Конструкции радиолюбителей на микросхеме LM358: особенности применения и схемотехнические решения

Какие конструкции можно собрать на основе операционного усилителя LM358. Как использовать LM358 в схемах радиолюбителей. Какие преимущества дает применение LM358 в радиолюбительских проектах. На что обратить внимание при работе с LM358.

Содержание

Особенности и преимущества микросхемы LM358 для радиолюбительских конструкций

Микросхема LM358 представляет собой сдвоенный операционный усилитель, который широко применяется радиолюбителями в различных конструкциях. Рассмотрим основные особенности и преимущества LM358:

Низкое напряжение питания — от 3 до 32 В
Малый потребляемый ток — около 0.7 мА на канал
Широкий диапазон рабочих температур — от -55°C до +125°C
Высокий коэффициент усиления — до 100 дБ
Низкий уровень шума
Возможность работы с однополярным питанием
Доступность и низкая стоимость

Благодаря этим характеристикам LM358 отлично подходит для создания простых и надежных радиолюбительских конструкций с минимальным количеством внешних компонентов.

Применение LM358 в схемах простых радиотелефонов

Одним из популярных применений LM358 у радиолюбителей является создание простых радиотелефонов. Рассмотрим пример такой конструкции:

Схема простого радиотелефона на 40-48 МГц

Данный радиотелефон состоит из телефонной трубки и базового блока для подключения к телефонной линии. Связь между ними осуществляется в диапазоне 40-48 МГц на расстоянии до 300 метров в городских условиях.

Основные характеристики:

Радиус действия: 200-300 м
Частота: 40-48 МГц
Чувствительность приемника: 3-5 мкВ
Мощность передатчика: до 20 мВт
Дуплексный режим работы
Кварцевая стабилизация частоты

В схеме радиотелефона LM358 используется в качестве усилителя НЧ сигнала в трубке и базовом блоке. Это позволяет получить достаточное усиление при минимальном количестве компонентов.

Использование LM358 в приемопередающих устройствах

LM358 нашла широкое применение в схемах приемопередающих устройств, разрабатываемых радиолюбителями. Рассмотрим пример использования этой микросхемы в дуплексном радиопереговорном устройстве.

Дуплексное радиопереговорное устройство на 40-48 МГц

Данное устройство предназначено для организации двухсторонней дуплексной радиосвязи на расстоянии до 5 км. Основные характеристики:

Радиус действия: 3-5 км
Частота: 40-48 МГц
Чувствительность: 1-2 мкВ
Мощность передатчика: не менее 0.4 Вт
Кварцевая стабилизация частоты
Питание: 7.5 В

В данной конструкции LM358 используется в качестве усилителя НЧ сигнала. Это позволяет получить необходимое усиление как в приемном, так и в передающем тракте устройства.

Применение LM358 в синтезаторах частоты

LM358 также находит применение в схемах синтезаторов частоты, разрабатываемых радиолюбителями. Рассмотрим пример такого использования.

Синтезатор частоты для КВ радиостанции

Данный синтезатор предназначен для работы в качестве плавного гетеродина любительского девятидиапазонного коротковолнового трансивера. Основные характеристики:

Диапазон частот: КВ диапазоны
Шаг перестройки: 10-1850 Гц
Промежуточная частота: 5-9 МГц
10 ячеек памяти
Управление режимами трансивера
Интерфейс RS232 для связи с компьютером

В данной конструкции LM358 может использоваться в качестве операционного усилителя в фазовом детекторе системы ФАПЧ синтезатора. Это позволяет получить стабильную работу синтезатора при минимальном количестве компонентов.

Особенности применения LM358 в радиолюбительских конструкциях

При использовании LM358 в радиолюбительских проектах следует учитывать некоторые особенности:

Ограниченная полоса пропускания (около 1 МГц) — не подходит для высокочастотных схем

Относительно низкая скорость нарастания выходного напряжения
Необходимость развязки по питанию при работе с аналоговыми сигналами
Желательно использовать однополярное питание для упрощения схемы
При работе с малыми сигналами может потребоваться дополнительное экранирование

Учет этих факторов позволит максимально эффективно использовать возможности LM358 в радиолюбительских конструкциях.

Альтернативные микросхемы для радиолюбительских проектов

Хотя LM358 является очень популярной микросхемой среди радиолюбителей, существуют и альтернативные варианты, которые могут быть использованы в зависимости от конкретных требований проекта:

TL072 — сдвоенный операционный усилитель с полевыми транзисторами на входе, обладает лучшими шумовыми характеристиками
NE5532 — сдвоенный операционный усилитель с низким уровнем шума, подходит для аудиоприменений
LM833 — сдвоенный операционный усилитель с низким уровнем искажений, хорош для предусилителей
OPA2134 — прецизионный сдвоенный операционный усилитель, отлично подходит для измерительных схем

Выбор конкретной микросхемы зависит от требований к параметрам усилителя в разрабатываемой схеме.

Заключение и перспективы применения LM358

Микросхема LM358 остается популярным выбором среди радиолюбителей благодаря своей доступности, низкой стоимости и хорошим характеристикам. Она отлично подходит для создания простых и надежных конструкций с минимальным количеством внешних компонентов.

В будущем можно ожидать появления новых интересных проектов на основе LM358, особенно в области портативных устройств, где важны низкое энергопотребление и возможность работы от однополярного питания. Кроме того, эта микросхема остается отличным выбором для обучения основам схемотехники и радиоэлектроники.

Схема простого радиотелефона 40-48мГц

Начиная работу над этим радиотелефоном, мной была поставлена задача создать простую в построении и надежную в работе конструкцию. В результате был создан простой и экономичный радиотелефон, состоящий из телефон-трубки и базового блока, подключаемого к телефонной линии. Дуплексная связь между ними осуществляется в диапазоне 40…48 МГц на расстоянии до 300 метров в городских условиях, что позволяет настроить радиотелефон с помощью УКВ-приемника, описание которого опубликовано в [4]. Схема отличается крайней простотой и высокой надежностью, не содержит дефицитных деталей, проста в изготовлении и наладке. Данная схема является продолжением предыдущей версии простого радиотелефона [1]. Основное отличие — кварцевая стабилизация частоты и повышенная мощность передающего тракта. Эти доработки позволили создать простейший радиотелефон, не уступающий по своим характеристикам некоторым промышленным изделиям.

Технические характеристики радиотелефона

Радиус действия, м. ……………………………………………. 200…300

Частота приемного и передающего тракта, МГц……….40…48

Разнос по частоте не менее, МГц……………………………………3

Чувствительность приемного тракта, мкВ……………………3…5

Мощность передающего тракта не более, мВт……………….20

Режим работы………………………………………………..дуплексный

Модуляция…………………………………………………………………. ЧМ

Стабилизация частоты……………………………………….кварцевая

Девиация частоты, кГц………………………………………………….10

Модуляция управляющего сигнала……………………………….AM

Глубина модуляции управляющего сигнала, %………………100

Ток потребления трубки не более, мА…………………………….30

Ток потребления базы в дежурном режиме, мА……………6…8

Напряжение питания трубки и базы, В. …………………………….5

Антенна трубки телескопическая, см………………………30…50

Антенна базы телескопическая, см ……………………………..100

Принцип работы радиотелефона

Алгоритм работы радиотелефона полностью соответствует алгоритму работы обычного телефона.

Структурные схемы трубки и базы приведены на рис. 1 и рис. 2. В основу работы радиотелефона положен метод прерывания несущей частоты задающего генератора. Принципиальная электрическая схема трубки приведена на рис. 3, а базы — на рис. 4. В дежурном режиме в базе работает только приемник на микросхеме DA1. При поступлении сигнала вызова по телефонной линии срабатывает вызывное устройство в базе на транзисторе ѴТЗ, работающее на резонансе пьезоизлучателя ЗП.

При включении трубки передатчик на транзисторах ѴТ1 …ѴТ2 излучает несущую частоту, которая принимается приемником базы на микросхеме DA1. На наличие несущей частоты реагирует система бесшумной настройки БШН приемника базы, которая открывает ключ на микросхеме DA2, включая передатчик базы на транзисторах ѴТ1 . ..ѴТ2. Так происходит занятие телефонной линии. В таком состоянии она находится, пока включена трубка. В базовом блоке стабилизатором напряжения передатчика и одновременно индикатором занятой линии служат светодиод VD1 и стабилитрон VD2. Передатчик базы.запитывается полностью от телефонной линии, что упрощает конструкцию радиотелефона, делая ее более экономичной.

При передаче информации промодулированный усилителем на микросхеме DA2, ВЧ-сигнал от передатчика трубки на транзисторах ѴТ1…ѴТ2 поступает в эфир. Приемник базы на микросхеме DA1 принимает его и преобразует в НЧ-сигнал, который через открытый ключ на микросхеме DA2, выполняющий роль усилителя, поступает в телефонную линию.

Рис. 1. Структурная схема трубки

Рис. 2. Структурная схема базы

Рис. 3. Принципиальная электрическая схема трубки

Рис. 4. Принципиальная электрическая схема базы

Приемник трубки на микросхеме DA1 принимает ВЧ-сигнал, поступающий от передатчика базы на транзисторах ѴТ1 . ..ѴТ2, который модулируется напряжением телефонной линии. Такое включение передатчика базы позволило достичь требуемой девиации частоты без дополнительного модулирующего усилителя. Затем обработанный НЧ-сигнал поступает на сдвоенный усилитель на микросхеме DA2. Таким образом, система готова работать в дуплексном режиме. Для работы передатчика и приемника на одну антенну, чтобы при этом сигнал передатчика не влиял на свой приемник, в трубке и базе радиотелефона используются фильтр-пробки С22, L6 и С15, L3 и избирательные контуры С14, L3 и С13, L2.

При наборе номера с выхода номеронабирателя трубки на микросхеме DD1 импульсы набора прерывают несущую частоту передатчика трубки на транзисторах ѴТ1 …ѴТ2 на число раз, соответствующее набираемой цифре. Тем самым осуществляется 100% амплитудная модуляция управляющего сигнала. Столько же раз при отсутствии несущей частоты реагирует система БШН приемника базы на микросхеме DA1, которая запирает ключ на микросхеме DA2, отключая передатчик базы на транзисторах ѴТ1 . ..ѴТ2 от телефонной линии. Таким образом, формируются импульсы набора номера. По аналогичному алгоритму происходит сброс телефонной линии, который осуществляется клавишей “#”. Повторный набор номера осуществляется клавишей “*”

Настройка радиотелефона

Настройка передатчика трубки сводится к настройке контура L5, С23 на вторую гармонику кварцевого резонатора, при этом несущая частота должна попадать в свободный участок диапазона 40…48 МГц. Определить это можно по образцовому приемнику, имеющему диапазон 40…48 МГц [4]. Подстройкой R7 выбирают оптимальный режим работы модуляции передатчика трубки, а подстройкой R5 выбирают оптимальный режим работы передатчика по максимальной дальности. При этом потребляемый передатчиком трубки ток должен быть около 20 мА.

Затем настраивают приемник базового блока на частоту передатчика трубки подстройкой L1, а подстройкой R1 добиваются надежного занятия телефонной линии и уверенного набора номера. При этом напряжение линии в занятом состоянии должно составлять 5. ..10 В.

Аналогично настраивают передатчик базы при занятой линии по образцовому приемнику. Настраивают контур L7, С22 на вторую гармонику кварцевого резонатора, при этом несущая частота передатчика базы должна попадать в свободный участок диапазона 40…48 МГц. Подстройкой R2 выбирают оптимальный режим модуляции передатчика базы, а подстройкой R5 — оптимальный режим работы передатчика по максимальной дальности. При этом потребляемый передатчиком базы ток должен быть около 20 мА. Так как радиотелефон работает в дуплексном режиме, между радиоканалами должен быть разнос частот не менее 3 МГц.

Аналогично настраивают приемник трубки на частоту передатчика базы, подстройкой L1. В базовом блоке подстройкой R1 добиваются уверенного прохождения НЧ-сигнала в телефонную линию, не заглушая при этом сигнал, принимаемый с линии.

Теперь в трубке подключают фильтр-пробку и подстройкой L6 настраивают ее по минимальному проникновению сигнала от передатчика на приемник трубки. Аналогично подключают фильтр-пробку в базе и настраивают ее подстройкой L3. Подстройкой избирательных контуров L3 в трубке и L2 в базе радиотелефона добиваются лучшей чувствительности приемника. Антенны трубки и базы настраиваются на рабочие частоты подстройкой удлиняющих катушек L7 и L8. Желаемую громкость трубки выбирают подстройкой R3. Элементы, помеченные (*), подбираются при регулировке. На этом настройку радиотелефона можно считать законченной.

Корпусом трубки может служить простейший телефон-трубка китайского или отечественного производства, а корпусом базы — подходящего размера корпус от телефона. Чтобы исключить самовозбуждение радиотелефона и уменьшить паразитные связи, необходимо оптимально расположить радиоэлементы на печатной плате. При этом передатчики трубки и базы желательно экранировать. Диапазон рабочих частот выбран 40…48 МГц, чтобы не засорять эфир теле- и радиоприемников и при этом использовать доступные для радиолюбителей кварцы. Но при желании можно настроить этот радиотелефон вне этого диапазона, так как микросхема TDA7021 сохраняет свою работоспособность в диапазоне 30. ..160 МГц.

Кварцевые резонаторы лучше использовать импортные высококачественные на частоты 20…24 МГц (если они будут возбуждаться на второй гармонике). На более высоких гармониках кварц возбуждать не следует, так как с ростом гармоники падает мощность передатчика. Надо обратить внимание на то, что для этой схемы подойдут кварцы только с номиналами основной частоты, а не частоты механической гармоники.

Микросхему TDA7021, в крайнем случае, можно заменить ее отечественным аналогом — ИМС К174ХА34. Но следует заметить, что не все отечественные экземпляры могут работать в таком диапазоне. Микросхему LM358 можно заменить на ее отечественный аналог — ИМС К1040УД1 Вместо микросхемы К1008ВЖ1 подойдут і акие микросхемы номеронабирателя, как К1008ВЖ5, К1008ВЖ7 и другие, но с соответствующей схемой включения. Микросхема КР1014КТ1 подойдет с любым буквенным индексом. Транзистор КТ368 можно заменить на любой ВЧ-транзистор с граничной частотой не менее 300 МГц. Транзистор КТ315 можно заменить на любой НЧ-транзистор. Диоды КД503 можно заменить на КД522 и другие. Дроссели используются любые индуктивностью 20 мкГн. Все катушки содержа! 8…10 витков провода марки ПЭВ диаметром 0,6 мм на каркасе диаметром 5 мм с латунным подстроечником, у некоторых из них имеется отвод от середины. Удлиняющие катушки подбирают экспериментально, так как количество их витков зависит от длины применяемых антенн. Микрофон МКЭ-84 можно заменить любым электретным, при этом изменится лишь схема включения. Телефонный капсюль можно использовать любой с сопротивлением катушки 16…64 Ом. Пьезоизлучатель в базе радиотелефона можно использовать от любого импортного телефона. В качестве источника питания трубки радиотелефона лучше использовать аккумуляторы на напряжение 4,8 В. Для приемника базы можно использовать блок питания на 3…5 В или аккумуляторы на это же напряжение, так как приемник потребляет сравнительно малый ток.

Печатные платы трубки (рис. 5) и базы (рис. 6) нужно изготавливать с соблюдением особенностей построения ВЧ-устройств, так как это в большей степени влияет на работоспособность конструкции в целом. Чтобы исключить самовозбуждение устройства и уменьшить паразитные связи, необходимо оптимально расположить радиоэлементы на печатной плате, как показано на рисунке. При этом все контуры устройства должны быть экранированы.

К недостаткам этой конструкции можно отнести лишь отсутствие вызывного сигнала на трубке радиотелефона в дежурном режиме и ограниченный радиус действия. Для увеличения дальности этого радиотелефона до 5…10 км необходимо увеличить чувствительность приемного тракта и мощность передающего тракта трубки и базы Увеличение чувствительности трубки и базы достигается добавлением усилителей ВЧ-сигнала, а увеличение мощности — добавлением выходных усилителей мощности, работающих с высоким КПД в режиме класса “С”. Для работы передатчика и приемника на одну антенну, чтобы при этом сигнал передатчика не влиял на свой приемник, в радиотелефоне используют фильтр пробки и избирательные контуры, а также ограничительные диоды.

Надо заметить, что в данной версии была достигнута максимальная мощность передатчика базы при ограниченной мощности телефонной линии. Поэтому при построении более мощного передатчика в базе необходимо запитывать его от блока питания. Для этого используют оптронную развязку, где передатчик базы согласуют с телефонной линией. Прием вызывного сигнала на трубке реализуют с помощью бесшумной настройки “БШН” приемника, а также используют оптронную развязку с телефонной линией. Количество витков катушек в принципиальной схеме указано ориентировочно, так как индуктивность их зависит от многих факторов, поэтому подбора витков не избежать.

Рис. 5. Печатная плата трубки

Рис. 6. Печатная плата базы

Мной были собраны несколько таких конструкций, которые при работе показали отличные результаты. При этом уверенная связь в городских условиях составляла до 300 метров, а стабильность частоты передающего тракта радиотелефона не уступала промышленным изделиям. Несмотря на простоту конструкции, я рекомендую ее для повторения радиолюбителям, имеющим хоть какой-то опыт в изготовлении и настройке приемных и передающих устройств, а также знающих принцип работы телефонной техники.

Литература

1. Шумилов А. Простой радиотелефон // Радиолюбитель. 2001. №7.

2. Шумилов А. Возвращаясь к напечатанному // Радиолюбитель. 2001. №9.

3. Шумилов А. Простой радиотелефон VER 1.0 // Радиолюбитель. 2002. №1.

4. Шумилов А. УКВ-приемник с расширенным диапазоном // Радиолюбитель. 2002. №3.

5. Шумилов А. Простой радиотелефон Ѵег 2.0 // Радиолюбитель. 2002. №5.

6. Шумилов А. Возвращаясь к напечатанному // Радиолюбитель. 2002. №6.

7. Шумилов А. Простой радиотелефон VER 2.1 // Радиолюбитель. 2002. №9.

8. Шумилов А. Универсальная радиосигнализация // Радиолюбитель. 2003. №2.

9. Шумилов А. Стерео приемник с цифровой шкалой// Радиолюбитель. 2003. №5.

10. Шумилов А. Радиопейджер // Радиолюбитель. 2003. №12.

11. Шумилов А. Дуплексное радиоперег оворное устройство // Радиолюбитель. 2004. №2.

Автор статьи — А. Шумилов. Статья опубликована в РЛ, №5,2002 г.; №8,2004 г.

Дуплексное радиопереговорное устройство 40-48МГц, 3-5км

Разработанное устройство предназначено для организации двухсторонней дуплексной радиосвязи в условиях среднепересеченной местности.

Устройство может применяться при поведении строительно-монтажных работ, организации массовых и спортивных мероприятий, охране объектов, на охоте, рыбалке и т. д. Дуплексная связь осуществляется в разрешенном диапазоне частот 40.. .48 МГц на расстоянии до 5 км. Схема радиопереговорного устройства отличается экономичностью и простотой в изготовлении и наладке.

Технические характеристики

Радиус действия, км……………………………………………………3…5

Частоты приемного и передающего тракта, МГц………..40…48

Разнос по частоте не менее, МГц…………………………………….4

Чувствительность приемного тракта, мкВ…………………….1…2

Мощность передающего тракта не менее, Вт…………………0,4

Режим работы…………………………………………………дуплексный

Модуляция речевого сигнала…………………………………………ЧМ

Стабилизация частоты……. ………………………………….кварцевая

Девиация частоты максимальная, кГц…………………………….10

Частота вызывного сигнала трубки, кГц……………………….2…3

Ток потребления в режиме передачи, не более, мА………..150

Ток потребления в дежурном режиме, не более, мА………..10

Питание устройства, В ………………………………………………….7,5

Длина антенны телескопической, см…………………………30…50

Принцип работы радиопереговорного устройства

Электрическая принципиальная схема радиопереговорного устройства приведена на рис. 1. Устройство состоит из приемника на микросхеме DA1 и транзисторе VT1, передатчика на транзисторах VT2…VT5, вызывного устройства на микросхеме DD1 и усилителя на микросхеме DA2.

В дежурном режиме в радиопереговорном устройстве работает только приемник на микросхеме DA1 и транзисторе VT1. При поступлении вызова приемник на микросхеме DA1 и транзисторе ѴТ1 принимает несущую частоту, которую излучает аналогичное устройство.

На наличие несущей реагирует система бесшумной настройки (БШН) приемника, которая запускает звуковой генератор на микросхеме DD1. Таким образом происходит вызов радиопереговорного устройства. Вызвать аналогичное устройство можно нажатием клавиши “Разг.”.

После принятия вызывного сигнала переключателем SA1 устройство переводят в режим разговора. При передаче информации промодулированный усилителем на микросхеме DA2 ВЧ-сигнал от передатчика на транзисторах VT2…VT5 поступает в эфир.

При приеме информации приемник на микросхеме DA1 и транзисторе VT1 принимает несущую частоту (ВЧ-сигнал) с аналогичного устройства и преобразует ее в НЧ-сигнал, который поступает на сдвоенный усилитель на микросхеме DA2. Устройство готово работать в дуплексном режиме. Для работы передатчика и приемника на одну антенну, так чтобы при этом сигнал передатчика не влиял на работу приемника, в радиопереговорном устройстве используются фильтр-пробка С21, L5, и избирательный контур С19, L3, а также ограничительные диоды VD3, VD4.

