频率合成器。 无线电电子电气工程百科全书

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近来，对收发器本振频率稳定性的要求越来越高，尤其是在数字通信、RTTY等领域。 出现了许多描述频率合成器的出版物。 基本上，这些都是复杂的设备，有时使用可编程的进口微电路。 通常，这些设备体积庞大、消耗大电流并干扰收发器的接收路径。 细节通常很少。 作者使用广泛可用的部件设计并构建了一个简单的合成器； 同时，它的参数（首先是频率稳定性）也不逊色于进口微电路上的复杂合成器，简洁明了可以作为许多无线电爱好者研究此类设备的好工具。

频率合成器的框图如图 1 所示。 合成器有一个压控本地振荡器 (VCO)，其平均频率取决于范围，由开关设置。 VCO 电路中包含一个电抗元件 (RE) - 一个变容二极管。 VCO 频率电压被施加到受控分频器，其分频因子由分频因子设置寄存器设置。 该寄存器（数字）的状态由调谐发生器设置。 分频器之后的 VCO 信号被馈送到频率相位检测器 (FPD)，在频率相位检测器 (FPD) 中将其与参考振荡器的频率（在本实施例中为 512 Hz）进行频率比较。 使用 PFD，频率设置误差信号通过低通滤波器 (LPF) 馈送到电抗元件 (RE)。

Ris.1

这样就调节了VCO的频率。 来自 VCO 的信号被馈送到第一个缓冲级 (BC-1)，其中 VCO 频率要么除以 2，要么简单地进入 BC-1 输出而不除分（取决于范围和所需的本地振荡器）频率）。 第二个缓冲级 (BK-11) 只是将所需本地振荡器频率的电压切换到接收混频器 (RX) 或发送混频器 (TX)。 从电路图（图2）可以看出，VCO制作在晶体管VT1上。 其电路包括一个VD1变容二极管。

（点击放大）

开关 VCO 的中频由开关 S1-1 执行，该开关与主电感 (L8) 并联连接附加电感 (L1 ... L7) 或 C2。 通过射极跟随器VT2、VT3，信号被馈送到第一缓冲级（DD1）。 K1533TM2 芯片的分频系数由开关 S1-3 设置（取决于量程）。 S1-2 切换数字中频预设频率，具体取决于本地振荡器频率是高于还是低于收发器的工作频率。 在笔者的收发器中，中频为8MHz，不同范围的本振频率如表1所示。

S1-4 在收发器路径中执行电子频带切换（带通滤波器）。 受控分频器在元件 DD7...DD10 上制成。 这些是 K1533IE7 微电路。 从图中可以看出，来自 VT3 的信号被施加到 DD4 的引脚 7。 当所有数字的计数都达到零时，来自引脚 13 DD10 的信号会将分频器的所有元件设置为 DD7 ... DD10 微电路的输入“D”处的寄存器指定的状态。 之后，就会有账户再次“还原”到零状态。 因此，根据在输入“D”处设置的值执行分频。 除法系数的值由安装在 DD3 和 DD6 芯片上的调谐发生器设置在寄存器 DD13...DD12.4 中。 发生器由电位器 R31 控制。 如果其活动元件处于中间位置，则发电机不工作。 如果将其向上移动，将根据方案 DD13 在较低的三个元素上开始生成。

在这种情况下，从输出10 DD13，信号将进入输入+1（引脚5），DD3和寄存器将开始逐步切换以增加写入其中的数字，这意味着分频器分频因子将开始增加，并且自动调谐系统将每个脉冲增加 512 Hz 的 VCO 频率。 调谐发生器脉冲的频率（调谐频率）取决于我们在这种情况下将 R31 “向上”移动的程度，并且可以从 0,5 Hz（慢步调谐）到 1000 Hz（快速调谐）变化。 即电位器R31上移越多，重构越快。 为降低频率，将电位器 R31 滑块向下移动； 生成器将开始处理前三个元素 DD13，寄存器将“减少”。 这样设置就完成了。 这是一种非常规的方式，但您可以很快习惯它。 参考频率发生器由微电路 DD14...DD16 制成。 在DD16上制作了一个晶体振荡器。 石英用于电子钟。 为了调整石英频率，从而调整“网格步长”内的本地振荡器频率，使用了使用 R16 ... R15 链将电源电压更改为 DD17 的方法。 在这种情况下，可以实现 1 kHz 的 VCO 平滑调谐。

晶体振荡器的频率使用微电路 DD64、DD14 进行 15 分频，并馈送到在 DD11、DD12 上制作的 PFD 的输入之一。 那里也从受控分频器的输出端提供电压。 PFD 输出的误差信号通过低通滤波器（R1、R2、R26、C1、C3、C9）被馈送到变容二极管。 R27、C15 链可在切换频率时稳定工作模式，并在调谐期间消除具有类似 PFD 的系统的“呱呱啾啾”特性。 链 R18、C14 用于将寄存器初始设置为状态 32768（当收发器打开时）。 BK-I - 逻辑元件上的简单信号开关。 合成器在尺寸为 125x120 毫米的板上制成单个块。 调整元件 S1、R17、R31 使用铝角连接到板上。 电感器的参数并不重要，可以使用任何直径为 6 ... 7 毫米的电感器，可以使用黄铜芯进行调谐。 电位器 R31 - SP-1 型。 开关 S1 - PG3-11P4N 型，紧凑型。 最好使用 1533 系列的微电路，虽然也可以使用 155 系列，但在这种情况下，+350 V 电源的电流消耗将从 550 mA 增加到 5 mA。电压的电流消耗为 12V - 25 毫安。 笔者使用的是单面印制线路板（图3），所以细节处有很多跳线。 您也可以通过其他方式付款。

作者在 DD512 ... DD14 微电路和手表石英上运行了 16 Hz 发生器。 您可以将其他选项与其他石英一起使用，但输出频率应在 400 ... 650 Hz 范围内。 设置如下： 1. 检查设置生成器的运行情况。 在R31的中间位置（大约-45°的扇形），应该不产生发电； 如果存在，或者缺少生成的扇区小或大，则通过选择R29、R30来消除。 在 R31 的极限位置，生成频率应约为 1 kHz。 2. 检查石英振荡器本身及其分频器的运行情况。 DD15（引脚 8）输出的频率应为 512 Hz（使用石英手表时）。 3. 接下来，调谐 VCO。 为此，将右侧（根据电路图）输出 R1 从板上拆下，并从分压器（可以使用 5 ... 30 kΩ 电位计）向其施加 +6,5 V 电压。接通20m范围内所需的频率fhet.av值（根据表8）； 然后打开 1 m 范围并设置 fhet.av。 使用核心 L160。

我们打开 30 m 的范围，选择匝数 L3，调整 fhet.av（L3、L5、L7 缠绕在直径为 3 mm 的磁芯上，并直接安装在 S1 上）。 我们打开80 m的范围并使用C2设置fhet.av。 我们开启14 m的范围，并使用L4核心来设置fhet.av。 10 m 范围分为两个独立的子频段：I - 28,00 ... 28,8 MHz 和 II - 28,8 ... 29,7 MHz。 我们打开 10 m 的第二个子范围，并使用 L6 核心将其设置为 fhet.av。 接下来，我们打开 10 m 的第一个子范围，并通过选择转 L7 来调整其 fhet.av。 在我们的例子中，对于 18 m 的范围，它大约等于 fhet.sr。

我们打开 12 m 的范围，通过选择 L5 圈，我们将其设置为 fhet.av。 当然，您可以将此合成器电路用于具有不同中频而不是 8 MHz 的收发器。 然后，首先需要针对不同的中频重新计算表 1，然后对 VCO 范围切换方案进行一些更改。 4. 对合成器进行全面检查 - 打开任何范围（在此之前，需要将 R1 焊接到电路中）并确定本地振荡器（或数字刻度上的收发器）的工作频率。 如果它大于或小于范围的频率 - 通过将其一直转动到 R31 的对应侧，我们首先将其设置在范围内，然后从中间以小角度转动 R31（平滑调谐）我们设置所需的频率。 这将检查收发器在所有范围内的操作。 使用某种技能从一个范围到另一个范围的重组时间不超过 10 秒。 如果在设置过程中有些操作不正常，则说明存在安装错误或部件故障。

总的来说，合成器被证明是可靠的、异常稳定的，不会干扰其他电路和收发器路径。

不幸的是，只有熟悉数字技术的有经验的无线电爱好者才能重复该计划。 一般来说，从一些“KNOW-HOW”的角度来看，描述可能很有趣，特别是在 1533TM2 (DD1) 上使用原始电路，这取决于施加到“R”输入的电压, 除以 2 或简单地广播信号； 调谐发生器电路等。

文学

1. Shilo V.L. 流行的数字电路。 - 1988 年。
2. Belyansky A. 频率合成器。 - 业余无线电爱好者。 KB 和 UKB.1998。 4、5 号。

作者：L. Rivaenkov (UA3LDW)，斯摩棱斯克； 出版物：N. Bolshakov，rf.atnn.ru

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