Данная информация была получена с сайта А.Тарасова UT2FW, все замечания и рекомендации собраны им и его друзьями. Подробнее о конструкциях Александра можете ознакомиться на его сайте...

Синтезатор на Z80

Описание работы

Схемотехника заимствована из РЛ №1 94г. Процессорный модуль, ДПКД и делитель 244 Гц выполнены на одной плате размером 150х110 мм.

Размер выбран из учета свободного размещения платы в отсеке ГПД трансивера RA3AO. Процессор можно применять любой, как импортный так и отечественный (1858 ВМ1, ВМЗ и т.д.) Это однопетлевой синтезатор частоты с микропроцессорным управлением. Процессорный блок особенности не имеет. Это обычный контроллер на Z80. Элементы DD1.1 и DD1.2 формируют импульс сброса в момент запуска контроллера. На элементах DD1.3 и DD1.4 выполнен задающий генератор, частота стабилизирована кварцем ZQ1. Точное значение частоты 1МГц можно корректировать в небольших пределах конденсатором С2. DD3 служит для формирования импульсов последовательности работы DD5, DD6, DD7 и DD8. Микросхемы DD5 и DD6 желательно установить на панельки. Это связано с тем, что промежуточную частоту в ПЗУ придется зашивать только в настроенном трансивере, а КР537РУ10 отечественного производства, как показал опыт, не имеют 100% гарантии качественной работы и недостатки можно только выявить в работающем аппарате. Порты DD7 и DD8 достаточно предварительно проверить на исправность, их можно запаивать в плату, как и процессор. Не было ни одного случая отказа этих микросхем во время работы. Модуль управления гетеродином включает в себя делитель с фиксированным коэффициентом деления (ДФКД) и делитель с переменным коэффициентом деления (ДПКД). ДФКД выполнен на элементах DD9, DD10 и делит частоту 1МГц до опорной частоты 244 Гц, которая поступает на один из входов фазового детектора. ДПКД выполнен на микросхемах DD11-DD16. Также в состав ДПКД входит счетчик 193ИЕЗ который делит частоту генераторов на 10/11 и расположен на плате ГУНов. На входы предустановки счетчиков ДПКД поступает двоичный код частоты от процессорного модуля. С выхода ДПКД сигнал подается на второй вход фазового детектора. Процессорный модуль через порты ввода - вывода микросхем DD7, DD8 осуществляет полное управление синтезатором. Шина D служит для подачи двоичного кода выбора диапазонов, шины J и N для отображения частоты и мнемоники управления на цифровом индикаторе, шина Е-опрос клавиатуры и управления валкодера. Шина LOCK не используется и в этой версии программно не поддерживается, так как светодиод LOCK (индикация захвата частоты) располагается на передней панели трансивера. Вход ТХ IN служит для организации работы расстройки и режимов T-R, А-В и T=R синтезатора.

Оставшиеся свободными выходы порта DD7 №№ 2, 1, 40, 39, 38, 37, 3 можно использовать для переключения режимов работы трансивера. При нажатии кнопок А1-А7 логический уровень на соответствующем выводе изменяется на противоположный. Нагрузочная способность этих выводов небольшая поэтому потребуется применить либо транзисторные ключи, либо какую-нибудь микросхему (например, 155ЛНЗ) для их умощнения.

Вся настройка процессорной платы заключается в подгонке частоты кварца до 1 МГц при помощи емкости С2. Это можно произвести, запаяв только одну DD1, чтобы не было опасности вывести из строя БИСы.

