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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Synthétiseur de fréquence pour émetteur-récepteur KB. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Radiocommunications civiles Le synthétiseur de fréquence dans les équipements de communication, étant le cœur du système de syntonisation, détermine non seulement les consommateurs, mais également les caractéristiques sélectives d'un appareil particulier. Ces dernières années, des conceptions de synthétiseurs radio amateurs sont apparues en utilisant des puces de synthèse numérique directe d'Analog Device (analog.com). Les microcircuits diffèrent les uns des autres par la fréquence de sortie limite, la qualité du signal synthétisé, le service "trompé" et, non moins important, le prix. Essayons de comprendre comment et quelles puces DDS il est conseillé d'utiliser lors de la construction d'un synthétiseur de fréquence pour un émetteur-récepteur à ondes courtes. Synthèse numérique directe de fréquence - DDS (Direct Digital Sinthesys), une méthode de synthèse plutôt "jeune", dont les premières publications ont commencé à apparaître à la fin des années 70. La résolution en fréquence du DDS atteint des centièmes et même des millièmes de hertz à une fréquence de sortie de plusieurs dizaines de mégahertz. Une autre caractéristique du DDS est la vitesse de saut très élevée, qui n'est limitée que par la vitesse de l'interface de commande numérique. Les synthétiseurs basés sur PLL utilisent un filtrage de rétroaction et d'erreur, ce qui ralentit le processus de saut de fréquence. Étant donné que la sortie DDS est synthétisée numériquement, différents types de modulation peuvent être effectués. Techniquement et économiquement, le DDS satisfait la plupart des critères d'un synthétiseur de fréquence idéal : il est simple, hautement intégré et de petite taille. De nombreux paramètres DDS sont contrôlés par programme, ce qui vous permet d'ajouter de nouvelles fonctionnalités à l'appareil. Tout cela fait des synthétiseurs DDS des instruments très prometteurs. Certaines limitations sont associées aux processus d'échantillonnage et de conversion numérique-analogique qui ont lieu dans DDS :
Sans entrer dans les détails de la structure et du principe de fonctionnement des microcircuits DDS (tout cela est décrit en détail dans la littérature spécialisée), nous nous attarderons uniquement sur les questions générales de leur application et de leurs caractéristiques. Le principal problème qui entrave encore l'utilisation des microcircuits DDS comme oscillateur local d'un émetteur-récepteur KB est la présence de composants dans le spectre dont le niveau est d'environ -80 dB. Ils sont entendus presque dans une séquence continue (comme une "clôture" à partir des points affectés) lors de la reconstruction de l'émetteur-récepteur avec l'antenne éteinte. Vous ne pouvez vous débarrasser de ces composants que par un filtre DDS qui surveille la fréquence de sortie, mais la fabrication d'un tel filtre complique grandement la conception. L'auteur a essayé d'utiliser dans des émetteurs-récepteurs fabriqués par ses soins le signal synthétisé directement à partir de la sortie des microcircuits DDS, au lieu du signal de l'oscillateur local basé sur le synthétiseur à boucle unique "classique". Le signal de sortie du synthétiseur DDS a été filtré par un filtre passe-bas avec une fréquence de coupure de 32 MHz. Les émetteurs-récepteurs dans lesquels les synthétiseurs ont été testés ont été construits selon un schéma de conversion unique et une IF dans la plage de 8,321 ... 8,9 MHz. Le premier mélangeur est passif, réalisé sur des transistors KP305B ou sur un microcircuit KR590KN8A, commandé par un méandre. Le niveau du signal RF sur le mélangeur - pas plus de 3 V (eff). Sensibilité - 0,3 μV. La plage dynamique d'intermodulation n'est pas inférieure à 90 dB lorsque deux signaux sont fournis avec un espacement de ± 8 kHz, ce qui, selon l'auteur, conviendra à la plupart des radioamateurs travaillant sur l'air. Ce sont ces paramètres que tous les émetteurs-récepteurs testés avec un synthétiseur à une boucle "classique" avaient. Sa description détaillée peut être trouvée sur cqham.ru/ut2fw. Vous pouvez également y trouver un circuit de synthétiseur DDS basé sur celui-ci. Des tests de synthétiseurs ont montré que, par exemple, avec le microcircuit AD9850, le niveau des composants était fixé au niveau de 2 ... 