Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Гражданская радиосвязь

 Комментарии к статье

Этот генератор предназначен для формирования сигналов двух переключаемых стабильных частот. В частности, он может быть использован в составе синтезаторов для индивидуального радиовещания при формировании как средневолновой вещательной сетки с шагом 9 кГц, так и коротковолновой с шагом 5 кГц. Но этим область его применения не ограничивается. Возможность использовать интегральные генераторы и кварцевые резонаторы на различные частоты совместно с широкими пределами изменения коэффициентов деления позволяет использовать эту конструкцию в других устройствах.

Относительная стабильность частоты генератора 0,5·10^{-6 о}С^-1 в интервале температуры от -10 до +60 ^оС обеспечивается термокомпенсированным кварцевым генератором ГК321-ТК-К-9М-5В [1]. Предусмотрена возможность заменить его обычным кварцевым генератором на логических элементах. Однако стабильность частоты в этом случае будет хуже.

В генераторе имеется делитель частоты с переменным коэффициентом деления, задаваемым двумя переключаемыми наборами перемычек, соответствующими двум значениям выходной может быть выбран любым четным в интервале от 2 до 512, второй - любым, кратным 4, в интервале от 4 до 1024. Коэффициент деления (выходную частоту) выбирают переключателем на два положения.

Схема генератора изображена на рис.1. Интегральный термокомпенсированный кварцевый генератор G1 (ГК321-ТК-К-9М-5В) включен по схеме, рекомендованной предприятием-изго-товителем. Дополнительно в цепи его питания установлен развязывающий фильтр из дросселя L1 и конденсаторов C1 и C5. Если перемычка S1 установлена в положение 2-3, сигнал генератора поступает на буферный усилитель на логическом элементе 3И-НЕ DD1.3, включенном инвертором.

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Альтернативный кварцевый генератор выполнен на логических элементах DD1.1 и DD1.2 по схеме несимметричного мультивибратора с кварцевым резонатором в цепи обратной связи. Во втором плече мультивибратора установлен простейший ФНЧ R4C7 с частотой среза, равной удвоенной частоте кварцевого резонатора, который предотвращает возбуждение этого резонатора на гармониках основной частоты. При использовании кварцевых резонаторов на другие частоты емкость конденсатора фильтра C7 должна быть изменена в обратной пропорции. Например, для кварцевого резонатора на частоту 4,5 МГц необходим конденсатор емкостью 30 пФ.

Программируемый делитель частоты выполнен на двух микросхемах параллельных синхронных двоичных счетчиков 533ИЕ10 (DD4, DD5) и двух триггерах микросхемы 533TM2 (DD3). По переполнению счетчика DD5 на его выходе переноса CO устанавливается высокий логический уровень, который приходит на вход (выв. 13) элемента DD2.1. Сигнал с выхода старшего разряда счетчика DD4 (выв. 11), поступающий на входы (выв. 1 и 2) элемента DD2.1, предотвращает десинхронизацию (накопление задержки) спадающего перепада импульса переноса, что улучшает стабильность временного положения нарастающих перепадов импульсов на выходе этого элемента и, как следствие, снижает фазовый шум выходного сигнала генератора.

Импульс с выхода элемента DD2.1 поступает на входы параллельной загрузки L счетчиков DD4 и DD5 и разрешает запись в них кодов, заранее установленных наборами перемычек S2 и S3. По очередному тактовому импульсу происходит загрузка кодов в счетчик, дальнейший счет начинается с загруженного числа.

К примеру, если на все входы D счетчика поданы лог. 1 (высокий уровень), то в него будет записано число 255 и досчитать до переполнения ему останется лишь единицу. В этом случае коэффициент деления получится равным 256 - 255 = 1. Логические уровни на контактах 1-4 групп перемычек S2 и S3 при различных положениях переключателя SA1 приведены в табл. 1. Устанавливая перемычки между этими контактами и контактами 5-8, можно получить комбинации уровней на входах 1, 2, 4, 8 микросхем DD4 и DD5, соответствующие любым числам X от 0 до 255. Коэффициент деления получится равным N = 256 - X.

Таблица 1

На выходе делителя частоты на счетчиках DD4 и DD5 имеется дополнительный двухразрядный двоичный счетчик на D-триггерах DD3.1 и DD3.2, который увеличивает общий коэффициент деления в два или четыре раза. Если переключатель SA1 находится в положении F₁ логический уровень на входах (выв. 10, 11) элемента DD2.3 низкий и сигнал с выхода триггера DD3.2 на выход F₂ не проходит. В то же время уровень на входах (выв. 3, 4) элемента DD2.2 высокий, поэтому на выход F₁ проходят импульсы со скважностью 2 с выхода триггера DD3.1. Они следуют с частотой F₁ = F_кв/((256 - X₁) - 2), где F_KB - частота кварцевого генератора; Х₁ - число, установленное на входах D счетчиков при переключателе SA1 в положении F₁.

