HELLORADIO.RU — интернет-магазин средств связи
EN FR DE CN JP

Блок управления для радиостанции Р-143

Блок управления для радиостанции Р-143.

Попов Евгений Александрович RW6HRY
http://rw6hry.qrz.ru/
Email e373 (at) aport.ru

Радиостанция Р143 подробно описана в журнале "Радиолюбитель КВ и УКВ" N2/1997 г. Там же приведены полные принципиальные и функциональные схемы всех узлов . Схема радиостанции была также опубликована на СКР .

Малые габариты , низковольтное питание , продвинутая структурная схема приемо-передающего тракта , хорошие технические параметры станции привели к тому , что многие радиолюбители используют ее в качестве КВ трансивера . Для использования в качестве КВ трансивера , нужно как минимум ввести возможность работы на нижней боковой полосе . Для этого обычно добавляют кварцевый гетеродин на частоту 23.5 мГц . Шаг перестройки по частоте составляет 1 кГц . Для плавной настройки в пределах 1 кГц вводят расстройку в дополнительный гетеродин . Пользоваться переделанной таким образом станцией , для работы в эфире , крайне неудобно . При работе на общий вызов , когда не требуется оперативно изменять частоту , еще можно смириться , но работать на поиск почти невозможно .

Описываемая ниже конструкция является доработанным и усовершенствованным вариантом блока управления , опубликованного ранее . Отличия заключаются в следующем :

  • Добавлена энергонезависимая память
  • Введена поддержка дополнительного синтезатора 22.5, 23.5 мГц .
  • Введен формирователь 5мГц и 2.5 мГц
  • Улучшена помехозащищенность .

После переделки радиостанция получает следующие возможности .

  • шаг перестройки 40 Гц , 1 кГц , 10 кГц в диапазоне 1.5-19.9 мГц
  • управление частотой с клавиатуры и от валкодера
  • автоматическое управление верхней/нижней полосой , в зависимости от диапазона
  • возможность реверса боковой полосы
  • работа с 2-мя VFO
  • 10 ячеек энергонезависимой памяти на каждом диапазоне
  • расстройка , сплит , кроссбенд
  • индикация частоты
  • гибкая смена шага и скорости перестройки .

Доработки относятся к синтезатору радиостанции , в котором удаляется плата ДПКД , плата УмЧ и галетные переключатели набора частоты . На место платы ДПКД устанавливается блок управления , выполняющий функции ДПКД и остальные функции , описанные выше . На место платы УмЧ устанавливается блок опорных гетеродинов 22.5 - 23.5 мГц , выполненный либо в виде кварцевых генераторов , либо в виде дополнительного синтезатора частоты .

На месте галетных переключателей размещаются светодиодные индикаторы , валкодер и кнопки . Схема приведена на рис . 1 .

АТ89с51 составляет основу конструкции и выполняет управляющие функции . На D5 - 580ВИ53 выполнен ДПКД .D7-555ИЕ7 используется в качестве предварительного делителя ДПКД . 555ИД7 и 176ИД2 используются для отображения рабочей частоты . В качестве индикатора используется светодиодный индикатор ИБ-9 Орловского производства , имеющий цоколевку идентичную АЛС318 , размеры символов около 1 см . Также можно использовать одиночные индикаторы , соединенные соответствующим образом . 561 ИД1 используется для управления диапазонными полосовыми фильтрами радиостанции . На м/сх 561ЛА7 выполнен формирователь сигналов валкодера . На схеме также условно показана клавиатура и оптопары валкодера . Вход "Тх" блока используется для управления частотой станции при работе с расстройкой . Микросхема D11 - 555ТМ2 используется для получения частот 5 и 2.5 мГц из частоты опорного гетеродина 10 мГц . Это позволяет удалить блок УмЧ синтезатора , в котором ранее размещался этот делитель частоты . На микросхеме D9 и резисторах R14-R24 выполнен цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) , напряжение с выхода которого управляет частотой дополнительных кварцевых генераторов 22.5 и 23.5 мгц , или частотой задающего генератора 12 мГц АТ89с51 в случае использования дополнительного синтезатора 22.5 и 23.5 мгц . Перестройка гетеродинов в пределах 1 кГц осуществляется с шагом в 40 Гц , что требует 25 уровней напряжения . ЦАП может выдать 64 уровня напряжения , что позволяет компенсировать нелинейность характеристики управления варикапа . Для каждого гетеродина в энергонезависимой памяти организована своя таблица из 25 ячеек , в каждой из которых хранится код напряжения , требуемого для получения нужной частоты . Во время настройки в эти ячейки записывается требуемая информация .

