От комаров схема

От комаров схема



От комаров схема

От комаров схема

От комаров схема

(552K)

Сергей Комаров, UA3ALW,
Радиостанция «Зеленый глаз»

Синтезатор предназначен для работы в качестве задающего генератора передатчика для индивидуального радиовещания, и разработан в порядке реализации Рекомендаций круглого стола «Индивидуальное (любительское) радиовещание в России», прошедшего 18 ноября 2009 года при поддержке Федерального Агентства по печати и массовым коммуникациям.

Часть 1. Параметры, структурная схема и принцип работы.

Параметры. В диапазонах 200 и 180 метров синтезатор формирует сетку из 40-а радиочастот с шагом 9 кГц, принятом для радиовещания на средних и длинных волнах в соответствии с Международным Регламентом Радиосвязи. Частота (номер канала, кратный 9 КГц) набирается на двух переключателях. Синтезатор выдает половинную частоту с половинной сеткой частот для построения тракта формирования несущей на более низкой частоте, чтобы в предвыходном каскаде передатчика (в удвоителе) перейти на рабочую частоту, а затем подать сигнал на выходной каскад. Такое техническое решение применено для увеличения устойчивости передатчика и упрощения его наладки в любительских условиях.

В диапазоне 200 метров перекрываются частоты: 1449-1620 кГц, в диапазоне 180 метров: 1629-1800 кГц. Стабильность частоты обеспечивается опорным кварцевым генератором на частоту 90 или 180 кГц и при использовании вакуумного резонатора, при комнатной температуре составляет 1,5×10−6. С использованием внешнего делителя частоты в синтезаторе можно использовать любые кварцевые резонаторы, которые при делении дают точный номинал частоты 45 кГц. Для подключения внешнего делителя частоты или внешнего опорного генератора на плате синтезатора предусмотрен разрыв цепи сигнала опорной частоты (перемычка П3). Синтезатор выполнен на микросхемах серий ТТЛ. Форма выходного сигнала и его параметры оптимизированы под удобство и простоту построения следующих каскадов АМ радиопередатчика.

Питается синтезатор от нестабилизированного источника с напряжением 15-20 вольт, потребляя ток менее 200 мА. Габаритные размеры 120×104×40 мм.

Поскольку одной из главных целей Индивидуального радиовещания, как любительской деятельности, является увлечение, воспитание и начальное образование будущих специалистов в области радиотехники, радиосвязи и радиовещания, данное описание выполнено с объяснениями теоретических аспектов, и детальным изложением принципов работы устройства. Оно может быть использовано, как одно из пособий при подготовке к квалификационному экзамену по радиотехнике для начинающих и опытных индивидуальных радиовещателей.

Структурная схема (Рис. 1). Синтезатор выполнен на основе фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ) аналогового высокочастотного автогенератора с последующим делением частоты сформированного сигнала до нужного номинала. Для формирования сетки частот используется делитель с переменным коэффициентом деления в цепи обратной связи.

Синтезатор включает в себя три структурных звена:

  • канал основного сигнала: Генератор, управляемый напряжением (ГУН), Буферный усилитель — формирователь импульсов (БУФИ), Делитель частоты с N = 10, Распределитель импульсов на две последовательности со скважностью 5 и выходной каскад с ключевыми транзисторами.
  • канал опорной частоты: Опорный кварцевый генератор (ОКГ) и Делитель с фиксированным коэффициентом деления (ДФКД), чтобы получить нужный номинал опорной частоты.
  • петля обратной связи: Делитель с переменным коэффициентом деления (ДПКД), цифровой Частотно-фазовый детектор (ЧФД), аналоговый Фильтр нижних частот (ФНЧ), аналоговый Интегратор, выполненный на операционном усилителе, сигнал с которого управляет варикапами в ГУН.

Работа структурной схемы. Для синтезатора выбрана частота формирования в пять раз выше выходной частоты. Это сделано для ослабления влияния наводок с выхода передатчика на работу ГУН. При таком соотношении частот также удобно формировать на выходе синтезатора две парафазных последовательности импульсов со скважностью 5 на половинной частоте, путем деления и последующего распределения импульсов. Выходной сигнал синтезатора такой формы выбран для того, чтобы значительно упростить построение следующих каскадов передатчика и сократить их количество. Одновременно с этим, деление частоты после ее формирования, сокращает уровень фазовых шумов синтезатора в коэффициент деления раз, что важно для формирования качественного радиовещательного сигнала.