Настройка радиопереговорного устройства

Необходимо отметить, что первое включение передатчика необходимо производить с нагрузочным безындукционным резистором сопротивлением 51 Ом (0,5 Вт), включенным между выходом и общей шиной. Настройка передатчика начинается с контроля ВЧ-вольтмет-ром работы задающего генератора, подключенного к базе транзистора VT4. При этом резистором R5 добиваются оптимальной работы генератора. После этого, контролируя ВЧ-колебания на базе транзистора VT5, настраивают умножитель частоты на вторую гармонику кварцевого резонатора путем подстройки контура L6, С23. На более высоких гармониках кварцевый резонатор возбуждать не следует, так как с ростом номера гармоники падает мощность передатчика. Затем настраивают выходной каскад подстройкой П-контура L9, С27, С28, контролируя ВЧ-колебания на нагрузочном резисторе по максимуму напряжения. Резистором R11.подбирают оптимальный режим модуляции передатчика по наилучшему качеству сигнала.

Затем настраивают гетеродин приемника подстройкой контура L1 на частоту передатчика аналогичного устройства. Так как радио-переговорное устройство работает в дуплексном режиме, между радиоканалами должен быть разнос частот не менее 4 МГц. Подстройкой сопротивления резистора R1 добиваются надежного срабатывания звукового генератора на микросхеме DD1 при вызове с аналогичного устройства. Подстройкой сопротивления резистора R2 добиваются генерации звукового генератора на частоте механического резонанса пьезоизлучателя. При достижении резонанса значительно возрастает громкость его звучания.

Теперь в устройстве подключают фильтр-пробку и подстройкой контура L5 настраивают ее по минимальному проникновению сигнала от передатчика в приемник. Подстройкой избирательного контура L3 добиваются максимальной чувствительности приемника. Антенну настраивают на рабочую частоту подстройкой удлиняющей катушки L10. Желаемую громкость аудиосигнала выбирают подстройкой сопротивления резистора R6. Элементы, помеченные (*), подбираются при регулировке. На этом настройка радиопереговорного устройства закончена.

Печатные платы нужно изготавливать с соблюдением особенностей построения ВЧ-устройств, так как это в большей степени влияет на работоспособность конструкции в целом. Чтобы исключить самовозбуждение устройства и уменьшить паразитные связи, необходимо оптимально расположить радиоэлементы на.печатной плате. При этом все контуры устройства должны быть экранированы.

Кварцевые резонаторы лучше использовать импортные, высококачественные, на частоты 20…24 МГц. Следует отметить, что для этой схемы подойдут кварцевые резонаторы только с номиналами основной частоты, а не частоты механической гармоники. Микросхему TDA7021 в крайнем случае можно заменить на ее отечественный аналог К174ХА34. Но следует заметить, что отечественные аналоги работают неустойчиво либо вообще не “запускаются” в таком диапазоне. Микросхему LM358 можно заменить на ее отечественный аналог — ИМС К1040УД1. Микросхему К561ЛА7 можно заменить на К176ЛА7. Транзистор КТ368 можно заменить на любой ВЧ транзистор с граничной частотой не менее 600 МГц. Транзистор КТ645 можно заменить на КТ603. Транзистор КТ646 подойдет с любым буквенным индексом или можно заменить его на КТ610. Диоды КД503 можно заменить на КД522 и другие. Микрофон МКЭ-84 можно заменить любым электретным, при этом изменится лишь схема его включения. Телефонный капсюль можно использовать любой сопротивлением 16…64 Ом. Пьезоизлучатель можно использовать типа ЗП-1, ЗП-З или импортный. В качестве источника питания устройства лучше использовать аккумуляторы с общим напряжением 7,5 В (шесть пальчиков). Дроссели используются любые индуктивностью больше 20 мкГн. Данные катушек радиопереговорного устройства приведены в табл. 1. Количество витков катушек указано ориентировочно, так как индуктивность их зависит от многих факторов, поэтому подбора витков не избежать.

Дальность связи во многом определяется рельефом местности, расстоянием антенны от тела человека, состоянием элементов пи-таия, а также настройкой радиопереговорного устройства. Максимальная дальность связи возможна в условиях прямой видимости.

Табл. 1. Данные катушек радиопереговорного устройства

Катушка	Количество витков	Диаметр каркаса, мм	Провод	Примечание
L1	6	5	ПЭВ 0,6	сердечник
L3	3+3	5	ПЭВ 0,6	сердечник
L5	6	5	ПЭВ 0,6	сердечник
L6	3+3	5	ПЭВ 0,6	сердечник
L7	3	поверх L6	ПЭВ 0,6	—
L9	4	5	ПЭВ 0,6	сердечник
L10	8	5	ПЭВ 0,6	сердечник

Ее уменьшает наличие препятствий (возвышенности, здания, железобетонные конструкции).

Литература

1. Шумилов А. Простой радиотелефон// Радиолюбитель. 2001. №7.

2. Шумилов А. Простой радиотелефон Ѵег 1.0 // Радиолюбитель. 2002. №1.

3. Шумилов А. УКВ-приемник с расширенным диапазоном // Радиолюбитель. 2002. №3.

4. Шумилов А. Простой радиотелефон Ѵег 2.0 // Радиолюбитель. 2002. №5.

5. Шумилов А. УКВ-приемник с расширенным диапазоном // Радиолюбитель. 2002. №6.

6. Шумилов А. Простой радиотелефон Ѵег 2.1 // Радиолюбитель. 2002. №9.

7. Шумилов А. Универсальная радиосигнализация // Радиолюбитель. 2003. №2.

8. Шумилов А. УКВ-стереоприемник //Радиолюбитель. 2003. №5.

9. Шумилов А. Радиопейджер //Радиолюбитель. 2003. №12.

Автор статьи — А. Шумилов. Статья опубликована в РЛ, №2,2004 г.

Схема. Синтезатор частоты для KB радиостанции

Синтезатор предназначен для работы в качестве плавного гетеродина любительского девятидиапазонного коротковолнового трансивера с фиксированной первой ПЧ. Значения вводимой ПЧ — 5…9 МГц. Шаг перестройки синтезатора на всех диапазонах постоянный и его можно выбрать в пределах 10…1850 Гц. Дискретность установки шага — 10 Гц.
В синтезаторе предусмотрена возможность включения расстройки как частоты передачи относительно частоты приема, так и наоборот, причем эти значения частоты могут быть выбраны на разных KB диапазонах. Так реализован режим «Crossband».
Синтезатор позволяет управлять рабочими режимами трансивера через выходы ATT, PPWR, FTP, CW, AGC, REV, а также управлять переключением диапазонных полосовых фильтров и ФНЧ трансивера.

В десяти ячейках памяти синтезатора можно записать не только значения рабочих частот трансивера, но и установить необходимые режимы управления для каждой частоты. При включении трансивера устанавливаются частота и режим управления, занесенные в нулевую ячейку памяти синтезатора, — стартовые установки.
Информацию о работе синтезатора отображает ЖК дисплей (две строки по 16 символов). Частота отображается с точностью 10 Гц.

Синтезатор может поддерживать обмен данными с персональным компьютером по системе CAT через интерфейс RS232. Тестирование синтезатора проводилось с программой MixW2 с установками ICOM-756-PRO-II, скорость обмена равна 9800 бит. При этом выполнялось двустороннее управление частотой и родом работы между трансивером и ПК.
Синтезатор построен на микросхеме прямого цифрового синтеза (Direct Digital Synthesis или DDS) по классической однопетлевой схеме. Его структурная схема показана на рис. 1.

Образцовый кварцевый генератор ОКГ формирует тактовый сигнал для работы микросхемы DDS и микроконтроллера MCU, управляющего работой синтезатора по записанной в его памяти программе в соответствии с данными, вводимыми с клавиатуры и валкодера. Микросхема DDS формирует синусоидальный сигнал в частотном интервале 247…325 кГц, который через ФНЧ поступает на один из входов фазового детектора ФД. На второй вход ФД поступает сигнал от генератора, управляемого напряжением, ГУН, предварительно деленный по частоте на 256. В ФД происходит сравнение поступивших сигналов, и сигнал ошибки, если таковой появляется, поступает на реактивный управляющий элемент ГУН.

Выходную частоту синтезатора определяет делитель частоты с переменным коэффициентом деления ДПКД в зависимости от выбранного рабочего диапазона и установленной промежуточной частоты. Выходная частота синтезатора в два раза выше, чем необходимо для работы смесителя трансивера. Это сделано исходя из предположения, что в трансивере для получения противофазного напряжения на смесителе будет использована микросхема 74АС74, которая сформирует противофазные сигналы синтезатора, разделенные по частоте на два (показана штриховой линией на рис. 1).

Принципиальная схема синтезатора представлена на рис. 2. Микросхема DD1 — преобразователь уровней для связи синтезатора с компьютером. Микроконтроллер DD2 и микросхема DD3 работают на тактовой частоте 16 МГц, которую вырабатывает образцовый кварцевый генератор DD4. Кстати, в функциях управления синтезатором заложена возможность корректировки частоты образцового генератора.
Синтезатором управляет недорогой, но довольно мощный микроконтроллер фирмы Atmel Corporation ( www.atmel.com ). Микросхема DD3 фирмы Analog Devices ( www.analog.com ) реализует прямой синтез частоты. Она одна из самых дешевых в этой линейке, но имеет вполне приемлемые показатели, так как ей приходится синтезировать относительно низкую частоту. Микросхемой DD3 управляет микроконтроллер DD2 по специальной программе.

На выходе DD3 (вывод 14) включен ФНЧ пятого порядка с частотой среза 400 кГц, выполненный на элементах C12L2C11L3C14.
Транзистор VT1 усиливает сигнал с выхода DD3 до уровня 1 В (эффективное значение), который затем поступает на вход SIN микросхемы DD10 (вход ФД). На вход CIN фазового детектора поступает сигнал с единственного в синтезаторе генератора, управляемого напряжением, выполненного на транзисторе VT6. Предварительно сигнал ГУН проходит через делитель частоты на 256, выполненный на микросхемах DD7, DD8. Микросхема DD10 использована в типовом включении с питанием от стабилизированного источника напряжением 9 В. Свечение светодиода HL1 свидетельствует об отсутствии захвата в петле ФАПЧ.

Сигнал ошибки с фазового детектора, пройдя через пропорционально-интегрирующий фильтр R24C20R25R26C18C19, поступает на реактивный элемент ГУН — варикап VD5. Варикап слабо связан с колебательным контуром L5C29 через конденсатор СЗЗ, что улучшает шумовые характеристики синтезатора. ГУН выполнен по схеме индуктивной трехточки на двухзатворном полевом транзисторе VT6. Чтобы получить необходимый выходной частотный спектр для всех девяти KB диапазонов, частота ГУН изменяется ступенчато. С помощью электронного коммутатора, выполненного на микросхеме DD5.2, транзисторах VT3—VT5 и диодах VD2—VD4, к колебательному контуру генератора в соответствии с управляющей программой подключаются подстроечные конденсаторы С24, С26, С31. На выходе синтезатора частота ГУН делится программируемым делителем DD6 в зависимости от выбранного рабочего диапазона. Коэффициент деления определен кодом, поступающим с микросхемы DD5.1 на входы А, В и С счетчика.

