סינתיסייזר מעבדה למיקרוגל. תכנית, תיאור

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

סינתיסייזר מעבדתי בתדר גבוה במיוחד. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / טכנולוגיית מדידה

בעיית יציבות התדרים במכשירי משדר תמיד הייתה קיימת. בתדרים נמוכים יחסית (עד 100-150 מגה-הרץ) זה נפתר באמצעות מהודים קוורץ, בתדרים גבוהים יותר (400 מגה-הרץ) - שימוש במהודים המבוססים על גלים אקוסטיים משטחים (מהודים SAW); לייצוב תדרים גבוהים במיוחד, מהודים דיאלקטריים העשויים מ-high- לעתים קרובות נעשה שימוש בחומרים איכותיים, קרמיקה או תהודה גבוהה Q אחרים [1].

לשיטות המתוארות לייצוב באמצעות רכיבים פסיביים יש את היתרונות שלהן - פשטות ועלות נמוכה יחסית של יישום, אך החיסרון העיקרי שלהן הוא חוסר האפשרות של כל כוונון תדר משמעותי מבלי לשנות את אלמנט הגדרת התדר - המהוד. חוסר היכולת להתאים אלקטרונית במהירות את תדר ההפעלה תוך שמירה על יציבותו מגבילה בחדות את השימוש במכשירי רדיו, ואינה מאפשרת, למשל, יישום רב-ערוצי.

סינתיסייזר מעבדה למיקרוגל, דיאגרמת בלוקים של הסינתיסייזר

סינתיסייזרים תדרים משולבים של חברות זרות שונות, הנמצאים כיום בשימוש נרחב, מאפשרים לבצע כוונון אלקטרוני מהיר של תדר העבודה, כולל אולטרה-גבוה, תוך שמירה על יציבותו הגבוהה. סינתיסייזרים תדרים כאלה הם מסוגים ישירים ועקיפים [2]. היתרונות של סינתזה ישירה כוללים מהירות גבוהה עם צעד רשת תדר קטן, אך בשל הצורך לסנן מספר רב של רכיבים ספקטרליים הנגרמים על ידי טרנספורמציות של אותות לא ליניאריים רבים, מכשירי סינתזה ישירה נמצאים בשימוש נדיר במעגלי מיקרוגל [3]. לסינתזה של תדרי מיקרוגל, משתמשים בדרך כלל בסינתיסייזרים מסוג עקיף, או סינתיסייזרים עם לולאה נעולה פאזה (PLL).

ישנם שני סוגים עיקריים של סינתיסייזרים משולבים עם PLL - ניתנים לתכנות, שבהם ערכי התדר נקבעים על ידי מיקרו-בקר חיצוני באמצעות אוטובוס תלת-חוטי, ואינם ניתנים לתכנות, כאשר מקדמי החלוקה של מחלקי התדר הפנימיים קבועים, ותדר הייחוס נקבע על ידי מהוד קוורץ חיצוני. במעגלי מיקרוגל פשוטים משתמשים בדרך כלל בסינתיסייזרים משולבים שאינם ניתנים לתכנות, למשל, MC12179 מבית מוטורולה [4], שחסרונותיהם כוללים את הצורך בבחירה מדויקת של מהוד קוורץ, מה שלא תמיד אפשרי. לסינתיסייזרים תדרים ניתנים לתכנות, למשל UMA1020M מבית פיליפס, אין את החסרון הזה, ומכיוון שלמערכות תקשורת מודרניות יש תמיד מיקרו-בקר בקרה, תכנות סינתיסייזר כזה הוא פשוט מבחינה טכנית. אוטוגנרטורים מתחום התדרים הגבוה במיוחד משמשים בצורה של מודולים שלמים מבחינה פונקציונלית העשויים בטכנולוגיה היברידית [5].

סינתיסייזר מעבדה למיקרוגל, מראה הסינתיסייזר

דוגמה ליישום הפתרונות המתוארים היא סינתיסייזר מעבדתי פשוט בתדר גבוה, המאפשר ליצור ולייצב תדרים בטווח של 1900 - 2275 מגה-הרץ ברמת דיוק גבוהה, המוצע במאמר זה.

דיאגרמת הבלוק של הסינתיסייזר המעוצב מוצג באיור. 1., מראה - באיור 2. כפי שניתן לראות את המעגלים שלהם, הסינתיסייזר מורכב מתנד מבוקר מתח (VCO או VCO) JTOS-2200 מ-Mini-Circuits JTOS-2200, סינתיסייזר תדרים משולב UMA-1020M ומיקרו-בקר Z86E0208PSC מבית Zilog.

סינתיסייזר מעבדה למיקרוגל, תרשים בלוקים UMA-1020M

אות המיקרוגל שנוצר על ידי ה-VCO מוזן ליציאה של הסינתיסייזר במעבדה ולכניסה של מחלק התדרים הראשי הניתן לתכנות הכלול במעגל UMA-1020M.

תרשים בלוק סינתיסייזר למעבדת מיקרוגל Z86E02

אות הייחוס שנוצר על ידי מתנד הקוורץ JCO-8 מוזן למחלק תדרים עזר הניתן לתכנות, הכלול גם הוא במעגל UMA-1020M. דיאגרמת הבלוק של UMA-1020M מוצגת באיור. 3, ניתן למצוא תיעוד טכני מפורט עבור UMA-1020M באתר האינטרנט של היצרן philips.de/. המקדמים של שני המחלקים - הראשי והעזר - נקבעים על ידי המיקרו-בקר Z86E0208PSC באמצעות אפיק תלת-חוטי (נתוני DATA, סנכרון CLK והרשאת כתיבה / ENABLE). דיאגרמת הבלוק של בקר המיקרו Z86E0208PSC מוצג באיור. 4. ה-ROM הפנימי של המיקרו-בקר מספיק לתכנת שבעה ערכי תדר שונים ומצב בדיקה אחד. ערכי תדר ספציפיים (או מצב בדיקה) נקבעים על ידי מגשרים על המעגל המודפס של הסינתיסייזר במעבדה.

לפני טעינת ערך התדר הבא לתוך הסינתיסייזר המשולב, המיקרו-בקר בודק את היציאה המחוברת למגשרים ובהתאם לנתונים שהתקבלו, בוחר קושחה כזו או אחרת. ערך התדר החדש נקבע אוטומטית כאשר לוח הסינתיסייזר מופעל. אלגוריתם תכנות הסינתיסייזר עבור המיקרו-בקר Z86E0208PSC מוצג באיור. 5, רישום התוכנית ניתן בכתובת institute-rt.ru/common/statyi/zsynt/prog.html.

סינתיסייזר מעבדה למיקרוגל, אלגוריתם

פרטים נוספים על תכנות מיקרו-בקרים מבית Zilog ניתן למצוא ב-[6, 7], תיעוד טכני מלא זמין ב-zilog.com.

תכונה של JTOS-2200 VCO המשומשת היא טווח מתח הכוונון: מ-0.5 עד 5 וולט. כלומר, אם ערך מתח הכוונון נמוך מ-0.5 וולט, היצרן אינו מבטיח יצירת תנודות יציבה. הניסויים שנערכו הראו את אמיתות ההצהרה הזו.

עיקרון הפעולה של ה-PLL, כמו גם המתודולוגיה לחישוב מסנן המשוב (מסנן לולאה), נשקול באופן נרחב וחוזר בספרות הטכנית [8], לכן, מאמר זה אינו נחשב. ישנן מספר תוכנות חינמיות זמינות לחישוב מסנני משוב, אותן ניתן למצוא באינטרנט בכתובת analog.com או ב-national.com.

כדי לשלוט על הפעולה הנכונה של מעגל הסינתיסייזר, מותקנת על הלוח נורית, שהזוהר שלה מעיד על שגיאה בסינתזת התדרים. כאשר הסינתיסייזר פועל כהלכה, הנורית לא אמורה להאיר, אך ניתן להשבית פונקציה זו על ידי תוכנה.

מחיר העלות של הסינתיסייזר המעבדתי המורכב אינו עולה על 30$. ישנן שתי דרכים להוזיל את עלות ההתקן המוצע: ראשית, ניתן לשלב את מקור הקוורץ של תנודות הייחוס של הסינתיסייזר והמיקרו-בקר, תוך לזכור שתדר השעון המרבי של ה-Z86E0208PSC הוא 8 מגה-הרץ, ואילו עבור ה-UMA- 1020M זה יכול להיות בטווח של 5-40 מגה-הרץ. שנית, VCOs ניתן לפתח באופן עצמאי על טרנזיסטורים או הגברה מעגלים משולבים באמצעות הטכניקה המפורטת ב [9, 10].

סינתיסייזר למעבדת מיקרוגל

ספרות

מהודים דיאלקטריים / M.E. אילצ'נקו, V.F. וזיאטישב, ל.ג. גסנוב וחב'; אד. לִי. אילצ'נקו. - מ.: רדיו ותקשורת, 1989. - 328 עמ': ill. - ISBN 5-256-00217-1.
Pestryakov A.V. מעגלים משולבים להתקני סינתזה וייצוב תדרים // Chip News. - 1996. - מס' 2.
Lobov V., Steshenko V., Shakhtarin B. סינתיסייזרים דיגיטליים לסינתזת תדרים ישירה // Chip News. - 1997. - מס' 1.
פתרונות מוליכים למחצה אלחוטיים. מוטורולה. נתוני מכשיר - כרך 1. DL 110/D, Rev 9.
VCO Designer's Handbook 2001. VCO/HB-01. מיני מעגלים.
גלדשטיין מ.א. מיקרו-בקרים ממשפחת Z86 מבית Zilog. מדריך למתכנת. - מ.: DODEKA, 1999, 96 עמ'.
מדריך הערות ליישום Z8. זילוג. DB97Z8X0101.
שיטת Starikov O. PLL ועקרונות סינתזה של אותות בתדר גבוה//Chip News. - 2001. - מס' 6.
עיצוב מתנד מיקרוגל. הערת יישום A008// Hewlett-Packard Co. - מספר פרסום 5968-3628E (6/99)
Shveshkeyev P. A VCO Design עבור יישומי WLAN ב-2.4 עד 2.5 GHz ISM Band//Applied Microwave&Wireless. - 2000. - מס' 6. - עמ' 100-115.

מחברים: N.A. Shturkin, I.V. Malygin; פרסום: cxem.net

ראה מאמרים אחרים סעיף טכנולוגיית מדידה.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

סדרת התקני מקסים MAX17222 Nanopower 01.06.2017

Maxim Integrated הכריזה על סדרה חדשה של התקני nanoPower מיניאטוריים. ה-MAX17220 - MAX17225 היא משפחה של ממירי דחיפה DC-DC סינכרוניים עם שואב זרם נמוך במיוחד.

גאדג'טים מודרניים, אלקטרוניקה לבישה, מכשירים ניידים ומכשירי האינטרנט של הדברים (IoT) מגבירים את הפונקציונליות שלהם בקצב מואץ. ובמקביל, הם מציבים דרישות גבוהות יותר ממערכות אספקת החשמל. האתגר הגדול ביותר בתעשייה כיום הוא למקסם את חייו של מכשיר נייד מסוללה אחת. משפחת MAX17220-17225 nanoPower אידיאלית עבור יישומים שבהם חיי הסוללה הם קריטיים.

ממיר MAX17222 כבר נכנס לייצור המוני מכל קו nanoPower. היתרון העיקרי של המיקרו-מעגל הוא שצריכת הזרם שלו במצב סרק היא הנמוכה ביותר עבור מכשירים כאלה והיא רק 300nA. ובמצב כבוי, זרם הצריכה שלו יורד ל-0,5nA. ניתן לכוונן את מתח המוצא באמצעות נגד חיצוני אחד בלבד. ה-IC מובטח שיתחיל ב-0,95V (טיפוס) וישמור על מתח המוצא אם מתח הכניסה יורד ל-0,4V.2,5 רכיבי רצועה, הפתרון Integrated Maxim יכול לתפוס רק 95 מ"מ על הלוח.

פרמטרים טכניים:

מגבלת זרם כניסה מקסימלית - 0,5A (טיפוס);
טווח מתח כניסה 0,4-5,5V (לאחר ההפעלה);
התחלה מובטחת ב-Uin > 0,95 וולט (טיפוס), 0,88 וולט (דקות);
טווח הגדרת מתח המוצא 1,8-5 V;
יעילות > 91% (עד 95%) במגוון רחב של עומסים (ב-Uin > 2V);
צריכת זרם (IQ) 300 nA (במצב סרק);
זרם מבודד (ISD) 0,1 nA (כבוי);
פונקציית הכיבוי מבודדת לחלוטין את העומס מהמקור;
מתח המוצא נקבע על ידי נגד חיצוני אחד.

יישומים אופייניים:

מוצרי אלקטרוניקה לבישים, גאדג'טים;
ציוד רפואי נייד;
חיישנים וחיישנים מיניאטוריים ובעלי הספק נמוך עבור האינטרנט של הדברים (IoT);
מכשירים המופעלים על ידי סוללות או מצברים;
גיבוי מעגלי אספקת חשמל על יוניסטורים.

עוד חדשות מעניינות:

▪ יצר זיכרון מהיר במיוחד ויעיל במיוחד

▪ אל תבטח בעיוורון בבדיקת DNA

▪ חיטוי מקלדת

▪ לפני האירוע, הקנאה חזקה יותר

▪ מזל"ט מתקפל של DJI Mavic Mini

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר טכנולוגיות חובבני רדיו. בחירת מאמרים

▪ כתבה חופות מהשמש. טיפים למאסטר הבית

▪ מאמר מדוע אין לכל העצים טבעות צמיחה? תשובה מפורטת

▪ מאמר מאת Kalinji. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר הגנה חצי אוטומטית של ציוד רדיו מפני נחשולי מתח. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר טופ מתנדנד. ניסוי פיזי

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

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