Команды блоку подаются с клавиатуры и от валкодера . При нажатии кнопок выполняются следующие функции .

[Up] - перестройка вверх

[Dn] - перестройка вниз

При нажатии кнопок [Up],[Dn] происходит увеличение или уменьшение частоты настройки на один шаг . Если удерживать кнопку [Up] или [Dn] длительное время , частота будет увеличиваться или уменьшаться , при этом скорость перестройки постепенно увеличивается до максимального значения .

[F],[Up] или [F],[Dn] - смена шага перестройки

( [F],[Up] означает нажатие сначала на [F] затем на [Up] ) .Шаг может быть равен 40 Гц , 1000 Гц , 10 кГц . Смена шага происходит циклически при каждом выполнении команды смены шага . Смена шага также происходит если крутить ручку валкодера , предварительно нажав кратковременно кнопку [F].

[Rit] - включение режима расстройки . Расстройка может быть до любой частоты в пределах 1.5-19.9 мГц . Это позволяет работать в режимах "Split" и "Crossband" . Включение расстройки индицируется миганием младшего разряда индикатора . При выключении расстройки , частота приема становится равной частоте передачи .

[F],[Rit] - Обмен частот приема и передачи в режиме расстройки . Позволяет прослушать частоту , на которой будет происходить передача .

[V ] - переключение VFO A и B . Самая левая цифра на индикаторе показывает номер VFO (режим VFO) .

[V ][pause] - удержание кнопки в течение 2с переключает режим работы "VFO"-"Память"

[F],[ V ] - запись частоты текущего VFO в ячейку памяти .

Эти команды относятся к работе с ячейками памяти . В данной схеме используется энергонезависимая память , позволяющая организовать 60 ячеек памяти , по 10 на каждый диапазон . Две из них отводятся под текущее значение частоты гетеродина (VFO A B) . Оставшиеся 8 используются как обычные ячейки памяти для запоминания различных полезных или важных частот. Деление это несколько условное и связано со способом записи и хранения информации в них . Номер ячейки памяти отображается слева от частоты в виде цифры от 0 до 9 . Специальная команда - удержание кнопки [V] в течение более 2 сек переключает режим работы с VFO и с ячейками памяти . В режиме работы с VFO кнопка [V] переключает VFO A и B , при этом номер соответственно отображает 0 или 1 . В режиме работы с памятью номер будет 2...9 . Отличие при работе в этих режимах заключается в том , что изменение частоты произведенное в процессе работы в VFO A B запоминается при смене режимов работы , смене диапазона , выключении питания , а частота записанная в ячейки 2...9 командой записи , является исходной при любой смене режима работы . Изменение частоты , произведенное в процессе работы никак не отражается на содержимом этих ячеек памяти . Запись в ячейки памяти производится из режима VFO . Последовательное нажатие кнопок [F],[V] переводит систему в режим записи частоты текущего VFO в ячейку памяти . Дальнейшее нажатие кнопки [V] циклически переключает номер ячейки памяти , в которую будет произведена запись . Процедура заканчивается нажатием кнопки [F] . Находясь в режиме работы с памятью , (на индикаторе отображается номер 2..9) можно загрузить текущий VFO содержимым текущей ячейки памяти нажав [F],[V] .

[F],[B ] - Отключение индикации .

[B] - переключение диапазона . На каждом из 6-ти диапазонов при смене частоты сохраняется текущее значение частоты. Разбиение на диапазоны носит условный характер . На любом из диапазонов можно перестроиться на любую частоту в пределах 1.5...19.9 мГц .

[F],[pause] - удержание кнопки [F] в течении более 2с переключает рабочую полосу . Включение верхней боковой полосы индицируется миганием самого левого разряда индикатора .

Блок управления выполнен на односторонней печатной плате размером 120 х 80 мм .

r1432ph5.gif (30696 bytes)

Кварцевые генераторы 22.5 , 23.5 мГц можно выполнить по схеме :

Катушки L1, L2 и L3 выполнены на каркасах диаметром 4мм с ферритовыми подстроечными сердечниками проводом ПЭЛ 0.1 . L1,L2 содержат 18 витков , L3 - 15 и 5 витков .

Блок Кварцевых генераторов выполнен на одностронней печатной плате размером 60х60 мм.

r1432ph2.gif (21951 bytes)

Дополнительный синтезатор 22.5 , 23.5 мГц выполнен по схеме

На микросхемах D1,D2 выполнен делитель канала опорной частоты 12 мГц . В качестве задающего генератора используется тактовый генератор АТ89с51 блока управления . Напряжение ЦАП изменяет его частоту в пределах , необходимых для перестройки выходной частоты синтезатора на 1 кГц . Микросхема D4 , совместно с 3-м каналом таймера 580ВИ53 блока управления образует ДПКД . На микросхеме D5 - 561 ТМ2 выполнен фазовый детектор . С его выхода (R8) управляющее напряжение подается на ГУН , выполненый на D2 - 531 ГГ1 .

Синтезатор выполнен в виде односторонней печатной платы размером 60х60 мм

r1432ph4.gif (30210 bytes)

Индикатор блока управления устанавливается на плате , на выводах резисторов RA и RK , запаянных без укорачивания выводов таким образом , чтобы при установке платы деталями вниз , десятичные точки индикатора были внизу . Выводы резисторов обрезаются до размера около 30мм и формуются таким образом , чтобы индикатор оказался вплотную напротив выреза в передней панели станции . Кнопки устанавливаются на дополнительной печатной плате рядом с индикатором на передней панели .

r1432ph3.gif (45925 bytes)r1432ph7.gif (35545 bytes)

Подключение блока управления выполняется следующим образом . Удаляется плата ДПКД станции вместе с галетными переключателями набора частоты . В передней панели станции и в блоке синтезатора вырезаются требуемые окна для индикатора и кнопок .

Плата блока управления устанавливается деталями вниз . Экранированный провод с выхода блока БОЧ (2...7 мГц) подключается на вход " GUN" блока управления. Выход " F1 " блока подается на вход "10кГц ОС" (конт.11 блока ДФКД) . В блоке ДФКД собран хитрый источник питания , который при удалении платы ДПКД перестает выдавать +5в , необходимые для работы ДФКД . Для восстановления его работоспособности нужно либо подобрать нагрузочный резистор вместо удаленного ДПКД , либо произвести следующие изменения в схеме блока питания . Закоротить резистор R11 , параллельно резистору R17 установить резистор сопротивлением примерно 1.1 кОм . При этом восстановится напряжение +5в.

r1432ph6.gif (62370 bytes)

Выходы " G1"-"G4" для переключения ГУНов синтезатора подключаются к жгуту , идущему от блока ГУН синтезатора , ранее этот жгут был подключен к переключателю S1 набора частоты . Прозвонкой нужно определить соответствие проводов нужным ГУНам . Выходы "Р1"-"Р8" блока управления подключаются к контактам 1...8 разъема Х1 блока синтезатора (сигналы - "Ком.Ф1"..."Ком.Ф8") . Контакт "Тх" блока управления подключается к тангенте передачи . Для этого можно использовать свободный контакт разъема Х1 синтезатора . Уровень лог.0 на этом входе соответствует передаче . Кнопки клавиатуры подключаются согласно схеме на выводы блока управления " U" , "D" , "R" , "V" , "B" , "F" ,"KEY " .

Светодиоды валкодера подключаются соответственно на входы " DL" , "DR" , "SD " . Конструкция валкодера может быть произвольной . Количество меток в пределах 30-50 обеспечивает удобное управление частотой . Вполне удовлетворительное качество и надежность обеспечивает "мышиный валкодер" на базе оптопары неисправной компьютерной мышки . Для его изготовления нужно закрепить на оси малогабаритного переменного резистора диск с прорезями и оптопару , аккуратно отпиленную от платы мышки . Изготовление такого валкодера занимает не более часа . Подобная конструкция многократно повторялась , и показала высокую надежность и удобство в работе . Некоторые фотодиодные пары из мышки требуют подключения общего провода не на корпус , а на +5в . В этом случае в схему блока управления нужно внести некоторые изменения . Резисторы R2 и R4 блока управления удаляются , а на их место устанавливаются резисторы номиналом 3-10 кОм , подключенные не на +5в , а на корпус .

r1432ph8.gif (21060 bytes)r1432ph9.gif (16694 bytes)r1432ph10.gif (21469 bytes)

Выход " UD " блока управления подключается к варикапам дополнительных кварцевых генераторов 22.5 , 23.5 Мгц , для перестройки в пределах 1 кГц . Выход "U/D" используется в случае использования кварцевых генераторов 22.5 , 23.5 Мгц , для управления реле , переключающего генераторы .Этот выход не имеет нагрузочного резистора , поэтому для нормальной работы транзисторного ключа , управляющего реле , нужно подключать внешний резистор номиналом 3-10 кОм с выхода U/D на источник питания +5в (в схеме кварцевых генераторов такой резистор предусмотрен). Выходы 12 мГц , SI и SO подключаются к одноименным выводам платы дополнительного синтезатора в случае его использования . Плата кварцевых генераторов или дополнительного синтезатора устанавливается на место удаленного блока УмЧ . Питание +12в на блок управления и на дополнительный синтезатор подается с разъема Х1 синтезатора .

Для правильной работы энергонезависимой памяти требуется ее начальная инициализация . Эта процедура выполняется следующим образом . При выключенном питании блока управления нужно нажать кнопку [V] , в таком положении включить питание блока , и продолжать удерживать кнопку до окончания процедуры инициализации . Процедура инициализации завершается погасанием индикатора примерно через 10 секунд . Процедуру инициализации можно выполнять произвольное количество раз . Однако после проведения инициализации сбрасываются в исходное состояние параметры настройки ЦАП , описанные ниже .

Аналогичные действия , проведенные с кнопками [UP] и [DOWN] запускают процедуру калибровки напряжения ЦАП для верхней и нижней боковой полосы соответственно . Включение питания блока с нажатой кнопкой [UP] вызывает запуск процедуры настройки напряжения ЦАП для верхней боковой полосы . На выходе U/D появляется напряжение высокого уровня , включающее реле выбора кварцевого генератора (напряжение будет присутствовать только при подключенном нагрузочном резисторе на выв.32/D3 ) . Требуемая частота дополнительного синтезатора устанавливается автоматически . При этом на индикаторе отобразится слева младшие 3 разряда частоты настройки радиостанции (000-960) , справа код напряжения ЦАП (00-63) . В этом режиме кнопки [UP],[DN] соответственно увеличивают и уменьшают значение частоты , кнопки [F],[B] - код напряжения ЦАП .

В случае использования кварцевых генераторов напряжение ЦАП непосредственно управляет выходной частотой гетеродина 22.5 , 23.5 мГц . В случае использования дополнительного синтезатора , напряжение ЦАП управляет частотой задающего генератора АТ89с51 , который является опорным генератором для этого синтезатора . Настройка напряжения ЦАП в этом случае не отличается от настройки кварцевых генераторов . Частоту 22.5 , 23.5 мГц нужно контролировать на выходе "23м" платы дополнительного синтезатора . Установка требуемой выходной частоты частоты выполняется при помощи подстроечного конденсатора С10 блока управления , установка диапазона регулировки в пределах 1 кГц - конденсатором Cr . Для измерения частоты нужно использовать промышленный частотомер , имеющий достаточную точность измерения .

Задача этой регулировки заключается в том , чтобы каждому из 25 значений частоты (0,40,80,120,160,200...920,960Гц) поставить в соответствие одно из значений кода напряжения ЦАП (0...63) , чтобы при перестройке частоты радиостанции в пределах 1 кГц опорный гетеродин выдавал частоты для верхней боковой полосы :

Младшие разряды частоты настройки радиостанции частота опорного гетеродина ВБП Младшие разряды частоты настройки радиостанции частота опорного гетеродина ВБП
000 22500000 520 22499480
040 22499960 560 22499440
080 22499920 600 22499400
120 22499880 640 22499360
160 22499840 680 22499320
200 22499800 720 22499280
240 22499760 760 22499240
280 22499720 800 22499200
320 22499680 840 22499160
360 22499640 880 22499120
400 22499600 920 22499080
440 22499560 960 22499040
480 22499520    

Для нижней боковой полосы :

Младшие разряды частоты настройки радиостанции частота опорного гетеродина ВБП Младшие разряды частоты настройки радиостанции частота опорного гетеродина ВБП
000 23500000 520 23499480
040 23499960 560 23499440
080 23499920 600 23499400
120 23499880 640 23499360
160 23499840 680 23499320
200 23499800 720 23499280
240 23499760 760 23499240
280 23499720 800 23499200
320 23499680 840 23499160
360 23499640 880 23499120
400 23499600 920 23499080
440 23499560 960 23499040
480 23499520

Начинается настройка установкой частоты 000 Гц и кода 63 . Опорный гетеродин подстраивается на частоту 22500000 гц при помощи подстроечного конденсатора С1 0 блока управления (в случае использования дополнительного синтезатора) , или сердечником катушки , включенной последовательно с кварцевым резонатором (для кварцевого гетеродина) . Затем кнопкой [F] устанавливается код напряжения 0 (т.е. максимальное изменение напряжения на выходе ЦАП ) . Опорный гетеродин при этом должен выдавать частоту 22499040Гц . Если изменение частоты опорного гетеродина слишком большое или напротив , недостаточное , потребуется изменить диапазон регулирования опорного гетеродина варикапом . Это делается изменением номинала разделительной емкости между варикапом и колебательным контуром или кварцевым резонатором опорного гетеродина блока управления . На практике бывает трудно добиться точного совпадения диапазона перестройки гетеродина и напряжения ЦАП . Поэтому можно немного сузить диапазон изменения напряжения ( к примеру достаточно будет добиться нужного диапазона изменения частоты при изменении кода напряжения не от 0 до 63 а от 7 до 56) . После настройки диапазона , нужно изменяя код частоты кнопками [UP],[DN] для каждой частоты настройки установить код напряжения , контролируя частоту опорного гетеродина при помощи частотомера в соответствии с первой таблицей . Коды записываются в ПЗУ сразу после нажатия кнопок [F],[B] , поэтому по окончании настройки можно просто выключить питание . Все изменения отразятся в ПЗУ .

Аналогичную процедуру настройки нужно проделать для нижней боковой полосы . Для этого нужно включить питание с нажатой кнопкой [DN] , и далее как описано выше .

Если в радиостанции для введения нижней боковой полосы используется схема с кварцевыми генераторами , в схеме блока управления можно исключить кварцевый резонатор на 12 мГц и элементы L1,C10,Cr,Vc . В этом случае тактовую частоту на АТ89с51 нужно подать при помощи перемычки с коллектора VT2 на выв.11/D3 . Управляющее напряжение на варикапы опорных кварцевых гетеродинов подается с выхода UD блока управления .

Настройка платы дополнительного синтезатора заключается в установке диапазона перестройки и центральной частоты ГУН .Диапазон перестройки ГУН в пределах 22.5-23.5 мГц устанавливается изменением номинала резистора R2 платы дополнительного синтезатора таким образом , чтобы на вх. 3 D2 было напряжение около 1.5в . Рабочий диапазон управляющего напряжения по входу 2 D2 - от 0 до +3в . Для уверенной работы синтезатора нужно выбрать такой номинал R2 , чтобы при переключении рабочей полосы управляющее напряжение на вх. 2 D2 , изменялось на 0.8-1в . Чем шире этот диапазон , тем выше качество выходного сигнала синтезатора , однако больший диапазон изменения напряжения может вызвать неустойчивую работу синтезатора при изменении температуры . Центральная частота ГУН настраивается при помощи подстроечного конденсатора С1 , таким образом , чтобы управляющее напряжение на вх. 2 D2 составляло около 1.2-1.5 в.

Если потребуется , нужно подобрать сопротивление резистора R18 блока управления , для надежного усиления сигнала . На коллекторе VT1 должны быть короткие (скважность примерно 4) положительные импульсы амплитудой 3-4в.

Чувствительность радиостанции составляет 0.3 мкв . Это обеспечивается за счет апериодического усилителя ВЧ с коэффициеном усиления 10 , установленного на входе приемника после полосовых фильтров . При работе на НЧ диапазонах могут возникнуть проблемы с приемом слабых станций из-за перегрузки этого усилителя . Аттенюатор имеет всего два положения 1:1 и 1:10 , что явно недостаточно . Напрашивается необходимость модернизации этих двух узлов . Во первых необходимо ввести возможность отключения УВЧ при работе на НЧ диапазонах , путем введения дополнительного реле . Далее тумблер аттенюатора нужно заменить переключателем , чтобы ввести дополнительные ступени ослабления сигнала . Обычно в КВ трансиверах используют ослабление 10 , 20 и 30 дБ.

На разъем для подключения гарнитуры выведены цепи для коррекции АЧХ усилителя низкой частоты . Если установить перемычку на контакты 5 и 8 разъема , АЧХ усилителя будет линейной . Если перемычка не установлена , АЧХ имеет завал характеристики 6 дБ на октаву . В условиях отсутствия помех , линейная АЧХ дает более естественное звучание .

Евгений Александрович Попов (RW6HRY)
356350 Ставропольский кр.
с.Новоселицкое
ул Степная 3
техническая поддержка:http://rw6hry.qrz.ru

Другие схемы в этом разделе

Газовый эконометр Синтезатор частоты RW6HRY

Партнеры