Лабораторный синтезатор СВЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

При разработке и налаживании СВЧ устройств у радиолюбителей часто возникают сложности, связанные с отсутствием измерительной аппаратуры нужного диапазона частот. Предлагаемый синтезатор частоты можно изготовить в любительских условиях. Он работает в диапазоне 1900...2275 МГц. Значение частоты выбирают из нескольких возможных с помощью переключателя.

На относительно низких частотах (до 100... 150 МГц) проблему стабилизации частоты генератора решают применением кварцевых резонаторов, на более высоких (400 МГц) - с помощью резонаторов на поверхностно-акустических волнах (ПАВ-резонаторов), на СВЧ используют диэлектрические резонаторы из высококачественной керамики и другие высокодобротные резонаторы. Стабилизация с помощью пассивных компонентов имеет свои достоинства - простоту и сравнительную дешевизну реализации. Ее главный недостаток состоит в невозможности существенного изменения частоты генерируемого сигнала без смены частотозадающего элемента.

Получившие широкое распространение интегральные синтезаторы частоты позволяют реализовать быструю электронную перестройку генератора (в том числе СВЧ), поддерживая при этом высокую стабильность частоты. Синтезаторы бывают прямого и косвенного типов.

Достоинствами прямого синтеза считают высокую скорость смены частоты и перестройку с малым шагом. Однако из-за присутствия в синтезированном сигнале большого числа спектральных компонент, возникших в результате многочисленных нелинейных преобразований, в СВЧ аппаратуре устройства прямого синтеза применяют редко.

(нажмите для увеличения)

Для синтеза СВЧ чаще применяют синтезаторы косвенного типа с фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ). Принцип функционирования ФАПЧ, а также методика расчета фильтра обратной связи широко и неоднократно рассмотрены в литературе, например, в [1]. Существует несколько бесплатно распространяемых программ, позволяющих рассчитать оптимальные параметры фильтров обратной связи, их можно найти в Интернете на сайте <analog.com> или <national.com>.

Интегральные синтезаторы с ФАПЧ бывают двух типов: программируемые (значения частоты задают внешними командами) и непрограммируемые (фиксированные коэффициенты умножения и деления образцовой частоты изменить невозможно).

К недостаткам непрограммируемых интегральных синтезаторов, например, МС12179, следует отнести необходимость применения кварцевого резонатора с точно заданной частотой, что не всегда возможно. Программируемые синтезаторы, например, UMA1020M, лишены этого недостатка. При наличии управляющего микроконтроллера настроить такой синтезатор на заданную частоту технически несложно. Необходимые для совместной работы с микросхемой-синтезатором автогенераторы СВЧ с электронной перестройкой частоты доступны потребителю в виде функционально законченных модулей, выполненных по гибридной технологии [2].

(нажмите для увеличения)

Схема лабораторного синтезатора частоты, предназначенного для проверки и регулировки настройки аппаратуры диапазона 2 ГГц, показана на рис, 1. Его основа - микросхема UMA-1020М (DA3), техническую документацию на которую можно найти на Интернет-сайте ее производителя по адресу <semiconductors.phllips.coni/acrobat/applicationnotes/AN95102.pdf>.

В синтезаторе имеются также управлявмый напряжением генератор (ГУН) DA1, кварцевый генератор образцовой частоты 10 МГц DA2 и микроконтроллер DD1. СВЧ сигнал с выхода ГУН поступает на выход синтезатора (разъем XW1) и на вход главного программируемого делителя частоты микросхемы DA3. Сигнал образцовой частоты с выхода генератоpa DA2 поступает на вспомогательный программируемый делитель частоты, также входящий в состав микросхемы DA3.

Коэффициенты деления частоты главным и вспомогательным делителями задает микроконтроллер DD1 (Z86E0208PSC), посылая по трехпроводной информационной шине (выводы 11-13 DA3) соответствующие команды. Исходный текст управляющей программы приведен в табл. 1. Внутренней памяти микроконтроллера достаточно для хранения данных о семи различных значениях частоты. Одно из значений частоты или режим, в котором сигнал на выходе отсутствует, выбирают перемычками S1-S3 согласно табл. 2. Установленный режим вступает в силу в момент включения питания прибора, после чего никакие манипуляции с выключателями на его работу не влияют до нового включения. Светодиод HL1 должен погаснуть через 1 с после включения питания. О программировании микроконтроллеров фирмы Zilog можно прочитать в [3].

Синтезатор собран на печатной плате, внешний вид которой показан на рис. 2. Применены резисторы и конденсаторы для поверхностного монтажа.

