Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Zivile Funkkommunikation

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Der Frequenzsynthesizer in Kommunikationsgeräten bestimmt als Herzstück des Abstimmungssystems nicht nur den Verbraucher, sondern auch die selektiven Eigenschaften eines bestimmten Geräts. In den letzten Jahren sind Amateurfunk-Designs von Synthesizern aufgetaucht, die Mikroschaltungen für die direkte digitale Synthese von Analog Device (analog.com) verwenden. Die Mikroschaltungen unterscheiden sich voneinander durch ihre maximale Ausgangsfrequenz, die Qualität des synthetisierten Signals, die Ausgereiftheit des Dienstes und, nicht weniger wichtig, den Preis. Versuchen wir herauszufinden, wie und welche DDS-Mikroschaltungen beim Aufbau eines Frequenzsynthesizers für einen Kurzwellen-Transceiver sinnvoll sind.

Direkte digitale Frequenzsynthese – DDS (Direct Digital Sinthesys), eine eher „junge“ Synthesemethode, deren erste Veröffentlichungen Ende der 70er Jahre erschienen. Die Frequenzauflösung von DDS erreicht Hundertstel und sogar Tausendstel Hertz bei einer Ausgangsfrequenz von mehreren zehn Megahertz. Ein weiteres charakteristisches Merkmal von DDS ist seine sehr hohe Frequenzabstimmgeschwindigkeit, die nur durch die Geschwindigkeit der digitalen Steuerschnittstelle begrenzt ist. PLL-basierte Synthesizer nutzen eine Rückkopplung und Filterung des Fehlersignals, was den Frequenzabstimmungsprozess verlangsamt. Da das DDS-Ausgangssignal digital synthetisiert wird, können verschiedene Modulationsarten implementiert werden. Sowohl aus technischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht erfüllt der DDS die meisten Kriterien für einen idealen Frequenzsynthesizer: Er ist einfach, hochintegriert und klein. Viele DDS-Parameter sind softwaregesteuert, sodass Sie dem Gerät neue Funktionen hinzufügen können. All dies macht DDS-Synthesizer zu sehr vielversprechenden Geräten.

Es gibt einige Einschränkungen im Zusammenhang mit den Sampling- und Digital-Analog-Konvertierungsprozessen, die in DDS stattfinden:

• die maximale Ausgangsfrequenz darf die Hälfte der Taktfrequenz nicht überschreiten (in der Praxis sogar noch weniger), was den Einsatz von DDS auf die HF-Regionen und Teile des VHF-Bereichs beschränkt;
• Die einzelnen Störkomponenten des DDS-Ausgangssignals können im Vergleich zu anderen Synthesizertypen erheblich sein. Die spektrale Reinheit des Ausgangssignals hängt stark von der Qualität des DAC ab;
• Der Stromverbrauch ist nahezu direkt proportional zur Taktfrequenz und kann Hunderte von Milliwatt erreichen, was den Einsatz in batteriebetriebenen Geräten möglicherweise einschränkt.

Ohne auf den Aufbau und das Funktionsprinzip von DDS-Mikroschaltungen näher einzugehen (all dies ist in der Fachliteratur ausführlich beschrieben), werden wir uns nur auf allgemeine Fragen ihrer Anwendung und Eigenschaften konzentrieren.

Das Hauptproblem, das immer noch die Verwendung von DDS-Mikroschaltungen als Lokaloszillator eines KB-Transceivers behindert, ist das Vorhandensein von Komponenten im Spektrum, deren Pegel etwa -80 dB beträgt. Sie sind in einer fast kontinuierlichen Folge zu hören (wie ein „Zaun“ betroffener Punkte), wenn der Transceiver bei ausgeschalteter Antenne neu aufgebaut wird. Sie können diese Komponenten nur entfernen, indem Sie die Ausgangsfrequenz des DDS-Filters überwachen, aber die Herstellung eines solchen Filters verkompliziert das Design erheblich.

Der Autor versuchte, ein synthetisiertes Signal direkt vom Ausgang von DDS-Chips in selbstgebauten Transceivern zu verwenden, anstelle eines lokalen Oszillatorsignals, das auf einem „klassischen“ Single-Loop-Synthesizer basiert. Das Ausgangssignal des DDS-Synthesizers wurde durch einen Tiefpassfilter mit einer Grenzfrequenz von 32 MHz gefiltert. Die Transceiver, in denen die Synthesizer getestet wurden, wurden nach einer einzigen Konvertierungsschaltung und einer ZF im Bereich von 8,321 ... 8,9 MHz gebaut. Der erste Mischer ist passiv, besteht aus KP305B-Transistoren oder einer KR590KN8A-Mikroschaltung und wird von einem „Mäander“ gesteuert. Der HF-Signalpegel am Mischpult beträgt nicht mehr als 3 V (rms). Empfindlichkeit - 0,3 µV. Der Dynamikbereich für die Intermodulation beträgt nicht weniger als 90 dB, wenn zwei Signale mit einem Abstand von ±8 kHz zugeführt werden, was nach Meinung des Autors für die meisten Funkamateure, die in der Luft arbeiten, geeignet ist. Alle getesteten Transceiver mit einem „klassischen“ Single-Loop-Synthesizer hatten genau diese Parameter. Eine ausführliche Beschreibung finden Sie auf der Website cqham.ru/ut2fw. Dort finden Sie auch einen Schaltplan eines darauf basierenden DDS-Synthesizers.

Tests von Synthesizern zeigten, dass beispielsweise bei der AD9850-Mikroschaltung der Komponentenpegel auf 2...4 Punkte auf der S-Meter-Skala festgelegt war. Bei angeschlossener Antenne und dem Pegel des Funkrauschens zeigte das S-Meter bei Frequenzen unter 4 MHz 7 bis 10 Punkte an. Auf den Schießständen 160 und 80 m war der „Zaun“ praktisch unsichtbar.

Mit der Mikroschaltung AD9851, deren Rauscheigenschaften um 10 dB besser sind, überschritt der durchschnittliche Pegel der Kombinationskomponenten 1...3 Punkte auf der S-Meter-Skala nicht. Beim Funkbetrieb bei Frequenzen unter 10 MHz sind sie für das Gehör praktisch nicht wahrnehmbar, dies hängt jedoch wiederum vom Wert der gewählten Zwischenfrequenz (z. B. 8,363 MHz) ab. Die Qualität des vom DDS-Chip synthetisierten Signals ist ausgezeichnet, der Ton ist „ideal“, die Breite des „Rauschens“ ist minimal. Die Auflösung des Spektrumanalysators SK4-59 ermöglichte es uns nicht, den Unterschied zwischen dem Signal dieses Synthesizers und dem Signal eines klassischen GPA auf einem Feldeffekttransistor (KP307G, induktiver Dreipunkt, Abstimmung mit KPE) zu finden. Ohne diese, wenn auch eher schwachen „Peak, Peak, Peak“ beim Tuning wäre es möglich, den Single-Loop-Synthesizer aus dem Transceiver zu werfen und an seiner Stelle einen DDS-Synthesizer zu installieren.

Die durchgeführte Arbeit lässt uns sagen, dass es unmöglich ist, die Mikroschaltungen AD9850, AD9851 mit direkter digitaler Synthese in einem Transceiver mit einer Empfindlichkeit von etwa 0,3 μV zu verwenden, ohne seine Eigenschaften zu verschlechtern. Es ist möglich, dass diese Mikroschaltungen bei weniger strengen Anforderungen an die Empfindlichkeit des Transceivers und einer anderen Version des Mischers in einem Lokaloszillator Anwendung finden können. Dies wird wahrscheinlich eine gute Option für einen Mikrotransceiver-Synthesizer für Reisebedingungen mit allen Arten von Diensten (Steuerung durch den Prozessor), praktisch ohne Eingangsfilter (Up-Conversion) und einem kontinuierlichen Arbeitsbereich von 0 bis 15 MHz sein. Die Abmessungen des Synthesizers sind zusammen mit der Steuerung nicht größer als eine Streichholzschachtel. Die maximale synthetisierte Frequenz kann mehr als 75 MHz betragen und die Zwischenfrequenz des Transceivers kann 60 MHz erreichen! Der Verstellschritt beträgt sogar einen Bruchteil eines Hertz!

In den Beschreibungen von DDS-Chips bietet der Hersteller zwei Möglichkeiten für deren Einsatz in PLL-Synthesizern mit erhöhten Anforderungen an die Qualität des Ausgangssignals an: den Einsatz als „einstellbarer Referenzoszillator“ oder als Teiler mit variablem Teilungsfaktor (VDC) in ein Single-Loop-Synthesizer. Über den Unterschied in den Qualitätsmerkmalen der Synthesizer beider Versionen konnten keine Informationen gefunden werden.

Bei der Analyse der Schaltkreise importierter Transceiver entdeckte der Autor die Implementierung nur der zweiten Option (z. B. in den Transceivern FT-100, FT-817), auf deren Grundlage der vorgeschlagene Synthesizer gebaut wurde. Hervorzuheben ist auch die Vielseitigkeit dieser Version des Synthesizers. Abhängig vom Steuerprogramm und der Abstimmfrequenz des VCO kann er entweder als Low-IF-Transceiver oder als „Up-Conversion“-Transceiver verwendet werden. In einem Synthesizer für niedrige ZF arbeitet der VCO mit viermal höheren Frequenzen als erforderlich, und wenn das Signal dem Mischer zugeführt wird, wird seine Frequenz durch einen zusätzlichen Teiler durch vier geteilt. Durch den Wegfall des Teilers durch 4 kann der Synthesizer zur Überarbeitung und Erweiterung der Fähigkeiten stillgelegter militärischer Kommunikationsgeräte, beispielsweise „R-4“, „Yadro“, „Kristall“, „R-143“ und dergleichen, verwendet werden. mit einem hohen ersten IF. In der Tabelle 399 zeigt das „Standard“-Frequenzlayout für niedrige ZF (1 MHz).

In der Tabelle 2 - Frequenzlayout für 90 MHz ZF, das auch für jede andere Frequenz verwendet werden kann (es gibt keine Einschränkungen im Programm), und seine Verwendung in einem Transceiver mit niedriger ZF erleichtert das Problem der Unterdrückung von Spiegel- und Seitenempfangskanälen erheblich.

Das Blockschaltbild des Synthesizers ist in Abb. dargestellt. 1. Das 20-MHz-Quarztaktsignal wird gleichzeitig zum Betrieb des DDS-Chips und des PIC-Controllers verwendet.

Abhängig vom gewählten Bereich und dem Steuerprogramm des Controllers erzeugt die DDS-Mikroschaltung Frequenzen von 80 bis 500 kHz, die über einen Tiefpassfilter (LPF) einem der Eingänge des Frequenz-Phasen-Detektors (PD) zugeführt werden. Die Ausgangsfrequenz des VCO wird durch 256 geteilt und dem zweiten Eingang des Frequenz-Phasen-Detektors zugeführt. Die Spannung vom PD-Ausgang wird, nachdem sie den Tiefpassfilter durchlaufen hat, dem VCO-Frequenzabstimmungs-Varicap zugeführt. Die Spannung ändert sich, bis die Frequenzen an beiden PD-Eingängen übereinstimmen. Wenn die Frequenzen übereinstimmen, schließt sich der PLL-Ring und hält die Frequenz. Die Ausgangsfrequenz des DDS wird vom Mikrocontroller entsprechend dem darin eingebetteten Programm und dem Zustand der externen Steuerkreise gesteuert. Um die VCO-Frequenz für den Aufbau eines TRX mit niedriger ZF geeignet zu machen, wird sie weiter durch 2 oder 4 geteilt, je nachdem, welcher Mischer im Transceiver verwendet wird. Im Transceiver des Autors erfolgt die Bildung gegenphasiger Steuersignale für den Mischer auf einer 74AC74-Mikroschaltung, die die Frequenz durch 2 teilt.

