Генератор СВЧ С ФАПЧ: приставка к генератору ВЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Специализированные микросборки автогенераторов, используемые совместно с синтезатором частоты, заметно упрощают изготовление измерительного генератора диапазона СВЧ. Автором предложена конструкция приставки - генератора с ФАПЧ на диапазоны 0,66... 1,53 и 1,71...2,75 ГГц, для которого в качестве образцового используется внешний высокостабильный генератор сигналов частотой не более нескольких мегагерц.

Проведение ремонтных и регулировочных работ аппаратуры и антенн диапазона 300 МГц и выше часто затруднено из-за отсутствия измерительной техники, в частности генераторов. Выходом из этой ситуации может быть изготовление генератора СВЧ самостоятельно. Описания конструкций таких генераторов на одну или несколько фиксированных частот можно найти в журнале "Радио" [1, 2]. Принцип работы этих генераторов основан на использовании системы фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ), но их возможности ограничены из-за отсутствия плавной перестройки по частоте. Применение такого генератора расширится, если сделать его в виде приставки к генератору ВЧ [3]. В этом случае генератор ВЧ будет выполнять функции генератора образцовой частоты и, изменяя его частоту, возможно регулировать частоту генератора СВЧ.

Вниманию читателей предлагается описание генератора СВЧ - приставки к генератору ВЧ, его схема показана на рис. 1. Потенциально он может работать в диапазоне частот 0,1...4 ГГц, но с указанными на схеме деталями он перекрывает диапазоны 0,66... 1,53 и 1,71...2,75 ГГц, выделенные для сотовой и радиолюбительской связи.

Рис. 1 Принципиальная схема устройства

Приставка построена на основе специализированной микросхемы синтезатора частоты DA4, которая содержит основные узлы: два делителя частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД) и частотно-фазовый детектор (ЧФД). Управление режимами ее работы осуществляется с помощью микроконтроллера DD1. В качестве генераторов СВЧ диапазона применены специализированные микросборки DA5 и DA6 автогенераторов с электронной перестройкой частоты. Напряжение питания узлов стабилизировано интегральными стабилизаторами напряжения DA2 (12 В) и DA3 (5 В). В качестве источника сигнала образцовой частоты использован внешний генератор ВЧ. Так как его частота не превышает несколько мегагерц, то для нормальной работы микросхемы синтезатора сигнал внешнего генератора преобразуется в прямоугольную форму компаратором DA1.

На транзисторе VT1 собран дополнительный каскад, который совместно с элементами R8, R9, С13, С15, С19 выполняет функции пропорционально-интегрирующего фильтра и еще нужен для того, чтобы увеличить максимальное значение управляющего напряжения до 12 В. Поддиапазон частот выбирают переключателем SA1 за счет подачи напряжения питания на соответствующий автогенератор. На резисторах R15-R18 собран аттенюатор с суммарным фиксированным затуханием 60 дБ. Если система ФАПЧ работает нормально, то будет светить светодиод HL1.

Генератор СВЧ имеет два выхода: основной (XW2) с уровнем сигнала 0 дБмВт (напряжение - 226 мВ на нагрузке 50 Ом, что соответствует мощности 1 мВт) и дополнительный (XW3) с уровнем -60 дБмВт. Плавная регулировка выходного сигнала производится внешним ступенчатым аттенюатором в диапазоне 0-70 дБ с шагом 1 дБ - от промышленного измерительного прибора Х1-42, Х1-43 или аналогичного. При использовании второго выхода (XW3) на первый (XW2) необходимо устанавливать согласованную нагрузку (50 Ом).

Устройство работает так, что подстраивает частоту генератора СВЧ под кратную частоту внешнего генератора. При этом режим работы микросхемы DA4 устанавливается таким, что коэффициент деления ДПКД для сигнала генератора СВЧ составляет 1000, а для сигнала внешнего генератора он равен 1. Таким образом, ЧфД работает на частоте внешнего генератора и каждому герцу частоты внешнего генератора будет соответствовать 1 кГц генератора СВЧ, это упрощает установку частоты. Следует отметить, что в этом случае стабильность частоты и фазовые шумы зависят в основном от качества сигнала внешнего генератора. Если применить другие микросборки автогенераторов, можно получить и иные поддиапазоны частот в указанных выше пределах. А если применить микросхему ADF4106, то верхняя частота устройства может быть повышена до 6 ГГц.

Плата размещена в металлическом корпусе с закрываемой крышкой. Выходное гнездо XW3 с резисторами R17, R18 установлено в отдельном отсеке, а напряжение питания подается через отдельный отсек и проходной конденсатор. Параллельно входу приставки включен конденсатор С6, который уменьшает проникновение сигнала генератора СВЧ наружу.

В устройстве можно применить следующие детали: транзистор КТ3130 с любыми буквенными индексами, подстроенные резисторы - PVZ3A и аналогичные, остальные - Р1-12 (типоразмер 1206), неполярные конденсаторы - керамические К10-17 (С1 - КТП-1), С2, С7, С10 - танталовые или иные оксидно-полупроводниковые, пригодные для поверхностного монтажа. Дроссели L1-L3 - СМ453232 для поверхностного монтажа индуктивностью 20...200 мкГн. Светодиод можно установить любой, желательно повышенной яркости. Гнезда ВЧ - блочные SMA или аналогичные. Переключатель - любой малогабаритный на два положения и два направления. В микроконтроллер необходимо "зашить" программу, приведенную ниже.

:10000000160A2800080C27000304680303060A0ADE
:1000100026040В0А26050605000000000604Е70278
:10002000040A0008460500004604000840000600D7
:100030001F0C02006600030C0109B00C0109120C30
:1000400001091209000С0109000С0109040С010945
:100050001209000C01097D0C0109010C01091209AA
:10006000030С0109В00С0109120С0109120903006В
:02lFFE00EA0FE8
:00000001FF

Большинство деталей размещены на печатной плате из двусторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, эскиз которой показан на рис. 2. Вторая сторона оставлена металлизированной и соединена с металлизацией другой стороны фольгой по контуру платы. Кроме того, обе соединены отрезками провода и через отверстия в плате. Внешний вид приставки показан на рис. 3.

Рис. 2 Эскиз печатной платы

Налаживание сводится к установке резисторами R8, R9 устойчивой работы ФАПЧ с минимальным фазовым шумом во всем диапазоне частот генератора. Мощность выходного сигнала устанавливают сначала на гнезде XW2 резисторами R12, R14, а затем резисторами R15, R16 на гнезде XW3. Для питания устройства можно использовать стабилизированный блок питания напряжением 13... 15 В или нестабилизированный напряжением 15...20 В, потребляемый ток составляет 65...80 мА.

Рис. 3 Внешний вид приставки

Литература:

1. Малыгин И., Штуркин Н. Лаборатор ный синтезатор СВЧ. - Радио, 2004, № 1, с. 19, 20.
2. Нечаев И. Гетеродин диапазона УВЧ.- Радио, 2005, № 8, с. 69, 70.
3. Нечаев И. Генератор с ФАПЧ для диапазонов ОВЧ-УВЧ. - Радио, 2004, № 12, с. 33,34.

Автор: И. Нечаев, г. Курск; Публикация: radioradar.net

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Новый метод фотосинтеза поможет решить проблему с голодом 16.08.2017 Несмотря на противников ГМО-технологий и синтетической пищи, ученые уже создали мясо, которое буквально выращивается в пробирке. И оно уже вышло на рынок. А исследователи из Иллинойсского университета изменили фотосинтез в растениях с тем, чтобы повысить урожайность при меньшем количестве воды и удобрений. Пока что эксперименты идут с табаком, его рост удалось ускорить на 20%. На очереди - другие сельскохозяйственные культуры. Как отмечается, это поможет победить голод на планете. Модифицированные семена табака лучше перерабатывают солнечный свет и углекислый газ, что и дает на выходе больший урожай. Как отмечается, чтобы решить проблему голода на планете, к 2050 году во всем мире урожайность должна увеличиться на 50%. Финансирование проекта идут от Фонда Билла и Мелинды Гейтс, хотя пока не сообщается, когда модифицированные культуры выйдут на рынок.

Другие интересные новости:

▪ Бесплатная замена дисплеев в смартфонах Motorola

▪ Формирование ложных воспоминаний у шмелей

▪ SpaceX и НАСА ищут места для посадки на Марс

▪ Самураи чистили зубы

▪ Наушники Xiaomi Buds 4 Pro

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта И тут появился изобретатель (ТРИЗ). Подборка статей

▪ статья Человек с ружьем. Крылатое выражение

▪ статья Что такое ЗЭГ? Подробный ответ

▪ статья Судороги. Медицинская помощь

▪ статья Монтаж заземлителей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Игрушка из пузыря. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026