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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Ранее чтение помогает стать успешным 06.01.2025 Раннее знакомство детей с книгами оказывает глубокое влияние на их дальнейшее развитие и успехи в жизни. К такому выводу пришли исследователи Бамбергского университета, которые провели десятилетнее наблюдение за группой детей. Результаты исследования подтверждают, что чтение в раннем возрасте не только способствует успешному обучению в школе, но и формирует основы для значительных достижений в будущем. Научная группа наблюдала за жизнью 200 детей в возрасте от трех до тринадцати лет. В ходе исследования выяснилось, что дети, которым родители читали книги с раннего возраста, демонстрировали лучшие результаты в тестах на языковые и математические способности. Эти положительные эффекты наблюдались независимо от пола, социального статуса или уровня дохода семьи. Один из важных выводов исследования заключался в том, что чтение книг способствует развитию языковых навыков, которые, в свою очередь, влияют на улучшение логического мышления и математических способностей. Это подтверждают результаты тестов, проводившихся в два этапа: сначала в возрасте от трех до пяти лет, а затем в возрасте 12-13 лет. Ученые отмечают, что раннее чтение стимулирует у ребенка любопытство и когнитивное развитие. Это связано с тем, что через книги дети осваивают новые слова, учатся формулировать мысли и знакомятся с основами причинно-следственных связей, что впоследствии облегчает освоение более сложных знаний. Интересно, что влияние чтения оказалось одинаково сильным независимо от экономического положения семьи. Это подчеркивает, что доступ к книгам и время, которое родители проводят за чтением с детьми, могут компенсировать многие социальные и экономические факторы. Специалисты, участвующие в исследовании, подчеркивают, что такие результаты дают важный сигнал родителям и педагогам. Регулярное чтение с ребенком с раннего возраста - это не только способ укрепить эмоциональную связь, но и мощный инструмент для обеспечения успешного будущего. Раннее чтение может стать ключевым фактором, определяющим образовательные и профессиональные достижения ребенка. Оно формирует не только академические навыки, но и создает устойчивую базу для личностного и интеллектуального роста, что делает книги важным инструментом в развитии каждого ребенка.

Другие интересные новости:

▪ Испытан новый марсоход

▪ Полезные продукты для курильщиков

▪ Батарея как часть корпуса

▪ Электроны туннелируют сквозь барьер мгновенно

▪ Глобальное потепление ускоряет цикл осадков

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Медицина. Подборка статей

▪ статья Огонь по штабам! Крылатое выражение

▪ статья Что такое антропология? Подробный ответ

▪ статья Гарциния. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Занимательные эксперименты: некоторые профессии транзистора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Чудеса в папиросной коробке. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025