При переводе переключателя SA1 в положение F₂ импульсы на выходе элемента DD2.2 прекратятся, а на выходе элемента DD2.3 появятся и будут следовать с частотой F₂ = F_кв/((256-X₂) · 4), где Х₂ - число на входах D счетчиков при положении F₂ переключателя. На выходе F₃ независимо от положения переключателя присутствуют короткие (длительностью в один период колебаний тактового генератора) импульсы. Частота их следования меньше частоты кварцевого генератора в число раз, равное установленному в данный момент коэффициенту деления частоты счетчиком на микросхемах DD4 и DD5.

Допустим, предполагается использовать описываемый генератор в качестве источника образцовой частоты 45 кГц для синтезатора, описанного в [2]. В этом случае частоту кварцевого генератора 9000 кГц нужно поделить в 9000/45 = 200 раз. С учетом деления на четыре триггерами микросхемы DD3 получим, что коэффициент деления частоты счетчиком на микросхемах DD4 и DD5 должен быть равен 200/4 = 50. Значит, при каждом переполнении необходимо записывать в его микросхемы число 256 - 50 = 206₁₀ = 1101110₂. Для этого необходимо установить перемычки в соответствии с табл. 2. Так как переключать коэффициент деления в данном случае не требуется, для установки перемычек не использованы контакты 2 и 3, логические уровни на которых зависят от положения переключателя SA1. Переключаться будут лишь выходы генератора, причем частота импульсов на выходе F₁ будет равна 90 кГц, а на выходе F₂ - 45 кГц.

Таблица 2

Если необходимо запрограммировать генератор на получение двух значений частоты, например, 10 и 36 кГц (это может потребоваться для создания синтезатора частоты с шагом сетки 5 и 9 кГц), то более низкую частоту целесообразно формировать на выходе F₂, имеющем дополнительный делитель на четыре, а более высокую - на выходе F₁ с делителем на два.

Для F₁ = 36 кГц общий коэффициент деления 9000/36 = 250, а без дополнительного деления на два - 250/2 = 125. Число, которое следует записывать в счетчик при переполнении, - 256 - 125 = 131₁₀ = 10000011₂. Для F₂ = 10 кГц общий коэффициент деления 9000/10=900, а без дополнительного деления на четыре - 900/4 = 225. Число, которое следует записывать в счетчик при переполнении, - 256 - 225 = 31₁₀ = 00011111₂. Положения, в которые в рассматриваемом случае нужно установить перемычки наборов S2 и S3, показаны в табл.3. Именно в этих положениях они изображены и выделены цветом на схеме рис. 1.

Таблица 3

Если применен кварцевый генератор на другую частоту (она может достигать 20 МГц) или необходимо получить на выходах иные значения частоты, то расчеты, аналогичные приведенным выше, придется произвести самостоятельно и установить перемычки в соответствии с их результатами. При необходимости получить более двух значений выходной частоты и оперативно переключать их можно, применив вместо наборов перемычек два кодовых переключателя на 16 положений каждый.

Все детали генератора смонтированы на двусторонней печатной плате (рис. 2) размерами 90x35 мм из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, изготовленной по технологии с металлизированными отверстиями. Если металлизировать их не представляется возможным, то придется выводы деталей пропаивать с обеих сторон, а в переходные отверстия впаивать отрезки луженого провода.

Рис. 2

Расположение деталей на плате показано на рис. 3. При использовании термокомпенсированного кварцевого генератора G1 элементы ZQ1, С7, С8, С11, R2 и R4 на нее не монтируют. Кроме того, необходимо установить две дополнительные перемычки: одну - между контактными площадками, предназначенными для конденсатора C7, а другую - между левыми по рис. 3 контактными площадками для резисторов R2 и R4, Перемычку S1 устанавливают в положение 2-3.

Рис. 3

Если будет использоваться генератор на кварцевом резонаторе ZQ1 и логических элементах DD1.1 и DD1.2, то на плату не монтируют генератор G1, дроссель L1, конденсатор С5 и резисторы R1 и R3, а перемычку S1 устанавливают в положение 1-2. Для выводов кварцевого резонатора предусмотрены две пары контактных площадок, которые используют в зависимости от его размеров. Сам резонатор крепят на плате петлей из луженого провода диаметром 0,6...0,7 мм, на который надета тонкая трубка из кембрика, полихлорвинила или фторопласта. Петлю натягивают и впаивают ее концы в имеющиеся на плате отверстия. Под кварцевый резонатор в металлическом корпусе необходимо подложить изолирующую прокладку из стеклотекстолита или толстого картона. Кварцевый резонатор в стеклянном баллоне следует перед установкой обмотать тремя-четырьмя слоями лакоткани.

