Synthétiseur de fréquence. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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Récemment, les exigences en matière de stabilité de fréquence des oscillateurs locaux des émetteurs-récepteurs ont augmenté, notamment dans les communications numériques, RTTY, etc. Un certain nombre de publications ont paru décrivant des synthétiseurs de fréquence. Fondamentalement, ce sont des dispositifs complexes, utilisant parfois des microcircuits importés programmables. Souvent, ces appareils sont volumineux, consomment beaucoup de courant et interfèrent avec le chemin de réception de l'émetteur-récepteur. Les détails sont généralement rares. L'auteur a conçu et construit un synthétiseur simple à partir de pièces largement disponibles; en même temps, ses paramètres (tout d'abord, la stabilité de fréquence) ne sont pas inférieurs aux synthétiseurs complexes sur des microcircuits importés, et la simplicité et la clarté peuvent servir de bon outil à de nombreux radioamateurs pour étudier de tels dispositifs.

Le schéma fonctionnel du synthétiseur de fréquence est illustré à la Fig.1. Le synthétiseur possède un oscillateur local commandé en tension (VCO), dont la fréquence moyenne, en fonction de la plage, est réglée par un commutateur. Un élément réactif (RE) est inclus dans le circuit VCO - une varicap. La tension de fréquence VCO est appliquée au diviseur de fréquence commandé, dont le facteur de division est défini à partir du registre de réglage du facteur de division. L'état de ce registre (numéro) est défini par le générateur d'accord. Le signal VCO après le diviseur est transmis à un détecteur fréquence-phase (FPD), où il est comparé en fréquence avec la fréquence de l'oscillateur de référence (dans ce mode de réalisation, 512 Hz). Avec le PFD, le signal d'erreur de réglage de fréquence est transmis à travers un filtre passe-bas (LPF) à un élément réactif (RE).

Ris.1

De cette façon, la fréquence du VCO est ajustée. Le signal du VCO est envoyé au premier étage tampon (BK-1), dans lequel la fréquence du VCO est soit divisée par 2, soit simplement transmise à la sortie du BK-1 sans division (en fonction de la plage et de l'oscillateur local requis). fréquence). Le deuxième étage tampon (BK-11) commute simplement la tension de la fréquence d'oscillateur local requise soit vers le mélangeur de réception (RX), soit vers le mélangeur d'émission (TX). Comme le montre le schéma de circuit (Fig. 2), le VCO est réalisé sur le transistor VT1. Son circuit comprend un varicap VD1.

(cliquez pour agrandir)

La commutation de la fréquence moyenne du VCO est effectuée par le commutateur S1-1, qui en parallèle avec l'inductance principale (L8) en connecte d'autres (L1 ... L7) ou C2. Par l'intermédiaire des émetteurs suiveurs VT2, VT3, le signal est envoyé au premier étage tampon (DD1). Le facteur de division de la puce K1533TM2 est défini (selon la gamme) par le commutateur S1-3. S1-2 bascule le préréglage de la fréquence IF numérique, selon que la fréquence de l'oscillateur local est supérieure ou inférieure à la fréquence de fonctionnement de l'émetteur-récepteur. Dans l'émetteur-récepteur de l'auteur, la fréquence intermédiaire est de 8 MHz et les fréquences de l'oscillateur local dans différentes plages sont indiquées dans le tableau 1.

S1-4 effectue une commutation de bande électronique (filtres passe-bande) dans les chemins de l'émetteur-récepteur. Le diviseur de fréquence commandé est réalisé sur les éléments DD7...DD10. Ce sont des microcircuits K1533IE7. Comme on peut le voir sur le schéma, le signal de VT3 est appliqué à la broche 4 de DD7. Lorsque le comptage atteint zéro dans tous les chiffres, le signal de la broche 13 DD10 mettra tous les éléments du diviseur à l'état spécifié à partir du registre aux entrées "D" des microcircuits DD7 ... DD10. Après cela, il y aura un compte pour "réduire" à nouveau à l'état zéro. Ainsi, la division de fréquence est effectuée conformément à la valeur réglée aux entrées "D". La valeur du coefficient de division est fixée dans le registre DD3 ... DD6 par un générateur d'accord monté sur une puce DD13 et DD12.4. Le générateur est commandé par le potentiomètre R31. Si son élément mobile est en position médiane, le générateur ne fonctionne pas. Si vous le déplacez vers le haut, la génération commencera sur les trois éléments inférieurs selon le schéma DD13.

