Lb3500 lc7265

1. Що таке цифрова шкала?

В сучасних приймачах і тюнерах є багато додаткових сервісних пристроїв, які спрощують процес налаштування на радіостанцію. Одним з таких пристроїв є цифрова шкала. Це, як правило, 4-5 розрядний цифровий індикатор, на якому відображається безпосередня частота прийнятої радіостанції.

2. Як це працює?

Для цього потрібно небагато згадати теорію супергетеродинного прийому. В такому приймачі є вхідний контур з УВЧ (підсилювачем високої частоти), гетеродин і змішувач (або перетворювач, що суть одне і те ж). Гетеродин - це вбудований ВЧ-генератор, який виробляє (генерує) напруга високої частоти. Частота цієї напруги може бути вище або нижче частоти сигналу на цілком певну величину (зазвичай 6,5 або 8,4 або 10,7 МГц). Тобто наприклад, під час налаштування на станцію, яка працює на частоті 100,0 МГц (при частоті ПЧ = 10,7 МГц), гетеродин буде виробляти сигнал частотою 89,3 МГц (якщо його частота нижче частоти сигналу станції) або 110,7 МГц ( якщо вище). Другий варіант на практиці використовується частіше.

При перебудові за діапазоном частота настройки УВЧ і гетеродина змінюється одночасно. Для цього використовується здвоєний агрегат настройки (КПЕ, варіометр або варикапи). Прийнятий сигнал і сигнал від гетеродина подаються на змішувач, який виділяє різницю цих частот. Ця частота називається проміжною (ПЧ). Подальше (основне) посилення прийнятого сигналу виробляється саме на ПЧ. Це спрощує конструкцію приймача, так як не потрібно робити перебудовувані контури, а основне посилення сигналу будь-яку прийняту станції проводиться на одній і тій же частоті. Це основна перевага супергетеродина.
Вимірювати безпосередньо частоту сигналу складно, оскільки його величина дуже незначна і схильна до впливу зовнішніх факторів. А ось гетеродин - це «місцевий» генератор. Частоту і амплітуду виробляється гетеродином напруги можна стабілізувати (що і робиться в хороших приймачах), а раз вони відносно стабільні, то і виміряти їх значно простіше. Ось саме для вимірювання частоти гетеродина і використовується цифрова шкала.
Цифрова шкала - це, по суті, цифровий частотомір, але досить «специфічний». Наприклад, якщо до гетеродина підключити «звичайний» частотомер, то він нам покаже не частоту прийнятої станції, а частоту самого гетеродина. Користуватися такою шкалою буде незручно, так як доведеться «в умі» віднімати (або додавати) величину ПЧ до показань індикатора. Що б не обтяжувати радіослухача такими «математичними обчисленнями», їх виробляють безпосередньо в самій цифровий шкалою. В цьому і полягає її «специфіка».
Як це відбувається? В общем-то, досить просто - за допомогою попереднього встановлення (попереднім записом) значення частоти ПЧ в мікросхеми лічильника на початку кожного циклу вимірювання. Так, при частоті ПЧ = 10,7 МГц і за умови, що частота гетеродина вище частоти прийнятої станції, в лічильники попередньо записується число «9893». У наведеному вище прикладі частота, що виробляється гетеродином, буде 110, 7 МГц. Подаємо цей сигнал на вхід лічильника (природно, попередньо поділивши її на 100 000). Він спочатку відлічить 107 імпульсів (це частота ПЧ), що призведе до «обнулення» встановлених лічильників і далі вони почнуть вважати безпосередньо частоту станції «як би» з нуля. Ось і весь «фокус».
Саме на такому принципі працює ЦШ на дискретних елементах, яку я побудував ще в 90-і роки. В основі - схема ЦШ тюнера «Ласпі-005», яка була грунтовно перероблена. Для її виготовлення знадобилося 18 ІМС, в тому числі 3 шт. - із серії К500 (ЕСЛ-логіка), велика кількість «обв'язки», складна друкована плата.

3. Комплект ІМС LB3500 + LC7265

До ІМС можна підключити 4 або 5 семисегментних світлодіодних індикаторів з загальним анодом для відображення частоти. Індикація статична (ніжки 1-5, 23-34, 36-42), а так само індикатори КГц і МГц (ніжки 7 і 6). Виходи на індикатори зроблені на польових транзисторах з відкритим стоком, максимальний струм навантаження для кожного сегмента - 15 мА, для виходів, до яких підключаються відразу 2 сегмента - 30 мА. Це дозволяє підключити до них більшість сучасних індикаторів без ключів на транзисторах. Досить підібрати токоограничивающие резистори.

Для роботи вбудованого тактового генератора до ІМС підключається кварц на 7,2 МГц (ніжки 18 і 19). Так само є вихід 50 Гц (22 ніжка) з дільника частоти, який можна використовувати, наприклад, для ІМС годин. (Багато дешеві імпортні ІМС годин використовують для цього частоту мережі 50 або 60 Гц і не відрізняються високою точністю ходу).
Є два службових входу. HLD (16 ніжка) - утримання. Якщо подати на нього «0», то показання дисплея не будуть змінюватися, хоча сама ЦШ продовжує працювати. Можна використовувати, наприклад, під час автоматичної настройки приймача. BLC (17 ніжка) - гасіння дисплея. Можна використовувати, наприклад, при включенні, поки не закінчаться всі перехідні процеси. Або при використанні цього ж індикатора спільно з іншого ІМС, наприклад, годин (за умови, що у годинниковою ІМС виходи зроблені з відкритим стоком і той же є режим BLC).

Нарешті, є 5 висновків для установки частоти ПЧ: 3 виведення для ЧС і 2 виведення для АМ (ніжки з 11 по 15). Використовуючи таблиці, наведені в datasheet, можна в невеликих межах «підлаштувати» величину частоти ПЧ (для ЧС - від 10,675 до 10,75 МГц), а так же вибрати «знак» - додавати або віднімати частоту ПЧ. Це потрібно для випадків, коли ППЧ налаштований не точно на 10,7 МГц. А «знак» - для випадків, коли частота гетеродина вище або нижче частоти сигналу станції.

4. Практична реалізація ЦШ. експерименти

В Інтернеті та радіоаматорського літературі можна знайти багато різних схем ЦШ на основі цього комплекту. Всі вони були ретельно вивчені і проаналізовані. З не меншим увагою були вивчені довідкові листки (datasheet) на ці ІМС. На підставі цього був розроблений і виготовлений перший варіант ЦШ.

5. Остаточний варіант

На підставі «експериментів», був розроблений остаточний варіант схеми ЦШ. Основне завдання, яке при цьому ставилася - зробити ЦШ, в якій були б враховані всі недоліки початкових варіантів, максимально універсальну, компактну, з мінімальною кількістю сполучних проводів, з можливістю підстроювання напруги харчування окремо для кожної ІМС. В результаті «народилася» ось така схема (див. Нижче).
Для неї були розроблені два варіанти друкованих плат.

У першому варіанті плата індикаторів «жорстко» кріпиться перпендикулярно основній платі за допомогою гребінки-куточка з кроком 2,54 мм.

У другому варіанті плата індикаторів з'єднується з основною платою за допомогою шлейфа. Це дозволяє розмістити плати в різних місцях, що буває дуже корисним при конструюванні передньої панелі приймача.

Одне з найменш улюблених моїх занять - розпаювати шлейфи. Тому, що б уникнути цієї неприємної операції, використані 34-контактні роз'єми і готові комп'ютерні шлейфи від НГМД ( «флоппиков» FDD). Цього «добра» зараз вистачає у будь-якого комп'ютерника, а навіть якщо купувати, то варто це все дуже недорого.

Використовується та частина шлейфа, де дроти в середині не перекручені. Так само варто звернути увагу на 3-й контакт - в деяких шлейфах він «заглушений» пластиковою вставкою ( «захист від дурня») і використовується як додатковий ключ. Надлишки обрізаємо звичайними ножицями. Якщо довжина шлейфу все одно велика, то купуємо «маму на кабель» і укорочуємо його до потрібної довжини. Роз'єми ( «тата») на плати можна випаять з плат старих FDD, а можна і прикупити, благо вони коштують дуже недорого. Вони бувають прямі і кутові, з засувками і без. Тому вибираємо те, що більше подобається або підходить по конструкції.

В іншому обидва варіанти нічим не відрізняються, мають абсолютно однакові схеми і застосовуються однакові типи деталей.

Виключений фрагмент. Повний варіант статті доступний тільки повноправним членам спільноти і передплатникам.
Будь ласка, ознайомтеся з умовами доступу.

Кілька зауважень по схемі

У ній усунені всі недоліки, які помічені мною в інших схемах.

6. Трохи про деталі

Для виготовлення плат використовувався імпортний односторонній фольгований склотекстоліт товщиною 1,5 мм. Плати виготовлені по ЛУТ. Після травлення і обрізки «в розмір», просвердлені всі отвори, доріжки зачищені «нульовку», знежирені спиртом і повністю Залужжя.

7. Складання та налагодження

Збірка ніяких особливостей не має. Після монтажу, перед початком експлуатації, бажано очистити плати від напливів каніфолі і промити спиртом або ацетоном. Уважно оглянути пайку, особливо ІМС LC7265, оскільки відстань між ніжками у неї маленьке. Потім, не встановлюючи ІМС шкали, подати на плати +12 В (БП повинен забезпечувати струм не менше 250 ... 300 мА) і на обох стабілізаторах виставити напруги +5 В. Вимкнути БП, встановити обидві ІМС і включити знову. На індикаторі буде світитися якесь число (зазвичай 111,4 ... 112,9 МГц). Якщо є ВЧ-генератор (наприклад, Г4-116), то можна подати на вхід шкали напруга частотою 100 МГц і амплітудою 0,3 ... 0,5 В. При цьому на індикаторі повинно відобразитися число 89,3 (за умови, що всі джампери ЧС встановлені в «0»). При частоті генератора 110,7 МГц, на індикаторі буде відображатися «100,0».

8. Трохи про підключення цифрової шкали до приймача

Для перевірки роботи шкали в «реальних» умовах найпростіше використовувати готовий блок УКХ, у якого є вихід на ЦШ (зазвичай на імпортних схемах і блоках він позначається як «OSC»). Наприклад, типу KCF-201. Такі блоки широко використовувалися в імпортних автомагнітолах в 80-90 роках. Практично всі вони мають однакову «терморегулятори», знайти їх нескладно:

Шкала буде працювати при підключенні до цього блоку і без буферного каскаду - він вже встановлений в цьому блоці УКХ штатно. Потрібно зібрати просту схему (Рис. 16, розташування висновків зазначено побачивши на блок ззаду), вихід «OSC» блоку УКВ з'єднати коаксіальним кабелем з входом ЦШ і подати харчування. Вихід «To IF AMP» ( «До підсилювача ПЧ») можна нікуди не підключати, як і вхід АРУ ( «AFC»). Таким способом можна легко переконатися в працездатності шкали, перебудовуючи блок за допомогою змінного резистора на 47 ... 100 КОм від початку до кінця діапазону.

В інших же випадках підключення шкали до блоку УКВ - це окрема тема. Завдання, насправді, непроста. Справа в тому, що шкала має свій вхідним опором і вхідний ємністю. Тому, при підключенні шкали до гетеродина приймача, ми внесемо додаткову ємність в гетеродин, змінимо режим його роботи і змістимо діапазон ( «вниз»), в якому він генерує. Що б мінімізувати цей вплив (але не усунути повністю), між гетеродином і ЦШ необхідно включити буферний каскад - емітерний або істоковий повторювач, який володіє великим вхідним і малим вихідним опорами і має маленьку вхідні ємність. У будь-якому випадку, підлаштовувати гетеродин доведеться. Бажано розмістити буферний каскад в безпосередній близькості від гетеродина, на окремій маленькій хустці, а вже до неї підключити дроти, що йдуть до ЦШ. Якщо приймач розробляється «з нуля», то має сенс недалеко від гетеродина розмістити і прескалер LB3500, а на ЦШ подавати вже сигнал з частотою, поділеної на «8». Саме так я поступив в саморобному ламповому блоці УКХ:

Креслення всіх друкованих плат в форматі .lay
▼ pcb-dig-scale.7z | Файл 173,86 Kb завантажений 145 раз.

Потрібен архів до статті?
Вибирайте свій варіант отримання повного доступу до матеріалів «Журналу практичної електроніки Датагор».