HOME PAGE / POWRÓT DO STRONY GŁÓWNEJ

 

Uniwersalny syntezer częstotliwości od 1Hz do 2GHz o małym kroku 1Hz UNISYNT2002 DDS/FAST PLL

Artykuły w Świat Radio 10/2001 oraz Praktycznym Elektroniku 8/2001

INFORMACJE WSTEPNE

Uniwersalny moduł syntezera częstotliwości UNISYNT2002 przeznaczony jest do stabilizacji częstotliwości układów VCO lub przestrajanych napięciem głowic radiowych, TV, od tunerów satelitarnych itp. do 2GHz i przestrajania ich z różnymi krokami, w tym również krokiem 1Hz. Posiada także funkcję skanera i wobulatora częstotliwości z generacją znaczników. Pod względem obsługi i wykonywanych funkcji nie różni się od UNISYNT2001 (SR 5/2001) i jest bardzo podobny pod tym względem do UNISYNT2000 (SR 3/2000). Podstawowa różnica polega na budowie układu syntezera. Tu scalony syntezer SAA1057 zastąpiony został szybkim układem syntezy DDS/PLL. W SAA1057 porównywanie fazy odbywa się na częstotliwości około 1kHz. Przy tak niskiej częstotliwości porównywania fazy nie jest możliwe uzyskanie efektu tłumienia szumów fazowych VCO, przynajmniej w kanale radiowym, przez układ PLL. W tym przypadku VCO musi być niskoszumne samo z siebie, co oznacza (szczególnie na zakresach UKF-owych) konieczność stosowania układów VCO przestrajanych w wąskich przedziałach częstotliwości. W UNISYNT2002 najniższe częstotliwości (1Hz do 7.8MHz) generowane są bezpośrednio przez scalony syntezer DDS AD9835BRU. Sterowany jest on trójprzewodową magistralą przez odpowiednio oprogramowany mikrokontroler AT89S8252. Mikrokontroler steruje również skalą cyfrową (LCD z S-metrem lub LED). Można ją wstępnie ustawić na dowolną wartość (do ok. 4.3GHz z dokładnością 1Hz) w stosunku do częstotliwości pracy syntezera. Wstępnie ustala się również kierunek jej zmian w stosunku do zmian częstotliwości. Pozwala to na stosowanie najróżniejszych pośrednich częstotliwości urządzenia w którym zastosowany zostanie syntezer. Częstotliwość wzorcowa układu DDS (16777216Hz) wytwarzana jest w generatorze kwarcowym z powielaczem częstotliwości wykonanym na US 74HCT00. Dzięki zastosowaniu układu DDS możliwe było uzyskanie małych kroków syntezy w szerokim zakresie częstotliwości. Dla uzyskania częstotliwości od 7800001Hz do 2GHz zastosowana została szybka PLL pracująca jako powielacz (256 razy) częstotliwości wytwarzanych przez układ DDS. Zakres tych częstotliwości rozciąga się od 7800001Hz/256=ok. 30.5kHz do 2GHz/256=ok. 7.8MHz. Widać wyraźną różnicę w stosunku do 1kHz SAA1057 czy 5 (10) kHz innych scalonych syntezerów. Widać tu również kożystny wzrost częstotliwości porównania fazy wraz ze wzrostem częstotliwości VCO. Ciekawy eksperyment wykazał, że badana głowica od tunera satelitarnego, po odpowiednim dobraniu elementów RC filtru PLL, straciła szumy fazowe VCO tak dalece, że nadawała się do pracy CW/SSB w paśmie amatorskim 1296MHz a także na częstotliwości 2GHz. Porównanie fazy na częstotliwościach od ok. 30.5kHz do ok. 7.8MHz odbywa się w detektorze częstotliwości/fazy 74HCT4046. Jego graniczna częstotliwość pracy to kilkanaście MHz. Wykorzystany tu został jego detektor cyfrowy i niskoszumny. Sygnał błędu fazy wzmacniany jest przez wzmacniacz operacyjny HA17358 (LM358). Można tu zastosować wiele innych wzmacniaczy. Ten cechuje się zmianą napięcia wyjściowego od 0V. Preskaler (dzielnik) / 256 SAB6456 przeznaczony jest do pracy od ok. 70 MHz, gdzie jego czułość wynosi kilkadziesiąt mV. Jednak przy sterowaniu napięciem ok. 0.5V pracował jeszcze przy 4MHz. Wynika to stąd, że liczy się tu szybkość narostu sygnału na jego wejściu a nie ilość sinusoid w jednostce czasu. Jeśli syntezer ma obsługiwać częstotliwości od 40 do 1000 MHz, zamiast SAB6456 można zastosować np. dzielnik U893BSE. Moduł UNISYNT2002 zastosowany został jako moduł dodatkowy w doświadczalnym transceiverze KF/UKF DIGITAL2001. Dzięki temu otwarta została możliwość rozbudowy DIGITAL-a 2001 o pasma 430 i 1296MHz. Jego opis (jeszcze z syntezerem UNISYNT2001) znalazł się w SR 6/2001. Pełną dokumentację UNISYNT2002 wraz z rysunkami płytki można znaleźć na www.eter.ariadna.pl/sp3abg Wszelkie zapytania do autora opracowania można kierować przez e-mail sp3abg@polbox.com lub tel. 068-3266755