周波数シンセサイザー。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

無線電子工学と電気工学の百科事典 / 周波数シンセサイザー

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最近、特にデジタル通信、RTTY などで、トランシーバーの局部発振器の周波数安定性に対する要件が高まっています。 周波数シンセサイザについて説明した多くの出版物が登場しています。 基本的に、これらは複雑なデバイスであり、プログラム可能なインポートされたマイクロ回路を使用することもあります。 多くの場合、これらのデバイスはかさばり、大電流を消費し、トランシーバーの受信経路に干渉します。 詳細は通常ほとんどありません。 著者は、広く入手可能な部品から単純なシンセサイザーを設計および構築しました。 同時に、そのパラメーター（まず第一に、周波数安定性）は、輸入されたマイクロ回路の複雑なシンセサイザーに劣らず、シンプルさと明快さは、多くのラジオアマチュアがそのようなデバイスを研究するための優れたツールとして役立ちます。

周波数シンセサイザのブロック図を図 1 に示します。 シンセサイザーには電圧制御局部発振器 (VCO) があり、その平均周波数は範囲に応じてスイッチで設定されます。 VCO回路にはリアクタンス素子（RE）が含まれています - バリキャップ。 VCO 周波数電圧は、分周比設定レジスタで分周比を設定した制御分周器に印加されます。 このレジスタ (数値) の状態は、チューニング ジェネレータによって設定されます。 分周器後のＶＣＯ信号は、周波数位相検出器（ＦＰＤ）に供給され、そこで基準発振器の周波数（この実施形態では５１２Ｈｚ）と周波数が比較される。 PFD では、周波数設定エラー信号がローパス フィルター (LPF) を介してリアクタンス エレメント (RE) に供給されます。

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このようにして、ＶＣＯ周波数が調整される。 VCO からの信号は最初のバッファ段 (BK-1) に供給され、そこで VCO 周波数は 2 で除算されるか、または除算されずに単純に BK-1 の出力に渡されます (範囲と必要な局部発振器によって異なります)。頻度）。 11 番目のバッファ段 (BK-2) は、必要な局部発振器周波数の電圧を受信ミキサー (RX) または送信ミキサー (TX) に切り替えるだけです。 回路図 (図 1) からわかるように、VCO はトランジスタ VT1 で構成されています。 その回路にはバリキャップ VDXNUMX が含まれています。

（クリックして拡大）

VCO の中間周波数の切り替えは、スイッチ S1-1 によって実行されます。スイッチ S8-1 は、メイン インダクタンス (L7) と並列に、追加のインダクタンス (L2 ... L2) または C3 を接続します。 エミッタ フォロワ VT1、VT1533 を介して、信号は最初のバッファ ステージ (DD2) に供給されます。 K1TM3 チップの分割係数は、スイッチ S1-2 によって (範囲に応じて) 設定されます。 S8-1 は、局部発振器の周波数がトランシーバーの動作周波数よりも高いか低いかに応じて、デジタル IF 周波数プリセットを切り替えます。 著者のトランシーバーでは、中間周波数は XNUMX MHz であり、さまざまな範囲での局部発振器の周波数を表 XNUMX に示します。

S1-4 は、トランシーバー パスで電子バンド スイッチング (バンドパス フィルター) を実行します。 制御された分周器は、要素 DD7...DD10 で作成されます。 これらはK1533IE7マイクロサーキットです。 図からわかるように、VT3 からの信号は DD4 のピン 7 に適用されます。 カウントがすべての桁でゼロに達すると、ピン 13 DD10 からの信号により、分周器のすべての要素が、DD7 ... DD10 マイクロ回路の入力 "D" でレジスタから指定された状態に設定されます。 その後、再びゼロの状態に「還元」するためのアカウントが作成されます。 このようにして、入力「Ｄ」に設定された値に従って分周が行われる。 除算係数の値は、DD3 および DD6 チップに組み込まれた同調発生器によってレジスタ DD13 ... DD12.4 に設定されます。 発電機は、ポテンショメータ R31 によって制御されます。 その可動要素が中間位置にある場合、発電機は機能しません。 上に移動すると、スキーム DD13 に従って下の XNUMX つの要素で生成が開始されます。

この場合、出力 10 DD13 から、信号は入力 +1 (ピン 5)、DD3 に送られ、レジスタは段階的に切り替えを開始して、書き込まれた数を増やします。つまり、分周器の分周係数が増加し始めます。 、自動調整システムは、各パルスで VCO の周波数を 512 Hz 増加させます。 同調発生器パルスの周波数 (同調周波数) は、この場合、R31 を「上」に移動する程度に依存し、0,5 Hz (低速ステップ同調) から 1000 Hz (高速同調) まで変化する可能性があります。 つまり、ポテンショメータ R31 を上に動かすほど、再構築が速くなります。 周波数を下げるには、ポテンショメータ R31 スライダを下に移動します。 ジェネレーターは上位 13 つの要素 DD14 で作業を開始し、レジスターは「減少します」。 こんな感じで設定完了です。 これは型にはまらない方法ですが、すぐに慣れることができます。 基準周波数発生器は、マイクロ回路 DD16...DD16 で作成されます。 DD16に水晶振動子を作ります。 クォーツは電子時計から使用されています。 クォーツ周波数、したがって「グリッドステップ」内のローカル発振器周波数を調整するには、R15 ... R17 チェーンを使用して電源電圧を DD1 に変更する方法が使用されます。 この場合、XNUMX kHz の VCO のスムーズなチューニングが実現されます。

水晶発振器の周波数は、マイクロ回路DD64、DD14を使用して15で分割され、DD11、DD12で作成されたPFDの入力の1つに供給されます。 電圧は、制御された分周器の出力からも供給されます。 ローパスフィルタ (R2、R26、R1、C3、C9、C27) を介した PFD 出力からのエラー信号は、バリキャップに供給されます。 R15、C18 チェーンは、周波数を切り替えるときに動作モードを安定させ、チューニング中に同様の PFD を持つシステムの「鳴き声とチャープ」特性を排除します。 チェーン R14、C32768 は、レジスタを状態 125 に初期設定するために使用されます (トランシーバーがオンになっている場合)。 BK-I - 論理要素の単純な信号スイッチ。 シンセサイザーは、120x1 mm のボード上の単一のブロックとして作成されます。 調整要素S17、R31、R6は、アルミニウムのコーナーを使用してボードに取り付けられています。 インダクタはパラメータにとって重要ではなく、真鍮のコアを使用して、7 ... 31 mm の任意の直径を使用できます。 ポテンショメータ R1 - タイプ SP-1。 スイッチ S3 - タイプ PG11-4P1533N、コンパクト。 155シリーズを使用することも可能ですが、350シリーズのマイクロ回路を使用することが望ましいですが、この場合、+550 V電源の場合、消費電流が5から12 mAに増加します.電圧の消費電流は25Vです- 3ミリアンペア。 筆者は片面プリント配線の基板を使っていたので（図XNUMX）、細かいところにジャンパー線がたくさんあります。 他の方法でもお支払いいただけます。

著者は、DD512...DD14 マイクロ回路と時計用クォーツを使用して 16 Hz 発生器を作成しました。 他のオプションを他のクォーツとともに使用することもできますが、出力周波数は 400 ～ 650 Hz 以内である必要があります。 セットアップは以下のとおりです。 1. セットアップジェネレーターの動作を確認します。 R31 の中間位置 (セクター約 -45°) では、生成は存在しないはずです。 存在する場合、または生成不足のセクターが小さいか大きい場合は、R29、R30 を選択することでこれを排除できます。 R31 の端の位置では、発生周波数は約 1 kHz になるはずです。 2. 水晶発振器自体と分周器の動作を確認します。 DD15(8ピン)の出力周波数は512Hz(クロッククォーツ使用時)となります。 3. 次に、VCO を調整します。 これを行うには、(回路図によると) 右側のピン R1 が基板からはんだ付けされていない状態になり、分圧器から +5 V の電圧がそれに印加されます (30 ～ 6,5 kΩ のポテンショメータを使用できます)。 20 m の範囲がオンになり、コア L8 を回転させることで、必要な周波数値 fget.sr (表 1 による) を達成する必要があります。 次に、160 m レンジをオンにして、fhet.av を設定します。 コア L1 を使用します。

30 m レンジをオンにし、ターン L3 を選択して fhet.sr を調整します (L3、L5、L7 は直径 3 mm のコアに巻かれ、S1 に直接取り付けられます)。 80 m レンジをオンにし、C2 を使用して fhet.av を調整します。 14 m レンジをオンにし、L4 コアを使用して fhet.av を設定します。 10 m の範囲は、I - 28,00 ～ 28,8 MHz と II - 28,8 ～ 29,7 MHz の 10 つの別々のサブバンドに分割されます。 6 m の 10 番目のサブバンドをオンにし、L7 コアを使用してそれを fhet.sr に設定します。 次に、18 m の最初のサブバンドをオンにし、ターン LXNUMX を選択して fhet.sr を構成します。 私たちの場合、XNUMX m の範囲では fhet.sr とほぼ同じになります。

12 m の範囲をオンにし、ターン L5 を選択して fhet.av に設定します。 もちろん、このシンセサイザー回路は、8 MHz ではなく、別の中間周波数のトランシーバーにも使用できます。 次に、最初に別の中間周波数について表 1 を再計算する必要があります。次に、VCO 範囲の切り替え方式にいくつかの変更を加えます。 4.シンセサイザーの包括的なチェックが実行されます-すべての範囲がオンになり（その前に、R1を回路にはんだ付けする必要があります）、ローカルオシレーター（またはデジタルスケールのトランシーバー）の動作周波数が決定されます。 範囲の周波数より多かれ少なかれ - R31の対応する側まで完全に回して、最初に範囲内に設定し、次にR31を中央からわずかな角度で回します（スムーズなチューニング）。希望の周波数を設定します。 これにより、すべての範囲でトランシーバーの動作がチェックされます。 いくつかのスキルを使用した範囲から範囲への再構築時間は 10 秒以内です。 セットアップ プロセス中に一部の操作が標準から逸脱した場合、それはインストール エラーまたは不良部品があることを意味します。

一般に、シンセサイザーは信頼性が高く、非常に安定しており、他の回路やトランシーバー パスに干渉しないことが証明されました。

残念ながら、デジタル技術に精通した経験豊富なアマチュア無線家だけがこの方式を繰り返すことができます。 一般に、説明は、いくつかの「ノウハウ」の観点から、特に、「R」入力に印加される電圧に応じて、1533TM2 (DD1) で元の回路を使用するという観点から興味深い場合があります。 、2で割るか、単に信号をブロードキャストします。 ジェネレーター回路のチューニングなど

文学

1. シャイロ V.L. 一般的なデジタル回路。 - 1988年。
2. Beyansky A. 周波数シンセサイザー。 ・アマチュア無線。 KB および UKB.1998。 4号、5号。

著者: L. Rivaenkov (UA3LDW)、スモレンスク。 出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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