Синтезатор частоты для трансивера
М. СЕРБЕНКО (UB2MF), 349950, г.Кировск, Луганской обл., кв-л 60 лет Октября, 18-115
Синтезатор используется в трансивере с ПЧ 5, 5 МГц. Подобная структура синтезатора успешно используется в трансивере заводского изготовления "Контур-111" (г.Харьков). Конструкция синтезатора приведена на рис.2. Она используется на протяжении полугода в трансивере с двумя преобразованиями. Отличительные особенности этого синтезатора - хорошие шумовые характеристики, которые ненамного хуже, чем у обычного ГПД, небольшие размеры, плавная перестройка, а также доступность элементной базы - всего б микросхем. К недостаткам можно отнести то, что здесь нет растяжки по диапазонам и перекрытие на всех диапазонах равно 1, 7 МГц, что определяет диапазон 28 МГц. В ГПД нет никаких коммутаций, что способствует стабильности, одинаковой плотности настройки и расстройки на всех диапазонах.
Блок-схема СЧ приведена на рис. 1.
Сигнал ГПД, который полностью определяет стабильность СЧ, подается в смеситель, в котором вычитается из частоты ГУНа и выделяется контурами L7 - L11 - это так называемая ПЧ синтезатора. После сигнал поступает на формирователь импульсов на транзисторе VT11, а с выхода транзистора - на микросхему D3, которая делит его на 4. Это сделано для того, чтобы не выходить за пределы паспортного значения граничной частоты D4. Она равна 12 МГц. С выхода делителя на 4 сигнал подается на ДПКД, коэффициент деления которого устанавливается подачей лог. 1 (лог.1=3-4, 5 В) на входы предустановки микросхемы D4. Микросхема D5 и транзистор VT14 нужны для работы счетчика D4. С выхода D4 сигнал подается на фазовый детектор (ФД), туда же подается напряжение образцовой частоты 500 кГп с кварцевого генератора. Сигнал ошибки с ФД через простой ФНЧ, собранный на С9, С10, R2, подается на варикап в ГУНе. При использовании в трансивере ПЧ 5, 5 МГц частоты ГУНа совпадают на диапазонах 3, 5-14; 7-18; 10-21 МГц, что позволяет использовать общие контуры как ГУНов, так и смесителей синтезатора. ГУН собран по схеме емкостной трехточки и имеет 2 эмиттерных повторителя для смесителя трансивера и 2 эмиттерных повторителя- для смесителя синтезатора, причем VT4 выступает в роли ответвителя напряжения. Напряжение на выходе VT4 должно быть в пределах 0, 3 - 0, 4 В и подбирается конденсатором С18. Смеситель СЧ особенностей не имеет и работает от - 0, 2 В. Схема смесителя не отличается от ранее опубликованной в [1]. ДПКД на микросхеме D4 имеет 4 входа предустановки. При отсутствии лог. 1 на входах коэффициент деления D4 равен 1. В дальнейшем при подаче лог. 1 на входы D4 через делители напряжения R38 - R41 и R42 - R45 и диодную матрицу VD9 - VD 13 устанавливается нужный Кдел. для данного диапазона.
Кдел. микросхемы D4 для каждого диапазона указан в табл. 1.
Таблица 1.
Диапазон RX/TX. МГц | Частота ГУН. МГц | ГПД начало-конец, МГц | Частота на диап. выходе смесителя. МГц | Кдел. D3 | Кдел. ДПКД D4 |
1.83-1.93 | 7.3-7.4 | 5.3-5.4 | 2 | 4 | 1 |
3.5-3.8 | 9-9.3 | 5-5.3 | 4 | 4 | 2 |
7.0-7.3 | 12.5-12.8 | 4.5-4.8 | 8 | 4 | 4 |
10-10.5 | 15.5-16 | 5.5-6 | 10 | 4 | 5 |
14.0-14.4 | 8.5-8.9 | 4.5-4.9 | 4 | 4 | 2 |
18.0-18.3 | 12.5-12.8 | 4.5-4.8 | 8 | 4 | 4 |
21.0-21.5 | 15.5-16 | 5.5-6 | 10 | 4 | 5 |
28-29.7 | 22.5-24.2 | 4.5-6.2 | 18 | 4 | 9 |
Кварцевый генератор собран на транзисторе VT12, он работает на частоте 5 МГц. На транзисторе VT13 собран формирователь импульсов, которые делит на 10 микросхема D6. На выходе ее получается напряжение образцовой частоты 500 кГц. Собственно, не обязательно применять кварц на 5 МГц, можно использовать кварц на 1 МГц, 2 МГц, при этом вместо микросхемы К155ИЕ2 можно включить делитель на 2 или 4 соответственно на микросхеме К155ТМ2. Впрочем, сосем не обязательно сравнивать именно на 500 кГц, только при этом нужно пересчитать Кдел. ДПКД и частоту работы ГПД. ФД собран на микросхемах D 1, D2 и транзисторах VT5, VT6, VT7.
