Инфо от 2010года - внимание, это первое описание трёхплатной версии синтезатора, по мере совершенствования он подвергся небольшим доработкам. Подробности по платам и версиям синтеза можно поглазеть на этой СТРАНИЧКЕ.
Предыстория.
Автор, начиная с 90-ых годов, применяет только синтезаторы с микропроцессорным управлением в качестве первого гетеродина коротковолнового трансивера. Этому решению предшествовали конструкции UA1FA, RA3AO, «Урал-84М» А. Першина, в которых использовались обычные LC генераторы – первые опыты работы на них цифровыми видами связи в конце 80-ых годов показали основной недостаток – отсутствие надлежащей стабильности частоты.
Если при проведении обычных связей телеграфом и SSB уход частоты не так заметен, то в цифровых видах связи постоянное подкручивание ручки настройки приводило к «расстройству чувств» и не позволяло поспевать за мировым научно-техническим прогрессом. Самостоятельное «изобретение» такого сложного узла как синтезатор частоты с микропроцессорным управлением в те годы было не реально – сказывался дефицит комплектующих и полнейшее отсутствие опыта такой работы. Поэтому выход был только один – найти подходящую конструкцию для повторения. На тот момент это были два варианта – «Примус» киевлян и подобная конструкция, которую отрабатывали радиолюбители из Ковеля. Первый «монстр» управлялся советской «сороконожкой» КР580ИК80 – сегодня даже не хотелось бы об этом вспоминать – сколько времени, средств и героических усилий нужно было приложить, чтобы тот синтез запустить – отладить и «подружить» его с аналоговой частью трансивера! «Куча» горячих микрух 155 серии, плюс ещё и 500 серия, от которых грелись все окружающие радиоэлементы и платы, несколько напряжений питания различной полярности, токи потребления под ампер и более, габаритные платы… Ну, а «добивала» динамическая индикация на вакуумном индикаторе с достаточно высоким напряжением питания, которую из-за помех приходилось закрывать металлической коробкой… Платы помещались в пропаянные коробки из двухстороннего стеклотекстолита, а некоторые ещё и дополнительно в коробки из лужёной жести. Всё это грелось и «жужжало»… Как ни странно это отметить – но шумовые характеристики его были достаточно высокие, по-видимому, из-за «накрученной» аналоговой части – имею в виду сам высокочастотный сигнал. Но вот цифровая часть на то время не была приспособлена для установки её внутри трансивера. И все усилия были направлены на усовершенствование именно цифровой части – работа велась в направлении минимизации помех и использовании более совершенных микросхем. После 155, 555, 580 серий начали использоваться Z80, отечественные аналоги 1858ВМ1, ВМ3; серии 561, 1500 и так далее.
Как итог творческих пятилетних исканий появился достаточно удачный для повторения вариант однопетлевого синтезатора с управлением от микроконтроллера фирмы Atmel 89С52 http://www.ut2fw.com/taxonomy/term/14 [1]. Этот синтезатор повторён многими радиолюбителями, к нему написана программа управления компьютером. В сравнении с другими конструкциями – это простой и относительно недорогой синтезатор с достаточно качественными характеристиками для самодельного трансивера с первой промежуточной частотой до 12 МГц. Но автор не останавливается на достигнутых рубежах – через несколько лет после отработки этого синтезатора, появился «творческий зуд» изобрести что-то новое и более совершенное. Всем однопетлевым синтезаторам (по крайней мере, тем, которые автор сам изготовил или видел) присущи два основных недостатка – это фазовый дребезг или низкое быстродействие. Поставил «или» между этими недостатками намеренно, т.к. они связаны между собой. Если хочется получить хорошее быстродействие – нужно выбирать достаточно высокую частоту сравнения на фазовом детекторе (использовалась в предыдущих синтезаторах – 100кГц), но тогда невозможно полностью подавить фазовый дребезг – сигнал синтезатора в той или иной мере промодулирован - при работе SSB это практически не заметно, но в режиме CW уже слышно. Для того чтобы избавиться от фазового «дребезга» приходится понижать частоту сравнения и срез фильтра на выходе ФД (что и сделано в синтезаторе с 89С52 – 240Гц), но понижается быстродействие синтезатора. И с таким синтезом не получится работать SPLIT с большими расстройками по частоте, применяя для перехода с приёма на передачу VOX (о чём и указывал в описании синтезатора – смотрите или статьи в ж. «Радиолюбитель», «Радиохобби» за 2000 год, или http://www.ut2fw.com/node/17). Первый звук будет звучать с девиацией – пока кольцо ФАПЧ не захватит и установит частоту. Плюс к этим двум недостаткам можно отнести ещё и достаточную сложность получения малых шагов перестройки частоты – в синтезаторе на 89С52 это 30 Гц. Вариант «прямого синтеза» достаточно активно рекламируемый в интернете, тоже был опробован – использовались DDS от Analog Devices AD9850, AD9851 - http://www.ut2fw.com/sites/default/files/sintez/dds/dds.htm, «КВ и УКВ» 6\2002. Увы, пока ещё шумовые характеристики этих микросхем не позволят использовать такой синтезатор в качественном трансивере [3]. Всю информацию о предыдущих вариантах синтезаторов можно прочесть в журналах «Радиолюбитель», «Радиохобби», а авторский опыт выложен на сайте http://ut2fw.com
Попытки повторить синтезатор с качественными характеристиками от различных импортных трансиверов оказались нерациональны из-за многочисленности применяемых в них микросхем (которые к тому же нигде не продаются и, скорее всего, являются заказными именно под конкретное изделие) и соответственно высокой конечной стоимости такого «чуда». Но внимание привлекли синтезаторы, применяемые в FT100, FT817, FT897 – в них используется микруха от Analog Devices AD9850. Можно сказать что, покрутив ручки такой (пришлось раскошелиться на FT100D, FT817 и для сравнения на TS870S) техники и было принято решение о том, какого структурного вида будет следующий синтезатор. «Архитектура» построения стала ясна и работа велась в поиске оптимального решения между качественными характеристиками и стоимостью. Как итог этой работе – получено несколько вариантов с применением DDS от Analog Devices AD9832 www.analog.com и микроконтроллеров от Atmel – ATmega16 www.atmel.com и «Microchip Technology Incorporated, USA» www.microchip.com – PIC16F84, 16F628, 16F874 (так называемые ПИК-контроллеры). Индикация сделана как с применением обычных семисегментных (импортных) индикаторов АЛС, так и на двухстрочных и матричных ЖКИ. Применение «примитивных» ЖКИ от АОНов не закладывалось в связи с наличием платы на АЛС.
Акцентирую внимание «бегло» читающих и не вникающих в суть статьи любителей поболтать и посплетничать на бендезонах – это синтезатор не «прямого синтеза» (как мне уже «докладывали» в эфире!) и такие синтезаторы – «прямого синтеза» – не применяют в качественных трансиверах, по крайней мере мне таких – с «прямым синтезом» не попадалось – почитайте про мои поиски таковых в описании синтезатора «прямого синтеза» на AD9850 – см. выше где читать. Ниже даю описание синтезатора, которое не рассчитано на профессиональных разработчиков такой техники – прошу не «пинать больно» за сленг и техническую «корявость» текста. Основная задача описания – рассказать в общих понятиях как всё работает, на какие особенности следует обратить внимание при повторении и помочь рекомендациями как такой синтезатор изготовить и установить в свой трансивер радиолюбителю средней квалификации, которому образно говоря «до лампочки» – что и как работает внутри микросхемы DDS сколько там разрядов, или на каком языке целесообразнее писать управляющую программу для ПИК-а. Дотошным «изобретателям» рекомендую всю дополнительную информацию смотреть на сайтах фирм изготовителей, для чего и привожу их адреса и названия неоднократно по тексту. Ну, а теперь приступим к рассказу о самом «детище»…
Структурная схема синтезатора.
Где:
- CLK – опорный кварцевый генератор на 20МГц.
- DDS – микросхема AD9832 формирующая сигнал с частотами 80-350кГц.
- ФНЧ – фильтры низкой частоты.
- ФД – фазовый детектор.
- VCO – генераторы управляемые напряжением Upll (ГУНы), поступающим на варикапы.
- Делители 1/256 и 1/4 – делители частоты на 256 и на 4.
Микросхема DDS формирует в зависимости от диапазона, частоты от 80 до 350кГц, которые через фильтр низкой частоты поступают на один из входов частотно-фазового детектора. Частоты с выхода ГУНов 20-84МГц делятся делителем на 256 и поступают на второй вход частотно-фазового детектора. Напряжение с выхода ФД, пройдя через фильтр ФНЧ, поступает на варикапы перестройки ГУНов по частоте. Изменение напряжения происходит до тех пор, пока частоты на обоих входах ФД не совпадут, соответственно при совпадении частот кольцо ФАПЧ (ФД-ФНЧ-VCO-1/256) замкнётся и будет удерживать частоту. Перестройка по частоте начнёт происходить, когда начнёт изменяться частота, формируемая микросхемой DDS. Управление частотой DDS происходит от процессора по заложенной в него программе. Для того чтобы частота от ГУНов подходила для «стандартного» построения TRX с ПЧ трансивера в районе 0-12МГц её дополнительно делим на 4.
Характеристики синтезатора.
«Базовая модификация» - микропроцессор PIC16F628 (вся «математика» и программирование принадлежат перу Владимира RX6LDQ develop-pic@yandex.ru), микросхема DDS – AD9832, индикация на 10мм семисегментных индикаторах или на двух-строчном ЖКИ – 1602. На АЛС индикация до десятков Гц, на ЖКИ – до единиц Гц. Шаг перестройки 1,10,20,30,50,100,1000,5000Гц. Хотелось бы отметить, что шаг перестройки определяется микрухой DDS и он может составлять до 0,372529024Гц. Частота с выхода ГУНов (генераторов управляемых напряжением) в 4 раза выше требуемой для промежуточной частоты трансивера, которая может (в этой версии прошивки PIC-а) быть от 0МГц до 12МГц. В принципе структура такого синтезатора позволяет его использовать для получения различных выходных частот – для этого достаточно менять коэффициент делителя 1/256 между ГУН-ами и фазовым детектором, т.е. лишь бы получить требуемую частоту на втором входе ФД, которая должна совпасть с частотой от DDS. Прошу меня не «напрягать» просьбами о расчёте частот для какого-нибудь «чемодана» типа Р-143 или ему подобного. Для этого есть калькуляторы и для ленивых таблица в программе Excel. Раскладка всех частот в «базовой модели» прошивки процессора приведена в Таблице №1. Здесь даны расчёты для ПЧ=8,862МГц. На сайте http://ut2fw.com/files/dds/vfo_v3.0.xls эта таблица дана в Microsoft Excel – поэтому можно, скачав её оттуда, подставлять значение своей ПЧ, коэффициенты деления делителей и программа автоматически рассчитает все частоты.