На плате ГУНов расположены непосредственно сами генераторы, есть два варианта платы с тремя и семью ГУНами, микросхема деления частота 10/11 193ИЕЗ и делитель на четыре К500ТМ131 (ТМ231). Фазовый детектор выполнен на КМОП серии К561ТМ2 и К561ЛА7. Дешифратор выбора диапазонов К555ИД10 включает требуемый ГУН. Для развязки и согласования уровней служат эмиттерные повторители VT2 и VT3. По качеству работы ГУНы на биполярных и полевых транзисторах разницы практически не имеют. Есть одна особенность, которую приходится учитывать, нужен “крутой” КП307Г для самого высокочастотного ГУНа иначе он плохо запускается и мала выходная амплитуда сигнала. При применении КТ363 или КТ326 амплитуда в самом высокочастотном ГУНе хотя и ниже чем в других, но подбора транзисторов обычно не требует. ГУНы на полевиках включаются через транзисторные ключи и диодные дешифраторы. Для получения частот всех девяти диапазонов к катушкам диодами подключаются дополнительные конденсаторы C8-CN. На плате разведено подключение дополнительных семи конденсаторов. В зависимости от промежуточной частоты трансивера, некоторые диапазоны можно объединять, тем самым исключать или ключи в ГУНах на полевиках или сокращать количество генераторов на биполярных транзисторах. Генераторы работают на частоте вчетверо превышающую требуемую, поэтому установлен делитель на 4 на микросхеме К500ТМ131 или аналог - К500ТМ231, дополнительно эта микросхема стабилизирует амплитуду выходного сигнала. Для управления описываемым смесителем требуется сигнал гетеродина в два раза превышающий по частоте требуемую, поэтому с платы ГУНов снимается сигнал деленный на 2, т.е. с первого триггера МС. Сигнал с выхода фазового детектора через транзисторные ключи на VT4 -VT6 фильтруется элементами С8-С11, R16-R18 и подается на варикапы гетеродинов. В момент, когда происходит захват и удержание частоты, светодиод LOCK погашен. Напряжение, питающее гетеродин дополнительно стабилизируется интегральным стабилизатором D1 на 9V. Размеры платы аналогичны процессорной (150х110 мм). Хотелось бы немного коснуться широко распространенного мнения о якобы завышенных шумах ГУНов и синтезатора в целом. Как показал опыт, шумы правильно настроенного трансивера в основном определяются его входными каскадами. Измерения, проведенные при помощи анализатора СК4-59 показали примерно одинаковые шумовые характеристики синтезаторов РПУ “Катран”, Р399А и этого варианта синтезатора с различными платами ГУНов. Отношение сигнал-шум находилось в области - 92 - 98 DB в зависимости от генерируемой частоты и типа синтезатора. При размыкании кольца ФАПЧ шумовые параметры синтезатора не изменяются, полное отключение цифровой части так же не меняет шумовые параметры, кроме, непосредственной наводки контроллера на приемную часть. Это наводит на мысль, что “не всё так плохо”. При практической демонстрации трансивера ни один из “слухачей” не смог “кинуть камень в огород синтезатора”. “Титанические” усилия и годы, потраченные на борьбу за децибелы, после появления в свет трансивера RАЗАО, оказались мышиной возней в сравнении с сервисом, стабильностью и отсутствием всякой механики, серебрения и т.д., которое даёт пусть и не самый лучший, но все же синтезатор частоты с процессорным управлением. Трансивер, произведенный в свет в 1988 году с двухсигнальной избирательностью в - 104 DB, с раздельными трактами приёма/передачи, популярным в то время выходным каскадом на КП904, посеребренным монстром вместо гетеродина с шумами поделенными аж в 18 раз, после появления простейшего пробного трансивера но с валкодером и кнопками, теперь служит только для накопления пыли и контрольного приёма. Для любителей экспериментов есть только два момента совершенствования таких синтезаторов. Первое - применение самых современных процессоров с минимальным потреблением и соответственно минимальным излучением помех. Проверено - наши однокристальные БИСы типа КР1816ВЕ39 кроме меньшего потребления, помехи излучают ненамного меньше, чем КМОП аналог Z80 КР1858ВМЗ. Здесь нужен совершенный скачек в область импортных БИСов и ихней же “обвязкой”. На сегодня это вполне возможно, т.к. цены на “наши и не наши” практически выровнялись, а вот “качество наше” еще очень далеко от того качества что “не наше”. Второй момент - увеличение быстродействия синтезатора. С описываемым синтезатором полудуплексом, “сплитом” с VOX не поработаешь, в моменты перехода RX-TX будет “квакать”. Ничего не поделаешь, в погоне за отсутствием фазового дребезга, пришлось понижать частоту сравнения до 244 Гц, в итоге - невысокое быстродействие и теперь при работе “кроссбендом и сплитом” приходится довольствоваться только педалью для перехода RX-ТХ.

По поводу уменьшения шага перестройки нужно сказать отдельно. С точки зрения любителей SSB шаг в 60 Гц вполне приемлемый, погрешность настройки максимально возможная -30 Гц, на слух заметить сложно. Для любителей CW, РАКЕТ, RTTY и т.д. шаг вроде, как и “многоватый”. Но “проблема” эта решается элементарно просто, потребуется лишь ввести дополнительный переменный резистор на переднюю панель. Вводим расстройку в опорный генератор, плюс минус 30Гц при помощи варикапа, валкодером настраиваемся квазинепрерывно с шагом в 61 Гц, а этой ручкой плавно хоть до долей Герца. Был опробован синтезатор на однокристальной КР1816ВЕ39 с шагом до 10 Гц (он колеблется в зависимости от диапазона от 6 до 10Гц ), и вот из-за этого шага пришлось от него отказаться. Точнее из-за проблемы изготовления качественного валкодера. Если диск валкодера на 36 сегментов для синтезатора с шагом 61 Гц можно нарисовать при помощи туши и спички за 10 минут и получим 4,392Кгц на оборот ручки, то при шаге 10 Гц получим всего 720Гц прирашения частоты на оборот. Как показывает опыт, наиболее оптимальное приращение частоты 2-5 Кгц на оборот ручки настройки, а это при 10 Гц шаге перестройки уже 200-500 сегментов переключения оптопар валкодера. Здесь уже потребны иные технологии нанесения сегментов и конструкции валкодера, а это неизбежно повлечет за собой увеличение себестоимости, нежели стоимость спички и туши. Пока получается проще и дешевле шаг в 61 Гц плюс дополнительная расстройка в опорнике 30 Гц, нежели более дешевый синтезатор на КР1816ВЕ39, но с дорогим и сложным валкодером, в случае потребности в малом шаге.

На плате индикации синтезатора расположены индикатор, дешифраторы DD1 и DD2, транзисторные ключи VT1-VT15 и микросхема формирования импульсов от валкодера DD3. Были отработаны две платы индикации, на ИВ-18, как привел автор синтезатора А. Кухарук в РЛ №1, 94 г. и на светодиодных матрицах для трансивера с однополярным питанием 13,8V РЛ №5, 96г. Обе платы никакой настройки не требуют, главная задача впаять исправные р/элемены. На ИВ-18 не замкнуть случайно цепи питания анодов лампы на цифровые шины, а матрицы АЛС324А или 333А предварительно проверить тестером каждый сегмент на надежность свечения. Опять же, лучше применить светодиодные матрицы те, которые “не наши”. Попадались импортные матрицы зеленого свечения абсолютно совместимые с отечественными АЛСЗЗЗА, но с более приятным “неядовитым” свечением и меньшим потреблением.

Так как программа для управления синтезатором на 89С52 была написана позже этой версии, то многие функции и обозначение кнопок совпадают.

Кнопки управления синтезатором

Всего их 12 штук. Две кнопки служат для быстрого перегона частот вверх - вниз. Остальные 10 имеют по 3 или 2 функции, для подачи команды или еще говорят “входа в меню”, выбора диапазона, канала памяти и как цифры от 0 до 9.

Рассмотрим каждую команду:

Для выбора диапазона нажимается клавиша “D” и кнопка требуемого диапазона.

Установка любой частоты с клавиатуры осуществляется нажатием “F” и вводом значения частоты, используя клавиши в цифровом режиме. При включении этого режима, цифры на индикаторе гаснут и каждой кнопке соответствует определённая цифра от 0 до 9 – нажимая на которые можно ввести частоту.

Для запоминания текущей частоты в одной из 10 ячеек памяти используют клавишу “IN” и одну цифровую, указывающую на номер ячейки памяти.

Извлечение частоты из памяти происходит после нажатия кнопки “OUT” и одной цифровой - с номером ячейки. При работе с памятью – седьмой разряд индикатора инициирует номер ячейки памяти.

Перед подачей команды сканирования в ячейки памяти с номерами “0” и “9” заносят значения граничных частот диапазона сканирования. Для подачи команды нажимается кнопка “S”. После небольшого поворота валкодера, при переходе на передачу, или нажатии на любую кнопку, сканирование прекращается. Если подать команду повторно, процесс начнется с прерванного места.

В памяти синтезатора имеется 8 ячеек памяти, используемые как стек. Запись текущей частоты в стек происходит автоматически в следующих случаях: при выборе нового диапазона, при извлечении частоты из ячейки, при установке частоты с клавиатуры. Возврат частоты из стека осуществляется нажатием клавиши “W”. Многократно нажимая клавишу “W”, можно просмотреть все частоты в стеке.

Включение и выключение расстройки производится клавишей “R”. Если расстройка включена, в крайней левой позиции дисплея ИВ-18 светится знак “-“, или загорается светодиод RIТ в плате индикации на АЛС. Все следующие команды действуют только при включенной расстройке.

Обмен местами текущей частоты приема с дополнительной частотой приема производится клавишей “А-В”.

Обмен местами текущей частоты приема с частотой передачи осуществляется клавишей “R-T”.

Клавишей “T=R” можно сделать частоту передачи равной частоте приема. При выключении расстройки частота вернётся в исходное значение, которое было на индикаторе в момент включения расстройки. Если этого не нужно, перед выключением расстройки уравняйте частоты приёма и передачи.

Размеры плат, на ИВ-18 95х90мм, на АЛС 190х80мм. Плата индикации на АЛС разведена с 20-ю кнопками клавиатуры (ПКН 150,125) таким образом, что при надобности поле кнопок можно отрезать и часть платы с индикаторами и деталями составят 90х80мм. Внешний вид трансивера с платой индикации на АЛС можно посмотреть в РЛ №3 96 г. Все платы синтезатора разведены двухсторонние с металлизацией отверстий. Были попытки изготовить более дешевые платы с односторонним монтажом и без металлизации отверстий. Но как показал опыт, процессорный блок в этот га-барит заложить не удается без потери качества дорожек, то же можно сказать и о плате индикации на ИВ-18. Плату ГУНов ни в коем случае нельзя делать без покрытия со стороны установки деталей, используемого в качестве общей шины. В конце концов, пришлось пойти по более дорогому и сложному варианту - двухсторонние платы с металлизацией отверстий и лужением.

Этот раздел будет полезен тем конструкторам, которые решительно настроены “победить все проблемы” ковельских версий синтезатора.

Настройка синтезатора

Настройка производится отдельно каждой платы. Процессорная плата как таковой настройки не требует. Нужно только подогнать частоту кварца до 1 МГц при помощи С2, которую контролируем на выводе №10 DD1. Связь с частотомером желательно устанавливать небольшой для того, чтобы вход прибора не шунтировал цепи генератора. Осциллографом с открытым входом контролируем сигналы на шинах J и К Если сигналы отсутствуют, можно попробовать перезапустить контроллер, кратковременно заземлив на корпус конденсатор С1. В случае, если эта мера не приведет к появлению сигнала шин J и N - начинается самая неблагодарная работа, к тому же практически единственным способом - “методом научного тыка”. Без осциллографа в этом случае не обойтись. Наличие коротких импульсов на выводах №1,2 Z80 говорит о том, что процессор “живой”. Конечно, на входе №6 должны быть прямоугольные импульсы частотой 1 МГц. На выходах DD3 №15, 14, 13, 12 при исправной микросхеме одинаковые по уровню но разные по скважности короткие импульсы. Возникали случаи когда вроде бы везде “все есть”, а “оно” не работает. Это чаще всего возникает при замыкании между собой шин адресов, данных (выводы №№ 30-40 и 7-14 Z80) или плохого контакта в панельках микросхем памяти. Такой же эффект наблюдается при “полудохлой” DD7. Следует проверить частотомером исправность работы делителей частоты DD9,10, на выходе каждого из элементов частотомер покажет частоту, которая должна быть ниже, чем на входе. На 6 ножке DD10 - 244 Гц. Если не удается получить сигналы на шинах N и J, следует еще раз внимательно просмотреть монтаж и тогда только принимать решение - “какую же из МС выкосить в первую очередь”. Если БИСы были предварительно проверены, остаются только DD3 и DD4. Исправность DD1 легко проверяется - элементы DD1.3 и DD1.4 на наличие генерации, а у DD1.1; DD1.2, при кратковременном замыкании на корпус С1, на выходе логический уровень должен изменяться на противоположный.

Элементы DD4 проверяются на наличие “чего-нибудь” на выходе - которые отличаются от того “что” есть на входе. Как показал опыт, если микросхемы приобретены на радиорынке у оптовиков, как правило, они исправны, за редчайшим исключением. Из всего перечня МС попадались “дохлые” К193ИЕЗ (в пластмассовом корпусе), К555ИД7 выпущенные в 11 и 12 месяцах в советское время и ВВ55, хотя в это трудно было поверить, так как микросхемы были упакованы в заводской таре со всеми штампами, печатями и росписями. Плата индикации настройки не требует. При подсоединении её к процессорному блоку и подаче питания на индикаторе должно высветиться 7,000,0. В этот момент можно облегченно вздохнуть и отметить этот небольшой праздник. Если к плате на ИВ-18 подключена клавиатура, понажимайте все кнопки без исключения. Нажатие на кнопки должно отражаться каким-либо изменением показаний на индикаторе. При нажатии на RIТ, в самом левом сегменте индикатора загорается горизонтальная черточка, что указывает на включение расстройки. Только в этом режиме будут действовать кнопки R-T, T=R и А:В. Если что-то не включается - ищите “хомут” или в распайке клавиатуры или в плате индикации.

Плата индикации на АЛС требует более тщательной проверки. Для четкой работы клавиатуры и яркого свечения матриц следует использовать только К155ИД10. 555 серия здесь не подходит из-за высокого сопротивления ключей. В случае, если захочется, чтобы индикаторы светились еще ярче, запаиваем прямо сверху на К155ИД10 еще один такой же дешифратор параллельно. Токоограничивающие резисторы, включенные последовательно с транзисторными ключами на КТ315 можно уменьшить до 10 Ом или впаять вместо них перемычки. Тогда индикаторы будут светиться ядовитым ярко-красным светом и в затемненном месте такая цифровая шкала действует особенно впечатлительным НАМам на нервы. Теперь проверяем четкость работы всех кнопок. Если какой-либо режим не включается или включается “через раз”, это говорит о том, что мы слишком увлеклись повышением яркости свечения и забыли о том, что кнопки у нас тоже “висят” на дешифраторе. Переключение кнопок происходит отрицательными импульсами, которые могут практически блокироваться положительным смещением со стороны светодиодных матриц. Если это все же произошло (кнопки нечетко срабатывают, чаше всего это F, W, IN) увеличиваем сопротивление токоограничивающих резисторов, что повлечет за собой понижение яркости свечения индикаторов, а лучше впаять параллельно до трех дешифраторов К155ИД10. При этом индикаторы ярко светятся (без токоограничивающих резисторов) и все кнопки четко срабатывают. В качестве светодиода, индицирующего включение RIT, требуется применять хорошего качества импортный светодиод. Те, которые были созданы “для советского народа”, требуют ток для яркого свечения, который соизмерим с током потребления десятка импортных светодиодов. Лучше выбирать светодиоды красного свечения диаметром 2,5-4 мм. Анод светодиода подключается к эмиттеру КТ315 сегментов G, а катод к 9-ой ножке К155ИД10. На этом настройка плат индикации заканчивается.

Валкодер

Ранее указывалось, что шаг в 61 Гц не так уж и плох с точки зрения – “что же нам прицепить на переднюю панель вместо надоевшего верньера?” . С этим шагом перестройки можно применять примитивнейшие образцы устройств именуемые - валкодер. Т.к. оптимальная плотность настройки на оборот ручки в 2-5 Кгц получается при переключении оптопар 30-80 раз. Достаточно в зависимости от конструкции, нарисовать на диске 15-30 секторов или просверлить такое же количество отверстий для того, чтобы получить удобную плотность настройки. При малом шаге, например 10 Гц, приходится в качестве валкодера применять промышленные образцы от станков ЧПУ с Z=200-500 или “изобретать” что-то уникально-самодельное по затратам сопоставимое с себестоимостью всего синтезатора.

Квазиперестройка то частоте происходит изменением логических уровней по шинам ЕЗ и Е4. Изменение уровней требуется с некоторым сдвигом, дабы контроллеру было “понятно” куда мы крутим ручку. В качестве микросхемы, формирующей требуемые импульсы, применены элементы самой дешевой К561ЛА7. В качестве датчиков, которые изменяют логические уровни на входах элементов проще всего применять инфракрасные фотоприёмники. Хотя, здесь бескрайнее поле изобретательству - можно применять от тумблеров и телеграфных ключей до датчиков Холла, главное чтобы этот элемент менял сопротивление хотя бы от 300Ом до 10-100КОм.

Чертежи и разные идеи можно заимствовать из РЛ №1 94 г.; Радио №3 90 г. Очень простой валкодер можно изготовить, применив сдвоенные оптопары АОТ137. В этом устройстве есть и излучатель и фотоприемник. Тестером вызваниваем “где там чего”, излучатель “звонится” как обычный диод, фотоприемник при поднесении к лампе накаливания изменяет внутреннее сопротивление. Номинал токоограничивающих резисторов, включенных последовательно с излучателями не стоит уменьшать менее 510-470 Ом. Достаточно перед двумя такими оптопарами вращать диск из плотного картона или луженой жести - валкодер готов. В одном из вариантов валкодера применяются диски диаметром 60 мм с нанесенными черной тушью 16 секторами, расстояние между оптопарами 14 мм, они расположены в 3мм от края диска ближе к центру. Зазор между диском и оптопарами в пределах 2-3мм. Вместо диска можно применить шестеренку и расположить оптопары напротив зубцов.

Настройка платы ГУНов

Принципы настройки плат на полевых и биполярных транзисторах практически ничем не отличаются. Основная задача - “уложить” диапазоны перестройки генераторов. Частоту смотрим на выходе делителя на 4. Если на входе DD1 есть сигнал, а на выходе отсутствует, может потребоваться небольшой подбор положительного смещения резисторным делителем R8 и R9. Вместо R8 временно впаиваем подстроечный резистор и подбираем точное смещение, чтобы микросхема четко работала при любых уровнях и частоте входного высокочастотного напряжения. На варикапы с переменного резистора подаем постоянное напряжение в пределах от 1 до 8 вольт. Конденсаторами, включенными последовательно с варикапами, выставляем пределы перестройки ГУНов ориентировочно с 20-25% запасом по краям самых широких диапазонов (если ГУН работает на нескольких диапазонах одновременно). Не стоит увлекаться увеличением емкости этих конденса-торов и значительными перестройками по частоте. В принципе можно практически полностью перекрыть участок от 5 до 22 МГц, но это “чревато” ухудшением качества сигнала синтезатора. Это связано с качеством варикапов, созданных отечественной промышленностью. Добротность этих элементов оставляет желать лучшего, поэтому после настройки всей платы, желательно прослушать тон сигнала каждого ГУНа контрольным приемником. Если тон будет дребезжащим - попробуйте уменьшить коэффициент включения варикапа в контур. Это можно сделать, уменьшив переходную емкость или подпаять параллельно катушке небольшой конденсатор. Теория синтезаторов гласит - чем уже пределы перестройки ГУНов по частоте, тем чище выходной сигнал. Для любителей экспериментов здесь благодатное поле деятельности, можно попробовать разные варикапы. Из отечественных неплохо работают КВ109, 132, но скорее всего лучшие результаты будут получены с варикапами для синтезаторов, созданными в мире загнивающего капитала. Изысканий в этом направлении не проводилось из-за отсутствия родственников в тех странах, где такие варикапы водятся.

Более низкочастотные ГУНы имеют повышенную амплитуду выходного сигнала в сравнении с самым высокочастотным ГУНом. Амплитуду можно выровнять, уменьшив положительную обратную связь, в ГУНах на полевиках это происходит при приближении отвода от катушки к заземленному выводу, а на биполярных транзисторах изменением номиналов емкостного делителя С12, С13, пропорционально увеличивая емкость С12 и уменьшая С13. Можно поступить и проще, перерезать дорожку с выхода ГУНа и впаять гасящее сопротивление. Кстати, в плате ГУНов на биполярных транзисторах, дорожку соединяющую выходы всех генераторов, следует перерезать в нескольких местах и в эти разрывы впаять подобранные резисторы с мин. длиной выводов. При помощи этих резисторов можно выровнять амплитуду выходных ВЧ сигналов ГУНов, которая растёт с понижением частоты генерации, и снять паразитную генерацию к которой склонны генераторы на биполярных транзисторах. В плате ГУНов на полевых транзисторах, генераторы соединяются посредством печатного монтажа и кусочков тонкого коаксиального кабеля. Поэтому, как правило, этой проблемы не возникает.

При кодировке дешифратора DD3 следует руководствоваться правилом, что самые высокочастотные ГУНы должны быть ближайшими к эмиттерным повторителям VT3, VT4. Это связано с тем, что ГУНы прекрасно “генерят” как на индуктивности катушки, так и на длинных дорожках “печатки” (касается платы на биполярных транзисторах). Кодировка дешифратора DD3 заключается в распайке перемычек между выводами микросхемы и ГУНами. Ближайшие по частоте диапазоны объединяют на один ГУН. Например, для промчастоты в районе 9 МГц расклад такой: 28-10 МГц; 24 -7 МГц; 21-3,5 МГц; 1,8 МГц; 18 МГц; 14 МГц и можно обойтись шестью ГУНами. Соответствующие выводы DD3 соединяются перемычками. Двоичный код шины D дешифруется этой микросхемой и при включении диапазона транзисторные ключи DD3 открываются, замыкая выводы 1-7, 9-11 на корпус, тем самым включают ГУНы. Генераторы на полевиках включаются положительным напряжением через транзисторные ключи. Здесь расклад ГУНов для промчастоты 9 МГц таков: 14 МГц; 28-24-10-7 МГц; 21-3,5-1,8-18 МГц. Для включения требуемого ГУНа между транзисторным ключом и ГУНом впаивается перемычка, а для включения дополнительных емкостей впаивается диод. Если в трансивере будет применяться мощный выходной каскад (более 30 Вт), лучше все дроссели на платах ГУНов намотать на ферритовых колечках (К7-10; 600-2000НН). Фабричные дроссели на ферритовых стерженьках очень восприимчивы к электромагнитным наводкам, как от передатчика, так и от силового трансформатора. Это нужно учитывать при компоновке трансивера, так как иногда никакие экраны не помогают. Индуктивность дросселей большого значения не имеет достаточно 15-20 витков на ферритовом колечке. Вместо дросселей для подачи Upll, на варикапы можно использовать резисторы номиналом 5-50 кОм, в этом случае немного уменьшается перекрытие по частоте.

После предварительной настройки платы ГУНов соединяем все платы между собой. При включении светодиод LOCK должен погаснуть, если он вспыхивает - это говорит о том, что частота на выходе ГУНа не соответствует требуемой и следует немного подстроить соответствующий генератор. Свечение светодиода указывает на неисправность в синтезаторе -кольцо ФАПЧ не замкнуто. Осциллографом следует проверить наличие сигнала FD1 и FD2 на входе фазового детектора. FD2 - очень короткие импульсы, которые сдвигаются или разъезжаются при нажатии на кнопки быстрого перегона частоты. Если сигналы FD2 отсутствуют, вместо R10 на процессорной плате впаиваем подстроечный резистор и пытаемся изменением положительного смещения запустить ДПКД. Как показал опыт, номинал этого резистора чаще всего находился в пределах 240-390 Ом. Если эта мера не дает положительного результата следует проверить исправность микросхем ДПКД. На выходе DD12-DD15 должны присутствовать короткие импульсы разной скважности. В случае, когда на входе фазового детектора есть сигнал, а “оно не запускается” неисправность или в фазовом детекторе или не переключается DD2 КР193ИЕЗ. Сигнал 10/11 аналогичен FD2, только инвертирован. Для устранения возбуждения DD1 (500ТМ131) с выхода первого триггера (вывод №2) на корпус включить емкость 10-30 пФ. После запуска синтезатора можно тон выходного сигнала приблизить к чистоте сигнала обычного генератора. Прослушивая выходной сигнал контрольным приемником, понижают частоту среза фильтра на выходе фазового детектора. Это элементы R18,C10,C11. Емкость С11 можно увеличивать до 0,15мФ, С10 до 0,68мФ, но при этом понижается быстродействие синтезатора.

Компоновка синтезатора

Выбор размеров плат был продиктован возможностью их размещения в отсеках ГПД трансиверов, типа RA3AO и Урал 84М. В TRX RA3AO платы ГУНов и контроллера располагаются вертикально, плата индикации на ИВ-18 на стойках изнутри к передней панели. Плату ПКУ можно исключить и задействовать ключи порта DD7. Ключи имеют малую нагрузочную способность, поэтому потребуется умощнение или при помощи дополнительных транзисторных каскадов или ключей дополнительной микросхемы (например К155ЛНЗ). Мощности последней вполне достаточно для включения реле РЭС49. Так выполнена коммутация режимов работы одного из трансиверов с 13,6V питанием. На входах этих каскадов желательно использовать RC развязывающие фильтры. В отсеке ГПД TRX Урал84М, платы контроллера и ГУНов располагаются горизонтально одна над другой. В передней панели вырезается окно для платы индикации на АЛС с кнопками управления. Фото внешнего вида такого TRX есть в РЛ №3 96г. Дополнительной экранировки платы не требуют, иногда бывает полезно подобрать точки заземления плат ГУНов и контроллера. Питание подается раздельно на каждую плату от одного источника +5V (КРЕН5А) через свой фильтр.