Коэффициенты деления делителя выходной частоты синтезатора и емкость подключаемых конденсаторов следует предварительно подсчитать и ввести их значения в память микроконтроллера. В таблице приведены коэффициенты деления делителя на DD6 и номера подключаемых к ГУН конденсаторов для промежуточной частоты 8860 кГц.
Работой синтезатора управляют посредством валкодера и клавиатуры (рис. 3).
В качестве валкодера можно использовать любое по конструкции устройство, способное формировать два сдвинутых по фазе на 90° сигнала с уровнями ТТЛ по 60…100 импульсов на один оборот.

Автором был применен шаговый двигатель от старого пятидюймового дисковода. Формирователь импульсов был выполнен на микросхеме LM358. Валкодер хорошо работает при различных скоростях вращения ручки настройки трансивера и, что важно, не требует сложных слесарных работ по его изготовлению. С прототипом валкодера можно ознакомиться на сайте: www.rv3ga.qrz.ru/UZLY/encod.htm

У синтезатора — 18 кнопок управления (рис. 3). Двенадцать — непосредственно управляют синтезатором, шесть — для переключения режимов работы трансивера.
Кнопки управления режимами трансивера SB4, SB8, SB9, SB10 SB14 и SB18 фиксации не имеют. Для включения нужного режима следует нажать на соответствующую кнопку. При повторном нажатии происходит выключение выбранного режима. Возле каждой кнопки расположен светодиод, который своим свечением показывает включение выбранного режима. Назначение включаемых этими кнопками режимов — на усмотрение радиолюбителя, кроме кнопок SB18 (включение режима CW) и SB4 (реверс боковой полосы).

Кнопки управления синтезатором также не имеют фиксации, но каждая из них имеет несколько функций. В описании клавиатуры первым идет обозначение кнопки на схеме, вторым — название ее основной функции, третьим — число, вводимое при ручном наборе частоты, четвертым — включаемый диапазон при входе в функцию BAND.

SB1, POP , «3», 7 МГц — устанавливает частоту и режим управления трансивером из одной из десяти ячеек памяти. При нажатии на кнопку на дисплей выводится надпись «Memory » VFO СН=?» и ожидается нажатие кнопки с соответствующим номером ячейки. После ввода номера на индикаторе вместо знака «?» появится номер выбранной ячейки, и трансивер перестроится на частоту, которая была предварительно занесена в выбранную ячейку. Также установится режим управления трансивером, записанный в выбранной ячейке памяти.
SB2, PUSH, «2», 3.5 МГц — сохранение текущей частоты и состояния шести кнопок управления трансивером в одну из десяти ячеек памяти. При нажатии на кнопку на дисплей выводится надпись «VFO » Memory CH=?» и ожидается нажатие кнопки с соответствующим номером ячейки. После ввода номера на индикаторе вместо знака «?» появится номер выбранной ячейки. В ячейке 0 хранится информация, используемая для установки начального состояния синтезатора при включении питания, т. е. можно в нее занести желаемые значения, например, шага перестройки и включения какого-либо режима в TRX, частоту, на которую настроится синтезатор при включении питания трансивера.
SB3, ESC — нажатием на эту кнопку можно выйти из любого режима в первоначальное состояние и отменить не набранные до конца установки.
SB4, REV — реверс боковой полосы.
SB5, UP, «4», 10 МГц — при нажатии происходит перестройка частоты синтезатора вверх с выбранным шагом. Этим режимом можно пользоваться как при непосредственном управлении частотой синтезатора, так и при установке частоты образцового генератора и ПЧ. Если одновременно с этой кнопкой нажать на кнопку SB15 (DOWN), скорость изменения частоты увеличится в 4 раза.
SB6, «1», 1.8 МГц — цифра 1 при наборе частоты и включение диапазона 160 м.
SB7, BAND, «О» — переключение диапазонов. При первом нажатии на индикатор выводится надпись «Band » ?», и после нажатия на соответствующую кнопку устанавливается середина выбранного диапазона.
SB8, PPWR — включение УВЧ на входе приемного тракта.
SB9, FTR — включение узкополосного телеграфного фильтра.
SB 10, ATT — включение аттенюатора.
SB 11, DC, «8», 24 МГц — установка режима для ввода коэффициента делителя частоты ГУН и числа присоединяемых к ГУН подстроечных конденсаторов. На ЖКИ в нижней строке появляется надпись «Divisor=? Cond=?», а в верхней — «Band » 1,9 MHz», диапазон, для которого будут вводиться коэффициент деления и код подключаемых конденсаторов. В зависимости от выбранных согласно таблице данных следует ввести коэффициент деления частоты ГУН нажатием на соответствующую кнопку на клавиатуре. После этого на дисплее вместо знака «?» появится введенная цифра.

Затем следует ввести код подключаемых конденсаторов из условия, код цифры — какие подстроенные конденсаторы подключатся к ГУН: 0 — ни один из них не подключен; 1 — подключен С31; 2 — подключен С24; 3 — подключены С31 и С24; 4 — подключен С26; 5 — подключены С31 и С26; 6 — подключены С24 и С26; 7 — подключены С31, С24 и С26. После того как будет введен код подключаемых конденсаторов, появится возможность ввести данные для следующего диапазона, при этом в верхней строке дисплея появится обозначение следующего диапазона. Как только будут введены все значения, дисплей кратковременно выведет сообщение «Seting end» и синтезатор перестоится на частоту 14150 кГц. Произойдет запоминание всех введенных значений в энергонезависимую память микроконтроллера. Если в процессе набора была допущена ошибка, следует нажать на кнопку SB3 (ESC) и произвести установку заново.

При частоте ПЧ трансивера в интервале 8400…9000 кГц можно использовать данные, записанные автором в ЕЕР-ROM микроконтроллера: 160 м — 33; 80 м — 31; 40 м — 37; 30 м — 34; 20 м — 74; 17 м — 42; 15 м — 31; 12 м — 23; 10 м — 20, где первая цифра — это коэффициент деления частоты ГУН, а вторая цифра — код подключаемых подстроечных конденсаторов. Так для диапазона 160 м коэффициент деления равен 3 и подключены должны быть все три подстроенных конденсатора (см. табл.). SB12, SEL, «7», 21 МГц— при нажатии появится надпись «Select XTA or IF», предлагающая выбрать режим калибровки частоты ПЧ или образцового генератора синтезатора. Частоту образцового генератора, устанавливаемого в синтезатор, желательно предварительно10 м — 20, где первая цифра — это коэффициент деления частоты ГУН, а вторая цифра — код подключаемых подстроечных конденсаторов. Так для диапазона 160 м коэффициент деления равен 3 и подключены должны быть все три подстроенных конденсатора (см. табл.). SB12, SEL, «7», 21 МГц— при нажатии появится надпись «Select XTA or IF», предлагающая выбрать режим калибровки частоты ПЧ или образцового генератора синтезатора. Частоту образцового генератора, устанавливаемого в синтезатор, желательно предварительно измерить промышленным частотомером. Если нажать на кнопку SB16 (FREQ), на дисплей выводится частота образцового генератора и появляется возможность ее калибровки. Частоту можно изменять, вращая ручку валкодера или нажимая на кнопки SB5 (UP) и SB15 (DOWN). Для записи частоты образцового генератора синтезатора в энергонезависимую память микроконтроллера и выхода из режима необходимо нажать на кнопку SB13 (STEP), после чего на одну секунду будет выведена подтверждающая надпись — «Memorize Set» и произойдет выход из режима коррекции.

Для входа в режим установки ПЧ трансивера необходимо после нажатия на кнопку SB 12 (SEL) и появления надписи «Select XTA or IF» нажать на кнопку SB11 (DC). На дисплее появится установленная ПЧ трансивера (по умолчанию в программе — 8860 кГц). Затем, вращая ручку валкодера или нажимая на кнопки SB5 (UP) и SB15 (DOWN), изменить частоту на требуемую. Для записи частоты ПЧ в энергонезависимую память микроконтроллера и выхода из этого режима необходимо нажать на кнопку SB13 (STEP), после чего на одну секунду появится подтверждающая надпись «Memorize Set» и последует выход из режима коррекции.
SB 13, STEP — выбор шага перестройки синтезатора в интервале 10… 1280 Гц с дискретностью 10 Гц. Шаг перестройки можно изменять кнопками SB5 (UP) и SB15 (DOWN) или валкодером. Для ввода в энергонезависимую память микроконтроллера новых значений шага перестройки достаточно нажать на любую кнопку управления синтезатором.

SB 14, AGC — включение АРУ.
SB15, DOWN, «9», 28.5 МГц — при нажатии этой кнопки происходит перестройка частоты синтезатора вниз с выбранным шагом. Этим режимом можно пользоваться как при непосредственном управлении частотой синтезатора, так и при установке частоты образцового генератора и частоты ПЧ. Если одновременно с этой нажать и на кнопку SB5 (UP), скорость перестройки частоты увеличится в 4 раза.
SB16, FREQ, «6», 18 МГц — режим непосредственного набора частоты с клавиатуры. При нажатии на дисплей выводится надпись «Frg = ??.??? MHz». Набирая частоту с клавиатуры, нет необходимости вводить частоту до последнего знака, если точность набранной частоты вас уже устраивает, и она попадает в выделенные частотные рамки. Затем следует нажать на кнопку SB13 (STEP), и трансивер будет перестроен на выбранную частоту. Если она окажется за пределами разрешенных для радиолюбителей участков, синтезатор предложит повторно ввести частоту. Для выхода из режима набора частоты с клавиатуры следует нажать на кнопку SB13 (STEP).
SB17, PIT, «5», 14 МГц — включение расстройки. При нажатии на дисплее появится надпись «PIT » Tx or Rx», предлагающая выбрать расстройку приемника или передатчика. Если нажать на кнопку SB13 (STEP), будет выбрана расстройка частоты передатчика относительно частоты приемника. Если нажать кнопку SB16 (FREQ), будет включена расстройка частоты приемника относительно частоты передатчика. В нижней строке дисплея будет отображена частота передачи или приема в зависимости от вида выбранной расстройки. Изменять величину расстройки можно как валкодером, так и кнопками SB5 (UP) или SB15 (DOWN). Кнопкой SB7 (BAND) можно выбрать в качестве расстройки частоту другого KB диапазона (режимы SPUT и CROSSBAND).
SB18 — включение режима CW.

Режимы работы трансивера переключают с выходов микросхемы DD9 через исполнительные цепи — буферные инверторы DD1.1—DD1.6 и усилители тока на транзисторах VT1 —VT6 (рис. 4).