Таблица №1
| ПЧ кГц: 8862 | <--- Подставить нужные значения | ||||||||
| Divider |
OUT
|
4
|
делитель на выходе устройства | ||||||
| Divider |
PLL
|
256
|
делитель в цепи ФАПЧ | ||||||
| Divider |
DDS
|
1
|
делитель после DDS | ||||||
|
диапазон м
|
диап. частот, кГц
|
знак ПЧ
|
перестройка ГПД
|
диапазон DDS , Гц
|
диапазон DDS , Гц
|
||||
|
160
|
1810
|
2000
|
1
|
10672
|
10862
|
42688
|
43448
|
166750
|
169718,75
|
|
80
|
3500
|
3800
|
1
|
12362
|
12662
|
49448
|
50648
|
193156,25
|
197843,75
|
|
40
|
7000
|
7300
|
1
|
15862
|
16162
|
63448
|
64648
|
247843,75
|
252531,25
|
|
30
|
10100
|
10150
|
1
|
18962
|
19012
|
75848
|
76048
|
296281,25
|
297062,5
|
|
20
|
14000
|
14350
|
-1
|
5138
|
5488
|
20552
|
21952
|
80281,25
|
85750
|
|
17
|
18068
|
18200
|
-1
|
9206
|
9338
|
36824
|
37352
|
143843,75
|
145906,25
|
|
15
|
21000
|
21450
|
-1
|
12138
|
12588
|
48552
|
50352
|
189656,25
|
196687,5
|
|
12
|
24890
|
25140
|
-1
|
16028
|
16278
|
64112
|
65112
|
250437,5
|
254343,75
|
|
10
|
28000
|
29700
|
-1
|
19138
|
20838
|
76552
|
83352
|
299031,25
|
325593,75
|
Колонка таблицы «знак ПЧ» показывает как вычисляется частота, т.е. если знак 1, то частота ГПД получается суммированием принимаемой трансивером частоты и частоты ПЧ. Если знак –1, то частота ГПД это разность между принимаемой частотой и частотой ПЧ. Это так называемый «стандарт» раскладки частот, принятый с подавляющем большинстве самодельных трансиверов с фиксированной первой ПЧ.
Быстродействие синтезатора таково, что его хватит самому привередливому любителю работы SPLIT-ом, или слушателю эфира в паузах между своими телеграфными посылками с расстройками хоть в пределах всего диапазона. Что сказать по шумовым параметрам этого синтеза? Мой СК4-59 не позволяет измерить шумовые характеристики. Разрешающая способность этого прибора оговорена заводом изготовителем – гарантированная до 115DB и оценочная до 135 DB. Пробовал измерять выходной сигнал синтезатора на разных частотах, разрывал – замыкал цепь питания варикапов Upll (подавал просто постоянное напряжение или с ФД) – никакой разницы на экране не увидел. Т.е. в реальных цифрах ничего доложить не могу. В «боевых условиях», конечно, синтезатор испытан и каких-либо замечаний по ухудшению параметров трансивера с чувствительностью 0,3мкВ и «двухсигнальной избирательностью» в 95Дб не замечено. Основные установки синтезатора – промежуточная частота, коррекция частоты, состояние ячеек памяти, шаг перестройки сохраняются в памяти процессора при выключении питания. Поэтому не нужно беспокоиться о том, что «что-то там сотрётся» или исчезнет – все вручную введённые установки можно стереть только заново перепрошив процессор, или вручную же их изменив. Это основное преимущество новых применённых в этом синтезаторе процессоров в сравнении с процессором 89С52. И для «поддержания памяти» уже не нужно подсоединять дополнительную батарейку! Научно-технический прогресс шагает семимильными шагами и нам только успевай за ним гнаться!
Кнопки управления синтезатором. Их всего 18. Кнопки, объединённые в поле из 12-ти – именно для управления частотой синтеза и 6 кнопок могут быть «разбросаны» по передней панели трансивера – они служат для переключения режимов в ТРХ. Кнопки для управления режимов работы трансивера работают квазисенсорно, т.е. кнопки без фиксации – чтобы включить режим нужно нажать на кнопку, повторным нажатием происходит выключение. Для того чтобы понять включен режим или нет – возле каждой кнопки расположен светодиод, который свечением показывает включение режима. Кнопки управления частотой синтезатора имеют несколько функций. Основную функцию определяет надпись возле кнопки, дополнительно каждой кнопке присвоена цифра, девяти кнопкам диапазоны и некоторые кнопки имеют ещё и подфункцию в «Меню» о которой речь пойдёт ниже.
Передняя панель трансивера с таким синтезатором.
Кнопки управления частотой синтезатора.
|
RIT 1 1,9 |
FREQ
2 3,5 |
BAND
3 7 |
|
IN
4 10 |
A-B
5 14 |
SCAN
6 18 |
|
R-T
7 21 |
OUT
8 24 |
T=R
9 28 |
|
<<==
LEFT |
STEK
0 |
==>
RIGHT |
Описание кнопок управления синтезатором.
В описании кнопок первым идёт название её основной функции, т.е. то, что произойдёт при первом её нажатии, вторым идёт присвоенная цифра, третьим присвоенный диапазон при входе в функцию «BAND» и четвёртым обозначение на принципиальной схеме.
STEK,"0", К10 - извлечение частоты из стека. Имеется 5 ячеек стека, просмотреть которые можно последовательно нажимая кнопку. Перед выводом частот из ячеек стека на индикаторы кратковременно выводится надпись StEC с номером ячейки. Ввод в стек осуществляется автоматически при смене диапазона, при извлечении из ячейки памяти и при сканировании.
RIT,"1", 1,9, K11 - включение расстройки. Частота, в данный момент находящаяся на индикаторе при нажатии на кнопку, запоминается и будет использоваться на передачу. Изменяя частоту валкодером или любыми другими средствами, вводится величина расстройки. Независимо от того, останетесь ли на том диапазоне где была включена расстройка или перейдёте на другой диапазон, при переходе на передачу синтезатор вернётся на частоту, которая была на индикаторе в момент включения расстройки. Тем самым обеспечиваются режимы SPLIT и CROSSBAND. При включенной расстройке зажигается точка после ДЕСЯТКОВ МГц (при использовании платы индикации на АЛС), а после единиц горит постоянно. Выключается расстройка повторным нажатием на эту кнопку. При использовании ЖКИ – на него выводится надпись RIT (фото экрана ЖКИ в различных режимах будут даны в описании ниже).
FREQ,"2", 3,5, K12 – оперативное включение/выключение программного учетверения импульсов валкодера для перестройки частоты. При нажатии на эту кнопку на индикатор выводится на некоторое короткое время надпись 2n – импульсы от валкодера не умножаются, т.е. например при 60-ти зубьях диска валкодера и шаге перестройки 10Гц на оборот ручки валкода получим перестройку по частоте 600Гц. При следующем нажатии на эту кнопку на индикатор на короткое время выводится надпись 4n и произойдёт умножение импульсов валкода на 4, т.е. уже получим на оборот ручки не 600Гц, а 2400Гц. Эта достаточно удобная и востребованная кнопка умножения импульсов валкода была оставлена вместо кнопки ввода частоты с клавиатуры, которая использовалась на этом месте в синтезаторе на 89С52, поэтому и название кнопки «FREQ» исходит от прежней программы.
BAND,"3", 7, K13 - переключение диапазонов. При нажатии на кнопку на индикатор выводится -Band- и после нажатия на соответствующую кнопку устанавливается середина выбранного диапазона. Диапазоны присвоены кнопкам К11-К1, соответственно К11-1,9МГц, К12-3,6МГц, К13-7МГц и так далее все 9 КВ диапазонов, последняя К1-28МГц.
IN,"4", 10, К14 - сохранение текущей частоты и состояние 6-ти кнопок управления трансивером в одну из 16 ячеек памяти. При нажатии на дисплей выводится -PUSH- и ожидается нажатие кнопки с соответствующим номером ячейки, для ввода номеров от 10 до 15 необходимо в течение секунды после нажатия цифры 1 нажать вторую от 0 до 5. После ввода номера на индикаторе появится номер ячейки. В ячейке 0 хранится информация, используемая для установки начального состояния синтезатора при включении питания, т.е. можно в неё занести желаемые значения, например, шага перестройки и включения какого-либо режима в ТРХ, частоту на которую перейдёт синтезатор при включении питания трансивера. Для примера – договорено с корреспондентом встретиться на частоте 21,225Мгц. Мы переводим любым способом ТРХ на эту частоту, чтобы было «слышнее» - включаем УВЧ, выбираем шаг перестройки которым хотим работать, далее нажимаем кнопку «IN» и ячейку «0» - установки запомнены в ячейку «0». Теперь можно выключить трансивер, при включении процессор установит все те режимы, которые мы сохранили в нулевой ячейке – включит УВЧ, частоту 21,225Мгц, шаг перестройки.
А-В, "5", 14, К15 - обмен с дополнительной частотой приёма. Это так называемый режим «второго гетеродина», т.е. вторая ручка настройки, которую UA1FA вводил в своём ТРХ «Охотнике за DX», только она не «вырастает» при нажатии на кнопку рядом с основной ручкой валкода, а просто «запоминается её положение». Для запоминания частот в "виртуальных" ячейках "А" и "В" - нужно настроиться на требуемую частоту и нажать эту кнопку - запоминание произошло и частота хранится в ячейке "А", соответственно частота на индикаторах "перепрыгнет" в ячейку "В", виртуально мы «переключились» на второй гетеродин. Здесь можно делать любые изменения частоты - запоминание в ячейку "В" произойдёт только когда будет повторно нажата кнопка А-В и запомнится та частота, которая была на цифровой шкале в момент нажатия на кнопку А-В. Теперь можем изменять частоту любыми способами – работаем на «гетеродине» А, но запоминание в "А" будет той частоты, которая была на индикаторе при последующем нажатии на А-В. Т.е. в ячейках "А и В" происходит запоминание двух частот, которые были на цифровой шкале в моменты нажатия на кнопку А-В. Для радистов, не использовавших в своих трансиверах синтезаторы, возможно, что такое описание работы этой кнопки не даст ясного понимания её назначения… Попробую по другому описать этот режим – представьте себе, что внутри трансивера установлены два ГПД и этой кнопкой переключается одна ручка настройки на ГПД «А» или на ГПД «В» – возможно такое сравнение даст более простое объяснение её работы. Для того чтобы было ясно на каком «гетеродине» работаем – на индикаторы выводится в режиме «А» точка возле АЛС единиц мегагерц шкалы, в режиме «В» точка возле единиц МГц гаснет и загораются три точки возле АЛС единиц, десятков и сотен герц шкалы.