Der Stimmschritt des Synthesizers wird per Software ausgewählt und kann in Schritten von 1, 10, 20, 30, 50, 100,1000, 5000 oder 70 Hz eingestellt werden. Die Frequenzstabilität des Synthesizers, die hauptsächlich von der Stabilität des Quarzuhroszillators abhängt, ist vergleichbar mit der Stabilität von Synthesizern importierter Industrie-Transceiver. Bei konstanter Umgebungstemperatur ist eine Frequenzdrift innerhalb weniger Hertz möglich. Wenn der Taktgenerator mit einem Lötkolben auf +28 °C erhitzt wird, beträgt die Frequenzdrift im 140-MHz-Bereich maximal 756 Hz. Beispielsweise beträgt beim teuren Transceiver „IC-200“ (nach Angaben des Unternehmens) in der ersten Stunde nach dem Einschalten die Frequenzänderung ±30 Hz und nach dem Aufwärmen ±25 Hz pro Stunde bei einer Temperatur von +0 °C. Bei einer Temperaturänderung von 50 auf +350 °C kann die Frequenz innerhalb von ±XNUMX Hz schwanken.

Der Synthesizer verwendet einen Hybrid-TTL-Generator von einem Computer-Motherboard. Wenn sehr strenge Anforderungen an die Frequenzstabilität gestellt werden, kann ein temperaturkompensierter, hochstabiler Generator verwendet werden, obwohl der Autor sehr ernsthafte Zweifel an der Durchführbarkeit seines Einsatzes hat und die Kosten eines solchen Generators mit den Kosten des vergleichbar sind gesamten Synthesizer.

Das schematische Diagramm des Synthesizer-Controllers ist in Abb. dargestellt. 2. Der Synthesizer verwendet einen DD1 PIC16F628-Mikrocontroller, obwohl es ein Steuerprogramm für PIC16F84A gibt. Programme für diese Mikrocontroller wurden von Vladimir RX6LDQ (develop-pic@yandex.ru) geschrieben.*

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Es macht keinen Sinn, die Funktionsweise des DD1-Mikrocontrollers im Detail zu beschreiben. Lassen Sie ihn eine „Black Box“ bleiben, die gemäß dem darin programmierten Programm arbeitet und Steuersignale an das HG1-Display, den DDS-Chip und externe Geräte sendet. Um die besten Rauscheigenschaften des gesamten Synthesizers zu erzielen, wurde der DDS AD9832-Chip gewählt, der das breiteste Frequenzspektrum bildet. Darüber hinaus sind die Kosten dieses DDS-Chips deutlich niedriger als bei anderen.

Der Betrieb des Synthesizers wird über die Tastatur SB1 - SB 18 und einen Valcoder auf Optokopplern U1, U2 gesteuert (Abb. 3). Die Anzahl der Steuertasten im Synthesizer wurde nicht reduziert – 12 Tasten steuern den Betrieb des Synthesizers und sechs Tasten (A1 – A6) dienen zur Steuerung der Betriebsarten des Transceivers.

Warum gibt es so viele Knöpfe? Es war möglich, sich für ein Schritt-für-Schritt-Menü zu entscheiden, bei dem jeder von ihnen mehrere Funktionen ausführt. So funktionieren beispielsweise importierte tragbare Transceiver. Es erschien mir äußerst umständlich, wenn man zum Beispiel zum schnellen Einstellen auf das andere Ende des Bereichs das Menü aufrufen, den Abstimmschritt auf einen gröberen ändern, den Abstimmknopf drehen, dann erneut ins Menü gehen und zurückkehren muss Der ursprüngliche Tuning-Schritt, und erst nach all diesen Manipulationen können Sie ruhig arbeiten.

In der Beschreibung der Synthesizer-Tastatur werden für jede Steuertaste nacheinander angegeben: ihre Seriennummer und die Hauptfunktion (der Befehl, der beim Drücken der Taste ausgeführt wird), der eingeschlossene Bereich bei Eingabe der Funktion „BAND“ und die Position Bezeichnung auf dem Schaltplan (siehe Abb. 2 im ersten Teilartikel).

„1 RIT“; 1,8 MHz; SB11 – Verstimmungstaste. Die zum Zeitpunkt des Tastendrucks auf dem Display angezeigte Frequenz wird gespeichert und im Sendemodus verwendet. Der Verstimmungswert wird vom Encoder eingegeben. Unabhängig davon, ob Sie auf dem Band bleiben, auf dem die Verstimmung aktiviert wurde, oder zu einem anderen Band wechseln, kehrt der Synthesizer beim Wechsel zu einem Sendebereich zu der Frequenz zurück, die auf dem Display angezeigt wurde, als die Verstimmung aktiviert wurde. Dies bietet SPLIT- und CROSSBAND-Modi. Wenn die Verstimmung eingeschaltet ist, leuchtet der Punkt nach TENS OF MHz auf dem Display auf. Durch erneutes Drücken dieser Taste wird die Verstimmung ausgeschaltet.

