Erhöhung der Temperaturstabilität der Betriebsfrequenz des RA3AO-Transceivers. Schema, Beschreibung

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Erhöhung der Temperaturstabilität der Betriebsfrequenz des RA3AO-Transceivers. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Zivile Funkkommunikation

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In diesem Artikel wird das Problem der Erhöhung der Temperaturstabilität der Betriebsfrequenz des RA3AO-Transceivers erörtert, indem in seine Zusammensetzung eine Schaltung zur thermischen Kompensation der Versorgungsspannung des Varicap der Frequenzverstimmungseinheit aufgenommen wird.

Eine Erhöhung der Temperaturstabilität der Betriebsfrequenz des Transceivers RA3AO bei einer Änderung der Umgebungstemperatur und Eigenerwärmung des Gerätes im Betrieb kann durch thermische Kompensation der Versorgungsspannung des Varicaps VD 1 der Frequenzverstimmungseinheit erreicht werden die GPA A5 (Abb. 1 [1]).

Abb.1 (zum Vergrößern anklicken)

Das Prinzip des vorgeschlagenen Verfahrens zur thermischen Kompensation besteht darin, dass durch Ändern der Versorgungsspannung des Varicaps VD1 eine Frequenzverschiebung erreicht wird, die in der Größenordnung gleich ist, aber das entgegengesetzte Vorzeichen hat, wie die durch Temperaturänderung verursachte GPA-Frequenzverschiebung [2,3 ].

Da die Betriebsfrequenz des RA3AO-Transceivers im Empfangs- und Sendemodus zusätzlich zum GPA durch Quarzoszillatoren in den Knoten L4, A7, L 19 bestimmt wird, erfolgt durch thermische Kompensation die Gesamtdrift der Betriebsfrequenz aller Transceiver-Oszillatoren Mit einem vorgeschlagenen Gerät ist es möglich, die Stabilität der Betriebsfrequenz des Transceivers im Temperaturbereich von -10 °C bis +50 °C zu erhöhen.

Bei der Wiederholung des RA3AO-Transceivers können aufgrund der Vielfalt der Konstruktionsmerkmale, der verwendeten Materialien und der Streuung der Parameter der Komponenten der Wert und das Vorzeichen der Temperaturverschiebung der Betriebsfrequenz unterschiedliche Werte haben. Bei dem unten betrachteten thermischen Kompensationsschema ist es möglich, das Vorzeichen und die Größe der thermischen Kompensationsspannung auszuwählen.

In Abb. sind experimentelle Kurven dargestellt, die die Frequenzdrift des Transceivers veranschaulichen, wenn sich die Temperatur im Inneren des Gehäuses mit der Betriebszeit ändert. 2. Hier zeigt Kurve 1 die Verschiebung der Betriebsfrequenz des Transceivers ohne thermische Kompensation, Kurve 2 zeigt die Verschiebung der Frequenz des Transceivers mit einer thermischen Kompensationsschaltung, die jedoch nicht ausreichend angepasst ist, um die notwendige Stabilität der Transceiver-Frequenz zu erreichen. Kurve 3 veranschaulicht die minimale Verschiebung der Betriebsfrequenz des Transceivers bei optimal gewählter Betriebsart der thermischen Kompensationsschaltung.

Erhöhung der Temperaturstabilität der Betriebsfrequenz des RA3AO-Transceivers

Die Analyse der Kurven 1-3 (Abb. 2) zeigt, dass es mit Hilfe einer Wärmekompensationseinheit möglich ist, die mit ihrer Eigenerwärmung verbundene Abweichung der Transceiver-Frequenz zu reduzieren und die Instabilität der Transceiver-Frequenz zu reduzieren Driftwert bei einer stabilen Betriebstemperatur des Transceivers.

Das vorgeschlagene Wärmekompensationsschema stellt die Instabilität der Betriebsfrequenz des Transceivers von nicht mehr als 200 Hz für mehrere Betriebsstunden sicher.

Es sei darauf hingewiesen, dass die betrachtete Wärmekompensationseinheit die Drift der Betriebsfrequenz des Transceivers nicht reduziert.

Die Einführung einer thermischen Kommunikationsschaltung erfordert wenig Aufwand und verkompliziert die RA3AO-Transceiverschaltung etwas. Es kommt auch nicht zu Veränderungen im Betrieb des Geräts durch Verstimmung der Transceiverfrequenz. Aufgrund von Spannungsänderungen am Varicap VD1 während der thermischen Kompensation kommt es jedoch zu einer geringfügigen Änderung des Frequenzverstimmungsbereichs des Transceivers.

