Synthesizer universal sederhana berdasarkan Si5351 hingga 160 MHz.
Si5351A adalah osilator dengan tiga output independen yang dapat menghasilkan sinyal masing-masing dari 8 kHz hingga 160 MHz. Chip SiLabs Si5351A merupakan sepupu yang terkenal dan populer Si570, tapi jauh lebih kecil dan jauh lebih murah. Berbeda dengan Si570, Si5351A tidak memiliki kristal kuarsa di dalamnya. Frekuensi referensi bisa 25MHz atau 27MHz. Dapat digunakan sebagai osilator kristal atau resonator kuarsa. Si5351A yang menggunakan antarmuka I2C mudah digunakan dengan mikrokontroler Arduino. Semua fitur ini, bersama dengan perpustakaan perangkat lunak, memudahkan dan mempercepat penyesuaian Si5351A untuk digunakan dalam proyek berikutnya sesuai kebutuhan Anda. Tiga keluaran independen ideal untuk digunakan sebagai VFO dalam superheterodyne atau transceiver. Langkah penyetelan 1 Hz yang kecil dan rentang frekuensi yang besar menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk proyek seperti receiver, transceiver, konversi langsung atau teknologi SDR, penganalisis antena, generator sinyal, atau generator jam. TCXO opsional menjadikan Si5351A sangat berguna dalam aplikasi yang memerlukan stabilitas tinggi, seperti pada pemancar WSPR atau QRSS.
Synthesizer yang diusulkan dimaksudkan untuk digunakan pada receiver buatan sendiri yang sederhana, transceiver dengan filter kuarsa, dalam teknologi konversi langsung, teknologi SDR, di mana kondisi pengoperasiannya adalah menggandakan atau empat kali lipat (X2, X4) frekuensi pada keluaran synthesizer. Selain itu, untuk perangkat pra-transmisi dengan satu IF di wilayah 9 MHz (bisa apa saja), frekuensi “referensi” yang diperlukan “dihapus” dari output tambahan Si5351. Hal ini memungkinkan untuk meninggalkan osilator lokal referensi kuarsa klasik dengan penyesuaian frekuensi - sirkuit pemindah, kapasitor untuk memilih sideband yang diinginkan. Dan dengan (tanpa) pengetahuan minimal, pengguna sendiri dapat mengubah dan menyesuaikan nilainya.
Memilih mode pengoperasian synthesizer yang diinginkan bagi pengguna juga tidak akan sulit.
1. Versi klasik dengan satu inverter dan dukungan terpasang.
2. Keluaran langsung. Synthesizer digunakan sebagai osilator hingga 160 MHz.
3. Frekuensi keluaran synthesizer dikalikan dengan empat. Untuk PP, teknologi SDR.
4. Frekuensi keluaran synthesizer dikalikan dengan dua. Untuk PP, teknologi SDR.
Synthesizer menyediakan peralihan hidup/mati PRA/ATT(UHF, ATT) dalam lingkaran menggunakan satu tombol. Dekoder untuk mengganti filter bandpass juga direncanakan. Kisarannya masih dalam tahap penyelesaian. Diagram dan beberapa foto ada di bawah.
Pada artikel ini kami akan mencoba sekali lagi membahas topik-topik seperti membuat subrutin dan mengerjakan bus I2C di Bascom.
Sebagai contoh, kami menyajikan proyek synthesizer frekuensi tinggi untuk penerima komunikasi yang beroperasi dalam rentang 10 m (28 - 29,7 MHz).
Penerimanya sendiri dibuat pada sirkuit mikro MC3362 yang cukup populer. Sirkuit mikro ini adalah jalur penerima lengkap dengan konversi frekuensi ganda untuk komunikasi FM pita sempit. Namun, kami akan tertarik pada dua node independen: yang pertama adalah mixer dengan osilator lokal varicap yang dapat disetel dan penguat frekuensi menengah (IF) pertama, dan yang kedua adalah mixer dengan osilator lokal, karena node ini paling sering digunakan. dalam desain gelombang pendek. Perlu dicatat bahwa kedua osilator lokal memiliki keluaran melalui pengikut emitor, yaitu. memungkinkan koneksi skala digital, yang sangat memudahkan tugas kita.
