ブロードキャスト送信機のシンセサイザー用の XNUMX つの典型的な周波数のジェネレーター。スキーム、説明

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放送送信機シンセサイザー用の XNUMX つの基準周波数のジェネレーター。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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この発生器は、9 つの切り替え可能な安定した周波数の信号を生成するように設計されています。特に、5 kHz ステップの中波放送グリッドと XNUMX kHz ステップの短波放送の両方を形成する場合に、個別のラジオ放送用のシンセサイザーの一部として使用できます。しかし、その適用範囲はこれに限定されません。統合された発振器と水晶共振器をさまざまな周波数で広範囲の分割係数とともに使用できるため、この設計を他のデバイスで使用できます。

相対発電機周波数安定度 0,5 10^-6 ^оС^-1 -10 ～ +60 の温度範囲で ^оC は、温度補償水晶発振器 GK321-TK-K-9M-5V [1] によって提供されます。ロジックエレメントをベースとした従来の水晶発振器と置き換えることが可能です。ただし、この場合の周波数安定度は悪くなります。

ジェネレータには、2 つの値に対応する 512 つの切り替え可能なジャンパセットによって設定される可変分周係数を持つ分周器があり、出力は 4 ～ 4 の範囲の任意の偶数、1024 番目の XNUMX の倍数、 XNUMX～XNUMXの範囲で分周率（出力周波数）をXNUMXポジションスイッチで選択します。

発電回路を図1に示します。内蔵温度補償水晶発振器 G1 (GK321-TK-K-9M-5V) をメーカー推奨の回路で接続しています。また、電源回路にはインダクタL1とコンデンサC1、C5からなるデカップリングフィルタが搭載されています。ジャンパ S1 が位置 2 ～ 3 に設定されている場合、ジェネレータ信号は 3I-NOT DD1.3 論理要素上のバッファアンプに送信され、インバータによってオンになります。

米。 1（クリックで拡大）

代替の水晶発振器は、フィードバック回路に水晶共振器を備えた非対称マルチバイブレータの回路に従って、論理素子 DD1.1 および DD1.2 上に作成されます。マルチバイブレータの 4 番目のアームには、水晶共振子の周波数の 7 倍に等しいカットオフ周波数を持つ単純な R7C4,5 ローパスフィルタが取り付けられており、基本周波数の高調波でのこの共振子の励起を防ぎます。他の周波数で水晶発振子を使用する場合は、フィルタコンデンサ C30 の静電容量を反比例して変更する必要があります。たとえば、周波数 XNUMX MHz の水晶共振器には、容量 XNUMX pF のコンデンサが必要です。

プログラム可能な分周器は、533 つの並列同期バイナリカウンタ 10IE4 (DD5、DD533) と 2 つのフリップフロップ 3TM5 (DD13) で作成されます。カウンタ DD2.1 がオーバーフローすると、その CO 転送出力は High 論理レベルに設定され、要素 DD4 の入力 (ピン 11) になります。カウンタ DD1 の上位桁の出力 (ピン 2) からの信号は、要素 DD2.1 の入力 (ピン XNUMX および XNUMX) に到達し、転送の立ち下がりエッジの非同期 (遅延の蓄積) を防止します。これにより、この素子の出力におけるパルスの立ち上がりエッジの時間的位置の安定性が向上し、その結果、発生器出力信号の位相ノイズが低減されます。

要素 DD2.1 の出力からのパルスは、カウンタ DD4 および DD5 の並列ロード入力 L に供給され、ジャンパ S2 および S3 のセットによって事前に設定されたコードをそれらに書き込むことができます。次のクロックパルスでコードがカウンタにロードされ、ロードされた数値からさらにカウントが開始されます。

たとえば、ログがカウンタのすべての入力 D に供給されるとします。 1 (高レベル) の場合、数値 255 が書き込まれ、オーバーフローするまでカウントされるのは 256 つだけになります。この場合、除算係数は 255 - 1 = 1 に等しくなります。スイッチ SA4 のさまざまな位置にあるジャンパ S2 および S3 のグループの接点 1 ～ 1 の論理レベルを表に示します。 5. これらの接点と接点 8 ～ 1 の間にジャンパを取り付けることにより、2 ～ 4 の任意の数値 X に対応する、DD8 および DD4 マイクロ回路の入力 5、0、255、256 でのレベルの組み合わせを取得できます。 N = XNUMX - X に等しくなります。

