Синтезаторчастоты на Si570 для простого КВ трансивера. Этот синтезатор предназначен для работы в составе простых КВ приемников и трансиверов, или же просто как генератор частоты. Микросхема Si570, примененная в данном синтезаторе давно и успешно применяется в технике SDR и представляется собой полноценный синтезатор частоты, основанный на принципе управляемого деления частоты СВЧ генератора ( DCO), работающего в диапазоне частот 4850 – 5670 МГц. В свою очередь, DCO также управляется цифровым кодом частоты ( RFREQ ). Комбинацией коэффициентов деления делителей HS_DIV и N1, а также установкой нужной частоты DCO формируется выходной сигнал синтезатора нужной частоты.
В зависимости от версии Si570 выходная частота изменяется в широких пределах. Минимальная частота которую способна синтезировать SI570 находится в районе 3,5 МГц ( хотя производитель гарантирует работу на частотах выше 10 МГц ). Максимальная частота CMOS версии SI570 гарантированная производителем - 160 МГц. Автор применил синтезатор с полной маркировкой Si570CAC000141DG CMOS. Качественные параметры синтезатора определяются примененной Si570 – читайте «даташит». В предлагаемом синтезаторе сервис минимальный – управление частотой, режимами работы – нормальная и реверсная боковые полосы, режим CW, управление ДПФ, работа с расстройкой в пределах +/- 99,99 кГц от частоты передачи. Также имеется простая система САТ, работающая по протоколу “Kenwood” со скоростью 9600 бод. Система САТ позволяет производить обмен данными о частоте и режиме работы с каким-либо логгером. Для удобства работы имеется также кнопки “LOCK” – блокировка валкодера и “FAST” – шаг перестройки увеличивается в 10 раз в нормальном режиме и в 1000 раз в режиме установок. Кроме этих кнопок имеются еще 4 кнопки : “RIT”, “MODE”, “BAND-“, “BAND+”. Назначение их понятно из названий. Схема проста и пояснений не требует. Исходя из ограничений по синтезируемой выходной частоте нужно выбирать значения частот ПЧ. Если пытаться установить частоту ( с учетом ПЧ ) меньшую 3,5 МГц – синтезатор выдаст ошибку и перезагрузится. Раскладка частот принята классической – на НЧ диапазонах частота синтезатора равна сумме частот сигнала и частоты ПЧ, а на ВЧ диапазонах - разности. Поэтому при популярной ПЧ 8,867 МГц минимальная частота синтезатора будет около 5 МГц ( диапазон 20 м), т.е. больше минимума 3,5 МГц и синтезатор будет нормально работать. Наиболее удачный вариант - это использовать ключевые смесители, в которых противофазные сигналы формируются триггерами, а частота сигнала гетеродина должна быть в 2 раза выше необходимой для работы смесителя. В этом случае, при ПЧ 8,867 МГц, частота синтезатора будет выше 10 МГц на любом диапазоне.
Начальные установки ПЧ равны 0, множитель выходной частоты равен 1, а шаг перестройки 10 Гц. Т.е. синтезатор будет генерировать частоту соответствующую показаниям индикатора. С этими установками нужно откалибровать частоту внутреннего опорного генератора SI570, номинальное значение которой равно 114,285,000 Гц.
Для калибровки частоты необходим или частотомер, или контрольный приемник. Нужно настроить синтезатор точно на частоту 14,200,000 Гц по показаниям частотомера ( или по «нулевым биениям» контрольного приемника работающего точно на частоте 14.2 МГц ), а не индикатора синтезатора – ошибка может составлять десятки кГц ! - и нажать кнопку “CALIBR.” Программа сама вычислит нужное значение Xtal для SI570. Повторное нажатие на эту кнопку не допустимо – вычисления будут не верными. Для повторной калибровки нужно сначала сделать общий сброс – включение питание при нажатой кнопке “CALIBR.”, а уже затем снова калибровать частоту Xtal.
Для установки частот ПЧ отдельно для нормальной боковой полосы ( LSB на НЧ и USB на ВЧ диапазонах), реверсной и CW режимов, множителя выходной частоты и наиболее удобного шага перестройки ( 1 – 1000 Гц ) имеется сервисный режим. Вход – нажатая кнопка “LOCK” при включении питания. В режиме установки ПЧ действует кнопка “FAST” умножающая шаг перестройки на 1000 - это очень удобно для быстрой «перемотки» частоты от 0 до нужного значения.
Запоминание установленного параметра и переход к следующему – кнопка “LOCK”.
Управление ДПФ стандартное, в двоичном коде. Диапазон 160 м – 0000, 80м - 0001 и т.д. до диапазона 10 м. Всего 9 диапазонов. Для дешифровки диапазона и управления полосовыми фильтрами удобно применить 74HC145.
Следует упомянуть и об основном недостатке Si570 – прерывания генерируемого сигнала на 10 милисекунд в момент записи новых коэффициентов деления для внутренних делителей Si570. Это прерывание воспринимается на слух как «щелчок», и происходит при перестройке по частоте превышающей +/- 3500 ppm от ранее записанного значения частоты, произошедшего в момент последнего обновления коэффициентов деления.
Эти «щелчки» не так и часты – обычно один «щелчок» на десятки кГц, и в принципе не мешают.
Достоинство применения Si570 по сравнению с DDS или PLL синтезаторами очевидно – предельная простота синтезатора, при отличном качестве формируемого сигнала, а также отсутствие каких-либо настроек и регулировок ( кроме контрастности LCD индикатора ). При правильном монтаже, программировании микроконтроллера и исправных компонентах синтезатор начинает работать сразу после «прошивки» контроллера. Atmega168 должен быть сконфигурирован «фьюзами» на работу от встроенного RC генератора на частоту 8 МГц. В программе PonyProg нужно выставить «фьюзы» как на рисунке. При программировании «фьюзов» в этой программе столкнулся с одной странностью. После «прошивки» контроллера синтезатор работал очень медленно, и прочитав состояние «фьюзов» в другой программе увидел, что включен внутренний делитель тактовой частоты на 8, который и выключил, а в PonyProg все выглядело одинаково и с включенным делителем, и с выключенным. Так что, если после прошивки синтезатора, он будет работать очень медленно, то следует перепрограммировать бит CKDIV8, т.е. сначала запрограммировать с «галочкой» на бите CKDIV8, а затем без нее. Схема,печатка и прошивка в прикреплениях:
