Синтезатор LC72131 на 27 МГц.

Автор: dock4
Опубликовано 16.04.2021
Создано при помощи КотоРед.

Синтезатор LC72131 на 27 МГц.

Изучая микросхему PLL синтезатор - LC72131, появилась идея собрать модуль задающего генератора на 27 МГц.

В своей конструкции я решил реализовать:

- выбор из 40 каналов европейской сетки частот «С»;
-управление режимом TX/RX (ПЧ, сдвинута вверх на 10,7 МГц.);
-управление тон модулятором;
-визуализация режимов, номера канала и частоты на дисплее (oled 0.91).
           В сети есть много конструкций на PLL синтезаторах. Изучая их, я выбирал наиболее интересные элементы и узлы. Запустить синтезатор на одной частоте проблем не вызывает. Проблема возникает при переключении  частот, со сдвигом ПЧ - 10,7 МГц, на низкочастотных диапазонах. Легко это реализуется на довольно высоких частотах, от 100 МГц и выше. На нижних диапазонах использовать один варикап для получения сдвига частот в 10,7 МГц проблематично. Одни применяют для управления высокое напряжение (до 30 вольт) , другие переключаемые генераторы. Интересное решение предложил Алексей Темерев (UR5VUL). В своей конструкции он применил диод КД409, который выполняет функцию коммутатора катушки индуктивности. На момент своих экспериментов я не смог достать этот диод, поэтому пробовал подключать другие диоды, оказавшиеся под рукой, даже купил пин-диод BAP64-02.115. К сожалению, ничего не получилось. Случайно обнаружил, что нужную функцию выполняет P-N переход транзистора BC817. И, что самое интересное, только транзистор BC817-16, на котором маркировка 6A(!) работает правильно. Пробовал BC817-40 с маркировкой 6С - эти транзисторы отказывались переключать катушки. А вот 6A, даже из разных партий, отлично работали. Поэтому и решил остановиться на этом варианте.
В результате получилось устройство, которое изображено на рис.1.

Рис 1
Печатная плата выполнена из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита FR4-1,5mm. Оборотная сторона выполняет функцию общей земли. Нужные отверстия раззенкованы сверлом.
Практически все основные элементы я покупал на АлиЭкспрессе. Катушки индуктивности я использовал такие:

L1 и L2 содержат по 8 витков провода ПЭЛ 0,25.
L3 намотана этим же проводом на ВЧ бинокле 90ВНП6,2х3х5 и содержит четыре витка с отводом от середины. Катушки L1 и L2 поместил в экран из медной фольги. Внутреннее пространство залил воском.

SMD элементы 1206 и 0805. Чип-танталовые конденсаторы В-типа на напряжение 10 вольт.Транзисторы в корпусе SOT23, стабилизатор 78L05 в корпусе SO89. По варикапу ВВ133. Самые лучшие результаты выдают именно они. Их я тоже заказывал на Али. Как альтернатива - отечественные КВ110А.

Дисплей OLED 0.91 дюйм, I2S, монохромный .
НАСТРОЙКА
После установки на плату всех элементов необходимо запрограммировать процессор тестовой прошивкой. В этой прошивке кнопка «PTT» по каждому нажатию переключает частоты TX/RX. На дисплее отображается действующая частота. Одновременно на 6 ножке (ВО1) дублируется сигнал логическими уровнями 1/0. Поскольку выводы синтезатора (ВО) - это открытый сток, то временно необходимо подключить светодиод с ограничительным сопротивлением между этой ножкой и плюсом питания. На схеме это точки АВ. Если отрабатывает светодиод, то это говорит о том, что синтезатор правильно реагирует на сигналы, кварц работает. У меня был эпизод, когда новая микросхема изначально была не рабочей. Долго разбирался, почему не работает. Перепроверил все элементы. Только замена на другую микросхему позволила заработать устройству. Поэтому и предлагаю через эту тест-программу проверять PLL синтезатор.
После этой проверки переходим к настройке ГУНа. На плате разрывается петля автоподстройки путем выпаивания резистора R10-6,8к. Далее необходимо взять подстроечный резистор номиналом от 10 до 100 к. Этот резистор подключается между плюсом 5 вольт и землей. Средний вывод резистора подключается к точке соединения R11 и C14. На этом выводе выставляется напряжение 2,5в. Осциллографом проверяется выходной сигнал на VT3. Управляя кнопкой PTT, наблюдаем частоты передачи и приема. Если нет переключения, то не работает элемент коммутации - переход транзистора VT1. В таком случае нужно подбирать этот элемент. Возможно, ставить тот самый КД409 или другой доступный pin-диод. После того, как добились переключения, необходимо установить частоту приема. В этом режиме работает одна катушка L2. К выходу вместо осциллографа подключаем частотомер. Вращением сердечника катушки L2 нужно выставить частоту 38 МГц.
Нажимая кн. «PTT» включаем частоту передачи. Работают две катушки. Не трогая L2, вращаем сердечник катушки L1. На частотомере выставляем частоту, близкую к 27.200 МГц.

