Синтезатор частот для портативной радиостанции. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Синтезаторы частоты

 Комментарии к статье

Устройство обеспечивает генерацию сетки частот в диапазоне 27150 - 27262,5 кГц при передаче и в диапазоне 27615 - 27727,5 кГц при приеме для 1 б каналов с шагом 12,5 кГц. Оно предназначено для встраивания в портативную радиостанцию УКВ-диапазона 27 МГц с питанием от источника тока напряжением 9 вольт. При разработке синтезатора частот учитывались требования простоты, минимального энергопотребления и доступности комплектующих элементов. Синтезатор построен на основе кольца фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), включающего в себя делитель с переменным коэффициентом деления (ДПКД), импульсный частотно-фазовый детектор (ИЧФД), фильтр нижних частот (ФНЧ) и генератор приемопередатчика. Кроме того, в состав синтезатора входят формирователь опорной частоты, диодный шифратор номера канала и стабилизатор напряжения +5В.

Принципиальная схема синтезатора

С генератора приемопередатчика на транзисторе VT2 через буферный усилитель VT3 сигнал поступает на ДПКД (микросхемы DD1, DD2, DD3, DD5, транзисторы VT4...VT6). Его коэффициент деления определяется формулой: К=К1хК4хК5+(КЗ-К4хК5)хК2, где К1, К2 - коэффициент деления счетчика DD1 при различных уровнях сигнала управления, поступающего на его вход предустановки от микросхемы DD3 (К1 = 13, К2 = 12); К3 - коэффициент деления счетчика DD5, который изменяется в зависимости от режима работы радиостанции ("Прием - Передача") подачей напряжения +9В на контакт "Uпит.прм." от соответствующего переключателя при приеме и его снятием при передаче (при приеме К3=1841, при передаче- 1810);К4 - коэффициент деления счетчика DD2 (К4-10); К5 - коэффициент деления счетчика DD3, который изменяется от выбора номера канала от 0 (Nк=1) до 9 (Nк=10), устанавливаемого переключателем SA1. Транзистор VT4 используется как преобразователь уровня сигнала, VT5, VT6 - инверторы.

Принятые в схеме конкретные значения коэффициентов деления обусловлены диапазоном вырабатываемых синтезатором частот, частотным сдвигом между двумя соседними каналами (12,5кГц) и между частотами, генерируемыми при приеме и передаче (465 кГц), а также частотой сравнения, с которой напряжение сигнала поступает с выхода ДПКД к ИЧФД (1,25 кГц). Например, если установлен Nк=5, то К5=4, и в режиме передачи Кпрд.=13х10х4+(1810-40)х12=21760. При частоте сравнения fср=1,25 кГц получаем частоту генерации 21760х1,25=27200 кГц. В режиме приема Кпрм.=13х10х4+(1841-40)х12=22132 и частота генерации 22132х1,25=27665 кГц. ДПКД работает следующим образом.

Очередной сигнал напряжением единичного уровня с выхода G микросхемы DD5 производит предустановку номера канала на входах счетчика DD3. При этом сигналы с выхода Р микросхемы DD3 и коллектора транзистора VT6 устанавливают коэффициент деления счетика DD1 К1-13 и разрешают счет счетчику DD 2. После отсчета числа периодов Т=Тген.х13, поступающих с выхода DD1, равного Nкх10, напряжение нулевого уровня с выхода Р DD3 и единичного (с коллектора VT6) устанавливают К1=12 и останавливают работу счетчика DD2 до появления очередного сигнала напряжением лог."1" на выходе G микросхемы DD5. формирователь сигнала опорной частоты состоит из задающего генератора на транзисторе VT7 и делителя частоты на микросхеме DD4. Частота задающего генератора стабилизирована кварцевым резонатором BQ1. На выходе G микросхемы DD4 вырабатывается сигнал с частотой 1,25 кГц. При принятой на схеме частоте резонатора 500 кГц коэффициент деления счетчика DD4 равен 400 (установлен перемычками на входах Сi). Возможно использование резонаторов с другими частотами от 125 кГц до 1,5 МГц, кратными частоте 125 кГц. Необходимый коэффициент деления устанавливается распайкой перемычек на входах DD4. Настройка опорного генератора на принятую частоту заключается в подборе конденсаторов С13, С14. В состав ИЧФД входят два D-триггера DD6, транзисторы VT8, VT9. На диодах VD18, VD 19 собрана схема лог."И" сигналов, поступающих с инверсных выходов триггеров DD6.1, DD6.2.

