סינתיסייזר פשוט בתדר גל בינוני. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

סינתיסייזר פשוט בתדר גל בינוני. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / קליטת רדיו

בעת פיתוח הסינתיסייזר הזה, המחברים ניסו לפשט את המעגל והעיצוב שלו ככל האפשר מבלי לוותר על מאפיינים טכניים.

הסינתיסייזר המוצע פותח בפיתוח של נושא מעניין שהוצע ב-[1]. למרבה הצער, פעילותם הנמרצת של "כורי זהב" מקשה על ייצור הסינתיסייזר המתואר שם עבור מגוון רחב של חובבי רדיו, וכאשר הוא מועבר למעגלי מיקרו נטולי זהב באריזות DIP, מידות המכשיר גדלות משמעותית. בנוסף, עבור חובבי רדיו רבים, בעיקר למתחילים וכאלה שגרים רחוק ממרכזי תעשייה, ייצור של מעגל מודפס דו צדדי עם חורים מצופים הוא בעיה קשה. גם החיפוש אחר מהודי קוורץ בעלי תדרים נמוכים ו"לא מעגליים" אינו מקל על החיים.

הסינתיסייזר הנדון בנוי לפי הסכימה הקלאסית עם לולאה נעולה פאזה (PLL) על מעגלים מיקרו-CMOS באריזות ללא זהב ועם מהוד קוורץ 1 מגה-הרץ בשימוש נרחב.

מאפיינים טכניים עיקריים

טווח תדרים, קילו-הרץ ...... 1449 ... 1800
שלב כוונון, קילו הרץ ....... 9
מספר תדרים קבועים ......40
דיוק הגדרת התדר,
הרץ, לא יותר גרוע......±5
תדירות סחיפה של הטמפרטורה,^оС^-1.......1,5 10^-6
מתח אספקה, V.......15...30
זרם נצרך, mA ...... 50
מידות כוללות, מ"מ ....... 90x70x25

דיאגרמת הבלוק של הסינתיסייזר מוצגת באיור. 1. המתנד מבוקר המתח (VCO) פועל באותו תדר כמו המוצא. יציבות לפיקאפים מובטחת על ידי העובדה שמעגלי הגדרת התדר של גנרטור זה אינם מכילים משרנים, והגנרטור עצמו ממוקם כמעט כולו בתוך מעגל מיקרו אחד.

סינתיסייזר פשוט בתדר גל בינוני
איור. מספר

למעצב הפולסים (PI) יש יציאה עוצמתית חד-מחזורית עם ניקוז פתוח ומתח מותר של עד 200 V. להתאמה אופטימלית לעומס, המעצב מספק את היכולת להתאים את משך פעימות המוצא.

אות תדר ייחוס לדוגמה של 100 הרץ מתקבל על ידי חלוקת התדר של מתנד גביש (KG) של 1 מגה-הרץ ב-10000. תדר זה נבחר כל כך נמוך מכיוון שהספקטרום של אות המוצא של הסינתיסייזר מכיל בהכרח רכיבים המופרדים על ידי ערכו מתדר המוצא הראשי. אם בציוד תקשורת ניתן לסבול זאת, אז עבור משדר שידור נוכחותם של רכיבים ספקטרליים היוצרים אותות תדר שמע במהלך זיהוי משרעת אינה מקובלת. לכן, יש לבחור את תדירות ההשוואה באזור העל-טונלי או התת-טונלי. במקרה שלנו, האופציה השנייה מאומצת, שכן 100 הרץ נדחק בקלות על ידי מסנן הפוסט-זיהוי של המקלט מבלי לפגוע באיכות של אותות הדיבור והמוזיקה המתקבלים.

