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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Générateur de deux fréquences exemplaires pour synthétiseurs d'émetteurs de diffusion. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Radiocommunications civiles Ce générateur est conçu pour générer des signaux de deux fréquences stables commutables. En particulier, il peut être utilisé dans le cadre de synthétiseurs pour la diffusion radio individuelle lors de la formation à la fois d'une grille de diffusion en ondes moyennes avec un pas de 9 kHz et d'une diffusion en ondes courtes avec un pas de 5 kHz. Mais son champ d’application ne se limite pas à cela. La possibilité d'utiliser des oscillateurs intégrés et des résonateurs à quartz à différentes fréquences ainsi qu'une large gamme de coefficients de division permet l'utilisation de cette conception dans d'autres appareils. Stabilité relative de fréquence du générateur 0,5 10-6 оС-1 dans la plage de température de -10 à +60 оC est fourni par un oscillateur à quartz à compensation de température GK321-TK-K-9M-5V [1]. Il est possible de le remplacer par un oscillateur à quartz classique basé sur des éléments logiques. Cependant, la stabilité de fréquence dans ce cas sera pire. Le générateur dispose d'un diviseur de fréquence avec un coefficient de division variable, réglé par deux jeux de cavaliers commutables, correspondant à deux valeurs ; la sortie peut être sélectionnée comme n'importe quel nombre pair compris entre 2 et 512, la seconde - n'importe quel multiple de 4, dans la plage de 4 à 1024. Le facteur de division (fréquence de sortie) est sélectionné à l'aide d'un interrupteur à deux positions. Le circuit générateur est représenté sur la figure 1. L'oscillateur à quartz intégré à compensation de température G1 (GK321-TK-K-9M-5V) est connecté selon le circuit recommandé par le fabricant. De plus, un filtre de découplage composé de l'inductance L1 et des condensateurs C1 et C5 est installé dans son circuit d'alimentation. Si le cavalier S1 est réglé sur la position 2-3, le signal du générateur est envoyé à un amplificateur tampon sur l'élément logique 3I-NOT DD1.3, activé par l'onduleur.
Un oscillateur à quartz alternatif est réalisé sur les éléments logiques DD1.1 et DD1.2 selon le circuit d'un multivibrateur asymétrique avec un résonateur à quartz dans le circuit de rétroaction. Dans le deuxième bras du multivibrateur, un simple filtre passe-bas R4C7 est installé avec une fréquence de coupure égale à deux fois la fréquence du résonateur à quartz, ce qui empêche l'excitation de ce résonateur aux harmoniques de la fréquence fondamentale. Lors de l'utilisation de résonateurs à quartz à d'autres fréquences, la capacité du condensateur de filtrage C7 doit être modifiée en proportion inverse. Par exemple, un résonateur à quartz d'une fréquence de 4,5 MHz nécessite un condensateur d'une capacité de 30 pF. Le diviseur de fréquence programmable est réalisé sur deux compteurs binaires synchrones parallèles 533IE10 (DD4, DD5) et deux bascules 533TM2 (DD3). Lorsque le compteur DD5 déborde, sa sortie de transfert CO est réglée à un niveau logique haut, qui arrive à l'entrée (broche 13) de l'élément DD2.1. Le signal de la sortie du chiffre de poids fort du compteur DD4 (broche 11), arrivant aux entrées (broches 1 et 2) de l'élément DD2.1, évite la désynchronisation (accumulation de retard) du front descendant du transfert impulsion, ce qui améliore la stabilité de la position temporelle des fronts montants des impulsions en sortie de cet élément et, par conséquent, réduit le bruit de phase du signal de sortie du générateur. L'impulsion de la sortie de l'élément DD2.1 est fournie aux entrées de chargement parallèle L des compteurs DD4 et DD5 et permet d'y écrire des codes prédéfinis par des jeux de cavaliers S2 et S3. À l'impulsion d'horloge suivante, les codes sont chargés dans le compteur et le comptage continue à partir du nombre chargé. Par exemple, si des journaux sont fournis à toutes les entrées D du compteur. 1 (niveau haut), alors le nombre 255 y sera inscrit et il n'en aura plus qu'un à compter jusqu'à ce qu'il déborde. Dans ce cas, le coefficient de division sera égal à 256 - 255 = 1. Les niveaux logiques sur les contacts 1 à 4 des groupes de cavaliers S2 et S3 à différentes positions du commutateur SA1 sont donnés dans le tableau. 1. En installant des cavaliers entre ces contacts et les contacts 5-8, vous pouvez obtenir des combinaisons de niveaux aux entrées 1, 2, 4, 8 des microcircuits DD4 et DD5, correspondant à n'importe quels nombres X de 0 à 255. Le coefficient de division sera être égal à N = 256 - X. Tableau 1
