Generator (VFO/DDS) wg. LU5DJV - Konstrukcja

Spis treści

Konstrukcja generatora

Schemat wersji finalnej (bez sterownika)

Analiza układu prototypowego oraz zebrane doświadczenia skutkowały zbudowaniem wersji finalnej, w której główne zmiany (w stosunku do prototypu) polegały na: zamianie modułu DDS na BK009, zastosowanie PIC'a w obudowie SOIC18 (SMD), zredukowanie ilości regulatorów napięcia (z 3 na 2, TO220 i D-PACK na 2xSO223) oraz rozbudowanie systemu enkodera.

Chcąc zaprojektować nową płytkę (dla BK009) założyłem, że PIC będzie w obudowie typu SOIC18. Ponieważ PIC16F628A znajduje się fizycznie pod płytką modułu syntezy ta ostatnia została umieszczona w podstawce.

Wersja ostateczna (?)Jedynym "mankamentem" ;) (również podnoszonym przez dyskutantów na forum) był fakt, że operowanie enkoderem przy "dalekim" odstrojeniu się od predefiniowanej częstotliwości wymagało długiegio kręcenia. To zainicjowało koncepcję zdublowania enkodera układem, który będzie zwiększał/zmniejszał częstotliwość po wciśnięciu przycisku. Opis układu sterowania znajduje się w artykule: "Funkcjonalny "face lifting" enkodera, czyli..."

Na schemacie (wersji finalnej) przedstawiono układ generatora, bez układu sterowania. Modyfikacja generatora polega nie tylko na zmianie sterownika, ale również na dodaniu wzmacniacza sygnału wyjściowego. Autor takie rozwiązanie przewidział w kolejnej (rozbudowanej) wersji generatora. Zbyt niskie napięcie uzyskiwane bezpośrenio z syntezy było zgłaszane autorowi projektu na forum LU5DJV.

Układ elementów na stronie górnej (modułu DDS)Zmieniłem również układ zasilania i sterowania wyświetlaczem (LCD, 2x16+LED, sterownik zgodny z HD44780).

Generator wraz ze sterownikiem mieści się w obudowie Z5a (wym.: 110x90x49mm), z tworzywa (polistyren, czarny) z panelem przednim i tylnym. Koszt wszystkich elementów to ok. 50PLN.

Widok elementów na stronie dolnejZaprojektowanie i wykonanie płytki prototypowej nie zajęło zbyt wiele czasu. 

PrasowankaPrasowanka jest już odwrócona. Jak widać otwory są wytrasowane jedynie na dolnej warstwie. Na górnej są jedynie (skrajne) 4-ry. Do pozycjonowania "na szpilkę".

 

 Uruchomienie generatora

DDS wg. LU5DJV - wersja finalnaIC1 PIC16F628A (SOIC18) został wlutowany w płytkę jako pierwszy. Następnie przyłączono go do programatora Brenner 8P za pomocą przewodów przylutowanych do odpowiednich ścieżek. Proces programowania przebiegł bez problemów.

Autor w jednym z rozwiązań jako tranzystor wzmacniacza końcowego wskazuje 2N3904. Zastosowałem BFR93A, który mimo 2-krotnie niższej mocy na razie się ... "nie usmażył". Czas pokaże...

Co ciekawe wersja smd tranzystora 2N3904 (MMBT3904) ma mniejszą (250mW) moc Ptot od tranzystora BFR93A (300mW). Na razie przyglądam się...

Sterowanie bazą...Jedna uwaga: w układzie Felipe Alberto Calcavecchia (LU5DJV) sterowania bazy tranzystora wzmacniacza sygnału zastosowano rezystor 560om. Z moich pomiarów wynika, że jego wartość winna wynosić minimum 1,8kom. Wartość tę można co prawda zwiększyć (przy większych napięciach zasilania), ale by układ dobrze pracował w zakresie napięć (zasilania): 8-12V jego optymalna wartość wynosi 1,8kom.
W układzie, na którym się wzorowano zastosowano nawet mniejszą wartość (bo 470om), lecz wartość rezystora pomiędzy kolektorem a bazą wynosi tam 1k, a nie... 5k6.

Przygotowanie gniazda modułu syntezySposób sterowania syntezą powoduje, że szyną danych jest szyna D7. Natomiast pozostałe przyłączone są do: plusa zasilania (D0, D1) lub masy (D2 - D6). Odpowiednie przygotowanie (kynarem) gniazda modułu syntezy uprościło przebieg prowadzących do niej ścieżek na płytce.

Transformator wyjściowyZamiast wskazanego przez autora rdzenia FT37-43 (8zw. bifilarnie DNE 0,3, ok. 100uH) zastosowałem dwuotworowy rdzeń (RKS13/7, 5zw. DNE 0,3, ok. 88uH) z symetryzatora antenowego (zdjęcie z prototypu).

Układ poprawnie działa przy napięciu zasilającym od 8V do 12V. W "prototypie" moduł syntezy zasilany jest ze stabilizatora 7805 w obudowie TO220. Pozostałe układy (PIC i wyświetlacz) - ze stabilizatora 78M05 w obudowie D-PACK. Nie zauważyłem nadmiernego nagrzewania się stabilizatorów.

Dlatego w wersji finalnej zastosowałem stabilizatory LM1117-5 (SOT-223). Przy zasilaniu układu napięciem większym od 11V po pewnym czasie stabilizator zasilający moduł syntezy jest wyraźnie ciepły, ale nie gorący. Przy 13,8V jest mocno ciepły.

Pierwotnie wyposażyłem układ w gniazdo umożliwiające zasilanie go z baterii 9V (6F22).  Jednakże pobór prądu wynosi ok. 160-200mA. I z zasilania bateryjnego zrezygnowałem. Choć jest możliwe.

Układ "ruszył" od razu i pracował pewnie w całym zakresie częstotliwości. Poniżej częstotliwości 1kHz(!) czasami odczyt częstotliwości podawał zaskakujące (niezgodne z rzeczywistością) wartości. Powyżej tej wartości wszystko było OK.

Kształt generowanego sygnału i amplituda (1,5-1,1Vpp na 50om) były na zadowalającym poziomie. Z oczywistych względów (parametry modułu) powyżej 30MHz zauważalny jest spadek napięcia wyjściowego.

Jego parametry użytkowe, niewielkie rozmiary i łatwość obsługi spowodowały, że jest użytecznym przyrządem w moim warsztacie.

Jeśli jesteś zainteresowany tym co jeszcze udało mi się zrobić z lutownicą w ręku zapraszam do Warsztatu krótkofalowca.


Poniżej prezentuję obrazy przedstawiające przebiegi RF na wyjściu generatora (obciążenie 50om) na wszystkich predefiniowanych częstotliwościach:

Przebiegi wyjściowe RF Przebiegi wyjściowe RF Przebiegi wyjściowe RF Przebiegi wyjściowe RF Przebiegi wyjściowe RF
Przebiegi wyjściowe RF Przebiegi wyjściowe RF Przebiegi wyjściowe RF Przebiegi wyjściowe RF  

//