Прошивка 648-го ПИКа.

В июне 2003г. фирма Микрочип http://www.microchip.com/ анонсировала более совершенную версию ПИК-контроллера 16F648A, которые удалось приобрести уже осенью 2003г. Этот микроконтроллер имеет в два раза больший объём памяти, нежели PIC 16F628 – на котором мы с Владимиром RX6LDQ develop-pic@yandex.ru  отрабатывали синтезатор с использованием микросхемы DDS AD9832. Поэтому появилась возможность нарастить программное обеспечение и в итоге получить достаточно универсальный синтезатор, который теперь можно использовать практически для любой структуры построения приёмника. Синтезатор можно задействовать в трансивере с высокой первой ПЧ – так называемое «преобразование вверх». В таблице дан расклад частот, когда частота гетеродина рассчитывается суммированием принимаемой частоты и ПЧ. Приведён расчёт под ПЧ 90МГц.

Таблица №2

В случае, когда частота гетеродина всегда выше принимаемой частоты облегчаются проблемы с побочными каналами приёма на диапазонах 20м и выше. Особенно это касается диапазона 20м, т.к. принятый за «стандарт» в самодельной технике вариант, когда частота гетеродина получена как разность принимаемой частоты и ПЧ – Fget=Frx-Fif (где, Fget – частота гетеродина, Frx – частота приёма, Fif – промежуточная частота приёмника) приводит к получению нежелательных частот приёма совпадающий с частотами вещательных диапазонов. Например, при ПЧ=8,8Мгц можно получить нежелательные вещалки сразу с двух диапазонов. 14.1-8.8=5.3Мгц – частота гетеродина, третья гармоника этой частоты – 5.3х3=15.9Мгц – далее при преобразовании на этой гармонике в смесителе получаем канал приёма на 41м вещательном диапазоне – 15.9-8.8=7.1МГц. Далее, достаточно часто в трансиверах с плохо настроенными полосовыми фильтрами или с низкой селекцией, можно днём в телеграфном участке услышать «короткие вещалки» - специально так назвал эти станции, т.к. они занимают намного уже полосу нежели бы занимали «настоящие» АМ станции. Этот побочный канал образуется таким образом – 14.05-8.8=5.25МГц – частота гетеродина, третья гармоника этой частоты 5.25х3=15.75МГц – при преобразовании на этой гармонике 15.75+8.8=24.55МГц – это как раз 13м вещательный диапазон. 
Для того чтобы решить эти проблемы – нужно очень тщательно подходить к выбору уровня гетеродина на смесителе – меня всегда удивляет «легкость» некоторых авторов, которые рекомендуют в своих «супер-динамичных» конструкциях подавать на смеситель, например меандр уровнем 11-12В при двухконтурных полосовых фильтрах приёмника!!! При «стандартном» варианте расклада частот гетеродина в таком трансивере придётся между «вещалками» любительские станции выискивать, зато имеем с якобы «пупер-динамическими» характеристиками приёмник… Если лень делать качественные полосовики или хочется поднять уровень гетеродина для того, чтобы задрать верхнюю планку динамического диапазона, то без гетеродина выше частоты приёма не обойтись. При ПЧ 8-9МГц получаем частоту гетеродина для 20м в два раза выше частоты гетеродина для диапазона 1,8МГц, т.е. при дополнительном делении на 2 можно задействовать один ГУН для этих диапазонов. 14.1+8.8=22.9МГц/2=11.45МГц и 1.9+8.8=10.7МГц – нужно только не забыть переключать на 20м боковую на верхнюю, т.к. автоматического инвертирования с нижней на верхнюю боковую не произойдёт, если мы оставим гетеродин выше частоты приёма на 20м так, как это и было на диапазонах 1.8-10МГц. Мы постарались предусмотреть все возможные вариации «расклада частот» приёма и ПЧ – заложив различные режимы в программу 648-го ПИКа. Сейчас идёт отработка дополнения в программу, которая позволит управлять синтезатором от компьютера. Т.е. для любителей наличия только компьютера на рабочем столе – трансивер можно будет поставить под стол и управлять им с клавы компа и мышкой. 

