"OLED MICRO NEW 2023" синтезатор частот ДВ,СВ,КВ+50 МГц радиолюбительского SSB/CW/AM приёмника, трансивера или передатчика - "шарманки" :)
Миниатюрный синтезатор OLED MICRO NEW 2023 (ДВ,СВ,КВ+50MHz) разработан Андреем Радченко(UR3ILF) и мною Вячеславом (UR3IQH). Синтезатор предназначен для конструирования новых и модернизации устаревших КВ трансиверов и приёмников, а также амплитудных передатчиков путём замены штатного гетеродина/задающего генератора на синтезатор частот.
По просьбам радиолюбителей 5 категории в прошивку добавлен полноценный режим приема/передачи АМ сигналов и выдача соответствующего сигнала управления для переключения режимов тракта ПЧ (этот выход на плате обозначен как ТХ). При этом в режиме приема АМ на выходе VFO генерируется гетеродина, а на выходе BFO сигнала нет. При переходе на передачу выход VFO отключается, а на выходе ВFO появляется сигнал несущей АМ с частотой, равной рабочей и указанной на индикаторе, для последующего усиления и модуляции в выходном каскаде УМа. Это существенно упрощает коммутацию в АМ трансиверах и позволяет избежать «удара по ушам» при переходе на передачу. В режиме передачи АМ разрешена перестройка по частоте энкодером.
Очень важен тот факт, что переключение диапазонов может выполняться тремя различными способами, а именно:
- переключение диапазонов внешним галетным переключателем с набором резисторов;
- переключение диапазонов внешней клавиатурой с десятью кнопками и набором резисторов или кнопками на передней панели трансивера;
- переключение диапазонов двумя кнопками BAND± установленными на плате синтезатора, переключение производится по кругу.
Подключение галетного переключателя и клавиатуры с набором резисторов выполняется двумя проводами.
Раскладка частот также переключается:
- классическая, когда на НЧ диапазонах частота ПЧ прибавляется к частоте принимаемого сигнала, а на ВЧ диапазонах частота ПЧ вычитается;
- частота ПЧ постоянно выше принимаемого сигнала для приёмников с преобразованием вверх (инфрадин);
- режим для приёмников прямого преобразования, когда частота ПЧ = 0 и на выходе сигнал учетверённой частоты.
Принятые схемные и конструктивные решения, позволяют легко и просто поместить синтезатор в новой или модернизируемой конструкции.
Синтезатор OLED MICRO создан на основе микросхемы Si5351. Для управления SI5351 используется микроконтроллер фирмы ATmega168 или 328. Он позволяет получить один или два выходных сигнала: первого гетеродина (VFO) и опорного гетеродина (BFO) с частотой от 0,1 до 160 МГц.
Для отображения информации использован OLED дисплей с диагональю 1,3” (синий или белый, но синий читается гораздо лучше) с контроллером SH1106 и подключается к микроконтроллеру по шине I2С. Для удобства и продления срока службы дисплея программно предусмотрена регулировка яркости свечения дисплея.
При использовании синтезатора в устройствах с батарейным питанием может быть актуальна функция отключения дисплея. Для этого достаточно нажать кнопку энкодера и, не отпуская её, нажать кнопку блокировки/включения аттенюатора/УВЧ.
Время установки частоты на выходе Si5351 с обновлением на дисплее от 5 до 8 мс, что достаточно быстро для АТmega328 работающей на внутреннем тактовом генераторе и управлением дисплеем по I2C. Схема синтезатора приведена ниже и здесь >>>
В синтезаторе также предусмотрены:
питание синтезатора от стандартного напряжения +7…15В
возможность на свой вкус активировать или сделать неактивными любые из 10 диапазонов
смена режима учёта ПЧ: ± ПЧ для классической структурной схемы или всегда +ПЧ для схем с преобразованием вверх (инфрадин)
реверс выходов гетеродинов: при передаче выходы гетеродинов (VFO и BFO) меняются местами, что позволяет существенно упростить коммутацию трансиверов структуры «Радио-76» или «Аматор»
умножитель частоты первого гетеродина 4 раза от заданной, что позволяет применить синтезатор в технике прямого преобразования
блокировка энкодера (LOCK)
расстройка (RIT) в пределах включенного диапазона. При включении расстройки (RIT) длительный нажатием кнопки BAND+ текущая на момент включения частота будет использоваться при переходе на передачу. Отключение расстройки производится повторным нажатием на кнопку BAND+ и возможно в двух вариантах: если нажатие короткое, то расстройка отключится и останется на новой частоте. Если нажатие на кнопку длительное, то вернётся частота, на которой включалась расстройка.
