Универсальный синтезатор частот "TURBO-LED" для КВ+50 МГц радиоприёмников и трансиверов с ОДНИМ или ДВУМЯ преобразованиями частоты, с 8-ми разрядным светодиодным дисплеем 0,56 дюймов (как в Макеевской ЦШ) на MAX7219 и двумя SI 5351
С КЛАССИЧЕСКИМИ ЗЕЛЁНЫМИ ИНДИКАТОРАМИ :)
С БЕЛЫМИ ИНДИКАТОРАМИ :)
С ЗЕЛЁНЫМИ-ЗЕЛЁНЫМИ или КРАСНЫМИ ИНДИКАТОРАМИ :)
С СИНИМИ ИНДИКАТОРАМИ :)
Малогабаритный всеволновой универсальный синтезатор частот «TURBO-LED», разработан Андреем Радченко (UR3ILF) и Вячеславом Яременко (UR3IQH) в 2023 году. Синтезатор со светодиодным индикатором 0,56” на драйвере MAX7219 предназначен для замены штатных ГПД и опорных генераторов (модернизации) или создания новых ДВ, СВ, КВ + 50 МГц приемников и трансиверов как прямого преобразования, так и супергетеродинного типа. Как с классической структурной схемой, так и с преобразованием вверх (инфрадин) с одним или двумя преобразованиями частоты. Благодаря ряду схемных и конструктивных решений замена максимально упрощена и, как правило, не требует значительной механической доработки лицевой панели трансивера/приёмника. Конструктивно она сводится к замене штатной цифровой шкалы, на синтезатор, верньера с КПЕ на энкодер, а для переключения режимов работы синтезатора используются уже имеющиеся штатные органы управления - кнопки или переключатель для переключения диапазонов и кнопки без фиксации для включения/отключения расстройки и боковой полосы USB/LSB. Синтезатор создан на основе двух микросхем SI 5351 тактируемых одним общим кварцевым генератором и под управлением микроконтроллера фирмы ATMEL ATmega168/328. Первая SI 5351 формирует только сигнал первого гетеродина (VFO), чем обеспечивается его максимальная спектральная чистота, вторая SI 5351 формирует сигналы второго (при двойном преобразовании) и опорного (BFO) гетеродинов. Таким образом, синтезатор позволяет получить один, два или сразу три выходных сигнала. Максимальное значение частоты ПЧ можно установить 99,999 МГц, минимальное значение ПЧ 100 кГц. Предусмотрено питание синтезатора от стандартного напряжения +12В. Частота гетеродина при одном преобразовании частоты на выходе может быть как всегда выше частоты приёма на величину ПЧ, так и «классика», когда на диапазонах 160-80-40-30 м частота на выходе будет равна принимаемая частота плюс ПЧ, а на диапазонах 20-17-15-12-10 м равна принимаемая частота минус ПЧ.
При этом для режима одного преобразования частоты (IF2 – oFF) в меню можно выставить две частоты: ПЧ А – для SSB режима (частота нижнего ската SSB фильтра по уровню – 6 дБ минус 200-300 Гц) и ПЧ В – для SSB режима (частота верхнего ската SSB фильтра по уровню – 6 дБ плюс 200-300 Гц). Переключение режимов USB/LSB кнопкой без фиксации MODE.
При включении режима двойного преобразования (IF2 – on) в меню можно выставить три значения частоты. При этом ПЧ А - частота нижнего ската основного SSB фильтра по уровню – 6 дБ минус 200-300 Гц, частота ПЧ В - частота верхнего ската основного SSB фильтра по уровню – 6 дБ плюс 200-300 Гц, частота ПЧ С – частота нижнего ската ЭМФ по уровню – 6 дБ минус 200-300 Гц. Переключение режимов LSB/USB также кнопкой без фиксации MODE.
Режимы работы USB/LSB отображаются в конце строки буквами «U» или «L» соответственно.