Die thermische Kompensationsschaltung kann in jedem Gerät verwendet werden, das eine parametrische Stabilisierung der lokalen Oszillatorfrequenz aufweist.

Das Diagramm der thermischen Kompensationseinheit ist in Abb. 3 dargestellt, und ihre Einbeziehung in den RA3AO-Transceiver ist in Abb. 1 dargestellt. Die Wärmekompensationseinheit ist in der Lücke (angezeigt durch die Punkte A, B) der Stromversorgungsschaltung des Varicaps VD1 der Frequenzverstimmungseinheit des Transceivers enthalten. Die thermische Kommutierungseinheit hält die Anfangsspannung am Punkt B von +8 V aufrecht. Sie wird auf einem vierfachen Operationsverstärker K 1401 UD 2L (B) hergestellt. Als Temperatursensor sei ein Thermistor (R5) genannt, durch den ein stabiler Strom fließt, der vom Operationsverstärker DA1.1 erzeugt wird. Mit dem Widerstand R5 erfolgt eine Linearisierung der Temperaturabhängigkeit des Widerstandswerts des Widerstands R10 im Temperaturbereich von minus 50°C bis plus 3°C. Der Thermistor ist auf dem Flohkörper des GPA-Transceivers montiert. Eine Änderung der Temperatur der GPA-Einheit führt zu einer Änderung des Widerstandswerts des Thermistors, was wiederum zu einer Abweichung der Spannung am Punkt E relativ zur Referenzspannung am Punkt C gleich +7 V führt du. Der Operationsverstärker DA1.2 erzeugt am Punkt D eine betragsmäßig gleiche Spannung dU mit entgegengesetztem Vorzeichen.

Abb.3 (zum Vergrößern anklicken)

Durch Bewegen des Schiebers des variablen Widerstands R10 am Ausgang des Messverstärkers DA1.4 kann das erforderliche Vorzeichen und der Wert der thermischen Kompensationsspannung relativ zur Ausgangsspannung von +8 V innerhalb von ± 1 V am Ausgang erhalten werden des Messverstärkers DA30 bei Temperaturänderungen des Thermistors gegenüber Raumtemperatur um ± XNUMX°C.

Die Thermokompensationseinheit ist auf einer Leiterplatte montiert, die an der Seitenwand der GPA-Einheit angebracht ist. Der Knoten verwendet Widerstände vom Typ S2-ZZP oder MLT 0,125 W, SP5-1b, SP5-3B, Kondensatoren vom Typ KM. Der Temperaturwiderstand Typ ST4-16A oder ST1-17 muss einen zuverlässigen thermischen Kontakt zum Gehäuse der GPA-Einheit haben. Der Chip K1401UD2A (B) kann durch zwei K140UD20 oder vier K140UD6 (K140UD608) ersetzt werden.

Die Einrichtung der Temperaturkompensationseinheit sollte in der folgenden Reihenfolge durchgeführt werden.

Die vorläufige Einstellung der thermischen Kompensationseinheit wird auf das Einstellen der Nullspannung zwischen den Punkten C, D mit einem variablen Widerstand R6 reduziert. Die Spannung zwischen den Punkten C, D muss von einem Tester mit einem vollen Abweichungsstrom von nicht mehr als 100 μA kontrolliert werden.

Die Überprüfung der Korrektheit der Voreinstellung des Knotens reduziert sich auf die Überwachung der Spannung an Punkt B, die bei normaler Raumtemperatur im Inneren des Transceivers + (8 ± 0,5) V betragen sollte.

Die endgültige Einstellung der Temperaturkompensationseinheit wird nach einer Stunde Aufwärmzeit des Transceivers durchgeführt. Durch Einstellen des variablen Widerstands R 10 wird die Betriebsfrequenz des Transceivers eingestellt, die war, als er eingeschaltet wurde.

Nach dem Ausschalten und Abkühlen wird der Transceiver wieder eingeschaltet und die Stabilität der Betriebsfrequenz überprüft, deren Drift ähnlich der Kurve 3 in Abb. 2.

Literatur

1. Drosdov V.V. Amateur-KB-Transceiver. - M.: Radio und Kommunikation, 1988.
2. Krivonosov L.I. Temperaturkompensation elektronischer Schaltungen. - M.: Kommunikation, 1977.
3. Altshtüller G.B. und andere. Quarzoszillatoren. - Referenzhandbuch. - M.: Radio und Kommunikation, 1984.

Autoren: V.Usov, V.Grinman; Veröffentlichung: N. Bolschakow, rf.atnn.ru

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