две устанавливаемых пользователем и независимых друг от друга частоты опорного гетеродина для работы в режимах LSB\USB и выдача соответствующих им сигналов управления для переключения режимов тракта ПЧ (этот выход на плате обозначен как CW)
возможность управления аттенюатором (ATT) и усилителем высокой частоты (PRE) приёмника и выдача соответствующих им сигналов управления для переключения (ATT/PRE)
программная калибровка опорной частоты Si5351
установка пользователем четырёх значений выходного тока синтезатора (2-4-6-8 мА)
при постоянно нажатой кнопке STEP режим быстрой, с шагом 10 кГц, перестройки по частоте
программная калибровка чувствительности S-метра и измерителя выходной мощности PWR
практически плавная регулировка яркости дисплея
по выбору в меню возможно формирование стандартного ABCD кода для управления дешифратором или режим прямого управления ПДФ, ФНЧ
включение/отключение выхода BFO
возможность переключения диапазонов внешними кнопками, галетным переключателем или штатными кнопками на плате синтезатора. OLED дисплей обеспечивает хорошую читаемость под любым углом зрения и в различных условиях освещения.
На него выводится следующая информация:
рабочая частота в МГц
режим работы прием (RX) или передача (TX)
включение аттенюатора (АТТ) или предусилителя (PRE)
включение режима расстройки (Rit) и её частота в МГц
режим работы (USB/LSB)
шаг перестройки энкодера в Гц (STEP=**)
индикатор уровня сигнала, работающий в качестве S-метра в режиме приема (RX) или индикатором выходной мощности в режиме передачи (TX). При этом индикатор работает в режиме фиксации пиковых значений с плавным возвратом к текущим показаниям.
Управление синтезатором производится всего 3 кнопками. При этом используются режимы короткого (менее 0,5 Сек) или длительного (более 1,5 Сек) нажатия. Переключение диапазонов производится кнопками BAND±: короткое нажатие переключает диапазоны, а продолжительное нажатие переключает режимы RIT, LSB/USB. Переключение ATT и PRE производится короткими нажатиями на кнопку ATT/PRE/LOCK, а блокировка энкодера включается и отключается продолжительным нажатием на эту кнопку. О включении блокировки сигнализирует появление символа «ключик» в верхней части дисплея. Применяется механический энкодер со встроенной кнопкой на 20/24 импульса на оборот. За счёт программного учетверения получается 80/96 импульсов.
Перекрытие рабочих частот сплошное от 0,1 до 60 МГц и разбито на 10 диапазонов.
Граничные частоты в герцах такие:
В этой таблице Diap = код ABCD, выставляемый на дешифратор диапазонов. Логическая единица соответствует постоянному напряжению +3В. В качестве дешифратора диапазонов удобно применить микросхемы CD4028 (К561ИД1) или SN74LS145 (К155ИД10, К555ИД10). Последние имеют достаточно мощный (ток до 80 мА) выход с открытым коллектором, что позволяет управлять реле без дополнительных транзисторных ключей. При достижении нижней границы диапазона синтезатор переходит на верхнюю границу диапазона и наоборот, т.е. диапазоны закольцованы. Форма выходных сигналов гетеродинов - меандр величиной примерно 2,5 В (Up-p). Потребляемый ток с механическим энкодером и средним уровнем яркости дисплея не превышает 35 мА. Рекомендуемое напряжение питания синтезатора +10…15 В. Габаритные размеры синтезатора (без учёта ответных частей разъёмов) 67(Ш)х35(В)х20(Г) мм.
При достижении нижней границы диапазона переходит на верхнюю границу диапазона и наоборот, т.е. диапазоны закольцованы. Форма выходных сигналов гетеродинов - меандр величиной примерно 3,0 В (Up-p). Потребляемый ток с механическим энкодером не превышает 50 мА. Рекомендуемое напряжение питания синтезатора +7 …+ 14 В. Габаритные размеры (без учёта ответных частей разъёмов) 67(Ш)х35(В)х20(Г) мм.
Вход в сервисное меню – нажать кнопку ATT/PRE/LOCK и подать питание. На экране появится сервисное меню:
Выбор пунктов меню осуществляется кнопками ±BAND, запись установленных параметров и выход из меню кнопкой ATT/PRE/LOCK, а переход во второе сервисное меню дополнительным нажатием с удержанием кнопки ATT/PRE/LOCK, запись и выход из дополнительного меню выполняется так же нажатием кнопки ATT/PRE/LOCK. Изменение значений выполняется вращением энкодера.
Si5351 Калибровка выходной частоты. Подключить на выход VFO частотомер и вращая энкодер добиться на выходе частоты ровно 50000000 Герц. (по умолчанию синтезатор проверен и откалиброван после сборки и прошивки, пользователю не нужно здесь ничего изменять)
LSB Установка частоты ПЧ для режима LSB (частота на нижнем скате ФСС по уровню -6 дБ с запасом 200-300 Гц вниз)
USB Установка частоты ПЧ для режима USB (частота на верхнем скате ФСС по уровню -6 дБ с запасом 200-300 Гц ввверх)
Si CLK Сколько выходов использовать с Si5351 1 или 2. На первом выходе VFO, на втором BFO если установить два выхода. Выход BFO отключаемый.
VAL INT Настройка порога умножения интеллектуального валкодера. Чем больше значение, тем быстрее нужно будет крутить ручку настройки для увеличения скорости перестройки. Повторить данную настройку несколько раз, подстроив под себя.
SM KD Настройка делителя S-метра в режиме приёма. Чем больше значение, тем больше нужно подавать на вход. Если "показометр" индицирует мало, то уменьшить делитель. Полную шкалу при делителе равном одному вызовет напряжение на входе 95 милливольт. При делителе 35 полная шкала будет при напряжении 3,3 вольта на входе.
TX KD Аналогичная предыдущей настройка для показометра в режиме индикации выхода передатчика.
IF UP По умолчанию OFF, это означает, что раскладка ПЧ классическая - на НЧ диапазонах частота ПЧ прибавляется к частоте принимаемого сигнала, а на ВЧ диапазонах частота ПЧ вычитается из частоты принимаемого сигнала (того, что на дисплее), при включении режима IF UP, в настройках ON, активируется режим преобразования с ПЧ постоянно выше частоты принимаемого сигнала на частоту ПЧ.
STP Выбор шага перестройки валкодером 5, 10, 20, 50, 100, 1000 Гц. Шаг можно переключать по кругу кнопкой валкодера. Выбранное значение после отключения сохраняется.
Если нажать на энкодер или отдельную кнопку (STEP) и крутить, то перестройка будет осуществляться с начальным шагом 1 килогерц, включая сервисное меню. Шаг перестройки отображается в главном меню синтезатора.
CUR Установка четырёх значений выходного тока синтезатора 2-4-6-8 мА.
BRI Установка яркости свечения дисплея.
TPP Включение (ON) отключение (OFF) режима прямого преобразования. При включении режима TPP ON вне зависимости от установленных частот ПЧ, частота ПЧ приравнивается нулю и на выходе появляется сигнал учетверённой частоты для смесителей приёмников/трансиверов прямого преобразования!
AM Включение возможности использования в меню режима АМ.
VER Выбор режима управления переключением диапазонов, а именно: 1 - галетный переключатель с набором резисторов, 2 - клавиатура с кнопками без фиксации и набором резисторов, 3 - кнопки BAND+/BAND- на плате синтезатора.
Дополнительное сервисное меню выглядит вот так:
1,8MHz...50MHz Выбор нужных диапазонов, перемещаемся по меню кнопками BAND+/BAND- и, при необходимости, вращением энкодера включаем и отключаем неиспользуемые диапазоны.
REV Включение и отключение реверса VFO/BFO при переходе на передачу. Эта функция актуальна для трансиверов, где при переходе между режимами работы нужно менять местами частоты ГПД и опорного генератора, например, как в Радио-76 и ему подобных простых конструкциях.
Light Включение и отключение режима лайт. Разрешение режима прямого (без дешифратора) управления ДПФ, ФНЧ по шине ABCD. Позволяет в некоторых случаях, например, при применении октавных ПДФ, упростить схему и обойтись без отдельного дешифратора. Сигнатура управления приведена в таблице. Логическая единица соответствует постоянному напряжению +3В.
FOONT переключение шрифта цифр в главном меню синтезатора (видно на фото в начале статьи).
AM TX включение режима передачи при АМ. При этом в режиме приёмка на выходе VFO формируется сигнал гетеродина, а на выходе BFO сигнала нет. При переходе на передачу выход VFO отключается, а на выходе BFO появляется сигнал с частотой несущей (как на дисплее). В режиме АМ при передаче разрешена перестройка энкодером по частоте J
Внешний вид клавиатуры:
В комплект синтезатора OLED MICRO входят: винты для крепежа, ответные части разъёмов с контактами под опрессовку и краткое руководство пользователя.
Цвет дисплея выбирается при заказе: синий
Стоимость собранного и проверенного синтезатора OLED MICRO – 3350 руб.
Энкодер заказывается отдельно.
Его можно доукомплектовать:
Клавиатурой с десятью кнопками переключения диапазонов – 380 руб.