SСAN, "6", 18, К16 - сканирование. При нажатии на индикатор выводится -SCAn-. Имеется три подфункции сканирования (после нажатия на кнопку №6 SCAN):
а. При нажатии на кнопку №8 OUT производится сканирование по ячейкам памяти 1-15 с остановками на ячейке по 3 сек.
б. При нажатии на кнопку №2 FREQ производится сканирование от меньшей частоты, записанной в ячейке 1 до большей частоты записанной в ячейке 2. При частоте в 1-й ячейке больше чем во 2-й при нажатии SCAN появляется надпись ErrOr. Сканирование возможно только в пределах одного диапазона.
в. При нажатии на кнопку №3 BAND производится перестройка в текущем диапазоне от нижней границы диапазона до верхней и обратно от верхней до нижней.
Прерывание сканирования происходит при нажатии на любую кнопку, поворотом валкодера или нажатием тангенты передачи. Сканирование можно продолжить в любой момент с точки останова двойным нажатием кнопки SCAN.
R-T, "7", 21, К17 – этот режим работает при включенной расстройке (кнопке №1) – частота передачи обменивается с частотой приёма, т.е. нажали на кнопку – частота, которая была частотой передачи, станет частотой приёма; частота приёма станет частотой передачи, второй раз нажали на кнопку – всё вернётся в исходное положение. При не включенной расстройке при нажатии на кнопку №7 появляется сообщение «SELECt» – это меню из двух базовых настроек, далее перейти к ним можно нажимая кнопки №№ 1 и 2:
- режим ввода промежуточной частоты, на дисплее появляется текущая введённая промежуточная частота трансивера (по умолчанию начальная частота в программе может быть от 8,3 до 8,9МГц) далее необходимо валкодером изменить ее на требуемую, фиксация пром.частоты и выход из режима по нажатию любой кнопки. Т.е. – этот режим служит для «базовой» установки ПЧ. Нужно после окончательного выставления частоты опорного генератора трансивера (не 20МГц опоры синтеза!) измерить частоту частотомером до десятков Гц и выставить её кручением ручки валкода войдя в этот режим. Для более точной установки частоты предварительно нужно выбрать шаг перестройки 1Гц.
- режим корректировки константы опорного генератора 20МГц, механизм таков – на индикаторы шкалы синтеза выводится «фиксированная частота 10.300.00Гц» и включается диапазон 160м ГУНов, ее нужно измерять точным частотомером на выходе платы ГУНов и если она отличается от 10,30МГц – отрегулировать поворотом валкодера, выход и запоминание по нажатию любой кнопки. Этот (и введение ПЧ тоже) параметр настройки синтезатора является «базовым» и его нужно выставить тщательно. Для этого на выход синтезатора /4 подсоединяем прогревшийся не менее чем в течение часа точный частотомер и вращением валкода в режиме коррекции выставляем частоту 10,30МГц с точностью до герца. Эта функция потребовалась в связи с тем, что опорный генератор 20МГц синтезатора не имеет дополнительной подстройки по частоте и разбросы у разных экземпляров могут достигать нескольких килогерц. Генераторы с возможностью подстройки существуют, но стоят очень дорого (некоторые более 10$). В случае применения внешнего опорного генератора синтезатора на кварце, возможно точно выставить частоту синтезатора и за счёт изменения самой частоты опорника синтеза.
OUT, "8", 24, К18 - восстановление частоты и состояния 6-ти кнопок управления трансивером из одной из 16 ячеек памяти. При нажатии на дисплей выводится -PОР- и ожидается нажатие кнопки с соответствующим номером ячейки, для ввода номеров от 10 до 15 необходимо в течение секунды после нажатия цифры 1 нажать вторую от 0 до 5. После ввода номера на индикаторе на короткое время появится номер ячейки памяти.
Т=R, "9", 28, К19 – этот режим работает при включенной расстройке (кнопке №1) частота передачи становится равной частоте приёма, а при не включенной расстройке при нажатии на кнопку №9 на индикатор выводится -StEP- и кнопками LEFT и RIGHT выбирается нужный шаг синтезатора. Он может принимать 8 значений: 1, 10, 20, 30, 50, 100, 1000 и 5000 Гц. Запоминание выбранного шага происходит при повторном нажатии на эту кнопку.
LEFT - оперативное уменьшение частоты. Жмём на кнопку – частота перестраивается вниз.
RIGHT - оперативное увеличение частоты. Жмём на кнопку – частота перестраивается вверх.
Эти две кнопки очень удобны для быстрого перемещения по частоте – нажал, подержал и частота изменилась насколько это было нужно. Их мне не хватало при эксплуатации «буржуинов» – TS-870S, FT-100D, FT-817… В тех трансиверах для быстрого перемещения из конца в конец диапазона нужно или зайти в меню и выбрать более крупный шаг перестройки, затем крутнуть валкод, потом снова зайти в меню и вернуть обычный шаг или зайти в меню и там набрать требуемую частоту кнопками… – тоска однако… – сразу чувствуешь, что программы управления синтезом написаны не реальным радиолюбителем, который хотя бы несколько раз поработал в эфире на своём детище… и для такого часто встречаемого режима – как переместить частоту по диапазону – нужно несколько раз жать на разные кнопки…
Принципиальная схема.
Синтезатор состоит из трёх узлов и соответственно печатных плат. Это плата контроллера, плата ГУНов и плата индикации. Перевод моих «бумажных каракулей схем» в электронный и приличный вид принадлежит перу Владимира RX6LDQ. Разведены, изготовлены и испытаны по несколько вариантов каждой платы, пока не появились действительно качественные рабочие и повторяемые экземпляры. Здесь будут описаны «базовые» варианты, которые разрабатывались и используются в «Портативном TRX» - описание трансивера было в журналах «Радиохобби», «Радиолюбитель» за 2000год и выложено на сайте автора.
Плата контроллера. схема , монтажка
Для управления синтезатором использован пик-контроллер DD1 PIC16F628. Выбран он по соображениям «стоимость-качество-возможности». Внутренняя память его заполнена полностью управляющей программой. Описывать работу микроконтроллера наверное нет никакого смысла – основной массе читателей это будет неинтересно, а дотошным читателям можно рекомендовать почитать полное описание этой микросхемы на сайте фирмы изготовителя – www.microchip.com или www.microchip.ru Ограничимся таким описанием: ПИК-контроллер 16F628 – это микросхема, содержащая в своём составе различные «блоки и узлы», которые управляются зашитой внутри неё программой. Блок внутренней оперативной памяти позволяет делать требуемую коррекцию в управляющей программе по желанию пользователя и эти пользовательские установки сохраняются в ОЗУ без дополнительного внешнего источника питания для микросхемы. Сохраняются «базовые» установки, которые описаны выше и информация в ячейках памяти. При включении питания программа выставляет из ячейки памяти №0 частоту и шаг перестройки, режимы трансивера – т.е. состояние 6-ти кнопок управления трансивером; «умножение» на 4n импульсов валкода, «обнулённые» ячейки стека. Т.е. можно записать в ячейку №0 те параметры трансивера, которые хотелось бы иметь сразу при каждом его включении и программа прилежно их будет запускать. При самом первоначальном включении синтезатора, в программе в первые десять ячеек памяти записаны частоты, на которых чаще всего можно услышать позывной UT2FW. В остальных ячейках частоты диапазонов – это сделано для того, чтобы при первом же включении синтезатора он начал правильно работать и пользователю легче было освоиться с его управлением.
По управляющим «шнуркам» от процессора к периферии включены дополнительно фильтрующие RC цепочки – это R17-19; С20-22. Замечено, что номиналы элементов этих цепочек не следует значительно увеличивать – номинал резисторов можно увеличивать до 100Ом, а конденсаторов не более 1000пф. При дальнейшем увеличении номиналов могут возникать сбои в правильной передаче сигналов от процессора к другим элементам схемы. Хотя при правильном монтаже плат и разводке подходящих к платам проводов помех от цифровой части синтезатора не обнаружено даже без них (автор обычно запаивает только «токоограничивающие на всякий пожарный случай непредвиденного попадания высокого напряжения» резисторы по 50-100Ом), всё же эти цепочки были разведены на платах – дабы была возможность дополнительной фильтрации в случае надобности. Теоретически это может возникнуть при очень плотном монтаже в малогабаритном трансивере. Помехи от цифровой части были слышны без этих цепочек в первом варианте контроллера с использованием PIC16F84 на «тренировочной» врукопашную изготовленной плате. По всем дорожкам питания платы установлены фильтрующие керамические и электролитические конденсаторы.
