Синтезатор для трансивера «УРАЛ-84» у многих дедов (сам такой) сохранились трансиверы, собранные в дни их молодости. Не буду перечислять названия, но трансивер «Урал-84», в своё время, наделал много шума. В переносном смысле, конечно. Собирал его и я, и помню до сих пор мучение с ГПД, с этим непростым узлом. В моём исполнении он был собран на каркасах от Р-105Д. Вот был монстр! Но вернёмся к основной теме. Трансивер есть. ГПД оставляет желать лучшего. Что делать? Правильно, собрать синтез.
Синтезатор для трансивера «УРАЛ-84» собран, причём не ставилась цель выйти на исключительные параметры, а поставлена задача максимально адаптировать его для готового трансивера, в качестве которого и выбран «Урал-84». По правде сказать, этот синтезатор может быть встроен не только в вышеназванный аппарат, но и в трансивер RA3AO, UA1FA … Т. е. во все те аппараты, где есть фиксированная первая ПЧ не выше 10 МГц. Мало того, если в установках частоты ПЧ указать нулевое её значение, то данный синтезатор можно применять и в аппаратах прямого преобразования, или, даже, в качестве генератора сигналов. Расклад выходной частоты синтезатора классический. На диапазонах 1,8 — 3,6 -7,0 — 10MHz выходная частота синтезатора равна частоте настройки плюс ПЧ, на диапазонах 20 — 17 — 15 — 10 метров частота настройки — минус ПЧ.
При разработке синтезатор для трансивера «УРАЛ-84» я старался задействовать как можно меньше кнопок, чтобы не портить лицевую панель. Но две, всё-таки, появились: это — кнопка выбора шага перестройки (10 Гц, 100 Гц и 1000 Гц). А также кнопка записи в память оперативной частоты. Обе эти кнопки — не обязательные и синтезатор, с успехом, может работать и без них. Это, уже, — на ваше усмотрение. Выбор же диапазона происходит либо через освободившуюся галету узла ГПД, либо путём подачи сигнала с активных реле. В любом случае не следует превышать уровня 5 вольт на входах мультиплексора. В качестве валкодеров мною применены валкодер от трансивера «Азов» и «трещотка», энкодер на 24 импульса в узле расстройки.
Если первый имеет почти 50 импульсов на оборот и в режиме поиска можно вполне комфортно работать, то большая часть трещоток имеет 12(16) импульсов и в узле RIT использовать такой энкодер становится затруднительно. Во всяком случае можно применять как оптические энкодеры, так и механические. Единственное следует обратить внимание на подключение этих устройств. Механические можно подключать к МК напрямую (есть программная борьба с дребезгом), так и через формирователь. В последнем случае защита от ложных срабатываний будет выше, так как в этом случае к программному способу будет приложен и аппаратный метод борьбы с дребезгом контактов. Обратите внимание, что в случае подключения механического энкодера напрямую к МК, следует установить детали, имеющие белую окантовку корпуса в файле печатки (красную птичку на схеме). Если же подключение идёт через формирователь, то эти детали ставить не нужно.
Вход в меню синтезатор для трансивера «УРАЛ-84».
Если нажать кнопку выбора шага перестройки (на схеме обозначена как «ШАГ») и подать питание, то появится меню установки частоты первой ПЧ. Установка идёт от старшего разряда к младшему. Значение данного разряда выбирается поворотом главного валкодера (KNOB). Нажатие на кнопку «ШАГ» приводит к переходу на установку следующего разряда и т.д. Границы установки первой ПЧ от 0 Гц до 9 999,99 кГц. Запоминание произойдёт автоматически, по выходу из программы «Меню». Далее можно работать без перезагрузки. При нажатии кнопки «RIT» при старте, попадаем в меню коррекции частоты тактового генератора 125 МГц. Выглядит оно так:
Во время коррекции синтезатор на выходе выдает частоту 10 МГц вне зависимости от установленного диапазона. К выходу подключаем частотомер (C35) и вращением главного валкодера корректируем частоту до 10’000.000Hz. Шаг коррекции 1 Гц, поэтому придётся покрутить валкодер, в некоторых случаях, усиленно. Запоминание значения коррекции произойдёт при нажатии кнопки «RIT». Перегрузки не требуется. Рекомендуется после захода в это меню коррекции, выждать 20-30 минут до полного выбега частоты тактового генератора и только затем сделать коррекцию. К сожалению, выбег бывает значительным.
Работа с синтезатор для трансивера «УРАЛ-84».
Применённый мультиплексор позволяет опрашивать 8 каналов. Поэтому, пришлось применить хитрый приём для получения 9 диапазонов. По схеме видно, что включение 160 метрового диапазона происходит тогда, когда все входы мультиплексора имеют +1. Контакты кнопки оперативного запоминания рабочей частоты (на схеме как «ЕЕ») выведены на контакты кнопки трещотки (RIT). При нажатии на неё в EEPROM контроллера запишется значение действующей частоты и при очередной смене диапазона сразу установится нужный участок. По умолчанию стоят средние значения. Все диапазоны имеют ограничения в пределах разрешенных участков. Исключение сделано лишь для 30 метрового диапазона. Нижняя цифра 9500,00 кГц и верхняя 10150,00 кГц. Сделано это для возможной проверки частоты по сигналам точного времени. Но ограничения по частоте возможно корректировать на стадии программирования. Все частоты заложены в EEPROM микроконтроллера. Если перевести цифры из шестнадцатеричного кода в десятичный, то будет ясна логика их установки. Частоты диапазонов с точностью до 10 Гц состоят из трёх байтов, начиная с младшего. Например: частота по умолчанию 1415000 (15 97 58 HEX). В поле EEPROM’ а выглядит как 58 97 15. Во время режима приёма дисплей выглядит таким образом.
В зависимости от положения переключателя S1 меняется информация по расстройке. В случае выключенного «RIT» появляется надпись «off». В режиме передачи расстройка выключается, но надпись не меняется. Т.е. эта информация только для режима приёма. Несколько слов по работе S-метра и индикатора уровня мощности. Аналоговый вход RА0 (pin2) допускает вход до +5 Вольт. Но для правильной работы S-метра не рекомендуется превышать значения +1,50 вольта на ножке RA0 (pin2) МК. Уровень 1,5 вольта соответствует уровню S= 9+80 дБ. Цена одного деления до S=9 равна 0,5 балла. Далее один прямоугольник соответствует 20 дБ. Потенциометр R20 служит для установки макс. уровня =1,50 вольта. R21 служит для выставления уровня нуля, т.е. при отсутствии сигнала (закороченный ант. вход) выставляется нулевой потенциал на среднем выводе R21. В режиме передачи форма дисплея меняется.
Появляется в левом верхнем углу знак «*» и теперь на дисплее будет показываться выходная мощность с датчика усилителя мощности. Кубики теперь считаются в уровнях мощности и всего их — 10. Т. е., если выходная мощность 100 Ватт, то каждый кубик соответствует 10 Ваттам. Полное заполнение строки мощности произойдёт при напряжении +2,24 Вольта на RA0 (pin2) МК. В режиме передачи оба валкодера блокируются.
Детали и конструкция синтезатор для трансивера «УРАЛ-84»
Синтезатор для трансивера «УРАЛ-84» управляется МК PIC16F876A с тактовой частотой 20 МГц. В свою очередь МК контролирует работу DDS AD9850 (AD9851). Тактовый генератор для DDS работает на частоте 125 МГц. Печатная плата 100х50х1,5 двухсторонняя, разведена с учетом домашнего изготовления при помощи фоторезиста. Все отверстия файла платы имеют внутренний диаметр 0,4 мм. Это сделано с целью зенковки при сверлении после травления платы. Истинные внутренние диаметры отверстий выставляются во время сверловки. Переходные отверстия делаются проволочной перемычкой. Монтаж на обеих поверхностях платы. SMD резисторы и ёмкости размера 1206.
Панелька для ПИК контроллера применена цанговая, так как её ножки можно паять с обеих сторон. Дроссели ФНЧ намотаны на ферритовых колечках с проницаемостью ВЧ50. Дроссели ФНЧ и дроссели развязки вполне можно применить SMD типа. Печатная плата разведена с учётом обоих типов. Данные дросселей указаны на схеме. Файлы монтажки в архиве. Фото плат от файлов монтажек слегка отличаются.
Изменения произошли в процессе доводки схемы и монтажа. Характеристика ФНЧ снята при помощи прибора NTW-7 с отвода связи Тр1 и с выхода С35.
Небольшой подъём АЧХ получен применением дросселя Др5. При проектировании ФНЧ и согласующих каскадов не ставилась задача получить большое усиление. В базовом трансивере на вход транзистора КТ610 в смесителе рекомендовано подавать напряжение ~0,4Vэфф. Применённый каскад с лихвой обеспечивает данное условие. Несколько слов по спектру и фазовым шумам синтезатор для трансивера «УРАЛ-84».
Разговоры по ФШ синтезаторов стали настолько модные, что появляться на форумах с простым синтезом стало просто страшно — заклюют. Хотя фирма изготовитель на AD9850 (AD9851) в своём даташите выкладывает следующий график, где чётко видно, что ФШ применённой DDS укладывается в -134 дБ при расстройке в 1 кГц, что является достаточно высоким показателем чистоты сигнала. Мною была сделана попытка провести анализ при помощи звуковой карты компьютера частоты 10 кГц, полученного с помощью переноса сигнала искомого синтезатора. Звуковая карта у меня невысокого класса, но, тем не менее, сравнительный анализ показывает достаточно высокие показатели полученной частоты. График красного цвета — шумовой пол карты, синий цвет искомого синтезатора. На выбросы не обращайте внимания — это какие-то внутренние процессы компьютера (карты).
В заключении я бы хотел ещё раз напомнить, что данный синтезатор для трансивера «УРАЛ-84» предназначен для реанимации такого трансивера как «Урал-84», поэтому в данном синтезе нет второго VFO, нет ячеек памяти, нет САТ интерфейса. Зато он (синтезатор для трансивера «УРАЛ-84») легко вписывается в концепцию трансивера 80 годов. Не нужно ломать голову с серьёзной переделкой лицевой панели. На этом желаю успехов тем, кто заинтересуется данной конструкцией и даст вторую жизнь такому замечательному трансиверу как «Урал-84».
Благодарю своих товарищей UN6G, UN8GCS, UK7AX за советы и помощь при конструировании данного синтезатора! Статья опубликована с любезного разрешения Евгения UN7GCE за что ему отдельное спасибо. Файлы печатных плат, а также прошивки и схема в хорошем разрешение прикреплены в архиве вот тут.
Алматы январь 2019. Евгений UN7GCE