Блок управления для радиостанции "Ангара"

Е.ПОПОВ, RW6HRY, Ставропольский край.

Радиостанция 2Р20 "Ангара-1" имеет параметры, позволяющие с успехом использовать ее в любительской радиосвязи. Небольшие размеры - 255х215х69 мм, низковольтное питание, водонепроницаемый корпус, а также беспрецедентные меры, принятые разработчиками по термовременной стабильности частоты, делают этот аппарат незаменимым в различных DX-экспедициях, а также в качестве стационарной радиостанции.

Рабочий диапазон частот радиостанции-1,6...8,0 МГц-перекрывает 3 любительских диапазона (160, 80 и 40 м). Чувствительности 1,2 мкВ при отношении сигнал/шум 12дБ и выходной мощности 10 Вт достаточно для проведения уверенных радиосвязей на этих диапазонах. Согласующее устройство на выходе передатчика позволяет подключать самые разные антенны.

К недостаткам этой радиостанции можно отнести отсутствие режима нижней боковой полосы и крайне неудобное устройство набора частоты. Тем не менее, изменить рабочую боковую полосу довольно просто заменой электромеханического фильтра ЭМФ-500Н-3.1 на ЭМФ-500В-3.1.

С набором частоты ситуация несколько сложнее. Дело в том, что сложилось устоявшееся представление о том, как нужно управлять перестройкой частоты любительской радиостанции. Во-первых, управление должно быть либо плавным, либо дискретным с довольно малым шагом перестройки. Особенности работы однополосной модуляцией предполагают наличие режима расстройки частоты приема относительно частоты передачи. Кроме того, в современных трансиверах, как правило, реализована возможность работы на разнесенных частотах и даже на разных диапазонах, а для повышения оперативности работы желательно наличие дополнительного гетеродина.

Описываемый ниже блок предназначен для управления частотой радиостанции "Ангара" и предоставляет следующие возможности:

- отображение на 8-разрядном индикаторе показаний частоты, S-метра и мощности передатчика;

- перестройку частоты в диапазоне 1,6...8,0 МГц с шагом 0,02; 100 или 1 кГц;

- расстройку частоты приема относительно частоты передачи;

- работу в режимах "Split" и "Crossband";

- поддержку работы двух независимых гетеродинов;

- управление от валкодера и с клавиатуры;

- гибкое изменение шага перестройки.

Принципиальная схема блока приведена на рис.1. Устройство выполнено на базе однокристального микроконтроллера АТ89С51. В качестве индикатора применяется светодиодная матрица АЛС318. С выводов 01...04, 11...14, 21 ...24, 31 ....34 и 41 ...44 блока управления снимается двоично-десятичный код управления синтезатором радиостанции. Дешифрацию кода обеспечивают микросхемы DD6...DD10. Напряжение Uy управляет частотой опорного гетеродина для получения шага перестройки 20 Гц. На микросхемах DD1 и DD2 собрана схема динамической индикации, a DD5 служит для формирования сигналов валкодера. Преобразователь напряжение-частота, используемый для индикации показаний S-метра и индикатора выходной мощности, реализован на микросхеме DD3. Клавиатура и оптопары валкодера изображены на принципиальной схеме условно.

rst-d011.gif
Рис. 1

Блок управления располагается на месте удаленной платы УНЧ и индикатора радиостанции, поэтому необходимо изготовить другой УНЧ,например,по схеме, приведенной на рис.2. На этом же рисунке изображена схема формирования сигнала для измерителя напряжения.

rst-d012.gif
Рис.2

Управление блоком осуществляется от валкодера и с клавиатуры. При нажатии кнопок выполняются следующие функции:

- [Up] - перестройка вверх;

- [Dn] - перестройка вниз;

- [F] - [Up] или [F] - [Dn] - смена шага перестройки ([F] - [Up] означает нажатие сначала на [F], затем - на [Up]). При нажатии кнопок [Up] или [Dn] происходит увеличение или уменьшение частоты настройки на один шаг. Если удерживать кнопку [Up] или [Dn] длительное время, частота будет увеличиваться или уменьшаться автоматически. Шаг может быть равен 20 Гц, 100 Гц или 1 кГц. Смена шага происходит циклически при каждом выполнении команды смены шага. Смена шага также происходит при вращении ручки валкодера, если предварительно кратковременно нажать кнопку [F];

- [Rit] - включение режима расстройки. Расстройка может быть до любой частоты в пределах 1,6...8 МГц, что позволяет работать в режимах "Split" и "Crossband". Включение расстройки индицируется миганием самого младшего разряда частоты. При выключении расстройки частота приема становится равной частоте передачи;

- [F] - [Rit] - включение/выключение индикации 8-метра или индикатора выходной мощности. Показания S-метра или индикатора выходной мощности, в зависимости от режима (прием или передача), отображаются на цифровом индикаторе вместо частоты в виде шкалы из 18 вертикальных штрихов. При переходе в этот режим работают все команды, набираемые на клавиатуре;

- [М] - переключение VFO А или В. Например, показания индикатора "О 365454" означают, что самая левая цифра на индикаторе соответствует номеру VFO;

- [F] - [М] - блокирование/разблоки рование валкодера. При заблокированном валкодере работают все команды клавиатуры;

- [В] - переключение диапазона. На каждом из 3-х диапазонов сохраняется текущее значение частоты. С учетом 2-х VFO это дает 6 неявных ячеек памяти. В отличие от традиционной работы с памятью, в КВ-аппарате это более предпочтительный вариант, не отвлекающий оператора на ненужные операции. При включении расстройки переключение диапазона распространяется только на приемную частоту;

- [F] - [В] - текущие частоты VFO А или В на всех диапазонах устанавливаются в начало диапазонов.