Схема устанавливает триггеры в единичное состояние. При совпадении, либо малой разности фаз сигналов, поступающих на входы С триггеров, транзисторы VT8, VT9 закрыты. При увеличении разности фаз, в зависимости от их соотношения, открывается либо транзистор VT8, либо транзистор УТ9"и происходит заряд или разряд конденсаторов ФНЧ, в состав которого входят C15, R33, C19, R35, C20. Проходя далее через двойной Т-образный мост (R29, R30, R34, С16...С18), подавляющий остаточный фон 1,25 кГц, напряжение сигнала поступает на варикапы VD3, VD4 генератора приемопередатчика, перестраивая его частоту так, чтобы на выходе ДПКД устанавливалась частота 1,25 кГц. Подбором резистора R1 устанавливается напряжение +5В на выходе стабилизатора, собранного на транзисторе VT1, диоде VD 1, стабилитроне VD2. Диод VD1 служит для термокомпенсации напряжения стабилизации. Шифратор номера канала собран на диодах VD6...VD17. На выходе шифратора устанавливается инверсный двоичный код. В режиме передачи напряжение питания +9В от переключателя "Прием-Передача", входящего в состав радиостанции, подается на микрофонный усилитель и усилитель мощности передатчика. Необходимо установить такой размах сигнала на выходе микрофонного усилителя, при котором девиация частоты генератора приемопередатчика не превышала бы 3 кГц. В режиме приема напряжение питания этим же переключателем подается к приемному тракту радиостанции.

Второй группой контактов переключателя антенное гнездо переключается от входа приемника к выходу усилителя мощности передатчика и наоборот. Синтезатор частот вместе с генератором приемопередатчика собран на одной двусторонней печатной плате размером 60х114 мм. В синтезаторе частот использованы резисторы типа МЛТ, С2-23, С2-33, электролитические конденсаторы типа К53-18, конденсаторы С7, С10 - типа КД26, остальные - КМ-56. Катушка индуктивности L1 намотана на пластмассовом каркасе диаметром 5 мм с сердечником 100 ВЧ проводом ПЭВ-2 0,5 мм. Число витков - 4с отводом от середины. Переключатель каналов SA1 - типа ПР2-10П1НВР.

Настройка синтезатора начинается со стабилизатора +5В. Затем устанавливается опорная частота 1,25 кГц на выходе G микросхемы DD4 путем настройки генератора на транзисторе VT7 и установки требуемого коэффициента деления счетчика DD4. Затем разрывается кольцо ФАПЧ - выход Т-моста отключается от генератора приемопередатчика. Также отключается и выход микрофонного усилителя. К генератору, в точку соединения варикапов VD3, VD4 подключается движок переменного резистора 10 - 20 кОм, один вывод которого соединяется с цепью +9В, а другой - с общим проводом. Изменяя напряжение на движке резистора в пределах 2 - 4 В и вращая сердечник катушки индуктивности L1, добиваются частоты генерации 27150 кГц. Далее, установив Nк=1 и режим "Передача", контролируют на выходе G счетчика DD5 напряжение сигнала с частотой 1,25 кГц. Затем, удалив переменный резистор и вновь замкнув кольцо ФАПЧ, контролируют в этом же режиме частоту генерации 27150 кГц. При необходимости подбирается номинал резистора R35. При изменении режима работы с передачи на прием должна устанавливаться частота генерации 27615 кГц. Далее, переключая номер канала до 10, контролируют частоту генерации в обоих режимах.

При переключении с канала на соседний канал частота генерации должна изменяться на 12,5 кГц. Наконец, подключив к генератору приемопередатчика выход микрофонного усилителя и установив режим "Передача", добиваются, чтобы девиация частоты генератора не превышала 3 кГц. Проще всего это сделать, прослушивая настраиваемую радиостанцию через какой-либо приемник и добиваясь неискаженного на слух приема. На этом настройка синтезатора заканчивается. Суммарный ток, потребляемый синтезатором и генератором приемопередатчика по питанию +9В, не превышает 8 - 10 мА.