Много различных схем ФД было опробовано в СЧ, но приведенная на рис.2 оказалась лучшей из всех по захвату и удержанию частоты. Схема ФД полностью взята из [2]. Стабильность СЧ полностью определяется стабильностью ГПД, схема которого традиционна и особенностей не имеет. Все методы стабилизации частоты ГПД описаны достаточно хорошо в литературе [1 - 3]. Единственное, что требуется - это установить предел перестройки конденсаторами С34, С36, С37 4, 5-6, 2 МГц. Конденсатором С32 подбирают требуемое значение расстройки. Смонтирован синтезатор на печатной плате из двустороннего стеклотекстолита размерами 120 х 80 мм. Требования к монтажу те же, что к любой цифровой технике. Катушки L1 - L5 и L7 - L11 намотаны на каркасах от ПЧ транзисторных приемников, снабженных экранами и сердечниками. Данные частоты настройки контуров приведены в табл.2.
Таблица 2.
Диап. | Частоты настройки конутров, МГц | |||||||||
L1 | L2 | L3 | L4 | L5 | L7 | L8 | L9 | L10 | L11 | |
1.8 | 7.3 | 2 | ||||||||
3.5 | 8.5 | 4 | ||||||||
7 | 12.5 | 8 | ||||||||
10 | 15.5 | 10 | ||||||||
14 | 8.5 | 4 | ||||||||
18 | 12.5 | 8 | ||||||||
21 | 15.5 | 10 | ||||||||
28 | 22.5 | 18 | ||||||||
Данные числа витков и значения емкости не приводятся, т.к. зависят от конкретно выбранных каркасов и сердечников. ГПД выполнен отдельным блоком на плате размером 50 х 40 мм и соединяется со смесителем синтезатора тонким коаксиальным кабелей с волновым сопротивлением 75 Ом. Микросхемы D1 и D2 в ФД для уменьшения размеров платы и длин проводников устанавливают одна над другой (D1 над D2), соединив предварительно по схеме нужные выводы. Дроссели Др1, Др2 могут быть 50 - 150 мГн, реле типа РЭС-49. Т1, Т2 намотаны на кольцах К12х6х5, имеющих проницаемость 200 - 1000 НН (некритично). На месте диодов смесителя КД503А хорошо работают также КД521, КД522, КД514А, КД512 и др., им подобные. КП302В заменяется на любой этой серии. Микросхему D3 К531ТМ2 можно заменить на К555ТМ2, К1533ТМ2 или К131ТМ2. Настройка СЧ заключается в установке частоты ГУН, она должна быть ниже примерно на 10 % частоты, приведенной в табл. 2. Фрагмент настройки ГУН приведен в [1]. Контура смесителя СЧ L7 - L11 настраиваются на частоты, которые приведены также в табл.2. Для этого отключают питание от ГПД и ГУНа (для того, чтобы их сигналы не мешали) и в эмиттер VT10 с ГСС подают сигнал требуемой частоты с уровнем около 0, 2 В, затем по вольтметру, подключенному к базе VT11, добиваются максимальной амплитуды напряжения настройкой контуров L7 - L11 в резонанс. Для устойчивой работы напряжение на базе транзистора VT11 должно быть - 0, 5В. Питается СЧ от трех напряжений - +5 В; +12В;+15В. Синтезатор может быть рассчитан на другое значение ПЧ трансивера, например, 5; 9; 8, 814 МГц и др. Для этого придется изменять Кдел. D4. Это можно сделать в соответствии с табл.3.
Таблица 3.
Кдел. D4 в | Входы D4 коде: 1.2.4.8 | Лог. состоян. на вх. |
1 | 1, 2, 4, 8 | 0 |
2 | 1 | |
3 | 2 | 1 |
4 | 1.2 | 1 |
5 | 4 | 1 |
6 | 1, 4 | 1 |
7 | 2, 4 | 1 |
8 | 1, 2, 4 | 1 |
9 | 8 | 1 |
10 | 1, 8 | 1 |
11 | 2, 8 | 1 |
12 | 1, 2, 8 | 1 |
13 | 4.8 | 1 |
14 | 1.4, 8 | 1 |
15 | 2, 4, 8 | 1 |
16 | 1, 2, 4, 8 | 1 |
Комбинируя входы предустановки D4, можно получать Кдел от 1 до 16. ГПД СЧ к тому же можно застабилизировать с помощью цифровой шкалы, как это сделано в [3].
Литература.
1. Жемков С. Синтезатор частоты трансивера/ Радиолюбитель. 1992, N 9, С.35 - 36.
2. Денисов В. Синтезатор частоты трансивера/ Радио. - 1990, N 2, С.33.
3. Лаповок Я. Высокостабильный ГПД/ Радио. - 1989, N 3, С.23 - 25.