Синтезатор сетки частот
Владимир РУБЦОВ (UN7BV), г. Астана Казахстан
Приемопередающие устройства, имеющие переменную первую ПЧ (например. трансивер UW3DI, приёмник "Классик - Тест" - промежуточная частота 6...6,5 МГц) обладают рядом преимуществ. Однако они имеют в своем составе первый гетеродин с кварцевой стабилизацией частоты, требующий применения кварцевых резонаторов со строго определёнными частотами, которые не так-то просто достать. С учетом дополнительных WARC диапазонов проблема еще более усугубляется. Однако ее можно решить, применив синтезатор сетки частот.
Прототипом послужил синтезатор, описанный Ю. Щербаком (Синтезатор сетки частот. - "Радио" - радиолюбителям. Под общей редакцией А. В. Гороховского. - М.: Радио и связь, 1982. Массовая радиобиблиотека, вып.1038, с. 56, 57).
Принцип его работы заключается в следующем. Стабилизация требующихся частот происходит при помощи простейшей петли ФАПЧ, позволяющей точно синхронизировать частоту автогенератора каким-либо образцовым сигналом, частота которого близка к частоте автогенератора или кратному ей значению. В качестве генератора образцового сигнала в данном синтезаторе используется гетеродин приёмника (рабочая частота 500 кГц).
Принципиальная электрическая схема синтезатора сетки частот показана на рис. 1. Он обеспечивает генерацию всех частот первого гетеродина при второй промежуточной частоте, перестраиваемой в пределах 6...6,5 МГц. При подборе номиналов конденсаторов С27-СЗЗ можно получить и другие
Рис.1
частоты в интервале 7,5...23,5 МГц, а изменив намоточные данные катушки L3, можно расширить интервал до 5..31 МГц.
На вход синтезатора от гетеродина приёмника поступает синусоидальный сигнал амплитудой 0,3...2 В и частотой 500 кГц. На каждом из двух выходов синтезатора амплитуда выходного сигнала - примерно 1,7 В. Один выход используется для подключения смесителя приёмника, а другой - для смесителя передающей приставки или цифровой шкалы.
Входной сигнал частотой 500 кГц усиливается каскадом на транзисторе VT1. Этот каскад имеет высокое входное сопротивление, что мало шунтирует выход кварцевого гетеродина. Диод VD1, являясь нелинейным элементом, способствует возникновению множества высших гармоник сигнала, которые необходимы для получения сетки частот и на которых, собственно, и будет происходить синхронизация сигнала. Далее положительные импульсы дифференцируются цепочкой C3R5 превращаются в очень короткие импульсы, их длительность не должна превышать половину периода синхронизируемого генератора.
Затем импульсный сигнал поступает на затвор транзистора VT2. На его выходах присутствуют противофазные сигналы, которые поступают на импульсный фазовый детектор на диодах VD4-VD7. Во время действия импульса эти диоды открываются, и конденсатор С9 на короткое время оказывается соединенным с выходом синхронизируемого генератора, сигнал с которого на фазовый детектор поступает через эмиттерный повторитель на транзисторе VT3. По отношению к некоторому первоначальному значению, задаваемому делителем R9R10 (предварительное смещение варикапа VD8), напряжение на конденсаторе изменяется на значение напряжения, поступающего в данный момент с синхронизируемого генератора. Постоянная времени цепи C7R8 выбрана такой, чтобы в паузах между открывающими импульсами диоды VD4-VD7 были закрыты. Диод VD3 шунтирует выходы парафазного каскада, что благоприятно сказывается на симметричности противофазных сигналов, отрицательные импульсы обостряются и становятся идентичными по амплитуде и форме с импульсами положительной полярности, что хорошо заметно на осциллограммах. Осциллограмма импульсов, снятая в точке соединения катодов диодов VD4 и VD5, показана на рис. 2, а в точке соединения анодов VD6 и VD7 - на рис. 3.
|
Рис.2 |
Рис.3 |
Поскольку в данном случае нагрузка фазового детектора высокоомная (варикап), то конденсатор небольшой ёмкости уже обеспечивает необходимую фильтрацию управляющего напряжения. При этом обеспечивается достаточное быстродействие работы петли ФАПЧ.
Синхронизируемый генератор выполнен на полевом транзисторе VT4 по схеме индуктивной трёхточки. Со стока транзистора синхронизированный сигнал поступает на сдвоенный эмиттерный повторитель, выполненный на транзисторах VT5 и VT6. С эмиттера VT5 сигнал подаеётся на базу VT3 (петля ФАПЧ), а также на смеситель приёмника. Сигнал, снятый с эмиттера VT6, используется для подачи на смеситель передающей приставки или на вход цифровой шкалы. Выбор рабочих частот синтезатора производится галетным переключателем (одно направление, одиннадцать положений) SA1.
В устройстве применены широко распространенные радиодетали. Резисторы - МЛТ-0,125, конденсаторы - КТ, КМ, КПК-МП, КТ4-21. КТ4-25, транзисторы КП302Б можно заменить транзисторами серий КП307, КТ342А - на К315А, КТ608Б - на КТ603Б, КТ660Б. Дроссели L1 и L2 - ДМ-0,1-250 мкГн +5%.
Их можно изготовить самостоятельно, намотав 100 витков провода ПЭЛ 0,16 внавал на резисторе МЛТ-0,5 номиналом 1 МОм. Варикап KB 109В можно заменить KB 109Г.
Катушка L3 намотана на керамическом каркасе диаметром 12 мм и длиной 24 мм (рис. 4). Длина намотки - 12 мм, отвод от четвёртого витка, считая от заземленного вывода. Намотка производится посеребренным медным проводом диаметром 0,41 мм следующим образом: на отмеренной длине провода, соответствующей четырём виткам, делается загиб-петелька и пропаивается (отвод). Закрепляется нижний конец провода, далее ведется намотка двумя проводами (диаметр второго - 0,6 мм). По окончании намотки конец обмотки рабочего провода закрепляется, а вспомогательный провод (ПЭЛ 0,6) удаляется. Витки укрепляются тремя дорожками синтетического клея шириной по 2 мм. Для достижения хорошей чистоты спектра синтезатора его каскады желательно экранировать друг от друга.
Рис.4
Настройка. Сначала подбирают номинал резистора R17 по максимуму си! нала правильной синусоидальной формы на обоих выходах. Сигнал образцового генератора при этом на вход не подается. Затем, переключая SA1 и подстраивая конденсаторы С17-С26, добиваются вырабатываемых генератором частот, указанных в таблице. Далее подают на вход синтезатора сигнал образцового генератора и, подстраивая конденсаторы С17-С26, добиваются захвата им требуемых частот в разных положениях SA1. При этом сравнивают фактические осциллограммы с рис. 2 и 3. Если имеются отличия, то, подбирая конденсатор С3 и резистор R5, добиваются их идентичности. Если на нижних частотах захват и удержание частот происходят нормально, а на верхних нет, то следует подобрать резистор R4, при этом происходит изменение режима работы VD1 (в более жёстком режиме верхние гармоники будут иметь большую амплитуду). Если не удается добиться перекрытия по частоте 7,5...23,5 МГц, следует применить транзистор VT4 с большей крутизной. Резистор R14 подбирают по устойчивой генерации на нижнем краю диапазона рабочих частот.
Диапазон [поддиапазон] МГц |
1,8 |
3,5 |
7 |
10 | 14 |
18 |
21 |
24 |
28 |
28,5 |
29 |
Частота синтезатора, МГц |
8 |
10 |
13,5 |
16,5 |
8,0 |
12 |
15 |
18,5 |
22 |
22,5 |
23 |
Если варикап применен с большей максимальной емкостью (например, КВ102Г), то полоса удержания генератора будет больше, но для получения более высоких частот придется использовать отдельную катушку с меньшим числом витков.
Редактор - А. Мирюшенко. графика - Ю. Андреев