A la sortie du diviseur de fréquence sur les compteurs DD4 et DD5 se trouve un compteur binaire supplémentaire à deux bits sur les bascules D DD3.1 et DD3.2, qui augmente le facteur de division total de deux ou quatre fois. Si l'interrupteur SA1 est en position F1 le niveau logique aux entrées (broche 10, 11) de l'élément DD2.3 est bas et le signal de la sortie du déclencheur DD3.2 vers la sortie F2 ne passe pas. Dans le même temps, le niveau aux entrées (broche 3, 4) de l'élément DD2.2 est élevé, donc la sortie F1 les impulsions passent avec un rapport cyclique de 2 à partir de la sortie du déclencheur DD3.1. Ils se suivent avec la fréquence F1 =Fsq./((256 - X1) - 2), où FKB - fréquence de l'oscillateur à quartz ; X1 - nombre réglé aux entrées D des compteurs avec l'interrupteur SA1 en position F1. Lorsque l'interrupteur SA1 est déplacé en position F2 les impulsions à la sortie de l'élément DD2.2 s'arrêteront, et à la sortie de l'élément DD2.3 elles apparaîtront et suivront avec la fréquence F2 =Fsq./((256-X2) 4), où X2 - nombre aux entrées D des compteurs en position F2 changer. Sortie F3 Quelle que soit la position du commutateur, des impulsions courtes (d'une durée d'une période d'oscillation du générateur d'horloge) sont présentes. Leur fréquence de répétition est inférieure à la fréquence de l'oscillateur à quartz d'un nombre de fois égal au facteur de division de fréquence actuellement réglé par le compteur sur les microcircuits DD4 et DD5. Supposons que le générateur décrit soit utilisé comme source d'une fréquence de référence de 45 kHz pour le synthétiseur décrit dans [2]. Dans ce cas, la fréquence de l'oscillateur à cristal de 9000 9000 kHz doit être divisée par 45 200/3 = 4 fois. Compte tenu de la division par quatre par les triggers du microcircuit DD5, on obtient que le coefficient de division en fréquence du compteur sur les microcircuits DD200 et DD4 doit être égal à 50/256 = 50. Cela signifie qu'à chaque débordement il faut écrire le nombre 206 - XNUMX = XNUMX dans ses microcircuits10 = 11011102. Pour ce faire, vous devez installer les cavaliers conformément au tableau. 2. Comme la commutation du rapport de division dans ce cas n'est pas nécessaire, les contacts 2 et 3 ne sont pas utilisés pour installer des cavaliers dont les niveaux logiques dépendent de la position du commutateur SA1. Seules les sorties du générateur commuteront et la fréquence d'impulsion à la sortie est F1 sera égal à 90 kHz, et à la sortie F2 - 45 kHz. Tableau 2
S'il est nécessaire de programmer le générateur pour recevoir deux valeurs de fréquence, par exemple 10 et 36 kHz (cela peut être nécessaire pour créer un synthétiseur de fréquence avec un pas de grille de 5 et 9 kHz), alors il est conseillé de générer une valeur inférieure fréquence à la sortie F2, ayant un diviseur supplémentaire par quatre, et un supérieur à la sortie F1 avec un diviseur par deux. Pour F1 = 36 kHz le facteur de division total est 9000/36 = 250, et sans division supplémentaire par deux - 250/2 = 125. Le nombre qui doit être écrit sur le compteur en cas de débordement est 256 - 125 = 13110 = 100000112. Pour F2 = 10 kHz le facteur de division total est 9000/10 = 900, et sans division supplémentaire par quatre - 900/4 = 225. Le nombre qui doit être écrit sur le compteur en cas de débordement est 256 - 225 = 3110 = 000111112. Les positions dans lesquelles dans le cas considéré il est nécessaire d'installer les cavaliers des ensembles S2 et S3 sont indiquées dans le tableau 3. C'est dans ces positions qu'ils sont représentés et mis en évidence en couleur sur le schéma de la Fig. 1. Tableau 3
Si un oscillateur à quartz est utilisé à une fréquence différente (il peut atteindre 20 MHz) ou s'il est nécessaire d'obtenir d'autres valeurs de fréquence aux sorties, alors des calculs similaires à ceux donnés ci-dessus devront être effectués indépendamment et des cavaliers installés conformément avec leurs résultats. Si nécessaire, vous pouvez obtenir plus de deux valeurs de fréquence de sortie et les commuter rapidement en utilisant deux commutateurs à code de 16 positions chacun au lieu de jeux de cavaliers. Toutes les parties du générateur sont montées sur un circuit imprimé double face (Fig. 2) de dimensions 90x35 mm en feuille stratifiée de fibre de verre de 1,5 mm d'épaisseur, fabriqué selon la technologie avec des trous métallisés. S'il n'est pas possible de les métalliser, les conducteurs des pièces devront alors être soudés des deux côtés et des morceaux de fil étamé devront être soudés dans les vias.