Что на сегодня уже имеем в проге 648-го ПИКа? В основном дополнения коснулось меню SELECt. Теперь оно состоит у нас из 6-ти режимов. Надеюсь заинтересованный читатель уже ознакомился с описанием прошивки 628-го ПИКа? Если нет – смотри http://www.ut2fw.com/node/455

1. Коррекция ПЧ, вызывается соответствующая из трех частот USB, LSB, CW.

Т.е. мы можем программировать три значения промчастоты – при включении опорного гетеродина TRX на нижнем скате фильтра, на верхнем и при включении режима CW. Что это нам даёт? Это даёт правильные значения частоты на индикаторе при переключении на инверсную боковую полосу, при сдвиге опоры в телеграфном режиме (если таковое предусматривается в трансивере). Включение требуемого значения ПЧ происходит автоматически при включении соответствующих режимов U/L и CW . Для того, чтобы правильно ввести частоты – предварительно прогреваем трансивер, частотомер и замеряем частоты опорного генератора трансивера в этих режимах с последним знаком до единиц герц. Входим в меню программирования ПЧ – это кнопка №6 – на шкале высвечивается надпись SELECt, затем нажимаем кнопку №1 (ввод ПЧ) – на шкале высветится уже имеющееся в памяти значение и вводим значение ПЧ именно в том включенном режиме в котором и измеряли частоту опорного генератора. Например – основную «базовую» ПЧ вводим при не включенных режимах USB/LSB и CW, затем включаем инвертирование боковой – в авторском трансивере эта кнопка называется U/L и вводим значение ПЧ которое было замерено частотомером при инвертированной боковой полосе – как правило в трансиверах с одним кварцевым фильтром инвертирование происходит перемещением частоты опорного генератора с нижнего ската кварцевого фильтра на его верхний скат. Если в трансивере предусмотрен и отдельный фильтр для приёма CW – то он чаще всего немного сдвинут по частоте относительно SSB фильтра – соответственно для включения этого режима в авторском TRX предусмотрена кнопка CW при нажатии которой включается и сам режим и произойдёт считывание ПЧ введённой для этого режима. Если не нужен никакой сдвиг ПЧ при переходе в режимы инвертирования боковой и телеграфа – например, если используются в трансивере отдельные фильтры на нижнюю, верхнюю боковую полосы и телеграфный не требующий сдвига опоры – то вводим одно значение ПЧ во все эти три ячейки. Никакого перевода с двоичного кода в десятичный или какого-либо высчитывания при помощи калькулятора требуемых значений при вводе ПЧ не требуется! Просто записываем цифирки со шкалы  частотомера в герцах и их же потом «накручиваем» валкодом – контролируем по индикаторам шкалы синтезатора правильность «кручения». Запоминание введённых значений произойдёт по нажатию любой кнопки. Если неправильно ввели значение ПЧ – снова жмём кнопку №7 при включенном режиме трансивера в котором хотим изменить значение и заново накручиваем валкодом новые цифирки. Следует заметить, что шаг перестройки валкода сохраняется и при вводе ПЧ, т.е. если требуется ввести значение до единиц герц – то следует шаг перестройки синтезатора выставить 1Гц. А если нужно значительно перестроить по частоте значение ПЧ, то нужно предварительно выбрать более крупный шаг перестройки, войти в меню ПЧ, «накрутить» ближайшее значение, запомнить его выйдя из режима программирования ПЧ – дабы не маслать ручку валкода с шагом перестройки в 1Гц. Ну а потом выставив шаг в 1Гц войти снова в меню и накрутить ПЧ с точностью до единиц Гц.

Кстати, возможность работы синтеза с несколькими введёнными ПЧ позволяет его использовать для некоторых промышленных приёмников у которых для различных диапазонов используются различные промежуточные частоты. Развиваем мысль далее – теперь очень легко можно вводить в уже имеющийся трансивер ЧМ режим. Т.к. выпускаются специализированные микросхемы как ЧМ приёмника, так и ЧМ передатчика в которых заложена первая ПЧ 10,7МГц – посему делаем отдельные платки приёмника-передатчика с фильтрами на 10,7МГц для этого режима и вводим это значение ПЧ. В авторском TRX не хватает кнопки на передней панели для включения этого режима – поэтому ещё и включения одной отдельной кнопкой 4-го значения ПЧ мы пока не предусматривали – поэтому скорее всего оно будет сделано или вторым нажатием на кнопку CW или одновременным включением кнопок U/L и CW.