גלאי שלב התדר (PFD) משווה אות ייחוס של 100 הרץ עם אות באותו תדר (במצב לכידה), המתקבל על ידי חלוקת תדר VCO תחילה ב-9, ולאחר מכן שימוש במחלק גורם חלוקה משתנה (CVD) ב-1610- 2000 בהתאם לערך שנקבע של תדר המוצא. בהתאם לסימן חוסר ההתאמה של האותות בהשוואה בתדר ובפאזה, ה-PFD מייצר אות בקרה שמגדיל או מקטין את התדר של ה-VCO. מתח הבקרה מופעל על ה-VCO באמצעות מסנן אינטגרציה פרופורציונלי (PIF) המייעל את המאפיינים הדינמיים של ה-PLL.

החלוקה המוקדמת של תדר ה-VCO ב-9 מוכתבת משתי סיבות. ראשית, נדרש להשיג רשת תדרים עם צעד של 9 קילו-הרץ. שנית, לשבב KA561IE15A המשמש ב-DPKD יש תדר פעולה מקסימלי של 1,5 מגה-הרץ.

אורז. 2 (לחץ להגדלה)

תרשים סכמטי של הסינתיסייזר מוצג באיור. 2. כל המיקרו-מעגלים הדיגיטליים המשמשים בו הם מבני CMOS של דרגות קטנות ובינוניות של אינטגרציה. מיקרו-מעגלים מסדרות K561 ו-KR1561 ניתנים להפעלה בתדרים של עד 2 ... 3 מגה-הרץ במתח אספקה של 3 ... 15 וולט. הזרם שהם צורכים במצב דינמי אינו עולה על כמה מיליאמפר.

KG מיוצר על שבב DD1. קבל הכוונון C4 מגדיר את תדר הייצור ל-1 מגה-הרץ עם דיוק של לא פחות מ-1 ... 2 הרץ.

כדי לקבל אות לדוגמה עם תדר של 100 הרץ, הפולסים מהמוצא של ה-KG מוזנים לכניסה C של המונה הבינארי DD4. השבב K561IE16 המשמש כאן הוא מונה בינארי של 14 סיביות. מקדם החלוקה הנדרש של 10000 מתקבל באמצעות הצומת הלוגי 5I בדיודות VD3-VD7 ובנגד R7. כאשר במהלך תהליך הספירה קיימות רמות לוגיות גבוהות בכל יציאות המונה אליהן מחוברות דיודות, גם הרמה בכניסה R שלו תהפוך לגבוהה, מה שיקבע את המונה למצב האפס הראשוני שלו, אז תהליך ספירת הפולסים לחזור על עצמו. גורם החלוקה עם חיבור הדיודה המוצג בתרשים שווה ל-K_д = 16+256+512+1024+8192= 10000.

VCO ו-FFD ממוקמים בשבב DD2 KR1561GG1. הערכים הקיצוניים של תדר טווח הכוונון VCO נקבעים על ידי נגדים R1, R2, C1. התדר מכוון לפי המתח בכניסת IG (פין 9 של המיקרו-מעגל).

הנתונים הראשוניים לבחירת האלמנטים לעיל הם טווח התדרים של הסינתיסייזר 1,449.1,8 מגה-הרץ והתפשטות פרמטרי VCO, שיכולים להגיע עד 20% ממופע למופע של מיקרו-מעגלים. לפיכך, יש צורך במרווח כוונון של לפחות 0,36 מגה-הרץ. עם מרווח מסוים, נניח שה-VCO צריך להיות מכוון בטווח של 1.2,2 מגה-הרץ. הגבול התחתון של טווח זה (במתח אפס בכניסת IG) נקבע על ידי הנגד R2, הגבול העליון (במתח בקרה השווה למתח האספקה) נקבע על ידי ההתנגדות הכוללת של הנגדים R1 ו-R2. פעולת ה-VCO מתאפשרת על ידי רמה לוגית נמוכה בכניסת INH (פין 5).

ל-PFD יש שתי כניסות IC ו-IS (פינים 3 ו-14) ויציאה Q1 (פין 13). אות השגיאה מהמוצא Q1 דרך ה-PIF R4R3C2 מוזן לכניסת הבקרה של ה-VCO IG.

