‮Сдвиг по фазе (kincajou) wrote,
‮Сдвиг по фазе
kincajou

Запчасти

Когда я решил спроектировать и сделать третью версию вышеупомянутого синтезатора (первые две - лишь макеты и отработка технологии), то торопиться не стал, а попытался найти более интересные решения.

Во-первых, я подумал над тем, что в самом начале будет определять стабильность генерируемой частоты (и, условно говоря, "когерентность" всех сигналов внутри будущего TRX) - задающий генератор. Это чуть ли не единственная запчасть отечественного изготовления, втихаря позаимствованная мной не скажу откуда: почти стандартный тактовый КМОП-генераторчик, но с внутренней схемой термокомпенсации, благодаря чему он ВЕСЬМА стабилен. Для того, чтобы раздавать опорную частоту по всем схемам, я решил воспользоваться интерфейсом LVDS. Итого: 20 МГц идут по обычному шлейфу из трёх проводов, даже без экрана, а спектроанализатор не чует никаких побочных излучений от него. Можно надеяться, что помех от этого сигнала внутри аппарата не будет или они окажутся минимальны.

Во-вторых, я предположил, что раз я не гений, то любой модуль может оказаться не слишком удачным решением. То есть желательно предусмотреть такое разбиение общей схемы, чтобы замена любого из модулей на функциональный аналог или улучшенную версию не требовала бы слишком сильной переделки конструкции. То есть - унифицированные (по возможности) интерфейсы и уровни сигналов, максимальная набивка функционалом и при этом некая автономность (поясню чуть дальше, о чём речь).

В-третьих, проанализировав предыдущие опыты, я пришёл к выводу, что конструкцию можно и нужно трамбовать по размерам до максимально достижимого предела, но при этом нужно сохранить возможность сборки всего аппарата вручную, без каких-то очень специальных инструментов и приспособлений (наилучший вариант, когда не нужно ничего кроме паяльника, блока питания и более-менее хорошего осциллографа).

В-четвёртых, я решил отказаться от наиболее раздражающих меня деталей: вручную наматываемых катушек индуктивности, переменных и подстроечных резисторов и конденсаторов. Везде, где только можно, индуктивности применяются стандартные покупные, переменные резисторы заменяются их цифровыми аналогами, а подстроечные конденсаторы - варикапами (если это в принципе возможно без ухудшения схемы). Единственное место, где от настраиваемых вручную элементов отказаться не получится - блок входных диапазонных полосовых фильтров (ДПФ), где при помощи подстроечных конденсаторов устанавливаются границы полос пропускания.

И работа закипела :)

А, да, про "автономность". Я подумал, что неплохо было бы иметь в каждом достаточно сложном узле по своему собственному микроконтроллеру, который будет обслуживать все местные нужды - в синтезаторе частот МК будет управлять чипами ПЦС и ФАПЧ, в усилителе промежуточной частоты МК будет выполнять роль автоматического регулятора усиления (аналоговые схемы - это прикольно, но уж очень геморройно вносить в них какие-то серьёзные изменения) и так далее. Заодно это поможет минимизировать цифровые межсоединения внутри аппарата: практически всё управление работает по шине I2C.

Некоторые фотоиллюстрации с комментариями (платы не отмыты после сборки и настройки, поэтому могут выглядеть грязновато):

ГУН

Генератор, управляемый напряжением. Схема содержит ещё коммутатор, который подаёт питание на саму генерирующую схему. Маленькая деталька белого цвета, видимая в правом верхнем углу платки - это и есть катушка индуктивности (белый материал - керамика, обмотку на этой фотографии не видно).


Регулятор амплитуды и буферный усилитель

Простая схема, состоящая из амплитудного детектора на биполярном транзисторе. Буферный усилитель - на готовой микросхеме, без каких-либо премудростей. Сигнал с выхода детектора подаётся обратно на вход регулировки амплитуды ГУНа.


ПЦС и ФАПЧ

Две главных микросхемы, определяющих функционал всей схемы синтезатора. Как это работает, я описал однажды в длинной пространной статье (ёмаё, давно же это было!..).


"Материнская плата" синтезатора

На этой плате сосредоточено то, что уже не имеет смысла делить на мелкие блочки: микроконтроллер (самый нижний из "больших" микросхем), дешифратор и сшестерённый инвертор (эти чипы управляют питанием ГУНов, а два лишних инвертора включают светодиоды... просто для красоты ;)), схема ФНЧ, питание и прочий мелкий обвес.

Включение в общую схему аппарата простейшее: на разъём тактового сигнала подаём 20МГц (плата генератора не сфоткана, т.к. сейчас она совсем не в фотогеничном состоянии), к разъёму цифрового управления подключаем внешний управлятор и подаём питание от 5.5В до 16В, а с выходного разъёма снимаем синтезированный сигнал нужной нам частоты. Вуаля!

(а тут меня нимношка критикуют)
Tags: радио
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 15 comments