Канал опорной частоты. Поскольку формирование сетки частот идет на пятикратной частоте, то, опорная частота должна быть также в пять раз выше, чем шаг сетки частот, и составляет 9×5 = 45 кГц. Высокостабильные вакуумные кварцевые резонаторы на столь низкую частоту имеют сравнительно большие габариты и неудобны в эксплуатации. Поэтому в схеме присутствует ДФКД, обеспечивающий применение кварцевого резонатора на вдвое или вчетверо большую частоту: 90 или 180 кГц.

Канал основного сигнала. Генерирует пятикратную частоту (7,25-9,0 МГц), преобразует синусоидальные колебания в импульсы со скважностью, близкой к двум (меандр), делит частоту в 10 раз до получения половинной частоты, распределяет импульсы через один для получения скважности 5 на две парафазных последовательности и обеспечивает два мощных выхода, переключающих токи до 200 мА при напряжении до 30 вольт. Такой уровень выходного сигнала необходим, чтобы коммутировать цепи катодов радиоламп предвыходного каскада передатчика.

Собственно, изюминкой этой схемы является идея формирования на выходе синтезатора двух парафазных последовательностей импульсов половинной частоты со скважностью 5 (Рис. 2).

Счетчик (делитель) на 10 построен из счетчика на 5, работающего в коде 1-2-4 и счетного триггера (счетчик на 2), причем, сначала сигнал подается на вход счетчика на 5. Согласно логике работы такого счетчика на его выходе СТ2 имеется последовательность импульсов, период которых равен пяти периодам входного сигнала, а длительность положительного импульса равна двум периодам. То есть, скважность импульсов равна 2,5. Если такую последовательность «рассчитать на первый-второй» и «первые» и «вторые» импульсы направить каждый на свой выход, то в результате получатся две последовательности импульсов, каждая со скважностью 5.

Рассчитывает импульсы на «первый-второй» счетный триггер (делитель на 2). Далее, на двух логических элементах 2И-НЕ выполнен распределитель импульсов. На первые входа обоих логических элементов поступает последовательность с выхода СТ2, а вторые выходы коммутируются счетным триггером в противофазе. Таким образом с выхода логических элементов мы имеем две последовательности импульсов с выхода СТ2, но разобранные через один. То есть, с частотой в два раза меньшей, чем на выходе СТ2. Однако, что замечательно, — обе выходных последовательности сдвинуты по фазе относительно друг друга ровно на половину периода.

А вот теперь — самое интересное. Зачем все это нужно.

  • Половинная частота выхода синтезатора (разумеется, и с половинной сеткой номиналов частот) нужна для того, чтобы дальнейший усилительный тракт передатчика не работал бы весь на одной частоте, и его даже в любительских условиях, при непрофессионально выполненном монтаже, можно было бы сделать устойчивым к самовозбуждению. То есть, частота синтезатора в дальнейших каскадах передатчика должна удваиваться. Как правило, удвоение частоты производится в предвыходном каскаде уже при значительной мощности сигнала (единицы ватт) и таким образом тракт усиления сигнала выходной частоты содержит всего один каскад. Обратим внимание, что в аналоговых узлах синтезатора нигде нет каскадов, работающих на выходной частоте и подверженных, таким образом, наводкам мощного сигнала с выхода передатчика.

  • Скважность последовательности импульсов, равная пяти близка к оптимальной при возбуждении колебательного контура удвоителя частоты прямоугольными импульсами. То есть, в ламповом удвоителе частоты, при подаче импульса тока, равного по длительности 1/5 части периода резонансной частоты, в его контуре после каждого импульса будут возникать два периода автоколебаний. Теперь вспомним, что у нас имеются две последовательности таких импульсов, сдвинутых по фазе относительно друг друга на половину периода. Иными словами, у нас есть возможность с помощью второго источника тока (второй лампы) подпитать контур удвоителя во время второго периода автоколебаний, сделав, таким образом, двухпериодный удвоитель частоты.

Достоинства такой схемы: отсутствие в спектре выходного сигнала половинной частоты и в два раза большая мощность. Эти достоинства позволяют полностью изъять из передатчика тракт усиления на половинной частоте, подключив вход удвоителя (катоды ламп) непосредственно к выходу транзисторных ключей синтезатора (Рис. 3). Это также дает возможность сократить число резонансных колебательных систем в передатчике до одной (в выходном каскаде) при высокой степени чистоты спектра сигнала на выходе передатчика. Применение этого синтезатора позволяет собрать простой, двухламповый, АМ радиопередатчик вполне доступный радиолюбителям и индивидуальным вещателям среднего уровня квалификации.

Мощность транзисторных ключей синтезатора выбрана достаточной для управления по цепи катода такими радиолампами, как 6Ж4, 6Ж4П, 6Ж5П, 6Ж11П, 6П15П, 6П9, 6П37Н или иными ВЧ пентодами, имеющими отдельный вывод защитной сетки, или тетродами; импульс тока катода которых не превышает 300 миллиампер и напряжение запирания лампы не более минус 30 вольт. Для использования в этой схеме непригодны радиолампы, в которых защитная сетка соединена с катодом внутри баллона, а также почти все лучевые тетроды, у которых лучеобразующие пластины также соединены с катодом.

Петля обратной связи. Обеспечивает привязку частоты выходного сигнала синтезатора к опорной частоте с точностью до фазы. Текущий коэффициент пересчета ДПКД определяется соотношением номинала выходной частоты и шагом сетки частот. Число значений ПКД определяется диапазоном перестройки синтезатора, то есть, числом рабочих частот. В нашем случае ПКД изменяется от 160 до 199 плюс 1 на такт загрузки кода КД. Набор частоты в этом случае можно выполнить на двух переключателях: на десять положений — «единицы» и на 4 положения — «десятки». Для синтезатора радиовещательного передатчика, где нужно встать на выбранную частоту и далее не сдвигаться с нее в течение нескольких часов ведения радиопередачи, необходимо обеспечить жесткую фиксацию номинала частоты, поэтому регуляторы с плавной перестройкой здесь нежелательны. В данном синтезаторе фиксация выбранной рабочей частоты достигается набором коэффициента деления с помощью механических переключателей.

Принцип работы ДПКД основан на использовании вычитающих счетчиков с возможностью параллельной записи в них, как в регистр, начального числа. То есть, во время начального такта в счетчик записывается число (требуемый КД) после чего с каждым тактом счета (с каждым входным импульсом) идет вычитание по единичке. Когда текущее число достигает нуля, ДПКД дает команду на новую параллельную запись в счетчик числа, набранного на переключателях. Такт загрузки начального числа добавляет к общему коэффициенту пересчета единичку. Поэтому коэффициент деления получается на единичку больше, чем реально набранное на переключателях число. Для нашего случая это даже удобно.

Теперь посмотрим, как все это работает (Рис. 4). Из предварительно записанного в счетчики числа текущего значения КД (на схеме, на переключателях П1 и П2-3 показано значение 72; добавляем 100 — старший разряд синтезатора, и вычитаем единицу, получаем КД = 171) с каждым приходящим входным импульсом происходит вычитание по единичке. Когда текущее значение числа достигнет 100 (верхняя временная диаграмма на Рис. 4) и во второй половине такта входной сигнал (А) установится в значение логического нуля, на выходе P0 сначала счетчика единиц (В), а затем и счетчика десятков (E) сформируется нулевой импульс. Эти импульсы запаздывают друг относительно друга и от входного импульса на величину задержки формирования сигнала переноса счетчиками (временной масштаб для микросхем 533/555 серий указан на временных диаграммах). Положительным фронтом окончания каждый импульс (А и В) завершит последующий (счетчики включены последовательно), а импульс с выхода переноса десятков (E) установит старший разряд счетчика «сотни», имеющий всего два значения и поэтому выполненный в виде триггера, в положение 0. Соответственно, на его инверсном выходе (F) установится единица. Поскольку на входе S триггера загрузки присутствует логический ноль (F), устанавливающий его в единицу, то он не реагирует на сигналы (В и Е) по входам D и С. Далее оба счетчика продолжают вычитать до значения 0. Во второй половине нулевого такта (нижняя временная диаграмма на Рис. 4) будут опять сформированы два импульса переноса, но в этот раз триггеру загрузки единичным уровнем сигнала F на его входе S будет разрешено работать по входам D и C, и он запишет в себя нулевой уровень (Е) по входу D. На выходе триггера загрузки (H) появится нулевой потенциал, который по входам параллельной загрузки C запишет в счетчики число, набранное на переключателях, и по входу S установит триггер сотен в значение 1. Это вызовет появление логического нуля на его инверсном выходе (F), который установит триггер загрузки в положение 1 (H), зафиксировав этим введенные в счетчики начальные значения ПКД с переключателей, и запретит триггеру загрузки реагировать на сигналы по входам D и С.