TX

RX.

Отключаем питание. После этого отпаиваем подстроечный резистор и восстанавливаем на место R10. При включении питания мы наблюдаем включение частоты RX. Кнопкой PTT переключаем на частоту передачи. По частотомеру подстроечным конденсатором С8 подгоняем частоту.

TX

RX
На С14 проверяем напряжение. Если отличается от 2,5в, то повторяем процедуру подгонки путем вращения сердечников катушек. Не забываем соблюдать очередность подстройки: RX - L2, TX - L1. В обоих режимах стремимся установить 2,5в. На этом настройку синтезатора можно считать законченной. Кнопкой «Tone» можем включать НЧ сигнал частотой 960 кГц, который подается на варикап. Резистором R6 подбирается желаемая девиация. Кнопками «+» и «-» выбирается нужный канал из 40. В программе изначально предустановлен 20 канал, что соответствует частоте 27,205 МГц, который устанавливается при включении питания.
Этот синтезатор с тестовой прошивкой удобно использовать для настройки и ремонта СВ радиостанций. Я подготовил вторую прошивку «REALISE». В этой прошивке реализован принцип управления трансивером: частота передачи включается при нажатии и удержании кнопки «PTT». При отпускании включается частота RX. Включение тон-сигнала возможно только при нажатой кн. «PTT». В режимах приема и передачи высвечивается только частота передачи. На 2 ножке процессора (RA5) при передаче выставляется логическая единица. Этот сигнал можно использовать для включения микрофонного тракта, усилителя мощности и светодиода. Аналогично можно использовать вывод (ВО1) для управления. При режиме передачи на этом выводе появляется «земля».
Буду очень признателен энтузиастам Си-Би, которые повторят конструкцию, дополнят своими приемниками, усилителями мощности и поделятся своими наработками.           

     В заключении хочу привести команды управления процессором для тех радиолюбителей, которые разбираются в программировании. На этой основе можно составить свой алгоритм, прописать свои частоты, портировать на другие процессоры. Код написан на языке Си. Свой проект я собирал в компиляторе MPLAB IDE v8.92
Все значения согласно Datasheet на LC72131.

//**************************************
unsigned int freqTX=27205;
// все порты конфигурировать на вывод!
#define DA X // Свой порт1
#define CL X //Свой порт2
#define CE X //Свой порт3
// Отправка в синтезатор
void SendByte(unsigned char byte) {
for (i = 0; i < 8; i++) {
if (byte&0x1) DA = 1;
else
DA = 0;
__delay_us(2);
CL = 1;
__delay_us(2);
CL = 0;
byte = byte >> 1;
// __delay_us(15);
DA = 0;
}
};
// Функция установки частоты передачи
void Send_TX(void){
unsigned int divisor;
divisor = freqTX /5;
CE=0;
SendByte(0b00101000); // adress(82h)
__delay_us(5);
CE=1;
__delay_us(5);
SendByte(divisor & 0x00FF);
SendByte((divisor & 0xFF00)>>8);
SendByte(0b10100001); //R3_R2_R1_R0_XS_CTE_DVS_SNS
__delay_us(2);
CE=0;
__delay_us(5);
SendByte(0b00101001); // adress(92h)
__delay_us(5);
CE=1;
__delay_us(5);
SendByte(0b01110000); //BO4_BO3_BO2_BO1_IO1_IOC2_IOC1 1-on 0-off
SendByte(0b00000000); //DZ1_DZ0_UL1_UL0_DOC2_DOC1_DOC0_DNC
SendByte(0b00000000); //TEST2_TEST1_TEST0_TFS_DLC_TBC_GT1_GT0
__delay_us(2);
CE=0;
};
// Функция установки частоты приема
void Send_RX(void){
freqRX=(freqTX+10700); //10.7mhz
unsigned int divisor;
divisor = freqRX /5;
CE=0;
SendByte(0b00101000); // adress(82h)
__delay_us(5);
CE=1;
__delay_us(5);
SendByte(divisor & 0x00FF);
SendByte((divisor & 0xFF00)>>8);
SendByte(0b10100001); //R3_R2_R1_R0_XS_CTE_DVS_SNS
__delay_us(2);
CE=0;
__delay_us(5);
SendByte(0b00101001); // adress(92h)
__delay_us(5);
CE=1;
__delay_us(5);
SendByte(0b10100000); //BO4_BO3_BO2_BO1_IO1_IOC2_IOC1 0-on 1-off
SendByte(0b00000000); //DZ1_DZ0_UL1_UL0_DOC2_DOC1_DOC0_DNC
SendByte(0b00000000); //TEST2_TEST1_TEST0_TFS_DLC_TBC_GT1_GT0
__delay_us(2);
CE=0;
}

Файлы:
REALISE
TEST
Плата_Layout_6
Схема_spl

Все вопросы в Форум.