La disposition des pièces sur la carte est illustrée à la Fig. 3. Lors de l'utilisation d'un oscillateur à quartz G1 à compensation de température, les éléments ZQ1, C7, C8, C11, R2 et R4 ne sont pas montés dessus. De plus, il est nécessaire d'installer deux cavaliers supplémentaires : un - entre les plages de contact destinées au condensateur C7, et l'autre - entre celles de gauche sur la Fig. 3 plages de contact pour les résistances R2 et R4, le cavalier S1 est mis en position 2-3.
Si un générateur est utilisé sur un résonateur à quartz ZQ1 et des éléments logiques DD1.1 et DD1.2, alors le générateur G1, l'inductance L1, le condensateur C5 et les résistances R1 et R3 ne sont pas montés sur la carte et le cavalier S1 est mis en position 1-2. Pour les conducteurs du résonateur à quartz, deux paires de plages de contact sont fournies, qui sont utilisées en fonction de leur taille. Le résonateur lui-même est monté sur la carte avec une boucle de fil étamé d'un diamètre de 0,6...0,7 mm, sur laquelle est placé un mince tube en batiste, en chlorure de polyvinyle ou en fluoroplastique. La boucle est tirée et ses extrémités sont soudées dans les trous de la carte. Un coussin isolant en fibre de verre ou en carton épais doit être placé sous un résonateur à quartz dans un boîtier métallique. Un résonateur à quartz dans un cylindre de verre doit être enveloppé de trois ou quatre couches de tissu verni avant l'installation. La carte est conçue pour installer des résistances MLT ou C2-23. Condensateurs (sauf C10) - K10-17-1b. Condensateur à oxyde C10 - K53-18 avec fils axiaux, qui peut être remplacé par K50-35 avec fils dans une direction ou un condensateur importé similaire. Pour la borne négative d'un condensateur avec cette disposition de broches, il y a un trou supplémentaire sur la carte. La diode 2D212B peut être remplacée par n'importe quelle diode au silicium avec un courant direct admissible d'au moins 500 mA. Au lieu du stabilisateur intégré KR142EN5A, un 7805 importé convient. Papillon des gaz L1 - DM-0,1. Avant de les installer sur la carte, les broches des microcircuits numériques doivent être moulées selon la Fig. 4 à l'aide d'une pince à épiler, d'une pince fine à long bec ou d'un appareil spécial.
Dans le cas de l'utilisation d'un oscillateur à quartz intégré, il est nécessaire de sélectionner avec précision la valeur de la résistance de correction formée par la connexion en série des résistances R1 et R3. Elle doit correspondre à la valeur spécifiée dans le passeport d'une instance de générateur spécifique. Un réglage précis de la fréquence s'effectue à l'aide d'un fréquencemètre en sélectionnant ces résistances à une température de 20 оC. Si un résonateur à quartz et un générateur de porte logique sont utilisés, la fréquence de génération exacte est définie en sélectionnant les condensateurs C8 et C11. Les résistances et condensateurs ajustables ne sont pas spécialement utilisés, ce qui élimine l'influence sur la fréquence d'instabilité de leurs contacts mobiles et augmente la fiabilité du générateur. La conception universelle proposée ouvre la possibilité d'assembler et de déboguer un synthétiseur (pour lequel le générateur décrit est destiné) avec n'importe quel résonateur à quartz existant, puis de commander un générateur intégré hautement stable à la fréquence exacte et de l'installer sur la même carte. littérature
Auteur : S. Komarov
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