Sintetizador de frecuencia VHF. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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En la actualidad, han aumentado los requisitos para la estabilidad de frecuencia de los osciladores locales de los receptores que operan en el rango de ondas de radio ultracortas. Desafortunadamente, hay pocas publicaciones sobre tales dispositivos. Pero por otro lado, apareció un maravilloso microcircuito KN1015PL5, apto para crear un sintetizador de frecuencia usado como oscilador local VHF. El diagrama estructural del IC se muestra en la Fig. 1, los parámetros principales se encuentran en la tabla 1.

Figura 1. Diagrama estructural del IC

El diagrama de bloques del sintetizador se muestra en la Fig.2. El sintetizador tiene un oscilador controlado por voltaje (VCO), desde cuya salida se suministra un voltaje de la frecuencia deseada al mezclador receptor. La frecuencia del VCO se ajusta aplicando un voltaje constante de varias magnitudes a un elemento reactivo (RE), generalmente un varicap.

Figura 2. Diagrama de bloques del sintetizador

El voltaje del VCO se alimenta a un divisor de frecuencia controlado (UDCH), cuyo factor de división se establece mediante el registro de configuración del factor de división (RUCD). El estado de este registro (código) se cambia usando el generador de sintonía (GN). La señal del VCO, después de dividirla en UHF, se alimenta a un detector de fase de frecuencia (FPD), donde se compara con la frecuencia del oscilador de referencia, que se forma dividiendo la frecuencia del oscilador de cristal (KG) en el correspondiente divisor de frecuencia (DF). Desde la salida de PFD, la señal de error de configuración de frecuencia se alimenta a través de un filtro de paso bajo (LPF) al RE. Así, se realiza el ajuste frecuencia-fase de la frecuencia del VCO.

La frecuencia de salida del VCO se mantiene con la estabilidad del VCO. Como se puede ver en el diagrama del circuito (Fig. 3), el VCO se realiza en el transistor VT1. Su circuito incluye un varicap VD2. A través del seguidor de emisor VT2, se emite la señal. El suministro de VCO está estabilizado por VD1. El divisor controlado, KG, DCH, FFD están hechos en un chip DD6 (KN1015PL5). El factor de división se establece aplicando "0" o "1" a las entradas 7 ... 18 DD6 con el RUKD, realizado en los microcircuitos DD3 ... DD5. Es un contador reversible, que está controlado por un generador en los microcircuitos DD1, DD2.

Fig. 3. Diagrama esquemático del sintetizador (haga clic para ampliar)

La frecuencia del generador es cambiada por el potenciómetro R13. Cuando su contacto móvil está en la posición media, el generador no funciona. Si lo mueve hacia arriba (según el esquema), la generación comienza en los tres elementos superiores de DD1. En este caso, desde la salida 10 DD1.4, la señal se alimenta a la entrada 5 DD3, y la conmutación paso a paso del registro comienza con un aumento en el número almacenado en él, lo que significa que la división DPKD factor comienza a aumentar. La frecuencia del VCO aumenta en 1 kHz con cada pulso. La frecuencia de los pulsos GN depende de cuánto se mueva hacia arriba el control deslizante R13 y puede variar de 0,5 Hz (paso lento) a 1000 Hz (sintonización rápida), es decir, cuanto más se mueve el motor R13, más rápida es la reestructuración. Para disminuir la frecuencia, el control deslizante R13 se mueve hacia abajo. Luego, el generador comenzará a trabajar en los tres elementos DD1 inferiores de acuerdo con el esquema, y ​​el registro irá a "disminuir". Así es como se hace el ajuste. Es un poco poco convencional, pero te acostumbras rápidamente. Para ajustar la frecuencia del oscilador de cristal ensamblado en DD6, se utiliza ZQ1, C14.

Tabla 1

Parámetro	designación	Valor del parámetro	Unidad	Notas
Rangos de factores de división de DPKDv (paso 1)	Nv	225 131071 ...	MHz	Salida 40
Rango de coeficientes de división DPKDg (paso 1)	Nг	3 8191 ... 100 900 ... 20 800 ...	MHz	Salida 37 Grupo A" Grupo "B"
Rango de frecuencia de funcionamiento DPKDv	fiv	5 600 ... 20 900 ... 10 800 ...	MHz	Grupo "B" Grupo A" Grupo "B"
Rango de frecuencia de funcionamiento DPKDg	fiг	0,1. ..80	MHz	Grupo A"
Frecuencia máxima de entrada FRF	Fg máx.	5	MHz
Sensibilidad de entrada de RF DPKDv	Sv	0,2 0,8 ...	В	Salida 19
Sensibilidad de entrada de gases de escape	Sг	0,1 ... 0,15	В	Conclusión 22, fir=10 MHz
Voltaje máximo de drenaje NMOS	Umax	12	B	Conclusión 42, Ids= 0,1 mA
Voltaje de drenaje residual máximo del transistor NMOS, no más	Umin ds	0,1	B	Ids= 10 mA
La inclinación del transistor NMOS, no menos de	S	40	mA/V
Impedancia de salida de PFD, no más	R0	600	Ohm	Salida 39
Corrientes de entrada de bajo nivel, no menos de	IiL	-5 -15	uA	Conclusiones 2..18, 20, 24..36 Hallazgos 19, 22
Corrientes de entrada de alto nivel, no más	IiH	0,1 15	uA	Conclusiones 2..18, 20, 24..36 Conclusiones 19,22
Máximo de consumo de corriente (grupo "A") Icc máx.	17	mamá	Ucc=5,5 V; Fi=900MHz; Ng=400; fg=10 MHz; Nv=225
Consumo de corriente típico	Icc	5	mamá	Ucc=3,5 V; fi=500MHz; Nr=400;fr=10MHz;Nv=22
Peso, no más		2,0	г	Paso del pasador - 1 mm
Rango de temperatura de funcionamiento	T	-60 ... + 85	° C