Литература

1. Стариков О. Метод ФАПЧ и принципы синтезирования высокочастотных сигналов. - Chip News, 2001, № 6.
2. VCO Designer's Handbook 2001. VCO/HB-01. - Mini-Circuits.
3. Глвдштейн M. А. Микроконтроллеры семействаZ86 фирмы Zilog. Руководство программиста. - М.: ДОДЭКА, 1999, 96 с.

Кроме синтезатора СВЧ, микросхема UMA1020M содержит еще один, работающий в диапазоне частот 20..300 МГц, В описанной конструкции 6н не использован.

Авторы: И.Малыгин, Н.Штуркин, г.Екатеринбург

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Кошачья деменция схожа с болезнью Альцгеймера у людей 29.08.2025 Наши домашние питомцы, особенно кошки, нередко сталкиваются с аналогичными состояниями, и новые исследования позволяют взглянуть на них с иной стороны. Понимание этих процессов не только помогает заботиться о животных, но и дает ученым ценные подсказки в изучении человеческой нейродегенерации. Одним из наиболее поразительных открытий последних лет стало обнаружение у пожилых кошек отложений бета-амилоида - токсичного белка, который считается ключевым фактором в развитии болезни Альцгеймера у человека. Ученые Университетов Эдинбурга и Калифорнии совместно с Институтом исследований деменции Великобритании проанализировали мозг двадцати пяти кошек разного возраста и установили, что у животных с признаками когнитивных нарушений наблюдается потеря синапсов, вызванная именно накоплением этого белка. Когнитивная дисфункция у кошек получила название feline cognitive dysfunction (FCD) или синдром когнитивной дисфункции (CDS). В повседневной жизни это проявляется изменением привычного поведения: питомцы начинают блуждать по дому, словно теряя ориентацию в знакомом пространстве, теряют интерес к играм и общению, перестают пользоваться лотком или начинают мяукать по ночам без очевидной причины. Владельцы часто воспринимают такие проявления как обычное старение, не догадываясь, что за ними стоят сложные нейробиологические процессы. Подобные изменения чаще всего появляются у кошек старше десяти-одиннадцати лет, хотя в ряде случаев симптомы фиксировались и раньше. Так, в исследовании, опубликованном в European Journal of Neuroscience, ученые обнаружили, что у семи животных старше десяти лет имелись явные отложения A-бета в коре мозга, а у двух кошек в возрасте 11 и 13 лет была выявлена фосфорилированная тау-белковая патология. Хотя зрелые нейрофибриллярные клубки, характерные для поздних стадий Альцгеймера у человека, у животных не сформировались, сходство процессов оказалось очевидным. Примечательно, что кошки, в отличие от лабораторных грызунов, естественным образом развивают и бета-амилоидные, и тау-патологии. Более того, они живут рядом с человеком, делят с ним один образ жизни и подвержены схожим факторам риска, включая стресс и особенности питания. Это делает их уникальной и крайне ценной моделью для изучения деменции. Как отметил доктор Роберт МакГичан, один из авторов исследований, совпадения между патологией у кошек и людей настолько значимы, что открывают перспективы совместного поиска терапий. Распространенность когнитивных нарушений у кошек старшего возраста довольно велика. У многих питомцев старше одиннадцати лет наблюдаются заметные изменения поведения, а среди животных старше шестнадцати лет такие проявления фиксируются у подавляющего большинства. С учетом того, что кошки живут меньше человека, частота подобных случаев в их популяции может быть даже выше. Диагностика синдрома когнитивной дисфункции требует исключения других заболеваний - от почечной недостаточности до эндокринных нарушений, таких как гипертиреоз. Лечение на сегодняшний день в основном направлено на поддержку: специальные диеты, богатые антиоксидантами, добавки с омега-3 жирными кислотами, а также когнитивная стимуляция через игры и распорядок. Иногда применяются препараты, улучшающие мозговое кровообращение, хотя они пока не получили широкого одобрения для ветеринарной практики. Профессор Даниэль Ганн-Мур подчеркивает, что кошачья деменция является "естественной моделью" болезни Альцгеймера. Это означает, что, изучая стареющих питомцев, ученые получают возможность разрабатывать более эффективные методы лечения, которые в будущем могут оказаться полезными и людям.

Другие интересные новости:

▪ Мысль управляет генами

▪ Секрет хорошего чувства ритма у музыкантов

▪ Фруктовые отходы в упаковке помогают следить за свежестью продуктов

▪ Автомобиль HiCar на основе Huawei HarmonyOS

▪ Звук управляет светом

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Важнейшие научные открытия. Подборка статей

▪ статья Приемы видеомонтажа. Искусство видео

▪ статья Кто такой гриф? Подробный ответ

▪ статья Автоматический телеграфный ключ. Радио - начинающим

▪ статья Практическое использование геотермальных вод. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Регулируемый стабилизатор напряжения, 1,2-30 вольт 1 ампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025