Меню

Цифровая индикация частоты настройки

А. Денисов г. Тамбов (RA3RBE)

При работе на любительской радиостанции перед радиолюбителем часто встает необходимость точно знать частоту, на которую настроен его трансивер или приемник для того, чтобы не уйти за пределы диапазона или для точной настройки на заранее оговоренную частоту. Механические шкалы не дают такой возможности поэтому приходится конструировать электронные шкалы. В настоящее время разработано большое количество электронных шкал и частотомеров, при разработке которых используются микросхемы разной степени интеграции. Зачастую это сложные устройства, насчитывающие несколько десятков микросхем. Эти конструкции довольно сложны для повторения из-за того, что в сложной схеме гораздо выше возможность допустить ошибку на всех этапах – от публикации до монтажа.

Принципиальную схему частотомера можно предельно упростить, если построить ее на базе процессора PIC16F84 фирмы Microchip (http://www.microchip.com/). Этот процессор обладает высоким быстродействием, широкими функциональными возможностями. Встроенное энергонезависимое запоминающее устройство позволяет записывать и оперативно изменять величину промежуточной частоты цифровой шкалы.

При работе над своим частотомером я поставил перед собой задачу создания максимально простой конструкции, несложной в повторении, учитывающей ошибки и недочеты допущенные при конструировании аналогичных устройств.

Вашему вниманию предлагается частотомер – цифровая шкала, в котором вся работа по измерению, преобразованию и динамической индикации перенесена на программное обеспечение, а аппаратная часть содержит всего две микросхемы.

Устройство выполняет следующие функции:

1. Принципиальная схема.

Функции устройства реализованы следующим образом:

Прим. логическому “0” соответствует потенциал 0 вольт (“земля”).

Теперь немного информации для тех, кто не имеет большого опыта работы с PIC процессорами.

Для транслирования исходного текста программы в машинный код процессора использовался широко распространенный, бесплатный ассемблер MPASM, для программирования – программатор PIX, так же бесплатный и доступный на многих серверах. Сушествует много других ассемблеров и программаторов, однако эти наиболее доступны для пользователей с небольшим опытом. Их можно скачать с моей. Схемы аппаратной части программатора находятся в файле программатора PIX.

Архивы MPASM и PIX распаковываем в разных директориях MPASM и PIX соответственно, файл DIGSCAL.ASM с исходным текстом программы частотомера переписываем в директорию ассемблера MPASM.

1. Трансляция исходного текста

Набираем команду MPASM DIGISCAL.ASM. После выполнения программы на экране дисплея должно быть следующее:

MPASM 01.40 Released © 1993-96 Microchip Technology Ink./Byte Craft Limi

Checking c:\MPASM\DIGISCAL.ASM for symbols…
Assembling…
DIGISCAL.ASM 639
Building files…

Errors : 0
Warnings : 0 reported 0 suppressed
Messages : 0 reported 0 suppressed
Lines assembled : 638

Press any key to continue.

Отсутствие сообщения об ошибках и предупреждений говорит о том, что программа оттранслирована правильно. После трансляции в директории MPASM появятся несколько файлов с именем DIGISCAL и разными расширениями. Файл DIGISCAL.HEX и есть тот файл, который будет записан в PIC процессор.

2. Программирование PIC процессора

2.1. Переходим в директорию PIX, запускаем программу PIX.EXE, подключаем к разъему COM2 аппаратную часть программатора с вставленным PIC процессором (рис.3).

2.2. Даем команду F7 (Erase) – стираем ранее записанную информацию, т.к. новые микросхемы заполнены нулями, которые нужно «стереть». Микросхема без информации заполнена 3FFF, а ее энергонезависимая память FF. После стирания в этом можно убедиться, посмотрев содержимое памяти командой F4 (Read).

Читайте также:  Радиоприемники с цифровой настройкой частоты

2.3. Даем команду F3 (File) и выбираем файл DIGISCAL.HEX из директории MPASM.

2.4. Последняя команда – F9 (Blow) – запись микросхемы.

После завершения процесса программирования появляется надпись “All loaded Areas Blown OK 1195 mSec”, последняя цифра может отличаться в зависимости от быстродействия компьютера.

2.5. Отключаем аппаратную часть программатора от порта COM2 и выгружаем программатор командой ALT-X.

Микросхема запрограммирована и готова к работе в частотомере.

Программу для самостоятельного программирования PIC процессора можно взять здесь.

При разработке схемы и программного обеспечения использованы данные конструкции Peter Halicky OM3CPH.