Фильтры примитивные - это подходящий по току дроссель (20-50 мкГн) и пару конденсаторов - электролитический и керамический. Дроссель можно намотать на ферритовом кольце большой проницаемости. Плату ГУНов (особенно на полевиках) не следует близко приближать к плате контроллера, зазор 20-25 мм вполне достаточен. Если по конструктивным соображениям потребуется меньший зазор, между платами нужно ввести заземленный экран. Плату ГУНов даже через перегородку не следует приближать к силовому трансформатору и выходному каскаду. Если этого нельзя избежать, силовик нужно намотать на ТОРе с минимальным полем рассеяния (ток холостого хода не более 10-20мА на 100Вт мощности) и расположить между ними экран из магнитного материала (луженая жесть). Иногда при неудачном монтаже основным излучателем помех является плата индикации на АЛС. “Победить” этот недостаток просто, достаточно запитать плату от индивидуального источника +5V (КРЕН5А). Фильтр на входе Кренки должен иметь токоограничивающий резистор мощностью 1-2Вт, номиналом 10-100Ом (требуется подбор в зависимости от входного напряжения) и электролитический конденсатор (в трансивере с однополярным питанием, где все напряжения получаются от одного источника, ёмкость конденсатора достигает 10000мкф). Шину GND (земля) и +5V на плату индикации брать непосредственно с КРЕНки. Не нужно шины синтезатора связывать в общие жгуты и тем более объединять со жгутами трансивера. Кому доводилось заглядывать внутрь импортных трансиверов, “бросается в глаза” отсутствие всякого “красивого” монтажа и тем более, вязаных жгутов - это сделано не зря. Иногда достаточно поменять расположение проводов, дабы избавиться от “непобедимой” наводки. Усложнять трансивер индивидуальными источниками питания для синтезатора не нужно. Достаточно питание для синтезатора подводить раздельными проводами непосредственно от стабилизаторов по кратчайшему пути, обходя входные цепи приемника и выходного каскада. Иногда приходится экспериментировать с блокировочными емкостями по шинам питания, часто бывает достаточно одного электролитического конденсатора небольшой емкости (1-10 мкФ) чтобы полностью избавиться от помехи. При достаточной настойчивости можно получить 0,1мкВ чувствительности приемника без каких-либо признаков наводок от синтезатора.

Опыт применения таких типов синтезаторов показал их неплохие шумовые характеристики. По крайней мере, по этим параметрам они не уступают синтезатору РПУ Р399А и “Катран”. Единственный недостаток, на мой взгляд, это относительно низкое быстродействие. Немаловажное преимущество - отсутствие дефицитных элементов и легкость записи и перезаписи промежуточной частоты в ПЗУ (три последние ячейки программы). Чего нельзя сказать о синтезаторе, созданном на базе однокристальной ЭВМ, здесь для перезаписи промчастоты требуется пересчитывать целые блоки программы. Для уменьшения потребляемых токов следует использовать КМОП Z80 и порты, хотя они встречаются на радио-рынках реже чем обычные. При желании можно изменить частоты и диапазон, на которых включается синтезатор. Никакого ухудшения в работе синтезатора это за собой не повлечет. При самостоятельном изготовлении плат следует осторожно подходить к выбору материала для платы ГУНов. Были случаи когда практически полностью приходилось выбрасывать платы из-за того, что генераторы “не хотели запускаться”, замена элементов ничего не давала. При “разборе полетов” оказалось, что некоторые типы стеклотекстолита имеют ограничение применения на высоких частотах. По внешнему виду это никак не определить, требуется “пробный шар”. Опять же, лучше использовать текстолит, созданный “по технологиям загнивающего империализма”, т.е. импортный (не турецкий и китайский). Никогда не было “проколов” с югославским и японским материалами (на просвет полупрозрачный). По поводу настройки синтезаторов на платах, которые производятся в Харькове, Донецке и т.д. – ничего не могу прокомментировать, т.к. работающих качественно трансиверов с этими вариантами разводки плат пока не встречал. Прежде, чем остановить свой выбор, пришлось развести 6 вариантов плат ГУНов. Насколько же тщательно отрабатывался этот вопрос другими разработчиками – все вопросы к ним. Прошу меня не “терзать по этому поводу вопросами”. Вообще, чем дальше “влезаешь в эти дебри” приходишь к выводу, что лучше покупать что-то уже готовое и проверенное и желательно работающее, нежели создавать все самому “с нуля”. Хотя это так, лирическое отступление, иногда возникающее в моменты великой творческой депрессии.