Digitale Mikroschaltungen in Sportgeräten. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Knoten von Amateurfunkgeräten

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In letzter Zeit verwenden Funksportler – Kurzwelle, Ultrakurzwelle und „Fuchsjäger“ – zunehmend integrierte Schaltkreise in ihrer Ausrüstung. Heutzutage ist es möglich, mithilfe von Mikroschaltungen fast den gesamten Empfangs- und den größten Teil des Sendepfads eines Transceivers sowie einen Funkempfänger für die „Fuchsjagd“ zu bauen. Der Einsatz von Mikroschaltungen vereinfacht nicht nur das Design von Sportgeräten erheblich, sondern reduziert auch deren Abmessungen und Gewicht. Es besteht eine echte Chance, qualitativ neue Geräte zu entwickeln, deren Herstellung aus diskreten Elementen für eine Vielzahl von Funkamateuren praktisch unzugänglich war. Digitale Waagen, hochwertige Phasenregelkreissysteme, Anzeigegeräte (Displays) – dies ist keine vollständige Liste von Komponenten, deren Einführung in Sportgeräte erst durch den Einsatz integrierter Schaltkreise möglich wurde.

In sportlichen HF- und VHF-Geräten werden zunehmend digitale Mikroschaltungen verwendet. Von diesen sind in der Amateurfunkpraxis die am weitesten verbreiteten Mikroschaltungen die Serien K133 und K 155, die eine ziemlich hohe Geschwindigkeit und eine gute Belastbarkeit aufweisen und leicht mit auf Transistoren hergestellten Knoten übereinstimmen. Diese Mikroschaltkreise werden verwendet, um automatische Telegrafenschlüssel, Morsecode-Sensoren, elektronische Digitalwaagen, einzelne Einheiten von Sportgeräten usw.

Mit D-Triggern lässt sich beispielsweise einfach ein Phasenschieber mit einer Phasenverschiebung von 0°-180°-90°-270° aufbauen (Abb. 1). Im Vergleich zu dem in „Radio“, 1977, Nr. 6, beschriebenen Verfahren bietet es eine höhere Genauigkeit der Phasenbeziehungen, da es keinen Vorteilungstrigger hat, was zu zusätzlichen Fehlern führt.

In Abb. Abbildung 2 zeigt ein Diagramm eines Mischers auf Basis eines D-Flip-Flops, der sich von analogen Mischern nicht nur durch seine Einfachheit unterscheidet, sondern auch dadurch, dass an seinem Ausgang bis auf den Unterschied keine Umwandlungsprodukte gebildet werden Frequenz und ihre Harmonischen. Dies ermöglicht in manchen Fällen den Verzicht auf das Filtersystem. Den Eingängen D und C werden Signale mit den Frequenzen f1 und f2 zugeführt. Die Verteilung der Signale auf die Eingänge spielt keine Rolle: An den Triggerausgängen erscheint in jedem Fall ein Differenzfrequenzsignal. Wichtig ist nur, dass erstens das Signal am Eingang C eine ziemlich steile Flanke hat und zweitens, dass sich die Frequenzen f1 und f2 nicht mehr als 30...35 % voneinander unterscheiden. Die Signalform am Eingang D spielt keine besondere Rolle.

Auf Basis eines solchen Mischers ist es möglich, einen effektiven Schwellenwertdetektor für einen „Lisolov“-Empfänger aufzubauen.

Am Eingang C wird das Signal des Telegrafenlokaloszillators und am Eingang D das ZF-Signal eingespeist. Bis die positive Halbwelle der ZF-Spannung einen Pegel von 2...2,4 V erreicht, liegt am Ausgang kein Signal an des Detektors. Ein solcher Detektor verfügt über eine klar definierte Grenzschwelle und ist bei der Suche im Nahbereich sehr effektiv. Wenn die Zwischenfrequenz im „Lisolov“-Empfänger weniger als 1 MHz beträgt, ist es ratsamer, kostengünstige Trigger der K134-Serie zu verwenden.

Aus Logikelementen lassen sich auch analoge Mischer bauen, mit denen man sowohl die Differenz- als auch die Summenfrequenz zweier Schwingungen erhalten kann. Eine der Optionen für einen Mischer basierend auf dem „2I-NOT“-Element ist in Abb. dargestellt. 3. Im Prinzip unterscheidet es sich nicht von herkömmlichen Modellen, die auf analogen Elementen basieren. Dabei kann das Frequenzverhältnis beliebig sein und das Differenz- bzw. Summenfrequenzsignal wird durch einen entsprechenden Filter vom Spektrum des Ausgangssignals getrennt.

Die oben beschriebenen digitalen und analogen Mischer sind nicht zum Aufbau von SSB-Detektoren, Modulatoren und Konvertern geeignet. Lineare Mischer können aber auch mit digitalen Chips erstellt werden.

Eine der Varianten eines solchen Mischers (vorgeschlagen von V. Polyakov, RA3AAE) ist in Abb. 4 dargestellt. 1. Es ist ein symmetrischer Modulator, der auf einem Schlüsselkonverter basiert und zum Aufbau von Einseitenband-Signalkonditionierern oder -konvertern verwendet werden kann. Der Modulator muss nicht eingestellt werden. Bei Verwendung eines Anpasstrafos (T40) eines Transistorradios wird die Trägerfrequenz um mindestens 2.1 dB unterdrückt. Für eine stärkere Unterdrückung ist es erforderlich, die Sekundärwicklungen des Transformators sorgfältig symmetrisch auszugleichen. Genau genommen sollte bei einem solchen Modulator das Trägerfrequenzsignal gar nicht am Ausgang anliegen, da es nicht zum Transformator geht, sondern nur die Schaltfrequenz von an den Elementen D2.2 und DXNUMX vorgenommenen elektronischen Schaltern bestimmt , die die Ausgänge der Sekundärwicklungen mit einem gemeinsamen Draht verbinden.

