Электрические схемы бесплатно. Синтезатор частоты УКВ радиостанции

 






Синтезатор частоты УКВ радиостанции

Категория: Цифровая техника

Цифровая техника РАСЧЕТ СИНТЕЗАТОРА НА ОСНОВЕ ФАПЧ С ДПКД С.ГУРОВ, 195248, Санкт-Петербург, ул.Пороховская, 54/1 - 72.
Целью статьи является показать на примере микросхемы синтезатора (КР1015ХК2,3) расчет коэффициентов деления и частотных соотношений синтезатора частоты на основе ФАПЧ с ДПКД как наиболее простого и доступного основной массе радиолюбителей.
В статье не предлагается схема синтезатора частоты, а дается только расчет коэффициентов деления и соотношений частот. Приведенная универсальная схема менеджмента синтезатором предназначена для микросхем синтезаторов с последовательным вводом данных (КР1015ХК2,3 и т.п. [8]). Микросхемы синтезаторов других типов имеют более удобный интерфейс и практически не требуют дополнительной "обвески" (микросхема NJ8820 [2, 3]). Поэтому приведена только блок-схема синтезатора, и то не вся ее часть. Причем основная ее часть (кроме ВД и ФНЧ) обычно содержится в микросхемах синтезаторов частот (например КР1015ХК2,3; NJ8820 и т.п. [8]).

РАСЧЕТ СИНТЕЗАТОРА НА ОСНОВЕ ФАПЧ С ДПКД
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ


Структурная схема синтезатора [1] показана на рис.1, на котором приняты следующие обозначения:
ВД - внешний делитель;
ДПКД -делитель с переменным коэффициентом деления;
ПС - поглощающий счетчик;
ФД - фазовый дискриминатор;
ОД - опорный делитель;
ФНЧ - фильтр невысоких частот;
ГУН - генератор, управляемый напряжением.
Код менеджмента синтезатором показан на рис.2.


РАСЧЕТ СИНТЕЗАТОРА НА ОСНОВЕ ФАПЧ С ДПКД
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ


Основные соотношения частот синтезатора:
- dF - минимальный шаг сетки частот;
-dF=N*Fo,
где N - целое число, на которое изменяется коэффициент деления ВД;
- Fo - опорная частота ФД;
- FBX - синтезируемая частота
Fвх=Fо*К*Кдпкд+Fo*N*Кпс,
где К - коэффициент деления ВД (Квд).
Расчет коэффициентов деления Коэффициент деления ДПКД Кдпкд=Fвх/(Fо*К), т.е. целое число без остатка.
Коэффициент деления ПС Кпс=(Fвх/(Fо*К)-Кдпкд)/(N*Fo), т.е. остаток, от деления при вычислении Кдпкд, деленный на минимальный шаг сетки частот.
Коэффициент деления ОД Код=Fкв/Fо, т.е. частота опорного кварца, деленная на опорную частоту ФД.
Некоторые типы синтезаторов имеют фиксированные коэффициенты деления ОД (КР1015ХКЗ имеет Код=1024; 2560; 5120).
Пример расчета синтезатора
1. Исходные данные:
- синтезатор - микросхема КР1015ХКЗ (Кдпкд <4095, Код 5120, 2560,1024; Fmax<10 МГц).
- внешний делитель К1507ИЕ1 (Квд 10/11,20/22,40/44);
- Fвх= 135000 кГц;
- dF=25кГц.
2. Исходя из Fвх и Fmax выбираем Кдел 20/22, т.е. Квд=20, N=2.
Далее вычисляем Fo, как dF/N=25/2= 12,5 кГц.
Возьмем Код=1024, тогда Fкв=12,5*1024=12800 кГц.
Если взять Кдел 40/44, получим Fo=6,25 кГц и при Код=1024 Fкв=6,25*1024=6400 кГц.
Теперь определим dFдпкд (шаг частоты на единицу кода ДПКД) как FоКвд=б,25*40=250.
Далее можно рассчитать код ДПКД и код ПС:
Код ДПКД=Fвх/(dFдпкд= =135000/250=540. Т.к. остаток равен нулю, код ПС=0.
Для частоты 135050 кГц остаток = 50 и, следовательно, код ПС=50/25=2.
3. При расчете надобно учитывать следующие ограничения:
- минимальный и максимальный коды ДПКД (определяются выбранным типом синтезатора);
- максимальный код ПС должен быть >Квд;
- максимальные частоты по входам сигнала и опорного генератора.
Универсальная схема менеджмента синтезатором
Данный вариант схемы рассчитан на диапазон УКВ ЧМ 145 МГц, 80 основных и 80 дополнительных каналов.
Схема состоит из двух основных (самостоятельных) узлов:
- схема формирования и ввода кода синтезатора;
- схема формирования номера канала и индикации.
Схема формирования и ввода кода (рис.3) рассчитана на синтезатор типа КР1015ХК3 или любой прочий с вводом кода в последовательном виде (до 32-х разрядов). Приведенный вариант рассчитан на двадцатиразрядный код Для изменения разрядности кода надобно изменить К пересчета счетчика D2. Коды частот, вводимых в синтезатор, записываются в ПЗУ. Как составить прошивку ПЗУ - описано ниже.