С синтезатора возможно управление переключением диапазонных полосовых фильтров трансивера по линиям CL-Ки DATA. Схема дешифратора, позволяющего управлять релейным переключателем, приведена на рис. 5.
Для питания синтезатора требуются два источника напряжением +5 и 12 В с минимумом пульсаций. Лучше применить стабилизаторы на микросхемах 7805 (КР142ЕН5А) и 7812 (КР142ЕН8Б), расположенные в непосредственной близости от платы синтезатора. На рис. 6 показана схема стабилизатора напряжения +5 В. Стабилизатор +12 В выполнен по аналогичной схеме, но на микросхеме 7812. Не рекомендуется использовать в качестве общего провода корпус трансивера.

Синтезатор собран на двух печатных платах. На одной размещена клавиатура и ЖК индикатор, а на другой — собственно синтезатор. Обе платы разрабатывались с учетом возможности их изготовления в домашних условиях по так называемой «утюжной» технологии. При определенной аккуратности исполнения трудностей с распайкой микросхемы AD9832 (шаг между выводами микросхемы 0.65 мм) не возникает.

Синтезатор выполнен на плате из двусторонне фольгированного стеклотекстолита размерами 95×135 мм и толщиной 1,5 мм. На рис. 7 плата показана со стороны печатных проводников. На противоположной стороне платы (рис. 8), которая используется как экран и общий провод, установлены микросхемы (кроме DD3), транзисторы (кроме VT6), диоды, катушка L5 и все дроссели, резисторы R16,R18,R20,R22, R26.R34, постоянные конденсаторы С9. С11 — С15,С17,С20,С36, С39. подстроечные и оксидные конденсаторы. Отверстия под выводы деталей установленных с этой стороны платы и не имеющих соединений с общим проводом, — раззенкованы. Отверстия, через которые выводы деталей соединены с общим проводом, помечены на рис. 8 крестом. Также на рис. 8 показаны два дросселя L6, L7 в цепи питания микросхемы DD3 и блокировочные конденсаторы емкостью 0,01 мкФ в цепях питания микросхем (Сбл), не отображенные на схеме синтезатора (см. рис. 2).

Основная масса резисторов и конденсаторов, примененных в синтезаторе, кроме вышеназванных, — для поверхностного монтажа. Типоразмер — 0805. Их распаивают со стороны печатных проводников платы. Остальные резисторы — МЛТ, конденсаторы — КМ. Все подстроечные конденсаторы — КТ4-21, оксидные — К50-35.

Дроссели L1 и L6 — ДМ0.1 с индуктивностью 10…50 мкГн. L2 и L3 — ДМО, 1—180 мкГн. Дроссель L4 выполнен на кольцевом магнитопроводе типоразмера К7x4x2 из феррита 1000НМ Его обмотка содержит 20 витков провода ПЭЛШО 0,25. Дроссель L7 выполнен на кольцевом магнитопроводе типоразмера К7х4х2 из феррита 2000НМ Его обмотка содержит 15 витков провода ПЭЛШО 0,33.

Катушка L5 генератора — бескаркасная, намотана на оправке диаметром 6 мм и содержит 4 витка посеребренного провода диаметром 0,8 мм. Длина намотки — 5,5 мм. Отвод у катушки сделан от одного с четвертью витка, считая от вывода, соединенного с общим проводом.
Микросхема DD4 — генератор «Н S.C.5G 16.000 MHz HSO-3FOOO» Возможно применение и другого генератора с близкой выходной частотой.
Печатная плата клавиатуры и индикации не приводится, так как ее конфигурация, размеры, разводка печатных проводников зависят от конкретного места установки в том или ином аппарате.

Индикатор HG1 — жидкокристаллический русифицированный двухстрочный шестнадцатисимвольный дисплей SC1602CSLB-XH-HS-R фирмы SUNLIKE DISPLAY Можно использовать другой индикатор, совместимый с контроллером HD44780 фирмы Epson (EH no маркировке Powertip).

Межплатные соединения в синтезаторе очень простые — нужно соединить между собой выводы с одноименными названиями. Проводники этих соединений не следует увязывать в жгут с прочими проводниками трансивера.
Не располагайте основную плату синтезатора вблизи сетевого трансформатора и выходных каскадов трансивера во избежание наводок. Лучше всего поместить ее в отдельный экранированный отсек.

Правильно собранный синтезатор начинает работать сразу. Для устойчивой работы делителей частоты на микросхемах DD6 и DD7 при поступлении на их вход синусоидального сигнала с амплитудой 300…600 мВ необходимо подобрать смещение на входах этих микросхем, равное половине напряжения питания, т. е. 2,5 В. При таком смещении работают импортные микросхемы 74АС161 Проблемы могут возникнуть с микросхемами IN74AC161N Минского НПО «Интеграл». Им требуется напряжение 2,2…3 В. Просматривая осциллографом форму и стабильность выходных импульсов на выходе делителя при максимальной входной частоте (80…90 МГц), следует подбирать одно из сопротивлений в делителе.

Регулировка ГУН заключается в установке требуемых границ перестройки на каждом из диапазонов при подаче на варикап VD5 напряжения 0. 8…8 В от отдельного переменного резистора, подключенного к цепи питания +9 В. На это время следует отключить правый по схеме (см. рис. 2) вывод дросселя L4 от катода варикапа.
Для программирования микроконтроллера автор использовал программу AVReal, которую можно найти в Интернете по адресу: www.ln.ua/~real/avreal/index_e.html , и адаптер Altera ByteBlaster» Там же есть подробное описание его изготовления и использования.

В первую очередь следует запрограммировать микроконтроллер для работы от внешнего генератора. Командная строка для программирования Fuses бит при использовании вышеупомянутого программатора и параллельного порта СОМ1 выглядит следующим образом: avreal.exe +mega8 -p1 -ab -e -b -w -fCKSEL=0.
Для записи в микроконтроллер данных программы и EEPROM командная строка должна выглядеть следующим образом: avreal.exe +mega8 -pi -ab -e -b -v -n -w -c DDS.HEX —dDDS.EEP.

Прилагаемые файлы: rd3ay.zip

Константин ИВАНОВ (RD3AY), г. Москва
«Радио» №№ 9-10 2005г.

Post Views: 2 084

Qrp Майкл Брайс — радиолюбитель 05-1997

Последнее обновление: вс, 06 декабря 2020 г. | Радиолюбитель 05-1997

Майкл Брайс WB8VGE RO. Box 508 Massitlon OH 44648

В прошлом месяце я упомянул, что буду представлять другой проект. Однако это проект, который не обязательно должен заканчиваться и строиться. Это скорее экспериментальный проект, хотя и служит реальной цели в жизни.

Проект

Как бы странно это ни звучало, проект представляет собой десятиминутный таймер ID. Как я уже сказал, ничего особенного. О, нет? Что отличает этот таймер, так это то, как он работает. Но сначала немного информации о таймере ID 9.0003

Другой проект — другая схема

Я работал над другим* проектом, и мне нужен был способ генерировать импульс каждые десять минут или около того, и в конце импульса выход должен был оставаться включенным в течение секунды или два тоже

Обычно, когда кому-то нужна схема для простого лимера типа 1 описанного выше. используется таймер LM555. Однако в этом случае мне также понадобился двухсекундный импульс в конце периода времени с двумя отдельными периодами времени, для которого потребовались бы два таймера LM555 или один двойной таймер LM566.

Hiis неприемлем. Мне нужно было очень мало деталей для разработки схемы 1, и добавление еще одного чипа было невозможно. На самом деле. Я не хотел добавлять в проект один чип. Я оставил одну секцию операционного усилителя с

Low Power Operation, чтобы построить таймер непрерывной длительности и произвести двухсекундный импульс.

1 также требовал, чтобы схема сбрасывалась и снова запускала отсчет времени по истечении длительного периода времени*, поэтому то, что вы видите на рис. 1, является результатом многих часов мечтаний и кучи бумаги!

Как это работает

M> Одна секция операционного усилителя LM358 является сердцем таймера. Для ясности я показываю только эту секцию, другая секция используется остальной частью цепи и не требуется для таймера идентификации.

Генерировать десять минут

Напряжение Vcc в этом таймере ID составляет +8 вольт. Я использовал небольшой регулятор 78LOS. является частью общей схемы и не показан на этой схеме. Vcc подается на R7 и медленно заряжает CI. Конденсатор CI представляет собой электролитический конденсатор Husky 4700 jiF7. ! Время, необходимое для зарядки, определяется Vcc и R7. По этой причине мы используем восьмивольтовый регулятор для обеспечения постоянного периода синхронизации.

Положительный вход LM35S контролирует заряд CI. Отрицательный вход ihe LM358 сравнивает заряд на CI с эталоном, генерируемым R16 и R17. По сути, они делят Vcc пополам. Опять же, еще одна причина, по которой для таймера идентификации требуется регулируемое напряжение Vcc.

Со значениями, показанными для R7, требуется ah hji 9 минут, чтобы заряд на C 3 совпал с эталонным значением на втором контакте операционного усилителя. R/C известь

Число 86 на вашей карточке обратной связи является константой, которая указывает долгосрочный период времени таймера.

Когда компаратор переключает состояния — ii обычно выключен или находится на низком уровне — происходит несколько вещей.

Во-первых, таймер длительного действия должен быть сброшен. Это достигается включением Q2 через R18.

Теперь мы должны одновременно сгенерировать двухсекундный импульс. Чтобы совершить этот подвиг, я добавил в операционный усилитель довольно большой гистерезис. Эта петля гистерезиса состоит из R 10, D4 и R8. Когда операционный усилитель переключается, эта петля гистерезиса будет смещать напряжение выборки R7/CI, эффективно удерживая выход операционного усилителя включенным немного дольше. Однако этого еще недостаточно для получения двухсекундного импульса.

( пришлось добавить R9 для медленного разряда CI. Хитрость заключалась в том, чтобы найти значение R9 для получения требуемых двух секунд при разрядке Ci до уровня, достаточного для зарядки еще на десять минут. Если вы увеличите значение RCJ , вы получаете более длинный импульс в конце, вы сокращаете время, необходимое для перезарядки CI. vv зуда, обязательно добавьте небольшой диод

Рис. 1. Низкотехнологичный таймер IGminute, показанный с опцией сильноточного драйвера. 66 73 Радиолюбители • Май 1997

чтобы не допустить, чтобы импульс I : MP перекрыл переключающий транзистор.

Сборка IDer

1 У меня нет запаса ПК для его проекта, я полагал, что на сборку печатной платы уйдет столько же времени, сколько на сборку «точка-точка». Perlboard был бы для меня первым выбором. Я использовал прототип проданной установки, чтобы протестировать схему. Если у вас нет одного из них, я предлагаю вам инвестировать в один.

