用于广播发射机合成器的两个示例频率的发生器。方案、说明

用于广播发射机的合成器的两个示例性频率的发生器。无线电电子电气工程百科全书

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该发生器设计用于生成两个可切换稳定频率的信号。特别是，当形成步长为 9 kHz 的中波广播网格和步长为 5 kHz 的短波广播网格时，它可以用作个人无线电广播合成器的一部分。但其范围不仅限于此。能够将集成振荡器和石英谐振器用于各种频率，再加上广泛的分频系数，使得该设计可以用于其他设备。

相对发电机频率稳定性 0,5 10^-6 ^оС^-1 温度范围为-10℃至+60℃ ^оC 由热补偿石英振荡器 GK321-TK-K-9M-5V 提供 [1]。可以将其替换为逻辑元件上的传统晶体振荡器。但这种情况下频率稳定性会较差。

发生器有一个分频比可变的分频器，由对应于两个值的两组可切换跳线设置（频率）通过两位开关进行选择。

发生器电路如图1所示。集成热补偿石英振荡器G1（GK321-TK-K-9M-5V）按照制造商推荐的方案连接。此外，其电源电路中还安装了由电感器 L1 和电容器 C1 和 C5 组成的去耦滤波器。如果跳线 S1 设置为位置 2-3，则发生器信号将馈送到逻辑元件 3I-NOT DD1.3 上的缓冲放大器，由反相器打开。

米。 1（点击放大）

根据反馈电路中具有石英谐振器的不对称多谐振荡器的方案，在逻辑元件DD1.1和DD1.2上制作替代石英振荡器。在多谐振荡器的第二臂中，安装了最简单的低通滤波器R4C7，其截止频率等于石英谐振器频率的两倍，这可以防止在基频谐波处激励该谐振器。当使用其他频率的石英谐振器时，滤波电容器C7的电容量必须反比例地改变。例如，4,5 MHz 石英谐振器需要 30 pF 电容器。

可编程分频器由并行同步二进制计数器533IE10(DD4、DD5)的两个微电路和微电路533TM2(DD3)的两个触发器构成。计数器 DD5 溢出时，其 CO 传输输出处设置高逻辑电平，该输出到达 DD13 元件的输入（引脚 2.1）。来自计数器 DD4 高位数字输出（引脚 11）的信号提供给元件 DD1 的输入（引脚 2 和 2.1），防止下降传输脉冲下降的不同步（延迟累积），这提高了该元件输出处上升脉冲下降的时间位置的稳定性，从而降低了发生器输出信号的相位噪声。

来自元件DD2.1的输出的脉冲被馈送到计数器DD4和DD5的并行负载L的输入，并允许它们写入由跳线组S2和S3预设的代码。在下一个时钟脉冲上，代码被加载到计数器中，从加载的数字开始进一步计数。

例如，如果将日志应用于计数器的所有输入 D。 1（高电平），则写入数字255，仅剩256继续计数直至溢出。在这种情况下，分频系数将等于255 - 1 = 1。SA4开关不同位置处的跳线组S2和S3的触点1-1上的逻辑电平如表所示。 5. 通过在这些触点和触点 8-1 之间安装跳线，可以得到 DD2 和 DD4 微电路的输入 8、4、5、0 处的电平组合，对应于 255 到 256 中的任意 X 数字。分频比为等于 N = XNUMX - X。

表1

SA1位置	引脚 S2、S3 上的逻辑电平
SA1位置	1	2	3	4
F₁	输入 1)	高 (0)	输入 1)	高 (0)
F2	输入 1)	输入 1)	高 (0)	高 (0)

在计数器DD4和DD5上的分频器的输出处，D触发器DD3.1和DD3.2上有一个附加的两位二进制计数器，这将总体分频系数增加了两倍或四倍。如果开关 SA1 位于位置 F₁ 元件 DD10 的输入（引脚 11、2.3）处的逻辑电平为低电平，并且信号从触发器 DD3.2 的输出发送到输出 F₂ 没有通过。同时，DD3 元件的输入端（引脚 4、2.2）处的电平为高电平，因此输出 F₁ 从触发器 DD2 的输出中传递占空比为 3.1 的脉冲。他们以频率F跟随₁=F_广场/((256 - X₁) - 2)，其中 F_KB - 石英振荡器的频率； X₁ - 当开关 SA1 处于位置 F 时，在计数器的输入 D 处设置的数字₁.

将开关 SA1 切换到位置 F 时₂ 元件 DD2.2 输出处的脉冲将停止，并且在元件 DD2.3 输出处它们将出现并以频率 F 跟随₂=F_广场/((256-X₂) 4), 其中 Х₂ - 位置 F 处计数器的输入 D 处的数字₂ 转变。出口F₃ 无论开关的位置如何，都会有短脉冲（时钟发生器的一个振荡周期）。它们的重复频率比石英振荡器的频率小若干倍，该次数等于DD4和DD5微电路上的计数器当前设置的分频比。

假设应该使用所描述的发生器作为 [45] 中描述的合成器的 2 kHz 参考频率源。在这种情况下，9000 kHz晶体振荡器的频率必须除以9000/45 = 200倍。考虑到 DD3 微电路的四个触发器的分频，我们得出 DD4 和 DD5 微电路上计数器的分频系数应等于 200/4 = 50。这意味着每次溢出时都需要写入将数字 256 - 50 = 206 输入到其微电路中₁₀= 1101110₂。为此，您必须按照表安装跳线。 2、由于本例不需要切换分频系数，所以触点2和触点3不用于设置跳线，其逻辑电平取决于开关SA1的位置。只有发生器输出会切换，并且输出 F 处的脉冲频率₁ 将等于 90 kHz，并且在输出 F₂ - 45 kHz。

