Генератор управляемый напряжением  на диапазон 2М



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЕ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВО «ВГТУ»,ВГТУ)

Факультет радиотехники и электроники

               Кафедра конструирования и производства радиоаппаратуры

                                             КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине «Современные РЭС специального назначения особенности проектирования и эксплуатации

 

 

Разработал студент                                                     ___________Шишкин А.С.

Группы РК-12                                                             Подпись, дата

Проверил                                                                     ___________Турецкий А.В.

                                                                                      Подпись, дата

 

                                                          Воронеж 2018

Содержание

Введение                                                                                                                          3

Принцип действия                                                                                                      4

Фильтр низких частот                                                                                                7

Конструкция , программирование                                                                                 9

Режимы работы                                                                                                               11

Управление                                                                                                                  13

Список литературы                                                                                                    16

 

 

 

Введение

Синтезаторы частоты используются в радиоприёмной аппаратуре, телевизорах, аппаратуре сотовой и многоканальной связи для получения стабильной во времени частоты, которую можно регулировать с определённым шагом. Другими словами, синтезатор служит для формирования сетки частот. Синтезаторы часто выполняются с применением цифровой техники, то есть необходимая частота задаётся в цифровом виде, управление осуществляется с помощью микроконтроллера. Красноречивый пример удобства использования цифровой настройки вы можете почувствовать, когда включаете в телевизоре режим автосканирования. Синтезатор плавно «пробежит» диапазон, микроконтроллер «запомнит» найденные телеканалы, и пользователю остаётся только нажимать кнопки выбора каналов на дистанционном пульте управления.

Синтезатор частоты предназначен для использования в узлах портативных и стационарных КВ и УКВ радиопередающих и приемных устройствах.

 

 

Основные характеристики:

  • Диапазон рабочих частот ... 5 - 185 мГц
  • Минимальный шаг частоты перестройки, для диапазона:
144 МГц   2,5кГц
51 МГц   1 кГц
27 МГц   0,5 кГц
14 МГц   0,25 кГц
7 МГц   0,125 кГц

 

 

  • 28 энергонезависимых ячеек памяти частот
  • Режим для работы через ретранслятор
  • Напряжение питания: 4 - 15 В
  • Ток потребления: 3 - 9 мА
  • Индикация частоты на ЖК-дисплей
  • Часы
  • Микропроцессорное управление

Принцип действия

Блок-схема синтезатора частоты приведена на рис. 1.

Принцип действия синтезатора основан на сравнении двух частот: частота опорного генератора через делитель с переменным коэффициентом деления ДПКД R (его частота определяет минимальный шаг перестройки) поступает на фазовый детектор, туда же поступает частота с ГУНа предварительно деленная ДПКД N (делитель ДПКД N предназначен для перестройки по частоте синтезатора). Выходное напряжение сигнала ошибки с ФД фильтруется ФНЧ, который определяет полосу захвата и полосу удержания кольца ФАПЧ. Затем отфильтрованное напряжение поступает на варикапы управляемого генератора и производит его подстройку до совпадения частоты ДПКД R и частоты ДПКД N с учетом коэффициентов деления.

Микросхема, примененная в данном синтезаторе частоты MC145170-2 предназначена для построения современных цифровых частотных синтезаторов с ФАПЧ для КВ и УКВ диапазонов.

 

Основные характеристики:

Номинальное напряжение питания, В 2,7-5,5
Интервал входной частоты, Fin, МГц 5,0-185
Наибольший потребляемый ток, мА 0,6-5,8
Коэффициент деления делителя входной частоты, делитель N 40-65535
Коэффициент деления делителя образцовой частоты, делитель R 1,5, -32767
Максимальная рабочая частота фазовых детекторов, МГц 2,0
Частоты подключаемого кварцевого резонатора, OSCin и OSCout, МГц 2,0-15
Интервал входной частоты делителя образцовой частоты, OSCin, МГц 1,0-35
Чувствительность усилителя-формирователя, Vin, Вэфф 0,5
Входной ток ВЧ входа усилителя-формирователя, (Fin) мкА +150
Максимальная выходная частота 4разрядного делителя, REFout, МГц 10

В состав микросхемы входят (см. структурную схему на рис.2) генератор образцовой частоты, пятнадцатиразрядный программируемый делитель образцовой частоты R, усилитель-формирователь входных ВЧ импульсов, шестнадцатиразрядный входной программируемый делитель N, дополнительный четырехразрядный делитель частоты кварцевого резонатора с программируемым коэффициентом деления, управляющий регистр C, два частотно-фазовых детектора, детектор захвата частоты, логический блок управления, приемные и буферные регистры.

 

Принципиальная схема (блок контроллера) рис. 3. На резисторе R3 и светодиоде VD3 собран параметрический стабилизатор напряжения +1,5В для питания ЖКИ индикатора. В случае использования устройства в портативной аппаратуре, можно исключить батарею 1,5 в и диоды VD1-VD2 подключив правый вывод (на принципиальной схеме) R3 непосредственно к питающей батарее. На резисторах R8-R11 собрана схема преобразования уровня сигналов подаваемых на ЖКИ. Функцию управления ЖКИ, синтезатора DD2 и обработку управляющих сигналов кнопок осуществляет контроллер (однокристальная микроЭВМ) DD1. Дребезг подключенных к нему кнопок устраняется программно. "Подтягивающие" резисторы R4-R7, R12 можно не устанавливать т.к. они имеются в контроллере, но при большом уровне помех и наводок желательно их установить. Цепь R14 C4 служит для установки в исходное состояние контроллера при включении питания, ее также можно исключить, соединив вывод 4 DD1 с шиной +5в, но если напряжение питания при включении нарастает слишком медленно её нужно установить. R13 C3 определяют рабочую частоту контроллера, C3 можно подобрать для увеличения или уменьшения скорости работы и опроса кнопок. Цепь R15 R16 C5 является интегратором сигнала от детектора захвата ИС DD2, резистор R15 возможно придется подобрать для получения более точных показаний ухода частоты, которые проявляются на ЖКИ в виде буква F в левом углу.

Через линии порта A0-A2 организована шина SPI по которой происходит обмен информацией между контроллером DD1 и микросхемой синтезатора МС145170 для управления ее работой. Конденсатор C6 служит для устранения ложных импульсов по сигналу управления, первоначально его устанавливать не нужно, но если при включении питания и в моменты управления передается неправильная информация на ИС синтезатора то его надо установить. Кварцевый резонатор ZQ1 подключен к опорному генератору ИС синтезатора и определяет точность исходной частоты синтезатора, более точно настроить его можно при помощи подстроечного конденсатора C10. На микросхеме U1 выполнен стабилизатор напряжения +5В для питания синтезатора частоты.

Фильтр низких частот.

Существует два варианта ФНЧ определяющие область применения синтезатора:

1. Сигнал с фазового детектора B поступает на ФНЧ выполненном на ОУ. Этот способ пригоден для устройств с питанием порядка 9-15 В, при этом величина напряжения настройки подаваемое на ГУН определяется напряжением питания ОУ, что в свою очередь обеспечивает более широкий диапазон перекрытия ГУНом.

2. Сигнал с фазового детектора A подается на ФНЧ выполненный на RC цепи. В этом случае напряжение питания может составлять 4-5 В (соответственно размах управляющего напряжения на ГУН будет меньше напряжения питания), стабилизатор и ОУ в данном случае не нужны.

Генератор управляемый напряжением  на диапазон 2М

Конструкция и детали.

Светодиод VD3 красного свечения. Десятиразрядный ЖКИ индикатор с внутренним контроллером HT1610 от импортных телефонов. ОУ DA1 можно заменить на менее скоростной УД708, но при этом уменьшится диапазон выходного напряжения перестройки ГУНа. Стабилизатор 78L05 заменим на КР1157ЕН5. Пищалка BQ1 пьезоэлектрическая, например ЗП-1.

Управление, программирование

После подключения питания, показания индикатора будут иметь следующий вид:

Управление осуществляется при помощи четырех многофункциональных кнопок.
Основные функции кнопок:

  • SA1 - увеличение частоты на 4 минимальных шага перестройки
  • SA2 - уменьшение частоты на 4 минимальных шага перестройки
  • SA3 - увеличение частоты на 1 минимальный шаг перестройки
  • SA4 - уменьшение частоты на 1 минимальный шаг перестройки

Дополнительные функции кнопок:
Одновременное нажатие на SA3 SA4 изменяет значения шага перестройки частоты в 5 раз, т.е.:

  • SA1 - увеличение частоты на 20 минимальных шагов перестройки
  • SA2 - уменьшение частоты на 20 минимальных шагов перестройки
  • SA3 - увеличение частоты на 5 минимальных шагов перестройки
  • SA4 - уменьшение частоты на 5 минимальных шагов перестройки

SA5 переключает режим прием/передача. В режиме "прием" происходит вычитание ПЧ. При "передаче" все управляющие кнопки блокируются.

Установка часов:
Этот режим доступен при отключенном питании синтезатора.

  • SA6 - нажатие на эту кнопку переводит ЖКИ в режим коррекции времени
  • SA7 - нажатие на эту кнопку производит перебор значений часов и минут в режиме коррекции времени

Быстрое сохранение установок в энергонезависимой памяти.
Первично синтезатор настроен на частоту 145,000 мГц и ПЧ 10,7. После перестройки синтезатора на необходимую частоту, ее можно сохранить как стартовую при включении. Для этого необходимо нажать одновременно SA1 SA2. Это также относиться ко всем остальным установкам (шаг, ПЧ, конфигурации...)

 

Режим работы с памятью.

Вход в режим работы с памятью осуществляется одновременным нажатием на кнопки SA2 SA3.
Показания индикатора будут иметь следующий вид:

 

 

В режиме работы с памятью кнопки принимают следующие функции:

  • SA1 - выбор следующей "ячейки памяти"
  • SA2 - выбор предыдущей "ячейки памяти"
  • SA3 - выбор данной частоты и выход
  • SA4 - выбор номера ячейки и выход

Одновременное нажатие на SA1 SA2 осуществит сохранение "рабочей" частоты в данную ячейку.

Сохранить частоту в ячейку памяти можно и иным способом: в режиме "Память" выбрать нужную ячейку, нажать SA4 для выхода в главное меню, и нажатием на SA1 SA2 сохранить частоту, при этом данная ячейка становится стартовой при включении питания.

"Память".

Ячейки памяти для работы через ретранслятор
Ячейки памяти с номерами 25-27 предназначены для хранения значений ПЧ при работе с ретранслятором (см. ниже). Если режим работы через ретранслятор не будет использоваться, то их можно использовать как обычные ячейки для хранения значений частот.

 


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 31; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