") Icc max 17 мА Ucc=5,5 В; fi=900МГц; Nг=400; fг=10 МГц; Nv=225
Ток потребления типовой Icc 5 мА Ucc=3,5 В; fi=500МГц; Nr=400;fr=10MГц;Nv=22
Масса, не более   2,0 г Шаг выводов - 1 мм
Диапазон рабочих температур T -60...+85 °С  

Синтезатор выполнен на плате размерами 95x65 мм (рис.4). На ней с помощью алюминиевого уголка закреплены R13 и С14. Катушка индуктивности не критична к параметрам, и можно применить любую диаметром 6...8 мм. Она содержит 3 витка провода ПЭШО диаметром 0,3 мм. Подстройка средней частоты ГУН производится латунным сердечником. Потенциометр R13 - лучше типа СП-1, как наиболее надежный, но можно применить и движковый.

Синтезатор частоты диапазона УКВ. Печатная плата синтезатора
Рис.4. Печатная плата синтезатора

Микросхемы DD2...DD5 желательно использовать серии 1533, немного хуже - 555, еще хуже - 155, т.к. возрастает потребление по питанию 5 В с 50 до 250 мА. Выводы 2, 3, 6, 7 микросхем DD3...DD5 с выводами 7...18 DD6 соединены тонкими изолированными проводниками (навесной монтаж) - так проще, и получается вполне нормально. В качестве ZQ1 можно использовать любой кварц с частотой 1 ...8 МГц, подобрав коэффициент деления КД (соответствующим подключением выводов 24...36 DD6), чтобы частота на выводе 37 была равна 1 кГц (в зависимости от нужной частоты ГУН и шага перестройки).

Настройка производится в следующей последовательности:

  • проверьте правильность монтажа, отсутствие коротких замыканий и обрывов в плате;
  • проверьте работу ГН. В среднем положении движка R13 генерация на выводах DD1 должна отсутствовать. При повороте движка вправо или влево частота генерации на вы водах DD1 должна плавно возрастать. Это достигается подбором R14 и R15;
  • убедитесь в нормальной работе кварцевого генератора с помощью осциллографа с высокоомным входом. Между шиной 5 В и выводом 37 DD6 подключите резистор 1 кОм и проконтролируйте работу ДЧ - частота на выводе 37 должна быть около 1 кГц;
  • работу ГУН проверьте осциллографом на эмиттере VT2. Между шиной 5 В и выводом 40 DD6 включите резистор 1 кОм. Частота на выводе 40 должна быть примерно равна 1 кГц. Она устанавливается подстройкой сердечника L1, а если нужно - и подбором С8;
  • измерьте постоянную составляющую напряжения в точке соединения R1...R3, С2 с помощью осциллографа или высокоомного вольтметра. Она должна быть в пределах 1...8 В и плавно изменяться при настройке с помощью R13. Устанавите среднюю частоту диапазона с помощью R13 и, вращая латунный сердечник катушки, выставите это напряжение в пределах 4...5 В. Настройка на этом закончена.

Синтезатор изготовлен автором на частоту 127...131 МГц. Средний коэффициент деления УДЧ при этом - 129000, а ДЧ - 3584. Можно изготовить синтезатор и на другую частоту и с другими кварцами, при этом коэффициент деления ДЧ Кд определяется так:

где fкв - частота кварца; fг.cp. - средняя частота гетеродина.

Разумеется, можно изготовить подобный синтезатор и для диапазона 430...440 МГц - КН1015ПЛ5 это позволяет, но тогда нужен более высокочастотный ГУН. Автор изготовил синтезатор и на КВ-диапазоны, аналогичный опубликованному в [1]. При этом количество корпусов микросхем и габариты сократились вдвое. Там вместо DD7...DD12, DD14...DD16 установлена КН1015ПЛ5.

Литература

  1. Л.Риваненков. Синтезатор частоты. - Радиолюбитель KB и УКВ, 2000, N6, С.24.
  2. Валкодер из мыши. - Радио, 2002, N9, С.64.