Держите Vcc постоянным; кроме того, вы можете использовать +12 или +5 вольт для Vcch. Если вы измените Vcc с +8 вольт, которые я использовал, вам, возможно, придется подделать либо R7, либо R9. Нет необходимости менять RI6 или R 17, Vcc разделит Vcc пополам независимо от используемого Vcc.

Вы можете сэкономить немного денег, приобретя CI с рейтингом 16 YDC. Цена Digi-Key за колпачок составляет

>ul $4 за штуку. 1 кепка VC Seen, которая будет куплена у He isicJt за четверть за штуку!

Вся идея таймера ID заключается в использовании оставшегося операционного усилителя в одном из ваших проектов. У вас может быть одна секция, оставшаяся от аудиорумпеля в установке прямого преобразования. У вас есть шанс подключить таймер ID без добавления дополнительного чипа,

Playtime

Ради бога, пожалуйста, поиграйте с этой схемой. Это должно быть изменено. Используйте базовую схему, чтобы поддерживать и изменять значения по ходу дела. Если у вас есть оставшийся операционный усилитель в одной из ваших установок, встройте таймер ID!

Комплекты QRP от Ten-Tec

Вот некоторая информация о новейших комплектах QRP от Ten-Tec: Новые буровые установки предназначены для 80, 40, 30 и 20 метров, просты в сборке и просты в эксплуатации, каждая блок покрывает a50-кл 1/ сегмент, выбранный во время строительства. Kii включает в себя все необходимые компоненты и профессиональный корпус, окрашенный и полностью экранированный. Характеристики приемника превосходны, а QSK — это именно то, что вы ожидаете от жестянщиков Ten-Tec. У меня есть полный обзор этого нового трансивера QRP от Ten-Tcc. Ищите II в ближайшее время. В следующем месяце у меня появятся идеи по работе наших маломощных буровых установок на батареях в полевых условиях и другие интересные вещи, B

Была ли эта статья полезной?

Инжектор сигнала AF и трассировщик

Инжектор сигналов и трассировщик — очень полезное устройство при поиске и устранении неисправностей электронного аудиооборудования. Мы решили создать этот сигнальный инжектор, вдохновившись статьей, доступной в июне 2016 года — Everyday Practical Electronics (EPE) Magazine ( Audio Signal Injector and Tracer by John Clarke — Page 22 to 29).

Конструкция сигнального инжектора в журнале EPE проста, но у нас было несколько проблем при построении этой схемы. Основная проблема в том, что LMC6482 нельзя купить на местном рынке. После нескольких месяцев ожидания мы получили пару микросхем с eBay за 600 LKR. Вторая проблема заключается в том, что его мощности недостаточно для работы с большинством динамиков. После создания прототипа конструкции EPE мы решили построить аналогичный инжектор и трассировщик сигналов с общедоступными ИС и с более мощным каскадом усилителя мощности.

В нашей конструкции мы используем микросхему операционного усилителя LM358, которая широко доступна на местном рынке (от 15 до 20 LKR). Для усилителя мощности мы используем микросхему усилителя мощности низкого напряжения LM386 (которая также стоит около 10–15 LKR). Наш дизайн почти аналогичен дизайну EPE, и единственным важным дополнением является каскад усилителя мощности LM386 AF.

Трехмерное изображение платы сигнального инжектора и трассировщика.

Мы собираем этот инжектор сигналов и трассировщик на одной печатной плате. По сравнению с оригинальной конструкцией EPE, этот блок потребляет больше энергии и не предназначен для работы от батареи. Зонд радиочастотного демодулятора AM (стр. 30–31 в том же журнале) также хорошо работает с этим устройством.

В поставляемой печатной плате мы не включаем схему аттенюатора, а в нашем прототипе мы строим ее методом двухточечной проводки (поверх селекторного переключателя).

Схемы сигнального инжектора и трассировщика, а также конструкции печатных плат доступны для загрузки на Google Диске. Для получения более подробной информации ознакомьтесь с июньским номером журнала Everyday Practical Electronics за 2016 год.

CD2003 — еще один простой FM-радиоприемник

В последние несколько дней мы искали простой FM-радиоприемник для интеграции в один из наших текущих проектов. Для этого мы пробуем несколько микросхем FM-радиоприемников, включая TDA7000, CD2003/TA2003/TA8164, CXA1019.и KA22429. Из всех этих чипов мы выбрали ресивер на базе CD2003 (или TA2003/TA8164) для нашего проекта из-за его простоты и отличной производительности. За исключением CD2003, Sony CXA1019 также работает хорошо, но мы отказываемся от него из-за большего количества компонентов. Мы разрабатываем наш приемник на основе таблицы данных Toshiba TA2003, а позже пробуем TA8164 и CD2003 с той же схемой. Либо CD2003, либо TA8164 могут напрямую заменить микросхему TA2003, и, по нашим наблюдениям, TA8164 дает отличные результаты из этих трех микросхем. Прототип FM-радиоприемника CD2003 Дизайн и схема печатной платы, которую мы использовали в нашем проекте прототипа, доступны для загрузки на google drive (включая распиновку кварцевых фильтров и катушек индуктивности). За исключением микросхемы CD2003, этот приемник состоит из

Супергетеродинный приемник Arduino

В этом проекте мы расширяем коротковолновый супергетеродинный приемник, разработанный нами несколько лет назад. Как и предыдущая конструкция, этот приемник работает по традиционному принципу супергетеродина. В этом обновлении мы улучшили гетеродин с помощью модуля тактового генератора Si5351 и схемы управления Arduino. По сравнению со старой конструкцией, в этом новом приемнике используется улучшенная версия усилителя промежуточной частоты с тремя трансформаторами ПЧ. В этой новой конструкции мы разделяем этот приемник на несколько блоков, которые включают в себя смеситель с детектором, гетеродин и усилитель ПЧ. Усилитель ПЧ встроен в одну печатную плату. Ступень фильтра, смеситель и каскады детектора размещены на другой печатной плате. Прототип усилителя ПЧ 455 кГц. В этом прототипе тактовый генератор Si5351 управляется с помощью платы Arduino Uno. С помощью данного эскиза пользователь может настраивать и переключать диапазоны коротковолновых измерителей с помощью поворотного энкодера. Поставляемый скетч поддерживает генерацию тактовых импульсов от 5205 кГц (частота тюнера 9).0003

Калькулятор выходных аудио трансформаторов

Выходные аудиотрансформаторы широко используются в электронных лампах и некоторых (старых) транзисторных усилителях мощности звука, но в наши дни выходной трансформатор довольно трудно найти, и он является дорогим товаром. Для самодельных проектов лучшим вариантом является создание этих трансформаторов самостоятельно, и этот скрипт помогает рассчитать параметры обмотки для этих трансформаторов. Этот скрипт «Калькулятор выходного трансформатора AF» написан с использованием Python и работает с большинством общедоступных интерпретаторов Python. Сценарий доступен для загрузки на Google Диске на условиях Стандартной общественной лицензии GNU версии 3.0. Самодельный выходной трансформатор 25k: 4. После ввода входных параметров этот скрипт предоставляет коэффициент обмотки, количество витков, необходимых для первичной и вторичной обмотки, а также требуемые сечения медных проводов для первичной и вторичной обмоток и т. д. Мы создаем несколько выходных трансформаторов AF на основе результаты этого скрипта, включающего трансформеры для М

Блог – Семьдесят четыреста

Опубликовано 31 января 2022 г.

В своем следующем видео я решил исследовать тему SDR — программно-определяемого радио. Моя карьера началась в области беспроводной связи, в основном благодаря моему увлечению радиолюбительством. Сначала я учился на офицера-радиста торгового флота и работал в BP на больших супертанкерах. У меня был большой опыт работы с традиционными инженерными методами радиочастот, но я давно хотел изучить и «прикоснуться» к SDR и смежным темам.

Это первое из серии видео о SDR. После краткого ознакомления с SDR я распаковываю ADALM-PLUTO от Analog Devices.

В следующих видеороликах будут рассмотрены популярные методы модуляции и практические конструкции приемников и передатчиков. Попутно мы также рассмотрим аспекты конструкции антенны, измерение обратных потерь и исследуем связь через любительский радиоспутник QO-100.

Опубликовано 2 января 2022 г.

Огромные армии датчиков имеют решающее значение для приложений мониторинга и анализа IIoT. Питание этих граничных узлов все больше зависит от канала. Несмотря на то, что современные микроконтроллеры демонстрируют сверхнизкие характеристики энергопотребления, на каком-то этапе потребуется замена батареи, общая стоимость которой обычно превышает стоимость датчика. Инфраструктура обеспечения линии/сетевого электропитания стоит одинаково дорого.

Как насчет сбора энергии? Может ли это обеспечить жизнеспособный источник энергии? Как насчет сбора окружающей радиочастотной энергии?

В этом видео мы исследуем возможности питания датчиков IIoT с использованием этого подхода.

Опубликовано 13 августа 2021 г. 2 января 2022 г.

Электронная промышленность наводнена высокоинтегрированными модулями и устройствами типа «система на кристалле» (SoC). Являются ли они только краткосрочным событием или они определят будущее отрасли?

Несколько месяцев назад мой сын купил свой первый мотоцикл. Как и все новые вещи, это его гордость и радость, и мысль о его потере побудила его спросить меня, могу ли я сделать для него GPS-трекер. Естественно, я сказал да!

Я начал изучать электронику в середине 1970-х годов, и клапаны (лампы) все еще входили в учебную программу. Тогда цифровая логика была еще в зачаточном состоянии, но она очень быстро набирала обороты. Переведите часы вперед на много лет вперед, и я, как и многие другие инженеры или производители, смогу уверенно справиться с задачей создания GPS-трекера. Так как же?

Короче говоря, сегодня каждый может купить высокоинтегрированный набор модулей и SoC и собрать такое устройство. Я не буду здесь вдаваться в дизайн трекера, хотя, возможно, приберегу его для другого поста. Критерии проектирования были довольно просты. Создайте трекер, который будет питаться от электрики мотоцикла, который можно будет опрашивать с помощью текстового сообщения, чтобы ответить на его текущую широту и долготу. После небольшого исследования я выбрал две платы — Arduino MKR GSM 1400 и GPS-модуль Arduino MKR. Аппаратное обеспечение показано выше. С помощью SIM-карты с оплатой по мере использования для модуля GSM, некоторого библиотечного кода и примеров с веб-сайта Arduino у меня был запущен прототип, точно сообщающий местоположение.

Я думаю, мы должны немного подумать об этом достижении.

При включении модуль GSM подключился к сотовой сети и ждал получения закодированного текстового сообщения. Точно так же щит GPS сканировал небо над созвездиями спутников GNSS. Когда действующий код был получен GSM-модулем, он принял текущее местоположение и ответил отправителю с местоположением велосипеда в текстовом сообщении. Данные представлены в формате Google Maps, который показывает местоположение на карте.

