Frequenzsynthesizer für den Bereich von 137 kHz. Schema, Beschreibung

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Frequenzsynthesizer für den Bereich 137 kHz. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Zivile Funkkommunikation

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Der Bereich 135,7...137,8 kHz, der vor relativ kurzer Zeit der Amateurkommunikation zugewiesen wurde, hat in letzter Zeit zunehmende Aufmerksamkeit von Funkamateuren auf sich gezogen. Das neue Sortiment erfordert auch neue Ausrüstung. Dieser Artikel beschreibt einen Frequenzsynthesizer bei 137 kHz, der auf einem Frequenzsynthesizer-Chip eines CB-Radiosenders basiert.

Im 137-kHz-Bereich werden hohe Anforderungen an die Stabilität der Senderfrequenz gestellt, sodass ein herkömmlicher VFO hier wenig nützt. Es ist notwendig, Frequenzsynthesizer mit höherer Stabilität zu verwenden. Der vorgeschlagene Synthesizer weist die folgenden technischen Merkmale auf:

Frequenzbereich, kHz ..... 135,7 ... 137,7
Frequenzschritt, Hz.....50
Gemessene Frequenzinstabilität, Hz.....0,1
Versorgungsspannung, V.....9...15
Verbrauchter Strom, mA, nicht mehr als ..... 150
Ausgangswellenform ..... Rechteckwelle
Ausgangsspannungsamplitude, V ..... 2...2,5

Das Gerätediagramm ist in Abb. dargestellt. 1. Die Wahl eines Frequenzsynthesizer-Chips eines zivilen (CB) Radiosenders (DD1) ist kein Zufall. Bei 40-Kanal-Radiosendern beträgt die Sendefrequenz ca. 27...27,4 MHz und der Synthesizer erzeugt ein Signal mit einer Frequenz von jeweils 13,5...13,7 MHz. Wenn wir einen solchen Synthesizer verwenden und diese Frequenz durch 100 teilen, erhalten wir eine Frequenz, die gerade noch im Bereich von 137 kHz liegt. Die HG1-Anzeige zeigt nicht die Frequenz, sondern die Kanalnummer an, wie bei einem CB-Radiosender. Es ist nicht schwierig, einen Zusammenhang zwischen Häufigkeit und Indikatorwerten herzustellen.

(zum Vergrößern klicken)

Die Schaltung des spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) ähnelt ebenfalls der in diesen Funkgeräten verwendeten, ist jedoch etwas einfacher, da der VCO nicht sowohl im Empfangs- als auch im Sendemodus verwendet werden muss. Der VCO basiert auf dem Transistor VT1. Die vom VCO erzeugte HF-Spannung wird dem DD1-Chip vom Emitter des Transistors VT1 über den Kondensator C8 zugeführt. Im DD1-Chip wird diese Frequenz mit der Referenzfrequenz und einer Spannung verglichen, die proportional zur Größe und dem Vorzeichen des Fehlers ist erzeugt wird. Diese Spannung wird dem VCO an den Varicap VD2 zugeführt, der seine eigene Kapazität und damit die Frequenz in die gewünschte Richtung ändert.

Die Steuerspannung für den Varicap VD2 wird über den T-förmigen Filter R4C7R5 geliefert. Am Eingang des Impulsformers wird die Spannung über den Kondensator C18 direkt aus dem Stromkreis entnommen.

Der Impulsformer dient zur Verstärkung und Begrenzung des VCO-Signals. Es basiert auf den Transistoren VT5 und VT6.

Vom Ausgang des Formers werden Impulse an einen Frequenzteiler gesendet, der die Eingangsfrequenz durch 100 teilt. Der Kollektor des Transistors VT6 ist mit dem Zähleingang des binären Dezimalzählers DD2 verbunden, der die Frequenz durch 10 teilt. Der zweite Der Zähler (DD3) hat ebenfalls einen Teilungsfaktor von 10. Die Besonderheit der Zähler besteht darin, dass die Eingangsfolge zunächst durch 5 und dann durch 2 geteilt wird. Dadurch entsteht am Ausgang eine Spannung, die einem Mäander ähnelt. Ein solches Signal kann einem Empfängermischer mit Direktumsetzung oder über einen Filter dem Eingang eines Sendeleistungsverstärkers zugeführt werden.

Mit den Tasten SB1 und SB2 können Sie eine von 40 Frequenzen in 50-Hz-Schritten auswählen. Der Kippschalter SA1 muss im Normalbetrieb des Synthesizers geschlossen und im Moment der Frequenzänderung geöffnet sein. Zu diesem Zeitpunkt können keine Sendegeräte an den Synthesizer angeschlossen werden, da hier die höchstmögliche Frequenz erzeugt wird.

Das Gerät ist auf einer einseitigen Leiterplatte montiert (Abb. 2). Mit Ausnahme der Anzeige, der Kanalwahltasten, des Kippschalters SA1 und des Kondensators C1 sind fast alle Teile auf der Platine verbaut.

Frequenzsynthesizer für den Bereich von 137 kHz

Der Spannungsstabilisator DA1 muss auf einem kleinen Kühlkörper, beispielsweise einer Duraluminiumplatte, montiert werden. Nach dem Aufbau wird die Platine in ein abgeschirmtes Gehäuse gelegt.

Der Synthesizer-Chip und die Anzeige werden von den CB-Radiosendern START-1, GOLT-359, CONTACT-3 verwendet. Es ist durchaus möglich, Mikroschaltungen anderer Radiosender zu verwenden, da die meisten nach einem ähnlichen Schema aufgebaut sind. Der Quarzresonator ZQ1 kann auch von einem CB-Radiosender aus verwendet werden, also mit einer Frequenz von 10240 kHz, allerdings verschiebt sich in diesem Fall der Frequenzbereich und liegt bei ca. 135...137 kHz. Eine Änderung der Quarzfrequenz um 10 kHz ändert die Ausgangsfrequenz um etwa 100 Hz.

Die Spule L1 ist mit PEV-2-Draht mit einem Durchmesser von 0,63 mm auf einen Rahmen mit einem Durchmesser von 5 mm gewickelt und enthält 9 Windungen einer kontinuierlichen Wicklung. Die Spule wird im Sieb platziert. Nach der Vorabstimmung des VCO muss dieser mit Lack imprägniert werden.

Die Transistoren VT1, VT5, VT6 können aus der Serie KT312, KT315 stammen. Transistoren VT2, VT3, VT4 – alle niederfrequenten PNP-Strukturen mit geringer Leistung. Die Zähler DD2 und DD3 können durch K155IE2 ersetzt werden. Keramikkondensatoren - KM-5.

Kommen wir nun zur Einrichtung. Überprüfen Sie vor dem Einschalten die korrekte Installation. Widerstand R4 von Pin 14 des DDI-Chips ablöten. Schließen Sie einen variablen Widerstand mit einem Widerstand von 22...100 kOhm an, wobei ein Anschluss an die gemeinsame Leitung und der andere an eine +5-V-Quelle (nach dem Spannungsstabilisator) angeschlossen wird. Schließen Sie den Motor mit variablem Widerstand an den versiegelten Anschluss des Widerstands R4 an. Stellen Sie den Motor auf Mittelstellung. Verbinden Sie den Synthesizer-Ausgang (Pin 12 von DD3) mit einem Oszilloskop und einem Frequenzzähler. Spannung anlegen. Wenn die Teile in einwandfreiem Zustand sind und die Installation korrekt durchgeführt wurde, werden auf dem Bildschirm des Oszilloskops Rechteckimpulse mit einer Amplitude von 2...2,5 V beobachtet.