Diagram blok MC3362 dengan node yang kita butuhkan ditunjukkan pada Gambar 1. Kami juga mencatat bahwa sirkuit mikro memiliki karakteristik teknis yang tinggi. Parameter mixer pertama bila menggunakan osilator lokal internal dinormalisasi ke frekuensi 190 MHz, sehingga kita akan menggunakannya untuk membangun synthesizer sebagai osilator yang dikontrol tegangan (VCO).
Diagram skema penerima ditunjukkan pada Gambar 2. Sinyal dari antena, setelah melewati filter bandpass L1, L2, C14-C16, L3, L4, disuplai ke input mixer MC3362 pertama, pin 24, input kedua (pin 1) dihubungkan ke kabel biasa pada frekuensi tinggi. Dari keluaran penguat frekuensi menengah pertama (IFA1), pin 19, sinyal IF melewati filter tangga empat resonator pada frekuensi 4,33 MHz dengan bandwidth 2,4 KHz. Dari keluaran filter, sinyal masuk ke mixer kedua (pin 17). Terminal kedua mixer ini (pin 18) disuplai dengan tegangan +5V. Frekuensi osilator lokal mixer kedua distabilkan oleh resonator kuarsa ZQ5 pada frekuensi 4,33 MHz. Karena frekuensi operasi generator ini harus sesuai dengan kemiringan karakteristik filter kuarsa, maka frekuensi tersebut digeser ke bawah dari nilai nominal oleh induktor L6 yang dihubungkan secara seri dengan resonator.
Tegangan suplai +5V disuplai ke pin 6 chip MC3362. Ini distabilkan oleh chip DA3 (78L05), dan chip DA2 (LM368) adalah penguat output audio, ditenagai oleh tegangan +12V.
Frekuensi generator rentang halus (VFO atau VCO) diatur dengan menerapkan tegangan dari penyintesis frekuensi ke varicap (pin 23) dan dikeluarkan dari pin 20 chip MC3362. Induktor adalah tersedak siap pakai dengan induktansi standar. Kumparan komunikasi dililitkan di atasnya.
Perlu dicatat bahwa penggunaan semua komponen sirkuit mikro MC3362 adalah standar dan sesuai dengan rekomendasi pabrikan.
Chip LM7001 dipilih sebagai penyintesis frekuensi, yang dimaksudkan untuk membangun penyintesis dengan sistem PLL (loop terkunci fase) di penerima radio rumah tangga. Diagram blok LM7001 ditunjukkan pada Gambar 3.
Pin Xout dan Xin - output dan input penguat sinyal frekuensi referensi; Resonator kuarsa terhubung ke pin ini. CE - perekaman mengaktifkan input sinyal. CL - tulis input jam. Data – masukan informasi. SC - Kontrol Sinkronisasi - mengontrol keluaran sinyal frekuensi 400 KHz. BSout1 - Bsout3 - mengontrol output untuk perangkat eksternal. Sinyal-sinyal ini digunakan untuk berpindah pita. AMin dan FMin - input pembagi frekuensi yang dapat diprogram untuk sinyal AM dan FM. Pd1 dan Pd2 masing-masing merupakan keluaran detektor fase frekuensi dalam mode FM dan AM.
Sesuai dengan karakteristik teknis utama LM7001, kami memilih interval frekuensi FMin 5...30 MHz dengan langkah jaringan frekuensi 10 KHz (pada frekuensi generator referensi 7200 KHz).
Informasi dimasukkan secara berurutan, dimulai dari bit terkecil dari koefisien pembagian frekuensi pembagi yang dapat diprogram, yang dapat beroperasi dalam dua mode AM dan FM. Kami akan melihat mode yang dipilih di atas - FM. Dalam mode ini, bit D0 - D13 digunakan untuk memprogram pembagi. Nilai faktor pembagian maksimum adalah 3FFF (16383). Urutan pengiriman bit ditunjukkan pada tabel:
Bit T0 dan T1 adalah bit uji dan harus selalu disetel rendah. Bit B0 - B2 dan TV mengontrol status output BSout1 - Bsout3, dan tidak akan digunakan oleh kami. Bit R0 - R2 berisi informasi tentang jarak grid. Dalam kasus kami, R0=1, R1=R2=0 (langkah = 10 KHz). Bit S menentukan mode operasi pembagi frekuensi yang dapat diprogram: 1 - FM, 0 - AM (dalam kasus kami S=1).