Я считаю себя достаточно способным инженером и программистом, но сама сложность задач, связанных с установлением связи в сотовой сети, мне не по силам. Я, вероятно, мог бы обойти GPS-приемник, но не за пару часов.

Коммодитизация движет электронную промышленность вперед

Тот факт, что я смог создать устройство такого рода, стал возможным благодаря производителям электроники и поставщикам полупроводников, разрабатывающим высокоинтегрированные и функционально богатые полупроводники и модули. Массовая коммерциализация компонентов таким образом двигает вперед электронную промышленность, помогая производителям продукции ускорить свои циклы разработки.

На своей основной работе я недавно написал аналитическую заметку на эту тему — влияние товаризации в электронной промышленности.

Будущее за модулями и SoC

По мере того, как все больше функций интегрируется в одно устройство, инженеры и команды разработчиков могут сосредоточиться на дифференциации своих продуктов, не обременяя основные функции и возможности. Такой подход к проектированию значительно сокращает время и затраты на разработку. Нет необходимости изобретать велосипед для каждого нового дизайна.

Однако производителям компонентов необходимо усилить свою игру. В будущем отдельные дискретные компоненты могут быть зарезервированы для конкретных приложений, таких как силовые МОП-транзисторы в приводных цепях электромобилей.

Как мы сюда попали?

Коммодитизация — не новая тенденция. Производители полупроводников начали его с появлением интегральной схемы (ИС). Лично я думаю, что в последние годы растущее сообщество производителей (любителей) ускорило внедрение. Это особенно касается одноплатных компьютеров (SBC) и связанных с ними принадлежностей. Несмотря на то, что большинство крупных компаний, производящих полупроводники и электронику, могут публично не признавать влияние, которое сообщество производителей оказало на их бизнес, его влияние несомненно. По мере усложнения интегральных схем возрастает потребность в средствах разработки, библиотеках и оценочных платах.

В следующем посте я расскажу о сообществе производителей и о том, как оно изменило электронную промышленность. Следите за обновлениями.

Опубликовано 13 августа 2021 г. 2 января 2022 г.

В дополнение к консультациям по стратегическому контент-маркетингу, которые я предоставляю клиентам, я также пишу много технического контента. Недавно я задумался, когда впервые включил упоминание о сообществе производителей в статью. Мои мысли унесли меня в путешествие во времени. Первое упоминание мейкеров в сети появилось примерно в 2005 году, в том же году, когда появился журнал Make. Я помню, как купил Arduino Diecimila для экспериментов в конце 2009 года., но я думаю, что это было в 2010 или 2011 году, прежде чем сообщество производителей было охвачено основными торговыми журналами электронной промышленности. Одним из первых клиентов, тесно связанных с сообществом производителей, с которым я работал, была компания Atmel, которая была приобретена компанией Microchip в 2016 году. С 2010 года я отвечал за связи Atmel с общественностью в Европе, включая ежегодную поездку в Нюрнберг для выставки Embedded World. конференции и выставки.

Отраслевое признание сообщества производителей

Я помню, как говорил с вице-президентом Atmel по маркетингу Сандером Артсом во время Embedded World 2012, что Arduino не упоминался на их стенде. Учитывая, что в платах Arduino использовались микроконтроллеры Atmel, мне показалось это немного странным. К тому времени Arduino поставила более 700 000 плат с микроконтроллерами Atmel AVR. В следующем году Atmel полностью поддержала движение производителей, выделив на своем стенде специальную зону.

Определение сообщества производителей

Сообщество производителей — явление не новое. Он глубоко укоренен в подходе любителей, которому следуют энтузиасты радиолюбителей, хакеры и компьютерные клубы. Что наиболее важно, профессиональные инженеры-электронщики также могут быть идентифицированы как производители в свободное время. Действительно, многие инженеры развивают свои навыки, работая над проектами в свободное время дома. Это особенно верно в эпоху COVID, с которой мы сейчас сталкиваемся. Возраст не помеха для того, чтобы стать производителем электроники. Вы также найдете производителей из всех слоев общества.

Поначалу многие производители электроники и полупроводников сомневались, стоит ли им выходить на рынок производителей, если такой рынок вообще существует. Я бы сказал, что некоторые клиенты дали мимолетное признание, в то время как другие не хотели тратить время или маркетинговые доллары на рекламу для любителей. Журналам для любителей, таким как Elektor, было особенно трудно привлечь внимание крупных игроков в области полупроводников, хотя некоторые из них включили журнал в список обязательных покупок в своем графике закупок средств массовой информации. Во время написания этого поста я связался с Доном Аккермансом, генеральным директором Elektor, чтобы узнать его мнение о сегодняшнем рынке производителей. Дон и редактор Elektor Си Джей Абате вернулись с интересной статистикой. По-видимому, согласно проведенному ими исследованию, существует 2 миллиона «похожих» пользователей Facebook, которые соответствуют типичным англоязычным читателям новостной рассылки Elektor. Дон также подчеркнул, что « Глобальное сообщество Elektor состоит из профессиональных инженеров, студентов EE/ECE и талантливых производителей», и на протяжении десятилетий мы связываем наших членов с ведущими технологическими компаниями в электронной промышленности. Сегодня мы продолжаем работать с широким кругом отраслевых партнеров — от крупных полупроводниковых компаний до стартапов, ориентированных на электронику, — чтобы предоставлять инженерному контенту, конкурсам электроники и новым продуктам глобальное сообщество производителей».

Движение Maker оживляет электронную промышленность

Сегодня сообщество производителей представляет собой крупный рынок полупроводниковой промышленности. Такие компании, как Adafruit и Sparkfun, предлагают сложную электронику мировому сообществу производителей. Они вкладывают значительные средства в техническое содержание, образовательные проекты, программные библиотеки и драйверы. Дистрибьюторы компонентов Broadline, такие как Mouser и RS Components, приветствуют заказы от сообщества производителей. Группа Electrocomponents, владеющая RS Components, недавно сделала еще один шаг вперед, запустив okdo специально для удовлетворения потребностей производителей и предпринимателей.

Несомненно, одноплатный компьютер Arduino (SBC) внес значительный и революционный вклад в изменения в электронной промышленности. Arduino более тесно связан с программированием на C и изучением области аппаратного обеспечения, что позволяет легко взаимодействовать с реальным миром. Другие SBC, такие как Raspberry Pi, в равной степени заслуживающие признания, привели к изменениям немного по-другому. Уделяя больше внимания программированию на Python и операционной системе Linux, Raspberry Pi нацелен в первую очередь на образование. Я использовал оба SBC для разных проектов, но для меня, больше ориентированного на встроенные системы, я предпочитаю тот факт, что Arduino дает мне более тесный доступ к «голому железу» микроконтроллера. Помимо аппаратной архитектуры, другое важное различие между двумя SBC заключается в том, что Arduino имеет открытый исходный код, что позволяет создавать клоны устройства, в то время как дизайн Raspberry Pi является проприетарным.

Широкое внедрение плат для производителей знаменует собой открытие стандартов для отрасли

Как бы вы ни относились к творческому движению, существует как минимум три непреходящих наследия, от которых электронная промышленность имеет и будет продолжать получать выгоду. Первым из них является принятие распиновки платы Arduino на широком спектре макетных плат, оценочных комплектов и эталонных проектов. Существует два формата щитов: от оригинальных плат Diecimila/UNO и более поздней серии MKR, первый из которых является наиболее популярным. Многие поставщики полупроводников поняли, что для того, чтобы их макетные платы засияли, им необходимо с чем-то взаимодействовать. Это может быть датчик MEMS, беспроводной модуль или приемник GNSS. Добавление их к макетной плате было бы дорогостоящим мероприятием, но добавление разъема экрана, совместимого с Arduino, дало бы свободный доступ к тысячам периферийных компонентов. Например, в настоящее время я работаю над управляемым I2C источником питания операционных усилителей на базе платы STM32 Nucleo с разъемом для экрана Arduino. Существуют сотни других поставщиков, в том числе Renesas, ONSemi, Intel, TI и многие другие, которые приняли распиновку платы Arduino для стандартизации расширения периферийных устройств для своих комплектов разработки и значительного снижения затрат.

Демократизация инноваций

Второе наследие — это простота, с которой теперь вы можете создавать прототипы без формального обучения электронике. Действительно, это относится ко многим производителям, особенно к тем, кто учится в школе или колледже, но также относится ко всем, у кого есть идея для нового продукта или приложения. Появление SBC и связанных с ними модулей, наборов и компонентов породило целое сообщество, стремящееся делиться знаниями. Вопрос о том, двигалась ли электронная промышленность по этому пути, к миру более высокой функциональной интеграции схем, остается открытым. В любом случае, как я подчеркнул в своем последнем посте, коммерциализация привела к демократизации электроники. Если у вас есть идея продукта, начните делать! Электронный дизайн больше не ограничивается научно-исследовательскими лабораториями ведущих брендов. Конечно, вам может понадобиться помощь, но разнообразие и доступность форумов, таких как hackster.io, и сервисов поддержки дизайна, таких как Indiegogo, решат проблемы, с которыми вы столкнетесь.

Поколение создателей в работе

Возможно, величайшее наследие, созданное движением создателей, еще не замечено. Я имею в виду всех тех молодых производителей, которые выросли, учась программировать, мигать светодиодом и заставлять «Привет, мир» появляться на ЖК-экране. Справедливая часть детей, которые использовали Raspberry Pi или Arduino на школьных уроках, внеклассных клубах и клубах кодирования, начали карьеру в области электроники или ИТ. В Великобритании многие ученики начали изучать Python или C с 2010 года уже в 8 лет. В ближайшие годы эти студенты будут покидать колледжи и университеты в поисках работы.

Увеличение числа инженеров — хорошая новость для электронной промышленности, где средний возраст неуклонно растет. Я знаю, я один из них!

Опубликовано 13 августа 2021 г. 2 января 2022 г.

Декодирование I2C информации о конфигурации, отправленной на LT3582

Проекты блокировки

По мере того, как Великобритания приближается к очередному карантину, я вспоминаю наши первые шесть месяцев, невероятно назад. Как и многие инженеры, я воспользовался возможностью поработать дома над несколькими личными проектами, а также усовершенствовать свои навыки и знания. Как технический писатель, мне нравится поддерживать свои навыки в актуальном состоянии, а мой опыт — как можно более практическим. В начале апреля я купил плату разработки STM32 Nucleo L476G в качестве базовой платформы для своих проектов. я был занят с ² Учебники по C, процедуры обработки прерываний, использование МЭМС-датчика LSM303AGR и мультисенсорной платы ST MEMS. Я многому научился и немного повеселился. Не было особой причины, по которой я выбрал семейство продуктов STM32; он просто казался завершенным, с полной IDE, BSP и библиотеками. Все, что я хотел, также было в наличии.