表1

SA1の位置	ピン S2、S3 の論理レベル
SA1の位置	1	2	3	4
F₁	1で）	H（0）	1で）	H（0）
F2	1で）	1で）	H（0）	H（0）

カウンタ DD4 および DD5 の分周器の出力には、D フリップフロップ DD3.1 および DD3.2 に追加の 1 ビットバイナリカウンタがあり、合計分周係数が XNUMX 倍または XNUMX 倍に増加します。スイッチ SAXNUMX が位置 F の場合₁ 要素 DD10 の入力 (ピン 11、2.3) の論理レベルは Low であり、トリガー DD3.2 の出力から出力 F への信号₂ 通らない。同時に、DD3 エレメントの入力 (ピン 4、2.2) のレベルが高いため、出力 F₁ パルスはトリガー DD2 の出力からデューティサイクル 3.1 で通過します。周波数 F で続きます。₁=F_平方/((256 - X₁) - 2)、ここで F_KB - 水晶発振器の周波数; バツ₁ - スイッチ SA1 が F の位置にある場合、カウンタの入力 D に設定される数値₁.

スイッチ SA1 をポジション F に切り替える場合₂ 要素 DD2.2 の出力でのパルスは停止し、要素 DD2.3 の出力でパルスが現れ、周波数 F で続きます。₂=F_平方/((256-X₂) 4)、ここで X₂ - 位置 F のカウンターの入力 D の数₂ スイッチ。出力F₃ スイッチの位置に関係なく、短いパルス (クロックジェネレーターの 4 発振周期が続く) が存在します。それらの繰り返し周波数は、水晶発振器の周波数よりも、DD5 および DDXNUMX マイクロ回路のカウンタによって現在設定されている分周係数に等しい数だけ低くなります。

ここで説明した発生器が、[45] で説明されているシンセサイザーの 2 kHz の基準周波数のソースとして使用されると想定してみましょう。この場合、9000kHzの水晶発振器の周波数を9000/45=200倍にする必要があります。 DD3 マイクロ回路のトリガーによる 4 による除算を考慮すると、DD5 および DD200 マイクロ回路のカウンタの分周係数は 4/50 = 256 に等しいことがわかります。これは、オーバーフローが発生するたびに、 50 - 206 = XNUMX という数字をマイクロ回路に書き込む₁₀= 1101110₂。これを行うには、表に従ってジャンパを取り付ける必要があります。 2. この場合、分圧比を切り替える必要がないため、接点 2 と 3 はジャンパの取り付けに使用されません。論理レベルはスイッチ SA1 の位置に依存します。発生器の出力のみが切り替わり、出力のパルス周波数は F になります。₁ は 90 kHz に等しくなり、出力 F で₂ - 45kHz。

表2

コード	206	1	1	0	0	1	1	1	0
ジャンパー		8-1	7-1	6-4	5-4	8-1	7-1	6-1	5-4
ジャンパー		S3				S2

たとえば、10 kHz と 36 kHz の 5 つの周波数値を受信するようにジェネレーターをプログラムする必要がある場合 (これは、9 kHz と XNUMX kHz のグリッドステップで周波数シンセサイザーを作成するために必要な場合があります)、より低い周波数値を生成することをお勧めします。出力 F の周波数₂、追加の XNUMX による分周器と、出力 F に高い分周器があります。₁ XNUMXで割る。

Fの場合₁= 36 kHz の場合、合計分周係数は 9000/36 = 250 で、追加の 250 による除算を行わない場合は - 2/125 = 256 となります。オーバーフロー時にカウンターに書き込まれる数値は 125 - 131 = XNUMX です。₁₀= 10000011₂。 Fの場合₂ = 10 kHz の場合、合計分周係数は 9000/10 = 900 で、さらに 900 で除算しない場合は - 4/225 = 256 となります。オーバーフロー時にカウンターに書き込まれる数値は 225 - 31 = XNUMX です。₁₀= 00011111₂。検討中のケースでセット S2 および S3 のジャンパを取り付ける必要がある位置を表 3 に示します。図で色付きで強調表示されているのは、これらの位置です。 1.

