Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Zivile Funkkommunikation

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Die Gewährleistung der Stabilität der lokalen Oszillatorfrequenz von Amateur-Empfangs- und Sendegeräten war schon immer ein dringendes Problem. Die Anforderungen an diesen Parameter sind insbesondere mit dem Aufkommen der digitalen Kommunikation gestiegen. Amateurentwicklungen digitaler Frequenzsynthesizer, die das Problem der Frequenzstabilität vollständig lösen, haben sich aufgrund ihrer relativen Komplexität noch nicht durchgesetzt. Es gibt jedoch zugänglichere Optionen zur Lösung dieses Problems. Der Autor des folgenden Artikels spricht über einen von ihnen.

Das Gerät zur digitalen automatischen Frequenzregelung (DALC) ist für den Einsatz in Verbindung mit einer universellen Digitalwaage (UDS) vorgesehen, deren Beschreibung in [1] gegeben wurde. Die Verwendung eines DAC kann die Stabilität der Abstimmfrequenz des Transceivers erheblich verbessern.

Das DAC-Schaltbild ist in der Abbildung dargestellt. Die Frequenzabstimmung des VFO, der mit einem solchen Gerät ergänzt wird, erfolgt diskret in Schritten von 50 oder 100 Hz, je nach Anschluss an den Vorteiler auf DD2, DD3 der Digitalwaage.

Die Funktionsweise der Schaltung mit einem Abstimmschritt von 100 Hz lässt sich vereinfacht wie folgt darstellen. Liegt der Wert der niederwertigsten Stellen (Hertz) der gemessenen Frequenz im Bereich 0...49 Hz, dann hat der Ausgang des Vorteilers (Pin 8 von DD3.2) nach Ablauf der Zählzeit ein Protokollebene. 0. Bei weiterer Frequenzerhöhung erscheint am Ausgang des Teilers ein Protokoll. 1. Diese Eigenschaft wird beim Betrieb des DAC-Systems verwendet. Dieses Prinzip ist nicht neu. Es wurde bereits zuvor in anderen Designs verwendet, beispielsweise in [2].

Betrachten wir den Fall, dass die Frequenz „aufsteigt“. Wenn die Lokaloszillatorfrequenz des Transceivers ansteigt und die niederwertigen Ziffern des Frequenzwerts in den Bereich von 50...99 Hz fallen, erscheint nach Ablauf der Zählzeit ein Log-Pegel am Ausgang des Digitalsignals Signalvorteiler. 1. Trigger DD1.2 des DAC-Schaltkreises fixiert diesen Pegel und es erscheint auch ein Protokoll an seinem Pin 1. 1. Eine hohe Spannung öffnet den Transistorschalter VT1, was zu einer allmählichen Entladung der Integrationskapazität C2 führt. Die Spannung am Varicap zur Einstellung der Lokaloszillatorfrequenz nimmt ab und die GPA-Frequenz beginnt zu sinken, bis der Log-Wert erscheint. 0 an Pin 1 von Trigger DD1.2 des DAC-Knotens. Log.0 an diesem Pin schließt den Transistorschalter und die Spannung an der Integrationskapazität und dem Varicap steigt allmählich an. Auch die GPA-Häufigkeit wird zunehmen.

Aus der Beschreibung des Funktionsprinzips des Systems geht hervor, dass es mit einer konstanten Frequenzänderung arbeitet – „Pulsationen“, die umso kleiner sind, je geringer die Frequenzänderungsrate unter dem Einfluss des DAC-Systems ist (bei die Grenze der DAC-Geschwindigkeit und seine eigene Drift, die VPA-Frequenzen sind gleich). In diesem Fall kann die Frequenzänderungsrate entweder durch Erhöhen der Kapazität des Integrationskondensators C2 oder durch Erhöhen des Werts des Widerstands R4 verringert werden. In diesem Fall muss sichergestellt werden, dass die Frequenzdriftrate des VFO selbst immer überschritten wird, andernfalls ist das DAC-System funktionsunfähig (es findet keine Frequenzverriegelung und -haltung statt).

Die Spannung an der integrierenden Kapazität G2 kann Werte von 0 bis (0,7...0,9)Upit annehmen (die oberen und unteren Grenzen hängen vom Verhältnis der Werte der Widerstände R4-R6 ab). Je nachdem, wo die Frequenz „schwebt“, nimmt die Spannung im angegebenen Bereich allmählich ab oder zu, wobei die VFO-Frequenz beibehalten wird. Der Frequenzabstimmbereich des GPA, wenn sich die Spannung am Kondensator C2 ändert (innerhalb der zuvor angegebenen Grenzen), ist das Halteband des DAC.

Wenn Sie die Funktionsweise des DAC analysieren, wenn die Frequenz „nach unten schwebt“, werden Sie überzeugt sein, dass er auf die gleiche Weise funktioniert.

Um das CACH-System in das GPA des Transceivers einzuführen, müssen eine Reihe von Bedingungen erfüllt werden.

1. Die Frequenz des lokalen Oszillators muss dem Eingang f1 (Pin 1 DD1) TSSH zugeführt werden.

2. Die GPA-Frequenzverstimmung sollte mindestens ±3,5 kHz betragen.

3. Die eigene Drift der Frequenz des GPA sollte 200 ... 300 Hz für 5 ... 10 Minuten nicht überschreiten.

Da die laufenden Prozesse sehr langsam sind, erhöht der Betrieb des DAC nicht den Rauschpegel des GPA und verschlechtert nicht die elektrischen Parameter des Transceivers.

Die VPA-Verstimmung nimmt mit der Einführung des DAC um etwa das 1,5- bis 2-fache ab. Wenn die Erhaltung wichtig ist, müssen vor dem Anschließen des DAC die „Streckkapazitäten“ im Varicap-Schaltkreis erhöht werden.

Beim Einschalten der Verstimmung tritt ein Fehler bei der Einstellung der Anfangsfrequenz auf, was eine unvermeidliche Folge der Einfachheit dieses Systems ist. Daher ist es bei eingeschalteter Verstimmung erforderlich, die Frequenz mithilfe des zentralen Rauschverhältnisses zu steuern. Die Frequenzverschiebung tritt unkontrolliert sporadisch auf, wird aber bei einer kleinen Verstimmung – 200...300 Hz – unwahrscheinlich. Die realistisch erreichbare „Pulsation“ der GPA-Frequenz beträgt 3...5 Hz, was in den meisten Fällen durchaus akzeptabel ist.

Der Widerstand R4 wird verwendet, um die Zeitkonstante der Integrationsschaltung basierend auf den minimalen Frequenz-„Welligkeiten“ bei laufendem DAC auszuwählen (überwacht mit einem Frequenzmesser im Anzeigemodus in Hertz-Einheiten). Das Verstimmungsband und die Haltebandbreite des DAC hängen von den Werten der Widerstände R4, R5 und R6 ab. Sie werden einerseits entsprechend dem benötigten Verstimmungsband ausgewählt (innerhalb von 1...3 MOhm) und andererseits zur zuverlässigen Aufrechterhaltung der VFO-Frequenz über lange Zeit (überwacht nach dem Aufwärmen des Transceivers). Während des normalen Betriebs des DAC sollte die HL1-LED (Systembetriebsanzeige) mit einem Zeitraum von etwa 4 bis 15 s blinken (abhängig von der Geschwindigkeit der VFO-Frequenzdrift). und die VFO-Frequenz sollte sich nicht um mehr als ±5 Hz ändern.

Die Autorenversion des GPA-DAC-Systems weist die folgenden Merkmale auf: die Anzahl der verwendeten digitalen Waageneingänge – 2; VFO-Verstimmungsband nach der Installation – ±2 kHz (vor der Installation des DAC – ±3.5 kHz); Anfangsabweichung der Lokaloszillatorfrequenz ± 1 kHz (abhängig vom Bereich): Die Frequenz stabilisiert sich nach 5 bis 10 Minuten Aufwärmzeit des Transceivers. Der GPA-Frequenzabstimmungsschritt beträgt 50 Hz (Eingang D des DD1.2-Triggers des CAC-Systems ist mit Ausgang 5 der DD3.1-Waage verbunden).

Das DAC-System arbeitet kontinuierlich (ohne Abschaltung). Fehler beim Einstellen der Anfangsfrequenz beim Einschalten der Verstimmung, ca. 100 Hz für alle 5 - 10 „Empfangs-Sende“-Einschaltungen. Bei einer Verstimmung von 200...300 Hz ist ein Fehler bei der Frequenzeinstellung unwahrscheinlich.

Änderung. Der obere Ausgang des Widerstands R6 gemäß dem Diagramm (siehe Abbildung) muss mit der GPA-Verstimmungsschaltung und der untere mit dem GPA-Einstellungs-Varicap verbunden werden.

Literatur

1. Buravlev V., Vartazaryan S., Kolomiytsev V. Universelle digitale Waage. – Radio, 1990, Nr. 4, S. 28-31.
2. Lapovok Ya. Hochstabiler GPA. - Radio, 1989, Nr. 3, p. 23-25; Nr. 7, p. 31.

Autor: G. Lawrentjew (UR4QDF)

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