„2 FREQ“; 3,5 MHz; SB12 – Software-Erhöhung (Vervierfachung) des Frequenzabstimmungsschritts umgehend aktivieren/deaktivieren. Wenn Sie diese Taste drücken, zeigt das Display kurz „2p“ an. Die Anzahl der Impulse des Encoders vervielfacht sich nicht und beispielsweise bei 60 Zähnen der Encoderscheibe und einem Abstimmschritt von 10 Hz haben wir 600 Hz pro Umdrehung. Wenn Sie diese Taste erneut drücken, zeigt das Display „4p“ an und die Anzahl der Impulse wird mit 4 multipliziert, d. h. wir bekommen schon 2400 Hz pro Umdrehung.

„3 BAND“; 7 MHz; SB13 – Taste zum Aktivieren der Bereichsumschaltung. Wenn Sie darauf drücken, zeigt das Display die Aufschrift „Band“ an und stellt dann nach Drücken einer der Tasten „1-9“ die Frequenz ein, die der Mitte des ausgewählten Bereichs entspricht.

„4 IN“; 10 MHz, SB 14 – Speichern der aktuellen Abstimmfrequenz und des Zustands der sechs Transceiver-Steuertasten in einer von 16 Speicherzellen. Wenn Sie SB14 drücken, zeigt das Display „Push“ an und wartet darauf, dass die Taste mit der Nummer der gewünschten Zelle gedrückt wird. Um Zahlen von 10 bis 15 einzugeben, müssen Sie innerhalb einer Sekunde nach dem Drücken der Ziffer 1 die zweite Ziffer von 0 bis 5 eingeben. Die Zellennummer wird auf dem Display angezeigt. Speicherort 0 speichert Informationen, die zum Festlegen des Anfangszustands des Synthesizers beim Einschalten verwendet werden, d. h. Darin können Sie die gewünschten Werte schreiben, zum Beispiel den Abstimmschritt und die Einbindung eines beliebigen Modus in TRX, die Frequenz, auf die der Synthesizer beim Einschalten des Transceivers umschaltet. Beispielsweise haben Sie und der Korrespondent vereinbart, sich auf der Frequenz 21,225 MHz zu treffen. Sie stellen den Transceiver auf diese Frequenz, schalten den UHF ein (durch Drücken der SB3-Taste), wählen den Abstimmschritt aus, den Sie ausführen möchten, und drücken dann die Tasten „IN“ und „0“. Alle Einstellungen werden in Zelle „0“ aufgezeichnet. Jetzt können Sie den Transceiver ausschalten und beim nächsten Einschalten stellt der Prozessor alle Modi ein, die Sie in Zelle Null gespeichert haben – UHF einschalten, Frequenz 21,225 MHz, Abstimmschritt.

„5A-B“; 14 MHz; SB15 – Austausch mit zusätzlicher Empfangsfrequenz. Dies ist der sogenannte „zweite lokale Oszillator“-Modus. Um sich die Frequenzwerte in den „virtuellen“ Zellen „A“ und „B“ zu merken, müssen Sie die gewünschte Frequenz einstellen und diese Taste drücken. Die Frequenz wird in Zelle „A“ gespeichert. Der gleiche Frequenzwert auf dem Display „springt“ in die Zelle „B“, d. h. wir haben praktisch auf den zweiten Lokaloszillator „umgeschaltet“. Hier können Sie beliebige Frequenzänderungen vornehmen – die Speicherung in Zelle „B“ erfolgt erst, wenn Sie die Taste A-B erneut drücken, d.h. in den Zellen „A und B“ die Werte zweier Frequenzen, die zum Zeitpunkt des Drückens auf der Digitalskala lagen Taste A werden gespeichert -IN. Für Funker, die in ihren Transceivern keine Synthesizer verwendet haben, wird eine solche Beschreibung der Funktionsweise dieser Taste möglicherweise kein klares Verständnis ihres Zwecks vermitteln. Ich werde versuchen, diesen Modus anders zu beschreiben. Stellen Sie sich vor, dass im Transceiver zwei VFOs installiert sind und diese Taste einen Abstimmknopf auf GFO „A“ oder GFO „B“ umschaltet. Um deutlich zu machen, an welchem ​​„Heterodyn“ Sie arbeiten, zeigt das Display im Modus „A“ einen Punkt neben der EINHEITEN-MHz-Skala an, im Modus „B“ erlischt der Punkt neben den EINHEITEN MHz und drei Punkte in der Nähe der EINHEITEN-MHz-Skala. Zehner- und Hunderter-Hertz-Skala leuchten auf.

„6 SCAN“; 18 MHz; SB16 – Scan-Taste. Nach dem Drücken wird die Anzeige „Scan“ angezeigt. Es gibt drei Scan-Unterfunktionen:

A. Wenn Sie die Taste „8“ drücken, werden 15 Speicherzellen gescannt und bei jeder Zelle 3 Sekunden lang angehalten.

B. Wenn Sie die Taste „2“ drücken, scannen Sie von der in Zelle 1 aufgezeichneten niedrigeren Frequenz bis zur in Zelle 2 aufgezeichneten höheren Frequenz. Wenn die Frequenz in der 1. Zelle größer als in der 2. ist, wird beim Drücken von SCAN die Meldung „ „Fehler“ erscheint. Das Scannen ist nur innerhalb eines Bereichs möglich.

V. Durch Drücken der Taste „3“ wird der Einschaltbereich von der Untergrenze zur Obergrenze und zurück neu geordnet.

Sie können den Scanvorgang unterbrechen, indem Sie eine beliebige Taste auf der Tastatur drücken, den Encoder drehen oder die PTT-Taste drücken. Der Scanvorgang kann jederzeit vom Stopppunkt aus durch zweimaliges Drücken der SCAN-Taste fortgesetzt werden.

