Зачем это нужно Структура организации Программы вещания Команда и контакты
Основные определения Диапазоны радиочастот Радио «Зеленый глаз» Клубы и радиокружки
Процесс легализации Типовые документы Радиотехника — теория Вопросы и ответы
Конференции и решения Полезные ссылки Комплект аппаратуры Форум и общение

Средневолновый радиовещательный синтезатор частоты

Сергей Комаров, UA3ALW,
Радиостанция «Зеленый глаз»

Синтезатор предназначен для работы в качестве задающего генератора передатчика для индивидуального радиовещания, и разработан в порядке реализации Рекомендаций круглого стола «Индивидуальное (любительское) радиовещание в России», прошедшего 18 ноября 2009 года при поддержке Федерального Агентства по печати и массовым коммуникациям.


Часть 1. Параметры, структурная схема и принцип работы.

Часть 2. Элементная база и принципиальная схема.

Часть 3. Конструкция, детали, сборка, регулировка.


Конструкция. Синтезатор представляет собой законченный узел (Рис. 14), предназначенный для встраивания в радиопередатчик. Детали синтезатора, кроме переключателей, смонтированы на двухсторонней печатной плате (ДПП), размером 120×100 мм и толщиной 1,5 мм, выполненной по технологии с металлизированными отверстиями.

Спереди и сзади к печатной плате привернуты два уголка, выполняющие роль передней и задней панели узла. На передней панели монтируются два переключателя П2Г3 (П1 и П2, Рис. 13). Задняя панель выполняет роль радиатора для микросхем стабилизаторов и одновременно является ребром жесткости конструкции. В качестве заготовки для них используется алюминиевый «строительный» уголок размером 40×60×2 мм. Чертежи панелей показаны на рисунках 15 и 16.

Уголок передней панели может быть выполнен в двух вариантах: для горизонтального расположения синтезатора в передатчике и для вертикального. Различие состоит в развороте переключателей и расположении их крепежных отверстий. Переключатели крепятся к передней панели винтами М2,5×8 с головкой впотай. На рисунке 14, справа, дана гравировка фрагмента передней панели передатчика под установку синтезатора. Передняя и задняя панели крепятся к плате восемью винтами М3×10 через стойки высотой 3 мм, гайками и шайбами Гровера.

Детали. Выводы логических микросхем и микросхем стабилизаторов перед установкой на плату необходимо отформовать. Желательно иметь для этого специальное приспособление, однако, при некотором навыке, это удается сделать с помощью двух небольших металлических линеек.

Формовка выводов остальных деталей ясна из монтажной схемы (Рис. 18). В конструкции использованы: резисторы МЛТ-0,125 и 0,25 или им подобные С2-23, С2-33 с допуском 5%. Конденсаторы КМ-5, КМ-6, К53-18. Возможна замена на аналогичные импортные с теми же параметрами и допусками. Номиналы резисторов и конденсаторов в схемах ГУН, БУФИ, ОКГ, ФНЧ и интегратора желательно выдержать точно указанные на схеме. Транзисторы: КТ306Б можно заменить на КТ316 или КТ315. КТ363 - на КТ326 или КТ361. Стабилитрон 2С168 — на КС468 или на импортный, с напряжением стабилизации 6,8 вольта. Диоды КД522Б на КД503Б. Использование в схеме операционного усилителя 140УД6 тоже не принципиально и он может быть заменен на 153УД2 или 153УД6 с соответствующими цепями коррекции. Микросхемы стабилизаторов 142ЕН5А и 142ЕН8Б могут быть заменены на импортные трехвыводные стабилизаторы 7805 и 7812 или на наши серии КРЕН с напряжением 5 и 12 вольт, соответственно. При этом они могут быть установлены на те же самые посадочные места, но крепиться будут лишь одним винтом М2,5×8. Диод 2Д212Б можно заменить на КД212БМ в пластмассовом корпусе, что даже предпочтительней.

Катушки индуктивности L1 и L2 наматываются виток к витку проводом ПЭЛШО-0,25 на каркасах, диаметром 6,8 мм с резьбовым ферритовым сердечником. L1 содержит 24 витка и имеет индуктивность в настроенном состоянии 3,7 мкГн, а L2 — 20 витков и индуктивность 3 мкГн.

