Generator HF z powielaniem częstotliwości

Generator HF z powielaniem częstotliwości
Pobierz PDF Download icon
W ostatnim czasie do uzyskania stabilnej częstotliwości sygnału w.cz. wykorzystuje się dostępne układy z bezpośrednią syntezą cyfrową - DDS (Direct Digital Synthesis). W wielu mało skomplikowanych rozwiązaniach, gdzie nie jest wymagana szeroka siatka częstotliwości wyjściowych dużo prościej i taniej jest użyć scalonych powielaczy częstotliwości.

Głównym elementem opisywanego generatora jest układ powielacza (mnożnika) częstotliwości ICS512, który do powielania częstotliwości wykorzystuje pętlę fazową PLL (Phase-Locked-Loop). Schemat blokowy wyjaśniający zasadę pracy układu zamieszczono na rysunku 1. Jest to prosty i tani sposób generowania sygnałów wysokiej częstotliwości LOCO (Low Cost Oscillator) zastępujący oscylator w wielu systemach elektronicznych.

Bardzo prosta aplikacja z minimalną liczbą elementów zewnętrznych, pozwala na powielanie częstotliwości zegarowej ×2, ×2,5, ×3, ×3, ×3,333, ×4, ×5, ×5,333, ×6, ×8 zarówno z rezonatora kwarcowego (układ ma wbudowany generator), jak i z generatora zewnętrznego. Wyjście układu jest buforowane, a sygnał wyjściowy charakteryzuje się małym jitterem (50 ps), szybkim narostem (1 ns) i dobrą symetrią (typowo 49...51%).

Rysunek 1. Schemat blokowy generatora z powielaniem częstotliwości

Rysunek 2. Rozmieszczenie wyprowadzeń ISC512

Rysunek 3. Schemat ideowy generatora z powielaniem częstotliwości

Rysunek 4. Schemat montażowy generatora z powielaniem częstotliwości

Współczynniki mnożenia można programować zależnie od potrzeby poprzez wybór konfiguracji poziomów logicznych na wyprowadzeniach 6 i 7 (sygnały S0 i S1). Na wyjściu CLK (pin 5) uzyskuje się sygnał o poziomie logicznym CMOS z odpowiednio powieloną częstotliwością wejściową.

ICS512 jest przewidziany do pracy w rozszerzonym zakresie temperatur (-40 do +85 C) i jest zamykany w obudowie SOIC 8 pin (rzadziej występuje w innych obudowach), a rozkład wyprowadzeń ilustruje rysunek 2. Układ może współpracować z rezonatorem kwarcowym o częstotliwości od 5 do 27 MHz, a przy doprowadzeniu sygnału z zewnętrznego źródła, jego częstotliwość może zawierać się w zakresie od 2...50 MHz. Według danych katalogowych maksymalna częstotliwość wyjściowa układu wynosi 200 MHz, a napięcie zasilania 3...5,5 V ze średnim poborem prądu 20 mA).

Możliwe stany pracy układu ICS512 zamieszczono w tabeli 1.

0 = GND, 1 = +V, NC - niepodłączone, CLK - częstotliwość sygnału wyjściowego

Schemat ideowy generator HF z powielaniem częstotliwości pokazano na rysunku 3. Układ modelowy był testowany z rezonatorami ceramicznymi 3,58 MHz i kondensatorem zmiennym o maksymalnej pojemności 250 pF. Uzyskane wartości częstotliwości wyjściowych zamieszczono w tabeli 2.

Na wyjściu generatora REF (pin 4) jest dostępny także sygnał podstawowy pasma 80 m w zakresie 3,49...3,61 MHz.

Tabela 1. Stany pracy układu ICS512

Tabela 2. Zakresy częstotliwości wyjściowych prototypu

Układ może wykorzystany do budowy analogowych analizatorów antenowych i nadajników telegraficznych, bądź prostych transceiverów z bezpośrednią przemianą częstotliwości na zakresy amatorskich pasm HF. Oczywiście, przy sterowaniu kwarcem dołączonym do układu ICS512, elementów generatora tranzystorowego nie montuje się na płytce.

Wykaz elementów:

US1: ICS512
T1: BC847
X: 3,58 cer. MHz - patrz tekst
R1, R3: 10 k
R3: 1 k
C1, C2: 180 pF
C3: 10 nF
C4: 100 nF
C5: 1 nF

Warto wiedzieć, ze w handlu dostępne są także podobne układy ICS501, ICS502 i ICS511, różniące się od siebie mnożnikami i zakresami częstotliwości generowanych sygnałów. Ich aplikacje są nieco inne, ale płytka drukowana jest na tyle uniwersalna, że wystarczy zewrzeć odpowiednie punkty na druku (w ICS501 i ICS511 wejście S1 jest na nóżce 4). Mnożniki i maksymalne częstotliwości sygnałów wyjściowych dla poszczególnych układów są następujące:

  • ICS501 (fmax 160 MHz): ×2, ×3, ×3,125, ×4, ×5, ×5,3125, ×6, ×6,25, ×8.
  • ICS502 (fmax 160 MHz): ×2, ×2,5, ×3, ×3,3, ×4, ×5.
  • ICS511 (fmax 200 MHz): ×2, ×2,5, ×3, ×3,333, ×4, ×5, ×5,333, ×6, ×8.

Dokładne aplikacje tych układów są dostępne w Internecie.

AJ

Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
marzec 2013
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik maj 2021

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio kwiecień - maj 2021

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje kwiecień 2021

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna maj 2021

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich maj 2021

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów