Цифровая шкала, формирователь сигналов 500 кГц и второй гетеродин

    Цифровая шкала выполнена на основе разработки Д. Аникина, выполнена конструкция на макетной плате в целях сокращения времени на изготовление. Дополнительно на этой плате расположены стабилизатор напряжения +5 Вольт, стабилизатор напряжения +1,5 Вольт для питания часов/индикатора со схемой резервного питания, дешифратор диапазонов с транзисторными коммутирующими ключами, а также основная фишка трансивера - формирователь сигналов с частотой 500 кГц. Со схемы снимаются два сигнала - синусоида для третьего смесителя и опорная частота для диапазонного синтезатора. Таким образом,  в трансивере будет использован только один кварц, первоначально стоящий только в цифровой шкале.

   Собственно для шкалы написана новая прошивка, позволяющая запоминать частоты псевдо-ПЧ для всех 10 диапазонов. Архив прошивки скачивать тут.  

   В приложенном архиве содержится листинг программы и НЕХ-файл для прошивки процессора типа PIC16F84A. Поскольку в авторской прошивке были использованы не рекомендуемые в части совместимости опкоды, переработки на более современный процессор, типа PIC16F628A, не производилось (я не слишком силён в программировании таких процессоров). Прошивка содержит только командный код, соответственно после первого включения конструкцию необходимо настроить вручную. Это не баг, а фича, позволяющая настроить конструкцию непосредственно под конечного пользователя. Настройка полностью совпадает с оригинальным авторским описанием за исключением следующего.
  1. После установки калибровочной константы (128 для 4 МГц кварца) необходимо клавишами UP и DOWN несколько раз "прогнать" диапазоны вверх-вниз для занесения корректного слова статуса в память.
  2. После этого по описанию настраивается количество рабочих диапазонов, функциональное значение входа РТТ, режим размещения разрядов на индикаторе.
  3. Затем для каждого диапазона устанавливается режим операции с ПЧ (сложение частот или вычитание измеренной частоты из псевдо-ПЧ) и ввод значений необходимых псевдо-ПЧ.
  Для частот преобразования, аналогичных UW3DI, константы следующие.
 

    Частота первого гетеродина для диапазона 24 МГц сдвинута для перемещения диапазона в более растянутую часть области перестройки ГПД. Рассматривается вопрос об аналогичном сдвиге частоты и для диапазона 7 МГц.

    Обсуждение варианта прошивки устроено в этой ветке форума.

    При установке фьюзов необходимо прошить режим резонатора HS, чтобы уровень генерации был достаточен для срабатывания TTL-микросхемы, о чём читаем дальше.

    Кнопки на плате используются только для программирования конструкции, две их них будут продублированы на лицевой панели трансивера.

    Поскольку о цифровой шкале хорошо написано на странице разработчика, остановлюсь на формирователе 500 кГц. Сигнал с частотой 4 МГц снимается с 15 ножки микроконтроллера и сразу подаётся на делитель К155ИЕ5. С выхода счётчика меандр преобразуется в синусоиду за счёт использования колебательного контура, настроенного на нужную частоту. С него сигнал далее подаётся на эмиттерный повторитель.

    Дополнительно между цифровой шкалой и гетеродином был введён развязывающий каскад по схеме с общей базой на транзисторе SFT328 (П416, КТ361,..), только в этом случае получилось полностью исключить влияние ЦШ на гетеродин. Каскад собран по несколько необычной схеме, в которой Uкб=0. Тем не менее транзистор работает в активном режиме и очень устойчиво.

    Коммутация осуществляется ключами на сборках КТ315+КТ815, поскольку на некоторых диапазонах включаются до 5 реле, что уже подразумевает достаточно большой стекающий на "массу" ток.

    Использование источника резервного питания в авторской схеме шкалы связано с тем, что раз в ЦШ используется индикатор типа НТ1611, то грех не использовать встроенный в него режим часов. Это позволяет во время проведения связи иметь настроенные на GMT часы под руками, переключаясь на них кратковременным нажатием кнопки. Если при повторении не удастся найти индикатор указанного типа, то можно заменить его на любой из серии КО-4В с аналогичным интерфейсом, но о часах тогда придётся забыть, соответственно цепь резервного питания индикатора можно не собирать.

    Поскольку автор оригинальной разработки оставил полный листинг программы цифровой шкалы, то после некоторых раздумий было решено использовать возможности микропроцессора на полную и добавить в узел возможность стабилизации частоты ГПД и синтезатор - второй гетеродин, для чего схема шкалы была дополнена дополнительными узлами.

    Основой диапазонного синтезатора является широко распространённая микросхема LM7001. В отличие от даташитного включения в качестве опорной на неё подается частота 4 МГц с контроллера (вместо 7.2 МГц). Микросхема работает в режиме входа ФМ с частотой сравнения 10 кГц. Однако, поскольку опорная частота ниже, то и частота сравнения теперь составляет 5.555(5) кГц, соответственно все коэффициенты деления пересчитываются с учётом этого. Далее, поскольку выходных портов на контроллере мало, было решено отказаться от выходов АТТ и АРУ в оригинальной конструкции, теперь с этих ножек снимаются сигналы DATA и CLK для микросхемы синтезатора. Мало того, теперь сигнал сброса счётчика 561ИЕ8 дополнительно является сигналом СЕ для синтезатора. Таким образом, во время действия сигнала сброса в синтезатор передаются диапазонные данные, и только после этого заливаются данные в ИЕ8.

    Диапазонный гетеродин выполнен на транзисторах КТ361/КТ315 по схеме ёмкостной трёхточки с переключаемыми отводами катушки (данные катушки указаны на рисунке). Коммутация отводов катушки производится через релейные ключи, управляемые диапазонными выходами микросхемы синтезатора. В качестве варикапа применён зарубежный аналог КВ132. При замкнутых контактах К3.1 гетеродин вырабатывает частоты 8 и 10 МГц, при замкнутых К2.1 - 12, 13.5, 15 МГц, при замкнутых К4.1 - 16.5, 18.75, 22 и 22.5 МГц.

    Сигнал для стабилизации частоты ГПД берётся с ножки контроллера, отвечающей за вывод импульсов CLK для синтезатора. В отсутствие перестройки между диапазонами на этот же вывод подаётся младший бит младшего измеренного разряда частоты. Если разряд "0" - частота должна повышаться, если "1" - частота должна понижаться. Этот сигнал подаётся на двухступенчатый интегратор и далее на варикап ГПД. При отключенной стабилизации (SA1 разомкнут) потенциометром 22 кОм устанавливается половина напряжения питания варикапа (4.5 Вольта). При включенной стабилизации выходное напряжение будет изменяться в соответствии с поданным сигналом. Скорость работы интегратора устанавливается потенциометром 100 кОм. При включенном режиме "Расстройка" режим стабилизации частоты ГПД отключается во избежание скачков частоты.

    Дополнительные узлы размещены на отдельной плате.

    Поскольку для запоминания 10 частот необходимо 60 ячеек памяти контроллера (а у нас их всего 64), то процедура калибровки генератора исключена (она не нужна, поскольку на частоту кварца завязаны уже три узла и необходимо соблюсти его точное значение), а константа жёстко зашита в код. Переменные для синтезатора могут быть скорректированы только компиляцией новой прошивки либо в текстовом редакторе непосредственно в НЕХ-файле. Данные для псевдо-ПЧ и некоторые другие по прежнему можно записать в память с помощью кнопок.

Окончательная прошивка с учётом вышеприведённой схемы здесь.

На главную раздела...