Операционные усилители следующие в списке

Шли месяцы, и я вычеркивал множество практических тем из своего списка дел. Несколько недель назад я перешел к следующему пункту в списке; операционные усилители Я рассказывал о них в далеком прошлом, когда сдавал экзамены по EE, но решил, что должен вернуться к ним. Учитывая, что скромный 741 находится в производстве 57 лет с момента его запуска, операционные усилители все еще должны иметь назначение.

Я начал просматривать спецификации и решил купить LM358, устройство, которое стало стандартизированной деталью, выпускаемой несколькими производителями по той же спецификации, первоначально разработанной National Semiconductor. Я не уверен, сколько лет LM358, но он должен быть похож на 741 в винтажном стиле.

Питание операционного усилителя

Ах, подумал я, мне, вероятно, понадобится двухканальный источник питания для питания устройства, поэтому мне лучше найти преобразователь постоянного тока в постоянный. Мне не нужен негативный план для всех проектов, но гораздо веселее растягивать бриф! Потребовалось совсем немного времени, чтобы найти компактное двухканальное устройство с одной индуктивностью Linear Technology (теперь Analog Devices) LT3582. LT3582 был выпущен в 2009 году.и до сих пор находится в производстве. Два преобразователя образуют архитектуру LT3582: повышающий для положительного выхода и инвертирующий для отрицательной шины. Конфигурация устройства использует набор регистров I ² C, и даже лучше, я нашел недорогую оценочную плату от MikroE.

Отладочная плата упрощает создание прототипов

MikroE Boost-INV использует формат платы MikroE с удобным расположением выводов, обеспечивающим питание и интерфейс. Доступна плата для подключения к шилду Arduino Uno, которая позволяет подключить две платы для подключения к распиновке шилда Arduino, но вместо этого я решил использовать макетную плату.

Написание кода для управления LT3582 из Nucleo-L476RG не заняло много времени, единственная незначительная проблема заключалась в том, что в документации Boost-INV указаны неправильные адреса I2C, а программа сканера I ² C исправили это достаточно быстро.

Щелчковая плата MikroE Boost-INV, содержащая LT3582 и STM32 Nucleo L476RG. (0x00) до -13,95 В постоянного тока (0xFF) с шагом 50 мВ.

Я выбрал выходы + 10 В постоянного тока и – 10 В постоянного тока, для которых регистры управления выходным напряжением REG0 и REG1 были установлены на 0xB0 и 0x88 соответственно. На снимке экрана с моего MSO показан процесс отключения выходов, установки напряжения и повторного включения выхода. Схема плавного пуска позволяет контролировать нарастание выходных сигналов для ограничения пиковых токов.

Помимо настройки напряжения через I ² C, вы также можете запрограммировать постоянные настройки LT3582, запрограммировав встроенную энергонезависимую память OTP.

Планирование жизненного цикла продукта

Настройка LT3582 для моих проектов с операционными усилителями была действительно интересной, но это заставило меня задуматься о том, как полупроводниковая промышленность справляется с планированием жизненного цикла продукта и его устареванием.

LT3582 исполнилось 11 лет; Боингу 741 57 лет. В какой момент поставщик полуфабрикатов решает перевести компонент из производства в категорию нерекомендуемых для новых конструкций? Покупка в последний раз, и устаревание последует через установленное время. Если устройство все еще продается в значительных количествах, а процесс изготовления все еще актуален, то это должно быть трудным решением. Некоторые устройства будут заменены по мере появления новых итераций. Есть много факторов, которые следует учитывать, в том числе есть ли у конкурента аналогичное устройство, которое все еще находится в производстве.

Несомненно, статистический анализ жизненного цикла устройства позволяет получить базовые концепции планирования продукции, а также определить вероятные сроки устаревания. Существуют серьезные различия в некоторых группах продуктов, например, в памяти, что означает, что универсальный подход вряд ли сработает.

Какова ваша точка зрения? Как доступность продукта влияет на новый дизайн? Пожалуйста, обсуждайте на LinkedIn, и я зафиксирую основные моменты в своем следующем блоге.

Опубликовано 13 августа 2021 г. 2 января 2022 г.

Разработка активного полосового фильтра

В предыдущем блоге я рассказал о своем интересе к экспериментам с операционными усилителями. Скорость, с которой продвигались мои курсы по электронике, означала, что у нас было мало времени для углубленного изучения операционных усилителей. Я давно хотел вернуться к основам аналогового проектирования, потратив много своего практического опыта и времени на написание встроенных тем. Возвращение к моему старому радиолюбительскому увлечению представило идеальную возможность!

Возвращаясь к использованию азбуки Морзе (CW)

Прошло слишком много лет (фактически десятилетий) с тех пор, как я использовал азбуку Морзе, и я провожу время, слушая и отправляя азбуку Морзе на любительских радиодиапазонах. Радиоспектр, предназначенный для использования азбуки Морзе в любительских диапазонах, имеет тенденцию сильно перегружаться в хорошие периоды распространения. Вам нужен довольно хороший аудиофильтр для разделения отдельных сигналов, обычно с полосой пропускания 200 Гц с центром в 750 Гц. Один подержанный приемник, который я использую, имеет полосовой фильтр только 1,4 кГц, и, к сожалению, несмотря на то, что в остальном он отличный приемник, я считаю его непригодным для приема CW-сигналов. Могу ли я построить один?

Варианты дизайна активного фильтра

Если вы погуглите, как спроектировать активный полосовой фильтр для аудио, он предоставит вам массу информативных страниц и учебных пособий, возможно, даже информационную перегрузку. Большинство идей способствовало использованию операционных усилителей. Некоторые результаты рекомендовали подход FPGA и DSP, последний казался излишним для моих навыков и доступного времени, не говоря уже о профиле энергопотребления.

Моделирование — посмотрите, что происходит перед созданием прототипа

Изучив и изучив проектные идеи, я остановился на 4-каскадной схеме, основанной на классических операционных усилителях 741, которые предпочитают несколько радиолюбителей. Центральная частота будет 750 Гц с полосой пропускания 200 Гц (-3 дБ). Но будет ли это работать так, как задумано? Я не хотел прибегать к созданию чего-то, что не давало гибкости настройки полосы пропускания, которую я имел в виду. Поскольку полоса пропускания определяется RC-компонентами в каждом каскаде, я задался вопросом, могу ли я использовать пассивные элементы, управляемые I2C, для изменения как полосы пропускания, так и центральной частоты. Пора переходить к симуляции.

Я сторонник достоинств моделирования для получения знаний о том, как работает схема. Вы также можете использовать методы моделирования для поиска неисправностей, если вы не уверены, как схема работает на практике.

В Интернете можно найти множество бесплатных инструментов для моделирования. У меня на рабочем столе есть и TINA от TI, и LTSpice от Analog Devices.

Мастер проектирования фильтров

Другим подходом к проектированию, который я рассматривал, было использование онлайн-мастера проектирования фильтров. Инструмент Analog Design превосходен.

Рисунок 1. Использование TI TINA для имитации конструкции

Мне нравится тот факт, что мастер создания аналоговых фильтров предоставляет обзор используемого метода фильтрации (Баттерворта, Чебышева и т. д.) и что вы можете оптимизировать его для низкого энергопотребления, низкого уровня шума, и диапазон напряжений. В оставшейся части этого блога я перенесу моделирование TINA на следующий этап, но я собираюсь использовать подход мастера для реализации фильтра с переменной полосой пропускания.

Макет фильтра CW

Рис. 2 – Макет 4-ступенчатого активного фильтра

Довольный результатами моделирования, я сделал макетную плату — см. рис. 2. Я использовал операционные усилители TI LM741, выбрав одиночные 8-контактные корпуса для упрощения компоновки макетной платы.
https://www.ti.com/product/LM741

Перепроверив схему, я подключил функциональный генератор для развертки немодулированной синусоидальной волны от 200 Гц до 1500 Гц. Напряжение питания составляет 12 В постоянного тока с виртуальным заземлением, и, как видно на рисунке 3, ток питания составляет всего 1,92 мА.

Рисунок 3 – Настройки функционального генератора и измерение энергопотребления

Выходной сигнал был передан на осциллограф, и функция БПФ использовалась для отслеживания выходного сигнала фильтра.

Особенности и преимущества микросхемы LM358 для радиолюбительских конструкций

Применение LM358 в схемах простых радиотелефонов

Схема простого радиотелефона на 40-48 МГц

Использование LM358 в приемопередающих устройствах

Дуплексное радиопереговорное устройство на 40-48 МГц

Применение LM358 в синтезаторах частоты

Синтезатор частоты для КВ радиостанции

Особенности применения LM358 в радиолюбительских конструкциях

Рекомендации по применению LM358 в схемах радиолюбителей

Альтернативные микросхемы для радиолюбительских проектов

Заключение и перспективы применения LM358

Схема простого радиотелефона 40-48мГц

Дуплексное радиопереговорное устройство 40-48МГц, 3-5км

Схема. Синтезатор частоты для KB радиостанции

Qrp Майкл Брайс — радиолюбитель 05-1997

Проект

Как это работает

Генерировать десять минут

Сборка IDer

Playtime

Комплекты QRP от Ten-Tec

Инжектор сигнала AF и трассировщик

Инжектор сигнала AF и трассировщик

Популярные посты из этого блога

CD2003 — еще один простой FM-радиоприемник

Супергетеродинный приемник Arduino

Калькулятор выходных аудио трансформаторов

Блог – Семьдесят четыреста

Добавить комментарий Отменить ответ

Особенности и преимущества микросхемы LM358 для радиолюбительских конструкций

Применение LM358 в схемах простых радиотелефонов

Схема простого радиотелефона на 40-48 МГц

Использование LM358 в приемопередающих устройствах

Дуплексное радиопереговорное устройство на 40-48 МГц

Применение LM358 в синтезаторах частоты

Синтезатор частоты для КВ радиостанции

Особенности применения LM358 в радиолюбительских конструкциях

Рекомендации по применению LM358 в схемах радиолюбителей

Альтернативные микросхемы для радиолюбительских проектов

Заключение и перспективы применения LM358

Схема простого радиотелефона 40-48мГц

Дуплексное радиопереговорное устройство 40-48МГц, 3-5км

Схема. Синтезатор частоты для KB радиостанции

Qrp Майкл Брайс — радиолюбитель 05-1997

Проект

Как это работает

Генерировать десять минут

Сборка IDer

Playtime

Комплекты QRP от Ten-Tec

Инжектор сигнала AF и трассировщик

Инжектор сигнала AF и трассировщик

Популярные посты из этого блога

CD2003 — еще один простой FM-радиоприемник

Супергетеродинный приемник Arduino

Калькулятор выходных аудио трансформаторов

Блог – Семьдесят четыреста

Похожие записи

Микросхема 358: подробный обзор, применение и характеристики операционного усилителя

Радиозвонок схема. Радиозвонок своими руками: схемы, устройство и монтаж беспроводного дверного звонка

Электросхема ваз 2105 инжектор. Электросхема ВАЗ 2105: особенности, устройство и основные неисправности

Добавить комментарий Отменить ответ