В синтезаторе также предусмотрены:
выбор режима работы – одно преобразование или двойное преобразование, при двойном преобразовании частота гетеродина всегда выше частоты на дисплее на частоту ПЧ
выбор режима работы - частота гетеродина при одном преобразовании частоты на выходе может быть как всегда выше частоты приёма на величину ПЧ, так и «классика», когда на диапазонах 160-80-40-30 м частота на выходе будет равна принимаемая частота плюс ПЧ, а на диапазонах 20-17-15-12-10 м равна принимаемая частота минус ПЧ
расстройка (RIT) в пределах включенного диапазона. Включение/отключение режима осуществляется кнопкой без фиксации. При включении расстройки в конце дисплея отображается буква «r» и текущая частота. При отключении расстройки вернётся та частота, которая была до включения режима расстройки
две устанавливаемых пользователем и независимых друг от друга частоты опорного генератора для работы телефоном в режимах нижней (LSB) и верхней (USB) боковой полос и выдача соответствующего сигнала для переключения режимов тракта ПЧ
одна устанавливаемая пользователем и независимая частота опорного гетеродина (детектора) для двойного преобразования, что обеспечивает возможность применять ЭМФ или другие
программная калибровка опорной частоты SI 5351
установка пользователем 4-х значений выходного тока микросхем SI 5351 синтезатора 2-4-6-8 мА
при постоянно нажатой кнопке STEP предусмотрен обзорный режим (режим быстрой перестройки по частоте с шагом 1 кГц)
программный выбор одной из 10 градаций яркости свечения LED индикатора
режим работы для приёмников/трансиверов прямого преобразования, когда выходной сигнал синтезатора с ПЧ=0 и с учетверённой частотой, при этом все установленные в меню значения ПЧ игнорируются и включается режим прямого преобразования
реверс выходных сигналов VFO и BFO при передаче для варианта одного преобразования частоты, что может быть полезным при использовании совместно с трансиверами структуры «Радио-76» и ему подобных
выбор одного из трёх режимов управления переключением диапазонов:
- галетным переключателем с набором резисторов
- десятью кнопками без фиксации с набором резисторов
- двумя кнопками без фиксации «BAND+» и «BAND-»
При переключении диапазонов галетным переключателем или кнопками с набором резисторов можно исключить неиспользуемые диапазоны. При этом одному положению галетного переключателя или одной кнопке будет соответствовать один диапазон. Для этого резисторы неиспользуемых диапазонов и их кнопки/галеты не подключаются или применяется галетный переключатель на нужное число положений с набором резисторов согласно перечню используемых диапазонов.
Если для переключения диапазонов использовать только две кнопки «BAND+» и «BAND-», то ненужные диапазоны можно отключить в меню синтезатора.
выбор типа используемого энкодера - механический или оптический.
Можно использовать механические энкодеры на 20/24 импульсов. При этом, для большей комфортности, путём программной обработки фронтов и спадов число импульсов управления увеличивается до 80/96. Если использовать энкодеры с кнопкой, то кнопкой можно оперативно переключать шаг перестройки. Можно использовать оптические энкодеры с числом импульсов от 30 до 600 на оборот и отдельную кнопку переключения шага. Скорость поступления импульсов от многоимпульсного оптического энкодера можно понизить в сервисном меню на свой вкус посредством включения программного делителя с коэффициентов деления от 1 до 6.
Тип используемого энкодера желательно указывать при заказе. Ничего критичного, тип выбирается в меню, но для оптических энкодеров >100 имп./об. не устанавливаются два конденсатора 4700 пФ и два резистора 3,3 кОм заменяются на 0R. Это для того, чтобы все импульсы считались корректно.
блокировка энкодера – включается нажатием и удержанием кнопки расстройки, при включении блокировки в последнем разряде светится точка «.»
Поскольку в трансиверах, как правило, уже есть штатный S-метр, да и переключение режимов работы RX/TX производится посредством механических переключателей, фактически уже индицирующих включённый режим, то необходимости выводить и дублировать эту информацию на индикатор синтезатора нет.
Это обстоятельство позволило применить в качестве индикатора однострочный цифровой восьмиразрядный 7-сегментный светодиодный индикатор. Он выполнен на драйвере MAX7219 и имеет высоту цифр индикации 14 мм, цвет индикаторов зелёный, что не напрягает глаза и обеспечивает хорошую читаемость в разных условиях освещения. Динамическая индикация совместно с раздельным питанием MAX7219 обеспечивает отсутствие помех от работы платы индикации.
отключение неиспользуемых выходов (второй гетеродин и опорный генератор) при использовании штатных кварцевых генераторов
выбор перекрытия по частоте – сплошное перекрытие или с небольшим запасом по краям диапазонов
стандартный ABCD дешифратор – формирует управляющие сигналы (код) для управления реле ПДФ, ФНЧ и т.п.
Не знаю, зачем может понадобиться, но полный сброс всех настроек (выполняется только после сборки и при первичной настройке и калибровке синтезатора) – подать питание на синтезатор с зажатыми кнопками расстройки и переключения шага. Если его сделать, то потребуется калибровка SI 5351.
Переключение отображения символов на дисплее (может понадобиться для некоторых дисплеев) – подать питание при зажатых кнопках «BAND+» или «BAND-».
Вход в сервисное меню – подать питание при нажатой кнопке расстройки. Сохранение параметров выполняется этой же кнопкой и подтверждается надписью «StOrE» на дисплее.