РАСЧЕТ СИНТЕЗАТОРА НА ОСНОВЕ ФАПЧ С ДПКД
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ


Схема включает в себя следующие узлы:
- генератор и счетчик-делитель на 20 (D1.1,D1.2,D2,VD1,VD2);
- схему запуска и привязки (D3, D1.5);
- схему формирования кода и сигналов записи синтезатора (D5, D6, D1.3, D1.4,D4,VT1).
Запуск схемы осуществляется импульсом START. Схема привязки формирует импульс разрешения счета D2 и включения питания D5, привязанный к переднему фронту импульсов генератора D1, D2. После отсчета 20 импульсов схема запуска переходит в исходное состояние и питание снимается с D5. С выхода D6 выдаются данные, с выхода D4 выдаются синхроимпульсы ввода данных в синтезатор, с вывода 13 D3.2 выдается сигнал записи кода в ПДКД синтезатора (может иметь постоянно большой уровень).
Работа универсальной схемы менеджмента синтезатором
1. Устанавливается код выбранного канала (ТТЛ уровни на выводах 1-6,23, 22,19D5).
2. По сигналу START (положительный импульс) происходит установка в "1" триггера D3.1.
3. Положительному перепаду синхроимпульса, вырабатываемого генератором на D 1.1, D 1.2, устанавливается в "1" триггер D3.2. Сигналом низкого уровня с вывода 12 D3.2 разрешается работа счетчика (коэф. 20) на D2.1, D2.2, а сигналом высокого уровня с вывода 13 D3.2 разрешается выдача синхроимпульсов записи на синтезатор через D4 и подается питание на ПЗУ D5 с помощью D1.5 и VT1. Так же формируется сигнал высокого уровня на входе выбора синтезатора (ЗАПИСЬ).
4. Данные, вводимые в синтезатор, с помощью мультиплексора D6 преобразуются в последовательный код.
5. Синхроимпульсы записи данных формируются из импульсов генератора D1.1, D1.2 элементами D1.3, D1.4, С2, С3, R4. Синхроимпульс генератора задерживается, а потом из его переднего фронта формируется короткий импульс. Таким образом синхроимпульс записи постоянно точно попадает на соответствующий ему бит данных.
6. После того как счетчик отсчитает 20 импульсов, на выводах 11 D2.2 и 5 D2.1 появляются сигналы высокого уровня, что приводит к появлению сигнала- высокого уровня на выводах 4 D3.1 и 10 D3.2. Триггеры D3.1, D3.2 устанавливаются в исходное состояние. Таким образом счетчик прекращает счет, снимается питание с ПЗУ, прекращается подача синхроимпульсов записи на синтезатор, сигнал выбора синтезатора (ЗАПИСЬ) переходит в невысокий уровень и происходит занесение введенных данных в счетчики синтезатора.
7. После изменения кода надобно подать сигнал START, и новое роль кода вводится в синтезатор.
8. Схема построена на КМОП микросхемах, которые могут питаться от напряжения 3...15 В. ПЗУ имеет питание 5 В и поэтому резистор R6 надобно подобрать в зависимости от напряжения питания так, чтобы при подаче питания на ПЗУ оно не превышало 5...5,5 В.
9. Нужно также учесть, что синтезатор по управляющим входам обычно имеет ТТЛ уровни, поэтому может потребоваться включение схем фиксации уровня по сигналам, подаваемым на синтезатор. Схема фиксации уровня - включенный последовательно в цепь сигнала резистор (1...5 кОм) и диод, подключенный катодом к цепи питания синтезатора.
10. Приведенная схема наладки не требует. Частота генератора не критична, при указанных номиналах - приблизительно 100 кГц.
Схема формирования номера канала и индикации
Схема (рис.4) содержит двоично-десятичный счетчик номера канала (D5, D6), который используется для индикации номера канала (D7, D8, HL1, HL2) и адресации ПЗУ. Максимальный номер канала, который может быть реализован в данной схеме - 99 (на приведенной схеме максимальный номер канала - 80).


РАСЧЕТ СИНТЕЗАТОРА НА ОСНОВЕ ФАПЧ С ДПКД
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ

Рис.4. Схема формирования номера канала и индикации
При включении и переполнении счетчика схема устанавливается на 40-й канал (можно установить любой перепайкой входов SO...S3 счетчиков D5, D6).
Кнопками S1, S2 производится прирост или уменьшение номера канала. Кнопка S3 предназначена для модификации кода синтезатора, например для уменьшения частоты передачи на 600 кГц в репитерном режиме. На элементах D1.5, D1.6, D2.6, D4 выполнена схема установки счетчика. На элементах C8...C11,VD4...VD7,R14...R18 выполнена схема формирования сигнала START для схемы ввода кода синтезатора. Как видно из схемы, сигнал START формируется в следующих случаях:
- изменение номера канала (по кнопкам S1,S2);
- модификация кода (по нажатию и отпусканию кнопки S3);
- при включении питания (элементы D1.5.D1.6).
Схема формирования сигнала START На рис.5 приведен вариант схемы формирования сигнала START, который удобно применять при использовании вместо электронной схемы формирования номера канала кодирующих переключателей типа ПП8-1 или подобных. Эта схема является, по сути, схемой привязки фазы импульса записи кода в ДПКД к фазе опорной частоты синтезатора, что исключает появление импульсов рассогласования на выходе фазового дискриминатора синтезатора при записи постоянного кода в ДПКД.


РАСЧЕТ СИНТЕЗАТОРА НА ОСНОВЕ ФАПЧ С ДПКД
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ


Работа схемы формирования сигнала START (рис. 5)
Из положительного перепада импульса генератора формируется короткий положительный импульс START, который подается на схему менеджмента синтезатором. Из отрицательного перепада импульса генератора формируется импульс установки в " 1" триггера. Положительным перепадом сигнала опорной частоты синтезатора (вывод 14 КР1015ХКЗ) триггер сбрасывается в "О". Сигналом (отрицательный перепад) с выхода триггера происходит занесение введенной в синтезатор информации в его счетчики. Таким образом происходит временная привязка записи информации к опорной частоте синтезатора, исключаются появление импульсов рассогласования на выходе фазового детектора синтезатора и выбег частоты в кольце ФАПЧ.
Частота генератора должна выбираться исходя из скорости реакции схемы на смену канала (1...10 Гц).
Нужно учесть, что сигнал, поступающий с синтезатора, имеет большой уровень - приблизительно 5 В. Поэтому схема работает при напряжении питания не более 9 В. В противном случае по выходу надобно поставить схему фиксации уровня. Схема не критична к номиналам элементов и не требует настройки.
Радиолюбитель 8/96






Похожие схемы:

СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТЫ
СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТЫ
Цифровая техника Синтезатор частоты для радиостанции на 27 МГц Синтезатор частот предназначен для работы в радиостанциях с первой ПЧ 10, 7 МГц. Вырабатывает 8 частот на передачу и 8 но прием с разносом 10, 7 МГц. Шаг сетки 12, 5 кГц. Номер канала набирается в двоичном коде на входах менеджмента "1", "2. "4"; Uпит - 9 В; Iпот - 13 мА. Переход с приема на передачу осуществляется сигналом А. Задающие генераторы приема и передачи выполнены Ha VTl и VT2 по схеме емкостной трехточки (рис. 1).


СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТЫ ДЛЯ ПОРТАТИВНОЙ РАДИОСТАНЦИИ
СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТЫ ДЛЯ ПОРТАТИВНОЙ РАДИОСТАНЦИИ
Цифровая техника СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТЫ ДЛЯ ПОРТАТИВНОЙ РАДИОСТАНЦИИ Публикация в "РЛ" N 8/91 схемы и описания "Портативной радиостанции личного пользования" вызвала большой читательский интерес. Анализируя поступающую почту, я пришел к выводу, что основным препятствием при повторении этой конструкции является покупку кварцевых резонаторов с разносом частот в 465 кГц. Другим недостатком является одноканальность радиостанции. Поэтому для ее усовершенствования был разработан синтезатор частоты, в котором


Две схемы простых генераторов качающейся частоты
Две схемы простых генераторов качающейся частоты
Измерительная техника Две схемы простых генераторов качающейся частоты Генераторы качающейся частоты нашли широкое применение при настройке амплитудно- частотной характеристики усилителей и различных фильтров. Ниже приведены две простых схемы, позволяющие производить измерения в довольно широком диапазоне частот. Схема, приведенная на рис.1 обеспечивает при указанных номиналах частоту "качания" от 4 до 20 МГц. Диапазон частот зависит от номиналов C1,C3,R1,R2,R4. В качестве R2 применен


Генератор музыкальной фразы на интегральных таймерах
Генератор музыкальной фразы на интегральных таймерах
Телефония Генератор музыкальной фразы на интегральных таймерах Универсальный интегральный таймер типа 555 имеет ещё одно применение -- в дешевом музыкальном синтезаторе, воспроизводящем музыкальные фразы из простых песен. При этом используются ^два таймера: один генерирует ритм, а иной формирует тональные сигналы. Схема, показанная на рисунке, выполняет функции звукового сигнализатора телефона, она играет первые 10 нот песни "Красивая барышня, как мелодия". При подключении управляющего входа таймера 1 к


ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ
ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ
Цифровая техника ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ Описываемый узел (см. рисунок), реализующий функцию f1-f2, разрешает использовать в качестве цифровой шкалы частотомер, не позволяющий при измерении вычитать частоту одного сигнала из частоты другого. На транзисторах VT1, VT2 и инверторах микросхемы DD1 собраны формирователи сигналов гетеродина и ПЧ. Их частоту понижают в два раза триггерами DD2.1 и DD3.1. Сигналы половинной частоты поступают соответственно на информационные


РАСЧЕТ СИНТЕЗАТОРА НА ОСНОВЕ ФАПЧ С ДПКД
РАСЧЕТ СИНТЕЗАТОРА НА ОСНОВЕ ФАПЧ С ДПКД
Цифровая техника РАСЧЕТ СИНТЕЗАТОРА НА ОСНОВЕ ФАПЧ С ДПКД С.ГУРОВ, 195248, Санкт-Петербург, ул.Пороховская, 54/1 - 72. Целью статьи является показать на примере микросхемы синтезатора (КР1015ХК2,3) расчет коэффициентов деления и частотных соотношений синтезатора частоты на основе ФАПЧ с ДПКД как наиболее простого и доступного основной массе радиолюбителей. В статье не предлагается схема синтезатора частоты, а дается только расчет коэффициентов деления и соотношений частот. Приведенная





Оставить комментарий