ПРОСТОЙ СИНТЕЗАТОР ЧАСТОТ
Я. ТОКАРЕВ, г. Москва
Предлагаемое вниманию читателей устройство позволяет получить сетку высокостабильных частот с шагом в 1 кГц на частотах до 7 МГц. Достоинством схемотехнического построения устройства является наглядность задания генерируемой частоты, без каких-либо дополнительных вычислений, отсутствие программируемых микросхем и дорогостоящих компонентов. Схема устройства приведена на рисунке.
Основу прибора составляет генератор, собранный на транзисторе VT1 по схеме индуктивной трехточки. Через буферный повторитель, выполненный на транзисторе VT2, и цепочку R8, СЗ выходной синусоидальный сигнал величиной 0,4 В (эффективное значение) поступает на выход устройства. Одновременно с этим со стока VT1 импульсный (трапециевидный) сигнал поступает на вход формирователя прямоугольных импульсов, выполненный на микросхеме DD1. Цепочка логических элементов DD1.1 — DD1.3, охваченная отрицательной обратной связью по постоянному току, выведена на линейный участок и работает как усилитель-ограничитель. Такой формирователь рекомендован к применению В. Л. Шило в книге "Популярные цифровые микросхемы" (издательство "Радио и связь", 1989), так как он обеспечивает высокую стабильность работы счетчиков вплоть до 7 МГц.
С выхода формирователя прямоугольные импульсы поступают на вход десятичных счетчиков DD5—DD8 со встроенными дешифраторами, на кото-
рых выполнен делитель с переменным коэффициентом деления (ДПКД). Элементы DD9.1, DD9.2 образуют схему совпадения, формирующую импульс обнуления счетчиков по достижении ими установленного значения. Коэффициент деления ДПКД устанавливается с помощью перемычек (галетных переключателей): единицам килогерц соответствуют перемычки, связанные с микросхемой DD5, тысячам — с микросхемой DD8.
С выхода ДПКД (выв. 3 микросхемы DD8) сигнал перестраиваемого генератора, поделенный до значения опорной частоты, поступает на вход устройства сравнения, роль которого выполняет частотно-фазовый детектор (ЧФД), выполненный на триггерах DD10.1, DD10.2, транзисторах VT3, VT4 и диодах VD3, VD4. Задающий каскад генератора опорной частоты кварцо-ванный и выполнен на элементах DD2 и счетчиках DD3, DD4 — делитель на 100. Сформированное напряжение автоподстройки интегрируется конденсатором С5 и поступает через дополнительный ФНЧ R16C6 на варикапы VD1, VD2, замыкая тем самым петлю ФАПЧ. Стоит заметить, что обычно в качестве интегратора после ЧФД используют так называемый пропорционально интегрирующий фильтр (ПИФ), представляющий собой последовательную RC-цепочку. Делается это для уменьшения времени установления в получившейся системе автоматического регулирования и исключения возможного самовозбуждения. Но применение ПИФ влечет за собой ряд существенных недостатков, связанных с тем, что он хуже подавляет переменную составляющую сигнала опорной частоты, поступающую вместе с постоянным напряжением на варикапы перестраиваемого генератора и тем самым вызывая паразитную частотную модуляцию генератора. Для борьбы с этим между ПИФ и варикапами обычно устанавливают прецизионный режекторный фильтр, настроенный на опорную частоту, и этот фильтр, если задаться получением высоких характеристик, получается достаточно сложным и дорогим.
В данной конструкции из-за относительно высокой опорной частоты удалось обойтись простым интегратором, обеспечивающим время установления менее 0,5 с, и дополнительным помехо-подавляющим фильтром с частотой среза около 33 Гц. Такое решение позволило получить минимум частотно-фазовых шумов при приемлемой скорости установления частоты без применения точных RC-компонентов. При используемом типе катушки L1 и подстроечнике, находящимся в среднем положении, устройство может вырабатывать сетку частот с шагом 1 кГц в пределах от 1,5 до 1,7 МГц при перестройке с помощью перемычек. Применив другие катушки, можно получать частоты вплоть до 7 МГц.
В устройстве применены резисторы МЛТ-0,125, конденсаторы типов КТ1 М47 (С1, С4), К53-4-20 В (С5, С14), К73-17 (С6), К50-35 (С7), К10-7 (СЗ и все блокирующие). Транзисторы КТ315Б заменимы на КТ3102Б, КТ361Б — на КТ3107Б, КПЗОЗГ — на КП307Г. В качестве микросхемы DD9 можно попробовать использовать отечественную К561ЛА8. Катушки L1, L2 — катушки ФСС радиоприемника "АБАВА РП 8330" паспорт ИШ4.777.240-04.
Налаживание устройства. Установите перемычки ДПКД в соответствии со средней частотой того диапазона, который вам необходим. К конденсатору С5 следует подключить высокоомный вольтметр (Rbx > 1 МОм), фазировкой включения катушки L2 и вращением подстроечника катушки L1 (обязательно отверткой из диэлектрического материала) добиться напряжения на конденсаторе, близкого к половине напряжения питания.
Предлагаемая конструкция была разработана автором еще в 1992 г. и использовалась в качестве задающего генератора одной московской средневолновой радиовещательной станции, для чего собственно и была создана.
В заключение хотелось бы сказать о том, что, заменив перемычки галетны-ми переключателями с соответствующими надписями, можно ввести оперативную ручную перестройку частоты. Важно только, чтобы соединительные проводники, идущие от переключателей, имели минимальную длину, особенно если предполагается работать на частотах, близких к максимальным.
Радио 4?-2003