Весь диапазон рабочих частот разбит на десять поддиапазонов.
При сплошном перекрытии граничные частоты в Герцах такие: 160 м Fmin = 100 000 : Fmax = 2 500 000 80 м Fmin = 2 500 000 : Fmax = 4 500 000 40 м Fmin = 4 500 000 : Fmax = 8 000 000 30 м Fmin = 8 000 000 : Fmax = 12 000 000 20 м Fmin = 12 000 000 : Fmax = 16 000 000 17 м Fmin = 16 000 000 : Fmax = 20 000 000 15 м Fmin = 20 000 000 : Fmax = 24 000 000 12 м Fmin = 24 000 000 : Fmax = 26 000 000 10 м Fmin = 26 000 000 : Fmax = 30 000 000 6 м Fmin = 30 000 000 : Fmax = 60 000 000 При отключении режима сплошного перекрытия граничные частоты по диапазонам такие: 160 м Fmin = 1 805 000 : Fmax = 2 005 000 80 м Fmin = 3 495 000 : Fmax = 3 805 000 40 м Fmin = 6 995 000 : Fmax = 7 205 000 30 м Fmin = 9 990 000 : Fmax = 10 205 000 20 м Fmin = 13 995 000 : Fmax = 14 355 000 17 м Fmin = 18 063 000 : Fmax = 18 173 000 15 м Fmin = 20 995 000 : Fmax = 21 455 000 12 м Fmin = 24 885 000 : Fmax = 24 995 000 10 м Fmin = 27 995 000 : Fmax = 29 705 000 6 м Fmin = 49 000 000 : Fmax = 55 000 000 При достижении нижней границы диапазона синтезатор переходит на верхнюю границу диапазона и наоборот, т.е. диапазоны закольцованы. На разъёме ABCDCODE формируется стандартный для двоично десятичных дешифраторов К155ИД10, К555ИД10, 74LS145, 74HC154 и им подлобных ABCD код для управления реле полосовых фильтров, фильтров низкой частоты и пр. согласно таблице: Diap 1,8 МГц = 0000 Diap 3,5 МГц = 1000 Diap 7 МГц = 0100 Diap 10 МГц = 1100 Diap 14 МГц = 0010 Diap 18 МГц = 1010 Diap 21 МГц = 0110 Diap 24 МГц = 1110 Diap 28 МГц = 0001 Diap 50 МГц = 1001 Потребляемый ток зависит от типа энкодера и установленных в меню уровня яркости, количества активных выходов и величины выходного тока SI 5351. С механическим энкодером, при яркости «7», токе «2 мА» и всех активных выходах потребляемый ток порядка 170 мА, а при максимальных значения яркости и тока выходов, нагруженных на сопротивление 51 Ом, не более 240 мА. С оптическим энкодером ток потребления увеличится ещё на 20 мА. Форма выходных сигналов гетеродинов - меандр величиной примерно 3,0 В (Up-p), зависит от выходного тока микросхем SI 5351 (выставляется в меню). Лучше всего оптический энкодер запитывать отдельно, то есть непосредственно от напряжения питания синтезатора, поскольку оптические энкодеры уже имеют в своём составе встроенный стабилизатор напряжения. Такое включение не будет дополнительно нагружать стабилизатор самого синтезатора. Рекомендуемое напряжение питания синтезатора +10 …12 В. Принципиальная схема синтезатора «TURBO-LED» вместе с типовой схемой внешних подключений показана на рисунке в конце руководства пользователя. Её основные особенности Для переключения диапазонов служат: - свободная секция штатного переключателя диапазонов, освободившаяся после удаления ГПД на которой и распаиваются соответствующие диапазонные резисторы, причём нужно установить только те резисторы, что соответствуют диапазонам, имеющимся в трансивере (режим rod = 1) - кнопки переключения диапазонов (максимум десять кнопок без фиксации) на которые распаиваются соответствующие диапазонные резисторы, причём нужно установить только те кнопки и резисторы, что соответствуют диапазонам, имеющимся в трансивере (режим rod = 2) - две кнопки без фиксации «BAND+» или «BAND-» (режим rod = 3) Управление всеми режимами синтезатора осуществляется кнопками без фиксации - кратковременным замыканием соответствующего вывода на общий провод, кроме педали/тангенты «РТТ». Режим ТХ включён до тех пор, пока нажата педаль/тангента. Внимание! Подача отрицательных напряжений на выводы переключения режимов недопустима!!! Кнопка выбора шага STEP – та, что встроена в механический энкодер. При использовании оптического энкодера на передней панели устанавливается отдельная кнопка без фиксации. Например, вместо теперь уже ненужного регулятора расстройки. Сервисное меню. Установка основных параметров и калибровка частоты производится в сервисном меню. Для входа в сервисное меню нужно нажать кнопку расстройки и подать питание при нажатой кнопке расстройки.