Dans ce cas, à partir de la sortie 10 DD13, le signal ira à l'entrée +1 (broche 5), DD3 et le registre commencera à commuter par étapes pour augmenter le nombre écrit dedans, ce qui signifie que le facteur de division de fréquence du diviseur commencera à augmenter , et le système d'auto-réglage augmentera la fréquence du VCO à chaque impulsion de 512 Hz. La fréquence des impulsions du générateur de syntonisation (fréquence de syntonisation) dépend de la mesure dans laquelle nous déplaçons R31 "vers le haut" dans ce cas, et peut varier de 0,5 Hz (syntonisation lente) à 1000 Hz - syntonisation rapide. C'est-à-dire que plus le potentiomètre R31 est monté, plus la restructuration est rapide. Pour réduire la fréquence, le curseur du potentiomètre R31 est déplacé vers le bas ; le générateur commencera à travailler sur les trois premiers éléments DD13, et le registre "ira en diminuant". C'est ainsi que se fait le réglage. C'est une manière non conventionnelle, mais vous pouvez rapidement vous y habituer. Le générateur de fréquence de référence est réalisé sur les microcircuits DD14...DD16. Un oscillateur à cristal est réalisé sur DD16. Le quartz est utilisé dans les horloges électroniques. Pour ajuster la fréquence du quartz, et donc la fréquence de l'oscillateur local dans le "pas de grille", la méthode de modification de la tension d'alimentation en DD16 à l'aide de la chaîne R15 ... R17 est utilisée. Dans ce cas, un réglage en douceur du VCO de 1 kHz est obtenu.

La fréquence de l'oscillateur à cristal est divisée par 64 à l'aide des microcircuits DD14, DD15 et est envoyée à l'une des entrées du PFD, réalisée sur DD11, DD12. La tension y est également fournie à partir de la sortie du diviseur de fréquence commandé. Le signal d'erreur de la sortie PFD à travers le filtre passe-bas (R1, R2, R26, C1, C3, C9) est transmis à la varicap. La chaîne R27, C15 stabilise le mode de fonctionnement lors de la commutation de fréquence et élimine la caractéristique de "croquement et gazouillis" des systèmes avec un PFD similaire pendant le réglage. La chaîne R18, C14 est utilisée pour le réglage initial du registre à l'état 32768 (lorsque l'émetteur-récepteur est allumé). BK-I - un simple interrupteur de signal sur les éléments logiques. Le synthétiseur est réalisé en un seul bloc sur une planche aux dimensions de 125x120 mm. Les éléments de réglage S1, R17, R31 sont fixés à la planche à l'aide d'un coin en aluminium. Les inducteurs ne sont pas critiques pour les paramètres, et n'importe quel diamètre de 6 ... 7 mm peut être utilisé, en accordant - avec des noyaux en laiton. Potentiomètre R31 - type SP-1. Commutateur S1 - type PG3-11P4N, compact. Il est souhaitable d'utiliser des microcircuits de la série 1533, bien qu'il soit également possible d'utiliser la série 155, mais dans ce cas la consommation de courant passera de 350 à 550 mA pour une source +5 V. La consommation de courant pour la tension est de 12V - 25 mA. L'auteur a utilisé une carte avec un câblage imprimé sur un seul côté (Fig. 3), il y a donc beaucoup de cavaliers sur le côté avec les détails. Vous pouvez également payer par d'autres moyens.