Плата рассчитана на установку резисторов МЛТ или C2-23. Конденсаторы (за исключением C10) - К10-17-1б. Оксидный конденсатор C10 - К53-18 с аксиальными выводами, который можно заменить на К50-35 с выводами в одну сторону или аналогичный импортный. Для минусового вывода конденсатора с таким расположением выводов на плате имеется дополнительное отверстие. Диод 2Д212Б можно заменить любым кремниевым с допустимым прямым током не менее 500 мА. Вместо интегрального стабилизатора КР142ЕН5А подойдет импортный 7805. Дроссель L1 - ДМ-0,1. Выводы цифровых микросхем перед их установкой на плату необходимо отформовать согласно рис. 4 с помощью пинцета, тонких длинногубцев или специального приспособления.

Рис. 4

В случае использования интегрального кварцевого генератора необходимо точно подобрать значение корректирующего сопротивления, образованного последовательным соединением резисторов R1 и R3. Оно должно соответствовать значению, указанному в паспорте конкретного экземпляра генератора. Точную установку частоты производят по частотомеру путем подборки этих резисторов при температуре 20 ^оС.

Если используются кварцевый резонатор и генератор на логических элементах, точную частоту генерации устанавливают подборкой конденсаторов C8 и C11. Подстроечные резисторы и конденсаторы специально не применяются, что исключает влияние на частоту нестабильности их подвижных контактов и повышает надежность работы генератора.

Предлагаемая универсальная конструкция открывает возможность собрать и отладить синтезатор (для которого предназначен описанный генератор) с любым имеющимся кварцевым резонатором, после чего заказать высокостабильный интегральный генератор на точную частоту и установить его на той же плате.

Литература

1. Термокомпенсированные кварцевые генераторы ГК321-ТК-К - URL: bmg-quartz.ru/gk321_tk_k.html.
2. Комаров С. Средневолновый радиовещательный синтезатор частоты. - Радио, 2012, № 9, с. 19-23; № 10, с. 21-23.

Автор: С. Комаров

Смотрите другие статьи раздела Гражданская радиосвязь.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Микроволновый микрочип 18.11.2025 Исследователи из Корнелльского университета представили первый в мире микрочип, работающий на микроволновых сигналах вместо традиционных цифровых схем, открывая новую эру сверхбыстрых вычислений. Главной особенностью нового процессора является интеграция полноценной микроволновой нейросети на одном кристалле. В отличие от обычных центральных процессоров, чип способен обрабатывать данные в аналоговом микроволновом диапазоне, что значительно ускоряет вычисления и сокращает количество промежуточных этапов обработки сигнала. "Поскольку он способен мгновенно программно искажать сигнал в широком диапазоне частот, его можно использовать для решения различных вычислительных задач", - поясняет ведущий автор исследования, научный сотрудник Корнелла Бал Говинд. Принцип работы микрочипа основан на аналоговых микроволновых волнах и искусственном интеллекте. Чип формирует гребневидный спектральный узор, где регулярно расположенные линии служат своеобразной линейкой для точного измерения частот. Эти спектральные "гребенки" позволяют мгновенно выявлять закономерности в данных, что обеспечивает высокую скорость и точность вычислений. Микросхема построена с использованием интегральной системы MNN (Microwave Neural Network), которая обрабатывает отдельные спектральные компоненты сигнала, собирая характеристики входных данных в широкой полосе пропускания. Благодаря этому чип способен выполнять как простые логические операции, так и сложные вычисления, включая распознавание двоичных последовательностей и анализ высокоскоростных потоков данных с точностью 88%. Для повышения производительности используется вероятностный подход, который позволяет обрабатывать данные с частотой не менее 20 млрд операций в секунду, что в несколько раз превышает возможности обычных пользовательских процессоров, работающих на частоте 2,5-4 ГГц. При этом нет необходимости увеличивать количество схем или затрачивать дополнительную электроэнергию на исправление ошибок. Внутренняя структура чипа задействует взаимосвязанные электромагнитные узлы и настраиваемые волноводы, что позволяет нейросети адаптироваться к поступающей информации и выявлять сложные закономерности в данных. Такой подход обеспечивает высокую эффективность вычислений даже в условиях нестабильных или шумных сигналов. Особое внимание исследователей привлекла энергоэффективность микросхемы. Чип потребляет менее 0,2 Вт, что почти в 300 раз меньше типичных современных процессоров, требующих не менее 65 Вт. Это делает устройство идеальным для интеграции в персональные и носимые устройства, а также открывает возможности для встраивания в компактные высокоскоростные системы.

Другие интересные новости:

▪ Частые селфи говорят о проблемах в интимной жизни

▪ Тонкие бюджетные источники питания на DIN-рейку от Mean Well

▪ Умные лампы помогут отыскать товар в магазине

▪ Интернет врача не заменит

▪ 3,5-дюймовые SATA-накопители повышенной емкости от Toshiba

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Искусство аудио. Подборка статей

▪ статья Ги де Мопассан. Знаменитые афоризмы

▪ статья Что обусловило способность кузнечиковых хомячков охотиться на ядовитых скорпионов? Подробный ответ

▪ статья Оценщик интеллектуальной собственности. Должностная инструкция

▪ статья Радиаторы из фольги. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Ступенчатое включение мощной нагрузки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026