用于 144 ... 146 MHz 范围内的无线电台的频率合成器。方案、说明

用于 144 ... 146 MHz 范围内无线电台的频率合成器。无线电电子电气工程百科全书

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目前业界已经掌握了按照预分频器方案构建的单片机频率合成器微芯片的制作。这款 K1508PL1 芯片采用 CMOS 技术制成，采用平面 14 引脚封装。除法系数以串行代码的形式加载到微电路的控制寄存器中。该微电路在其组成中包含一个具有固定分频比 (DFKD) 的分频器和一个具有可变分频比 (CVD) 的分频器。输入是通过微电路的引脚 4 进行的。代码长度为 19 位（表 1），数字 F0...F15 确定 DPCD 的分频因子，数字 R0...R2 - DPCD 的分频因子。

表1 寄存器中控制码内容分布
控制寄存器位
18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
R2 R1 R0 F15 F14 F13 F12 F11 F10 F9 F8 F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0
N1 N2

144 ... 146 MHz 范围内无线电台的频率合成器

本微电路中可设置的DPCD分频系数如表2所示。

表格2
DFCD 控制代码 分频系数 N1 使用时的频率值
10 MHz 的石英谐振器
R2 R1 R0
0 0 0 1600 6.25кГц
0 0 1 800 12.5кГц
0 0 0 400 25кГц
0 1 1 200 50кГц
0 0 0 2000 5кГц
1 0 1 1000 10кГц
1 1 0 500 20кГц
1 1 1 100 100кГц

将除法系数加载到微电路控制寄存器的时序图如图1所示。

例如，让我们找到该案例的合成器控制代码： Fvco = 145 MHz - 压控振荡器（VCO a）的主频率； Fkv \u10d 2 MHz——石英谐振器的频率； FDIV12,5=XNUMX kHz - 比较频率（调谐离散）。

然后：

N1=Fкв/FDIV2=10 МГц/12,5 кГц=800.

N2=Fvco/FDIV2=145 МГц/12,5 кГц=11600.

在 D1-10 (VCO) 微电路的输入端，需要从电压控制发生器 (VCO) 提供至少 1 V 电平的电压。

频率合成器示意图。图2

比较频率选择为等于 12,5 kHz，并且等于该范围内的合成器调谐间隔。因此，144 - 146 MHz 的整个范围被划分为 160 个离散频率或信道。如上所述，K1PL1508 类型的 D1 芯片通过引脚 2、3,4 加载。石英谐振器 ZQ1 - 频率为 10 MHz。电容器 C3 用于微调比较频率。频率高达 10 MHz 的信号可以施加到微电路的输入 200，在 200 MHz 的输入频率下，其幅度可以从 1 V 减小到 100 mV。在 D1 微电路的相位检测器的输出端，包括二极管 VD1 和 VD2，以减少频率调制期间的非线性失真。元件 R7、C5、C4 上的线性积分滤波器决定了将合成器从一个频率调谐到另一个频率的时间。大约为 50 毫秒。在晶体管VT1、二极管VD4、AL1BM型LED HL307上，内置了锁相环（PLL）捕捉环的捕捉指示灯。晶体管 VT1 - KT315B 型。当 PLL 锁定时，LED 熄灭。从线性积分滤波器，频率失配电压被施加到 KV3G 型的 VD109 变容二极管。 VCO根据公共基极电路建立在KT2B型VT325晶体管上。与共发射极电路相比，这种电路更宽带并产生更大的信号幅度。 DA1芯片的VCO缓冲放大器建立在基于KT4B型VT325晶体管的电阻放大器上。 VD3 变容二极管上的调制电压通过电路板的引脚 4 提供。合成器到无线电台接收机和功率放大器的输出电压取自 KP3G 型晶体管 VT307 的源极。

频率合成器控制器示意图。图3

它建立在 K1830BE31 型微处理器上，同样采用 CMOS 技术制造。控制器键盘包含 16 个按钮 S1...S16，通过首先按下“通道”-“K”按钮将通道编号设置为 0 到 160。 “<-”和“->”按钮用于降低或提高一个通道的频率。如果您长时间按住这些按钮，您将快速调整频道。当您按下“CK”按钮时，将扫描频道，从设定的频率开始，频率更高。扫描过程是循环的。在每个通道上，合成器延迟 5 秒。再次按任意按钮可停止在当前时间设置的频道上进行扫描。控制器可以通过按下“P”按钮记录多达 10 个选定的通道。按下“P”按钮 - 在每组记忆的频道之后。在这种情况下，拨出的通道被分配了从 0 到 9 的编号。现在要设置一个预先准备好的通道，您只需按下具有相应编号的按钮之一。要更改准备好的频道，您必须按下具有不同数字的按钮。 “SKP”按钮允许您扫描预先选择的频道。记录频道号时，AL2BM 型的 HL307“Record”LED 亮起。通道号指示器建立在 LED 矩阵 HG1...HG3 类型 ALS324A 上。如果在 3 分钟内未按下键盘，则使用 KT7B 型 VT8 晶体管上的键关闭寄存器 D1、D3 和指示器 HG1 ... HG815 以消除指示。与此同时，AL1BM 型的 LED HL307“Work”点亮。

控制器键盘在 D1 芯片的 INTO 输入中断上工作。利用中断INT1进行“接收-发送”的切换，同时将D1芯片的P1端口切换为输入模式，并轮询端口P1.6的放电。当控制器在其上记录低逻辑电平时，所选通道的传输频率代码被写入频率合成器的控制寄存器。该合成器中的接收频率是在释放“接收-发送”键后设置的。该键通过控制器的引脚 7 连接。该合成器设计用于与第一中频为 10,7 MHz 的无线电台配合使用。您还可以选择其他中频，但在这种情况下，您将必须重写控制器 ROM 的一些存储单元。通过板的引脚 1,2,3、10、1993，来自控制器的频率代码被馈送到合成器板。如果业余无线电爱好者没有这个微处理器，则控制器可以构建在另一个系列的微处理器上或在“硬”逻辑上执行，如“RL”第 XNUMX 期，XNUMX 中的文章中所做的那样。

合成器和控制板的连接图如图 4 所示。

图4（点击放大）

+ 5V 和 + 9V 的稳压器分别建立在 D1 型 KR142EN5A 和 D2 型 KR142EN8A 芯片上。合成器由 +12V 电源供电。在结构上，频率合成器是在两块由双面箔玻璃纤维制成的印刷电路板上制成的。有必要对两块板进行良好的屏蔽。合成器的线圈 L1 缠绕在直径为 5 mm 的有机玻璃框架上，并包含 30 匝直径为 2 mm 的 PEV-0,15 线，绕成一圈。 L2线圈是无框架的，在直径为4 mm的芯轴上缠绕0,8匝PSR-5线，缠绕长度为8 mm。合成器设置从控制器开始。使用正确的安装和可维修的组件，以及正确编程的 ROM，控制器不需要配置。

通过将控制器连接到合成器，将频率设置为 145 MHz，这对应于通道编号 80，通过旋转电容器 C6 的转子，它们在其与 VD3 变容二极管和电阻器 R8 的连接点处获得电压 - 3 V. 所有这些都是通过按下“接收-发送”键完成的，即在发射模式下，然后松开“接收-发射”键，而合成器的输出应设置为 134,3 MHz 的频率。频率控制由合成器板端子 6 上的数字频率计执行。如有必要，压缩或。拉伸线圈 L2 的匝数。然后将调制电压施加到合成器板的端子 4，频率为 1 kHz，幅度为 250 mV。电阻 R13 将频率偏差设置为 3 kHz。使用SKZ-43型或任何其他频率偏差计进行控制。您还可以将现有 FM 接收器的偏差设置为 144 ... 146 MHz，以获得最响亮和最清晰的信号。偏差计连接到合成器板的输出 6。当按下“接收-发送”键时设置偏差，即在传输模式。通过旋转电容器 C3 的转子和线圈 L1 的铁芯，将参考频率精确设置为 12,5 kHz。这样就完成了频率合成器的调谐。

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作者：V. Stasenko (RA3QEJ)，罗索什，沃罗涅日地区；出版：N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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