Источник

Простые карманные миниатюрные УКВ-ЧМ приемники с цифровой шкалой «Маnво», «Palito», «ЕСВ» и аналогичные представляет определенный интерес, так как встроенная электронная шкала это не что иное, как частотомер с цифровой индикацией. Сделав несложную доработку из них можно получить частотомер, который на четырех декадном индикаторе индицирует сотни, десятки, единицы мегагерц и сотни килогерц.

Простые карманные миниатюрные УКВ-ЧМ приемники с цифровой шкалой «Маnво», «Palito», «ЕСВ» и аналогичные представляет определенный интерес, так как встроенная электронная шкала это не что иное, как частотомер с цифровой индикацией. Сделав несложную доработку из них можно получить частотомер, который на четырех декадном индикаторе индицирует сотни, десятки, единицы мегагерц и сотни килогерц.

Малые габариты, высокая экономичность (потребляемый ток всего несколько миллиампер) и большой диапазон рабочих частот (вплоть до 800 МГц!) делают такой измерительный прибор довольно привлекательным.

Ниже рассмотрены некоторые рекомендации по доработке таких приемников.


Схема радиоприемника.


В его состав входят(рис. 1):
•Плата радиоприемного устройства (РПУ) на микросхеме SC1088 (или TDA7088), УЗЧ на транзисторах и УРЧ на двух транзисторах.
•На второй плате размещены часы, элементы цифровой шкалы (частотомер) и кнопки управления.

Питающее напряжение постоянно поступает на узел часов и при выключенном приемнике на табло индицируется текущее время. При включении приемника выключателем SA1 напряжение питания поступает на приемник и шину управления частотомером. Сигнал гетеродина усиливается УРЧ, поступает на частотомер и на индикаторе индицируется частота настройки.

Приемник построен по супергетеродинной схеме (нижняя настройка) с низкой ПЧ (70 кГц), и поэтому для правильной индикации частоты настройки показания частотомера завышены на 0,1 МГц, что надо учитывать при проведении измерений. Очевидно, что если подавать на вход частотомера контролируемый сигнал, то при выполнении определенных условий будет индицироваться его частота.
Прежде всего, для этого следует на корпусе приемника установить малогабаритное высокочастотное гнездо (например, SMA), поместив его ближе к входу частотомера. Кроме того, для включения частотомера надо установить малогабаритный переключатель (на схеме он обозначен как SA2′).

Переключатель ПД9-2 устанавливают (приклеивают на плату) рядом с регулятором громкости, для этого перемычки J11, J14 и конденсатор С11 (нумерация приведена в соответствии с обозначением на плате) надо установить со стороны печатных проводников. Корпус переключателя соединяют с общим проводом. Гнездо SMA устанавливают на узкой стороне рядом с ленточным жгутом J21, который идет от платы приемника к плате часов (частотомера). Центральный контакт гнезда через конденсатор емкостью 500. 1000 пФ подключается к входу частотомера или УРЧ, а корпус — к общему проводу.

Читайте также:  Настройка fancybox для wordpress


Схема УРЧ показана на рис. 3.

Так как он имеет два каскада, возможны три варианта подключения:
•к входу первого каскада (точка 1),
•к входу второго (точка 2)
•или к входу частотомера (точка 3).

Понятно, что место подключения будет оказывать влияние на диапазон рабочих частот и чувствительность частотомера, но в любом случае напряжение сигнала более 1V подавать не следует. Например, при подключении измеряемого сигнала на вход первого каскада чувствительность в диапазоне частот до 100 МГц составляет менее 1 мВ. Следует отметить, что при таком подключении чувствительность является чрезмерной и приводит к тому, что частотомер будет слишком чувствителен к помехам и наводкам. Кроме того, в этом диапазоне из-за нелинейных эффектов в усилителе возможно появление искажений и частотомер может индицировать частоту гармонических составляющих сигнала. Если частотомер не реагирует на наводки, то при отсутствии сигнала на индикаторе будет индицироваться показание 000,1 МГц.
В авторском варианте для подключения была выбрана точка 3. При этом дополнительный выключатель включен между плюсом батареи питания (перемычка J23) и шиной управления частотомера (см. рис. 1).
Для этого красный (или третий сверху) провод в жгуте J21 надо отсоединить от платы приемника и присоединить к выключателю. Такое подключение позволяет включать частотомер при выключенном приемнике или отключать его при включенном приемнике. Последнее удобно еще и тем, что при приеме радиостанции частотомер можно отключить и контролировать текущее время.
Нижний предел измеряемой частоты составляет 0,5. 1 МГц, верхний предел зависит от напряжения питания и для 2,5V составляет 600 МГц, для 3V — 700 МГц, а при 4V достигает 800 МГц. Большее напряжение подавать не следует.
При выключенном приемнике ток, потребляемый частотомером (вместе с часами), зависит от измеряемой частоты и изменяется от 0,3 мА при отсутствии сигнала до 0,7 мА на частотах до 50 МГц и до 4 мА на частоте 600 МГц.