Для них могут быть использованы каркасы КВ контуров старых транзисторных радиоприемников или же литые каркасы (Рис. 18) из термореактивной пластмассы: ИШГД6.687.017 с сердечником М5ВН20 — ИШГД6.660.227, выпускающиеся в настоящее время в Санкт-Петербурге (производитель легко ищется в интернете по номерам каркаса и сердечника).

Печатная плата. Выполнена из двустороннего фольгированного стеклотекстолита, толщиной 1,5 мм. Размер платы 120×100 мм (Рис 24 и 25). При заказе платы на заводе, она выполняется по технологии с металлизированными отверстиями. Графические файлы (в формате GIF) представлены на сервере5. При заказе платы также необходимы следующие технологические пояснения (Рис. 23).

Порядок сборки. Перед началом сборки необходимо проверить исправность и номиналы всех радиодеталей. Затем, с помощью формовочного приспособления отформовать и обрезать выводы микросхем в соответствии с рисунком 17. Следует обратить внимание, что выводы микросхем стабилизаторов напряжения формуются в сторону крышки (вверх), а сами микросхемы устанавливается на обратной стороне платы, крышкой к плате. Детали необходимо устанавливать на плату так, чтобы после монтажа можно было прочесть их обозначения и номиналы. Пайку выводов деталей следует вести припоем ПОС-60 с применением спиртоканифольного флюса.

Рис. 19. Расположение деталей на печатной плате синтезатора.

Сначала на плату устанавливаем все цифровые микросхемы в произвольном порядке. После монтажа цифровых микросхем следует установить блокировочные конденсаторы КМ-6-0,068μF. Затем, устанавливаем резисторы и, следом, конденсаторы КМ-5. Резисторы устанавливаются с зазором от платы 0,6–0,8 мм. Затем монтируем ГУН. При распайке выводов и монтаже катушек обратите внимание, что имеющийся на донышке каркаса ИШГД6.687.017 ключевой выступ, отмечающий первую ножку, встает в соответствующее отверстие на плате. Далее на плату устанавливаем операционный усилитель и все диоды. Под диоды КД212Б при установке на плату, необходимо подложить два-три слоя лакоткани или другого изоляционного материала, закрепив его клеем. Размер кусочков лакоткани 10×12 мм. Если используются диоды КД212БМ в пластмассовых корпусах, то этого делать не нужно. После монтажа диодов КД212Б, поверх них устанавливаются блокировочные конденсаторы КМ-6 — 0,33 мкФ (Рис. 19).

Затем, на плату устанавливаются оксидно-полупроводниковые конденсаторы К53-18. Вместо них можно использовать импортные оксидные конденсаторы с выводами в одну сторону (бочёнки). Для этого в плате имеются дополнительные отверстия. Лучше использовать конденсаторы фирмы Jamicon. После этого, можно установить транзисторы 2Т608Б. Они ставятся на специальные пластмассовые подставочки (Рис. 20). Хотя, в любительских условиях можно обойтись и без них.

Затем, на переднюю панель синтезатора устанавливаем переключатели П1 и П2 и голым одножильным проводом, диаметром 0,6-0,8 мм, производим монтаж перемычек на их контактах. Соединения, помеченные на схеме буквами а, б, в, г, выполняются этим же проводом, одетым в кембрик6 или во фторопластовую изоляционную трубочку. Далее, к выводам переключателей, обозначенным на плате номерами, припаиваем соединительные проводники (желательно из провода МГТФ-0,07) длиной 80-90 мм и, обрезая их по месту, запаиваем в соответствующие отверстия печатной платы. Здесь можно дать небольшую слабину, для удобства съема передней панели без отпайки проводников. Смонтированную таким образом переднюю панель вместе с переключателями крепим к плате синтезатора с помощью четырех винтов М3х8 с гайками и шайбами Гровера. Длины проводников соединений а, б, в, г отмеряются и запаиваются после установки передней панели с перключателями на плату. Длина этих выводов должна быть как можно меньшей (почти внатяг).

На обратной стороне платы устанавливаются ускоряющие конденсаторы КМ-5б — М750 — 1000 пФ (Рис. 21). Контактные площадки платы, используемые для паек этих элементов, отмечены на рисунке красным цветом. Микросхемы стабилизаторов монтируются на обратной стороне платы «вверх ногами» так, чтобы их теплоотводящая поверхность после монтажа оставалась бы открытой. При установке платы стабилизатора в передатчик, они встанут теплоотводящей поверхностью либо на шасси, либо на радиатор, либо на алюминиевый уголок задней панели синтезатора и тогда их теплоотводящую поверхность будет нужно смазать термопастой ВВ-1000, КПТ-8 или АлСил-3.