Сохранение параметров выполняется этой же кнопкой и подтверждается надписью «StOrE» на дисплее, а изменение параметра - вращением энкодера. Меню содержит следующие пункты: A 8863.00 – значение ПЧ1 для SSB режима (частота нижнего ската SSB фильтра по уровню – 6 дБ минус 200-300 Гц) B 8866.00 – значение ПЧ2 для SSB режима (частота верхнего ската SSB фильтра по уровню – 6 дБ плюс 200-300 Гц) Si2 on/off – включение/отключение второй микросхемы SI 5351 (ПЧ2 и ПЧ3) IF2 on/off – включение/отключение режима двойного преобразования частоты С 500.000 – значение ПЧ3, частота опорного генератора для детектора (частота нижнего ската ЭМФ по уровню – 6 дБ минус 200-300 Гц) SiCLon/off – включение/отключение ПЧ3 F25000.00 – меню калибровки SI 5351, к выходу VFO1 подключается частотомер и энкодером выставляется частота 25 МГц IFUPon/off – переключение режимов преобразования, частота гетеродина при одном преобразовании частоты на выходе может быть как всегда выше частоты приёма на величину ПЧ, так и «классика», когда на диапазонах 160-80-40-30 м частота на выходе будет равна принимаемая частота плюс ПЧ, а на диапазонах 20-17-15-12-10 м равна принимаемая частота минус ПЧ TPPFon/off – включение/отключение режима прямого преобразования, при включении режима прямого преобразования все установки ПЧ игнорируются, значение ПЧ обнуляется и выходная частота на выходе становится в четыре раза больше чем на дисплее bFOron/off – включение/отключение реверса выходов VFO и BFO при переходе на передачу rod=1…2…3 – выбор режима переключения диапазонов: 1 – галетным переключателем с набором резисторов, 2 – кнопочной клавиатурой с набором резисторов, 3 – двумя кнопками «BAND+» и «BAND-» bnd 1,8 on/off – включение/ отключение диапазона 1,8 МГц (активен только в режиме rod=3) bnd3,5 on/off – включение/ отключение диапазона 3,5 МГц (активен только в режиме rod=3) bnd7,0 on/off – включение/ отключение диапазона 7,0 МГц (активен только в режиме rod=3) bnd 10 on/off – включение/ отключение диапазона 10 МГц (активен только в режиме rod=3) bnd 14 on/off – включение/ отключение диапазона 14 МГц (активен только в режиме rod=3) bnd 18 on/off – включение/ отключение диапазона 18 МГц (активен только в режиме rod=3) bnd21 on/off – включение/ отключение диапазона 21 МГц (активен только в режиме rod=3) bnd24 on/off – включение/ отключение диапазона 24 МГц (активен только в режиме rod=3) bnd28 on/off – включение/ отключение диапазона 28 МГц (активен только в режиме rod=3) bnd50 on/off – включение/ отключение диапазона 50 МГц (активен только в режиме rod=3) PLL 450…1200 – установка тактовой частоты SI 5351, по умолчанию 900 SICur 2…4…6…8 – установка выходного тока SI 5351, по умолчанию 2 мА dCont 0…10 – установка яркости дисплея, по умолчанию 7 bndFon/off – включение/отключение режима сплошного перекрытия частот tun 10…650 – установка чувствительности интеллектуального энкодера, по умолчанию 500 Opton/off – оптический энкодер/механический энкодер deLoPt1…6 – настройка делителя для оптического энкодера, только когда Opton Всегда пролистывать полностью всё меню не нужно. Дойдя до нужного пункта установок и сделав изменения, можно перейти к следующему пункту меню и перезапустить синтезатор по питанию.
Выход VFO1 – выход ГПД
Выход VFO2 – выход второго гетеродина «A/B»
Выход BFO2 – выход опорного генератора «C»
В комплект синтезатор «TURBO-LED» входят: комплект крепёжных винтов м2,5х6 (под потай), ответные части разъёмов для внешних подключений, контакты для разъёмов и руководство пользователя. Размеры плат синтезатора 119х26 мм, толщина по самому высокому элементу (радиатору) составляет 38 мм. Четыре светодиодных индикатора с высотой знака 14,2 мм расположены вплотную точно по центру платы индикации. Крепёжные отверстия в четырёх латунных стойках М2,5 расположены по углам прямоугольника 111х18 мм
Энкодер в комплект синтезатора не входит, он заказывается, при необходимости, отдельно!
Можно использовать механические и оптические энкодеры.