Источник: Журнал «Радио» №2 2003 год.

Изприемника «PALITO» PA-618.

Модели таких приемников содержат встроенный цифровой частотомер, который благодаря наличию системы автоматической настройки и удержания частоты гетеродина заметно улучшает работу приемника. К тому же низкая промежуточная частота приемника (70 кГц) существенно упрощает его сопряжение с частотомером, поскольку есть возможность подключить последний непосредственно к гетеродину с использованием лишь буферных усилителей.
Обычно они представляют собой два транзистора, включенных по схеме с ОЭ.

В корпусе от маркера.

От приёмника надо отпаять всего четыре провода шлейфа и припаять к собранному усилителю ВЧ.
(детали, для которого можно взять из приёмника). R6-чтобы не мерцали показания.
Datasheet: SC3610

Емкость на входе(10пф), можно уменьшить до 1пф с целью уменьшения вносимой погрешности в случае непосредственного подключения к колебательному контуру.

Частотомер можно использовать и как часы, надо только питание подать через переключатель а для коррекции времени использовать свободные выводы см. фото

Читайте также:  Настройка iptables через ssh

Источник

Каталог статей и схем

В связи с динамично обновляющимся парком автомобилей (иномарок) в нашей стране в настоящее время достать блок цифровой шкалы (ЦШ) старой автомагнитолы или тюнера для радиолюбителя не представляет особых затруднений.

В своих конструкциях радиолюбители применяют эти блоки либо по прямому назначению – как цифровая шкала, чаще ЧМ-приемника, причем в диапазонах не только FM1, 2, но и других, начиная с гражданского СВ-диапазона 27 МГц, с шагом 50 кГц.

Реже эту ЦШ применяют в качестве частотомера [1]. Показания считываются с блока индикаторов и к ним добавляется (а в FM диапазоне может и вычитаться) выбранное значение ПЧ, что не совсем удобно. Да и шаг индикации 50 кГц, если выбрана ПЧ FM диапазона, не позволяет достаточно точно измерить частоту. На АМ диапазоне с приемлемым шагом 1 кГц верхний предел ограничен 2 МГц.

Таким образом, алгоритм измерения частоты можно представить в два этапа:

1. Сначала на диапазоне FM определяем с точностью до +/- 50 кГц частоту исследуемого сигнала. Например, индикатор покажет 14,00 МГц. Собственно частота будет составлять 14,00 – 10,7 МГц (запрограмированная ПЧ) = 3,3 МГц.

2. Далее измерения проводим в диапазоне АМ. Индикатор покажет только последние три цифры значения измеряемой частоты в кГц + 455 кГц. Скажем, 378 (кГц). Вывод: измеренная частота равна 3,378 МГц + 455 = 3,833 МГц.

В ЦШ из автомобильного приемника «зашита» частота 455 кГц (или другая, имеются стандартные варианты, см. табл.2). Это рассчитано на то, что в самом приемнике ПЧ = 455 кГц (или другая. ), и при работе в комплексе с приемником на дисплее будут истинные показатели принимаемой приемником частоты.

Выходом из положения (чтобы не считать) может послужить применение опорного генератора (ОГ) с простейшим смесителем. В ОГ можно использовать пьезокерамический резонатор на 455 кГц (его можно найти во многих импортных «мыльницах»). Без сигнала на входе смесителя индикатор ЦШ покажет 000 кГц. При подаче измеряемого сигнала на вход смесителя будет индицироваться частота с шагом 1 кГц до верхнего предела 1999 кГц. Далее снова последуют 000 кГц, и так до 18 мГц. Это происходит потому, что счет и индикация цифр старшего разряда (мегагерцы в АМ диапазоне) в цифровой шкале выше единицы не проводится.

Таким образом, чтобы «нивелировать » эти «зашитые» в ЦШ 455 кГц можно сделать приставку, в которой в смесителе суммируется частота 455 кгц (она получается в ОГ приставки с помощью резонатора 455 кГц) с частотой измеряемого сигнала. Тогда на дисплее будут цифры, соответствующие измеряемой частоте, и суммировать в уме не требуется. Конечно, с учетом погрешности резонатора в ОГ приставки, «пролезания» его сигнала на вход ЦШ, амплитуды и вида входного сигнала и сигнала ОГ, завала частот на ВЧ, и многого возможного другого при конструировании прибора.

Ниже приводится схема ЦШ (рис.1), лишь немного отличающаяся от приведенной в [1].

Источник