Mari kita lihat contoh pembuatan barisan kontrol. Biarkan penerima beroperasi pada frekuensi 28 MHz dengan frekuensi menengah 4,33 MHz dan memiliki grid step 10 KHz. Mari kita cari faktor pembagian frekuensi yang diperlukan. Karena osilator lokal beroperasi pada frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi yang diterima, frekuensinya adalah 28000 - 4330 = 23670 [KHz]. Faktor pembagiannya akan ditentukan sebagai: 23670: 10 = 2367 = 93F (hex) = 100100111111 (bin).
Dengan demikian, urutan bit akan berbentuk sebagai berikut:
D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8,D9,D10,D11,D12,D13,T0,T1,B0,B1,B2,TB,R0,R1,R2,S
1,0,0,1,0,0,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,1,0,0 ,1
Rangkaian penyintesis frekuensi untuk penerima radio sepuluh meter ditunjukkan pada Gambar 4. Mode pengoperasian chip synthesizer LM7001J ditentukan oleh program mikrokontroler ATtiny2313. Informasi ditampilkan menggunakan indikator LCD tipe MT-16S2H (produsen "MELT").
Synthesizer dikendalikan oleh enam tombol. Saat dihidupkan, perangkat mulai beroperasi pada frekuensi yang ditentukan oleh kondisi awal program - ini adalah awal dari rentang 28 MHz. Layar indikator menampilkan tulisan berikut: “F = 28,000 KHz”. Tombol S2 memungkinkan Anda memindai rentang ke atas dengan langkah grid 10 KHz dengan interval satu detik. Menekan tombol S3 akan melakukan hal yang sama, namun rentangnya lebih kecil. Tombol S4, S5 berfungsi untuk menambah atau mengurangi frekuensi dengan menekan satu langkah grid saja. Dengan menekan tombol S7, nilai frekuensi ditulis ke EEPROM mikrokontroler, dan tombol S6 memungkinkan Anda membaca nilai frekuensi yang direkam.
Synthesizer DA2 menerima informasi tentang nilai frekuensi melalui bus kontrol (I2C). VCO perangkat, seperti disebutkan di atas, didasarkan pada generator mixer pertama chip MC3362, dan sinyal darinya disuplai ke synthesizer. Filter aktif yang dipasang pada transistor VT1, VT2 memberikan perubahan tegangan pada varicap VCO, menghilangkan perbedaan fasa yang dihasilkan antara frekuensi VCO dan generator sinyal referensi dari chip synthesizer.
Program mikrokontroler "Sintes" terdiri dari siklus utama, di mana pemindaian cepat dilakukan, serta perekaman dan pembacaan frekuensi, dan rutinitas pemrosesan interupsi eksternal INT0 (Pulse0) dan INT1 (Pulse1), dengan bantuan penerima disetel dengan baik. Perlu dicatat bahwa proses perekaman informasi ke dalam synthesizer dipisahkan menjadi subrutin terpisah (Frekuensi), karena pengulangannya akan menyebabkan peningkatan volume keseluruhan program yang tidak dapat dibenarkan. Subrutinnya sendiri dideklarasikan di awal teks: Deklarasikan Sub Frekuensi. Informasi dalam LM7001 ditransmisikan byte demi byte: pertama byte data rendah, lalu byte tinggi, dan kemudian setelah 1,5 µs byte kontrol. Level tegangan tinggi pada PORTB.6 memungkinkan data ditulis ke register geser synthesizer (dan level tegangan rendah, karenanya, melarangnya).
