Синтезатор на ATmel 89С52

Прообразом применяемого синтезатора послужила статья А. Кухарука в РЛ №1/94г. За ней последовали несколько видоизменённых версий с контроллером на Z80, описанных в РЛ №3,4,5/96г. и книжке по сетевому TRX. Точный подсчёт изготовленным вариациям не производился, но только автором этих строк "спаяно" и настроено не менее полсотни с различными платами ГУНов, индикации и контроллеров. По своим шумовым характеристикам версия синтезатора на Z80 имеет достаточно высокие параметры.

Встраивался синтезатор в уже работающие TRX RA3AO, UA1FA, КРС81, Урал84М и нигде не было замечено ухудшение динамических характеристик приёмника. Основная, возникавшая проблема - это избавление от наводок платы контроллера на Z80 и динамической индикации, т. к. в уже работающих трансиверах не всегда можно было найти подходящее место расположения платам синтезатора. При неудачно выбранной ПЧ могли появиться 1-2 поражённые точки, которых не было при использовании обычного ГПД. US1QW, опасаясь ухудшения параметров своего КРС81, не рискнул встраивать синтезатор на Z80 в TRX, а выполнил его отдельным внешним VFO и ввёл дополнительное реле, переключавшее внутренний ГПД или внешний VFO. Затем несколько месяцев на разных диапазонах щёлкал тумблером, переключая ГПД и синтезатор, пытаясь определить разницу. В конце концов - пришёл к выводу, что в следующем трансивере синтезатор будет встраивать внутрь TRX, т.к. при варианте внешнего VFO не используется весь сервис и отличия (если не вращать ручку настройки) в качестве приёма между обычным ГПД и синтезатором на слух обнаружить не удалось.

Обычно все противники самодельных синтезаторов замолкали после того, как им удавалось покрутить валкодер качественно настроенного трансивера с синтезатором. Конечно, не исключаю и вариантов, когда от попытки применения синтезатора конструктор получал только отрицательные эмоции - здесь основная проблема в отсутствии или наличии требуемого "масла" в голове изобретателя. Хотя отмечены отдельные уникальные случаи, когда синтезаторы были изготовлены и установлены в трансиверы радиолюбителями, слабо разбирающимися в отличиях между Z80 и 580ВВ55. С их слов можно сделать вывод о том, что они полностью довольны работой этого устройства. По-видимому - это связано с аккуратным изготовлением и внимательным отношением к тем рекомендациям, которые можно получить о настройке синтезатора у более подготовленных НАМов. Дело в том, что при наличии отработанного и проверенного комплекта печатных плат такого синтезатора, настройка заключается в подгонке генераторов, а она аналогична настройке обычного ГПД. Вся цифровая часть при аккуратной пайке, отработанных и проверенных платах и исправных микросхемах работает сразу, настраивается (подгоняется) только опорный кварцевый генератор. Для подготовленного и опытного радиолюбителя вся работа может занять максимум неделю, яркий тому пример - UR6EJ, в качестве работы этой станции можно убедиться, послушав его работу в эфире. Или UR5ZD, хотя он частенько накручивает "ограничение сигнала на 2-х ГУ-13", дабы "близко не пристраивались" и не мешали спокойно вести длительные беседы на технические темы, :). Нужно учесть, что они используют более ранние модификации синтезатора, с которым нужно было достаточно длительно повозиться, прежде чем закрутить "последний болт".

Недостатки, присущие этим версиям синтезатора - это помехи, которые излучают:

  • контроллер на Z80
  • динамическая индикация и тем сильнее, чем больший ток потребляют АЛС
  • постоянный опрос клавиатуры

Также к недостаткам можно отнести:

  • Низкое быстродействие, не позволяющее работать полудуплексом телеграфом с большими расстройками, когда TRX переводится на передачу при каждом нажатии ключа. Низкое быстродействие связано с низкой частотой сравнения, которая выбрана по соображениям высоких шумовых параметров синтезатора.
  • Шаг перестройки, равный 61Гц, достаточный для работы SSB, CW, телетайпом и SSTV, может вызвать проблемы при работе PACKET, AMTOR, PACTOR и т.д. и т.п. Для более точной настройки на корреспондента потребуется ввести расстройку в опорный генератор трансивера, которая может не превышать 30Гц.

Плата контроллера.

фото 1 , фото 2 , схема

В рассматриваемом варианте синтезатора на 89С52 осуществлена попытка избавиться от недостатков присущих ранним моделям. Подробно весь сервис по кнопкам расписан ниже, здесь же хочу только отметить «кардинальные» изменения. Основное преимущество прошивки в том, что она позволяет неограниченное количество раз самостоятельно вводить и изменять прямо с клавиатуры промчастоту, которая может быть от 0Мгц до 12Мгц. Не нужно ничего пересчитывать в двоичные коды как это осуществляется в Донецкой версии синтезатора или бежать к ближайшему счастливому обладателю программатора для перепрошивки ПЗУ – как это было в синтезе на Z80! Нужно только знать значение промчастоты своего ТРХ (это частота опорника округлённая до сотен герц) и при включении синтезатора входим в меню ввода промчастоты (нажав 7-ую кнопку), а затем прямо кнопками набираем требуемое значение (каждой кнопке присвоена своя цифра). При вводе последней цифры (сотни герц) синтез автоматически запомнит введённое значение и перейдёт в рабочий режим на начало того диапазона, который был включен перед вводом ПЧ (при первом включении это 40м). Если подключено внешнее питание внутреннего ОЗУ процессора (батарейка) – введённое значение будет сохраняться во внутреннем ОЗУ МС до разряда батарейки или новой перезаписи ПЧ.

Шаг перестройки синтезатора может также вводиться по желанию и составлять 30,40,50,60Гц. Мне задают вопросы – почему нет шага перестройки 10Гц? На этот счёт ответ дан в описании валкодера – очень сложно на «коленках» (да и на наших заводах сейчас) изготовить валкод, чтобы при шаге 10Гц на оборот ручки получить хотя бы 2Кгц перестройки, а готовые валкоды обходятся очень дорого. Да и по моим наблюдениям те радисты, которым действительно очень нужен мелкий шаг перестройки – это элементарно решают вводом дополнительной расстройки в опорнике трансивера (это можно делать и небольшой расстройкой опорника синтезатора). Подавляющее же большинство работают «стандартными» видами излучения CW, SSB и заложенных шагов перестройки вполне для такой работы достаточно. Ничего не поделать – срабатывает фактор ориентирования на большинство, хотя может это и не совсем верное решение…

Логика программы составлена под «классический» вариант расклада ТРХ с одним преобразованием и промчастотой не выше 12Мгц. Т.е. диапазоны 10Мгц и ниже - частота синтезатора рассчитывается Fпч.+Fприёма, диапазоны 14Мгц и выше - Fприёма-Fпч. Дополнительно к управлению частотой, через контроллер происходит включение- выключение режимов работы трансивера (есть память и на эти кнопки) и можно управлять всем синтезатором (соответственно и трансивером) с компьютера через любой СОМ порт. Для стыковки ТРХ-комп потребуется спаять примитивный модем на одном транзисторе и загрузить программу управления в компьютер. Программа абсолютно бесплатна и доступна на моём сайте ссылка на программу, а вот саму прошивку 89С52 мы с программистом решили пока в свободное распространение не пускать – уж больно титанический это труд – написать качественное программное обеспечение, чтобы оно безошибочно работало и не глючило – на написание прошивки ушло пол года, затем на «вылизывание» ещё почти год. Ну и ещё около 8-ми месяцев ушло на поиски, адаптацию подходящей программы для установки в компьютер и переписки прошивки 89С52 под эту программу. В общей сложности на отработку-обкатку-доработки синтезатора на 89С52 ушло более двух лет. Поэтому принято решение хоть как-то компенсировать трудозатраты - зашитый процессор можно заказать автору.

Контроллер на Z80 заменён на более современную версию контроллера на 89С52. Процессор 89С52 в своём составе имеет ОЗУ, ПЗУ, порты ввода-вывода, таймеры, один из которых используется для формирования сигнала FD1. При использовании 555 серии и 580ВВ55 плата контроллера потребляет 200мА по 5В. Для того чтобы ещё снизить энергопотребление нужно применить 1533 серию и 82С55. При подключении к контакту Р1 батареи напряжением 3,8-5,0В обеспечивается режим хранения информации при отключенном питании. Потребляемый при этом ток процессором составляет 40мкА. Процессор в основное время "стоит" - находится в режиме пониженного энергопотребления, в котором работает только генератор и внутренний таймер, который выдаёт частоту FD1 для фазового компаратора. Процессор выходит из этого состояния только при следующих случаях: при вращении ручки валкодера - на время, необходимое для пересчёта Кдел., при переходе на передачу - на время требуемое для определения включена ли расстройка, и если она включена, то до отпускания тангенты, при нажатии на кнопки - на время до отпускания или до конца команды (сканирование, ввод частоты, работа с памятью). Условно плату контроллера можно разбить на три независимых узла – это сам контроллер 89С52 управляющий работой всех узлов, ДПКД (делитель с переменным коэффициентом деления) – DD4-DD9, частотно-фазовый детектор – DD10-11, VT1-4, формирователь отрицательного напряжения для запирания неработающих ключей на плате ГУНов – Q3-5, микруха умощняющая выходы 89С52 для управления режимами работы ТРХ – DD1. Для того чтобы просто посмотреть как «бегают цифирки» на плате индикации – достаточно запаять 89С52 с элементами кварца, цепочкой формирования сигнала Reset – R2,C2 и «подпора» дежурного питания VD1,VD3,C1,R3 – и можно «играться» кнопками управления на плате индикации.

Рассматривались варианты замены прежнего ДПКД на 193ИЕ3, 555ИЕ10 какой-либо одной специализированной микросхемой. Но отсутствие справочных данных на шумовые параметры этих МС и печальный опыт с "донецкой" версией синтезатора, в котором применена специализированная 1508ПЛ1 в ДПКД, заставили отказаться от заманчивой идеи сокращения количества микросхем в ущерб качественных показателей всего устройства. Например, можно было использовать всего две МС - делитель 40/41 SP8793А и таймер ВИ53 но, подсчитав стоимость и наличие этих МС на радиорынках, было решено оставить старую версию ДПКД, как зарекомендовавшую себя без "глюков". Логика работы всей цифровой части устройства осталась прежней.

Во внутреннее ПЗУ 89С52 записывается программа, управляющая работой синтезатора. На сегодня уже существует несколько версий этой программы, с различными возможностями и сервисом. Основной вариант программы во многом совпадает с предыдущими версиями, но есть и отличия. Следует отметить один новый элемент, который введён в плату контроллера - DD1. Элементы этой микросхемы служат для умощнения выходов порта ВВ55, который совместно с кнопками А1-А6 используется для переключения родов работ и сервиса в трансивере. Выходы 155ЛН5 имеют открытый коллектор и один элемент способен коммутировать цепи с питающим напряжением до 15В и током до 20мА. Вместо 155ЛН5 можно применить 155ЛН1,2,3. Управление кнопками А1-А6 квазисенсорное, т.е. при первом нажатии включаем режим, вторым нажатием выключаем. Для инициализации включен или выключен режим, введены светодиоды VD1-VD6, расположенные рядом с кнопками А1-А6 на плате индикации. Этот сервис позволил приблизить внешний вид и управление трансивером к импортным TRX, отказавшись от привычных тумблеров, галетников и П2К.

При запайке исправных МС вся настройка платы контроллера заключается в подстройке кварцевого генератора (о которой подробно будет сказано ниже) и в случае надобности, подборе R4 и R5 по надёжному захвату частоты кольцом ФАПЧ. Микросхемы 193ИЕ3, 555ИЕ10 выпускаются в различных корпусах и иногда немного отличаются по параметрам, для компенсации этих разбросов и приходится подбирать резисторы.

Специально не даю полного и подробнейшего описания работы платы контроллера т.к. считаю, что для её изготовления этого и не нужно – настройки она абсолютно не требует – нужно только аккуратно запаять с предосторожностями от статики исправные МС, которые не нужно искать в «мусоре», а приобретать у оптовых продавцов. Сигнал FD1 – «прямоугольник» частотой 240Гц и частота меняется при изменении шага перестройки. Сигнал FD2 – короткие «палки» положительной полярности, сигнал 1110 – такие же «палки» отрицательной полярности – «палки» можно отчетливо увидеть не каждым осциллографом. Частота следования палок соответствует частоте FD1. Короткие импульсы управления платой индикации CLK, DAT, BLINK появляются только в моменты, когда процессор не «спит» - см. инфо выше. Для того чтобы их увидеть, нужно нажать любую кнопку, обычно включаю режим сканирования, т.к. пока идёт сканирование процессор работает. В исправном ДПКД на выводах №№11-14 555ИЕ10 присутствуют различной скважности импульсы, кроме вывода №11 DD7. На входах DD4-DD8 №№3-6 логические уровни меняются (управление Кдел. ДПКД) с различным временем следования.

Плата индикации.

фото платы от ДН-96 , фото платы от ДН-97 , схема

Индикация, в отличие от всех ранее рассмотренных синтезаторов, здесь применена статическая, которая не "шумит" сколько бы не потребляла. Информация о текущей частоте выдаётся в индикаторы в последовательном коде при нажатии на клавиши управления, что позволило сократить число проводников между платами.Для хранения информации применены восьмиразрядные сдвиговые регистры.Такое построение схемы имеет ряд преимуществ:

  • Отсутствуют помехи от платы индикации,
  • Сокращено количество сигнальных линий,
  • Возможно выводить, кроме цифр, некоторые символы.
  • Отсутствует так же постоянный опрос клавиатуры. Хотя и увеличилось количество микросхем на плате индикации и клавиатуры, зато она абсолютно не излучает помехи.

В качестве регистров на плате индикации возможно применение 561ИР2 или 555ИР8. Разведены обе версии платы. С регистрами ИР2 не все отечественные светодиодные матрицы достаточно ярко светятся. Импортные, особенно красного свечения, светятся настолько ярко и "ядовито", что приходится применять затемняющий светофильтр. На радиорынках очень большой выбор этих элементов и всегда можно подобрать по вкусу пользователя. Отечественные матрицы типов АЛС324А, АЛС333А и им подобные, для достаточно яркого свечения требуют больший ток и плата под эти индикаторы разведена с регистрами 555ИР8. Для того чтобы обеспечить равномерное свечение всех сегментов матриц, пришлось последовательно с каждым выводом регистров ввести токоограничивающие резисторы. Подбирая сопротивление которых можно выбрать требуемую яркость свечения. Поэтому, в зависимости от вкусов и наличия тех или иных светодиодных индикаторов в распоряжении радиолюбителя, можно использовать одну из двух версий. Но мне по вкусу только «буржуинские» АЛС – поэтому платы под ИР8 не делаю – только на 561ИР2 и только под те АЛС типы которых указаны на схеме.

Микросхема DD8 служит для формирования импульсов от валкодера. В качестве оптопар использованы совмещённые в одном корпусе излучатель и приёмник АОТ137. Эта версия работает на отражение, поэтому достаточно перед двумя такими оптопарами вращать диск с чёрными и белыми секторами или прорезями - валкодер готов. В оптопаре АОТ137 излучатель "звонится" тестером как обычный диод, фотоприёмник при поднесении к лампе накаливания изменяет внутреннее сопротивление. При рисовании схемы в Orcadе не нашлось в базе обозначения элемента аналогичного АОТ137. Дело в том, что фотоприёмник в АОТ137 обозначается как элемент n-p-n транзистора без вывода базы – поэтому при прозвонке обычным тестером он не «звонится» (эмиттер на корпусе, вывод коллектора на DD8). Номинал токоограничивающих резисторов включенных последовательно с излучателями не следует уменьшать менее 510-470Ом, в противном случае диоды могут выйти из строя.

В одном из вариантов валкодера применялись диски диаметром 60мм с нанесёнными чёрной тушью 16-20 секторами, расстояние между центрами оптопар 14-15мм, они расположены в 3мм от края диска, ближе к центру. Зазор между диском и оптопарами в пределах 2-3мм. В последних вариантах применяются диски из 0,5мм дюраля с нарезанными по краю 30-ю или 60-ю зубьями. При шаге перестройки 60Гц на оборот ручки получается 1,8Кгц или 3,6Кгц перестройки по частоте. В общей сложности изготовлено и опробовано около десятка разновидностей валкодеров, от использования исполнительных механизмов валкодеров от станков ЧПУ до примитивнейших самодельных "изобретений" из консервной банки и старого переменного резистора. Кстати, трудность изготовления, дефицитность и высокая стоимость исполнительных механизмов от валкодеров промышленного изготовления с большим числом переключений оптопар на оборот ручки, не предполагают уменьшения шага перестройки синтезатора. Например, механизм валкода от фирмы KENWOOD или YAESU не опускается ниже цены в 28$. Желательно иметь перестройку 3-5Кгц на оборот ручки настройки. В самодельном валкодере достаточно просто можно сделать 30-40, максимум 50 рисок (зубьев, отверстий и т.д.) и при малом шаге (например - 10Гц) перестройки синтезатора ручку настройки (особенно в соревнованиях) придётся вращать для оперативности «электродрелью».

Плата ГУНов.

фото 1 , фото 2 , схема

В синтезаторе возможно применение различных версий плат ГУНов. Испытано 8 вариантов, из которых только 3 показали качественную работу. Это плата включающая 7 ГУНов на биполярных P-N-P транзисторах (КТ363) и две платы с ГУНами на "полевиках". Попытки применения в качестве колебательной системы полосковой линии, выполненной на стеклотекстолите, положительного результата не дали. Это связано с получаемой низкой добротностью на распространенном отечественном стеклотекстолите. От работоспособных образцов, изготовленных на отечественном, фольгированном фторопласте и импортном стеклотекстолите высокого качества пришлось отказаться из-за дороговизны и дефицитности материала.

Сокращение количества ГУНов менее трёх резко ухудшало шумовые параметры синтезатора. Даже в самых дешёвых фирменных трансиверах изготовители не позволяют себе менее трёх ГУНов в синтезаторе. Хотя в книжке Э.Рэда очень мало сказано о синтезаторах, но на этот важнейший момент он счёл необходимость обратить внимание читателя: "При регулировке частоты варикапами ёмкость диодов должна составлять только небольшую часть (<20%) от общей ёмкости контура, иначе при относительно небольшой добротности диодов сильно увеличивается фазовый шум". Возможно это один из основных факторов, который ухудшил шумовые параметры "донецкого" синтезатора. При чём тут количество ГУНов? А при том, чтобы получить частоты для всех диапазонов от одного генератора, приходится увеличивать пределы его перестройки, а это можно сделать только увеличением ёмкости варикапов в общей ёмкости контура. Т.е. для того, чтобы добиться максимально качественного сигнала от генератора перестраиваемого варикапом, требуется так слабо его связать с контуром, чтобы пределов изменения ёмкости варикапа хватало только для перестройки генератора в пределах одного диапазона. Конечно, делать на каждый диапазон свой ГУН - довольно дорогое удовольствие. Поэтому пришлось остановиться на компромиссных вариантах - 7 ГУНов или 3 ГУНа + дополнительное "подстёгивание" конденсаторов, при помощи которых генератор перетягивается на другие диапазоны. Количество ГУНов зависит от применяемой ПЧ в трансивере, при удачном выборе, когда частоты от синтезатора для некоторых диапазонов совпадают, число ГУНов можно сократить. То же самое можно сказать о случае, когда не требуется TRX с высокими динамическими характеристиками. Привлекает вариант одного ГУНа с дополнительным подключением или только катушек, или настроенных LC систем на каждый диапазон. Такое решение принято в версии синтезатора UT5TC, катушки подключаются при помощи реле РЭС49, но ГУН работает непосредственно на требуемой частоте без деления. Для рассматриваемого синтезатора такое построение не совсем удобно из-за того, что к ГУНам работающим на частотах в 4 раза выше, нежели в варианте UT5TC, предъявляются другие требования. Особенно это касается самых высокочастотных ГУНов. При применении одного генератора амплитуда выходного сигнала на разных диапазонах будет значительно отличаться. Для компенсации этого недостатка UT5TC применил дополнительный стабилизатор амплитуды выходного сигнала.

Под большим вопросом остаются и сами коммутирующие катушки элементы. В одном из трансиверов была применена плата ГУНов, описанная в РЛ №3,4,5/96г. с применением РЭС49 для подключения дополнительных конденсаторов к катушкам. Никаких проблем с работой синтезатора не было, пока не возникла ситуация, когда попытались этим трансивером "закачать" УМ на 2-х ГУ-43Б. От наводки такого передатчика РЭС49 "запели" в такт с голосом оператора. Пришлось изрядно попотеть, пока была найдена "проблема", а затем устранена. Этот случай отбил желание применять реле в частотозадающих цепях ГУНов.

В последних моделях трансиверов чаще всего применялась плата ГУНов на полевых транзисторах с подключением дополнительных конденсаторов диодами, специально для этих целей разработанных. Наиболее доступные и качественные диоды - КД409, КД407. У них минимальное сопротивление открытого перехода и ёмкость. Диоды VD1- VD4 включены с "холодного" конца подключаемых конденсаторов, поэтому их влияние на качество работы генераторов минимально. На неработающие диоды подаётся дополнительное запирающее напряжение отрицательной полярности. Это связано с тем, что в случае, когда попадается "крутой" полевик и амплитуда ВЧ сигнала на контуре достигает нескольких вольт, диоды приоткрываются и модулируют сигнал - все голоса и сигналы в эфире получаются хриплыми, простуженными. Для того, чтобы устранить эту проблему потребуется подбор транзистора с меньшей крутизной, для уменьшения амплитуды на контуре. Не всегда есть возможность подбора, да и утомительное это занятие. Поэтому пришлось "изобретать" источник отрицательного напряжения в однополярном трансивере. В версии контроллера на Z80 брался сигнал с какой-нибудь ножки МС К561ИЕ10 частотой от 30 до 100 кГц затем выпрямлялся удвоителем на германиевых диодах (с германиевых можно получить большую амплитуду).

С применением процессора 89С52 делитель на 561ИЕ10 исчез, поэтому осталось только задействовать сигнал FD1. Нагрузочная способность таймера этой МС - один элемент ТТЛ, напрямую "вешать" какие-либо умощнители - удвоители нельзя. Возможно применение двух видов "формирователей минуса":

  1. Из сигнала FD1, задействован в качестве усиливающего элемент 555ЛЕ1 + удвоитель на диодах.
  2. Отдельный мультивибратор на транзисторах VT2, VT3, работающий на частоте 25-30кГц + удвоитель на диодах.

Второй вариант разводился на плате ГУНов. По качеству работы они идентичны, следует только отметить, что чем больше в трансивере работает всяких генераторов, тем больше шансов заполучить какую-нибудь дополнительную "поражёнку". Поэтому чаще применяется первый вариант (с 2001 года только первый вариант).

На фото выше показана схема платы - это вариант под ПЧ трансивера 8,3-9,3МГц. Размер плат контроллера и ГУНов одинаков (125х62мм), в ТРХ они расположены одна над другой. Генераторы работают на частоте в четыре раза превышающей требуемую – это сделано по соображениям минимальных шумовых характеристик, шага перестройки и минимальных размеров. Кстати, иногда мне задают вопросы по поводу того, можно ли использовать этот синтезатор для промчастот выше 12Мгц – можно, если брать частоту непосредственно с ГУНов или делить её только на два одним триггером (с платы сделано два выхода частоты – делённой на 2 и на 4). Только не следует забывать два момента – ввести промчастоту выше 12Мгц не получится – программа такой «цифиры не поймёт» и будет писать ERROR и шаг перестройки соответственно увеличивается при меньших коэффициентах деления частоты с ГУНов. Ну и плата индикации в таком режиме может показывать не то значение частоты, которое хотелось бы – для решения этого вопроса придётся использовать отдельную цифровую шкалу, которая будет измерять реальное значение. Одним словом суррогат, но возможный и не худший – т.к. синтезаторная стабильность частоты и весь сервис процессорного управления сохранятся.

Микросхема DD1 управляется кодом, который поступает от цифрового блока по шине D (DР0- DР3). При включении какого-либо диапазона открывается соответствующий ему ключ в дешифраторе DD1 (выводы 1-7,9,10) и подключается один из транзисторов VT1-VT7, через которые подаётся питающее напряжение на генераторы и диоды VD5-VD8. Например, при включении диапазона 160м открывается VT1, с коллектора напряжение через R19 открывает диод VD5 и подключается подстроечный конденсатор С12, а с диода VD1 поступает питающее напряжение на транзистор генератора VT8. При ПЧ в районе 9МГц частоты для некоторых диапазонов совпадают - это 80м и 15м, 40м и 12м, соответствующие им выводы дешифратора соединены. На диапазонах 80м, 15м, 20м, 10м укладка ГУНов происходит при помощи конденсаторов С13, С19, С25, а на остальных соответствующими подстроечными конденсаторами.

Для самого высокочастотного ГУНа следует применять полевик с наивысшей крутизной - это КП307Г, для низкочастотного подойдут транзисторы КП303Г,Д; КП302Б,Г, а для средних значений - КП307В,Д,Е; КП303Е. При этом с трёх генераторов можно будет получить одинаковую амплитуду ВЧ сигнала. Напряжение питания дополнительно стабилизировано стабилизатором DA1 на 9В, в качестве которого можно применить КРЕН8А, 78LO9 или любой другой, т.к. ток потребления очень мал. На схеме показана "Кренка", как более доступная и дешёвая. Дополнительная стабилизация обязательна в трансивере с одним питающим напряжением и мощным транзисторным ШПУ и не потребуется, если в TRX напряжение 12В стабильно. Для дополнительной развязки применены два отдельных эмиттерных повторителя VT11, VT12 с которых ВЧ сигнал поступает на делители частоты DD2, DD3. В качестве VT11,12 не следует применять "крутые" сверхвысокочастотные транзисторы, например КТ368, т.к. появляется опасность "работы" этих транзисторов в качестве генераторов на индуктивности дорожек печатной платы. Нужно выставить им режим А, что бы вносились минимальные искажения в полезный сигнал.

Микросхема DD2 используется в ДПКД, вместо неё можно применить К193ИЕ2 с дополнительным повторителем на транзисторе (схема в брошюре по сетевому TRX), DD3 формирует сигнал для первого смесителя. В описываемом трансивере используется только первая половинка МС - делитель на 2, т.к. дополнительный делитель на 2 установлен непосредственно перед смесителем, для чего это сделано - указано в описании основных плат TRX. Если синтезатор встраивается в уже работающий трансивер или необходимо получить рабочие частоты как от обычного ГПД, сигнал снимается со второго элемента DD3, делённый на 4. Уровень выходного сигнала в пределах 0,25-0,3В эфф.

Сначала для катушек L1- L3 были применены каркасы диаметром 9мм от р/ст. "Гранит" (смотрите фото_1 выше), L1 8 витков с отводом от 2-3го (считая от холодного) витка, L2 5 витков с отводом от 2-го витка, L3 20-22 витка с отводом от 2-3го вика. Провод для L1,L2 применён тот же что и был намотан на катушках - посеребренный 0,4-0,6мм, для L3 используется ПЭЛ 0,4-0,44мм. Шаг намотки L1 равняется диаметру провода, L2 удвоенному диаметру провода - использованы каркасы с соответствующей нарезанной канавкой, L3 виток к витку.

Сейчас ситуация несколько изменилась и катушки L1 и L2 мотаются без применения каркасов. А для L3 в качестве каркасов применяется кусочек шприца. Детальная информация по этим катушкам ТУТ и ТУТ

Если в TRX будет применён мощный выходной каскад (>50Вт), или рядом с отсеком синтезатора расположен силовой трансформатор - дроссели Др1-Др3 лучше намотать на ферритовых колечках диаметром 5-10мм, проницаемость 600-2000, достаточно 11-7 витков провода 0,15- 0,22мм, или вместо дросселей применить резисторы номиналом 100-300кОм - т.к. дроссели типов ДМ, ДПМ подвержены электромагнитной наводке. Для того чтобы платы ГУНов и контроллера были одинакового размера фазовый детектор перенесён на плату контроллера. Отдельно следует сказать о выборе варикапов для перестройки ГУНов, т.к. это те элементы - от качества которых зависят шумовые параметры синтезатора. Опробованы практически все отечественные варикапы которые следует использовать в таких цепях. Наилучшими оказались КВ132, затем следуют КВ109, КВ122. При выборе других типов варикапов предпочтение нужно отдавать экземплярам с максимальной добротностью на частоте 50-100МГц и бОльшим приростом ёмкости при изменении напряжения на варикапе от 1 до 8В.

Настройка ГУНов заключается в установке требуемых границ перестройки каждого диапазона при подаче на варикапы напряжения 0,8-8В с отдельного переменного резистора, предварительно разорвав цепь Upll. Если будет сильно отличаться амплитуда ВЧ сигнала на выходе ГУНов, для VT8, VT9 нужно применить транзисторы с меньшей крутизной. Желательно послушать тон генерируемых частот приёмником, если он будет дребезжащим, то нужно "поэкспериментировать" с режимом полевиков или поменять их на более удачные. Такое бывает чаще всего от неустойчивой генерации из-за низкой крутизны транзисторов (можно попробовать поднять выше отвод в катушке) или низкого качества радиоэлементов и неряшливого монтажа.

Подключение к модему.

Щелкните мышкой на модем и сможете просмотреть схему. При использовании программы Rigeqf22 к сожалению исключается одно из основных преимуществ этой версии контроллера на 89С52 - его “молчание”, когда нет пересчёта кодов ДПКД, здесь же программа постоянно опрашивает синтезатор, что выводит его из состояния останова и соответственно увеличивает вероятность возникновения помех от контроллера приёму. Поэтому - если вы любитель постоянной работы трансивера с компом - то учитывайте этот нюанс и примите меры к дополнительной развязке и экранировке синтезатора от приёмного тракта трансивера. Каких-то “сверхмер” по этой теме применять не следует, 89С52 излучает помехи намного меньше чем КМОП Z80, поэтому будет достаточно мер о которых написано в разделе Синтезатор на Z80 в описании КВ трансивера.
Дополнительно увеличена скорость перестройки частоты кнопками “Быстрый перегон”. Задействованы шнурки - по схеме они Dop0 и Dop1.
Изменения в программе коснулись 4х ножек МС 89С52:
Сигнал CLK перекинуть на DOP0 (2я ножка)
Сигнал DAT перекинуть на DOP1 (15я ножка)
Теперь 10я ножка МС так и будет RXD а 11я TXD.
Вот таким изменениям на сий момент подверглась программа управления контроллером на 89С52. Для пожелавших заиметь прошитую этой версией 89С52 - цены и “механизм” получения описан в прайсе. Для тех, кто уже имеет прошитую предыдущей программой микросхему - замена бесплатна, за минусом почтовых затрат. Начиная с 2001 года использую только прошивку позволяющую стыковать трансивер с компьютером.
Стабильность частоты синтезатора зависит от стабильности опорного кварцевого генератора, расположенного на плате контроллера, мер по дополнительной термостабилизации которого не применяется. Поэтому нужно хорошо продумать расположение платы контроллера в трансивере, чтобы при работе этот отсек не нагревался от других узлов TRX, в противном случае будет заметен дрейф частоты синтезатора, который будет тем больше, чем больше изменение температуры кварца. Уход частоты кварцевого генератора в основном зависит от качества самого кварца. Например, при применении самого дешёвого импортного малогабаритного кварца (наверное, правильнее его назвать не кварцем, а пьезокристаллом) нагрев его до 60`-70`C вызывал уход частоты на 30-120Гц в зависимости от диапазона. "Физика" тут простая - чем качественнее кварц в опорном генераторе, чем стабильнее его температурный режим - тем стабильнее частота генератора и соответственно всего синтезатора. В промышленных, подобных устройствах как правило применяются высококачественные кварцы в стеклянных тонкостенных корпусах, иногда с двойными стенками (эффект термоса) и в дополнительном термостате. Окончательную подстройку генератора следует провести в "прогретом" трансивере с установившимся температурным режимом. Температурный выбег можно компенсировать подбором соответствующего ТКЕ конденсаторов С4,С5. Долговременная стабильность синтезатора достаточно высока, суточный дрейф не превышает 2-3Гц даже при использовании кварцев в малогабаритных металлических корпусах. При начальном старте программа устанавливает ПЧ=9.000.0, шаг 60Гц и инициализирует все ячейки памяти значением 7.000.0 (6.999.9), в предыдущих версиях программ синтезатор этого не делал, из-за чего при извлечении из "пустой" ячейки устанавливалась некорректная частота. При "подпитке" процессора дополнительной батарейкой через диод VD2 вся введённая информация сохраняется при отключенном питании. Если батарейка отсутствует, время хранения информации будет зависеть от ёмкости конденсатора С1, оно будет тем дольше, чем больше ёмкость конденсатора. Можно обойтись без батарейки если вместо конденсатора применить ионистор. При выборе батарейки следует обратить внимание на её качество. Ни в коем случае нельзя применять обычные щелочные элементы, которые "пекут" китайцы или ещё хуже в Одессе на Малой Арнаутской! Эти "произведения" очень быстро теряют герметичность при разряде, затем щёлочь попадает на перегородку в ТРХ, которая обычно изготавливается из дюралюминия и как печальное последствие - в лучшем случае неблаговидного образа "изъеденные" пятна от действия щёлочи на алюминий, а в худшем, когда проходит достаточно времени на работу щёлочи - дырки в перегородке. Чтобы остановить действие щёлочи - нужно промыть эти места кислотой – например, уксусом. Удобны литиевые элементы от старых материнских плат компьютеров или литиевые батарейки для настольных калькуляторов напряжением 3В. Для долгой службы элемента нужно сделать ему подзарядку через цепочку последовательно включенного диода и токоограничивающего резистора. Номинал резистора следует подобрать по зарядному току, который будет зависеть от ёмкости батарейки и внутреннего сопротивления диода. Сколько миллиампер выставить в случае компьютерной "батарейки" - лучше учесть от первоисточника, а в случае иного варианта - "вопрос философский" - руководствуйтесь средним временем работы ТРХ в сутки, когда будет работать подзаряд за минусом часов разряда.