Микроконтроллер управляет работой микросхемы DDS DD7 AD9832 (вот только эта микруха и являет собой прямой синтез – Direct Digital Synthesis) по шинам RA2, RA3, RA4, которая выдаёт синусоидальный ВЧ сигнал (с вывода №14) частотой от 80 до 350кГц. Подробное описание этой микросхемы можно взять на сайте фирмы производителя http://www.analog.com Кратко описать работу этой микросхемы можно так – она цифровым способом синтезирует сигнал высокой частоты. Это так называемый прямой цифровой способ синтезирования частоты. Подобные микросхемы повсеместно можно найти на материнских платах компьютеров. Фирма выпускает целый ряд DDS микросхем с различными характеристиками. Для нашей задачи подходит самая низкочастотная, ну и что немаловажно, не такая дорогая, как стоят более «навороченные» её аналоги. По данным фирмы изготовителя качество выходного сигнала микросхемы DDS укладывается в заявленные параметры, если его частота не превышает 1/4 от частоты опорного генератора. Для получения наивысшего качества следует брать максимально возможную частоту опорника, для AD9832 – это 25МГц. В нашем варианте это 20МГц – ограничение частоты вызвано предельной тактовой частотой для микроконтроллера PIC16F628. В качестве эксперимента, проверена и частота 25МГц – несколько подряд взятых ПИК-ов без проблем работали и на 25МГц. Но рисковать не стали и применили, как и рекомендовано изготовителем 20МГц. Разницы в качестве выходного сигнала, конечно, ни на слух, ни на экране СК4-59, ни при работе в эфире, обнаружено не было. Т.к. основные частоты, получаемые от DDS, составляют от 1/60 до 1/250 опорной частоты. И можно предположить, что при такой низкой выходной частоте DDS изменение частоты опорного генератора на 25% не повлияло на его качество. Привожу картинки «мусора» на выходе DDS при выходных частотах 1,1МГц и 2,1МГц (взяты с сайта фирмы изготовителя).
 |
 |
Из картинок видно как растёт плотность «забора» гармоник при увеличении выходной частоты. По большому счёту для нас это не столь уж и важно, т.к. ФНЧ на выходе DDS отфильтрует их бОльшую часть и сама петля ФАПЧ дополнительно вычистит управляющий сигнал варикапами ГУНов. Как гласит теория [2] – «Шумы на частотах, близких к несущей, определяются шумами колебания опорной частоты и шумами цепей, образующих собственно петлю. Вдали от несущей частоты шумы, по существу, определяются шумами ГУН». Но всё же радует тот факт, что в нашем случае имеем лучшие характеристики… И именно в этом узле синтезатора по-видимому не следует «искать» возможное дальнейшее улучшение для получения конечных «супер-характеристик». Хотя для любителей экспериментов и здесь есть простор для самодеятельности, к сожалению как обычно за дополнительную плату. Имею в виду применение вместо AD9832 последующей её более высокочастотной модификации AD9835. Эти микрухи 1:1 совпадают как по назначению выводов, так и по логике программного управления. Т.е. можно прямо вместо 9832 запаять 9835 и всё будет работать. Но чтобы попытаться уловить «теоретическую» разницу в улучшении качественных характеристик с применением AD9835, следует увеличить частоту опорного генератора, что «цепляет» за собой использование отдельных опорных генераторов для ПИКа и DDS, а появление дополнительного генератора в синтезаторе никогда не вызывает однозначно улучшение всех его характеристик. Нет никаких гарантий, что не вылезут где-нибудь на диапазонах дополнительные поражённые частоты. Да ещё изменение частоты опорного генератора DDS потребует за собой изменение в алгоритме работы управляющей программы… Вообще-то, ничего простого не бывает… – как говорится «бесплатный сыр бывает только в мышеловке»… При построении такого сложного узла как синтезатор частоты коротковолнового трансивера основное ограничение для нас – это уложиться в определённые стоимостные рамки при достижении требуемых качественных характеристик синтезатора, которые не должны ухудшить параметры трансивера. Думаю, что динамические характеристики широко распространённого среди радиолюбителей приёмника «Катран», которые обычно ограничиваются даже не шумовыми параметрами применяемого в нём синтезатора, а невысоким качеством смесителей, устраивают большинство НАМов. Так вот – разрешающей способности анализатора СК4-59 было достаточно для измерения шумовых параметров установленного в «Катране» синтезатора. А для измерения параметров синтеза с AD9832, как указывал выше, оказалось уже недостаточно.
Изготовитель Analog Devices рекомендует использовать опорный генератор с максимально качественным сигналом – т.к. от этого сигнала зависит качество выходного сигнала и самой DDS. Измерение шумовых характеристик опорных генераторов анализатором спектра СК4-59 не дало каких-нибудь реальных результатов. По-видимому, шумовые характеристики генераторов лежат за разрешающей способностью этого прибора. Возможно, что при таком большом отношении (которое мы имеем) частоты опорного генератора к выходной частоте DDS уже не настолько сказываются на качестве сигнала DDS отличия в шумовых параметрах генераторов. Можно предположить, что качественные характеристики применённой микросхемы DDS «избыточны» именно для такого синтезатора. Специально взял слово избыточны в кавычки – т.к. качества никогда не бывает больше чем нужно. Выходной сигнал DDS фильтруется элементами С10,11,12; L3,4. Частота среза этого ФНЧ около 700кГц.
Привожу картинку АЧХ сфотографированную с экрана Х1-38.
В качестве частотно-фазового детектора применена микросхема DD8 – может быть HEF4046 (Philips Semiconductors), CD4046 – отечественный этим микрухам аналог К1561ГГ1. Вход №14 SIGNin имеет максимальную чувствительность (в описании микросхемы 150мВ) – поэтому на него подаётся сигнал с DDS – после прохождения ФНЧ он не превышает 0,5В. На второй вход ФД №3 должен подаваться ТТЛ уровень – поэтому на него подаётся сигнал с делителя на 256. Индикация захвата петли выведена на плату индикации – светодиод LOCK, управление которым происходит ключом на VT1. Цепочка из элементов С19,R12,R13 определяет временные характеристики свечения светодиода. Когда кольцо замкнулось – светодиод погашен, если кольцо разомкнуто, то светодиод или вспыхивает или светится постоянно. Напряжение управления Upll на варикапы ГУНов формируется элементами R5,R6,R7,C14, C15, C16 на выходе DD8. Операционный усилитель DA1A усиливает это напряжение до требуемого уровня. Следует отметить, что напряжение на варикапе желательно выдержать максимально возможное – т.к. при низких напряжениях падает добротность варикапа. Поэтому стабильное напряжение питания DA1A формируемое микросхемой DA2 так же желательно иметь максимально возможное. Мне не удалось найти в продаже стабилизаторы КРЕН в малогабаритном корпусе на напряжение стабилизации 10-11В – поэтому установлена КРЕН8А на напряжение 9В. Подавать напрямую без дополнительной стабилизации полное питание трансивера +13,8В на DA1A рискованное занятие – в трансивере используется мощный транзисторный ШПУ и напряжение при максимальной выходной мощности «гуляет» до 0,5В. Хотя кольцо ФАПЧ отработает на эти изменения питающего напряжения, т.к. быстродействие всей системы позволяет это, но это конечно недопустимо в современном трансивере. Если в трансивере питающее напряжение стабильно, или для питания синтезатора используется отдельный стабилизированный источник питания – например трансивер с внутренним блоком питания на различные напряжения – тогда можно смело подавать на DA1A питание до 15В. Тем самым будет увеличен верхний предел Upll и за счёт увеличения этого напряжения можно увеличить пределы перестройки по частоте ГУНов без ухудшения добротности варикапов или так настроить ГУНы, чтобы на варикапах напряжение Upll не понижалось ниже 3В.
Транзистор VT2 формирует напряжение IRQ_TX, которым процессор управляется во время режима включенной RIT. Это напряжение увеличивает скорость срабатывания процессора при переходах RX-TX, что соответственно улучшает общее быстродействие синтезатора при работе полудуплексом, VOX-ом, цифровыми видами связи при наличии разноса частот RX и TX. Напряжение TX_IN подаваемое на ключ VT2 это напряжение ТХ трансивера, которое может лежать в пределах +5-14В. Т.е. при появлении напряжения на базе VT2 он открывается и шунтирует логическую единичку, которая в режиме RX присутствует на выводе №15 DD1 через резистор R25.
Для управления внешними устройствами используются микросхемы DD2, DD3, DD4. Отечественный аналог 74НС595 – КР1564ИР52. Добавочная микросхема DD5 (в «Дунае-2000» она не используется) предусмотрена и разведена на плате дополнительно – её можно будет задействовать для дополнительной коммутации режимов в трансивере добавив третью «линейку» кнопок на клавиатуре – информация о которой будет в описании платы индикации, или только имеющимися кнопками через дополнительное меню в программе. Но в «Портативном TRX» эта линейка кнопок не задействована – поэтому речь о них не будет идти. Шина D – выходы D0, D1, D2, D3 используется для переключения диапазонов трансивера и ГУНов для уменьшения «пролезания» возможных помех от цифровой части в аналоговую включены RC фильтры R26-29; С24-27. Микросхема DD4 служит буфером для увеличения мощности коммутационных ключей – отечественный аналог К155ЛН3, ЛН5. Внутри эти микросхемы содержат шесть мощных инверторов с открытым коллектором. Стекающий выходной ток одного инвертора может достигать 40ма и напряжение на нём до 15В. Импортные микросхемы имеют немного другие параметры – 74F06,07 – ток 64мА при напряжении 12В, 74F06А,07А – ток до 48мА при напряжении 30В. Есть ещё масса аналогов с примерно такими же параметрами. Например, рекомендованные параметры микросхемы от «Texas Instruments» SN7406 составляют 40мА, 30В.