Далее счетчик снова начнет с каждым пришедшим входным импульсом вычитать из занесенного в него числа по единичке. И так будет продолжаться все время, пока работает синтезатор. При изменении положения переключателей П1 или П2-3, со следующего периода работы счетчика изменится записываемое в него число и поменяется коэффициент деления.

Если вместо триггера сотен в эту же схему установить третий десятичный счетчик, то можно будет на этом же принципе реализовать ДПКД с коэффициентом деления от 1 до 999. Или, для ограничения нужного диапазона КД, использовать в старшем разряде неполный шифратор.

Показанные на схеме Шифраторы представляют собой комбинационные логические схемы, преобразующие 10-и позиционный код (с переключателей П1 и П2-3) в четырехразрядный двоично-десятичный код числа, который будет записываться в регистры счетчиков ДПКД (Рис. 5).

Поскольку в данной схеме синтезатора достаточно 40-а значений кода числа КД (от 160 до 199), то шифратор десятков выполнен неполным, и преобразует в код лишь 4 положения переключателя: числа 6, 7, 8, 9. При проектировании других синтезаторов использование полного шифратора десятков позволит увеличить число кодируемых чисел до 100: от 100 до 199.

Частотно фазовый детектор сравнивает частоту (F1) и фазу последовательности импульсов с выхода ДПКД (частота ГУН, поделенная в ПКД раз) с частотой (F2) и фазой опорного сигнала.

При этом на двух его выходах формируется сигнал, имеющий в своем составе «знак частоты» (больше-меньше), а также две последовательности импульсов в которых скважность пропорциональна разбалансу фаз входных сигналов. Принцип работы схемы заключается в запоминании, с какого входа раньше пришел импульс. В исходном состоянии оба D-триггера взведены в логическую единицу. Поскольку оба их D входа соединены с потенциалом нуля (общий провод), то первый же приходящий импульс сбрасывает один из триггеров в ноль. Импульс, пришедший на вход C другого триггера, также сбросит его в ноль, но при этом на входе логического элемента 2И-НЕ окажутся две единицы с инверсных выходов триггеров и на выходе будет сформирован потенциал логического нуля, который асинхронно взведет оба триггера в исходное состояние логической единицы. Подробно работа схемы показана на временных диаграммах (Рис. 6) на которых приведены оба случая работы схемы при разных соотношениях входных частот. Из диаграмм видно, что информация о разности фаз сигналов содержится в ширине выходных импульсов, а знак частоты соответствует появлению ШИМ последовательности на том выходе детектора, на какой из его триггеров подается сигнал более высокой частоты. На втором выходе при этом будет потенциал логической единицы, прорезанный последовательностью коротких импульсов меньшей частоты.

Фильтр нижних частот обеспечивает устойчивость петли обратной связи, а также преобразует последовательность импульсов с изменяющейся скважностью в постоянное напряжение.

Интегратор «отрабатывает» знак частоты накоплением потенциала на интегрирующей емкости, чем обеспечивается перестройка частоты ГУН. После сравнивания номиналов опорной и поделенной частот, поддерживает нулевое положение фазы сигнала ГУН относительно опорного сигнала. Благодаря наличию интегратора в петле обратной связи ФАПЧ обеспечивается нулевая фазовая ошибка автоподстройки в установившемся режиме. Благодаря тому, что ЧФД выдает знак частоты, а интегратор его накапливает и перестраивает частоту ГУН до совпадения фаз, полоса захвата такой системы ФАПЧ равна диапазону перестройки ГУН. То есть, примененная в синтезаторе петля обратной связи не требует контроля захвата слежения. Единожды будучи отрегулированной при изготовлении синтезатора, она далее автоматически поддерживает свою работоспособность.


1 Радиовещательный позывной, зарегистрированный, как название средства массовой информации: Радиопрограмма «Зеленый глаз». Свидетельство о регистрации СМИ: Эл № ФС77-37059 от 6 августа 2009 г.

2

3 Русское издание (ITU) Регламента Радиосвязи 2004 года. Выложено

4 Скважность — отношение периода следования импульсов к их длительности. Если Q = 5, то импульс короче периода в 5 раз. При длительности импульса равной половине периода (скважность — 2), их последовательность называется меандр.



Источник: http://www.cqf.su/technics4-1a.html


От комаров схема фото



От комаров схема

От комаров схема

От комаров схема

От комаров схема

От комаров схема

От комаров схема

От комаров схема

От комаров схема

От комаров схема

От комаров схема

От комаров схема

От комаров схема

От комаров схема

От комаров схема

От комаров схема