4 points sur l'échelle du S-mètre. Avec l'antenne connectée, au total avec le niveau de bruit à l'antenne, le S-mètre a montré de 4 à 7 points à des fréquences inférieures à 10 MHz. Sur les bandes de 160 et 80 m, la "clôture" n'était pratiquement pas perceptible. Avec le microcircuit AD9851, dont les caractéristiques de bruit nominales sont meilleures de 10 dB, le niveau moyen des composants de combinaison n'a pas dépassé 1 à 3 points sur l'échelle du S-mètre. Lorsqu'ils fonctionnent sur l'air à des fréquences inférieures à 10 MHz, ils sont presque impossibles à détecter à l'oreille, mais cela dépend à son tour de la valeur de la fréquence intermédiaire sélectionnée (par exemple, 8,363 MHz). La qualité du signal synthétisé par la puce DDS elle-même est excellente, le ton est "idéal", la largeur du "bruit" est minime. La résolution de l'analyseur de spectre SK4-59 ne nous a pas permis de trouver la différence entre le signal de ce synthétiseur et le signal du GPA classique sur un transistor à effet de champ (KP307G, trois points inductif, réglage utilisant KPE). Sinon pour ceux-ci, bien que plutôt faibles, "pic, pic, pic" pendant le réglage, on pourrait jeter le synthétiseur à une boucle de l'émetteur-récepteur et installer un synthétiseur DDS à sa place. Les travaux menés permettent de parler de l'impossibilité d'utiliser les puces de synthèse numérique directe AD9850, AD9851 dans un émetteur-récepteur d'une sensibilité de l'ordre de 0,3 μV sans dégrader ses caractéristiques. Il est possible qu'avec des exigences moins strictes pour la sensibilité de l'émetteur-récepteur et une autre version du mélangeur, ces microcircuits puissent être utilisés dans l'oscillateur local. Ce sera probablement une bonne version d'un synthétiseur microémetteur-récepteur pour les conditions de terrain avec toutes sortes de services (contrôle depuis le processeur), pratiquement sans filtres d'entrée (upconversion), avec une plage de fonctionnement continue de 0 à 15 MHz. Les dimensions du synthétiseur avec le contrôleur de contrôle ne sont qu'une boîte d'allumettes. La fréquence synthétisée maximale peut être supérieure à 75 MHz et la fréquence intermédiaire de l'émetteur-récepteur peut atteindre 60 MHz ! Un pas de perestroïka - au moins une fraction de hertz ! Dans les descriptions des microcircuits DDS, le fabricant propose deux options pour leur utilisation dans les synthétiseurs PLL avec des exigences accrues pour la qualité du signal de sortie : l'utiliser comme "oscillateur de référence réglable" ou comme diviseur à rapport de division variable (VDC) dans un synthétiseur à boucle unique. Aucune information sur la différence des caractéristiques qualitatives des synthétiseurs des deux versions n'a pu être trouvée. En analysant les circuits des émetteurs-récepteurs importés, l'auteur n'y a trouvé que la mise en œuvre de la deuxième option (par exemple, dans les émetteurs-récepteurs FT-100, FT-817), sur la base de laquelle le synthétiseur proposé a été construit. Il convient également de noter la polyvalence de cette version du synthétiseur. En fonction du programme de contrôle et de la fréquence d'accord du VCO, il peut être utilisé soit pour un émetteur-récepteur à faible FI, soit pour un émetteur-récepteur "converti". Dans le synthétiseur pour basse FI, le VCO fonctionne à des fréquences quatre fois supérieures à celles requises, et lorsqu'un signal est appliqué au mélangeur, sa fréquence est divisée par 4 par un diviseur supplémentaire. En éliminant le diviseur par 4, le synthétiseur peut être utilisé pour retravailler et étendre les capacités des équipements de communication militaires déclassés, par exemple, "R-143", "Kernel", "Crystal", "R-399" et similaires, avec un premier SI élevé. En tableau. 1 montre la disposition de fréquence "standard" pour une faible FI (8,863 MHz).
En tableau. 2 - disposition des fréquences pour IF 90 MHz, qui peut également être utilisée pour toute autre fréquence (il n'y a pas de restrictions dans le programme), et son utilisation dans un émetteur-récepteur à faible IF facilitera grandement le problème de la suppression des canaux de réception miroir et latéraux .
Le schéma fonctionnel du synthétiseur est illustré à la fig. 1. Le signal de l'oscillateur à cristal de 20 MHz est utilisé simultanément pour le fonctionnement de la puce DDS et du contrôleur PIC.
En fonction de la plage sélectionnée et du programme de contrôle du contrôleur, la puce DDS génère des fréquences de 80 à 500 kHz, qui sont transmises à travers un filtre passe-bas (LPF) à l'une des entrées du détecteur fréquence-phase (PD) . La fréquence de sortie du VCO est divisée par 256 et envoyée à la deuxième entrée du détecteur fréquence-phase. La tension de la sortie du FD, après avoir traversé le filtre passe-bas, est fournie à la varicap d'accord de fréquence du VCO. Le changement de tension se produit jusqu'à ce que les fréquences des deux entrées PD correspondent. Lorsque les fréquences correspondent, la PLL se ferme et maintient la fréquence. La fréquence de sortie du DDS est contrôlée par le microcontrôleur, en fonction du programme qui y est intégré et de l'état des circuits de contrôle externes. Pour que la fréquence VCO soit adaptée à la construction d'un TRX IF faible, elle est en outre divisée par 2 ou 4, selon le mélangeur utilisé dans l'émetteur-récepteur. Dans l'émetteur-récepteur de l'auteur, la formation de signaux de commande antiphase pour le mélangeur est effectuée sur un microcircuit 74AC74, qui divise la fréquence par 2. Le pas de réglage du synthétiseur est sélectionné par logiciel et peut être réglé avec une résolution de 1, 10, 20, 30, 50, 100,1000, 5000 ou 70 Hz. La stabilité en fréquence du synthétiseur, qui dépend principalement de la stabilité de l'oscillateur à cristal d'horloge, est comparable à la stabilité des synthétiseurs d'émetteurs-récepteurs industriels importés. A température ambiante constante, une dérive de fréquence est possible à quelques hertz près. Lorsque le générateur d'horloge est chauffé avec un fer à souder à +28 ° C, la dérive de fréquence dans la gamme 140 MHz ne dépasse pas 756 Hz. Par exemple, dans un émetteur-récepteur coûteux "IC-200" (selon la société) dans la première heure après la mise sous tension, le changement de fréquence est de ± 30 Hz, et après échauffement - ± 25 Hz par heure à une température de +0 °C. Lorsque la température passe de 50 à +350 °C, la fréquence peut varier de ±XNUMX Hz. Le synthétiseur utilise un générateur TTL hybride de la carte mère de l'ordinateur. Avec des exigences très strictes en matière de stabilité de fréquence, un générateur hautement stable à compensation thermique peut être utilisé, bien que l'auteur ait de très sérieux doutes quant à la pertinence de son utilisation, et le coût d'un tel générateur est comparable au coût de l'ensemble du synthétiseur. Le schéma de principe du contrôleur de synthétiseur est illustré à la fig. 2. Le synthétiseur utilise un microcontrôleur DD1 PIC16F628, bien qu'il existe un programme de contrôle pour PIC16F84A. Les programmes pour ces microcontrôleurs ont été écrits par Vladimir RX6LDQ (develop-pic@yandex.ru).*
Cela n'a aucun sens de décrire en détail le fonctionnement du microcontrôleur DD1, laissez-le rester une "boîte noire" qui fonctionne selon le programme câblé à l'intérieur et émet des signaux de commande vers l'écran HG1, la puce DDS et les périphériques externes. Pour obtenir les meilleures caractéristiques de bruit du synthétiseur dans son ensemble, la puce DDS AD9832 a été choisie, qui forme le spectre de fréquences le plus large. De plus, le coût de cette puce DDS est nettement inférieur à celui des autres. Le fonctionnement du synthétiseur est contrôlé par le clavier SB1 - SB 18 et l'encodeur, réalisés sur les optocoupleurs U1, U2 (Fig. 3). Le nombre de boutons de commande dans le synthétiseur n'a pas été réduit - 12 boutons contrôlent le fonctionnement du synthétiseur et six boutons (A1 - A6) sont utilisés pour contrôler les modes de fonctionnement de l'émetteur-récepteur.
Pourquoi y a-t-il autant de boutons ? Il était possible de s'arrêter à un menu pas à pas, lorsque chacun d'eux exécute plusieurs fonctions. Ainsi, par exemple, les émetteurs-récepteurs portables importés fonctionnent. Cela m'a semblé extrêmement gênant lorsque, par exemple, pour un réglage opérationnel à l'autre extrémité de la plage, vous devez entrer dans le menu, changer le pas de réglage en un pas plus grossier, tourner le bouton de réglage, puis entrer à nouveau dans le menu, revenir l'étape de réglage d'origine, et seulement après que toutes ces manipulations fonctionnent tranquillement. Dans la description du clavier du synthétiseur pour chaque bouton de commande, sont indiqués séquentiellement : son numéro de série et sa fonction principale (commande exécutée lors de l'appui sur le bouton), la gamme à activer lors de l'entrée dans la fonction "BAND" et la désignation de référence sur le schéma électrique (voir Fig. 2 dans les articles de la première partie). "1 RIT" ; 1,8 MHz ; SB11 - bouton d'activation du désaccord. La fréquence affichée sur l'afficheur au moment de l'appui sur la touche est mémorisée et sera utilisée en mode émission. La quantité de désaccord est entrée avec un encodeur rotatif. Que vous