In einem realen Gerät hat der Ausgang jedoch aufgrund der unzureichenden Symmetrie der Sekundärwicklungen des Transformators immer eine Trägerfrequenzspannung.

Digitale Chips können zur Ansteuerung der Ausgangsstufen von Telegrafensendern mit geringer Leistung, beispielsweise Fuchsjagdsendern, verwendet werden (Abb. 5). Eine solche Ausgangsstufe arbeitet in einem Modus, der der Klasse B ähnelt. Im Wesentlichen wird der Transistor V1 durch Rechteckimpulse angeregt, deren Form einer Rechteckwelle ähnelt, sodass am Senderausgang eine recht wirksame Oberwellenfilterung erforderlich ist.

Bei einer Frequenz von 3,5 MHz kann die Eingangsleistung 10 ... 12 Watt betragen. Der Widerstand R2 wird so ausgewählt, dass er den maximal zulässigen Wert für den Transistor V1 nicht überschreitet.

In Amateur-Kurzwellengeräten wird häufig die Methode der Frequenzvervielfachung eines niederfrequenten Hauptoszillators verwendet, um Frequenzen in höheren Frequenzbereichen zu erhalten. In diesem Fall erweist sich das Gerät als sperrig und kritisch für die Einrichtung. Außerdem nimmt die Signalamplitude ab, wenn die Oberwellenzahl zunimmt. Viel einfacher lässt sich dieses Problem lösen, indem die Frequenz des Hauptoszillators unter Verwendung von Elementen der Digitaltechnik geteilt wird (Abb. 6). Auf den Triggern D1, D2.1 ist ein Frequenzteiler montiert, auf dem D3-Chip - elektronische Schlüssel. Abhängig von den spezifischen Bedingungen kann der Master-Oszillator glatt, quarzförmig, interpoliert oder von einer PLL-Schleife abgedeckt sein.

Es ist zu beachten, dass die dem Zehn-Meter-Amateurband entsprechenden Frequenzen die maximale Schaltfrequenz überschreiten, die für die Auslöser der Serie K155 garantiert ist. Daher funktioniert nicht jede K155TM2-Mikroschaltung in der ersten Stufe des Teilers. Ebenso kann nicht jeder K155LA8-Mikroschaltkreis diese Frequenzen effektiv durchlassen. Daher kann bei der Wiederholung dieses Geräts die Auswahl von D1 und D3 erforderlich sein. Ein Beispiel für ein Funkübertragungsgerät, das digitale Mikroschaltungen verwendet, ist ein von R. Guev (UA6XBP) und A. Volchenko entwickelter „Fuchsjagdsender“. Es wurde auf der 28. All-Union-Ausstellung der Funkamateure – DOSAAF Designers – ausgestellt. Die Senderschaltung ist in Abb. dargestellt. 7. Seine Ausgangsleistung beträgt im 3,5-MHz-Bereich etwa 2 W, im 28-MHz-Bereich etwa 1,5 W.

Im 28-MHz-Bereich wird das am Transistor V1 erzeugte Signal des Hauptoszillators über die Elemente D1.1 und D1.2 dem Leistungsverstärker am Transistor V2 und dann der Antenne zugeführt. Der Schalter S1 schaltet bei Bedarf den Tongenerator (Elemente D1.3, D1.4, D2.1) ein, von dem ein Signal mit einer Frequenz von etwa 1000 Hz dem zweiten Eingang des Elements D1.1 zugeführt wird fungiert in diesem Fall als Amplitudenmodulator.

Beim Betrieb im Bereich von 3,5 MHz wird der Durchgang des Signals durch das Element D1.1 durch eine logische 0 blockiert, die durch die Kontakte des Schalters S2 zum unteren (gemäß der Schaltung) Eingang dieses Elements gelangt. Das Hauptoszillatorsignal wird durch die Trigger D3.1, D3.2, D4.1 durch 8 geteilt und vom Ausgang des letzten Triggers einem Leistungsverstärker zugeführt, der auf dem Transistor V3 hergestellt ist. Die Manipulation kann sowohl mit Hilfe eines Telegrafenschlüssels als auch mit einem automatischen Manipulator durchgeführt werden.

Die Spule L1 im Sender ist auf einem Ringkern aus M30VCh-Ferrit (Größe K12X X6X4.5) aufgebaut. Es enthält 13 Windungen PELSHO 0,35 Draht (Ausgänge von der 3. und 6. Windung, von oben gezählt gemäß dem Diagramm). Die Spulen L2-L4 sind auf einen Rahmen mit einem Durchmesser von 10 mm gewickelt. Spule L2 sollte 15 Windungen PEV-1 0,8-Draht enthalten, L3 (über L2 gewickelt) - 6 Windungen PELSHO 0,35, L4 - 40 Windungen PELSHO 0,15. Bei den Spulen L2 und L4 sollten Abgriffe ab etwa einem Drittel der Windungen erfolgen (Zählung von oben gemäß Diagramm). Trimmer für Spulen L2-L4 - SCR-1.

Autor: T. Krymshamkhalov (UA6XAC), Naltschik; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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