Synthétiseur de laboratoire à micro-ondes. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Lors du développement et de la mise en place d'appareils à micro-ondes, les radioamateurs sont souvent confrontés à des difficultés liées au manque d'équipement de mesure de la gamme de fréquences requise. Le synthétiseur de fréquence proposé peut être réalisé dans des conditions amateurs. Il fonctionne dans la gamme de 1900...2275 MHz. La valeur de fréquence est sélectionnée parmi plusieurs valeurs possibles à l'aide d'un commutateur.

À des fréquences relativement basses (jusqu'à 100 ... 150 MHz), le problème de la stabilisation de la fréquence de l'oscillateur est résolu en utilisant des résonateurs à quartz, à des fréquences plus élevées (400 MHz) - en utilisant des résonateurs à ondes acoustiques de surface (résonateurs SAW), pour les micro-ondes, diélectriques résonateurs en céramique de haute qualité et autres résonateurs de haute qualité. La stabilisation à l'aide de composants passifs a ses avantages - simplicité et coût de mise en œuvre relativement faible. Son principal inconvénient est l'impossibilité d'un changement significatif de la fréquence du signal généré sans changer l'élément de réglage de fréquence.

Les synthétiseurs de fréquence intégrés répandus permettent de mettre en œuvre un accord électronique rapide de l'oscillateur (y compris les micro-ondes), tout en maintenant une stabilité à haute fréquence. Les synthétiseurs sont de type direct et indirect.

Les avantages de la synthèse directe sont considérés comme un taux de changement de fréquence élevé et un réglage avec un petit pas. Cependant, du fait de la présence dans le signal synthétisé d'un grand nombre de composantes spectrales résultant de nombreuses transformations non linéaires, les dispositifs de synthèse directe sont rarement utilisés dans les équipements hyperfréquences.

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Pour la synthèse hyperfréquence, les synthétiseurs de type indirect à boucles à verrouillage de phase (PLL) sont plus souvent utilisés. Le principe de fonctionnement de la PLL, ainsi que la méthode de calcul du filtre de rétroaction, sont largement et à plusieurs reprises considérés dans la littérature, par exemple dans [1]. Il existe plusieurs programmes gratuits qui vous permettent de calculer les paramètres optimaux des filtres de rétroaction, ils peuvent être trouvés sur Internet sur le site ou .

Les synthétiseurs PLL intégrés sont de deux types: programmables (les valeurs de fréquence sont définies par des commandes externes) et non programmables (les coefficients de multiplication et de division fixes de la fréquence de référence ne peuvent pas être modifiés).

Les inconvénients des synthétiseurs intégrés non programmables, par exemple MC12179, incluent la nécessité d'utiliser un résonateur à quartz avec une fréquence spécifiée avec précision, ce qui n'est pas toujours possible. Les synthétiseurs programmables tels que l'UMA1020M n'ont pas cet inconvénient. En présence d'un microcontrôleur de contrôle, il est techniquement aisé d'accorder un tel synthétiseur sur une fréquence donnée. Les oscillateurs hyperfréquences à accordabilité électronique en fréquence nécessaires au travail conjoint avec un microcircuit de synthétiseur sont mis à la disposition du consommateur sous la forme de modules fonctionnellement complets réalisés à l'aide de la technologie hybride [2].

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Un schéma d'un synthétiseur de fréquence de laboratoire conçu pour vérifier et ajuster le réglage de l'équipement de la bande 2 GHz est illustré à la Fig. 1. Sa base est la puce UMA-1020M (DA3), dont la documentation technique peut être trouvée sur le site Web du fabricant. à .

Le synthétiseur comporte également un oscillateur commandé en tension (VCO) DA1, un oscillateur à cristal d'une fréquence de référence de 10 MHz DA2 et un microcontrôleur DD1. Le signal hyperfréquence de la sortie du VCO est envoyé à la sortie du synthétiseur (connecteur XW1) et à l'entrée du diviseur de fréquence programmable principal du microcircuit DA3. Le signal de fréquence de référence provenant de la sortie du générateur DA2 est transmis à un diviseur de fréquence programmable auxiliaire, qui fait également partie de la puce DA3.

Les rapports de division de fréquence des diviseurs principal et auxiliaire sont définis par le microcontrôleur DD1 (Z86E0208PSC), en envoyant les commandes correspondantes via le bus d'information à trois fils (broches 11-13 DA3). Le texte source du programme de contrôle est donné dans le tableau. 1. La mémoire interne du microcontrôleur est suffisante pour stocker des données sur sept valeurs de fréquence différentes. L'une des valeurs de fréquence ou le mode dans lequel il n'y a pas de signal de sortie est sélectionné par les cavaliers S1-S3 selon le tableau. 2. Le mode défini prend effet au moment où l'appareil est allumé, après quoi aucune manipulation avec les interrupteurs n'affecte son fonctionnement jusqu'à ce que l'appareil soit rallumé. La LED HL1 doit s'éteindre 1 s après la mise sous tension. Vous pouvez lire sur la programmation des microcontrôleurs de Zilog dans [3].

Le synthétiseur est assemblé sur une carte de circuit imprimé dont l'apparence est illustrée à la fig. 2. Des résistances et des condensateurs pour le montage en surface sont appliqués.

littérature

1. Méthode Starikov O. PLL et principes de synthèse des signaux haute fréquence. - Chip News, 2001, n° 6.
2. Manuel du concepteur VCO 2001. VCO/HB-01. - Mini-circuits.
3. Glvdshtein M. A. Microcontrôleurs de la famille Z86 de Zilog. Guide du programmeur. - M. : DODEKA, 1999, 96 p.

En plus du synthétiseur micro-ondes, la puce UMA1020M en contient une autre fonctionnant dans la gamme de fréquences de 20 à 300 MHz. 6n n'est pas utilisé dans la conception décrite.

Auteurs : I. Malygin, N. Shturkin, Ekaterinbourg

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