restiez sur la bande où le désaccord a été activé ou que vous passiez à une bande différente, lorsque vous passez en émission, le synthétiseur reviendra à la fréquence qui était à l'écran au moment où le désaccord a été activé. Cela fournit les modes SPLIT et CROSSBAND. Lorsque le désaccord est activé, un point après des dizaines de MHz s'allume sur l'affichage. Le désaccord est désactivé en appuyant à nouveau sur ce bouton. "2 FRÉQ" ; 3,5 MHz ; SB12 - étape de réglage de la fréquence d'augmentation (quadruple) du logiciel marche / arrêt opérationnel. Lorsque ce bouton est enfoncé, l'écran affiche brièvement "2p". Il n'y a pas de multiplication du nombre d'impulsions de la tige et, par exemple, avec 60 dents du disque de tige et un pas d'accord de 10 Hz, nous avons 600 Hz par tour. Lorsque vous appuyez à nouveau sur ce bouton, l'écran affichera l'inscription "4p" et le nombre d'impulsions sera multiplié par 4, c'est-à-dire nous aurons déjà 2400 Hz par tour. "3 BANDES" ; 7 MHz ; SB13 - bouton pour activer la commutation de gamme. Lorsqu'il est enfoncé, l'écran affiche l'inscription "Band", puis, après avoir appuyé sur l'un des boutons "1-9", l'écran règle la fréquence correspondant au milieu de la plage sélectionnée. "4 IN" ; 10 MHz, SB 14 - enregistre la fréquence de syntonisation actuelle et l'état des six boutons de commande de l'émetteur-récepteur dans l'une des 16 cellules de mémoire. Lorsque vous appuyez sur SB14, l'écran affiche l'inscription "Push" et devrait appuyer sur le bouton avec le numéro de la cellule souhaitée. Pour entrer des chiffres du 10e au 15e, dans la seconde après avoir appuyé sur le chiffre 1, entrez le deuxième chiffre, de 0 à 5. L'écran affichera le numéro de la cellule. La cellule 0 stocke les informations utilisées pour définir l'état initial du synthétiseur lors de la mise sous tension, c'est-à-dire vous pouvez y écrire les valeurs souhaitées, par exemple, le pas de réglage et l'inclusion de n'importe quel mode dans TRX, la fréquence à laquelle le synthétiseur basculera lorsque l'émetteur-récepteur est allumé. Par exemple, vous avez un accord avec un correspondant pour vous rencontrer sur une fréquence de 21,225 MHz. Vous commutez l'émetteur-récepteur sur cette fréquence, allumez l'UHF (en appuyant sur le bouton SB3), sélectionnez le pas de réglage avec lequel vous souhaitez travailler, puis appuyez sur les boutons "IN" et "0". Tous les paramètres sont enregistrés dans la cellule "0". Vous pouvez maintenant éteindre l'émetteur-récepteur et la prochaine fois que vous l'allumerez, le processeur définira tous les modes que vous avez enregistrés dans la cellule zéro - activez UHF, fréquence 21,225 MHz, pas de réglage. "5A-B" ; 14 MHz ; SB15 - échange avec une fréquence de réception supplémentaire. C'est le mode dit "deuxième oscillateur local". Pour mémoriser la valeur des fréquences dans les cellules "virtuelles" "A" et "B", vous devez syntoniser la fréquence souhaitée et appuyer sur ce bouton. La fréquence sera stockée dans la cellule "A". La même valeur de fréquence sur l'écran "saute" à la cellule "B", c'est-à-dire que nous avons virtuellement, pour ainsi dire, "commuté" sur le deuxième oscillateur local. Ici, vous pouvez apporter des modifications à la fréquence - la mémorisation dans la cellule "B" ne se produira que lorsque le bouton A-B sera à nouveau enfoncé, c'est-à-dire dans les cellules "A et B" les valeurs de deux fréquences qui étaient sur l'échelle numérique au moment d'appuyer sur le bouton A sont mémorisés -IN. Peut-être que pour les opérateurs radio qui n'ont pas utilisé de synthétiseurs dans leurs émetteurs-récepteurs, une telle description du fonctionnement de ce bouton ne donnera pas une compréhension claire de son objectif. Je vais essayer de décrire ce mode d'une manière différente. Imaginez que deux VFO sont installés à l'intérieur de l'émetteur-récepteur et que ce bouton commute un bouton de réglage sur VFO "A" ou sur VFO "B". Pour indiquer clairement sur quel "oscillateur local" vous travaillez, l'écran affiche en mode "A" un point près des UNITÉS de l'échelle MHz, en mode "B" - le point près des UNITÉS MHz s'éteint et trois points s'allument près de l'échelle des unités, des dizaines et des centaines de hertz. "6 BALAYAGE" ; 18 MHz ; SB16 - bouton de numérisation. Après avoir appuyé dessus, l'inscription "Scan" s'affiche sur l'indicateur. Il existe trois sous-fonctions de numérisation : UN. Lorsque vous appuyez sur le bouton "8", 15 cellules mémoire sont balayées, avec des arrêts de 3 secondes sur chaque cellule. b. Lorsque le bouton "2" est enfoncé, le balayage s'effectue de la fréquence inférieure enregistrée dans la cellule 1 à la fréquence supérieure enregistrée dans la cellule 2. Si la fréquence dans la 1ère cellule est supérieure à la 2ème, lors de l'appui sur SCAN, le message "Erreur " apparaît. La numérisation n'est possible que dans une plage. V Lorsque le bouton "3" est enfoncé, la plage incluse est reconstruite de la limite inférieure à la limite supérieure et vice versa. Le balayage peut être interrompu en appuyant sur n'importe quel bouton du clavier, en tournant l'encodeur ou en appuyant sur le PTT. La numérisation peut être reprise à tout moment là où elle s'était arrêtée en double-cliquant sur le bouton SCAN. "7RT" ; 21 MHz ; SB17 - échange de fréquences de réception et d'émission, avec le désaccord activé. Lorsque le bouton est enfoncé, la fréquence d'émission devient la fréquence de réception et la fréquence de réception devient la fréquence d'émission. Appuyer à nouveau sur SB 17 ramène tout à son état d'origine. Si le désaccord n'est pas activé, appuyez sur le bouton "7" pour afficher le message "Select" sur l'écran. Il s'agit d'un menu de deux réglages de base accessible en appuyant sur le bouton "1" ou "2". "1" - mode d'entrée de fréquence intermédiaire. La valeur de la fréquence intermédiaire définie de l'émetteur-récepteur apparaît à l'écran (par défaut, la fréquence initiale dans le programme peut avoir des valeurs de 8,3 à 8,9 MHz). La fréquence est réglée par l'encodeur. Fixation de l'onduleur et sortie du mode en appuyant à nouveau sur le bouton "1". Après le réglage final de la fréquence de l'oscillateur de référence de l'émetteur-récepteur, mesurez la fréquence avec un fréquencemètre en unités de Hz et réglez-la en tournant le bouton de l'encodeur, en entrant dans ce mode. Vous devez d'abord sélectionner un pas de réglage du synthétiseur de 1 Hz. "2" - Mode de correction constante de l'oscillateur de référence 20 MHz. Le synthétiseur affiche la valeur "fréquence fixe" de 10 300 000 Hz et allume automatiquement le VCO de la gamme 160 m.La fréquence en sortie de la carte VCO doit être mesurée avec un fréquencemètre, et si elle diffère de 10,30 MHz, corrigez en tournant l'encodeur. Sortie et stockage - en appuyant à nouveau sur le bouton "2". Ces paramètres de synthétiseur sont "de base" et doivent être ajustés avec plus de soin. Pour ce faire, on connecte un fréquencemètre préchauffé pendant au moins une heure (de préférence industriel) à la sortie du synthétiseur F/2 et, en faisant tourner l'encodeur en mode correction, on règle la fréquence à 10,30 MHz avec une précision de un hertz. Cette fonction était nécessaire en raison du fait que l'oscillateur de référence du synthétiseur n'a pas d'accord supplémentaire et que les écarts de fréquence pour différentes instances peuvent atteindre plusieurs kilohertz. "8 SORTIE" ; 24 MHz ; SB 18 - restauration de la fréquence et de l'état de six boutons de commande de l'émetteur-récepteur à partir de l'une des 16 cellules de mémoire. Lorsqu'il est pressé, l'écran affiche "Pop" et le bouton avec le numéro de cellule correspondant devrait être pressé. Pour entrer des chiffres de 10 à 15, il faut appuyer sur le second, de 1 à 0, dans la seconde après avoir appuyé sur le numéro 5. Après avoir entré le numéro, le numéro de la cellule mémoire apparaîtra sur l'indicateur pendant un court instant . "9T=R" ; 28 MHz ; SB1 - le mode de réglage de la fréquence de transmission égale à la fréquence de réception. Fonctionne avec le désaccord activé. Si le désaccord est désactivé, lorsque vous appuyez sur le bouton "9", l'inscription "Step" s'affiche sur l'indicateur et vous pouvez sélectionner le pas de réglage du synthétiseur souhaité avec les boutons GAUCHE et DROITE: 1, 10, 20, 30 , 50, 100, 1000 et 5000Hz. L'étape sélectionnée est mémorisée lorsque ce bouton est à nouveau appuyé. "0 STEK", SB10 - extraction de la fréquence de la pile. Il y a cinq cellules de pile, qui peuvent être visualisées en appuyant successivement sur le bouton. Avant la sortie des fréquences des cellules de la pile, l'indicateur affiche brièvement l'inscription "Stec" avec le numéro de cellule. L'entrée dans la pile est effectuée automatiquement lors du changement de plage, lors de l'extraction d'une cellule de mémoire et lors de la numérisation. "LA GAUCHE"; SB9 - bouton de réduction de fréquence rapide. "droit"; SB8 - bouton d'augmentation rapide de la fréquence. Lorsque vous appuyez sur les boutons "A1" - "A6" (SB2-SB7), les niveaux logiques aux sorties ATT, AMP, U/L, VOX, AF BW, PROC changent en conséquence, qui, à leur tour, contrôlent les unités fonctionnelles et les modes de l'émetteur-récepteur. Lorsque le synthétiseur est initialement mis sous tension, ces sorties sont à zéro logique. Tous les paramètres et informations de l'utilisateur dans les cellules de mémoire sont stockés dans la RAM du microcontrôleur sans alimentation externe supplémentaire. Lorsque vous mettez le synthétiseur sous tension, le programme récupère de la cellule de mémoire "0" les paramètres de l'émetteur-récepteur que vous aimeriez avoir immédiatement à chaque fois que vous l'allumez, à savoir : la fréquence et le pas d'accord, les modes de l'émetteur-récepteur (état de six boutons de commande de l'émetteur-récepteur) ; "multipliant" par 4p le nombre d'impulsions de valcoder et de cellules de pile "mises à zéro". Dans le programme, lorsque le synthétiseur est allumé pour la première fois, les dix premières cellules de mémoire contiennent les fréquences auxquelles vous pouvez le plus souvent entendre l'indicatif d'appel UT2FW. Dans les cellules restantes - les fréquences des gammes. Ceci est fait pour que la première fois que vous allumez le synthétiseur, il commence à fonctionner correctement et il est plus facile pour l'utilisateur de s'habituer à son contrôle. La puce DDS est contrôlée par code série sur les bus RAO, RA1, RA3. Le signal de sortie DDS est filtré par les éléments de filtre passe-bas R7, R8, L2, L3, C7, C8, C9 avec une fréquence de coupure d'environ 700 kHz. En tant qu'affichage du contrôleur HG1, il est acceptable d'utiliser différents types d'indicateurs LCD, car leur contrôle est généralement le même. Le synthétiseur utilise un écran LCD "téléphonique" peu coûteux - MT-10S1 de la société moscovite MELT. Un tel indicateur est contrôlé via quatre bus - ce sont les sorties QE, QF, QG, QH du microcircuit DD2. Une option plus coûteuse consiste à utiliser des indicateurs matriciels de sociétés étrangères Powertip, Sunlike, Wintek, Bolymin et de MELT. Mais le coût de ces écrans LCD est aujourd'hui assez élevé. Il convient également de noter que tous les modèles d'indicateurs matriciels ne sont pas adaptés en termes de rapidité. Par exemple, l'indicateur WH1602J ne "suit" pas la restructuration de l'encodeur, et lorsque le bouton de l'encodeur est tourné rapidement, des signes et des symboles incompréhensibles commencent à "sauter". Exactement le même type d'indicateur VS1602N, d'une autre société, fonctionne sans problème. Les bus D0-D3 fournissent des signaux de commande au décodeur de commutation de bande sur la carte de filtre passe-bande de l'émetteur-récepteur et au décodeur de commutation de bande de la carte VCO. Puce DD6 - formateur d'impulsions du valcoder. Au moment de la restructuration du synthétiseur, devant les optocoupleurs U1 et U2 (voir Fig. 3), un disque avec des trous ou des dents découpés le long de son bord, relié rigidement au bouton de réglage de l'émetteur-récepteur, tourne. Dans le cas où la surface réfléchissante du disque est en face de l'optocoupleur, la résistance du photodétecteur de l'optocoupleur est minimale, lorsque le trou du disque est localisé, la résistance du photodétecteur est maximale. Les éléments du microcircuit DD6, en raison des chutes de résistance, forment une séquence d'impulsions rectangulaires sur les bus RB6, RB7, qui sont lues par le contrôleur PIC. Le programme de contrôle contient deux algorithmes de lecture - le long du front montant des impulsions et le long des deux gouttes. En appuyant sur le bouton "2" du clavier, on commute ces algorithmes. La touche sur le transistor VT1 lorsque l'émetteur-récepteur est transféré à la transmission bloque le clavier. LED HL2 - indicateur de ce mode. Pour une isolation supplémentaire et une réduction des interférences mutuelles, des filtres LC sont inclus dans tous les circuits d'alimentation de l'unité de contrôle - L1, L4-L6, C2, C3, C17-C23. L'oscillateur commandé en tension, VCO (Fig. 4), fonctionne à des fréquences quatre fois supérieures à celles requises pour les émetteurs-récepteurs avec une fréquence intermédiaire de 5 ... 10 MHz.
Ceci est fait pour deux raisons : premièrement, à des fréquences plus élevées, les bobines de l'oscillateur maître sont plus petites ; deuxièmement, un tel générateur est plus polyvalent et, selon les tâches requises, des fréquences supérieures à 100 MHz peuvent être obtenues. Le générateur lui-même est réalisé selon le schéma d'un circuit capacitif à trois tons sur un transistor à effet de champ VT1. Presque tous les "travailleurs de terrain" proposés par les entreprises de Kiev ont été testés - BF966 a montré les meilleurs résultats. Les étages tampons sont réalisés sur les transistors VT2 et VT3. Des transistors BFR96 suffisamment puissants ont été utilisés, en classe A. La fréquence du VCO lors de la commutation des plages est modifiée en commutant les bobines L1-L5 avec des contacts de relais K1-K4, qui, à leur tour, sont contrôlés par le décodeur DD1. Étant donné que les fréquences hétérodynes de certaines gammes coïncident pratiquement, nous avons réussi à nous débrouiller avec cinq bobines. Des circuits de filtrage RC et LC sont installés en entrée et en sortie de la puce DD1. Comme mentionné précédemment, dans l'émetteur-récepteur de l'auteur, la fréquence de l'oscillateur local doit être 2 fois supérieure à celle requise. Les signaux de ces fréquences sont retirés des sorties Q0 et Q1 du compteur DD2. À la sortie de Q0 DD2, nous obtenons la fréquence divisée par 2, à la sortie de Q1 - par 4. La sortie de Q1 est utilisée pour fonctionner dans la plage de 20 m, où la fréquence du VCO est en outre divisée par 2. Le microcircuit DD3, contrôlé par la diode VD7, lorsqu'un zéro logique apparaît sur ses broches 12 et 13 permet le passage du signal VCO de la sortie de Q1 DD2. Si vous utilisez le synthétiseur dans les émetteurs-récepteurs "RA3AO", "Ural", "KRS", "UA1FA", la grille requise de fréquences hétérodynes peut être obtenue à l'aide de la sortie Q2 du microcircuit DD2 (diviseur par 8). Pour ce faire, la broche 1 de la puce DD3.1 doit être connectée à la broche 13 de DD2 et la broche 5 de DD3.2 à la broche 12 de DD2. Or, en sortie du synthétiseur F/2(4), nous recevrons un signal de la forme F/4(8), c'est-à-dire directement les fréquences indiquées dans le tableau. 