Автор: Л.Риваненков, г.Смоленск; Публикация: radioradar.net

Смотрите другие статьи раздела Синтезаторы частоты.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Использование Apple Vision Pro во время операций 16.03.2024

Медицинская команда больницы Кромвеля в Лондоне впервые применила Apple Vision Pro в ходе двух операций на позвоночнике. Это событие подтверждает потенциал гарнитуры в качестве медицинского инструмента, изменяющего подход к хирургической практике. Хотя сами врачи не использовали Vision Pro, операционная медсестра работала с виртуальной реальностью, используя очки во время подготовки и выполнения процедур. Гарнитура позволила просматривать виртуальные экраны в операционной, выбирать инструменты и следить за ходом операции. Программное обеспечение, разработанное компанией eXeX, специализирующейся на создании приложений на основе искусственного интеллекта для хирургии, существенно улучшило процесс оказания медицинской помощи пациентам. Использование Apple Vision Pro открывает новые возможности для разработки приложений в сфере здравоохранения, таких как клиническое образование, планирование операций, обучение и медицинская визуализация. Внедрение Apple Vision Pro в медицинскую пр ...>>

Хранение углерода в Северное море 16.03.2024

Министр энергетики Норвегии Терье Осланд объявил о запуске проекта Longship, нацеленного на создание центрального хранилища углекислого газа в Северном море. Этот амбициозный проект оценивается в $2,6 млрд и направлен на применение технологии CCS (углеродного захвата и хранения) для смягчения воздействия климатических изменений. Норвегия уже имеет опыт в области CCS благодаря успешным проектам Sleipner и Snohvit, и сейчас стремится увеличить объем углерода, запечатываемого под морским дном. План Longship предусматривает создание мощности по захвату и хранению 1,5 млн. тонн углерода ежегодно в течение 25 лет. Несмотря на позитивные перспективы, существуют опасения по поводу долгосрочных последствий такого хранения. Однако сторонники проекта утверждают, что морское хранение углерода имеет ряд преимуществ, включая минимальное воздействие на окружающую среду. Проект Longship осуществляется при участии компаний Equinor, Shell и TotalEnergies через совместное предприятие Northern Li ...>>

Выращены мини-органы из амниотической жидкости человека 15.03.2024

Международная команда ученых под руководством профессора Фань Сюлиня из Университета Чжэцзян разработала уникальный способ выращивания мини-органов из клеток, обнаруженных в амниотической жидкости человека. Этот значительный прорыв в медицине может привести к улучшению диагностики и лечения врожденных заболеваний. Органоиды, представляющие собой трехмерные клеточные структуры, имитирующие органы в меньшем масштабе, были выращены из клеток легких, почек и тонкого кишечника, найденных в амниотической жидкости. Этот метод открывает новые возможности для изучения различных состояний плода и может стать ключом к ранней диагностике и лечению врожденных дефектов. Хотя пока не проводились попытки использования этого метода в лечении, ученые надеются, что их исследования в будущем помогут бороться с серьезными врожденными заболеваниями, которые затрагивают миллионы новорожденных ежегодно. Этот прорыв может изменить практику медицинских вмешательств, позволяя диагностировать и лечить врожд ...>>

Случайная новость из Архива

Биоразлагаемый материал из оливковых косточек 01.07.2020

Испанский архитектор Хосеан Вилар и бразильский дизайнер Сильвана Катазин разработали в Барселоне биоматериал из оливковых косточек, который по свойствам напоминает пластик. В отличие от обычного пластика он сможет разложиться естественным путем после своего срока службы, а при нагреве не выделяет вредных веществ.

Для создания нового материала используются оливковые косточки - отход производства оливкового масла, которое в Испании делают как на крупных заводах, так и на небольших домашних установках. Новый материал хорошо подходит для создания предметов интерьера, игрушек и других изделий, которые должны служить при комнатной температуре.

"Оливковый" биопластик появился на свет благодаря открытому исследовательскому центру FabLab, созданному в Барселоне при поддержке Евросоюза. Инноваторы могут там сделать прототип своего изобретения и проверить жизнеспособность своей идеи.

Это не первый в мире проект создания биопластика из оливковых косточек: похожий продукт в прошлом году появился в Турции. Но барселонские изобретатели добавляют к раздробленным косточкам три секретных ингредиента, которые делают материал более податливым и нетоксичным. В результате его можно расплавить в кастрюле, а потом придать пластику новую форму.

Создание более экологичных видов пластика - это часть европейской стратегии защиты окружающей среды от пластикового загрязнения. К 2030 году в Европе должно перерабатываться минимум 50% всего пластика.

Другие интересные новости:

▪ Решена проблема квантовых компьютеров

▪ LCD телевизоры дешевеют благодаря Sony и Samsung

▪ 3D улучшает работу мозга

▪ Очень ранние занятия негативно влияют на успеваемость студентов

▪ Сознание существует отдельно от мозга

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

 

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Шпионские штучки. Подборка статей

▪ статья Кто вас, Тит Титыч, обидит? Крылатое выражение

▪ статья Как начались бытовые танцы? Подробный ответ

▪ статья Типы облаков. Советы туристу

▪ статья Все про гитару и примочки к ней. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Торфяные электроустановки. Подстанции. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Имя:


E-mail (не обязательно):


Комментарий:





All languages of this page

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024