Синтезатор УКВ радиостанции с валкодером на AT89C2051
Предлагаемый синтезатор построен на современной элементной базе и предназначен для использования в любительских УКВ радиостанциях диапазона 144-146 Мгц. В целом синтезатор представляет собой функциональный блок, в состав которого входят два раздельных ГУН-а, микрофонный тракт и предварительный усилитель мощности до 100 Мвт. Все последующие каскады передатчика могут работать в классе “С”, и не требуют коммутации по питанию. После данного синтезатора достаточно иметь всего 2 каскада, что бы получить на выходе 6-10 ватт. Рекомендуемая схема УМ прилагается. Применение в ГУН-ах полевых транзисторов позволило получить малый уровень собственных шумов и чистый спектр излучения.
Использование SMD элементов позволило создать компактную конструкцию в виде отдельного модуля вместе с органами управления и индикатором, который размещается на передней панели станции. Размер модуля 78 Х 36 мм. Плата выполнена по современной технологии, с металлизацией отверстий, и защитной маской. Ее можно изготовить и в домашних условиях по прилагаемым рисункам, или заказать у авторов. Файл для самостоятельного программирования так же прилагается. Возможности программы синтезатора следующие:
· плавная перестройка, - перестройка с шагом 5,10,15,20,25 Кгц, в пределах 144-146 Мгц (границы перестройки программируются)
· перестройка по заранее запрограммированным каналам. Максимальное количество каналов - 59. Частота приема и передачи каждого канала устанавливается индивидуально, т.е. каждый из каналов может быть использован как репитерный с произвольным разносом частоты.
· сканирование в заданной области частот (область сканирования программируется)
· сканирование по каналам в заданной области частот (область сканирования программируется)
Синтезатор управляется валкодером и двумя кнопками: "F" (Function) и "Scan".
· "F" - переключение между режимами плавной перестройки и перестройки по заранее запрограммированным каналам.
· "Scan" - включение режима сканирования. При обнаружении работающей радиостанции и срабатывании шумоподавителя процесс сканирования приостанавливается на 3 секунды, затем продолжается. Остановить сканирование можно нажатием на кнопку "Scan" или нажатием на тангенту или поворотом валкодера.
Если нажать кнопку "F" и удерживая ее нажатой включить радиостанцию, то синтезатор войдет в режим настройки каналов - выбор настраиваемого канала. В этом режиме с помощью валкодера выбирается номер настраиваемого канала. После выбора номера канала нажать кнопку "F". При этом синтезатор переходит в режим настройки частоты приема выбранного канала. Частота приема отображается на индикаторе как F1, частота передачи как F2. По умолчанию частота передачи равна частоте приема и если не требуется изменять частоту передачи, то нажать кнопку "F" для выхода из этого режима и настройки следующего канала. Если планируется работа в режиме репитера, то с помощью валкодера установить частоту передачи выбранного канала. После установки нажать кнопку "F". Если в канале частота приема и передачи не совпадают (режим репитера), то это отражается на индикаторе буквой "Р". Для выхода из режима настройки каналов нажать кнопку "Scan".
Примечания:
· Настраиваются каналы с №1 по №59.
· При перестройке в канальном режиме, отображаются только настроенные каналы.
· Для того, чтобы отключить канал, надо записать в него частоту 146025, т.е. вывести его за пределы разрешенного диапазона
· Независимо от установленного шага перестройки настройка каналов памяти происходит с шагом = 5 кгц.
Служебные каналы:
· канал №60 - последняя использовавшаяся частота. Программировать эту ячейку нет смысла, программа все равно ее перепишет.
· канал №61 - границы диапазона. По умолчанию записывается 144000 - 146000
· канал №62 - границы области сканирования. По умолчанию записывается 144500 - 145800.
· канал №63 - промежуточная частота и частота опорного кварца. По умолчанию записывается 10.695 и 10.000.
· канал №64 - шаг перестройки и служебная ячейка (корректировка не сохраняется). По умолчанию шаг = 25 кгц.
Для полной инициализации синтезатора, восстановления настроек "по умолчанию" нужно нажать одновременно кнопки "Scan" и "F" и удерживая их в нажатом состоянии включить радиостанцию. Через 5 сек отпустить. Все старые настройки стерты, стартовая частота - 145300, настроен 01 канал на частоту 145300, синтезатор готов к работе.
Схема синтезатора представлена на Рис 1. В цифровой части использован микроконтроллер АТ89С2051(U1), внешняя память 24LC04(U2), а так же специализированная микросхема для синтезаторов КФ1015ПЛ4(U3) Микросхема U3 управляет частотой генераторов управляемых напряжением ( ГУН-ов) собранных на полевых транзисторах VT5,VT6. Благодаря небольшой начальной емкости контуров ГУН-ов обеспечивается перестройка варикапами по частоте с большим запасом (около 20 Мгц) и захват – удержание происходит даже при значительных расстройках. В режиме приема работает VT5, в режиме передачи VT6. Коммутация осуществляется подачей напряжения на затворы “2” полевых транзисторов. Кроме того, ключ на VT4 в режиме передачи подает питание на предварительный усилитель мощности VT7, на микрофонный тракт и дополнительное запирающее напряжение на исток VT5 через цепочку R39, D6. Это нужно во избежание запуска генератора на VT5 при воздействии сильных ВЧ полей в режиме передачи. Каскад на VT8 является коммутирующим. В режиме передачи он заперт, и цепи приемника отключены во избежание нежелательных влияний на устойчивость передатчика. Микрофонный усилитель собран на двух транзисторах VT1, VT2 и рассчитан на использование любого электретного микрофона. Питание на микрофон снимается с делителя (R7, R8). Сигнал с микрофона усиливается до уровня 3- 4 вольта и подается на ограничитель D2, D3. Этим достигается небольшая степень компрессии около 10 -12 Дб, не вызывающая заметных искажений. Кроме того, элементами усилителя формируется необходимый подъем АЧХ с крутизной около 6 Дб на октаву и спад после 3-х Кгц. Усилитель нечувствителен к воздействию ВЧ полей и обеспечивает хорошее звучание на передачу. Уровень девиации устанавливается резистором R18. На транзисторе VT1 выполнен ключ остановки сканера. Через резистор R28 на него подается сигнал логической “1” при наличии работающей станции от шумоподавителя приемника.
В качестве валкодера использован переключатель на 10 положений МПН-1 у которого просто сворачивается ограничитель небольшим усилием поворота оси дальше упора. Вреда в работе это причинить не может, так как конструктивно детали ограничителя не имеют доступа к контактам и валкодер работает без проблем. Катушки ГУН-ов бескаркасные, намотаны проводом ПЭЛ-0.5 на оправке диаметром 3 мм виток к витку. L1 – 6 витков, L2 – 5 витков. Все диоды в схеме КД522 или аналогичные. При исправных деталях схема работает сразу, а настройка предельно проста. Предварительно в функциях нужно лишь установить частоту используемого кварца и значение 1-й ПЧ. На частоте 145.300 измерить напряжение на выводе “15” микросхемы U3. Раздвигая витки L1 выставить 1.8 – 2 вольта в режиме приема и так же L2 при передаче. Выставить частоту в режиме передачи подстроечником С8. Контролировать по частотомеру, подключив его к выходу 5. Выставить девиацию по приборам или по контрольной станции. Синтезатор готов к работе.
Шатун Александр Николаевич. UR3LMZ E-mail: ashatun@mail.ru 62300 Харьковская обл. г. Дергачи, пер. Октябрьский 16. Тел. 3-21-18. (конструкция и схемотехника)
Денисов Александр Юрьевич г. Москва. RA3RBE E-mail: alldn@mail.ru , (программное обеспечение)