1 dans la colonne "Restructuration du GPA". Le détecteur de phase est réalisé sur une puce DD4. La fréquence VCO avant d'être envoyée au détecteur de phase est pré-divisée en 256 compteurs DD2 et DD5. A la sortie de la puce DD5, le filtre passe-bas L13-L14, C51-C53 est activé. Un signal du DDS est envoyé à la deuxième entrée du détecteur de phase, via un amplificateur supplémentaire sur le transistor VT4. Cette cascade a été introduite en raison d'éventuelles pertes dans le câble qui reliera la sortie DDS à l'entrée PD. Le transistor VT5 contrôle la LED HL1 "LOCK" sur la carte contrôleur. Le voyant indique le verrouillage de la boucle PLL, si le voyant est éteint - l'anneau est fermé, s'il est allumé - cela indique un dysfonctionnement. La tension de commande est générée par l'amplificateur opérationnel DA4 et à travers les éléments de filtre R7, R8, C15, C16 est fournie au générateur varicap VD5. Des circuits RC de filtrage supplémentaires R4-R36, C38-C48 sont également installés à l'entrée DA50. Les composants numériques et analogiques de l'appareil, afin d'éviter les interférences, sont alimentés par des stabilisateurs séparés DA1, DA2, DA3. Il n'y a pas de particularités dans la fabrication et le réglage du synthétiseur. La partie numérique, lors de l'utilisation d'éléments radio réparables, fonctionne immédiatement. Il convient de noter que les condensateurs C7-C9 dans le filtre passe-bas à la sortie du microcircuit DD5 (voir Fig. 2) doivent être pris avec un TKE minimum afin que la caractéristique du filtre ne change pas lorsque l'émetteur-récepteur se réchauffe. La même exigence doit être satisfaite par les condensateurs C17, C19-C21, C51-C53 de la carte VCO (Fig. 4). Le contrôleur PIC peut être soudé à la carte, mais compte tenu de l'éventuelle mise à jour du firmware, il est conseillé de l'installer sur le panneau. Deux types d'interférences ont été détectées à partir du synthétiseur. Lorsque vous tournez l'encodeur à certaines fréquences, il y a des clics très courts qui ne peuvent pas être syntonisés. Ils disparaissent lorsque la rotation de l'encodeur s'arrête. Ce sont des codes séquentiels qui entrent dans les registres du tableau de signalisation. La méthode de lutte consiste à alimenter l'indicateur HG1 à partir d'un stabilisateur séparé sur la puce KREN5A avec un filtre RC à l'entrée (une résistance 10 ... 15 Ohm d'une puissance de 1-2 W et un condensateur à oxyde haute capacité) . La capacité du condensateur (2200-10000 uF) est sélectionnée à l'oreille pour une suppression maximale des clics. Si des clics n'apparaissent que lorsque UHF (AMP) ou un autre mode TRX est activé, des filtres LC ou RC supplémentaires doivent être installés dans les circuits de contrôle correspondants (sorties QC-QH de la puce DD3). Il convient également de noter que les sorties de la puce DD3 sont conçues pour un courant de charge ne dépassant pas 5 mA. Pour connecter une charge plus puissante, il est nécessaire d'allumer en plus la puce K555LN5 ou 47NS06 en série avec les circuits contrôlés (courant de charge jusqu'à 40 mA à une tension jusqu'à 15 ... 30 V). Le deuxième type de brouillage concerne les points affectés, qui sont les plus courants sur la bande des 20 m. Ils se produisent sous forme de produits de conversion dans le mélangeur et de captage à partir de l'oscillateur de référence de 20 MHz. La méthode cardinale pour traiter ces interférences est le blindage complet de la carte contrôleur (un boîtier en tôle étamée ou en fibre de verre). Le blindage d'un générateur séparé ne fait rien, le capteur "se propage" le long des conducteurs imprimés de la carte à microcircuit DD1 et DD5. Lors du câblage des connexions carte à carte, les fils ne doivent pas être regroupés en faisceaux serrés, et plus encore, les fils reliant les circuits numériques et analogiques ne doivent pas être combinés. L'alimentation est fournie à chaque carte par une paire torsadée séparée, un fil toronné. Un fil est commun, le second est la tension d'alimentation. Pour obtenir la tonalité "idéale" du signal de sortie, vous devez éliminer tous les micros possibles (et impossibles) sur les circuits associés à la varicap VCO. Et n'utilisez que des éléments de haute qualité dans ces chaînes. Cela est