Plant






Администрация портала просит прощения за "кoрявые" таблицы! Документ в оригенале можете закачать по этой ссылке Оригинал статьи Сегодня вечером статья будет "поправленна"
Наверняка у всех радиолюбителей , занимающихся конструированием ВЧ-аппаратуры возникают проблема – для возбудителя передатчика или гетеродина приемника необходим источник стабильной частоты . Необходимо во-первых, чтобы была стабильная частота , и во-вторых желательно иметь сетку частот . ПАВ – хорошо, но мало кому доступен , не говоря вообще об разных частотах. LC-генератор – просто , но не стабильно и реализация узкой ЧМ довольна проблематична .
В общем, разработка данного модуля – попытка найти некий компромисс между универсальностью и сложностью .
Применение модуля - возбудитель для передатчиков, гетеродин для приемников.

Схема представлена на рис. 1.

рис.1
Схема работает по обычному для данного типа устройств типу.
IC1 – собствено синтезатор частоты.
IC2 – микроконтроллер, который управляет синтезатором и подачей питания на узлы схемы для организации режима ST-BY.
IC3 – стабилизатор 3 В c малым падением, от которого питается вся схема , за исключением УВЧ.
VT1 – генератор VCO на полевом транзисторе. Данная схема включения зарекомендовала себя с хорошей стороны. Управляется варикапом VD2.
VT2 – УВЧ на BF93A. Выполняет функции и буфера и усилителя мощности.
VT3 – ключ на транзисторе ВС857, подающий питание на VCO, смещение на УВЧ, и выводит из «спящего» режима синтезатор LMX1602 ( подачей +3 В на вывод 8 (AUX_EN).
VD1 – светодиод, который индицирует состояние настроек микроконтроллера при программировании пользователем.
После подачи питания начинается выполнение программы микроконтроллера.
На выводе 7 устанавливается «0» тем самым открывая ключ VT3. «Включается» синтезатор, VCO, УВЧ.
Контроллер «загружает» синтезатор, и в данной версии программы ( не поддерживается режим VOX и ПРОГРАММИРОВАНИЕ), которая лежит здесь , переходит в спящий режим. Данная прошивка удобна для настройки устройства. В итоге контроллер «спит», все остальное работает и на выходе «стоит» частота 433,6 МГц.
Сборка.
Устройство собрано на двухстороннем стеклотекстолите размером 50 х 25 мм толщиной 1,5 мм. Обратная сторона соединена перемычками с «землей» со стороны монтажа. Отверстия под элементы ДИП и выводы разенкованы .
После настройки крайне желательно элементы закрыть защитным экраном и пропаять его в нескольких местах. Высоты «корыта» экрана – 4-5 мм.

Рис. 2
Назначение выводов:
1,3 – «земля» (минус).
2 – Выход ВЧ.
4 – Вход МОД (подключение сигнала НИ).
5 – Vcc (+ питания 3-6 В).
6 – VOX (Р1).
7 – PROPGRAM (P2).
Необходимо так же прокинуть четыре перемычки тонким проводом МГТФ (не большая плата за односторонний монтаж)
1. От вывода 5 модуля (Vcc) к точке соединения С31 , С32
2. От вывода 4 модуля (MOD) к конденсатору С23
3. От коллектора T3 к выводу 8 IC1 и далее к точке соединения С29 ,С30


Настройка.
Сказанное ниже относится к правильному монтажу и исправным элементам.
Отпаиваем резистор R15 15к (точнее при сборке его пока не ставим). Подпаиваем к точке Тр1 схему рис. 3.

Устанавливаем на движке резистора пол питания (1,5 В). Раздвиганием – сдвиганием витков катушки L1 устанавливаем частоту в пределах 433-434 МГц. Вращая резистор R1 в крайнее положение проверяем перестройку генератора по диапазону. В моем варианте было 429-437 МГц.
Отпаиваем «лишнее», ставим резистор R15 на место. Включаем питание...
Все должно работать!
Частота должна быть 433,6 Мгц, напряжение на точке Т1 должно быть 1,5±0,3 В. Если отличается – опять же катушкой L1 «загоняем» в нужные пределы.
На этом сборку и настройку можно считать законченной.
Плату со стороны монтажа крайне желательно закрыть защитным экраном из луженой жести!
Программирование.
( не поддерживается первой версией прошивки)
Чтобы изменить параметры модуля (частота, режим реагирования VOX) необходимо войти в режим программирования. Для этого необходимо включить устройство по следующей схеме (рис. 4).

Рис. 4.
1. Нажать кнопки Р1 и Р2, их удерживая подаем питание на модуль. Через 1-2 секунды загорится светодиод VD1.
Модуль вошел в режим программирования, кнопки можно отпустить.
2. Нажимаем кнопку Р1.
Светодиод начинает мигать, отсчитывая канал, на котором в данный момент запрограммировано устройство (от 1 до 16).
1 канал – частота 433,6 МГц *
16 канал – частота 434,35 МГц (шаг канала 50 кГц).
2.1. Если не надо ничего изменять, нажимаем кнопку Р1 еще раз и попадаем в подменю VOX.
Если надо изменить частоту , нажимаем Р2 (с интервалом не более 1 сек) соответственно номеру канала (1 нажатие – первый канал; 16 нажатий – 16 канал; 17 нажатий – первый канал снова).
Через 2 секунды светодиод «отсчитает» номер канала.
Нажатием Р1 переходим в подменю VOX.
3. Светодиод покажет режим, в котором находится VOX.
1 вспышка - VOX включен , по фронту на выводе VOX.
2 вспышки - VOX выключен , по спаду на выводе VOX.
3 вспышки - VOX OFF (Выключен . Модуль включен всегда ).
Для изменения нажимаем кнопку Р2 с интервалом не более 1 сек.
1 нажатие – 1 режим.
2 нажатия – 2 режим.
3 нажатия – 3 режим.
Дальше по кругу.
Следующее нажатие на Р1 – переход в подменю Время VOX.
4. 1 вспышка – передатчик работает на время присутствия разрешающего сигнала на Входе VOX.
2 вспышки – Время VOX равно 5 секунд после наступления «события» на выходе VOX.
3 вспышки – 20 секунд.
4 вспышки – 40 секунд.
Для изменения режима – кнопка Р2.
1 нажатие – 1 режим.
2 нажатия – 2 режим.
3 нажатия – 3 режим.
4 нажатия – 4 режим.
Снова через 2 секунды после нажатия светодиод индицирует состояние.
Нажатие Р1 переводит устройство в режим изменения частоты.
Дальше по кругу.
Выключаем устройство.
Данная версия прошивки находится здесь .



Возможность использования модуля на других частотах и при другом кварцевом резонаторе.

Данный модуль можно использовать на других частотах от 100 МГц (точно) и до 1 Ггц (надо пробовать), не меняя печатной платы а лишь изменив значения элементов С24, С26, С27, L2 , и поменяв варикап CD1.
Необходимо также скорректировать прошивку микроконтроллера.
Открываем файл rf_module.hex , находящийся здесь , например PONYPROGом.
На строке с адресом 0100 есть строка:
B0 C8 21 E0 F0 C8 00 00
Нас интересует только первая половина, то есть B0 C8 21 E0.
Что это такое и как оно получилось?
Это коэффициенты, отвечающие за коэффициент деления опорного кварцевого генератора и сигнала от VCO (на транзисторе Т1 ). (рис 5)

рис. 5
Условием нормальной работы синтезатора является равенство частот, поступающих с обоих делителей на фазовый детектор.
В нашем случае F=10 МГц, Fvco=433,6 МГц.
Частота сравнения (шаг) 50 кГц.
Коэффициент делителя R равен 10000 (кГц) : 50 (кГц) = 200.
Коэффициент делителя М равен 433600 (кГц) : 50 (кГц) = 8672.
С коэффициентом R все просто, он непосредственно заносится в регистр РLL. С коэффициентом М немного сложнее: в таблице 1 и 2 показан формат регистров РLL, в которые заносятся коэффициенты делителей.
Таблица 1.
Первый байт (В0) Второй байт (С8)
Первый бит (FB) Последний бит (LB)
1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0
Служебные биты, В управления PLL R – собственно коэффициент деления опорного (E0)


Таблица 2.
FB первый байт (21) LB второй байт
1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0
N B

Второй регистр PLL.

В PLL информация заводится побитно, сначала первый регистр (16 BIT), затем второй, третий и четвертый. В данном случае за шаг и частоту отвечают первые два регистра. То есть 16+16 BIT (B0 C8 21 E0).
Как они получились?
Включаем калькулятор Windows, инженерный режим
Коэффициент предделителя опорного генератора равен: 10000 : 50 = 200.
Вводим в калькулятор 200 (dec) и нажимаем BIN.
200 (dec) = 11001000
Рисуем таблицу.
FB 1 1 0 0 1 0 0 0 1 рег
LB
2 рег


И вписываем в нее СПРАВА НА ЛЕВО.
Если бы шаг был 25 кГц, то мы вписали бы:
Пример: 10000 : 25 = 400
400 (dec) = 110010000
Далее разбиваем 16 BIТ по 2 байта (по 8 BIТ) и вписываем:
1 Байт 2 Байт
1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0
Это вписываем всегда! (В данной конструкции)
Теперь вводим в калькулятор в бинарном коде:
Первый байт и переводим в HEX:
10110000 (BIN) = B0 (НЕХ).
То же со вторым байтом:
11001000 (BIN) = С8 (НЕХ).
Итого получилось: В0 С8.
С первым регистром проблем нет.
Теперь второй.
Коэффициент деления VCO определяется как:
М = N*C + B, где
C – фиксированный коэффициент предделителя, для LMX1602 c = 16;
N – коэффициент деления предделителя N (от 240 до 65535);
В – коэффициент деления предделителя В (от 0 до 15).
При наших данных M = 433600 : 50 = 8672.
Для вычисления N (грубо) надо:
N = М/С = 8672/16 = 542.
Получилось целое число, значит N = 542, а В = 0. Если бы N не было бы целым числом, то В ≠ 0 (рассмотрим ниже).
Переводим 542 в BINарный код:
542 (dec) = 1000011110
Вписываем полученное значение BIN в таблицу второго регистра (СПРАВА НА ЛЕВО!), В позиции отведенные для делителя N. Так как В = 0, то в позиции для В вписываем нули:
1 Байт 2 Байт
0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0
N В
На место оставшихся битов слева вписываем нули.
Что же получилось?
1-й байт = 00100001 (BIN) = 100001(BIN) = 21 (hex).
2-й байт = 11100000 = Е0.
Что и вписываем в прошивку: B0 C8 21 E0.
Данную «методику» можно применить для расчета синтезатора на любую частоту и шаг в пределах спецификации на примененный PLL (для LMX1602 fmin = 100 МГц fmax = 1,1 ГГц, для LMX1601 – 40 и 500 МГц соответственно).
Необходимо учитывать, что коэффициенты делителей должны лежать в пределах (для LMX1602):
R ( предделитель опорной частоты): 3 « R « 4095.
N: 240 « N « 65535.
0 « B « 15.
Частота VCO всегда кратна шагу , т. е.
Fvco/ΔF – целое число
Рассмотрим пример: необходимо получить частоту 133,300 МГц, например гетеродин приемника на 144 МГц (F = 10,7).
При шаге 25 кГц ( ΔF = 25 кГц).
Кварц на частоту 10,250 МГц (Fosc = 10,25 МГц).
1. Вычисляем коэффициент делителя опорного генератора R:
R = 10250 : 25 = 410 = 110011010 (BIN).
Вписываем в таблицу первого регистра (СПРАВА НА ЛЕВО).

1 Байт 2 Байт
1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0
Служебные биты R

Всегда это.
Получилось:
1-й байт = 10110001 = B1 (hex).
2-й байт = 10011010 = 9А (hex).
В1 9А
2. Вычислим коэффициент деления VCO М:
М = 133300 : 25 = 5332.
М = N*c + B, где с = 16 (для LMX1602).
Вычислим N (грубо) N = М/с = 5332/16 = 333,25.
Получилось НЕ ЦЕЛОЕ число, следовательно для данного случая В ≠ 0. Подставляем вместо N ближайшее целое меньшее число (333):
5332 = 333*16 + В = 5328 + В.
Отсюда В = 53320 – 5328 = 4.
Теперь у нас есть все необходимые коэффициенты.
N = 333 = 101001101(BIN).
В = 4 = 100 (BIN).
Заносим в таблицу второго регистра.

1 Байт 2 Байт
0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0
N В

1-й байт = 00010100 = 10100 = 14 (hex).
2-й байт = 11010100 = D4 (hex).
Заносим полученные данные в прошивку:
Адрес
0100 : В1 9А 14 В4
Для частоты 133,3 мГц необходимо подкорректировать значения L2, С24, С24 , С27
L – 5 витков провода 0,5 мм на оправке 4мм.
С24 =5,6 пФ. С26 =18 пФ. С27=39 пФ


[img]http://vrtp.ru/screenshots/1102_elements_top.jpg[/img]
Прошивка V1 (hex)
Даташит на LMX1602 (pdf)
Все вопросы просьба или на мыло [email protected] или на форум
Оригинал статьи

[img]http://vrtp.ru/screenshots/1102_post_25_1129208327.jpg[/img]