„7 RT“; 21 MHz; SB17 – Austausch von Empfangs- und Sendefrequenzen mit aktivierter Verstimmung. Wenn Sie die Taste drücken, wird die Sendefrequenz zur Empfangsfrequenz und die Empfangsfrequenz zur Sendefrequenz. Durch erneutes Drücken von SB 17 wird alles in den ursprünglichen Zustand zurückversetzt. Wenn die Verstimmung nicht aktiviert ist, erscheint beim Drücken der Taste „7“ die Meldung „Auswählen“ auf dem Display. Hierbei handelt es sich um ein Menü mit zwei Grundeinstellungen, auf das durch Drücken der Taste „1“ oder „2“ zugegriffen werden kann.

„1“ – Zwischenfrequenz-Eingangsmodus. Auf dem Display erscheint der Wert der eingestellten Zwischenfrequenz des Transceivers (standardmäßig kann die Anfangsfrequenz im Programm Werte von 8,3 bis 8,9 MHz haben). Die Frequenz wird vom Encoder eingestellt. Fixierung des Wechselrichters und Verlassen des Modus durch erneutes Drücken der Taste „1“. Nach der endgültigen Einstellung der Frequenz des Referenzoszillators des Transceivers messen Sie die Frequenz mit einem Frequenzmesser auf Hz-Einheiten und stellen sie durch Drehen des Drehknopfs des Encoders ein, um in diesen Modus zu gelangen. Sie müssen zunächst einen Synthesizer-Abstimmungsschritt von 1 Hz auswählen.

„2“ – Modus zum Anpassen der 20-MHz-Referenzoszillatorkonstante. Das Synthesizer-Display zeigt einen „festen Frequenz“-Wert von 10 Hz an und der VCO des 300-m-Bereichs wird automatisch eingeschaltet. Die Frequenz am Ausgang der VCO-Karte muss mit einem Frequenzmesser gemessen werden, und wenn sie von 000 MHz abweicht , korrigiert durch Drehen des Encoders. Verlassen und speichern Sie, indem Sie die Taste „160“ erneut drücken.

Diese Synthesizer-Einstellungen sind „grundlegend“ und sollten sorgfältiger vorgenommen werden. Dazu schließen wir einen mindestens eine Stunde lang aufgewärmten Frequenzmesser (vorzugsweise Industrie) an den Ausgang des F/2-Synthesizers an und stellen durch Drehen des Encoders im Korrekturmodus die Frequenz mit einem auf 10,30 MHz ein Genauigkeit von einem Hertz. Diese Funktion war erforderlich, da der Referenzoszillator des Synthesizers über keine zusätzliche Anpassung verfügt und Frequenzschwankungen zwischen verschiedenen Instanzen mehrere Kilohertz erreichen können.

„8 AUS“; 24 MHz; SB 18 – Wiederherstellung der Frequenz und des Zustands von sechs Transceiver-Steuertasten aus einer von 16 Speicherzellen. Wenn Sie auf das Display drücken, wird die Meldung „Pop“ angezeigt und die Taste mit der entsprechenden Zellennummer gedrückt. Um Zahlen von 10 bis 15 einzugeben, drücken Sie innerhalb einer Sekunde nach dem Drücken von Ziffer 1 die zweite Ziffer von 0 bis 5. Nach Eingabe der Ziffer erscheint die Speicherzellennummer für kurze Zeit auf der Anzeige.

„9 T=R“; 28 MHz; SB1 - Modus zum Einstellen der Sendefrequenz gleich der Empfangsfrequenz. Funktioniert, wenn die Verstimmung aktiviert ist. Wenn die Verstimmung ausgeschaltet ist, wird beim Drücken der Taste „9“ die Aufschrift „Step“ auf der Anzeige angezeigt und mit den Tasten LINKS und RECHTS können Sie den gewünschten Synthesizer-Abstimmungsschritt auswählen: 1, 10, 20, 30 , 50, 100, 1000 und 5000 Hz. Der ausgewählte Schritt wird gespeichert, wenn diese Taste erneut gedrückt wird.

„0 STEK“, SB10 – Extrahieren einer Frequenz aus dem Stapel. Es gibt fünf Stapelzellen, die durch aufeinanderfolgendes Drücken der Taste angezeigt werden können. Vor der Ausgabe von Frequenzen aus Stapelzellen zeigt der Indikator kurz die Aufschrift „Stec“ mit der Zellennummer an. Der Stapeleintrag erfolgt automatisch beim Ändern eines Bereichs, beim Entnehmen aus einer Speicherzelle und beim Scannen.

"LINKS"; SB9 - Taste zur schnellen Frequenzreduzierung.

"Rechts"; SB8 - Taste zum schnellen Erhöhen der Frequenz.

Beim Drücken der Tasten „A1“ – „A6“ (SB2-SB7) ändern sich entsprechend die logischen Pegel an den Ausgängen ATT, AMP, U/L, VOX, AF BW, PROC, die wiederum die Funktionseinheiten steuern und Modi des Transceivers. Wenn der Synthesizer zum ersten Mal eingeschaltet wird, sind diese Ausgänge logisch Null.

Alle Benutzereinstellungen und Informationen in Speicherzellen werden ohne zusätzliche externe Stromquelle im RAM des Mikrocontrollers gespeichert.

Wenn Sie den Synthesizer einschalten, extrahiert das Programm aus der Speicherzelle „0“ diejenigen Transceiver-Parameter, die Sie bei jedem Einschalten sofort haben möchten, nämlich: Frequenz und Abstimmschritt, Transceiver-Modi (Zustand des sechs Transceiver-Steuertasten); „Multiplizieren“ der Anzahl der Valcoder-Impulse mit 4n und „Nullsetzen“ der Stapelzellen. Im Programm sind beim ersten Einschalten des Synthesizers in den ersten zehn Speicherzellen die Frequenzen enthalten, bei denen das Rufzeichen UT2FW am häufigsten zu hören ist. In den restlichen Zellen - Frequenzbereiche. Dies geschieht, damit der Synthesizer beim ersten Einschalten ordnungsgemäß funktioniert und der Benutzer sich leichter an die Bedienelemente gewöhnen kann. Der DDS-Chip wird durch einen seriellen Code über die Busse RAO, RA1, RA3 gesteuert. Das DDS-Ausgangssignal wird durch Tiefpassfilterelemente R7, R8, L2, L3, C7, C8, C9 mit einer Grenzfrequenz von etwa 700 kHz gefiltert.