2. Сделан режим прямого ввода частоты – т.е. набирание частоты прямо с клавиатуры.

Входим в меню SELECt, т.е. нажимаем №7 кнопку и затем кнопку №2 – на шкале на непродолжительно время высветится FrEG, затем все цифирки погаснут и в старшем разряде высветится «нижняя чёрточка» - приглашение на ввод частоты – кнопками клавы «топчем» требуемое значение частоты. Если частота будет введена неправильная – программа снова перейдёт в режим ожидания на ввод частоты. Не нужно забывать, что ввод частоты предусмотрен до единиц герц – поэтому и их нужно набирать на клавиатуре. Т.к. в плате индикации на АЛС используется индикация только до десятков герц, то ввод единиц герц не будет виден на шкале – т.е. кнопкой мы вводим и единицы герц и только после их ввода трансивер включится на введённой частоте. На индикаторе ЖКИ видны и герцы – поэтому будет виден их набор на шкале, но опять же – не нужно забывать, что перестройка младшего разряда шкалы герц видна только при шаге в 1Гц – поэтому при вводе с клавиатуры единиц герц и при большем шаге перестройки, младший разряд шкалы никак не отреагирует на ввод единиц герц. Ввод частоты в прошивке с дополнительными диапазонами начинается с сотен мегагерц – набираем девять цифр – от сотен мегагерц, до единиц герц. Поэтому диапазоны вводятся с учётом этого – например, ввести частоту 7,050МГц – набрать на клаве нужно 007050000, или 14,155МГц – набрать нужно 014155000.

3. Калибровка трех внутренних констант тактового генератора, зависящих от Кдел. между ГУНом и смесителем

Эти режимы нужны для точной «калибровки» опорника 20МГц ПИКа при трёх различных возможных делениях частоты, которые заложены в программу, т.е. а) без деления частота проходит от ГУНа до смесителя; б) частота делится на 2; в) частота делится на 4. Калибровка производится на любом диапазоне. Входим в меню SELECt – жмём кнопку №7 и затем кнопку №3 – на шкале высвечивается GЕn и валкодом «накручиваем» требуемое значение частоты на выходе платы ГУНов. Для получения точных значений потребуются частотомер и немного вычислений. Вначале вычисляем какое значение частоты должно быть на смесителе трансивера – это будет зависеть от принятого «расклада» частот структурной схемы трансивера. Для наглядности возьмём принятый сейчас за де-факто расклад когда частоты гетеродина с 20-ти метрового диапазона получаются как разность между частотой приёма и промежуточной частотой. Т.е. берём бумажку, на которой мы писали введённое значение ПЧ в меню SELECt (через кнопку №1) и вычисляем – какое же у нас должно быть точное значение частоты на выходе ГУНов. Например, частота на шкале 7.05000МГц, частота опорника 8.865315МГц – на смесителе должно быть 7.05+8.865315=15.915315МГц. Цепляем вход частотомера в любую точку между выходом платы ГУНов и смесителем где частота уже претерпела требуемое количество делений – в нашем варианте можно прям на смесителе, можно брать частоту с платы ГУНов (если вы будете делать авторский вариант платы) со второго выхода 74АС161, где частота поделена уже на 4. Не забудьте перед этой коррекцией выставить шаг перестройки 1Гц! Смотрим на шкалу частотомера и валкодом «подстраиваем» частоту на выходе ГУНа до расчётного требуемого нам значения. Запоминание произойдёт по нажатию на любую кнопку. Как правило, коррекция небольшая – она зависит от того насколько далеко от 20МГц написанных на коробочке генератора «улетела» реальная частота на его выходе. Ну и для самоуспокоения проверяем частоту на каком-нибудь из диапазонов с разностью между принимаемой частотой и частотой ПЧ. Например, частота на шкале 28.55000Мгц, частота опоры та же 8.865315МГц – на смесителе должно быть 28.55-8.865315=19.684685МГц. Снова нажимаем кнопку №7, затем кнопку №3 – на шкале рисует «GЕn» – крутим валкод если нужно и по достижении на шкале частотомера требуемых 19.684685МГц жмём любую кнопку клавы синтеза. Как правило, если опорник не далеко «слетел» от частоты 20МГц, то коррекция потребуется только один раз на одном диапазоне. Рекомендация проверки частот на различных диапазонах и режимах скорее всего связана с наличием ошибок, которые могут возникать при неграмотном пользовании и настройке, например если использовать не прогревшийся частотомер, то пока вы дойдёте до проверки частот в режиме CW, введённые первые значения базовой ПЧ «уплывут» на несколько герц. Программа проверена при различных вводимых ПЧ – погрешности именно программной не было обнаружено. И если в вашем варианте наблюдаются какие-то значительные глюки и погрешности в частотах выдаваемых синтезатором – то в первую очередь следует «взболтать застоявшееся масло» в пользовательской голове, ОК?

 4. Выбор делителя синтеза 1, 2 или 4 «одно нажатие - один делитель» (1- напрямую без деления).

В зависимости какое значение делений будет претерпевать частота с ГУНов, пока она попадёт на смеситель – это может быть вообще без деления (например, в варианте преобразования вверх), с делением на 2 (тоже преобразование вверх, но с невысокой ПЧ – военная техника – ПЧ=20-24МГц), «обычный» вариант – когда частота делится в 4 раза. Выбираем режим – жмём №7 кнопку SELECt на индикаторе, затем №4 кнопкой выбираем требуемое нам значение. Значение выбирается последовательным нажатием кнопок №7 и №4. На шкале будут последовательно высвечиваться на непродолжительное время надписи dEL-1, dEL-2, dEL-4 – нужно остановиться когда будет высвечено требуемое значение делений.

 5. Вкл/выкл ПЧ+/-

Если выключено – рисует на индикаторах PLUS 0 , то обычный «расклад» ПЧ+/- это режим выбора для «стандартного» преобразования – когда частота гетеродина на диапазонах ниже 20м определяется как Frx+Fпч, а на диапазонах 20м и выше как Frx-Fпч. Второй режим PLUS 1 – для варианта, когда на всех диапазонах частота гетеродина вычисляется как сумма Frx и Fпч, т.е. этот вариант нужен при преобразовании вверх и когда есть проблемы с побочными каналами приёма при низких ПЧ и хилых ДПФах. Жмём №7 кнопку и потом №5 кнопку – на шкале последовательно будут высвечиваться надписи PLUS 1 и PLUS 0 на непродолжительное время. Нужно остановиться когда высветится требуемый режим.

6. Вкл/выкл учета дополнительного деления на 20м бенде ГУНа

Этот режим нужен при использовании одного совмещённого ГУНа для 20м и 160м, когда требуется дополнительное деление на 2 частоты гетеродина на диапазоне 20м. Логика работы кнопок прежняя – жмём №7 кнопку и потом №6. На шкале будут на непродолжительное время высвечиваться надписи 20bd-1, 20bd-0. Останавливаемся когда высветится требуемый режим. Включено деление когда высветится 20bd-1. Пример – ПЧ=8,8МГц – для 160м частота перестройки гетеродина 1,8+8,8=10,6МГц и 2,0+8,8=10,8МГц. Для 20м 14,0-8,8=5,2МГц и 14,35-8,8=5,55МГц – удвоенное значение этой частоты равняется – 5,2х2=10,4МГц и 5,55х2=11,1МГц – т.е. один ГУН с выходной частотой 10,4-11,1МГц можно использовать для двух диапазонов, но для 20м нужно частоту ещё поделить на 2. Вот это дополнительное деление при потребности и учитывается в программе.

7. Предусмотрено введение дополнительных диапазонов.

Для выбора жмём кнопку №3 Band, затем кнопку №0 и последовательно кнопками №№1-4 выбираем дополнительный диапазон. Заложены диапазоны 50МГц, 144МГц, 430МГц, 136кГц. Последовательным нажатием на эти кнопки выбираем требуемый диапазон. Можем включить один дополнительный для этих целей ГУН – так как есть свободный неиспользуемый выход у микрухи дешифратора К555ИД10 расположенного на плате ГУНов – это вывод №11. И дополнительный полосовой фильтр – вывод №11 у К155ИД10 на плате ДПФов. Управление этими микросхемами идёт по шине D. Автоматически с включением 50МГц на шкалу выводятся показания частоты этого диапазона и «включается» №11 вывод ИД10-ых микрух. DDS выдаёт частоту для расклада Fget=Frx-Fпч. Т.е. чтобы ввести диапазон 50МГц в трансивер нужно сделать ГУН и ДПФ для этого диапазона и коммутировать их №11 выводом дешифраторов ИД10. При включении диапазона 144МГц и 430МГц трансивер переводится на диапазон 28МГц (т.е. включаются ДПФ и ГУН диапазона 10м) – это режим для подключения трансвертера и на шкале с АЛС все цифры сдвигаются вправо – младшие показания теперь составляют сотни герц. С применением ЖКИ – на нём высвечиваются полностью все цифры от сотен мегагерц до десятков герц. С включением 136кГц DDS выдаёт частоту для «расклада» Fget=Frx+Fпч. Наиболее близкий для этих целей по частоте ГУН 160м – поэтому он и включается. Если частота ГУНа 160м не совпадает с требуемой этому диапазону – для дополнительной коммутации можно использовать один из выводов DD5 К155ЛН3(ЛН5), который включается с включением 136кГц диапазона. Т.к. при включении дополнительных диапазонов появляется логический нолик (а точнее открывается выход открытого коллектора) на выводах дополнительной К155ЛН3, ЛН5 DD5 при помощи которых можно включать либо конвертер, либо ещё какие-нибудь узлы этих диапазонов. Наращивать «мощу» синтеза в этом направлении и далее не видим смысла – т.к. мультидиапазонным TRX пока не «заболели»… Дело в том, что не наблюдается никакого интересу и предложений по этой теме у публики бывающей на форуме сайта - http://forum.ut2fw.ru/index.php где на наше предложение высказаться по этому поводу при 600 просмотрах не последовало ни одного реально дельного предложения! Или настолько там безразличная к «проблемам паяльника» публика бывает, или настолько уже «перебродило масло» в головах наших конструкторов, что вкуса они к этой теме не ощущают…

8. Управление дополнительной К155ЛН3 DD5, которая разведена на плате контроллера.

Управление этой микрухой и соответственно возможность включать-выключать ещё 6 каких-нибудь режимов трансивера без увеличения количества кнопок клавиатуры было задействовано и в последних версиях прошивки 628-го ПИКа. Здесь этот режим тоже поддерживается. Жмём кнопку №7 SELECt и при нажатии на кнопки А1-А6 появляются логические единички на выходах QC,QD,QE,QF,QG,QH DD3 74НС595, см. Рис.3 «КВ и УКВ» 11/2003г. В авторском трансивере эти выходы не используются, но если кому-то мало 6-ти кнопок переключения режимов в TRX – то можно впаять вторую К155ЛН3 (или её подобную – см. описание  ранее) и получим в итоге 12 переключений при помощи кнопок синтезатора в трансивере. Возможно и для получения полностью автономных переключений дополнительных диапазонов задействовать DD3. Для «разнообразия» вариантов возможной коммутации сделано автоматическое включение 3-ёх последних выходов DD3 при включении дополнительных диапазонов (144;430МГц и 136кГц) при сохранении управления этими же выходами и с кнопок клавиатуры. Например, при включении 144МГц появляется логическая единичка на выводе QH и при включении 430МГц на выводе QG DD3. Т.е. можно заложить любую логику управления дополнительной ЛН3 DD5 – либо использовать её для получения дополнительных 6-ти переключений режимов трансивера, либо использовать эти выходы для включения «периферии» дополнительных диапазонов. Но пока, по причине отсутствия интересу основной массы паяющей публики, делаем только максимально адаптированный синтезатор под авторский трансивер.

На этом пока остановимся…  Всем 73! UT2FW, RX6LDQ