Рис. 21. Установка на обратной стороне платы микросхем стабилизаторов и ускоряющих конденсаторов.

В последнюю очередь устанавливаем кварцевый резонатор. Помимо пайки выводов его необходимо закрепить с помощью двух или трех хомутиков из монтажного провода, запаяв их в соответствующие крепежные отверстия платы. Для амортизации, необходимо обернуть кварцевый резонатор четырьмя-пятью слоями лакоткани или же одеть на него толстую полихлорвиниловую трубку. Если применяется кварцевый резонатор в металлическом корпусе, необходимо его изолировать от печатных проводников.

В соответствии с номиналом частоты кварцевого резонатора, устанавливаем перемычку П3, или устанавливаем в ДФКД дополнительную микросхему 133ИЕ2 и подключаем нужный КД.

После установки всех деталей необходимо 96% спиртом смыть с платы флюс.

Первое включение. Перед тем, как включить готовый синтезатор, необходимо тщательно проверить качество паек всех радиодеталей и путем осмотра убедиться в отсутствии замыканий между ножками микросхем. При питании от одного источника необходимо установить перемычку между выводом 2 микросхемы 142ЕН8Б и выводом 17 микросхемы 142ЕН5А. Для установки этой перемычки на плате предусмотрены отверстия большего диаметра, чем под выводы радиодеталей. К выходам синтезатора (коллектора транзисторов 2Т608Б) нужно припаять по нагрузочному резистору МЛТ-0,5-300 Ω ± 5%. Второй вывод этих резисторов соединяется с источником питания синтезатора +15…20 вольт (вывод 17 стабилизатора 142ЕН8Б). Питание подается на вывод 17 микросхемы 142ЕН8Б, рядом с ним на плате предусмотрено отверстие большего диаметра для припайки провода. Отрицательный вывод питания запаивается в одно из трех отверстий большего диаметра, расположенных на общей шине ниже микросхемы 533ЛА4 кварцевого генератора (Рис. 19), отмеченные значком ┴ (соединение с общим проводом).

Далее, к одному из выходов синтезатора подключаем импульсный осциллограф с делителем 1:10 с учетом того, что размах импульсов в этой точке может достигать 20 вольт и для правильной оценки формы сигнала необходимо исключить влияние емкости кабеля осциллографа. К шине питания +5 вольт желательно подключить вольтметр или тестер для контроля напряжения питания микросхем.

На лабораторном источнике устанавливаем напряжение +18 вольт. Если планируется использование аккумуляторов, то соединяем последовательно аккумуляторы с напряжениями 12 вольт и 6 вольт. Строжайше соблюдаем полярность питающего напряжения!

Включаем питание на синтезатор и сразу же контролируем напряжение питания на цифровых микросхемах! Оно должно быть в пределах от 4,75 до 5,25 вольт. В случае, если напряжение отличается от указанного, как можно быстрее выключаем питание и проверяем монтаж. Если напряжение в норме, переставляем щуп тестера на шину +12 вольт и контролируем работу второго стабилизатора. После этого стоит глянуть на экран осциллографа и убедиться, что на выходе присутствуют положительные импульсы с амплитудой, равной напряжению питания 18 вольт. Убедитесь, что они одинаковые на обоих выходах синтезатора. После чего следует выключить питание. Первое включение прошло успешно, и грубых ошибок в монтаже синтезатора нет.

Регулировка. Внимание! Все подключения измерительных приборов к различным точкам схемы синтезатора и любые перепайки необходимо выполнять при отключенном питании!!! Перед началом регулировки установите переключатели в положение 90 + 10 (номинал сетки частот 1800 кГц). Замкните между собой оба выхода синтезатора и к этой точке подключите осциллограф. Подайте питание. Вращая сердечник катушки L2, наблюдайте небольшое изменение частоты импульсов на экране осциллографа. Переключите щуп осциллографа в точку схемы Fоп и наблюдайте импульсы опорной частоты. Для этого подключения на плате предусмотрена контрольная точка между ножкой 6 микросхемы 533ЛА4 ОКГ и ножкой 11 микросхемы 533ТМ2 ДФКД. Далее, подключите стрелочный вольтметр, аналоговый тестер или осциллограф в режиме измерения постоянного напряжения на выход операционного усилителя (ножка 6 микросхемы 140УД6 или точка на плате, обозначенная ) и вращением сердечника катушки L2 в обе стороны, убедитесь, что на выходе операционного усилителя (точка схемы ) можно установить любое напряжение в пределах от 2 до 10 вольт. После этого установите напряжение +7,5 вольта. Подключите выход синтезатора к частотомеру или к калиброванному приемнику и убедитесь, что частота выходных импульсов синтезатора составляет точно 1800 кГц.

Далее, установите переключатели в положение 70 + 10 (номинал сетки частот 1620 кГц) и вращением сердечника катушки L1 установите напряжение на выходе операционного усилителя также +7,5 вольта. Убедитесь, что номинал выходной частоты соответствует 1620 кГц. Не выключая питания, поочередно установите переключатели во все возможные положения и убедитесь в соответствии всех номиналов выходных частот заданной сетке, приведенной в таблице на рисунке 13. Небольшой подстройкой сердечника катушек установите, чтобы при любых положениях переключателей изменения напряжения на выходе операционного усилителя оставались бы в пределах от 5 до 8 вольт, симметрично изменяясь вокруг значения +6,5 вольта. Как Вы, наверное, заметили, при уверенности в правильности монтажа, исправности деталей и при некотором навыке, синтезатор можно отрегулировать лишь с помощью одного тестера!

Вернитесь на частоту 1800 кГц и подбором номиналов двух конденсаторов, включенных последовательно с кварцевым резонатором, установите частоту 1800,000 КГц с точностью до 5 Гц или лучше. Регулировка завершена. Теперь можно капнуть расплавленным парафином от обычной белой свечки на сердечники катушек и на их витки, чтобы исключить самопроизвольное смещение.

Изменение схемы выходных ключей синтезатора с заменой биполярных транзисторов 2Т608Б на полевые IRL520, позволит управлять по цепи катодов двумя радиолампами ГУ-50, 6П45С и даже ГУ-70Б и ГУ-74Б. Однако, столь мощные ключи (Рис. 22) нужно расположить на отдельной плате с соответствующим коммутируемым токам сигнальными цепями, цепями «земли» и блокировки.

При использовании этого синтезатора в передатчиках большей мощности (100 или 250 Вт), желательно применить внешний термостатированный ОКГ с номиналом частоты 9000, 11520, 14400 или 18000 кГц с соответствующим внешним делителем (200, 256, 320, 400). Благо, в настоящее время такие генераторы производятся, доступны, недорого стоят, имеют малые габариты и напряжение питания +12 вольт; могут питаться от имеющегося в схеме стабилизатора и могут быть размещены вместе с дополнительным делителем «вторым этажом» над платой синтезатора в том же самом конструктиве. При использовании внешнего термостатированного генератора номинал выходной частоты синтезатора желательно установить с точностью до 1 Гц или лучше.


На правах рекламы:

Печатные платы для этого синтезатора в оптовых количествах (десятки, сотни) можно заказать на Фирме МЭЛТ, www.melt.com.ru, телефон: +7 495 662 4414, E-mail: sales@melt.com.ru

Если же Вам хочется приобрести мелкий опт или даже две-три платы да еще, чтобы их Вам выслали бандеролью по почте, тогда стоит обратиться в компанию «Чип-набор»: www.chipnabor.ru, телефон: +7 916 080 2446, E-mail: nabor@inbox.ru

Чистого эфира!




Приложения

Технологические пояснения и чертежи печатных проводников для изготовления печатной платы.

Рис. 24. Печатные проводники со стороны расположения деталей.

Рис. 25. Печатные проводники с обратной стороны платы.


Вернуться в раздел «Комплект аппаратуры»



5 Адреса файлов: http://www.cqf.su/stuff/sintez1449pechat1.gif и http://www.cqf.su/stuff/sintez1449pechat2.gif.

6 Кембрик — тканная, из хлопчато-бумажных или стекловолоконных нитей, изоляционная трубка, пропитанная лаком.

7 В соответствии с Регламентом Индивидуального радиовещания.