Синтезатор частот
Синтезатор частот (СЧ) предназначен для работы в составе портативной радиостанции с двойным преобразованием частоты. За основу взята схема, опубликованная в [1], где подробно описывается принцип построения синтезатора и его работа.
Радиостанции на 27 МГц с промежуточной частотой 465 кГц имеют малую избирательность, из-за этого прослушиваются соседние каналы. Поэтому СЧ, описанный в [1], переделан для первой промежуточной частоты 10,7 МГц, в нем использованы более совершенные микросхемы. Схема работающего СЧ изображена на рис.1. СЧ обеспечивает работу радиостанции на 10 каналах. При передаче его рабочие частоты составляют 27150.27262,5 кГц с шагом сетки 12,5 кГц, при приеме - 16450.16562,5 кГц, частота 1-го гетеродина ниже частот передачи на 10,7 МГц.
Описание схемы. Узел на микросхеме DD1 заимствован из [2]. Принцип работы DD1 в качестве импульсно-частотного фазового детектора (ИЧФД) описан в [3]. Кварцевый генератор собран на DD1. Конденсатор С4 -подстроечный. С выхода 4 dD1 опорный сигнал с частотой 500 кГц поступает на счетчик DD2, который делит входную частоту на 400. Эта частота 1,25 кГц является частотой сравнения ИЧФД, она поступает на вход 14 DD1.
Генератор плавного диапазона (ГПД) выполнен на транзисторе VI1 по схеме с индуктивной трехточкой. Его частота перестраивается в режиме передачи с помощью варикапной матрицы VD1 напряжением, поступающим от ИЧФД через режекторный фильтр - двойной Т-мост и ФНЧ C11R8R9CI3. Сюда же подается через C16R10 модулирующее напряжение с микрофонного усилителя (т.3 на рис. 1).
Сигнал с ГПД поступает на истоковый повторитель, собранный на VT3, а далее на вход передатчика (т.1 на рис.1). При приеме используется ГПД, встроенный в микросхему МС3362, которая является приемником с двойным преобразованием частоты (на схеме не показан).
Сигнал от ГПД (на VT1) подается на буферный усилитель VT2, с которого усиленный сигнал поступает на делитель 10/11, выполненный на специализированной микросхеме DD3. С выхода 6 DD3 сигнал подается на триггер DD4, затем - на делитель с переменным коэффициентом деления (ДПКД), который выполнен на DD8. Управление его коэффициентом деления осуществляется кодами из ПЗУ DD7. С выхода ДПКД частота, приблизительно равная 1,25 кГц, поступает на второй вход ИЧФД (вывод 3 DD1), в котором происходит сравнение частот и вырабатывается управляющее напряжение для подстройки ГПД. При равенстве опорной частоты ДПКД напряжение на VD1 равно нулю, и перестройка ГПД прекращается.
Узел управления переключением делителя 10/11 на DD3 построен на элементах DD5.1, DD5.2, DD5.4 и счетчике DD6. Элемент DD5.3 обеспечивает перевод к новым значениям коэффициентов деления для смены частот при переходе из режима передачи в режим приема. Триггер Шмитта на DD9.1 и DD9.2 служит для подавления дребезга при переключении режимов прием-передача. Номер канала устанавливается переключателем SА1.
Питание микросхем осуществляется через малогабаритный стабилизатор напряжения +5 В на DA1. Каскады на VT1-VT3 запитываются стабилизированным напряжением из передатчика (+5 В ТХ - рис. 1). Коды частот, записанные в ПЗУ, приведены в таблице.
Настройка синтезатора. Цифровая часть СЧ при исправных микросхемах работает без дополнительной настройки, Конденсатор С14 подбирают по четкому включению коэффициента деления 11.
Выпаяв резистор R9 и разорвав тем самым цепь ФАПЧ, настраивают гПд. На варикап VD1 (средний вывод) подают напряжение 2,5.3 В. Подключив к т. 1 частотомер и вращая сердечник катушки LI, настраивают контур приблизительно на частоту 27200+50 кГц. Замыкают цепь ФАПЧ и устанавливают синтезатор в режим передачи на 5-й канал. Показания частотомера при этом должны засинхронизироваться. Если этого не произошло, то в небольших пределах вращают сердечник катушки L1 до установления стабильного значения частоты. Далее, подключив высокоомный вольтметр постоянного тока к управляющему выводу варикапа, измеряют напряжение при переключении каналов. Оно не должно выходить за пределы 1,5.4 В.
Наличие захвата частоты кольцом импульсной ФАПЧ контролируют осциллографом на выводе 1 DD1 (точка 5). "Картинка" на экране при захвате должна быть устойчивой.
Особое внимание следует уделить регулировке режекторного фильтра, так как при неправильной его настройке будет происходить дополнительная модуляция ГПД частотой сравнения 1,25 кГц. Настройка фильтра описана в [4].
Конденсатором С4 устанавливают как можно точнее f=27150 кГц или частоту любого из 10 каналов. Резистором R10 устанавливают девиацию частоты при ЧМ не более 3 кГц.
Конструкция и детали. Катушка L1 намотана на малогабаритном каркасе диаметром 4 мм с сердечником диаметром 1,5 мм, содержит 13 витков провода ПЭВ-0,25 с отводом от 5-го витка, считая от заземленного конца, и вместе с конденсатором С17 помещена в экран. Дроссель Др 8 22 мкГн также малогабаритный. Конденсаторы С7 и С8 должны быть оксидно-полупроводниковыми типа К53-21. Типы микросхем и транзисторов указаны на схеме (рис.1). Можно применить микросхемы серии 561 и транзисторы КТ315, КТЗ16, КТ368, но это приведет к увеличению размеров печатной платы. В качестве ПЗУ использованы К573РФ2, РФ5, 2716, из них выберите экземпляр с наименьшим током потребления. Потребляемый ток всей цифровой части СЧ составляет 40.45 мА.
В качестве делителя DD2 можно применить схему, представленную на рис.2. При использовании приемника на других микросхемах (К174ПС1, К174ХА26) нужно добавить ГПД, собранный по аналогичной схеме (как на VT1, VT2). Напряжение из т. 4 подается на ГПД приемника.
Автор: С.Н. Опанасенко, г. Киев
Литература:
1. Стасенко В. Синтезатор для портативной радиостанции// Радиолюбитель.-1992.-№10-С.18-19.
2. Васильев В.В. Синтезатор частот для радиостанций 27 МГц//Радюаматор-1995.-№8.-С14.
3. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы. -М.: Металлургия, 1989. С.274-278.
4. Малиновский Д. Синтезатор частоты на диапазон 144 МГц//Радио.-1990.-№6. -С.23-29.К