Frequenzsynthesizer für einen tragbaren Radiosender. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Frequenzsynthesizer

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Das Gerät erzeugt ein Frequenzraster im Bereich 27150 - 27262,5 kHz beim Senden und im Bereich 27615 - 27727,5 kHz beim Empfang für 1 Kanäle mit einer Schrittweite von 12,5 kHz. Es ist für den Einbau in eine tragbare 27-MHz-VHF-Funkstation ausgelegt, die von einer 9-Volt-Stromquelle gespeist wird. Bei der Entwicklung eines Frequenzsynthesizers wurden die Anforderungen nach Einfachheit, minimalem Stromverbrauch und Verfügbarkeit der Komponenten berücksichtigt. Der Synthesizer ist auf der Basis eines Phasenregelkreises (PLL) aufgebaut, der einen Teiler mit variablem Teilungsverhältnis (PVCD), einen gepulsten Frequenz-Phasen-Detektor (PFD), einen Tiefpassfilter (LPF) und einen Transceiver-Generator umfasst. Darüber hinaus enthält der Synthesizer einen Referenzfrequenztreiber, einen Diodencodierer für die Kanalnummer und einen +5-V-Spannungsregler.

Schematische Darstellung des Synthesizers

Vom Transceiver-Generator am Transistor VT2 gelangt das Signal über den Pufferverstärker VT3 in den DPKD (Chips DD1, DD2, DD3, DD5, Transistoren VT4 ... VT6). Sein Teilungsfaktor wird durch die Formel bestimmt: K=K1xK4xK5+(KZ-K4xK5)xK2, wobei K1, K2 - das Teilungsverhältnis des DD1-Zählers bei verschiedenen Pegeln des Steuersignals, das von der DD3-Mikroschaltung an seinen voreingestellten Eingang geliefert wird (K1 = 13, K2 = 12); K3 - der Teilungsfaktor des Zählers DD5, der je nach Betriebsmodus des Radiosenders ("Empfang - Senden") variiert, indem eine Spannung von + 9 V an den Kontakt "Upit.prm" angelegt wird. vom entsprechenden Schalter beim Empfangen und Entfernen beim Senden (beim Empfangen K3 = 1841, beim Senden - 1810) K4 - Teilungsverhältnis des Zählers DD2 (K4-10); K5 - der Teilungsfaktor des Zählers DD3, der von der Wahl der Kanalnummer von 0 (Nk=1) bis 9 (Nk=10) variiert, eingestellt durch den Schalter SA1. Der Transistor VT4 wird als Signalpegelwandler verwendet, VT5, VT6 - Inverter.

Die spezifischen Werte der in der Schaltung angenommenen Teilungskoeffizienten sind auf den vom Synthesizer erzeugten Frequenzbereich, die Frequenzverschiebung zwischen zwei benachbarten Kanälen (12,5 kHz) und zwischen den beim Empfang und Senden erzeugten Frequenzen (465 kHz) zurückzuführen ) sowie die Vergleichsfrequenz, mit der die Signalspannung vom Ausgang DPKD zu IFFD kommt (1,25 kHz). Wenn beispielsweise Nk = 5 eingestellt ist, dann ist K5 = 4 und im Übertragungsmodus Kprd. = 13 × 10 × 4 + (1810 – 40) × 12 = 21760. Bei einer Vergleichsfrequenz fср=1,25 kHz erhalten wir eine Erzeugungsfrequenz von 21760x1,25=27200 kHz. Im Empfangsmodus ist Kprm. = 13 x 10 x 4 + (1841-40) x 12 = 22132 und die Erzeugungsfrequenz ist 22132 x 1,25 = 27665 kHz. DPKD funktioniert wie folgt.

Das nächste Signal mit einer Spannung von einem Pegel vom Ausgang G der DD5-Mikroschaltung erzeugt eine voreingestellte Kanalnummer an den Eingängen des Zählers DD3. In diesem Fall stellen die Signale vom Ausgang P der DD3-Mikroschaltung und dem Kollektor des Transistors VT6 das Teilungsverhältnis des Zählers DD1 K1-13 ein und ermöglichen dem Zähler DD 2 zu zählen. R DD13 und eine einzelne (von der Kollektor VT1) K10 = 3 setzen und den Zähler DD6 stoppen, bis das nächste Spannungssignal log. "1" am Ausgang G der DD12-Mikroschaltung erscheint. Der Referenzfrequenzsignalgenerator besteht aus einem Hauptoszillator auf einem VT2-Transistor und einem Frequenzteiler auf einem DD1-Chip. Die Frequenz des Hauptoszillators wird durch einen Quarzresonator BQ5 stabilisiert. Am Ausgang G des DD7-Chips wird ein Signal mit einer Frequenz von 4 kHz erzeugt. Bei der auf der Schaltung angenommenen Resonanzfrequenz von 1 kHz beträgt der Teilerfaktor des Zählers DD4 1,25 (eingestellt durch Jumper an den Ci-Eingängen). Es ist möglich, Resonatoren mit anderen Frequenzen von 500 kHz bis 4 MHz, Vielfache von 400 kHz, zu verwenden. Der erforderliche Teilerfaktor wird durch Löten der Jumper an den Eingängen DD125 eingestellt. Das Einstellen des Referenzoszillators auf die empfangene Frequenz ist die Auswahl der Kondensatoren C1,5, C125. Das ICFD enthält zwei D-Flip-Flops DD4, Transistoren VT13, VT14. Auf den Dioden VD6, VD 8 ist eine logische "UND"-Schaltung der Signale aufgebaut, die von den inversen Ausgängen der Trigger DD9, DD18 kommen.

Die Schaltung setzt Flip-Flops in einen einzigen Zustand. Wenn die Phasen der Signale, die in die Eingänge C der Trigger eintreten, übereinstimmen oder klein sind, werden die Transistoren VT8, VT9 geschlossen. Mit zunehmender Phasendifferenz öffnet sich je nach Verhältnis entweder der Transistor VT8 oder der Transistor UT9 und die Kondensatoren des Tiefpassfilters werden geladen oder entladen, darunter C15, R33, C19, R35, C20 doppelte T-förmige Brücke (R29, R30, R34, C16 ... C18), die den Resthintergrund von 1,25 kHz unterdrückt, die Signalspannung wird den Varicaps VD3, VD4 des Transceiver-Generators zugeführt und ihre Frequenz so abgestimmt, dass a Am Ausgang des DPCD wird eine Frequenz von 1,25 kHz eingestellt. Der Widerstand R1 stellt die Spannung + 5 V am Ausgang des Stabilisators ein, der auf dem Transistor VT1, der Diode VD 1, der Zenerdiode VD2 montiert ist. Die Diode VD1 dient zur thermischen Kompensation des Stabilisierungsspannung. Der Kanalnummer-Encoder ist auf den Dioden VD6 ... VD17 aufgebaut. Am Ausgang des Encoders wird ein inverser Binärcode eingestellt. Im Sendemodus die +9V-Versorgungsspannung vom "Receive-Transmit" -Schalter, dh Teil des Radiosenders, wird dem Mikrofonverstärker und dem Sendeleistungsverstärker zugeführt. einen solchen Signalhub am Ausgang des Mikrofonverstärkers, bei dem der Frequenzhub des Transceiver-Generators 3 kHz nicht überschreiten würde. Im Empfangsbetrieb wird die Versorgungsspannung über den gleichen Schalter dem Empfangspfad der Funkstation zugeführt.

Die zweite Schaltkontaktgruppe schaltet die Antennenbuchse vom Empfängereingang auf den Senderendstufenausgang und umgekehrt. Der Frequenzsynthesizer ist zusammen mit dem Transceiver-Generator auf einer 60 x 114 mm großen doppelseitigen Leiterplatte montiert. Im Frequenzsynthesizer werden Widerstände vom Typ MLT, S2-23, S2-33, Elektrolytkondensatoren vom Typ K53-18, Kondensatoren C7, C10 - vom Typ KD26 und der Rest - KM-56 verwendet. Die Induktivität L1 ist auf einen Kunststoffrahmen mit einem Durchmesser von 5 mm mit einem Kern aus 100 HF-Draht PEV-2 0,5 mm gewickelt. Die Anzahl der Windungen beträgt 4 mit einem Tipp von der Mitte. Kanalschalter SA1 - Typ PR2-10P1NVR.

Synthesizer-Setup beginnt mit einem Stabilisator + 5V. Dann wird am Ausgang G des DD1,25-Chips eine Referenzfrequenz von 4 kHz eingestellt, indem der Oszillator am VT7-Transistor eingestellt und das erforderliche Teilungsverhältnis des DD4-Zählers eingestellt wird. Dann bricht der PLL-Ring - der Ausgang der T-Brücke wird vom Transceiver-Oszillator getrennt. Der Ausgang des Mikrofonverstärkers wird ebenfalls abgeschaltet. An den Generator ist am Verbindungspunkt der VD3-, VD4-Varicaps ein 10-20-kΩ-Motor mit variablem Widerstand angeschlossen, von dem ein Ausgang mit dem + 9-V-Stromkreis und der andere mit dem gemeinsamen Kabel verbunden ist. Durch Ändern der Spannung am Widerstandsmotor innerhalb von 2 - 4 V und Drehen des Kerns der Induktivität L1 wird die Erzeugungsfrequenz von 27150 kHz erreicht. Ferner wird durch Setzen von Nk = 1 und des "Übertragungs"-Modus die Spannung des Signals mit einer Frequenz von 5 kHz am Ausgang G des Zählers DD1,25 gesteuert. Dann wird durch Entfernen des variablen Widerstands und erneutes Schließen des PLL-Rings die Erzeugungsfrequenz von 27150 kHz im gleichen Modus gesteuert. Bei Bedarf wird der Wert des Widerstands R35 ausgewählt. Beim Wechsel der Betriebsart von Senden auf Empfangen sollte die Erzeugungsfrequenz auf 27615 kHz eingestellt werden. Außerdem wird durch Umschalten der Kanalnummer auf 10 die Erzeugungsfrequenz in beiden Modi gesteuert.

Beim Umschalten von einem Kanal auf einen Nachbarkanal soll sich die Erzeugungsfrequenz um 12,5 kHz ändern. Indem sie schließlich den Ausgang des Mikrofonverstärkers mit dem Transceiver-Generator verbinden und den „Transmission“-Modus einstellen, stellen sie sicher, dass der Frequenzhub des Generators 3 kHz nicht überschreitet. Am einfachsten ist es, einen eingestellten Radiosender über einen Receiver zu hören und einen hörbar unverzerrten Empfang zu erreichen. Damit ist die Einrichtung des Synthesizers abgeschlossen. Der Gesamtstromverbrauch des Synthesizers und des Transceiver-Generators für die +9-V-Stromversorgung übersteigt 8 - 10 mA nicht.

Bei der Auswahl eines Frequenzbereichs wurden die Anforderungen an das praktische Ausreichen von 10 Kanälen und die Möglichkeit des Betriebs auf einer für viele Einkanal-Radiosender angenommenen Frequenz im 27-MHz-Band berücksichtigt. Mit einigen Komplikationen der Schaltung können Sie die Anzahl erhöhen, indem Sie dem DD3-Chip einen weiteren vom Typ K561IE11 als Zähler höherer Ordnung hinzufügen und die Kanalnummer-Encoderschaltung mit dem Teilungsfaktor des DD5-Zählers ändern Kanäle auf 256. Es ist auch einfach, den Frequenzabstand zwischen benachbarten Kanälen zu ändern, zum Beispiel auf 10 kHz einzustellen. Dazu müssen Sie die Referenzfrequenz auf 1 kHz einstellen, den Teilungsfaktor des DD5-Zählers ändern und die T-Brücke auf eine Frequenz von 1 kHz umbauen.

Basierend auf diesem Schema ist es möglich, Frequenzsynthesizer für andere Frequenzbereiche zu bauen. Es scheint, dass es auch als Basis für die Entwicklung einer industriellen Single-Chip-Synthesizer-Schaltung verwendet werden kann.

Autor: S.Shevchenko, Simferopol; Veröffentlichung: N. Bolschakow, rf.atnn.ru

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