Digitaler Frequenzvervielfacher. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Funkamateur-Designer

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Die digitale Aufteilung einer stabilen Signalfrequenz, beispielsweise mittels Zählern oder Flip-Flops, ist in der Amateurfunkpraxis weit verbreitet. Diese Technik wird verwendet, wenn die Frequenz des durch einen Quarzresonator stabilisierten Masteroszillators um eine ganze Zahl reduziert werden muss. Wesentlich seltener kommt die digitale Multiplikation der Signalfrequenz zum Einsatz, was sich in manchen Fällen als sinnvoll erweist. Wenn Sie beispielsweise keinen geeigneten Resonator finden, ist es besser, die Frequenz zunächst mit einem Multiplikator zu erhöhen und sie dann auf den erforderlichen Wert zu dividieren. Ein solches Gerät wird beschrieben

Den Lesern wird eine Variante eines digitalen Frequenzumrichters angeboten. Betrachten wir das Prinzip der Signalbildung am Beispiel der Synthese der Frequenz 523,3 Hz einer „singenden“ Stimmgabel. Es wird im Artikel „Stimmgabel eines Musikers und Sängers“ („Radio“, 1998, Nr. 10, S. 62, 63) beschrieben. Der Autor hat berechnet: Wenn die Frequenz des weit verbreiteten „Takt“-Resonators 32 Hz zunächst mit 768 multipliziert und dann durch 10 geteilt wird, erhalten wir eine Frequenz von 626 Hz, was der Frequenz der Note „bis“ zur Sekunde entspricht Oktave mit einem Fehler von 523,5 %. Ein Diagramm eines anderen Teils eines solchen Geräts als die Basisversion (siehe den oben genannten Artikel) ist in Abb. dargestellt. 2.

(zum Vergrößern klicken)

Von größtem Interesse ist der Frequenzvervielfacher an den Elementen der DD5-Mikroschaltung, an dessen Eingang über die C5R5-Differenzschaltung ein Rechtecksignal mit einer Frequenz von 32 Hz vom Ausgang der DD768-Mikroschaltung ankommt. Der aus Kondensator C1, Widerstand R5 und Element DD5 ​​zusammengesetzte Shaper erzeugt für jeden positiven Abfall am Eingang einen Low-Pegel-Impuls mit einer Dauer von etwa 5.1 μs. Es wirkt auf den unteren (je nach Schaltung) Eingang des DD1,5-Elements, das zusammen mit den Elementen DD5.2, DD5.3, Kondensator C5.4 und Widerstand R6 einen herkömmlichen Rechteckimpulsgenerator bildet. Der Generator ist auf eine Frequenz von ca. 6 Hz abgestimmt, was einer Pulswiederholungsperiode von ca. 27 µs entspricht. Durch den Shaper wird diese nicht ganz genaue Frequenz jedoch im Mittel zu einer stabilen, da mit jedem zehnten Impuls die Phase der Generatorschwingungen angepasst wird.

Nehmen wir an, dass die Wiederholperiode der Generatorimpulse etwas mehr als 3,05 μs beträgt. Dann ist aufgrund des Shapers jeder zehnte Low-Level-Puls kürzer als die anderen (Abb. 2, a). Wenn die Periode etwas weniger als 3,05 μs beträgt, wird jeder zehnte Hochpegelimpuls länger als die benachbarten (Abb. 2, b). Dadurch werden für jeden Eingangssynchronisationsimpuls mit einer Periode von etwa 30,5 µs zehn Ausgangsimpulse erzeugt, deren Wiederholungsperiode im Durchschnitt der erforderlichen entspricht.

Die Chips DD2, DD3, Trigger DD4.1, Widerstand R3 und Dioden VD1-VD4 bilden einen Frequenzteiler von 327 680 Hz mal 313 und Trigger DD4.2 - mal 2. Aus den direkten und inversen Ausgängen des letzteren entsteht ein Rechtecksignal wird der Basis der Transistoren VT1- VT4 des Gegentaktbrückenverstärkers AF zugeführt, dessen Last ein variabler Widerstand R4 - Lautstärkeregler - und ein piezoelektrischer Emitter HA1 ist.

Die Einrichtung des Frequenzumrichters ist einfach. Zunächst wird der Widerstandswert (kleiner) des Widerstands R6 gewählt, bei dem der Multiplikator im Frequenzmultiplikationsmodus um 11 arbeitet, was der Extraktion des „mittleren“ Tons durch die Stimmgabel entspricht, der näher an der Note liegt. re“ als das „cis“ der 2. Oktave. Dann wird ein Widerstandswert (größer) desselben Widerstands ausgewählt, bei dem der Multiplikator im Frequenzmultiplikationsmodus mit 9 arbeitet und die Stimmgabel einen Ton knapp über dem „B“ der 1. Oktave spielt. Angenommen, im ersten Fall beträgt der Widerstand 68 kOhm und im zweiten 82 kOhm. Daher beträgt der durchschnittliche Widerstandswert des Widerstands R6 75 kOhm – er ist im Gerät verbaut. Jetzt beträgt der Multiplikationsfaktor zweifellos 10, und die Stimmgabel gibt einen Ton „bis zur“ 2. Oktave aus.

Autor: V.Bannikov, Moskau

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