表3

コード	131	1	0	0	0	0	0	1	1
コード	31	0	0	0	1	1	1	1	1
ジャンパー		8-3	7-4	6-4	5-2	8-2	7-2	6-1	5-1
ジャンパー		S3				S2

水晶発振器が別の周波数（20 MHzに達する可能性があります）で使用される場合、または出力で他の周波数値を取得する必要がある場合は、上記と同様の計算を独立して実行し、それに応じてジャンパを取り付ける必要があります。その結果とともに。必要に応じて、ジャンパのセットの代わりに、それぞれ 16 ポジションを持つ XNUMX つのコードスイッチを使用して、XNUMX つ以上の出力周波数値を取得し、それらを素早く切り替えることができます。

発電機のすべての部品は、金属化穴を備えた技術を使用して製造された、厚さ 2 mm のフォイルグラスファイバーラミネートで作られた 90x35 mm の寸法の両面プリント基板 (図 1,5) に取り付けられています。金属化が不可能な場合は、部品のリードを両側からはんだ付けし、錫メッキ線をビアホールにはんだ付けする必要があります。

放送送信機のシンセサイザー用のXNUMXつの基準周波数のジェネレータ
図。 2

基板上の部品の配置は図のようになります。 3. 温度補償水晶発振器 G1 を使用する場合、素子 ZQ1、C7、C8、C11、R2、R4 は搭載されません。さらに、7 つの追加ジャンパを取り付ける必要があります。3 つはコンデンサ C2 用の接触パッド間、もう 4 つは図の左側の接触パッドの間にです。抵抗器 R1 および R2 用の 3 つの接触パッド。ジャンパ SXNUMX は位置 XNUMX ～ XNUMX に設定されます。

放送送信機のシンセサイザー用のXNUMXつの基準周波数のジェネレータ
図。 3

発電機が水晶発振子 ZQ1 および論理素子 DD1.1 および DD1.2 で使用されている場合、発電機 G1、インダクタ L1、コンデンサ C5、および抵抗 R1 および R3 は基板に実装されず、ジャンパ S1 はの位置に設定されます。 1-2. 水晶振動子のリードには0,6対のコンタクトパッドが用意されており、サイズに応じて使い分けられます。共振器自体は、直径 0,7 ～ XNUMX mm の錫メッキ線のループで基板に取り付けられ、その上にキャンブリック、ポリ塩化ビニル、またはフッ素樹脂で作られた細いチューブが配置されます。ループを引っ張って、その端を基板の穴にはんだ付けします。ガラス繊維または厚いボール紙でできた絶縁パッドを、金属ケース内の水晶振動子の下に配置する必要があります。ガラスシリンダー内の水晶振動子は、取り付ける前に XNUMX 層または XNUMX 層のニスを塗った布で包む必要があります。

このボードは、MLT または C2-23 抵抗を取り付けるように設計されています。コンデンサ (C10 を除く) - K10-17-1b。酸化物コンデンサ C10 - アキシャルリード付き K53-18。これは、一方向リード付きの K50-35 または同様の輸入品と置き換えることができます。このピン配置のコンデンサのマイナス端子用に、基板上に追加の穴があります。 2D212B ダイオードは、許容順電流が少なくとも 500 mA の任意のシリコンダイオードに置き換えることができます。一体型スタビライザー KR142EN5A の代わりに、輸入 7805 が適しています。スロットル L1 - DM-0,1。基板に取り付ける前に、デジタルマイクロ回路のピンを図に従って成形する必要があります。 4 ピンセット、細いラジオペンチ、または特殊な器具を使用します。

放送送信機のシンセサイザー用のXNUMXつの基準周波数のジェネレータ
図。 4

集積水晶発振器を使用する場合、抵抗器 R1 と R3 の直列接続によって形成される補正抵抗の値を正確に選択する必要があります。これは、特定のジェネレーターインスタンスのパスポートで指定された値に対応する必要があります。正確な周波数設定は、20℃の温度でこれらの抵抗を選択することにより、周波数計を使用して実行されます。 ^оC.

水晶振動子と論理ゲート発生器を使用する場合、正確な発生周波数はコンデンサ C8 と C11 を選択することによって設定されます。トリマー抵抗器とコンデンサーは特別に使用されていないため、可動接点の不安定性の周波数への影響が排除され、発電機の信頼性が向上します。

提案されたユニバーサルデザインにより、既存の水晶共振器を使用してシンセサイザー (説明されているジェネレーターが意図されている) を組み立ててデバッグし、正確な周波数で非常に安定した統合ジェネレーターを注文して、それを同じボードに取り付ける機会が開かれます。

文学

熱補償水晶発振器 GK321-TK-K - URL: bmg-quartz.ru/gk321_tk_k.html。
コマロフ S. 中波放送周波数シンセサイザー。 - ラジオ、2012 年、第 9 号、p. 19-23; No.10、p. 21-23。

著者: S. コマロフ

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