ה-PIF הוא חלק מאוד קריטי בלולאת ה-PLL. החישוב של מסנן זה באופן כללי הוא די מסובך ודורש ידע בתיאוריית הבקרה האוטומטית [2]. עבור תרגול רדיו חובבני, מאפיינים מספקים למדי מסופקים על ידי חישוב באמצעות היחסים הניתנים בחומרי העזר עבור שבב MC14046B - אנלוגי זר של KR1561GG1:

כאשר N הוא גורם החלוקה של תדר הפעולה בלולאת PLL; ו_{מקסימום} ו ו_דקות - תדרי גבול של כוונון VCO; 3000 אוהם - עכבת מוצא PFD.

מיציאת ה-VCO, אות תדר ההפעלה מוזן ל-FI ולמחלק התדרים ב-9. האחרון נעשה בשבב DD5 K561IE14 ואלמנט DD3.1 של שבב K561LN2.

המונה הפיך בן ארבע ספרות K561IE14 יכול לפעול כבינארי (רמה גבוהה בקלט B) או כעשרוני (רמה נמוכה בקלט B). כיוון הספירה נקבע לפי הרמה בכניסה U: גבוה - עלייה, נמוך - ירידה. פולסי ספירה מוזנים לכניסה C, ומצב המונה משתנה בהתאם לטיפות העולות שלהם. הספירה מופעלת כאשר כניסת ה-PI נמוכה.

קלט S מאפשר לך לכתוב באופן אסינכרוני כל קוד של שמונה סיביות מכניסות D1-D8 לטריגרים מונים. מכיוון שלמונה של קלט נפרד אין הגדרה ראשונית, פונקציה זו מבוצעת על ידי קלט S ברמות נמוכות בכניסות D1-D8 (במצב ספירה למעלה). פלט השיא הולך ונמוך כאשר המספר המצטבר הגיע למקסימום במצב ספירה למעלה (או למינימום במצב ספירה למטה).

במקרה שלנו, המונה פועל להגדלה במצב עשרוני. כאשר הפולס העשירי מגיע, האות ממוצא ההעברה דרך המהפך DD3.1 מציב בכוח את המונה לאפס.

ממוצא 4 של המונה, האות עובר ל-DPKD - שבב DD6 KA561IE15A. יש לו כניסת ספירה C, ארבע כניסות בקרה K1, K2, K3, L, שש עשרה כניסות 1-8000 לקביעת מקדם החלוקה ויציאה אחת. מקדם החלוקה יכול להיות בטווח 3-21327, ויש כמה דרכים להגדיר אותו. הסינתיסייזר משתמש בדרך הפשוטה והנוחה ביותר - המקדם נקבע על ידי קוד בינארי-עשרוני המופעל על הכניסות 1-8000. אולם במקרה זה, הערך המקסימלי האפשרי שלו הוא 16659.

כדי להשתמש בשיטה זו, יש להגדיר את הכניסות K1 ו-L לרמות לוגיות שונות (נמוך וגבוה או גבוה ונמוך), ויש להגדיר את הקלט K3 נמוך. קלט K2 משמש להגדרת המונה למצב ההתחלתי, המתרחש ברמה נמוכה בכניסה זו למשך שלוש תקופות של ספירת פולסים. ברמה גבוהה עליו, המונה פועל במצב מחלק תדרים.

הרמות הרצויות בכניסות 1-8000 נקבעות על ידי המתג SA1 ו-SA2. המגעים שלהם, המחוברים לחוט משותף, תואמים לרמות נמוכות בכניסות המתאימות של המיקרו-מעגל, וחופשיים לרמות גבוהות (הם נתמכים על ידי נגדים R8-R15).