Als Anzeige für den HG1-Controller dürfen unterschiedliche Arten von LCD-Anzeigen verwendet werden, da deren Steuerung in der Regel gleich ist. Der Synthesizer verwendet ein kostengünstiges „Telefon“-LCD - MT-10S1 der Moskauer Firma MELT. Die Steuerung eines solchen Indikators erfolgt über vier Busse – das sind die Ausgänge QE, QF, QG, QH der DD2-Mikroschaltung. Eine teurere Option ist die Verwendung von Matrixindikatoren der ausländischen Unternehmen Powertip, Sunlike, Wintek, Bolymin und von MELT. Aber die Kosten für solche LCDs sind heute recht hoch. Es ist auch zu beachten, dass nicht alle Modelle von Matrixindikatoren für die Leistung geeignet sind. Beispielsweise „hält“ die Anzeige WH1602J nicht mit der Einstellung des Encoders Schritt, und wenn der Encoderknopf schnell gedreht wird, beginnen seltsame Zeichen und Symbole „herauszuspringen“. Ein Indikator des exakt gleichen Typs, BC1602N, von einer anderen Firma, funktioniert problemlos.

Die Busse D0–D3 liefern Steuersignale an den Bandumschaltdecoder auf der Bandpassfilterplatine des Transceivers und den Bandumschaltdecoder auf der VCO-Platine.

Der DD6-Chip ist ein Valcoder-Pulsformer. Im Moment der Umstrukturierung des Synthesizers dreht sich eine Scheibe mit entlang der Kante eingeschnittenen Löchern oder Zähnen, die fest mit dem Abstimmknopf des Transceivers verbunden ist, vor den Optokopplern U1 und U2 (siehe Abb. 3). Wenn sich die reflektierende Oberfläche der Scheibe gegenüber dem Optokoppler befindet, ist der Widerstand des Fotodetektors des Optokopplers minimal; wenn sich das Loch in der Scheibe befindet, ist der Widerstand des Fotodetektors maximal. Die Elemente der DD6-Mikroschaltung bilden aufgrund von Widerstandsunterschieden eine Folge von Rechteckimpulsen auf den Bussen RB6, RB7, die vom PIC-Controller gelesen werden. Das Steuerprogramm enthält zwei Lesealgorithmen – basierend auf der Vorderflanke der Impulse und basierend auf beiden Flanken. Durch Drücken der Taste „2“ auf der Tastatur wechseln wir diese Algorithmen.

Die Taste am Transistor VT1 sperrt die Tastatur, wenn der Transceiver auf Senden umgeschaltet wird. LED HL2 ist ein Indikator für diesen Modus.

Zur zusätzlichen Entkopplung und Reduzierung gegenseitiger Störungen sind entlang aller Stromkreise der Steuereinheit LC-Filter eingebaut – L1, L4-L6, C2, C3, C17-C23.

Der spannungsgesteuerte Oszillator VCO (Abb. 4) arbeitet mit Frequenzen, die viermal höher sind als die, die für Transceiver mit einer Zwischenfrequenz von 5 ... 10 MHz erforderlich sind.

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Dies geschah aus zwei Gründen: Erstens sind die Master-Oszillatorspulen bei höheren Frequenzen kleiner; Zweitens ist ein solcher Generator vielseitiger und je nach Aufgabenstellung können Frequenzen von über 100 MHz erreicht werden. Der Generator selbst ist nach einer kapazitiven Drei-Tonnen-Schaltung unter Verwendung eines Feldeffekttransistors VT1 aufgebaut. Fast alle von Kiewer Unternehmen angebotenen „Feldgeräte“ wurden getestet – BF966 zeigte die besten Ergebnisse. Als Pufferstufen werden die Transistoren VT2 und VT3 verwendet. Es werden recht leistungsstarke BFR96-Transistoren der Klasse A verwendet. Die VCO-Frequenz beim Umschalten der Bereiche ändert sich durch das Schalten der Spulen L1-L5 mit den Relaiskontakten K1-K4, die wiederum vom Decoder DD1 gesteuert werden. Da die Überlagerungsfrequenzen für einige Bereiche nahezu gleich sind, kamen wir mit fünf Spulen aus. Am Eingang und Ausgang der DD1-Mikroschaltung sind filternde RC- und LC-Schaltungen installiert. Wie bereits erwähnt, sollte im Original-Transceiver die Lokaloszillatorfrequenz doppelt so hoch sein wie erforderlich. Wir entfernen die Signale dieser Frequenzen von den Ausgängen Q2 und Q0 des Zählers DD1. Am Ausgang Q2 DD0 erhalten wir die Frequenz geteilt durch 2, am Ausgang Q2 - durch 1. Ausgang Q4 wird für den Betrieb im 1-m-Bereich verwendet, wobei die VCO-Frequenz zusätzlich durch 20 geteilt wird. Der DD2-Chip wird über die VD3-Diode gesteuert Wenn an seinen Pins 7 und 12 eine logische Null erscheint, kann das VCO-Signal vom Ausgang Q13 DD1 durchgelassen werden. Wenn Sie den Synthesizer in den Transceivern „RA2AO“, „Ural“, „KRS“, „UA3FA“ verwenden, kann das erforderliche Raster von Überlagerungsfrequenzen über den Q1-Ausgang des DD2-Chips (Teiler durch 2) erhalten werden. Dazu muss Pin 8 des DD1-Chips mit Pin 3.1 von DD13 und Pin 2 von DD5 mit Pin 3.2 von DD12 verbunden werden. Am Ausgang des Synthesizers F/2(2) erhalten wir nun ein Signal der Form F/4(4), d.h. direkt die in der Tabelle angegebenen Frequenzen. 8 in der Spalte „Restrukturierung des GPA“.