Teks program dengan komentar rinci diberikan di bawah ini:
$regfile = "attiny2313a.dat" "pengaturan mikrokontroler
$kristal = 4000000
$hwstack = 40
$swstack = 16
$ukuran bingkai = 32
$sim
Konfigurasi Scl = Portb.7" konfigurasi I2C
Konfigurasi Sda = Portb.5
Konfigurasi I2cdelay= 10' frekuensi 100 KHz
Config Portb.6 = Output "on-off synthesizer
Config Int0 = Turun "penurunan pulsa ke atas"
Config Int1 = Jatuh "-turun
Config Pind.5 = Masukan "tulis ke EEPROM
Config Pind.4 = Masukan "baca dari EEPROM
Config Pind.0 = Masukkan "pemindaian cepat"
Config Pind.1 = Masukkan "scan cepat ke bawah"
Config Debounce = 75" anti-bouncing
Redupkan F Sebagai Integer” frekuensi KHz
Redupkan K Seperti Kata “faktor pembagian
Dim Kh As Byte "koefisien pembagian byte yang tinggi
Redupkan Kl As Byte "koefisien pembagian byte rendah
Const Up = &B10010000" byte kontrol - modulasi FM, langkah = 10 KHz
Const St = 10" langkah - 10 KHz
Const Fp = 4330" frekuensi menengah = 4330 KHz
$eeprom "Inisialisasi EEPROM
Frekuensi:
Data 10%
F = 28000" nilai frekuensi awal - KHz
Deklarasikan Sub Frequenc "definisikan subrutin kontrol synth
Pada Int0 Pulse0 "tentukan subrutin interupsi eksternal
Pada Int1 Pulse1
Aktifkan Interupsi
Aktifkan Int0
Aktifkan Int1
Call Frequenc 'memanggil subrutin kontrol. penyintesis
Lakukan "loop utama
Jika Portd.0 = 0 Maka "scan cepat ke atas
F = F + 10" peningkatan frekuensi sebesar 10 kHz
Call Frequenc "memanggil subrutin kontrol synth
Berakhir jika
Jika Portd.1 = 0 Maka "scan cepat ke bawah"
Frekuensi Panggilan
Berakhir jika
Jika Portd.5 = 0 Maka "jika tombol PD5 ditekan
Writeeeprom F , Freq "tulis nilai frekuensi ke EEPROM
Tunggu 10" tunda 10 md
Berakhir jika
Jika Portd.4 = 0 Maka "jika tombol PD4 ditekan
Readeeprom F , Freq" membaca nilai frekuensi dari EEPROM
Tunggu 10
Frekuensi Panggilan
Berakhir jika
Kl
Lcd "F=" ; F; Indikasi nilai frekuensi "KGz" "pada LCD
Tunggu 1" tunda 1 detik
Lingkaran
Sub Frequenc "subrutin kontrol synthesizer
K = F - Fp" frekuensi osilator lokal
K = K / 10" faktor pembagian frekuensi
Kl = K Dan &B0000000011111111 "koefisien pembagian byte rendah
K = K Dan &B1111111100000000
Shift K, Kanan, 8
Kh = K "koefisien pembagian byte tinggi
Setel Portb.6 "mengaktifkan kontrol synthesizer
Saya2cmulai
I2cwbyte Kl "kirim byte rendah
I2cwbyte Kh "kirim byte tinggi
Tidak "penundaan 1,5 µs
tidak
tidak
tidak
tidak
tidak
I2cwbyte Up "kirim byte kontrol
Saya2cberhenti
Reset Portb.6 "mematikan kontrol synthesizer
Akhiri Sub
Pulse0: "pemindaian yang tepat"
Tunggu 75" tunda 75 md
F = F + 10" frekuensi meningkat sebesar 10 KHz
Panggil Frequenc "memanggil subrutin kontrol synthesizer
Kembali
Pulse1: "pemindaian tepat ke bawah"
Tunggu 75
F = F - pengurangan frekuensi 10" pada 10 kHz
Frekuensi Panggilan
Kembali
Akhiri "program akhir
Programnya sudah masuk
Synthesizer frekuensi universal.
