Frequenzsynthesizer basierend auf moderner Elementbasis. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Frequenzsynthesizer

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Derzeit beherrscht die Industrie die Herstellung integrierter Schaltkreise, die den Bau kompakter Frequenzsynthesizer mit hohen Betriebsparametern ermöglichen. Synthesizer können in Funkempfängern, Funksendern und anderen ähnlichen Geräten verwendet werden. Besonders wichtig ist ein kompakter und kostengünstiger Frequenzsynthesizer (MF) für die eingeführten Kommunikationsgeräte für die Bänder 27 MHz und 144 ... 146 MHz. Eine dieser Mikroschaltungen ist eine Mikroschaltung vom Typ KR1015XK2 [1]. Der Frequenzsynthesizer mit seiner Verwendung ist nach dem in „RL“ N 1/92 beschriebenen Blockschaltbild aufgebaut. Eine Zwischenfrequenz von 2 MHz ist in Abb. 4 dargestellt.

Schematische Darstellung des Frequenzsynthesizers. Abb.1

Werfen wir einen Blick auf seine Arbeit. Der Chip DD2 KR1015XK2 verfügt über ein 20-Bit-Empfangsregister mit seriellem Informationseingang, in das Daten geschrieben werden, die die Teilungsfaktoren des Teilers mit variablem Teilungsverhältnis (DPKD), eines absorbierenden Zählers (PS) und eines Frequenzteilers mit a festes Teilungsverhältnis (DFKD). Das Format des Empfangsregisters und das Zeitdiagramm des Vorgangs des Schreibens von Informationen darin sind in Fig. 2 gezeigt.

Abb.2 (zum Vergrößern anklicken)

Das Umschreiben von Informationen aus dem Empfangsregister der Mikroschaltung in ihr Pufferregister erfolgt durch Anlegen eines Impulses positiver Polarität an Pin 7, nachdem das zwanzigste Informationsbit an Pin 5 ankommt. An Pin 6 der Mikroschaltung werden Takte empfangen, um Informationen in das Empfangsregister zu schreiben. Die erste Ziffer des Registers bestimmt den Teilungsfaktor der DPCD. Ist es auf 0 gesetzt, so ist sein Teilungsfaktor 1024, ist es 1, dann 2560. Die Bits 2 bis 8 bestimmen das Zählverhältnis des absorbierenden Zählers und die Bits 9 bis 20 den Teilungsfaktor des DPCD. Das 20. Bit wird zuerst in die Mikroschaltung eingegeben, das letzte - 1.

Der spannungsgesteuerte Generator C4 (VCO) ist nach der kapazitiven Dreipunktschaltung mit gemeinsamer Basis auf einem VT2-Transistor vom Typ KT316D aufgebaut. Die Abstimmung seiner Frequenz erfolgt durch den Varicap VD2 vom Typ KV109B. Von GU Das Signal wird Verstärkern zugeführt, die auf den Transistoren VT3 und VT4 vom Typ KT399A basieren. Vom Ausgang des Transistors VT4 geht das Signal durch die Kapazitäten C24 und C25 zum Empfänger bzw. Sender. Vom Ausgang des Verstärkers am Transistor VT3 gelangt das Signal zu einem Frequenzteiler 64/65, der auf einer DD1-Mikroschaltung vom Typ KF193PTs8 hergestellt wird. Von Pin 2 dieser Mikroschaltung gelangt das vorgeteilte Signal der Betriebsfrequenz in die DD2-Mikroschaltung vom Typ KR1015XK2, die die Rolle von DPKD, DFKD, IChPD übernimmt und Elemente eines Tiefpassfilters in ihrer Zusammensetzung enthält. Auf diesem Chip ist auch der Referenzoszillator aufgebaut. Seine Frequenz wird durch einen ZQ1-Quarzresonator bei einer Frequenz von 12,800 MHz bestimmt. Somit wird beim Schreiben von "1" in das erste Bit des Steuerregisters der DD2-Mikroschaltung diese Frequenz auf eine Frequenz von 12,5 kHz geteilt, bei der der Vergleich stattfindet. Das Signal von der IFFD über den Ausgang 16DD2 geht zum Tiefpassfilter der Elemente C7, C8, R4, der das Fangband und das Halteband der PLL bestimmt.

Mit den im Diagramm angegebenen Elementen beträgt die Erfassungsbandbreite der PLL etwa 15 MHz und die Einschwingzeit etwa 250 ms. Ferner wird die Steuerspannung über den Widerstand R6 und die Spule L1 an den Varicap VD2 geliefert und baut den VCO wieder auf. Von Pin 1 der DD2-Mikroschaltung wird das Signal, das den PLL-Tracking-Fehler behebt, dem Detektor der VD1-Diode des Typs KD522B und dann der Taste des VT1-Transistors des Typs KT315B zugeführt, der die LED steuert. Wenn der PLL-Ring erfasst wird, erlischt die HL1-LED. Informationen werden über Pin 2 der Platine auf den DD1-Chip geschrieben, und die Taktfrequenz und das Strobe-Signal werden über die Pins 3 bzw. 2 der Platine eingespeist. Die Modulationsspannung wird an Pin 4 der Platine und dann durch das Tiefpassfilter an den Elementen C12, R8, C14 an den VD2-Varicap angelegt, wo die Frequenzmodulation durchgeführt wird. Der gewünschte Frequenzhub kann über den Widerstand R7 eingestellt werden.

Um den Frequenzcode in das Register der Mikroschaltung DD2 MF zu schreiben und die "Empfangs-Sende"-Umschaltung zu steuern, wird die in Fig. 3 gezeigte Steuereinheit verwendet.

Schematische Darstellung der Steuereinheit. Abb. 3

Die Funktionsweise der Steuereinheit beruht darauf, dass an den Eingängen der Multiplexer DD5, DD7, DD10 vom Typ K561KP2 der gewünschte Frequenzcode eingestellt und dann seriell über den Ausgang 1 der Platine ausgegeben wird. Da der DD10-Multiplexer zur Ausgabe von acht Nullen verwendet wird, kann er erfolgreich durch einen Source-Folger am KP303V-Transistor ersetzt werden, aber beim Bau eines solchen Synthesizers für den Bereich 430 ... 470 MHz wird er benötigt. Die Nummer des gewünschten Kanals wird an den Schaltern SA1 und SA2 eingestellt, wobei der Schalter SA1 16 Positionen und der Schalter SA2 10 Positionen hat. Der SA2-Schalter stellt die Kanalgruppennummer ein, und der SA1-Schalter stellt die Kanalnummer in der Gruppe ein. Auf diese Weise können 160 Kanäle bei 12,5 kHz eingestellt werden. Auf K3IM8-Mikroschaltungen vom Typ DD9, DD561, DD1T ist ein Addierer aufgebaut, der die Zwischenfrequenz im Empfangsmodus subtrahiert. Der Addierer arbeitet im Zweierkomplement. Der Taktgenerator der Steuereinheit ist auf den Elementen DD1.2 und DD1.4 aufgebaut, die Schalteinheit "Empfang-Übertragung" hat eine SB1-Taste, eine VD1-Diode - vom Typ KD522B und einen einzelnen Vibrator - auf den Elementen von DD1.1 und DD1.3 vom Typ K561LA7. Auf dem DD4-Zähler vom Typ K561IE10 und dem D6.1-Element ist eine Zähleinheit bis 20 aufgebaut.Der Mitteltöner wird von zwei stabilisierten Quellen mit einer Spannung von +5 V und +9 V gespeist.

Der Frequenzsynthesizer ist zusammen mit der Steuereinheit auf einer Leiterplatte aus doppelseitiger Glasfaserfolie mit einer Dicke von 1,5 mm und einer Größe von 190 x 55 mm montiert. Bei der Herstellung der Platine muss die maximale Fläche des gemeinsamen Drahts sowohl auf der Seite der Installation der Elemente als auch auf der gegenüberliegenden Seite beibehalten werden. Spule L2 ist rahmenlos, hat 4 Windungen, gehalten RPS 0,8, gewickelt auf einem Dorn mit einem Durchmesser von 5 mm. Die Wicklungslänge der Spule beträgt 6 mm. Die Spulen L1, L3 und L4 sind Drosseln vom Typ DM-01 mit einer Induktivität von 10 μH. Sie können auch auf Ringe aus Ferrit der Güte 600 NN ... 2000 NN, Größe K7x4x2 gewickelt werden, wobei 15 Windungen PEV-2-Draht mit einer Dicke von 0,25 mm gleichmäßig über den gesamten Umfang gelegt werden. Das Einstellen des Frequenzsynthesizers läuft darauf hinaus, die vom VCO erzeugte erforderliche Frequenz mit dem Kondensator C15 einzustellen. Mit Hilfe des Kondensators C6 ist es jedoch erforderlich, die Frequenz des Referenzoszillators so nahe wie möglich an 12,8 MHz einzustellen. Möglicherweise müssen Sie Tiefpassfilterelemente auswählen: R4, C7, C8. Dies ist notwendig, um die PLL-Erfassungsbandbreite zu erweitern, wenn sie zum Zeitpunkt des Übergangs vom Empfangen zum Senden fehlt, obwohl letzteres unwahrscheinlich ist. Damit ist die Einrichtung des Synthesizers abgeschlossen.

Literatur

1. Yakubaitis S.V. Digitale und analoge integrierte Schaltungen., M.: Radio and communication, 1989, S.496.

Autor: V. Stasenko, Rossosh; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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