Der Phasendetektor ist auf einer DD4-Mikroschaltung aufgebaut. Die VCO-Frequenz wird durch die Zähler DD256 und DD2 durch 5 vorgeteilt, bevor sie dem Phasendetektor zugeführt wird. Am Ausgang des DD5-Chips ist der Tiefpassfilter L13-L14, C51-C53 aktiviert. Der zweite Eingang des Phasendetektors empfängt über einen zusätzlichen Verstärker am Transistor VT4 ein Signal von DDS. Diese Stufe wurde aufgrund von Überlegungen zu möglichen Verlusten im Kabel eingeführt, das den DDS-Ausgang mit dem PD-Eingang verbindet. Der Transistor VT5 steuert den Betrieb der HL1 „LOCK“-LED auf der Controllerplatine. Die LED zeigt die PLL-Schleifenerfassung an; wenn die LED aus ist, ist der Ring geschlossen; wenn sie leuchtet, weist dies auf eine Fehlfunktion hin. Die Steuerspannung wird vom Operationsverstärker DA4 erzeugt und über die Filterelemente R7, R8, C15, C16 dem Varicap VD5 des Generators zugeführt. Am DA4-Eingang sind zusätzlich filternde RC-Schaltungen R36-R38, C48-C50 installiert. Um Störungen zu vermeiden, werden die digitalen und analogen Komponenten des Geräts von separaten Stabilisatoren DA1, DA2, DA3 gespeist.

Bei der Herstellung und Konfiguration des Synthesizers gibt es keine Besonderheiten. Der digitale Teil funktioniert bei Verwendung wartungsfähiger Funkelemente sofort. Es ist zu beachten, dass die Kondensatoren C7-C9 im Tiefpassfilter am Ausgang der DD5-Mikroschaltung (siehe Abb. 2) mit einem minimalen TKE belegt werden sollten, damit sich die Filtercharakteristik beim Aufwärmen des Transceivers nicht ändert. Die gleiche Anforderung müssen die Kondensatoren C17, C19-C21, C51-C53 der VCO-Platine erfüllen (Abb. 4). Der PIC-Controller kann in die Platine eingelötet werden, angesichts des möglichen Firmware-Updates empfiehlt sich jedoch die Montage auf dem Panel.

Vom Synthesizer wurden zwei Arten von Störungen festgestellt. Beim Drehen des Encoders treten bei manchen Frequenzen sehr kurze Klickgeräusche auf, auf die man sich nicht einstellen kann. Sie verschwinden, wenn der Encoder aufhört, sich zu drehen. Dabei handelt es sich um Seriencodes, die in die Register der Anzeigetafel eingegeben werden. Die Kampfmethode besteht darin, den HG1-Indikator über einen separaten Stabilisator auf der KREN5A-Mikroschaltung mit einem RC-Filter am Eingang (10...15 Ohm Widerstand mit einer Leistung von 1-2 W und einem Oxidkondensator mit hoher Kapazität) zu versorgen. Die Kapazität des Kondensators (2200-10000 µF) wird nach Gehör für maximale Klickunterdrückung ausgewählt.

Wenn Klickgeräusche nur auftreten, wenn UHF (AMP) oder ein anderer TRX-Modus aktiviert ist, sollten zusätzliche LC- oder RC-Filter in den entsprechenden Steuerkreisen (Ausgänge QC-QH des DD3-Chips) installiert werden. Zu beachten ist außerdem, dass die Ausgänge der DD3-Mikroschaltung für einen Laststrom von maximal 5 mA ausgelegt sind. Um eine stärkere Last anzuschließen, sollten Sie zusätzlich die Mikroschaltung K555LN5 oder 47NS06 in Reihe mit den gesteuerten Stromkreisen schalten (Laststrom bis 40 mA bei Spannung bis 15...30 V).

Bei der zweiten Störungsart handelt es sich um betroffene Punkte, die im 20-m-Bereich am zahlreichsten sind. Sie entstehen als Umwandlungsprodukte im Mischer und als Abnehmer vom 20-MHz-Referenzoszillator. Die wichtigste Methode zur Bewältigung dieser Störungen ist die vollständige Abschirmung der Controller-Platine (ein Gehäuse aus verzinntem Zinn oder folienbeschichtetem Fiberglas). Die Abschirmung eines separaten Generators bringt nichts; der Tonabnehmer „verbreitet“ sich entlang der Leiterplattenleiter der Mikroschaltungen DD1 und DD5.

Beim Verdrahten von Verbindungen zwischen Platinen sollten Sie die Drähte nicht zu engen Bündeln zusammenbinden, geschweige denn die Drähte kombinieren, die digitale und analoge Schaltkreise verbinden.

Die Stromversorgung jeder Platine erfolgt über ein separates Twisted-Pair- oder Litzenkabel. Ein Draht ist gemeinsam, der zweite ist Versorgungsspannung. Um den „idealen“ Ton des Ausgangssignals zu erhalten, müssen Sie alle möglichen (und unmöglichen) Störungen in den mit dem VCO-Varicap verbundenen Schaltkreisen beseitigen. Und verwenden Sie in diesen Schaltungen nur hochwertige Elemente. Dies gilt insbesondere für die Kondensatoren C14, C15, C16, C47, C48, C49, C50 der VCO-Platine.