Setelah menerbitkan diagram rangkaian synthesizer frekuensi sederhana untuk stasiun radio VHF, penulis menerima banyak permintaan untuk membuat synthesizer untuk frekuensi 30-50 MHz. Artikel ini menjelaskan tentang synthesizer yang dapat berhasil digunakan di stasiun CB, stasiun tipe “Lyon”, dll. Synthesizer dimaksudkan untuk digunakan pada perangkat transmisi radio dalam kisaran 20.000-65535 kHz dengan frekuensi IF dari 400 hingga 22.000 kHz. Langkah jaringan frekuensi adalah 5 kHz. Dimungkinkan untuk memindai frekuensi di seluruh rentang operasi dalam mode penerimaan. Tegangan suplai synthesizer adalah 8...15V, konsumsi arus tidak lebih dari 50 mA.
Level sinyal frekuensi tinggi pada output synthesizer ke beban 50 Ohm setidaknya 0,1 V. Ada tiga sel memori. Frekuensi synthesizer dalam mode penerimaan lebih tinggi dari frekuensi transmisi dengan nilai frekuensi menengah yang disetel. Chip synthesizer dikendalikan menggunakan mikrokontroler AT90S1200. Frekuensi ditunjukkan menggunakan indikator LCD yang digunakan pada telepon dan nomor pemanggil yang diimpor.
Ketika tegangan suplai diterapkan, synthesizer segera mulai beroperasi pada frekuensi yang tercatat di sel memori pertama. Indikator menampilkan frekuensi di mana synthesizer akan beroperasi dalam mode transmisi. Setiap penekanan tombol UP atau DN akan menggeser frekuensi pengoperasian sebesar 5 kHz ke atas atau ke bawah. Saat Anda menekan tombol SCAN, mode pemindaian diaktifkan. Pemindaian dilakukan pada seluruh rentang frekuensi operasi. Sinyal untuk menghentikan pemindaian adalah level nol logis yang diterapkan pada "pin" PINDAI" mikrokontroler. Sakelar kolektor terbuka optimal untuk tujuan ini, karena pin mikrokontroler yang dikonfigurasi untuk input ditarik ke sumber daya positif menggunakan resistor internal. Ketika pembawa muncul di saluran, pemindaian dihentikan sementara dan dilanjutkan beberapa detik setelahnya itu menghilang. Untuk keluar dari mode pemindaian, cukup tekan salah satu tombol UP, DN, SCAN. Untuk pergi ke frekuensi yang direkam di salah satu sel memori, Anda perlu menekan tombol yang sesuai 1....3. Untuk merekam frekuensi dalam sel memori, Anda perlu memutar nilai frekuensi pada indikator, tekan tombol dengan nomor sel dan, tanpa melepaskannya, tombol SIMPAN. Saat daya dimatikan, informasi direkam dalam sel memori disimpan.
Diagram rangkaian listrik synthesizer ditunjukkan pada Gambar 1.
Dengan memprogram ulang synthesizer dari keyboard, Anda dapat mengubah batas penyetelannya. Untuk menyesuaikan batas penyetelan bawah, tekan tombol “1” dan berikan tegangan suplai. Indikator akan menampilkan nilai yang tercatat sebelumnya dan angka “1” di sisi kiri indikator. Gunakan tombol “UP” atau “DN” untuk menetapkan nilai baru. Untuk menulis ke memori, Anda perlu menekan "1" dan, tanpa melepaskannya, "SIMPAN". Setelah itu, synthesizer harus dimatikan.
Untuk menetapkan batas atas yang baru, hidupkan synthesizer sambil menekan tombol “2”. Nilai frekuensi batas yang baru dimasukkan dengan cara yang sama seperti nilai frekuensi batas bawah. Merekam di memori – tekan “2”, dan tanpa melepaskan, “SAVE”. Pengaturan frekuensi IF dilakukan dengan cara yang sama dengan menekan tombol “3”.
Batas jangkauan synthesizer harus diatur dengan hati-hati. Jika inputnya salah (misalnya batas bawah lebih tinggi dari batas atas), synthesizer tidak akan bekerja dengan benar. Selain itu, jumlah batas atas frekuensi synthesizer dan frekuensi IF tidak boleh melebihi 81915 KHz. Setelah nilai baru, Anda perlu menyalakan synthesizer dan menggunakan tombol UP, DN atau SCAN untuk memastikan bahwa frekuensi diatur dalam batas operasi dan memasukkan ke dalam sel memori pertama nilai yang akan diatur saat synthesizer dihidupkan. . Anda juga harus memasukkan nilai yang benar di sel kedua dan ketiga.
Kedov Alexander, Omsk
Kami menyampaikan kepada Anda penyintesis frekuensi untuk penerima siaran 87,5-108 MHz, dibuat pada mikrokontroler ATMEGA16 dan chip LC72131 dengan indikasi pada layar LCD WH1602B. Perhatian! Pasang resistor pembatas arus lampu latar pada papan indikator. Tegangan suplai synthesizer adalah 12V, langkah jaringan frekuensi adalah 100 kHz, frekuensi menengah: +10,7 MHz. Ada opsi firmware untuk LM7001.
Untuk melihat diagram, klik tombol kiri mouse
Synthesizer memiliki kemampuan untuk menyimpan hingga 99 saluran dalam memori, dan jika, misalnya, 11 saluran disimpan, maka hanya saluran tersebut yang dicari, dan 88 saluran sisanya diabaikan. Setelah daya dialirkan, stasiun dimana synthesizer sebelumnya dimatikan dihidupkan terlebih dahulu; berada pada saluran nomor 0.
Synthesizer memiliki kontrol putar dan 2 tombol MODE dan MEMORY. MODE menentukan mode pengoperasian: penyetelan halus atau perpindahan stasiun yang disimpan dalam memori. Penyetelan halus dilakukan ke atas dan ke bawah hingga ke tepi jangkauan. Pergerakan melalui stasiun-stasiun yang disimpan dalam memori dilakukan ke atas dan ke bawah, sepanjang ring. Selain itu, terdapat tombol RESET, yang menghapus semua stasiun dari memori.
Untuk menghapus, Anda perlu menekan tombol RESET dan, sambil menahannya, gunakan daya. 0,5 detik. indikator tidak akan menampilkan apa pun (saat ini memori sedang dibersihkan), dan kemudian yang berikut akan ditampilkan: “87.5 CH:00”. Untuk merekam stasiun, Anda perlu menekan tombol MODE untuk masuk ke "Mode Penyetelan" dan, dengan memutar encoder, mendengarkan stasiun yang diinginkan. Kemudian tekan tombol MEMORI. Dalam hal ini, layar akan menjadi gelap selama 0,5 detik, yang menandakan bahwa perekaman ke memori telah selesai. Selanjutnya, stasiun lain yang diinginkan dipilih dan diingat, setelah itu beralih ke mode “Preset” dengan menekan tombol MODE lagi. Kode sumber program dikomentari secara rinci, sehingga memudahkan untuk membuat perubahan yang diinginkan, misalnya, mengubah batas jangkauan. Jika diinginkan, papan dapat disambungkan ulang ke pengontrol ATMEGA8 (jika program dikompilasi ulang). Pengaturan sekering untuk pengontrol ditunjukkan di awal program.
Encoder yang digunakan adalah encoder PEC-16 dari BOURNS atau sejenisnya, yang menghasilkan satu pulsa per klik. Menghubungkan jalur encoder A dan B serta tombol ke pengontrol dilakukan secara ketat sesuai dengan diagram sirkuit (dan tidak sesuai dengan papan sirkuit tercetak). Ada ruang di papan sirkuit prosesor untuk memasang resonator kuarsa, tetapi tidak digunakan dalam desain ini. Prosesor ini mempunyai clock dari osilator internal 1 MHz. Synthesizer menggunakan kuarsa dengan frekuensi 7,2 MHz sebagai elemen pengaturan frekuensi. Pengaturan frekuensi yang tepat dilakukan dengan memilih kapasitor SMD yang terhubung ke resonator, tanpa elemen penyetelan. Untuk tujuan ini, papan memiliki bantalan kontak yang sesuai.
Di antara fitur desain, saya ingin mencatat koneksi papan prosesor dan papan indikator “konektor ke konektor”, tanpa kabel. Untuk tujuan ini, panel pengontrol dipasang di sisi konduktor tercetak, tanpa lubang.
Laporan foto:
