УКВ синтезатор частот. Схема, описание

Бесплатная техническая библиотека

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
Бесплатная библиотека / Схемы радиоэлектронных и электротехнических устройств

УКВ синтезатор частот. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная техническая библиотека

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Гражданская радиосвязь

Комментарии к статье

В последнее время в печати появилось не мало синтезаторов для аппаратуры диапазона 144 МГц. Предлагаемый в этой статье вариант синтезатора интересен тем, что в нем применена недорогая микросхема-синтезатор LM7001J, используемая в бытовых радиоприемных устройствах.

Синтезатор предназначен для работы в приемопередающих устройствах ЧМ с промежуточной частотой 10,7 МГц. Он обеспечивает формирование сигнала с частотой 133,3... 135,3 МГц в режиме приема и 144... 146 МГц в режиме передачи с шагом сетки частот 25 кГц. В нем предусмотрена возможность сканирования в режиме приема во всем диапазоне рабочих частот. Синтезатор имеет энергонезависимую память на три пользовательские частоты. В ней также "зашиты" 9 репитерных каналов (R0-R8). В режиме передачи в синтезаторе осуществляется частотная модуляция ВЧ сигнала. Питают синтезатор напряжением 8...15 В. Ток потребления - не более 50 мА. Уровень высокочастотного сигнала на его выходе при нагрузке 50 Ом составляет не менее 0,1 В.

Работа синтезатора

При подаче напряжения питания синтезатор сразу начинает работать на частоте, записанной в 1-й ячейке памяти. Пока напряжение питания ниже 4,2 В, на выводе 1 (RES) микроконтроллера DD1 будет уровень логического нуля, сформированный микросхемой-супервизором DA1, которая формирует сигнал сброса. По достижении данного значения уровень скачкообразно изменится на "1". Это исключает искажение информации ОЗУ, возникающее при плавном нарастании напряжения питания. На индикаторе HG1 отображается частота, на которой синтезатор будет работать в режиме передачи. Для перехода на частоту, записанную в одной из ячеек памяти, необходимо нажать на соответствующую кнопку "1"-"3" (S1 - S3). Каждое нажатие на кнопку "UP" или "DN" (S6 и S7) приводит к смещению рабочей частоты соответственно вверх или вниз на 25 кГц. При нажатии на кнопку "SCAN" (S5) включается режим сканирования во всем диапазоне рабочих частот. При появлении в канале несущей сканирование приостанавливается и возобновляется через несколько секунд после ее пропадания. Сигналом остановки сканирования служит уровень логического нуля, подаваемый на вывод "SCAN" синтезатора. Для выхода из режима сканирования достаточно нажать на одну из кнопок "UP", "DN", " SCAN".

При нажатии на кнопку "REP" (S4) синтезатор переходит в режим работы с репитерными каналами. Переход по каналам осуществляется кнопками "UP" и "DN". На индикаторе в этом случае отображается непосредственно номер канала (R0 - R8). Сканирование в репитерном режиме не предусмотрено. Выход из данного режима производится повторным нажатием на кнопку "REP".

Для записи частоты в ячейку памяти необходимо набрать на индикаторе значение частоты, нажать кнопку с номером ячейки и, не отпуская ее, нажать кнопку "REP". При выключении питания информация, записанная в ячейках памяти, сохраняется.

Принцип действия

Внутренняя структура микросхемы LM7001, согласно документации, позволяет построить синтезатор частоты на частоты 45... 130 МГц с шагом 25, 50 или 100 кГц. Однако несколько имеющихся у автора экземпляров этой микросхемы без проблем работали на частотах любительского диапазона 2 метра. Более подробно об этой микросхеме можно узнать из [3] или в Интернете на сайтах с технической информацией (например, на [4]).

Электрическая принципиальная схема синтезатора приведена на рис. 1.

(нажмите для увеличения)

Управление микросхемой синтезатора осуществляется с помощью микроконтроллера DD1 AT90S1200. Этот тип контроллера выбран автором как один из самых дешевых на рынке. Индикация частоты производится с помощью ЖКИ индикатора применяемого в импортных телефонах и АОНах. Микроконтроллер DD1 при нажатии клавиш обрабатывает команды, выдает данные в индикатор и управляет работой синтезатора DA2 по трехпроводной шине (выводы 6, 7, 8 DD1). Он тактируется от внутреннего генератора DA2, работающего на частоте 7,2 МГц. Для перевода синтезатора в режим передачи необходимо подать нулевой логический уровень на вывод "ТX" синтезатора.