Das Synthesizersignal vom VCO-Board wird über ein Koaxialkabel mit 3 mm Durchmesser dem Transceiver-Mischer zugeführt. Um diese Linie genau anzupassen, wird der Widerstand R27 ausgewählt. Bei schlechter Anpassung treten am häufigsten betroffene Frequenzen auf, daher stellen wir den Transceiver auf diese Frequenz ein und wählen R27 für die maximale Unterdrückung.

Für die in letzter Zeit „populäre“ ZF, die durch die Wahl des Quarzes für PAL-Decoder von 8,867-MHz-Fernsehern bestimmt wird, lauten die Wicklungsdaten der VCO-Spulen wie folgt: L1 – 5 Windungen, L2-L3, L5 – jeweils 4 Windungen, L4 – 3 Umdrehungen. Die Spulen sind rahmenlos und mit PEV-4 2-Draht auf einen Dorn mit einem Durchmesser von 0,8 mm gewickelt. Die genaue Frequenz jedes Generators wird ausgewählt, indem die Windungen der Spulen nach der endgültigen Abstimmung der Generatoren auseinander bewegt werden. In die Spulen werden Schaumgummistücke eingelegt und mit Paraffin gefüllt. Geschieht dies nicht, ist ein Mikrofoneffekt zu beobachten.

Die Drosseln L6-L9, L11-L14 der VCO-Einheit sind auf Ringferrit-Magnetkerne M2000NM der Standardgröße K7x4x2 gewickelt. Anzahl der Windungen - 10... 15 für L6-L9 und L11; 30 Windungen für L12-L14, Draht PEV-2 0,15. Drossel L10 - DM 0,1. Sie können auch kleine Importdrosseln mit den im Diagramm angegebenen Induktivitäten verwenden.

Relais K1-K4 - RES49 mit einem Wicklungswiderstand von 1 kOhm (ausgewählt aus Relais mit einer Betriebsspannung von 24 V).

Es empfiehlt sich, im Synthesizer Mikroschaltungen der im Diagramm angegebenen Typen zu verwenden. Dadurch werden Probleme bei der weiteren Einrichtung vermieden. Anstelle der Mikroschaltung 74НСТ9046 ist sie immer noch recht selten im Handel; Sie können die Mikroschaltung HEF4046 (Philips Semiconductors) oder CD4046 verwenden. Im Falle eines Austauschs sollten Sie das Platinenlayout leicht ändern, da nicht alle Pins dieser Mikroschaltungen mit 9046 übereinstimmen. Der SIGIN-Eingang (Pin 14), der ein Signal von DDS empfängt, hat eine maximale Empfindlichkeit von 150 mV. Daher sollten Sie am Ausgang des Verstärkers am Transistor VT4 keine Amplitude von mehr als 0,3 V einstellen. Diesen Modus wählen wir über die Widerstände R28, R29 aus. Bei einigen Exemplaren des 74NST9046 war es nicht möglich, das Schließen des PLL-Rings in allen Bereichen sicherzustellen – diese Fehlfunktion wurde vermieden, indem ein zusätzlicher Kondensator mit einer Kapazität von 1500 pF zwischen Pin 14 der Mikroschaltung und dem gemeinsamen Draht eingebaut wurde.

Die Optokoppler U1 und U2 arbeiten mit Reflexion. Der Widerstandswert der in Reihe mit den Emittern geschalteten Widerstände R13, R15 sollte nicht weniger als 470...510 Ohm betragen, da sonst die Sendedioden ausfallen können. Die Variationen in den Eigenschaften der AOT137A-Optokoppler erfordern ihre individuelle Anpassung, um eine klare Reaktion auf den Durchgang eines „Zahns“ der Scheibe in der Nähe des Optokopplers zu gewährleisten. Der Valcoder-Mechanismus selbst kann auf verschiedene Arten implementiert werden. In der Version des Autors sind Optokoppler direkt auf die Controller-Platine gelötet, vor der sich eine Scheibe mit einem Durchmesser von 65 mm aus 0,7 mm dickem Duraluminium mit 60 gleichmäßig am Rand der Scheibe geschnittenen Zähnen dreht. Die Mitte der Zähne ist auf die Mittelpunkte der Optokoppler ausgerichtet, der Abstand zwischen den Optokopplern beträgt 15 mm. Sie können Löcher in die Festplatte bohren oder Papier mit gezeichneten weißen und schwarzen Sektoren aufkleben, aber die Breite der gezeichneten Sektoren sollte nicht schmaler als 3 mm sein, da der Encoder sonst nicht jeden Sektor eindeutig verarbeiten kann. Die Scheibe befindet sich in einem Abstand von 1,5...2,5 mm von der Oberfläche der Optokoppler. Beim Drehen der Scheibe sollte die vordere Verschiebung auf 90 Grad eingestellt werden, d.h. um einen halben Zahn vorrücken. Wir löten vorübergehend Trimmwiderstände anstelle von R13, R15 und wählen den Strom durch die Optokoppler-Emitter basierend auf der klaren Reaktion des Encoders. Die Empfindlichkeit der Trigger und deren Eigenschaften können über die Widerstände R9-R12, R14 ausgewählt werden. Sollten diese keinen eindeutigen Betrieb erreichen, sollten Sie einen der Optokoppler versetzen, da die erforderliche Verschiebung von 90 Grad nicht gegeben ist.

Die Qualität des Ausgangssignals des Synthesizers lässt sich anhand des in Abb. dargestellten Spektrogramms beurteilen. 5, erhalten mit dem Spektrumanalysator SK4-59.

Steuerprogramme für Mikrocontroller

Autor: Alexander Tarasov (UT2FW), Reni, Ukraine

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