particulièrement vrai pour les condensateurs C14, C15, C16, C47, C48, C49, C50 de la carte VCO. Le signal du synthétiseur de la carte VCO est transmis au mélangeur émetteur-récepteur via un câble coaxial d'un diamètre de 3 mm. Pour correspondre précisément à cette ligne, une résistance R27 est sélectionnée. En cas de mauvaise correspondance, les fréquences affectées apparaissent le plus souvent, nous accordons donc l'émetteur-récepteur à une telle fréquence et sélectionnons R27 pour sa suppression maximale. Pour le IF récemment "populaire", déterminé par le choix du quartz pour les décodeurs PAL des téléviseurs 8,867 MHz, les données d'enroulement des bobines VCO sont les suivantes : L1 - 5 tours, L2-L3, L5 - 4 tours chacun, L4 - 3 tours. Les bobines sont sans cadre, enroulées sur un mandrin d'un diamètre de 4 mm avec du fil PEV-2 0,8. La fréquence exacte de chaque générateur est sélectionnée en écartant les spires des bobines, après l'accord final des générateurs. Des morceaux de caoutchouc mousse sont insérés à l'intérieur des bobines et remplis de paraffine. Si cela n'est pas fait, un effet de microphone sera observé. Les inductances L6-L9, L11-L14 de l'unité VCO sont enroulées sur des noyaux magnétiques en ferrite annulaire M2000NM, taille K7x4x2. Le nombre de tours - 10 ... 15 pour L6-L9 et L11 ; 30 tours pour L12-L14, fil PEV-2 0,15. Accélérateur L10 - DM 0,1. Vous pouvez également utiliser des inductances importées de petite taille avec des inductances indiquées dans le schéma. Relais K1-K4 - RES49 avec une résistance d'enroulement de 1 kOhm (sélectionné à partir du relais pour une tension de fonctionnement de 24 V). Il est souhaitable d'utiliser des microcircuits dans le synthétiseur des types indiqués dans le schéma. Cela éliminera les problèmes lors de la configuration ultérieure. Au lieu de la puce 74NST9046, elle est encore assez rare à la vente, vous pouvez utiliser HEF4046 (Philips Semiconductors) ou CD4046. En cas de remplacement, vous devez modifier légèrement la disposition de la carte, car toutes les broches de ces microcircuits ne correspondent pas au 9046. L'entrée SIGIN (broche 14), qui est alimentée par un signal DDS, a une sensibilité maximale de 150 mV. Par conséquent, l'amplitude de plus de 4 V ne doit pas être réglée à la sortie de l'amplificateur sur le transistor VT0,3.La sélection de ce mode est effectuée par les résistances R28, R29. Avec certaines instances de 74NST9046, il n'était pas possible d'assurer la fermeture de l'anneau PLL sur toutes les gammes - ce dysfonctionnement a été évité en incluant un condensateur supplémentaire de 1500 pF entre la broche 14 du microcircuit et le fil commun. Les optocoupleurs U1 et U2 sont réfléchissants. La résistance des résistances R13, R15 connectées en série avec les émetteurs ne doit pas être inférieure à 470 ... 510 Ohm, sinon les diodes émettrices risquent de tomber en panne. La diffusion des caractéristiques des optocoupleurs AOT137A nécessite leur réglage individuel, selon une réponse claire au passage d'un "girofle" du disque à proximité de l'optocoupleur. Le mécanisme de valcoder lui-même peut être réalisé de différentes manières. Dans la version de l'auteur, les optocoupleurs sont soudés directement sur la carte contrôleur, devant laquelle tourne un disque de 65 mm de diamètre en duralumin de 0,7 mm d'épaisseur avec 60 dents régulièrement coupées le long du bord du disque. Le milieu des dents est aligné avec les centres des optocoupleurs, la distance entre les optocoupleurs est de 15 mm. Vous pouvez percer des trous dans le disque ou coller du papier avec des secteurs blancs et noirs dessinés, mais la largeur des secteurs dessinés ne doit pas être inférieure à 3 mm, sinon l'encodeur ne déterminera pas clairement chaque secteur. Le disque est situé à une distance de 1,5...2,5 mm de la surface des optocoupleurs. Lorsque le disque tourne, le décalage d'avance doit être réglé sur 90 degrés, c'est-à-dire une demi-dent de plomb. Nous soudons temporairement les résistances d'accord au lieu de R13, R15 et sélectionnons le courant à travers les émetteurs des optocoupleurs en fonction du fonctionnement précis de l'encodeur. La sensibilité des déclencheurs et leurs caractéristiques peuvent être sélectionnées avec les résistances R9-R12, R14. S'ils ne parviennent pas à obtenir un travail précis, l'un des optocoupleurs doit être déplacé, car le décalage requis de 90 degrés n'est pas fourni. La qualité du signal de sortie du synthétiseur peut être estimée à partir du spectrogramme illustré à la Fig. 5 obtenu à l'aide de l'analyseur de spectre SK4-59.
Programmes de contrôle pour microcontrôleurs Auteur : Alexander Tarasov (UT2FW), Reni, Ukraine
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Commentaires sur l'article : Marat ziyatdinov Comment acheter un synthétiseur de fréquence pour 9 bandes par correspondance ?
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