Lassen Sie die Struktur 10 bis 15 Minuten lang aufwärmen. Stellen Sie durch Drehen des L1-Spulentrimmers die Oszillationsfrequenz auf 136,5 bis 137 kHz ein. Drehen Sie den variablen Widerstand von Anschlag zu Anschlag und messen Sie die Frequenz in den äußersten Positionen des Schiebereglers. Er sollte im Bereich von 130 bis 142 kHz liegen und in der Mittelstellung des Motors bei etwa 136 bis 137 kHz. Die minimale Frequenzgrenze liegt bei 134...139 kHz, die maximale bei 125...150 kHz. Wenn der Frequenzbereich breiter als nötig ist, können Sie den Kondensator C11 mit kleinerer Kapazität und C17 mit größerer Kapazität verwenden.

Schalten Sie das Gerät spannungsfrei, löten Sie den Stellwiderstand ab und löten Sie den Widerstand R4 ein. Schalten Sie den Synthesizer ein, testen Sie seinen Betrieb auf verschiedenen Kanälen und passen Sie bei Bedarf die Frequenz an. Dies kann in kleinen Grenzen durch die Wahl des Kondensators C13 erreicht werden. Durch diese Korrektur wird die Frequenz auf allen Kanälen gleichzeitig geändert.

Überprüfen Sie das Leuchten der Anzeige und wählen Sie gegebenenfalls die Widerstände R21 und R23 aus.

Bei der Verwendung eines Synthesizers in Verbindung mit einem Sender ist es notwendig, gute Filter zu verwenden, um höhere Harmonische zu unterdrücken. Bei Verwendung mit einem Direktumwandlungsempfänger reicht die Verwendung eines T- oder U-förmigen einstufigen RC-Filters aus.

Eine Gerätevariante ohne Synthesizer-Chip ist möglich. Wenn Sie nur einen VCO, einen Shaper und einen Divider auf der Platine zusammenbauen, erhalten Sie einen regulären GPA. Um es stabil zu machen, müssen Sie einige Maßnahmen ergreifen.

Stellen Sie die Frequenz auf 136,7 kHz ein (mit einem variablen Widerstand wie oben beschrieben). Richten Sie einen Heißluftstrom auf die Schaltkreiselemente und achten Sie darauf, in welche Richtung und wie stark sich die Schwingungsfrequenz ändert. Lassen Sie die Struktur abkühlen. Bestimmen Sie nun durch vorsichtiges Erhitzen der einzelnen Schaltungselemente C12, C11, C17, C18 und VD2 mit einer Lötkolbenspitze dasjenige, das bei gleichem Erwärmungsgrad die größte Frequenzverschiebung ergibt. Beeil dich nicht! Warten Sie nach dem Erhitzen eines Elements, bis es abgekühlt ist, und überprüfen Sie erst dann das nächste.

Wenn die größte Frequenzverschiebung durch einen Varicap verursacht wird, wählen Sie den Kondensator C11 mit einem TKE so aus, dass seine gleichzeitige Erwärmung keine signifikante Frequenzverschiebung verursacht. Wenn die Frequenzdrift durch einen der Kondensatoren C12, C11, C17 oder C19 verursacht wird, ersetzen Sie ihn durch einen anderen mit derselben Nennleistung, aber einem anderen TKE. Das ultimative Ziel besteht darin, minimale Frequenzänderungen beim Heizen und Kühlen von Kreislaufteilen zu erreichen.

Vergessen Sie nicht, die Schaltungselemente nach jedem Nachlöten abkühlen zu lassen. Dieser Prozess ist der arbeitsintensivste, aber bei sorgfältiger Einrichtung kann eine sehr hohe Frequenzstabilität erreicht werden. Je besser Sie die thermische Kompensation vornehmen, desto stabiler funktioniert die Konstruktion und desto größer ist der Erfolg, den Sie in Zukunft erzielen können.

Beim Debuggen des Synthesizers gelang es mir problemlos, nach einer zehnminütigen Aufwärmphase eine eigene VFO-Frequenzstabilität von nicht schlechter als 3 Hz zu erreichen. Wenn Sie beispielsweise für eine Bake eine höhere Stabilität benötigen, können Sie anstelle der Induktivität L1 einen Quarzresonator mit einer Frequenz von 13570...13780 kHz einbauen.

Autor: N. Filenko (UA9XBI), Inta, Republik Komi

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