表2

代码	206	1	1	0	0	1	1	1	0
跳线		8-1	7-1	6-4	5-4	8-1	7-1	6-1	5-4
跳线		S3				S2

如果需要对发生器进行编程以接收两个频率值，例如 10 和 36 kHz（这可能需要创建网格步长为 5 和 9 kHz 的频率合成器），那么建议形成一个较低的频率值。输出频率 F₂，它有一个附加的除数为 XNUMX，并且在输出 F 处有一个更高的除数₁ 除以二。

对于 F₁= 36 kHz 总分频系数 9000/36 = 250，并且无需另外除以 250 - 2/125 = 256。溢出时应写入计数器的数字为 - 125 - 131 = XNUMX₁₀= 10000011₂。对于F₂ = 10 kHz 总分频系数为 9000/10=900，并且没有额外除以 900 - 4/225 = 256。溢出时应写入计数器的数字为 - 225 - 31 = XNUMX₁₀= 00011111₂。在所考虑的情况下，需要安装S2和S3组跳线的位置如表3所示。正是在这些位置，它们在图 1 的图表中被描绘并以颜色突出显示。 XNUMX.

表3

代码	131	1	0	0	0	0	0	1	1
代码	31	0	0	0	1	1	1	1	1
跳线		8-3	7-4	6-4	5-2	8-2	7-2	6-1	5-1
跳线		S3				S2

如果晶体振荡器用于不同的频率（可以达到20 MHz）或者需要获得其他频率值的输出，则必须独立完成与上面给出的类似的计算和跳线应根据其结果进行安装。如有必要，您可以获取两个以上的输出频率值，并通过使用两个各16位的编码开关而不是跳线组来快速切换它们。

发生器的所有部件均安装在尺寸为 2x90 毫米的双面印刷电路板上（图 35），该电路板由 1,5 毫米厚的箔玻璃纤维制成，采用金属化孔技术制造。如果无法对它们进行金属化，则必须焊接两侧部件的引线，并将镀锡线焊接到通孔中。

广播发射机合成器的两个参考频率发生器
图。 2

各部件在板上的位置如图所示。 3. 当使用温度补偿晶体振荡器G1时，其上不安装元件ZQ1、C7、C8、C11、R2和R4。此外，还需要安装两个额外的跳线：一个在用于电容器 C7 的接触垫之间，另一个在图 3 中左侧的接触垫之间。电阻器 R2 和 R4 的 1 个接触垫，跳线 S2 设置为位置 3-XNUMX。

广播发射机合成器的两个参考频率发生器
图。 3

如果使用基于石英谐振器ZQ1和逻辑元件DD1.1和DD1.2的发生器，则发生器G1、电感L1、电容器C5和电阻R1和R3不安装在板上，并且设置跳线S1至位置 1-2。对于石英谐振器的结论，提供了两对接触垫，根据其尺寸使用它们。谐振器本身安装在带有直径为 0,6 ... 0,7 mm 的镀锡线环的板上，上面放有细麻布、聚氯乙烯或氟塑料的细管。环路被拉伸，其末端被焊接到板上的孔中。在金属外壳内的石英谐振器下方，需要放置玻璃纤维或厚纸板制成的绝缘垫片。玻璃瓶中的石英谐振器在安装前应包裹三层或四层漆布。

该板设计用于安装电阻器 MLT 或 C2-23。电容器（C10 除外）- K10-17-1b。轴向引线氧化电容器C10-K53-18，可用单向引线K50-35或同类进口电容器替代。电路板上还有一个额外的孔，用于具有这种引脚排列的电容器的负极端子。 2D212B 二极管可以用任何允许正向电流至少为 500 mA 的硅二极管代替。代替整体稳定器 KR142EN5A，进口 7805 是合适的。扼流圈 L1 - DM-0,1。数字微电路的结论是在将其安装到板上之前必须按照图4进行模制。 XNUMX.使用镊子、细尖嘴钳或专用工具。

广播发射机合成器的两个参考频率发生器
图。 4

在使用集成石英振荡器的情况下，需要准确选择电阻R1和R3串联形成的校正电阻的值。它必须与生成器特定实例的护照中指定的值相对应。使用频率计通过在 20 的温度下选择这些电阻器来精确设置频率 ^оS.

如果使用石英谐振器和逻辑门振荡器，则精确的生成频率由电容器 C8 和 C11 的选择来设置。微调电阻和电容没有专门使用，消除了其动触点不稳定对频率的影响，提高了发电机的可靠性。

所提出的通用设计使得可以使用任何可用的石英谐振器组装和调试合成器（所描述的发生器），然后订购具有精确频率的高度稳定的集成振荡器并将其安装在同一板上。

文学

热补偿石英振荡器 GK321-TK-K - URL：bmg-quartz.ru/gk321_tk_k.html。
Komarov S. 中波广播频率合成器。 - 广播，2012 年，第 9 期，第 19 页23-10；第 21 页，第 23 页。 XNUMX-XNUMX。

作者：S.科马罗夫

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