Генератор управляющего напряжения (ГУН) собран на транзисторе VT3 по схеме "емкостной трехточки". В качестве элемента перестройки частоты используется варикап VD5. Катушка индуктивности ГУН состоит из двух частей. В режиме приема "работают" обе части катушки, при передаче - только одна (большая] часть. Открытые стоки трех ключей (BO1 - ВОЗ) на полевых транзисторах, входящих в состав микросхемы LM7001, подключены к ее выводам 7-9 Состояние этих ключей изменяется при изменении соответствующих битов управления. Микросхема программируется так, что во, время приема ключ ВO2 закрыт, а ВОЗ - открыт. При этом диод VD4 закрыт и катушка L1 полностью включена. При переходе в режим передачи ключ В02 открывается, ВОЗ - закрывается, открывается диод VD4 и емкость С7 заземляет по переменному току меньшую часть катушки. Буферный каскад сигнала ГУН собран на транзисторе VT4.

Составной каскад, собранный на транзисторах VT1 и VT2, выполняет роль инвертирующего усилителя сигнала ошибки ФАПЧ и активного фильтра.

В режиме передачи сигнал синтезатора модулируется по частоте речевым сигналом, подаваемым на вход "MOD" синтезатора. Уровень частотной девиации выходного сигнала зависит от амплитуды речевого. Амплитуда речевого сигнала должна быть такой, чтобы обеспечить девиацию выходного сигнала в необходимых пределах. Ее величину целесообразно подбирать уже в собранной радиостанции. Качество передаваемого сигнала можно оценить с помощью близкорасположенного контрольного приемника.

Напряжение питания индикатора HG1 (1,5 В) снимают с делителя R1VD1 - VD3. Для согласования уровней логических сигналов, подаваемых на индикатор, используют резистивные делители R2 - R5.

Конструкция и детали

Вся конструкция собрана на одной печатной плате размерами 148x50 мм, выполненной из одностороннего текстолита (рис. 2).

УКВ синтезатор частот

Чертеж ее трассировки приведен на рис. 3, а расположение элементов - на рис. 4

УКВ синтезатор частот

В конструкции использованы постоянные конденсаторы типа К10-17 или КМ. Подстроечный конденсатор C3 - типа КТ4-23. Электролитические конденсаторы С14 и С15 - типа К50-35. Постоянные резисторы - типа С2-23, С1-4. Для перестройки ГУН автор применил имеющиеся у него в наличии варикапы КВ134АТ-9. Вместо них с успехом можно применить любые высокочастотные низковольтные варикапы с начальной емкостью 18-22 пф. Микросхему-супервизор DA1 можно заменить импортным аналогом PST529D. В качестве индикатора использован десятиразрядный ЖК модуль с контроллером НТ1611 фирмы Holtek. Катушка индуктивности L1 имеет 0,5 и 2,5 витка (считая от "холодного" конца) проводом 0,45 мм на оправке 4 мм. Дроссель L2 намотан на резисторе R24 и содержит 15 витков провода диаметром 0,15 мм.

Настройка

После сборки синтезатора необходимо отпаять верхний (по схеме) вывод резистора R17 и подать на него напряжение +2,5 В от внешнего источника. Включив синтезатор, его переводят в режим передачи и на выходе "OUT" с помощью частотомера замеряют частоту ГУН. Сдвигая и раздвигая витки большей части катушки индуктивности L1, добиваются того, чтобы частота генерируемого сигнала была как можно ближе к значению 145,5 МГц. После этого синтезатор переключают в режим приема и снова контролируют значение частоты. Изменением формы меньшей части катушки устанавливают частоту, генерируемую ГУН, близкой к 134,8 МГц. По окончании подстройки частоты ГУН витки катушки фиксируют парафином или воском, вывод резистора R17 запаивают в плату. Далее к выходу синтезатора подключают частотомер. Подстройкой C3 добиваются того, чтобы частота генерируемого сигнала на любом канале отличалась от требуемой не более чем на несколько сотен герц. Заключительный этап - проверка работы синтезатора во всех режимах. Управляющее напряжение на варикапе в рабочем диапазоне частот должно быть в пределах 1,5...4,5 В.

Программирование микроконтроллера

Для программирования AT90S1200 автор воспользовался программатором РопуРгод2000, разработанным Клаудио Ланконелли. Последние релизы программного обеспечения, схемы программаторов для различных типов микроконтроллеров и подробную инструкцию по использованию можно найти в [5], также полезную информацию о использовании программатора можно почерпнуть из [1]. Программатор содержит базовый блок, подключаемый к СОМ или LPT порту компьютера, и сменные адаптеры для каждого семейства микроконтроллеров.

Однако если предполагается программировать только определенный тип микросхем, например, AT90S1200 и AT90S2313, то можно воспользоваться упрощенным адаптером для СОМ-порта (рис. 5).

УКВ синтезатор частот

Данные для программирования микроконтроллера и ОЗУ

Использование синтезатора

При эксплуатации синтезатора для уменьшения паразитных наводок, снижающих качество сигнала, его необходимо помещать в экранированный отсек. Конструкция, предложенная автором (расположение микроконтроллера, микросхемы синтезатора и ГУН на одной плате), не всегда оказывается удобной. По необходимости можно микросхему синтезатора и ГУН расположить на отдельной плате, также применить другую схему ГУН. Изменять программу прошивки микроконтроллера при этом не нужно.

Литература

Долгий А. Разработка и отладка устройств на МК. - Радио, 2001, № 6, с 24-26; 2001, № 7. с. 19-21.
Матанцев А. Контроллер и синтезатор. - Радио, 2001, № 3, с. 62, 63.
Справочный листок. - Радио, 2003, № 4, с. 49, 50.
Сайт <promelec.ru> в разделе "описания".
Сайт <lancos.com>.

Автор: А.Темерев (UR5VUL), г.Светловодск, Украина

Смотрите другие статьи раздела Гражданская радиосвязь.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива

Губчатая система пассивного охлаждения от SilentPower 11.08.2014

Спрос на тихие персональные компьютеры есть всегда, ведь мало кому хочется "наслаждаться" жужжанием многочисленных вентиляторов. Энтузиастов экстремального разгона можно вынести за скобки; подавляющее большинство обычных пользователей предпочли бы полностью бесшумную систему. Таких решений на рынке немало, однако большинство из них не отличается высокой производительностью. Небольшая немецкая команда разработчиков SilentPower решила совместить мощность и тишину, использовав в качестве основного теплорассеивающего элемента медную "губку". И действительно, их проект под названием SilentPower PC напоминает огромную кухонную губку для мытья посуды.

Дизайн крайне оригинальный, нечего и говорить. Да и поверхность теплоотдачи у такого необычного радиатора должна быть огромной. Его медная подошва напрямую контактирует с CPU и GPU. Теоретически, эффективность такой конструкции высока, однако на практике возникает два вопроса. Во-первых, размер пор у необычного губчатого радиатора достаточно невелик, что ставит под сомнение эффективность естественной воздушной конвекции, особенно, если система будет установлена в мебельной нише. Во-вторых, такой радиатор практически невозможно будет очистить от пыли без применения воздушного компрессора.

Конечно, слова о 500-кратном превосходстве губчатого радиатора над традиционными системами воздушного охлаждения звучат слишком громко, но разработчики уверены в своем детище и заявляют, что поверхность SilentPower PC не будет нагреваться свыше 50 градусов Цельсия в нормальных условиях. Действительно, вряд ли кому-нибудь понравится компьютер, о который можно обжечься, словно о горячий утюг.

Аппаратная конфигурация SilentPower PC выглядит неплохо и включает в себя процессор Intel Core i7-4785T, работающий на частоте 2,2 ГГц, восемь или шестнадцать гигабайт оперативной памяти и графический адаптер NVIDIA GeForce GTX 760. Как видите, до хардкорных игровых станций SilentPower PC далеко, но все же она должна справляться с большинством современных игр в разрешении 1920?1080 при достаточно высоких настройках качества графики.

SilentPower PC не займет много места в доме, поскольку ее габариты составляют всего 16 сантиметров в ширину, 10 в глубину и 7 в высоту. Вес без учета внешнего блока питания равен всего полутора килограммам. Из прочих интересных особенностей стоит отметить наличие датчика движения, пробуждающего систему ото сна при приближении пользователя.

Другие интересные новости:

▪ Обнаружен новый вид черных дыр

▪ Угроза древнему городу инков

▪ Планшет Asus ZenPad 3 8.0 с дисплеем разрешением 2K

▪ Смартфон Fujitsu Arrows A 202F

▪ Часы управляют телевизором

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Палиндромы. Подборка статей

▪ статья На ладан дышит. Крылатое выражение

▪ статья Как птицы узнают о времени перелета? Подробный ответ

▪ статья Монтажник. Типовая инструкция по охране труда