При выборе диапазона частот учитывались требования практической достаточности 10 каналов и возможность работы на частоте, принятой для многих одноканальных радиостанций диапазона 27 МГц. При некотором усложнении схемы, добавив к микросхеме DD3 еще одну - типа К561ИЕ11, в качестве счетчика старших разрядов, и изменив схему шифратора номера канала с коэффициентом деления счетчика DD5 - можно увеличить число каналов до 256. Несложно изменить также и частотный интервал между смежными каналами, например, установить 10 кГц. Для этого необходимо установить опорную частоту 1 кГц, изменить коэффициент деления счетчика DD5 и перестроить Т-мост на частоту 1 кГц.

На основе этой схемы можно построить синтезаторы частот и для других частотных диапазонов. Думается, ее можно также использовать в качестве базовой при разработке промышленной однокристальной схемы синтезатора.

Автор: С.Шевченко, г.Симферополь; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Синтезаторы частоты.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Скоростная зарядная станция 300 кВт 31.05.2021 С увеличением количества электромобилей на дорогах вопрос их зарядки становится все более острым. Причем не только из-за того, что сессия заряда занимает сравнительно много времени, но и потому, что скоростным зарядкам требуется для работы мощная линия электропитания, доступная далеко не везде. В ответ на это немецкие специалисты разработали концепт новой скоростной зарядной станции Audi charging hub, которая решает сразу несколько проблем. В основе данного зарядного хаба лежат литий-ионные батареи, извлеченные из бывших в употреблении электромобилей. В итоге производитель дает таким блокам вторую жизнь и отодвигает сроки их переработки. Согласно расчетам разработчиков, в одном таком хабе можно собрать батареи суммарной емкостью до 2,45 МВтч. Батареи постоянно подзаряжаются от подведенной линии электропередач (используя в том числе дешевый ночной тариф) и солнечных панелей на крыше (экологически чистая энергия), в итоге, когда на "электрозаправку" приезжает электромобиль, хаб может выдать мощность до 300 кВт на шесть зарядных слотов. К примеру, для электромобиля Audi e-tron GT с максимальной скоростью заряда 270 кВт это обозначает, что процесс заряда от 5% до 80% емкости батареи займет всего 23 минуты. Ну, а при необходимости минимизировать время нахождения на заправке, всего пять минут заряда дадут дополнительные 100 км пробега. Чтобы водителю было чем себя занять, в Audi charging hub предусмотрена премиальная лаунж-зона с напитками, снэками и другими развлечениями. Для гарантии, что на станции будет свободный слот, будет поддерживаться резервирование места для зарядки через мобильное приложение. Кстати, зарядкой смогут воспользоваться и владельцы электромобилей других брендов, но только в том случае, если слоты не будут зарезервированы владельцами Audi. Заправки Audi charging hub построены по модульному принципу в виде готовых контейнеров, в итоге развернуть такую заправку в новом месте можно в кратчайшие сроки. В Audi собираются построить такой зарядный хаб в Германии уже во второй половине текущего года для тестовой эксплуатации. По итогам тестирования будут внесены изменения в конструкцию и принято решение по коммерческой реализации данного проекта.

Другие интересные новости:

▪ IGBT-модули с суммарной индуктивностью выводов 15 нГн

▪ Солнечная башня освещает Лас-Вегас

▪ Центры удовольствия помогают иммунитету

▪ Эффективность физических упражнений зависит от времени суток

▪ Видеокамеры SONY записывают DVD на лету

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Опыты по химии. Подборка статей

▪ статья Хвалу и клевету приемли равнодушно и не оспаривай глупца. Крылатое выражение

▪ статья Отчего погибают жертвы удавов? Подробный ответ

▪ статья Слесарь по ремонту и обслуживанию систем вентиляции и кондиционирования. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Установка Квадро-эффект. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Стабилизатор напряжения аккумуляторной батареи. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025