Главная » Статьи » Схемы » Трансивера. Антенны.

Трехчастотный генератор для трансвертера УКВ диапазона

Для проведения связей на УКВ диапазонах 144, 432 и 1296 МГц радиолюбители часто применяют самодельные приставки трансвертеры к трансиверам KB диапазона. При этом одной из задач, которую приходится решать радиолюбителям-конструкторам, является задача построения генераторов Рис.2 (гетеродинов) на соответствующие частоты. Например, при использовании трансивера с рабочим диапазоном 28 МГц необходимым будет гетеродин на частоту 116 МГц (для диапазона 144 МГц), 404 МГц (для диапазона 432 МГц) и 1268 МГц (для диапазона 1296 МГц). Традиционно для этого попользовались кварцевые генераторы и многочисленные каскады умножения частоты, что делало конструкцию громоздкой и сложной в настройке. Сделать такое устройство компактным и универсальным (многочастотным) можно, если применить для этой цели специализированные микросхемы синтезаторов частоты. Это позволит обеспечить как точность установки, так и стабильность частоты, поскольку в качестве образцового в таких устройствах применяют генератор с кварцевой стабилизацией частоты. Схема трехчастотного синтезатора показана на рис. 1 и рис. 2. Прибор состоит из двух функциональных узлов — блока генераторов, управляемых напряжением (ГУН), и собственно синтезатора. ГУН (рис. 1) содержит три генератора, выполненных на транзисторах VT1 (частота 1268 МГц), VT2 (частота 404 МГц) и VT3 (частота 116 МГц). Для перестройки частоты использованы варикапы, напряжение на которые поступает с выхода микросхемы синтезатора. На выходе каждого генератора установлены буферные усилители на транзисторах VT4, VT5 и VT6 соответственно. Каждый из них имеет выходной ФНЧ с соответствующей частотой среза C15L4C16 (1300 МГц), C18L5C19 (440 МГц), C21L6C22 (120 МГц). Переключение генераторов осуществляется подачей напряжения питания на одну из линий, обозначенных на рис. 1 как д, е и ж. Схема синтезатора изображена на рис. 2. Его основой является специализированная микросхема синтезатора частоты ADF4113 (или ADF4112). В ней несколько функциональных узлов: усилители сигнала ВЧ и образцового генератора, программируемый предварительный делитель (ПД) ВЧ, делители с программируемым коэффициентом деления (ДПКД), фазовый детектор, мультиплексор и устройство управления. Возможность программирования коэффициентов деления позволяет получать самые различные частоты и использовать при этом доступные кварцевые резонаторы для построения образцовых генераторов. Микросхема работоспособна при напряжении питания от 2,7 до 5,5 В. Более подробную информацию о микросхемах ADF411X можно узнать на сайте <www.analog.com>. Выходную частоту генератора можно вычислить по формуле Fген = (PB+A)Foг/R, где Р — коэффициент деления ПД (8/9, 16/17, 32/33, 64/65); В — коэффициент деления 13-разрядного ДПКД (3—8191); А—коэффициент деления 6- разрядного ДПКД (0—63); R — коэффициент деления ДПКД образцового генератора (1—16389); Foг — частота образцового генератора. Коды коэффициентов деления и режимов работы записывают в память устройства управления — микроконтрол- Рис. 1 Рис. 3 Рис.4 лера DD2. В микросхему синтезатора DD1 необходимая информация поступает по линиям LE (вывод 13), DATA (вывод 12) и CLK (вывод 11). В зависимости от логических уровней на выводах 4 и 7 микросхемы DD2 будет передаваться информация для одной из трех частот. На транзисторе VT7 выполнен образцовый генератор с кварцевой стабилизацией частоты. Устройство питается от внешнего источника напряжением +12 В, которое подается на контакт 1 вилки ХР1. Интегральный стабилизатор на микросхеме DA2 (+9 В) служит для питания узла ГУН и образцового генератора на транзисторе VT7, а стабилизатор на DA1 (+5 В) питает микросхемы DD1 и DD2. Работает устройство следующим образом. Выбор рабочей частоты осуществляется подачей питающего напряжения на соответствующий генератор. Для этого стабилизированное напряжение +9 В с контакта 3 вилки ХР1 подают на один из ее контактов (4,5 или 6). Это можно сделать с помощью внешнего переключателя. После включения питания или переключения питания генераторов микроконтроллер посылает управляющие команды на микросхему DD1, после чего переходит в режим ожидания. Управляющее напряжение с вывода 2 микросхемы DD1 через пропорционально-интегрирующий фильтр C27C28R29R'C' поступает на варикап (варикапы) включенного генератора и подстраивает его частоту под заданное значение. Мультиплексор микросхемы DD1 запрограммирован таким образом, что при нормальной работе системы фазовой автоподстройки частоты на выводе 14 DD1 присутствует высокий логический уровень. Подключив к выводу 2 вилки ХР1 светодиод, можно контролировать нормальную работу устройства. Все детали устройства размещают на двух печатных платах из двусторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1...1,5 мм. Эскизы плат с расположенными на них радиоэлементами показаны на рис. 3 (ГУН) и рис. 4 (синтезатор). Вторая сторона каждой из них оставлена металлизированной и соединена с общим проводом первой стороны через отверстия, а также по всему периметру полоской фольги. Платы металлизированной стороной складывают вплотную друг к другу и пропаивают по контуру. Затем их вставляют в металлический корпус соответствующего размера, который закрывают с обеих сторон металлическими крышками. Соединения между платами выполнены изолированными проводниками через отверстия. Варикап VD1 (рис. 3) установлен на плате вертикально, а к его катоду припаяны вывод катушки L1 и резистора R1. На рис. 5—7 показаны фотографии устройства — внешний вид и виды со снятыми крышками. В устройстве можно применить детали: транзисторы VT1, VT4 — АТ-41486, КТ3132 с любыми буквенными индексами; полевые транзисторы — BF990, BF998; транзисторы VT8, VT9 — КТ3130 с любыми буквенными индексами. Стабилизаторы напряжения — любые маломощные для стабилизации положительных напряжений 5 В (DA1) и 9 В (DA2). Оксидные конденсаторы С39, С41, С42 — танталовые для поверхностного монтажа; подстроечные С1, С5, С29 — КТ4-25; остальные конденсаторы — бескорпусные К10-17в или аналогичные импортные. Все резисторы РН1 -12 типоразмера 1206. Кварцевый резонатор РГ-05, К1 или аналогичный. Вилка ХР1 может быть любой, в данной конструкции использована двухрядная от компьютера. Гнезда XW1—XW3 — любые малогабаритные коаксиальные, предназначенные для работы на частоте генератора. Катушки L1—L3 изготовлены из посеребренного провода диаметром 1,2 мм (использован центральный проводник ВЧ кабеля). L1 — отрезок провода длиной около 20 мм, L2 намотана на оправке диаметром 3 мм и содержит 3 витка с отводом от 0,75 витка (длина намотки 5 мм), L3 — на такой же оправке и содержит 8...9 витков, намотанных с небольшим зазором и отводом от 1,5 витка. Катушки L4—L6 намотаны посеребренным проводом диаметром 0,2...0,25 мм (от многожильного центрального проводника ВЧ кабеля) на оправке диаметром 2 мм и содержат соответственно 2,5,4 и 18 витков с небольшим зазором. После проверки и настройки витки всех катушек следует скрепить небольшим количеством эпоксидного клея для придания им большей жесткости. :10000000120A2800080C27000304680303060A0AE2 :1000100026040B0A26050605000000000604E70278 :10002000040A0008380C06001F0C02006600660671 :l0003000370A030C0109B00C0109920C01094605AD :1000400000004604000C0109000C0109140C010910 :10005000460500004604000C0109270C01091D0C8F :100060000109460500004604030C0109540A030C6B :100070000109B00C0109920C010946050000460473 :10008000000C0109000C0109140C010946050000CF :100090004604000C0109280C0109110C0109460550 :1000A00000004604030C0109B00C0109920C01097F :0800B0004605000046040300B0 :021FFE00EA0FE8 :00000001FF В таблице приведена распечатка НЕХ-файла "прошивки" микроконтроллера для частот 1268, 404 и 116 МГц при частоте кварцевого генератора В МГц и частоты фазового детектора 2 МГц. Изменив управляющую программу (коды), можно изменить как частоту генератора, так и применить образцовый генератор с другой частотой. Налаживание устройства начинают с проверки работоспособности стабилизаторов напряжения и затем переходят к настройке синтезатора. Контролируют значение частоты и выходную мощность. Длину провода катушки L1 подбирают таким образом, чтобы при запрограммированной частоте напряжение на конденсаторе С28 было в пределах 2...3 В, это повысит устойчивость работы при изменении температуры. Если напряжение на этом конденсаторе близко к нулю, то длину провода надо увеличить. Если это напряжение близко к напряжению питания 5 В, длину надо уменьшить. Номиналы элементов пропорционально-интегрирующего фильтра C27C28C'R'R29 подбирают при необходимости по наилучшему качеству сигнала генератора (отсутствие самовозбуждения, минимум шума и ширины спектральной линии). Резистор R' будет необходим, а вот конденсатор С может и не понадобиться. Аналогично подстраивают индуктивность катушек L2, L3, но при этом конденсаторами С1 и С5 изменяют крутизну перестройки генераторов, добиваясь, чтобы устройство работало нормально на всех частотах, Настройку нужно повторить несколько раз, в том числе и изменение номиналов элементов пропорционально интегрирующему фильтру. Точную выходную частоту устанавливают конденсатором С29. Если же она окажется больше необходимой, последовательно с кварцевым резонатором нужно включить катушку индуктивности. Если она меньше требуемой, то последовательно с кварцевым резонатором включают подстроенный конденсатор. Макет устройства обеспечивал уровень выходной мощности 2 дБмВт на частоте 1296 МГц и 12дБмВт на 404 и 116 МГц.
1 2 3 4 5 Категория: Трансивера. Антенны. \| Добавил: admin (01.05.2012)
Просмотров: 5868 \| Рейтинг: 4.0/1