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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Полнокадровая беззеркальная камера Sony A7R IV 27.07.2019 Компания Sony подготовила к выпуску новую полнокадровую беззеркальную камеру Sony A7R IV. Новинка способна обеспечить качество съемки, сопоставимое со среднеформатными камерами. Это обеспечивается благодаря использованию нового 61-мегапикслеьного сенсора (в модели A7R III использовался сенсор с разрешением 42,4 Мп). Новый сенсор обеспечивает невероятный уровень детализации даже при масштабировании изображения. Для этого устройства заявлен динамический диапазон в 15 ступеней экспозиции. Камера содержит встроенную 5-осевую систему стабилизации изображения, электронный OLED видоискатель с разрешением 5,76 млн пикселей и систему автоматической фокусировки на базе 567 точек фазового определения фокуса. При этом автофокус может отслеживать глаза людей и животных. Среди прочих улучшений упоминается переработанная система записи звука, обновленный держатель и улучшенная защита от пыли и влаги. Камера Sony A7R IV может вести серийную съемку фотографий со скоростью 10 кадров в секунду как с непрерывным автофокусом так и с автофокусом для каждого снимка. Также поддерживается запись видео в разрешении 4K с кривыми S-Log 2/3 и HDR. Также впервые для камер Sony реализована автофокусировка по глазам в реальном времени при записи видео. Для хранения отснятого материала предусмотрены два слота для карт памяти UHS-II SD . Также есть возможность использования беспроводного соединения. Новая камера Sony A7R IV поступит в продажу в сентябре по цене $3500.

Другие интересные новости:

▪ Голографический дисплей для мобильных устройств

▪ Флэш-накопитель Apacer AH650 с емкостным дактилоскопическим датчиком

▪ Чип Snapdragon 820 для скорости 600 Мбит/с

▪ Лазерную космическую связь проверят с Луны

▪ Разговорчивые автомобили

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Личный транспорт: наземный, водный, воздушный. Подборка статей

▪ статья Последний из могикан. Крылатое выражение

▪ статья Что такое небесный свод? Подробный ответ

▪ статья Операционная медицинская сестра. Должностная инструкция

▪ статья Индикатор напряжения аккумулятора на микросхеме К1003ПП1. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электронный предохранитель с цифровым индикатором. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026