Хотелось бы дополнительно сказать несколько слов о выборе опорного генератора синтезатора. Его частота может быть 20 или 25МГц – программы написаны под обе эти частоты. Но, повторюсь, что 25МГц – это «рискованная» частота для применяемого ПИКа. Хотя, как выразился Владимир RX6LDQ: «Оказывается можно разгонять не только компьютерные процессоры, но и ПИК-контроллеры»…
Веря рекомендациям фирмы «Microchip», изготовителя этой микрухи, остановились на 20МГц. Понятно, что от качества этого генератора будет зависеть и качество выходного сигнала синтезатора. И Analog Devices во всех описаниях на свои микросхемы DDS акцентирует внимание на качестве опорного генератора. Возможно, что генератор TTL&HCMOS на 20МГц применённый нами в синтезаторе не является наилучшим. И генератор выполненный по «всем правилам» на красивом высокодобротном большом кварце в стеклянной колбе, дополнительно термостатированный как «Гиацинт» - будет лучше применяемого… Или готовые кварцевые высококачественные термостатированные генераторы от известных фирм изготовителей – возможно будут лучше… Каждый для себя принимает единственно верное с его точки зрения решение. Как-то побывал на сайте известной питерской фирмы «Морион», которая производит такую продукцию, посмотрел на цены - больше ничего не могу доложить, только «сопли и слёзы по бороде»… С такими ценами на комплектующие выгоднее покупать сразу новую готовую японовскую технику и не забивать себе голову всякими синтезаторами и самодельными трансиверами. По-видимому, качество этого узла дорого и в японской технике – сравните стоимость FT100 и FT100D – они отличаются практически только тем, какой опорный генератор применён в трансивере. У нас же целый синтезатор получается дешевле одного японского термостатированного генератора. С применённым генератором частота уходит при прогреве его паяльником где-то до 70-ти градусов на самой высокой частоте (28МГц) до 140Гц, т.е. при изменении температуры более чем на 50 градусов – для сведения, обычная зимняя температура в квартире среднестатистического украинца составляет 12-18 градусов (измерения проводились в январе 2003года). Поэтому – делайте выводы в зависимости от предполагаемых температурных перепадов внутри трансивера. Конечно, температурная проблема нестабильности решаема как самодельными способами её поддержания на определённом уровне, так и более простым (но дорогим) способом – покупкой готового термостабилизированного генератора. Всё зависит от требований к стабильности частоты. Для автора оказалось достаточно стабильности достигаемой при применении TTL гибридного генератора – он может быть как в «большом» КХО-200, так и в малом КХО-210 корпусе – разницы в характеристиках между ними не обнаружено, если руководствоваться описаниями, представляемыми торгующими фирмами и осциллограммами их выходных сигналов на экранах СК4-59 и С1-104. Примечательно, что такие генераторы на частоты выше 50МГц в рабочем состоянии горячие и температура нагрева поддерживается внутри генератора. Это говорит о более тщательном подходе к решению стабильности на высоких частотах. Скорее всего, заявленные фирмой изготовителем параметры без дополнительной термокомпенсации уже не удаётся выдержать у высокочастотных генераторов. Учитывая температурную нестабильность опорного генератора нужно, прежде чем ввести базовую коррекцию частоты синтезатора – кнопка №7 клавиатуры, режим №2; дать прогреться как частотомеру, которым измеряем выходную частоту, так и самому трансиверу до рабочих температур и только после этого вводить коррекцию.
На микросхеме DD9 К561ЛА7 собран формирователь отрицательного напряжения, которое требуется для надёжного запирания диодов, подключающих дополнительные конденсаторы к контурам ГУНов. Это обычный генератор на несколько сотен кГц на выходе которого собран удвоитель напряжения на VD4, VD5 и фильтрующих конденсаторах С37, С38. Он специально разведён на плате контроллера дабы не давал наводок на ГУНы. При указанных на схеме номиналах С40, R14 частота генерации около 500кГц – наводок при промежуточных частотах в трансивере 8,3-8,9МГц от этого генератора не обнаружено.
Плата ГУНов. схема , монтажка , печатка_верх , печатка_низ.
Плата ГУНов практически без изменений использована от предыдущего синтезатора с управлением от 89С52. Она неплохо себя зарекомендовала и UT5KO даже временно (пока паял плату контроллера) её использовал в качестве первого гетеродина своего трансивера, подавая управляющее напряжение на варикапы с переменного резистора – стабильность с его слов была достаточна для обычной работы в эфире. Замене подвергся только делитель на 10\11, теперь использован делитель на 256. Собственно сами генераторы собраны по схеме индуктивной трёхточки на транзисторах VT8, VT9, VT10. В связи с тем, что требуемые частоты для некоторых диапазонов совпадают, удалось перекрыть все 9 диапазонов тремя ГУНами и 4-мя дополнительно подключаемыми конденсаторами. Генератор на VT8 обеспечивает частоты для 3,5;21МГц, при подключении С12 – 1,9МГц, при подключении С11 – 18МГц. Генератор на VT9 обеспечивает частоту для 28МГц, при подключении С15 – 10МГц, при подключении С14 – 7;24МГц. Генератор на VT10 работает на 14МГц. Для самого высокочастотного ГУНа следует применять полевой транзистор с наивысшей крутизной - это КП307Г, для низкочастотного подойдут транзисторы КП303Г,Д; КП302Б,Г, а для средних значений - КП307В,Д,Е; КП303Е. При этом с трёх различных генераторов можно будет получить примерно одинаковую амплитуду ВЧ сигнала. Напряжение питания дополнительно стабилизировано стабилизатором DA1 на 9В. Включение требуемого генератора и конденсатора обеспечивается транзисторными ключами VT1-VT7, которые управляются от дешифратора DD1. Коды, поступающие на вход дешифратора по шнуркам D0-D3 от ПИКа, дешифрируются DD1 и в зависимости от включенного диапазона замыкают на корпус выходы дешифратора (это открытые коллекторы). Соответствие выходов DD1: №1-1,9МГц, №2 – 3,5МГц, №3 – 7МГц и так далее до №9 – 24МГц, №10 – 28Мгц. Например, при включении диапазона 160м открывается VT1, с коллектора напряжение через R19 открывает диод VD5 и подключается подстроечный конденсатор С12, а через диод VD1 поступает питающее напряжение на транзистор генератора VT8. В связи с тем, что переменное напряжение на контуре может детектироваться и открывать диоды VD5-VD8 на них через резисторы R21, R22, R24, R25 и фильтрующую цепочку R23, C36 подаётся запирающее напряжение отрицательной полярности, которое формируется микросхемой DD9, расположенной на плате контроллера. Транзисторы VT11, VT12 усиливают ВЧ выходной сигнал до требуемого уровня необходимого для работы делителей DD2, DD3 - 74АС161. Резисторами R44, R45 обеспечивается дополнительное смещение входа DD2 – поэтому уже 1В ВЧ напряжения достаточно для устойчивой его работы. С выхода №14 получаем сигнал делённый на 2, с выхода №13 сигнал делённый на 4, а с выхода №11 делённый на 16. Для «Портативного TRX» нужен сигнал с выхода №14. Если синтезатор предполагается использовать в трансиверах с «обычным» смесителем (подобным RA3AO, UA1FA, КРС, Урал и т.д.) тогда используем сигнал с выхода №13. Микросхема DD3 делит частоту ещё на 16 и в итоге получаем требуемое деление частоты ГУНов 16х16=256. Хотелось бы отметить о качестве применяемых 74АС161. По справочным данным отечественный аналог этих микрух 1554ИЕ10 и вроде бы ничего не должно мешать их применению. Но как показал опыт в качестве DD2 всё же лучше использовать именно 74АС161 как более качественно работающую на частотах выше 50Мгц. Некоторые фирмы торгуют более дешёвыми IN74AC161N со значком фирмы изготовителя «И» (скорее всего это ПО «Интеграл») – с ней тоже не рекомендую связываться, хотя она без проблем работает до 100МГц. Но если 74АС161 требовалось для надёжной работы 1В переменного напряжения, то микрухе с буковкой «И» уже 1,8В переменного напряжения. Возможно, что и она заработала бы от 1В при дополнительном подборе R44, R45 – но у меня никакого «восторга» не вызывает ещё и подбор этих резисторов… В качестве DD3 можно использовать обычную К555,1533ИЕ10, т.к. частота на её входе не превысит 7МГц. Стоимости всех этих импортных и отечественных микросхем практически выровнялись и возможная экономия на них незначительна. Расклад всех частот ГУНов дан выше в таблице №1. Отдельно следует сказать о выборе варикапов для перестройки ГУНов, т.к. это те элементы – от качества которых зависят шумовые параметры синтезатора. И скорее всего при таком построении и количестве ГУНов именно они и определяют шумовые параметры синтезатора в целом, а шумы которые могли бы добавляться ещё и от «цифры» в нашем варианте незначительны, т.к. включение варикапов в контур минимизировано – соответственно и малозначительны те шумы. Опробованы практически все отечественные варикапы, которые следует использовать в таких цепях. Наилучшими оказались КВ132, затем следуют КВ109, КВ122. При выборе других типов варикапов предпочтение нужно отдавать экземплярам с максимальной добротностью на частоте 50-100МГц и бОльшим приростом ёмкости при изменении напряжения на варикапе от 1 до 8В. Буду благодарен за информацию об импортных варикапах (в т.ч. и где их можно купить) наиболее качественных для такой цели. Мне удалось проверить те, которые предлагают киевские фирмы – это различные варикапы серии ВВ для SMD монтажа – ВВ134, ВВ148, ВВ132 и так далее. Ни один из них не оказался лучше КВ132. Настройка ГУНов заключается в установке требуемых границ перестройки каждого диапазона при подаче на варикапы напряжения 0,8-8В от отдельного переменного резистора, предварительно разорвав цепь Upll. Если будет сильно отличаться амплитуда ВЧ сигнала на выходе ГУНов, для VT8, VT9 нужно применить транзисторы с меньшей крутизной. Не следует стремиться получать «максимальные вольты» от ГУНов – вначале настраиваем самый высокочастотный ГУН – за «базовое» берём напряжение на его выходе и в два следующих ГУНа подбираем такие транзисторы, чтобы амплитуда была ненамного выше, обычно это несколько сотен милливольт. Желательно послушать тон генерируемых ГУН-ами частот приёмником, если он будет дребезжащим, то нужно "поэкспериментировать" с режимом полевиков или поменять их на более удачные. Такое бывает чаще всего от неустойчивой генерации из-за низкой крутизны транзисторов (можно попробовать поднять выше от корпуса отвод в катушке) или низкого качества радиоэлементов и неряшливого монтажа. Катушки L1, L2 бескаркасные намотаны соответственно на оправках диаметром 7мм и 5,5мм, проводом ПЭЛ 0,8мм; L1 8 витков отвод от 3,5 витка, L2 6 витков с отводом от 2,5 витка. После окончательной настройки и укладки диапазонов внутрь катушек помещают кусочки поролона и заливают парафином – это сделано для устранения микрофонного эффекта. Катушка L3 намотана на каркасе диаметром 10мм (это может быть одноразовый шприц на 2мл), 16 витков проводом ПЭЛ 0,6-0,7мм. Если в TRX будет применён мощный выходной каскад (>50Вт), или рядом с отсеком синтезатора расположен силовой трансформатор – дроссели L4, L5, L6 лучше намотать на ферритовых колечках диаметром 5-10мм, проницаемость 600-2000, достаточно 11-7 витков провода 0,15-0,22мм.
Почему именно такая версия ГУНов выбрана для формирования частот всех диапазонов? Сокращение количества ГУНов менее трёх вызовет увеличение пределов их перестройки по частоте, это может резко ухудшить шумовые параметры синтезатора. Даже в самых дешёвых фирменных трансиверах изготовители не позволяют себе менее трёх ГУНов в синтезаторе. Хотя в книжке Э.Реда очень мало сказано о синтезаторах, но на этот важнейший момент он счёл необходимость обратить внимание читателя: «При регулировке частоты варикапами ёмкость диодов должна составлять только небольшую часть (<20%) от общей ёмкости контура, иначе при относительно небольшой добротности диодов сильно увеличивается фазовый шум». А у В.Манасевича читаем: «В ГУН с широкой полосой электронной перестройки частотные шумы, возникающие благодаря наличию электронно-перестраиваемого реактивного элемента (в нашем случае это варикап), не только преобладают, но могут повысить уровень шумов генератора на 20-40дБ по сравнению с шумами того же генератора, не содержащего электронно-перестраиваемой реактивности». При чём тут количество ГУНов? А при том, чтобы получить частоты для всех диапазонов от одного генератора, приходится увеличивать пределы его перестройки, а это можно сделать только увеличением ёмкости варикапов в общей ёмкости контура. Т.е. для того, чтобы добиться максимально качественного сигнала от генератора перестраиваемого варикапом, требуется так слабо его связать с контуром, чтобы пределов изменения ёмкости варикапа хватало только для перестройки генератора в пределах одного диапазона. Конечно, делать на каждый диапазон свой ГУН - довольно дорогое удовольствие. Поэтому пришлось остановиться на таком компромиссном варианте – три ГУНа + дополнительное «подстёгивание» конденсаторов, при помощи которых генератор перетягивается на другие диапазоны. Количество ГУНов зависит от применяемой ПЧ в трансивере, при удачном выборе, когда частоты от синтезатора для некоторых диапазонов совпадают, число ГУНов можно сократить. Не знаю, возможно, именно с экономией на количестве ГУНов в IC-718 динамические характеристики его приёмника не столь высоки. Даже ни разу не видев этого трансивера ранее, а тем более его схемы, при первом же прослушивании у UY5ID диапазона 40м на рамку периметром 80м заметно было как IC-718 «поёт» несуществующими на диапазоне станциями и шумами… Моё предположение, что это происходит от невысоких шумовых характеристик синтезатора возможно и верно – в синтезаторе IC-718 всего один ГУН с полным включением сборки из двух варикапов (переходная ёмкость 1330пф) к контуру ГУНа. Как правило, у трансиверов высокого класса ёмкость конденсатора, последовательно включенного с варикапом, не превышает 39пф.
Не следует брать за «основополагающие» только мои выводы о прямой связи качества варикапов, количества ГУНов, пределов перестройки и насколько варикап включен в контур – что только это влияет на шумовые параметры синтезатора в целом. Научно-технический прогресс не стоит на месте и возможно, что существуют варикапы с очень высокими параметрами, которые не столь значительно повлияют на ухудшение шумовых свойств генератора – просто автору не удалось их найти и задействовать. Помимо варикапов существуют ещё ряд факторов, которые сказываются на шумовых характеристиках синтезатора. Расписывать все эти моменты не ставлю себе такой задачи – для «дотошных» проще почитать спец. литературу по этой теме… Как указывает в своём учебнике по синтезаторам В. Манассевич, что бывает недостаточно даже тех теоретических 12-ти пунктов проектирования синтезатора и после сборки в «железе» пробного экземпляра чаще всего приходится заново всё пере рассчитать.
Плата индикации и валкодер.
схема_АЛС , монтажка_АЛС_спереди , монтажка_АЛС_сзади , печатка_АЛС_спереди , печатка_АЛС_сзади.
Индикация как и в предыдущем синтезаторе на 89С52 применена статическая, которая не "шумит" сколько бы не потребляла. Информация о текущей частоте выдаётся в индикаторы в последовательном коде при нажатии на клавиши управления, что позволило сократить число проводников между платами.Для хранения информации применены восьмиразрядные сдвиговые регистры. Такое построение схемы имеет ряд преимуществ:
- Отсутствуют помехи от платы индикации;
- Сокращено количество сигнальных линий;
- Возможно выводить, кроме цифр, некоторые символы.
Отсутствует так же постоянный опрос клавиатуры, как это было в предыдущих версиях синтезаторов (Кухарука, «Примуса», UT5TC). Хотя и увеличилось количество микросхем на плате индикации и клавиатуры, зато она абсолютно не излучает помехи. В качестве регистров DD1-DD7 на плате индикации возможно применение как импортных микросхем 4015, так и отечественных К561ИР2. Светодиодные семисегментные матрицы DD8-DD14 с общим катодом – их сейчас фирмы предлагают огромное количество различных как по размеру, так и по цвету. Не рекомендую устанавливать отечественные – помимо бОльшего потребления тока, «ядовитого» или блеклого свечения они ещё и не надёжны – со временем у некоторых наблюдалось пропадание свечения отдельных сегментов. Микросхема DD16 формирует управляющие импульсы от кнопок клавиатуры – это может быть импорт 4017, или отечественная К561ИЕ8. Кнопки А1-А6 служат для включения различных режимов работы трансивера, работают они квазисенсорно – поэтому чтобы знать включен или нет режим, возле каждой кнопки соответственно расположен светодиод VD1-VD6, который своим свечением указывает на включение режима. Светодиод VD11 указывает на захват системой ФАПЧ частоты и её удержание. Свечение его указывает на разрыв кольца ФАПЧ. Транзисторный ключ VT2 служит для обеспечения режима RIT – на его вход подаётся напряжение ТХ трансивера (TX_IN), которое может быть в пределах +5-14В. Элемент DD15C инвертирует, умощняет и развязывает вход транзистора VT1 от выхода BLINK ПИКа. Элементы F,B,E,D микросхемы DD15 служат для формирования импульсов от валкодера. В качестве оптопар VD8, VD9 использованы совмещённые в одном корпусе излучатель и приёмник АОТ137. Эти оптопары работают на отражение, поэтому достаточно перед двумя такими оптопарами вращать диск с чёрными и белыми секторами или прорезями - валкодер готов. В оптопаре АОТ137 излучатель «звонится» тестером как обычный диод, фотоприёмник при поднесении к лампе накаливания изменяет внутреннее сопротивление. Номинал токоограничивающих резисторов R2, R3 включенных последовательно с излучателями не следует уменьшать менее 510-470Ом, в противном случае излучающие диоды могут выйти из строя. По питанию DD15 введён дополнительный фильтр R5, С4, т.к. общая чувствительность триггеров получается высокая и помехи, иногда возникающие по шнурку напряжения +5В сбивали устойчивую работу валкода. Дополнительно резистором R5 можно корректировать настройку валкода, изменяя напряжение питание микросхемы и соответственно чувствительность триггеров. Элемент DD15A показанный на схеме, в «базовой» версии управляющей программы процессора не задействуется. Но он понадобится, если захочется использовать «спящий» режим процессора, для «выведения его из спячки».
Во втором варианте платы индикации схема_ЖКИ. вместо семи семисегментных АЛС использован один ЖКИ индикатор. Это может быть любой двухстрочный матричный индикатор серии 1602 как от зарубежных фирм Powertip, Sunlike, Wintek, Bolymin, так и российский MT-16S2. По поводу качества российской продукции ничего не могу сказать, т.к. использовались только импортные – ВС,WH1602. Плата разведена под 1602 – с расположением выводов снизу слева, хотя не исключено применение и других, т.к. соединение металлизированных отверстий платы с выводами ЖКИ можно выполнить отрезками проводов. С применением такого ЖКИ отпала необходимость в дешифраторах DD1-DD7, которые заменены одной микросхемой DD1 74НС595 отечественный аналог КР1564ИР52. В зависимости от применённого ЖКИ следует подобрать желаемую контрастность резистором R8 – он на плате разведён как обычный МЛТ 0,125Вт резистор. Интенсивность подсветки подбирается резистором R10.
Основные режимы вывода информации на ЖКИ (даю не полный список):
| Обычный режим |  |
| Инверсия гетеродинов | |
| Выбор диапазона |  |
| Выбор шага перестройки |  |
| Ввод частоты в ячейку памяти |  |
| Включение сканирования |  |
Возможно, что размеры символов 2,95х5,55мм кому-то покажутся маленькими, в этом случае можно применить ЖКИ с размером символов 4,84х9,66мм – есть и такие двухстрочные ЖКИ. Но, конечно они на имеющуюся печатную плату не влезут, т.к. размер платы на которой расположен такой ЖКИ 122х44мм. Как он выглядит можно увидеть на сайте здесь . В выборе индикатора большое поле для различных вкусов и предпочтений.
Существует система в их обозначениях. См. Таблицу №2, в ней даны обозначения ЖКИ от фирмы Winstar.
Пример: Жидко-кристаллические индикаторы фирмы Winstar. WH1602A-YGB-CP - алфавитно-цифровой модуль серии A с желто-зелёной светодиодной подсветкой, STN позитивный серый, на стандартный диапазон температур, с англо/русским знакогенератором. Применение однострочных ЖКИ (типа применяемых в АОНах MT-10S1) на десять символов в строке на мой взгляд оправдано только в случае «тотальной борьбы» за минимально возможную стоимость даже в ущерб качеству.
Дополнительный третий ряд кнопок К19-К27 (А7-А15) пока не поддерживается как программно, так и индикацией. Вводить ещё 9 кнопок на плате индикации с АЛС считаю не целесообразным – т.к. возле каждой кнопки придётся разместить ещё и светодиод, который будет указывать на включение режима. С такой платой индикации по иллюминации можно уже будет обогнать разноцветную и «многокнопочную» переднюю панель FT1000-MP. Т.е. – «имеется в виду» возможность дальнейшего «кнопочного» наращивания, которая скорее всего целесообразна при использовании ЖКИ, т.к. на нём намного легче вывести всю информацию о включенных режимах, нежели это делать отдельными светодиодами. Когда может «случиться» такая плата индикации? Это очень сложно прогнозировать и в первую очередь по причине, о которой написал в конце описания синтезатора. Помимо того, что много времени и сил занимает отработка и изготовление печатных плат, но качественно изготовленные платы и недёшевы! Поэтому «дизайним» платы под «Портативный TRX» в котором обходимся 6-ю кнопками переключения режимов работ.
Рекомендации по установке и настройке.
Каких-либо особенностей в настройке синтезатор не имеет. Цифровая часть при запайке исправных элементов работает сразу и настраивать в ней нечего. Даже коррекция погрешности частоты кварцевого генератора выполняется «кнопочно-валкодным» способом, т.е. корректировка будет выполнена уже кнопками и валкодом с передней панели трансивера. Следует отметить, что конденсаторы в ФНЧ на выходе DDS-ки нужно брать с минимальным ТКЕ – дабы картинка фильтра не «расползалась» при прогреве трансивера – это С10,С11,С12. Применяемые диоды могут быть любые кремниевые. В «формирователе минуса» на DD9 если хочется получить максимальное напряжение, то следует применять любые германиевые диоды. К требованию ТКЕ конденсатора С40 генератора «минуса» возможно тоже требование по качеству, как и у конденсаторов ФНЧ – хотя маловероятно что частота будет «гулять» в значительных пределах и это как-то отразится на качестве работы синтезатора. Единственное предположение – если значительно перестраивать этот генератор по частоте, то может где-то и вылезет от него поражёнка. Шнурки Programming разведены на плате только лишь для того, чтобы можно было перезашивать ПИК прямо в плате не вытаскивая его. Хотя мне ближе «по духу» установка ПИКа в панельку. На сегодня нет проблем с качественными панельками под такие микрухи. Рекомендую обычно распространённые на радиорынках панельки с белыми контактами и чёрного цвета пластмассой. И не рекомендую советские с каким бы то ни было содержанием золота на их контактах!!! Качество тех панелек (а точнее её отсутствие) рано или поздно приведёт к выкусыванию их. Руководствуясь предыдущим опытом борьбы с помехами от цифровой части синтезаторов и в этой версии по некоторым шнуркам разведены дополнительные RC фильтры. Хотя уже достаточно (с применением современных процессоров) только грамотной разводки шнурков питания в трансивере, дабы не услышать звучания «цифры» в телефонах. При увеличении ёмкости конденсаторов в фильтрах по шнуркам CLK, DAT, BLINK возможны сбои в управлении контроллером периферии. Уж очень тонкие «иголочки» импульсов проходят по этим шнуркам и большая ёмкость конденсаторов нарушает их работу. Номиналы RC связаны между собой и чем они больше – тем быстрее нарушат работу. Если использовать ёмкость не более 100пф, то резисторы могут быть до 390Ом. А конденсаторы на 1000пф уже были большие при номинале R=100Ом. Выбор номиналов покажет установка синтезатора в трансивер. Можно изначально запаять вместо резисторов перемычки и конденсаторы не впаивать (что обычно и делаю) и только в случае обнаружения каких-либо помех именно от цифровой части вводить эти фильтры. От синтезатора обнаружены два вида помех. Первые – это при вращении валкода на некоторых частотах возникают очень короткие «пик-пик-пик», на которые невозможно настроиться – они пропадают при остановке вращения валкода. Это последовательные коды, которые поступают в регистры платы индикации. Метод борьбы – по питанию платы индикации установить отдельный стабилизатор КРЕН5, на входе КРЕНки установить RC фильтр – это резистор 1-2Вт 10-15Ом и с точки соединения этого резистора с входным выводом КРЕН на корпус электролитический конденсатор большой ёмкости (у меня «по умолчанию» 10000мкф). Ёмкость конденсатора подберёте на слух по качественному подавлению этих щелчков. Если такие «палки» появляются только при включении УВЧ (или какого-либо другого режима в ТРХ) – тогда шнурок включения УВЧ (AMP) нужно развязать дополнительным LC или RC фильтром или точку АМР на плате ДПФов заземлить электролитом, подобранным по максимальному подавлению «палок» (1-100mF). Т.е. если помеха распространяется через микросхему DD4, то вводим фильтры именно по тому шнурку, по которому и распространяется помеха.
Второй тип – это поражённые точки – «короткие» несущие, которых больше всего на 20м. Они возникают как продукты преобразования в смесителе и наводки опорного генератора 20Мгц на плату ГУНов, далее через делители они преобразовываются в смесителе и попадают в полосу пропускания ПЧ трансивера. Основной кардинальный способ борьбы с этими помехами – экранировка платы контроллера, на которой и расположен генератор. Экранировка отдельно генератора ничего не даёт – наводка расползается с дорожек по которым 20МГц поступает на ПИК и DDS. Пробовал подавать 20МГц с отдельного внешнего генератора (Г4-158) – почти ничего не меняется. В зависимости от того, как платы контроллера и ГУНов располагаются в трансивере и нужно выбрать способ экранировки. Наилучший – это полностью закрыть плату контроллера экранирующей коробкой из лужёной жести или фольгированного стеклотекстолита. Т.к. 20МГц – это уже достаточно высокая частота, которая легко «расползается» по всему трансиверу через пространство. Это печально отмечать, т.к. в предыдущем синтезаторе на 89С52 опорный генератор работал на частоте 12МГц и наводок от него не обнаруживалось даже без всякой экранировки. Но ничего не поделать – приходится экранировать, как это сделано в любом промышленном приёмнике или «буржуинском» трансивере – в них генераторы или вынесены в отдельные экранированные блоки, или запаяны в экранированных коробках из металла – как и учат учебники по этой тематике [2]. Для большей «безопасности» можно и плату ГУНов подвергнуть такой же процедуре – поместить её в отдельную экранированную коробку. Каких-либо проходных конденсаторов не использую – т.к. достаточно тех блокировочных конденсаторов, которых с избытком «понатыкивал» на платах. Мне удавалось полностью избавиться от наводки 20МГц с платы контроллера таким способом. Берутся две крайние точки на плате с той стороны платы, которой она «смотрит» на плату ГУНов. В «Портативном Дунае» платы располагаются одна над другой, плата контроллера снизу, ГУНов сверху сторонами пайки друг к другу. Т.е. со стороны пайки на плате контроллера две точки, которые могут быть или точками земли или точками +5В. На них припаивается П-образная рамка из провода достаточно сечения (добротность от этого зависит) и параллельно образовавшемуся «контуру» при помощи КПЕ подбирается конденсатор. В итоге получаем замкнутый резонансный контур над платой настроенный на частоту наводки. Этот контур поглощает и замыкает на себя сигнал наводки. При помощи такого «замыкателя» можно довести практически до уровня шумов эфира все поражёнки, но настройка его достаточно «тосклива» и легко расстраивается при изменении окружающей эту рамку «геометрии». Т.е. критично даже расположение проводов соединяющих платы между собой если они проходят на расстоянии нескольких сантиметров от рамки – это и понятно – достаточно высокая частота. Ёмкость конденсатора приходится очень тщательно подбирать, проще подпаять дополнительный подстроечный конденсатор и им подстроить при окончательной установке всех соединяющих проводков и плат на стойках. В последней версии разводки платы контроллера со стороны установки элементов практически сплошным покрытием оставлена фольга корпуса и соответственно она является экраном. По углам платы 4-ре крепёжных отверстия и под них фольга не выведена – это сделано специально. При установке плат в трансивер, ежели будет найдена поражёнка от генератора 20МГц, опытным способом заземляем фольгу металлизации по углам платы на металлические стойки, на которых устанавливается плата контроллера (стойки стальные высотой 13мм), по максимальному подавлению поражёнки. Как правило, у меня получалось, что следует заземлять фольгу углов, где расположены К155ЛН3. Фольга на плате разделена на две части – одна сторона где расположена микросхема DDS и вторая сторона где располагаются ПИК и опорный генератор – поэтому можно за счёт различного заземления фольги по углам платы получить требуемую экранировку тех или иных узлов. В итоге мне удалось устанавливать платы в трансивере без дополнительной экранировки как между собой, так и без каких-либо дополнительных экранов. Тоже самое сделано и на плате ГУНов – оставлена практически вся фольга корпуса со стороны элементов. Углы под крепёжные болты тоже без металлизации. Практическим способом выбираем какие из углов плат следует заземлять на стойки и припаиваем на металлизацию петельки из голого луженого провода под головки болтов. Специально акцентировал на этих моментах внимание, т.к. платы достаточно простые и их можно выполнить вручную «утюжным» способом – поэтому не забывайте оставлять максимум фольги на самих платах для экранирования и возможность её замыкания или нет на крепёжные стойки. И такой экранировки монтажа бывает вполне достаточно без дополнительных специальных экранов, что и подтвердилось в реальном «железе». В одной из последних версий трансивера с основной платой №5 (см. пока инфо об этой версии основной платы на => сайте) поражённых частот от опоры в 20МГц обнаружено не было. Обнаружены поражёнки, которые присущи промчастоте 8,86МГц (были применены для фильтров кварцы, подобные «ПАЛовским» со сдвигом вниз на 10кГц в маленьком корпусе – на сайте есть фото этой платы), например 9-го порядка в районе 14,168МГц. Дополнительно введёнными элементами балансировки смесителя удалось подавить эти поражённые «свистки» до уровня шума эфира. Никаких дополнительных экранов не применялось. Плата контроллера с платой ГУНов расположены друг над другом на металлических стойках без всяких дополнительных экранов. Можно уменьшить какую-то определённую комбинационную поражёнку, возникающую в смесителе, дополнительным согласованием (подбором ВЧ уровня) между DD2 74АС161 и смесителем трансивера. Как правило, за счёт различных комбинаций частот в смесителе где-нибудь да «вылезет» поражёнка. Особенно это чаще происходит в высокоуровневых смесителях питаемых меандром. И это не зависит от типа применяемого синтезатора или ГПД. Это так сказать «общая рекомендация», которая может быть полезна во многих других случаях. В нашем случае вводим дополнительный резистор в разрыв цепи выход DD2 – вход смесителя (у нас это вход формирователя меандра на 74АС74 основной платы) и настроившись на поражёнку, подбираем резистор по наилучшему подавлению. После этой процедуры следует проверить все диапазоны заново на наличие поражёнок. И в случае надобности заново подобрать резистор. В итоге, возможно, свести к минимуму наличие таких поражённых частот на всех диапазонах, обычно не более 2-3-х. А при удачной ПЧ даже не более 1-2!
При разводке межплатных шнурков не нужно провода связывать в плотные жгуты и тем более объединять провода «цифры и аналога». Как это уже неоднократно описывал и снова к этому возвращаюсь – питание к каждой плате подводятся отдельной витой парой многожильным проводом. Один провод это корпус, второй питающее напряжение. Провод, по которому подаётся Upll желательно экранировать, т.к. любая наводка на цепь Upll вызовет изменение ёмкости варикапов, соответственно и нежелательные изменения частоты в виде «дребезга», фона и т.д. Однажды пришлось изрядно помучиться в поисках наводки на ГУН – сигнал был неизвестно чем промодулирован – решилось всё очень просто – нужно было выключить лампу дневного света, которая расположена над рабочим столом, на котором были разложены в поиске «неисправности» платы синтезатора. Можно Upll подать и плотно витой парой из тонких проводов. Для того чтобы получить «идеальный» тон выходного сигнала нужно исключить все возможные (и невозможные) наводки на цепи связанные с варикапами. И исключить в этих цепях все элементы, которые могут давать «утечку» на корпус. Например, достаточно применить какой-нибудь фильтрующий электролитический конденсатор с утечкой по цепи формирования запирающего отрицательного напряжения – качественного сигнала уже невозможно будет получить.
Для пользователей предыдущей версии синтезатора на 89С52 предусмотрено минимум возможных доработок, чтобы заменить её на новую с DDS. Полной замене подлежит только плата контроллера. Новая плата контроллера изготовлена точно такого же размера как и прежняя (124х67мм) и она устанавливается на место прежней платы контроллера на 89С52. В случае обнаружения поражёнки, которой не было при применении старой версии платы контроллера определяем не от генератора ли на 20МГц она? Это просто определить – достаточно сделать ему «антенну» – коснуться пинцетом или скальпелем дорожки от генератора с ВЧ 20МГц на DDS или ПИК. Если уровень поражёнки увеличится – значит она от этого генератора. Если уровень не меняется – значит нужно заново подобрать уровень ВЧ между DD2 и входом смесителя. Поражёнку от 20МГц «давим» подбором заземления углов платы. На плате ГУНов нужно заменить счётчик 193ИЕ3 – делитель 10\11 на 193ИЕ6. Микросхема К193ИЕ6 – это счётчик-делитель на 64 и 256. Схема включения микросхемы почти совпадает со схемой включения 193ИЕ3. Не забывайте про резистор с +5В на вывод №6. Без этого резистора на выходе микросхемы не будет ВЧ напряжения. Номинал резистора 50-300Ом и при помощи него можно немного согласовать линию соединения вывода ИЕ6 с входом микросхемы фазового детектора. Как правило, подбор номинала этого резистора не потребуется. Выход ВЧ напряжения ТТЛ уровня, поэтому дополнительных усилителей между 193ИЕ6 и ФД не требуется.
Соединение можно выполнить как тонким коаксиальным кабелем, так и витой парой тонких проводов, т.к. частота очень низкая и наводок от неё не обнаруживалось. На схеме включения не показан RC фильтр по питанию микросхемы, он остаётся тот же, что и использован ранее для К193ИЕ3.
Плата индикации, для того чтобы можно было видеть на ней и десятки Гц, потребует небольшой доработки. Для этого вводим ещё один разряд – десятков Гц – добавляем одну АЛС (если смотреть на шкалу – это будет крайняя справа) и одну К561ИР2, которая будет управлять этой АЛСкой. Если нет желания вводить дополнительный разряд – можно этого и не делать – программа Владимиром составлена так, что всё будет работать и без индикации десятков Гц, конечно в этом случае (как и в предыдущем синтезе) последним разрядом будут сотни Гц. Для правильной работы валкода нужно будет выбросить элементы формирования запускающего импульса С3,R12 (см. схему платы индикации синтеза на 89С52) и последний элемент микросхемы DD8 К561ЛН2 по шнурку «VAL INT». Или просто перепаять провод «VAL INT» в соответствии со схемой Рис.№3, выпаяв конденсатор С3. ПИК оказался более чувствительным к наводкам по цепям формирования импульсов валкода нежели 89С52, поэтому (если валкодер будет неустойчиво работать) нужно ввести фильтрующий электролитический конденсатор (10-100мкф) по питанию К561ЛН2 непосредственно с вывода №14 микросхемы на корпус. В случае неточного выставления сдвига в 90 градусов между оптопарами при вращении диска – этот момент можно немного «сгладить» при помощи дополнительных конденсаторов С6,С7 по шнуркам «VAL INT», «VAL 0». Хотя их наличие негативно отражается на быстродействии валкода – если резко крутануть ручку при наличии этих конденсаторов, то на них «пропадает» часть импульсов и это скажется меньшим количеством килогерц на оборот ручки. Не рекомендую увеличивать их ёмкость более 0,1мкф. При такой ёмкости они практически не влияют на быстродействие, но качественно поглощают все возникающие наводки на шнурки «VAL INT, VAL 0» между платой индикации и контроллера. Кстати, такие же конденсаторы разведены и на плате контроллера - С45,С46 это сделано для того, чтобы была возможность выбора лучшего варианта фильтрации. Можно запаять на обеих платах по 47Н. Вот и все переделки синтезатора с 89С52 на новую версию. Все платы для нового синтезатора выполняются точно такого же размера, как и прежние, у синтезатора на 89С52 – ну такие мы «ленивые» – не любим новых проблем ни себе, ни кому-нибудь другому создавать… Даже по крепежным отверстиям и расположению кнопок ПКН, светодиодов и АЛС все платы совпадают. И плата индикации на ЖКИ тоже совпадёт цифирками точно в окошко передней панели, где ранее светились АЛС синтезатора на 89С52. Правда, пришлось изрядно поискать и потратиться на поиск и проверку нескольких вариантов ЖКИ, пока удалось найти требуемый тип. Не хватило сил (точнее – закончились собранные по крупицам и оторванные от семейного бюджету на новый синтез деньги) пока на плату индикации без клавиатуры, которая была в версии синтеза на 89С52. Возможно, что новый синтез заинтересует конструирующих НАМов, при материальной поддержке которых удастся компенсировать понесённые затраты и накопить требуемую сумму на изготовление платы индикации без клавиатуры как на АЛС, так и на ЖКИ. Вариант индикации на большом цветном матричном ЖКИ не выношу на всеобщее обозрение, т.к. считаю, что он не заинтересует наших конструкторов из-за своей цены. Дешевле 110 «американских президентов» фирмы не предлагают такую продукцию. Хотя его применение вызывает различные фантазии в «больной конструкторской голове»… Глядя на такой индикатор в голову лезут мысли о всяких спектроанализаторах, S-метрах, КСВ-метрах, PWR-метрах и других «мультиках», которые можно рисовать на его экране… Конечно разрешение у него не такое высокое, как у ЖКИ-панели компьютерного монитора, но какому-нибудь Айкому за номером 746 с его монохромным «телевизором» и «рядом не сидеть» с таким ЖКИ. Но вот незадача – по нашим доходам нереально к такому индикатору ещё и всё остальное, что есть хотя бы в том же IC-746 приделать… Поэтому довольствуемся монохромным двухстрочным ЖКИ или семью АЛС.
Всем 73! UT2FW
Дополнительно информацию по настройке подобных плат можно прочитать на сайте.
1. Сайт автора http://ut2fw.com
2. В.Манасевич «Синтезаторы частот. Теория и проектирование» М. «Связь» 1979г.
3. Страничка http://www.ut2fw.com/node/46 или ж.«КВ и УКВ» №6, 2002г.
4. Рэд Э. "Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике". М. Мир 1990г.
Таблица №2: Система обозначений ЖКИ-индикаторов фирмы Winstar.
| W | H | 1602 | B | - | Y | G | B | - | CP | ** |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
|
№ |
Пояснение |
Значение |
Описание |
|
1 |
Производитель |
W |
продукт Winstar |
|
2 |
Тип модуля |
H |
символьный |
|
G |
графический |
||
|
X |
TAB |
||
|
C |
цветной графический |
||
|
3 |
Число символов, строк или точек |
08,16,20,24,40... |
количество символов в строке (для символьных ЖКИ) |
|
120,122,128... |
количество точек в строке (для графических ЖКИ) |
||
|
01,02,03,04... |
количество строк (для символьных ЖКИ) |
||
|
08,16,32...240... |
количество точек в столбце (для графических ЖКИ) |
||
|
4 |
Модель индикатора |
A - Z |
Серийный номер модели |
|
5 |
Тип и цвет подсветки |
N |
без подсветки |
|
A |
светодиодная янтарная |
||
|
B |
электролюминисцентная синяя |
||
|
D |
электролюминисцентная зелёная |
||
|
F |
лампа с холодным катодом белая |
||
|
G |
светодиодная зелёная |
||
|
P |
светодиодная синяя |
||
|
R |
светодиодная красная |
||
|
T |
светодиодная белая |
||
|
W |
электролюминисцентная белая |
||
|
Y |
светодиодная желто-зеленая |
||
|
6 |
Тип и цвет ЖКИ |
B |
TN позитивный, серый |
|
F |
FSTN позитивный |
||
|
G |
STN позитивный, серый |
||
|
M |
STN негативный, синий |
||
|
N |
TN негативный |
||
|
T |
FSTN негативный |
||
|
Y |
STN позитивный, желто-зелёный |
||
|
7 |
Тип поляризации, диапазон температур, угол зрения |
A |
на отражение, 0 - +70°C, 6:00 |
|
B |
на пропускание и отражение, 0 - +70°C, 6:00 |
||
|
C |
на пропускание, 0 - +70°C, 6:00 |
||
|
D |
на отражение, 0 - +70°C, 12:00 |
||
|
E |
на пропускание и отражение, 0 - +70°C, 12:00 |
||
|
F |
на пропускание, 0 - +70°C, 12:00 |
||
|
G |
на отражение, -20 - +70°C, 6:00 |
||
|
H |
на пропускание и отражение, -20 - +70°C, 6:00 |
||
|
I |
на пропускание, 0 - +70°C, 6:00 |
||
|
J |
на отражение, -20 - +70°C, 12:00 |
||
|
K |
на пропускание и отражение, -20 - +70°C, 12:00 |
||
|
L |
на пропускание, -20 - +70°C, 12:00 |
||
|
8 |
Знакогенератор |
JS / JP / JN / JT |
английский/японский |
|
EE / EU / EP / ES / EC |
английский/европейский |
||
|
CP |
английский/русский |
||
|
9 |
Специальный код |
V |
встроенный источник отрицательного напряжения |
|
T |
встроенный источник отрицательного напряжения и температурная компенсация |
||
|
TS |
Touch Screen |
||
|
E |
подсветка в торец |
||
- Войдите на сайт для отправки комментариев