Все блоки описываемого устройства собираются на односторонних печатных платах, топология которых приведена на рис.3...6.

rst-d013.gif
Рис. 3

rst-d014.gif
Рис.4

rst-d015.gif
Рис.5

rst-d016.gif
Рис.6

Блок управления устанавливается на месте удаленного УНЧ, а новый УНЧ укрепляется над блоком с левой стороны, деталями вниз. Дешифраторы DD6...DD10 закрепляются на отдельной печатной плате на блоке синтезатора радиостанции под входными контактами (рис.7).

rst-d017.gif
Рис.7

Конструкция клавиатуры и валкодера зависит от имеющихся в распоряжении радиолюбителя комплектующих. В качестве кнопок хорошо работают микропереключатели МП-7. Подобрать малогабаритный валкодер довольно затруднительно, но существует простой и надежный вариант - использовать валкодер от неисправной компьютерной мышки. Один из дисков с метками укрепляется на оси малогабаритного переменного резистора. Оптопары закрепляются в требуемом месте. Количество рисок у такого валкодера обычно равно 30...40, что обеспечивает оптимальное соотношение показателя Гц/оборот. Диск можно изготовить и самостоятельно, просверлив в заготовке по кругу отверстия 01 мм с шагом 1 мм. При использовании отдельных оптопар для разных направлений, смещением их друг относительно друга необходимо добиться сдвига фаз импульсов валкодера на 90°.

Индикатор АЛС318 устанавливается следующим образом. В плату блока управления впаиваются резисторы RA и RK (рис.1), после чего к ним припаивается индикатор выводами вверх. Так как индикатор перевернут, названия сегментов не соответствуют справочным. На рис.8 приведены номера выводов для данного включения. Клавиатура и валкодер распаиваются к одноименным выводам блока управления. Дешифраторы подключаются к одноименным контактам блока управления и платы синтезатора. Питание +9 В на дешифраторы берется с платы синтезатора. Если шаг перестройки синтезатора 20 Гц не требуется, выход Uy блока управления не используется. В противном случае потребуется разборка опорного генератора. Для этого он выпаивается из платы, скальпелем срезается лишний припой со шва, после чего шов прорезается по всей длине, и крышка легко снимается. На снятой крышке нужно удалить окошко над катушкой контура и просверлить отверстие для провода. Провод припаивается к перемычке П1 генератора, затем крышка припаивается на место.

rst-d018.gif
Рис. 8

Вход S-метра платы УНЧ присоединяется к выходу АРУ блока ПЧ радиостанции. Это точка соединения вывода 3 DA3 (504УН1), положительного вывода конденсатора С44 и выводов С76 и R38.

Вход измерителя мощности "PWR" подключается через измерительный трансформатор старой платы УНЧ к выходу радиостанции.

Настройка блока управления. При первых включениях изготовленного устройства микропроцессор из панельки лучше вынуть. После включения проверяются напряжения на выводах панельки. На выводах 40, 31 и 13 должно быть напряжение +5 В. На выводе 9 напряжение +5 В должно присутствовать при включении и плавно падать до нуля через некоторое время. Установив в панельку микросхему, необходимо убедиться в наличии генерации с частотой 12 МГц на выводах 18 и 19. На индикаторах должны присутствовать показания "0 365000". Если нет отображения, необходимо проверить цепи индикации. Коды, выдаваемые на выводы 01...44, соответствуют цифрам частоты на индикаторе.

Для настройки S-метра нужно отключить входы S и PWR, включить режим отображения S-метра и подбором сопротивления резистора R4 на плате УНЧ добиться периода колебаний 9 мс на выводе 3 микросхемы 1006ВИ1 (это соответствует свечению 1-2 сегментов индикатора). При подаче сигнала на входы S и PWR, период колебаний мультивибратора уменьшается примерно до 2 мс, что соответствует полной шкале индикатора. Элементы мультивибратора R1, R2, R13 и С1 желательно использовать хорошего качества с высокой термостабильностью параметров, иначе показания S-метра и индикатора мощности будут зависеть от температуры.

Настройка валкодера сводится к получению сдвига фаз 90° между формируемыми импульсами. Это можно сделать перемещением оптопар друг относительно друга, контролируя этот сдвиг с помощью осциллографа с внешней синхронизацией или просто до получения уверенной работы валкодера при его вращении в обоих направлениях.

Настройка опорного гетеродина заключается в установке частоты 10 МГц с максимально возможной точностью при помощи сердечника катушки гетеродина при установленном в ноль значении разряда десятков герц. После подстройки крышку над катушкой блока нужно припаять на место.

По вопросам получения печатных плат, запрограммированных контроллеров, готовых устройств можно обращаться к автору: Евгений Александрович Попов, RW6HRY, 356350, Ставропольский край, с.Новосел ицкое, ул.Степная, 3.

Техническая поддержка: http://windoms.sitek.net/~rw6hry E-mail: e373@aport.ru; e373e@yahoo.com; e373@au.ru; e373@rambler.ru

Packet: RW6HRY@RZ6HW.#ESNT.STA.RUS.EU ФИДО: 2:5064/1.15

РМ КВ УКВ. 12/2001, c.28-30.