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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Игровой 4К-монитор ASUS ROG Swift PG32UQR 07.07.2022 В ассортименте ASUS появился монитор ROG Swift PG32UQR для игровых компьютеров. Новинка выполнена на матрице IPS с диагональю 32 дюйма и разрешением 3840 х 2160 пикселей, что соответствует формату 4К. Панель обладает частотой обновления 144 Гц (повышается до 155 Гц) и временем отклика MPRT в 1 мс. Говорится о наличии сертификата DisplayHDR 600: пиковая яркость достигает 600 кд/м2. Контрастность равна 1000:1, динамическая контрастность - 100 000 000:1. Углы обзора по горизонтали и вертикали - до 178 градусов. Заявлена поддержка HDR10. Охват цветовых пространств sRGB, Adobe RGB и DCI-P3 составляет соответственно 160 %, 99,5 % и 98 %. Количество воспроизводимых цветовых оттенков - 1,07 млрд. Упомянута система ELMB-Sync (Extreme Low Motion Blur Sync), которая объединяет в себе технологию уменьшения размытости картинки в движении (Extreme Low Motion Blur, ELMB) и адаптивную синхронизацию (Adaptive-sync). Говорится также о совместимости с NVIDIA G-Sync. Имеется набор фирменных средств ASUS GamePlus: он включает перекрестие прицела, таймер, секундомер, счетчик кадров и инструмент выравнивания картинки в многодисплейных конфигурациях. Тыльную часть корпуса украшает подсветка ASUS Aura Sync. Монитор наделен стереофоническими динамиками мощностью 5 Вт каждый, интерфейсом DisplayPort 1.4, двумя разъемами HDMI 2.1, концентратором USB 3.2 Gen 1 Type-A и стандартным аудиогнездом.

Другие интересные новости:

▪ Графеновые маски

▪ Солнечный контейнер для мусора

▪ Красный свет может улучшить зрение

▪ Вино с содержанием золота приятнее на вкус

▪ Музыкальный беспилотник против трудоголиков

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Опыты по физике. Подборка статей

▪ статья Дельтаплан. История изобретения и производства

▪ статья Как трава распространяет семена? Подробный ответ

▪ статья Пожарная безопасность. Справочник

▪ статья Свинцовая олифа. Простые рецепты и советы

▪ статья Электроустановки в пожароопасных зонах. Область применения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026