L'auteur a réalisé le générateur 512 Hz en utilisant des microcircuits DD14...DD16 et du quartz d'horloge. Vous pouvez utiliser d'autres options avec d'autres quartz, mais la fréquence de sortie doit être comprise entre 400 et 650 Hz. La configuration est la suivante : 1. Vérifiez le fonctionnement du générateur de configuration. En position médiane de R31 (secteur environ -45°) il ne devrait y avoir aucune génération ; s'il est présent, ou si le secteur de manque de génération est petit ou grand, cela peut être éliminé en sélectionnant R29, R30. Aux positions extrêmes de R31, la fréquence de génération doit être d'environ 1 kHz. 2. Le fonctionnement de l'oscillateur à quartz lui-même et de ses diviseurs est vérifié. La fréquence de sortie du DD15 (broche 8) doit être de 512 Hz (lors de l'utilisation d'un quartz d'horloge). 3. Ensuite, le VCO est réglé. Pour ce faire, la broche R1 droite (selon le schéma schématique) est dessoudée de la carte et une tension de +5 V lui est appliquée à partir d'un diviseur de tension (vous pouvez utiliser un potentiomètre de 30...6,5 kOhm). La portée de 20 m est activée. En faisant tourner le noyau L8, vous devriez atteindre la valeur de fréquence requise fget.sr (selon le tableau 1); Ensuite, activez la portée de 160 m et configurez fhet.av. en utilisant le noyau L1.

Nous allumons la portée de 30 m et, en sélectionnant les tours L3, ajustons fhet.sr (L3, L5, L7 sont enroulés sur des noyaux d'un diamètre de 3 mm et montés directement sur S1). Nous activons la portée de 80 m et utilisons C2 pour ajuster fhet.av. Nous activons la portée de 14 m et utilisons le noyau L4 pour configurer fhet.av. La portée de 10 m est divisée en deux sous-bandes distinctes : I - 28,00...28,8 MHz et II - 28,8...29,7 MHz. Nous activons la deuxième sous-bande de 10 m et utilisons le noyau L6 pour la régler sur fhet.sr. Ensuite, nous activons la première sous-bande de 10 m et, en sélectionnant les tours L7, la configurons fhet.sr. Dans notre cas, elle est approximativement égale à fhet.sr pour la portée de 18 m.

Nous activons la portée de 12 m et, en sélectionnant les virages L5, nous la réglons sur fhet.av. Bien sûr, vous pouvez utiliser ce circuit synthétiseur pour un émetteur-récepteur avec une fréquence intermédiaire différente, et non 8 MHz. Ensuite, vous devez d'abord recalculer le tableau 1 pour une fréquence intermédiaire différente, puis apporter quelques modifications au schéma de commutation de gamme VCO. 4. Une vérification complète du synthétiseur est effectuée - n'importe quelle plage est activée (avant cela, il est nécessaire de souder R1 dans le circuit) et la fréquence de fonctionnement de l'oscillateur local (ou de l'émetteur-récepteur à l'échelle numérique) est déterminée. S'il est supérieur ou inférieur à la fréquence de la plage - en le tournant complètement du côté correspondant de R31, nous le réglons d'abord dans la plage, puis en tournant R31 à un petit angle du milieu (accord en douceur) nous fixons la fréquence souhaitée. Ceci vérifie le fonctionnement de l'émetteur-récepteur sur toutes les gammes. Le temps de restructuration d'une plage à l'autre avec une certaine compétence n'est pas supérieur à 10 s. Si, au cours du processus d'installation, certaines opérations s'écartent de la norme, cela signifie qu'il y a soit des erreurs d'installation, soit des pièces défectueuses.

En général, le synthétiseur s'est avéré fiable, exceptionnellement stable, n'interférant pas avec d'autres circuits et chemins d'émetteur-récepteur.

Malheureusement, seuls les radioamateurs expérimentés et familiarisés avec la technologie numérique peuvent répéter le schéma. D'une manière générale, la description peut être intéressante du point de vue de certains "SAVOIR-FAIRE", en particulier, l'utilisation du circuit d'origine sur 1533TM2 (DD1), qui, selon les tensions appliquées aux entrées "R" , divise par 2 ou diffuse simplement le signal ; syntoniser les circuits du générateur, etc.

littérature

1. Shilo V.L. Circuits numériques populaires. - 1988.
2. Belyansky A. Synthétiseur de fréquence. - Radioamateur. KB et UKB.1998. N° 4, 5.

Auteur : L. Rivaenkov (UA3LDW), Smolensk ; Publication : N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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