El sintetizador está hecho en un tablero con dimensiones de 95x65 mm (Fig. 4). R13 y C14 se fijan con la ayuda de una esquina de aluminio. El inductor no es crítico para los parámetros y se puede utilizar cualquier diámetro de 6 ... 8 mm. Contiene 3 vueltas de alambre PESHO de 0,3 mm de diámetro. El ajuste de la frecuencia central del VCO se realiza mediante un núcleo de latón. El potenciómetro R13 es mejor que el tipo SP-1, como el más confiable, pero también se puede usar uno deslizante.

Figura 4. Placa de circuito del sintetizador

Chips DD2 ... DD5 es deseable usar la serie 1533, un poco peor - 555, incluso peor - 155, porque. el consumo de energía de 5 V aumenta de 50 a 250 mA. Conclusiones 2, 3, 6, 7 microcircuitos DD3 ... DD5 con pines 7 ... 18 DD6 están conectados por conductores delgados aislados (montaje en superficie): es más fácil y resulta bastante normal. Como ZQ1, puede usar cualquier cuarzo con una frecuencia de 1 ... 8 MHz, eligiendo el factor de división del CD (conectando los pines 24 ... 36 DD6 en consecuencia), de modo que la frecuencia en el pin 37 sea igual a 1 kHz (dependiendo de la frecuencia deseada del VCO y la perestroika del paso).

El ajuste se realiza en la siguiente secuencia:

• verificar la correcta instalación, la ausencia de cortocircuitos y roturas en el tablero;
• comprobar el trabajo de la GN. En la posición media del control deslizante R13, no debería haber generación en los pines DD1. Cuando gira el control deslizante hacia la derecha o hacia la izquierda, la frecuencia de generación en las salidas de DD1 debería aumentar suavemente. Esto se logra seleccionando R14 y R15;
• Verifique que el oscilador de cristal funcione correctamente con un osciloscopio de alta impedancia. Conecte una resistencia de 5 kΩ entre el bus de 37 V y el pin 6 DD1 y verifique el funcionamiento de la CC: la frecuencia en el pin 37 debe ser de aproximadamente 1 kHz;
• verifique el funcionamiento del VCO con un osciloscopio en el emisor VT2. Entre el bus de 5 V y el pin 40 de DD6, encienda una resistencia de 1 kΩ. La frecuencia en el pin 40 debe ser de aproximadamente 1 kHz. Se establece ajustando el núcleo L1 y, si es necesario, seleccionando C8;
• mida el componente de CC del voltaje en el punto de conexión R1 ... R3, C2 usando un osciloscopio o un voltímetro de alta resistencia. Debe estar dentro de 1 ... 8 V y cambiar suavemente cuando se configura usando R13. Ajuste la frecuencia media del rango usando R13 y, girando el núcleo de latón de la bobina, ajuste este voltaje dentro de 4 ... 5 V. El ajuste está completo.

El autor hizo el sintetizador a una frecuencia de 127 ... 131 MHz. En este caso, el factor de división promedio de UHF es 129000, y el DC es 3584. Es posible hacer un sintetizador para una frecuencia diferente y con otros cuarzos, mientras que el factor de división del DC Kd se determina de la siguiente manera:

donde f_cuadrado - frecuencia de cuarzo; fg.cp. - la frecuencia media del oscilador local.

Por supuesto, es posible hacer un sintetizador similar para el rango de 430 ... 440 MHz: KN1015PL5 lo permite, pero luego se necesita un VCO de mayor frecuencia. El autor también realizó un sintetizador para bandas de HF, similar al publicado en [1]. Al mismo tiempo, el número de cajas y dimensiones de microcircuitos se redujo a la mitad. Allí, en lugar de DD7 ... DD12, DD14 ... DD16, se instala KN1015PL5.

Literatura

1. L. Rivanenkov. Sintetizador de frecuencia. - Radioaficionado KB y VHF, 2000, N6, p.24.
2. Valcodificador de ratón. - Radio, 2002, N9, p.64.

Autor: L. Rivanenkov, Smolensk; Publicación: radioradar.net

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