Синтезатор частоты диапазона УКВ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Синтезаторы частоты

 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.

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.

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.

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 измерения	Примечания
Диапазоны коэффициентов деления ДПКДv (шаг 1)	Nv	225...131071	МГц	Вывод 40
Диапазон коэффициентов деления ДПКДг (шаг 1)	Nг	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	fiг	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	Sг	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.

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 f_кв - 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:

Происхождение изображений ИИ становится все труднее установить 06.09.2026

Генеративный искусственный интеллект способен создавать изображения, в которых угадываются особенности определенных художественных стилей, однако установить источник конкретного визуального элемента оказывается значительно сложнее. Исследование специалистов лаборатории MIT CSAIL показывает, что по мере увеличения обучающего набора данных надежно определить, какое именно изображение повлияло на результат работы модели, становится практически невозможно. Чтобы изучить эту проблему, исследователи создали около двух десятков собственных диффузионных моделей и обучили их на наборах, содержащих от нескольких сотен до сотен тысяч изображений. В экспериментах использовались фотографии лиц, а также произведения различных художников. Независимо от размера и состава наборов данных ученые наблюдали одну закономерность: чем больше изображений использовалось для обучения, тем труднее становилось определить вклад отдельной работы в последующий результат. Это явление авторы назвали "утратой атрибуц ...>>

Часы Casio G-Shock GBX-H5600KI-5 06.09.2026

Casio представила новую модель часов G-Shock GBX-H5600KI-5, которая сочетает характерную для серии механическую прочность с возможностями, свойственными современным спортивным часам. Новинка создана на базе G-LIDE GBX-H5600 в сотрудничестве с профессиональным серфером Каноа Игараси. Часы оснащены оптическим датчиком сердечного ритма и акселерометром, а обработку собранных данных обеспечивают алгоритмы Polar. Благодаря этому устройство способно оценивать тренировочную нагрузку, восстановление во время сна и другие спортивные показатели. Кроме того, часы определяют уровень насыщения крови кислородом, хотя Casio отдельно подчеркивает, что данная функция не предназначена для медицинской диагностики. Важной особенностью GBX-H5600KI-5 остается продолжительное время автономной работы. При активном использовании пульсометра и спортивных функций часы способны работать около 35 часов, тогда как в обычном режиме без постоянного измерения пульса этот показатель достигает примерно одного меся ...>>

Краски из природных кристаллов дают яркий цвет без токсичных пигментов 05.09.2026

Яркие цвета окружают человека повсюду - от лакокрасочных покрытий и тканей до косметики и декоративных материалов. Однако многие привычные красители постепенно разрушаются под воздействием солнечного света, из-за чего поверхность теряет первоначальную насыщенность. Кроме того, некоторые синтетические пигменты содержат токсичные соединения и тяжелые металлы. Исследователи Северо-Восточного университета предложили альтернативный подход, вдохновленный природой, где насыщенные и устойчивые цвета формируются не за счет химических красителей, а благодаря микроскопической структуре материала. Именно такой механизм отвечает за характерное сияние опалов, переливы павлиньих перьев и яркие оттенки крыльев некоторых бабочек. В данном случае цвет возникает не потому, что вещество поглощает определенные длины волн света, а благодаря взаимодействию света с особым расположением мельчайших кристаллов. Они преломляют и отражают свет, вызывая интерференционные эффекты, в результате чего формируются на ...>>

Случайная новость из Архива Растения выращены в лунном грунте 15.05.2022 Ученые из Университета Флориды (США) показали, что растения могут успешно прорастать в лунной "почве". Специалисты также выяснили, как растения биологически реагируют на лунный реголит - грунт, который радикально отличается от земного. У исследователей было 12 граммов - всего несколько чайных ложек - лунного грунта для этого эксперимента. Образцы, предоставленные НАСА, были собраны во время миссий "Аполлонов" на Луну. Чтобы вырастить свой крошечный "лунный сад", исследователи использовали лунки размером с наперсток в пластиковых чашках, в которых обычно культивируют клетки. Заполнив каждый "горшочек" примерно граммом лунной почвы, ученые увлажнили ее питательным раствором и добавили несколько семян резуховидки Таля (Arabidopsis). Так как известен генетический год этого растения, на его примере ученые могли лучше понять, как лунная почва влияет на растения - вплоть до уровня экспрессии генов. Для сравнения исследователи также посадили резуховидку в вещество, которое имитирует настоящий лунный грунт, а также смоделированные марсианские почвы и земные почвы, существующие в экстремальных условиях. Растения, выращенные на этих нелунных почвах, были контрольной группой эксперимента. Со временем исследователи заметили различия между растениями, выращенными в лунном грунте, и контрольной группой. Например, некоторые из растений, выращенных в лунной почве, были меньше, росли медленнее или отличались большим разнообразием размеров, чем их собратья. Все это были физические признаки того, что растения пытались справиться с химическим и структурным составом лунной почвы.  "На генетическом уровне растения использовали инструменты для борьбы со стрессорами, такими как соль и металлы или окислительный стресс, поэтому мы можем сделать вывод, что растения воспринимают среду лунного грунта как стрессовую", - отмечают авторы работы.  Реакция растений на лунную почву может быть связана с местом, где была собрана почва. Например, растения, которые проявляли больше признаков стресса, были выращены в так называемой зрелой лунной почве. Эти зрелые почвы подвергаются большему воздействию космического ветра, который изменяет их состав. С другой стороны, растения, выращенные на сравнительно менее зрелых почвах, чувствовали себя лучше.

Другие интересные новости:

▪ Под поверхностью Марса обнаружен крупный водоем

▪ Внесение логинов и паролей в завещание

▪ Сибирские пожары разогревают Арктику

▪ Солнечный компас

▪ Уязвимость империй

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Альтернативные источники энергии. Подборка статей

▪ статья Век-волкодав. Крылатое выражение

▪ статья Какие животные могут погибнуть от роста своих собственных клыков? Подробный ответ

▪ статья Геодезист. Должностная инструкция

▪ статья Электронно-механический привод бензонасоса. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Волшебное имя. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026