ה-FI מאפשר להגדיר את משך פעימות המוצא, שהוא אופטימלי לעומס המחובר לסינתיסייזר, למשל, מעגל המוצא ללא מגברי ביניים (כמו במשדר, שמעגלו ניתן ב-[3]) . FI בנוי על ממירים לוגיים DD3.2-DD3.6, דיודה VD2, נגד גוזם R6, טרנזיסטורים VT1-VT3. עוקב הפולט בטרנזיסטורים VT1 ו-VT2 מקטין את משך הטעינה והפריקה של הקיבול של השער של טרנזיסטור אפקט השדה VT3, ובכך מגביר את מהירות ההפעלה והכיבוי שלו. הטעינה של קיבול הכניסה של האלמנטים DD3.3-DD3.6 מתרחשת במהירות באמצעות ההתנגדות הדינמית הנמוכה של דיודת VD2, והפריקה איטית יחסית דרך נגד הכוונון R6. משך הפריקה, ובשל כך, משך הפולס שנוצר תלוי בהתנגדות הכניסה של הנגד R6.

על עיצוב והתאמת הסינתיסייזר

הסינתיסייזר עשוי על מעגל מודפס חד צדדי בעובי 1,5 מ"מ (איור 3).

סינתיסייזר פשוט בתדר גל בינוני
איור. מספר

זה נעשה על ידי העברה תרמית של תבנית המוליכים על משטח נייר הכסף מההדפסה שלו במדפסת לייזר. המספרים של חורי ההרכבה על הלוח, המיועדים לחוטים העוברים למתגים, תואמים למספרי החוטים של הרתמה בתרשים. רצוי להתקין פיני הרכבה בחורים אלו, וכן באלה המיועדים לחוטי חשמל ועומס. טרנזיסטור VT3 ווסת המתח DA1 ממוקמים על גוף קירור משותף (אל תשכחו לשמן את המושבים שלהם עם משחה מוליכת חום KPT-8), עשויה יריעת אלומיניום לפי השרטוט המוצג באיור. 4. טרנזיסטור VT3 חייב להיות מותקן על גוף הקירור באמצעות אטם מבודד. הזרוע הארוכה של גוף הקירור קבועה על הלוח בעזרת מהדק תיל.

סינתיסייזר פשוט בתדר גל בינוני
איור. מספר

נגדים קבועים - MLT או דומה. נגד גוזם R6 - SP3-38a. קבל C2 (זה יכול להיות, למשל, K73-24) חייב להיות עם דיאלקטרי אורגני. קבל C4 - גוזם KT4-24. קבלים C1, C3, C7-C10 - כל גודל קרמי מתאים. קבלי תחמוצת הם גם כל מתאים בגודל ובמתח מדורג.

סינתיסייזר פשוט בתדר גל בינוני
איור. מספר

ניתן להחליף את שבב KA561IE15A ב-564IE15, אך למרבה הצער הוא יקר יותר כי הוא מכיל זהב. זהו מיקרו-מעגל כזה שמותקן בסינתיסייזר המוצג בתצלום באיור. 5. במקום K561LA7, K561LE5 יעבוד מבלי לשנות את המעגל והלוח. טרנזיסטורים VT1, VT2 - כל סיליקון בעל הספק נמוך במבנה המתאים.

מתגים SA1 ו-SA2 - P2G-3, בהתאמה, 4P4N ו-10P4N או כל ביסקוויט אחר, מתאים למספר העמדות והכיוונים. מהוד קוורץ - RG-06 או RK170.

מורכב במדויק מאלמנטים טובים ידועים, הסינתיסייזר אינו דורש התאמה, יש צורך רק להגדיר את התדר של מתנד הגביש עם קבל כוונון C4 עם דיוק של ± 2 הרץ. הוא נשלט בפין 11 של שבב DD1. נגד הכוונון R6 משמש להשגת אות הנשא המקסימלי הבלתי מעוות על המקבילה לאנטנה.

נ.ב. במשדר עם מגבר הספק, לוח הסינתיסייזר חייב להיות מסוכך היטב כדי למנוע הפרעה ל-VCO, שעלולה להוביל לתקלות PLL.

ספרות

Komarov S. סינתיסייזר תדרי שידור בגל בינוני. - רדיו, 2012, מס' 9, עמ'. 19-23; מס' 10, עמ'. 21-23.
הורוביץ פ., היל ו. אומנות המעגלים. לְכָל. מאנגלית. ed. M. V. Galperin. - מ': מיר, 1993. ב-3 כרכים (מהדורה רביעית, ר' ועוד).
Komarov S. משדר AM בשידור בעוצמה נמוכה בגל בינוני. - cqf.su/technics5-1.html.

מחברים: E. Golomazov, M. Doutaliev, B. Kanaev

ראה מאמרים אחרים סעיף קליטת רדיו.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

דרך חדשה לשלוט ולתפעל אותות אופטיים 05.05.2024

עולם המדע והטכנולוגיה המודרני מתפתח במהירות, ובכל יום מופיעות שיטות וטכנולוגיות חדשות שפותחות בפנינו אפשרויות חדשות בתחומים שונים. חידוש אחד כזה הוא פיתוח של מדענים גרמנים של דרך חדשה לשלוט באותות אופטיים, שעלולה להוביל להתקדמות משמעותית בתחום הפוטוניקה. מחקרים אחרונים אפשרו למדענים גרמנים ליצור לוח גלים שניתן לכוונן בתוך מוליך גל סיליקה מאוחה. שיטה זו, המבוססת על שימוש בשכבת גביש נוזלי, מאפשרת לשנות ביעילות את הקיטוב של האור העובר דרך מוליך גל. פריצת דרך טכנולוגית זו פותחת אפשרויות חדשות לפיתוח התקנים פוטוניים קומפקטיים ויעילים המסוגלים לעבד כמויות גדולות של נתונים. הבקרה האלקטרו-אופטית של הקיטוב שמספקת השיטה החדשה יכולה לספק את הבסיס לסוג חדש של התקנים פוטוניים משולבים. זה פותח הזדמנויות גדולות עבור ... >>

מקלדת Primium Seneca 05.05.2024

מקלדות הן חלק בלתי נפרד מעבודת המחשב היומיומית שלנו. עם זאת, אחת הבעיות העיקריות שעמן מתמודדים המשתמשים היא רעש, במיוחד במקרה של דגמי פרימיום. אבל עם מקלדת Seneca החדשה של Norbauer & Co, זה עשוי להשתנות. Seneca היא לא רק מקלדת, היא תוצאה של חמש שנים של עבודת פיתוח ליצירת המכשיר האידיאלי. כל היבט של מקלדת זו, ממאפיינים אקוסטיים ועד מאפיינים מכניים, נשקל ומאוזן בקפידה. אחד המאפיינים המרכזיים של Seneca הוא המייצבים השקטים שלה, הפותרים את בעיית הרעש המשותפת למקלדות רבות. בנוסף, המקלדת תומכת ברוחב מקשים שונים, מה שהופך אותה לנוחה לכל משתמש. למרות ש-Seneca עדיין לא זמין לרכישה, הוא מתוכנן לצאת בסוף הקיץ. Seneca של Norbauer & Co מייצגת סטנדרטים חדשים בעיצוב מקלדת. שֶׁלָה ... >>

המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם נפתח 04.05.2024

חקר החלל והמסתורין שלו היא משימה שמושכת את תשומת לבם של אסטרונומים מכל העולם. באוויר הצח של ההרים הגבוהים, הרחק מזיהום האור בעיר, הכוכבים וכוכבי הלכת חושפים את סודותיהם בבהירות רבה יותר. עמוד חדש נפתח בהיסטוריה של האסטרונומיה עם פתיחתו של המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם - מצפה הכוכבים אטקמה של אוניברסיטת טוקיו. מצפה הכוכבים אטקמה, הממוקם בגובה של 5640 מטר מעל פני הים, פותח הזדמנויות חדשות עבור אסטרונומים בחקר החלל. אתר זה הפך למיקום הגבוה ביותר עבור טלסקופ קרקעי, ומספק לחוקרים כלי ייחודי לחקר גלי אינפרא אדום ביקום. למרות שהמיקום בגובה רב מספק שמיים בהירים יותר ופחות הפרעות מהאטמוספירה, בניית מצפה כוכבים על הר גבוה מציבה קשיים ואתגרים עצומים. עם זאת, למרות הקשיים, המצפה החדש פותח בפני אסטרונומים אפשרויות מחקר רחבות. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

שומן רע הופך לטוב 10.05.2013

במשך זמן רב, מדענים חלמו להפוך תאי שומן לבנים לא רצויים לתאי שומן חומים, שעוזרים "להשיל" משקל עודף. מדענים מאוניברסיטת בון מתקרבים צעד אחד יותר למטרה זו על ידי גילוי "מתג" בעכברים שממריץ שריפת שומנים.

על פני כדור הארץ, מספר עצום של אנשים סובלים מעודף משקל, אשר קשור להצטברות של מה שנקרא שומן לבן, אשר שומר על עודפי חומרים מזינים. תאי שומן חומים הם בדיוק ההיפך: הם שורפים עודף אנרגיה. מדענים השקיעו שנים רבות בניסיון להבין כיצד להפוך שומן לבן לא רצוי לשומן חום שמיש. אולי החוקרים מצאו דרך להשיל קילוגרמים עודפים על ידי הפיכת שומן לא רצוי לשומן "טוב".

מדענים מאוניברסיטת בון גילו 'מתג' מיקרו-RNA בעכברים שחשוב ליצירת תאי שומן חומים. מיקרו-RNA מסוגלים לווסת במהירות וביעילות את פעילות הגנים. מירנה 155 ספציפית מעכבת גורם שעתוק ספציפי השולט בתאי שומן חומים. יתרה מכך, גורם השעתוק פועל כמו מתג: כאשר ביטוי המיקרו-RNA גבוה, ייצור השומן החום נחסם, וכשהוא נמוך, להיפך, ייצור השומן החום עולה ובהתאם, הגוף מאבד עודפים. מִשׁקָל.

מסתבר שמיקרו-RNA 155 מתפקד כאנטגוניסט לשומן חום. במילים פשוטות, כל עוד יש כמות מסוימת של microRNA 155 בגוף, ייצור השומן החום הדרוש לירידה במשקל נחסם. זה, כמובן, מסבך את התפתחות הטיפול - אם זה היה הפוך, אז לירידה במשקל זה היה מספיק להחדיר כמות עודפת של מיקרו-RNA 155. עם זאת, מדענים מאמינים שהם יוכלו לפתח תרופה אשר יפחית את כמות ה-microRNA 155, במיוחד מאחר שבאנשים הסובלים מעודף משקל, נמצאה תכולה מוגברת של ה-miRNA הזה.

עוד חדשות מעניינות:

▪ מעבד קוונטי Bristlecone 72 qubit

▪ בננה במרצדס

▪ מצלמת וידיאו למקצוענים

▪ תיקי גב חשמליים לחיילים

▪ מקרן לייזר Panasonic PT-CMZ50

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע אתר ממירי מתח, מיישרים, ממירים. בחירת מאמרים

▪ מאמר מאת Jawaharlal Nehru. פרשיות מפורסמות

▪ מאמר האם כלבים יכולים לאבחן סרטן מוקדם וכיצד? תשובה מפורטת

▪ מאמר שורש הזהב הספרדי. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר אוסילוסקופ בגודל קטן. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר חידוד של מייצב הטמפרטורה של קצה מלחם. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר