О проекте

При настройке приемников (да и многих других устройств) часто требуется источник сигнала с требуемой и заранее известной частотой, часто для этого используется сигнал вещательных радиостанций, естественно это не совсем удобно. Желание купить сигнал-генератор было убито слишком большой ценой, и тогда возникла идея сделать такой генератор сигналов своими руками. В интернете встретилась страничка с сигнал-генератором из тв-тюнера (из телевизионного селектора каналов), к сожалению ни схемы, ни подробного описания там нет. Эксперименты с селекторами каналов фирмы SELTEKA подвигли на изготовление подобного устройства, получилось легко и очень быстро - генератор был сделан за 2 дня.

Основные характеристики сигнал-генератора

Конструкция

Внешний вид генератора:

Генератор размещен в пластмассовом корпусе G738 из магазина "Чип и Дип".

Вид без верхней крышки:

Конструктивно генератор как и приемник P-45 сделан на одной плате размером 100мм X 115мм из фольгинированного с двух сторон стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Печатная плата изготовлена методом "лазерного принтера и утюга".

Файл с рисунком печатной платы для программы Sprint Layout 3.0

Травится только одна сторона платы - нижняя (сторона SMD деталей). Фольга с верхней стороны предстовляет собой сплошную "землю", которая в нескольких местах с помощью перемычек соединяется с "землеными" проводниками другой стороны (эти места отмечены красными кружочками). Отверстия для "нормальных" деталей со стороны сплошной "земли" зенкуются сверлом 2,5 мм или 3,0 мм.

Вид со стороны SMD элементов:

Большинство деталей используемых в генераторе - SMD элементы (элементы для поверхностного монтажа)

Схема генератора

В принципиальной схеме могут быть неточности - она "срисовывалась" с работающего прибора, соответственно в файле с рисунком платы ошибок нет (одна была - исправлена, это про проводок на фото).

Сигнал-генератор SG-900 имеет относительно простую схему:
Собственно генератором сигнала является доработанный телевизионный селектор каналов (тв тюнер) KS-H-132, собственно доработка и превращает приемник в генератор, о этой доработке KS-H-132 будет подробно сказано ниже, в разделе "Доработка селектора".

Для работы варикапов селектору требуется второе напряжение питания - 33в. Для этого на транзисторе VT1 реализован преобразователь 5в/33в. Схема данного преобразователя позаимствована из конструкции приемника SEC-850, данная схема зарекомендовала себя как надежная и не требующая настройки. Преобразователь представляет собой автогенератор на частоту около 600 кГц нагруженный на выпрямитель с удвоением напряжения (VD1, VD1', C1). В качестве диодов VD1, VD1' используется сборка BAV199 состоящая из двух диодов в корпусе SOT-23. Проверять функционирование преобразователя необходимо без нагрузки - в этом случае напряжение на выходе должно быть более 33в.

На вход AS (выбор адреса) селектора KS-H-132 через R6 подается +5в, напряжение на этом входе селектора определяет адрес микросхемы TSA5522 по шине I2C, для прошивки генератора SG-900 необходимо чтобы на входе AS было +5в.

Блок индикации предназначен для отображения значения частоты генератора, а также для вывода другой рабочей информации в процессе работы генератора и управления им. В качестве дисплея отображающего информацию используется АЛС-318, который представляет собой цифровой 9 разрядный индикатор со схемой соединения "общий катод".

Для управления индикатором АЛС-318 используется 16 разрядный последовательно-параллельный сдвиговый регистр сделанный из двух последовательно соединенных 8 разрядных сдвиговых регистров (микросхемы DD1, DD2). В дисплее генератора задействовано только 8 семисегментных разряда (один не задействован). Емкости C14, C16, C17 служат для уменьшения "цифровых" шумов.

Сопротивления R15 - R22 являются токоограничивающими и определяют яркость свечения элементов индикатора. Сопротивления R11 служит для подтяжки к "1" приемного порта микроконтроллера, обеспечивающего работу клавиатуры (клавиатура в данном случае содержит четыре кнопки SA1 - SA4 подключенных через развязывающие диоды VD1 - VD4). Таким образом дисплей занимает 3 порта микроконтроллера (2 порта настоенных на выход и один порт на вход).
Вся логика формирования информации на индикаторе и работы клавиатуры реализуется программным путем.

Управление всеми элементами генератора осуществляет микроконтроллер PIC 16F676 фирмы MICROCHIP. Порты RC1, RA2, MCLR/RA3 микроконтроллера используются для управления дисплеем. Для приема информации о состоянии клавиатуры у PIC 16F676 используется режим, когда сигнал "сброс" - MCLR превращается в дополнительный порт RA3 (порт RA3 может работать только на прием). Порты RС1, RС2 используются для формирования сигналов шины I2C (управление тюнера KS-H-132).
Порты RA0, RA1, MCLR/RA3 выведены на разъем для внутрисхемного программирования микроконтроллера (это позволяет "заливать" прошивки не извлекая микросхему).
Микроконтроллер тактируется кварцем ZQ1 частотой 4 МГц.
С целью блокировки "цифровых" шумов микроконтроллера все его порты "заземлены" через емкости 100 пф (на принципиальной схеме не показаны).

Порты RС3, RС4, RC5 используются для формирования модулирующих сигналов ("меандр" частотой 1 кГц) для АМ (амплитудная модуляция) - RC5, для WFM (широкополосная ЧМ) - RC4 и для NFM (узкополосная ЧМ) - RC3. WFM отличается от NFM только величиной девиации частоты, эта величина регулируется с помощью подстроечных сопротивлений R9, R13. Глубина модуляции на АМ устанавливается с помощью подстроечного сопротивления R14.

Модулирующие сигналы ЧМ через емкости C6, С11 подаются на 2 ножку селектора, где попадают на варикапы вместе с основным управляющим напряжением, которое вырабатывает синтезатор селектора. Такой простой способ получения ЧМ модуляции сигнала генератора имеет один серьезный недостаток - девиация частоты зависит от частоты сигнала генератора (от величины управляющего напряжения на варикапах), это надо иметь ввиду когда будете устанавливать уровень девиации, особенно для узкополосной ЧМ.

Уровень сигнала на выходе генератора регулируется следующим образом - в качестве выходного буфера генератора используется входной каскад селектора, который имеет цепь регулировки коэфициента усиления, используемый для реализации АРУ (автаматического регулирования усилением) в тюнере. Именно на эту цепь (1 ножка селектора) подается управляющее напряжение с потенциометра R3, таким образом меняется коэфициент усиления выходного буфера генератора и соответственно уровень сигнала на выходе генератора. Сюда же через емкость C15 подается модулирующий сигнал АМ. Сопротивления R2, R4 (их номинал указан условно) служат для приведения диапазона изменения регулирующего напряжения в соответствии с рабочим диапазоном изменения Uару для селектора каналов KS-H-132.

В блоке питания в качестве стабилизатора используется КР142ЕН5А или аналогичные (7805) на напряжение стабилизации 5в.

Доработка селектора KS-H-132

Собственно именно доработка селектора каналов KS-H-132 от SELTEKA и превращает его в генератор.
Самое сложное в этом деле - это открыть корпус KS-H-132, потому как он запаян, причем запаяны обе крышки. Если будете вскрывать - имейте ввиду что без паяльника в 60 - 100 ватт не обойтись (при вскрытии этого экземпляра использовался 100 ватный), и учтите там где всего одна пайка - это крышка со стороны катушек, а где их немеряно - это сторона печати и SMD деталей, и надо быть осторожным чтобы все это хозяйство не повредить.

Вид со стороны катушек:

Здесь надо удалить две катушки - их бывшие места отмечены красными "завитушками".

Вид со стороны SMD деталей и сделанными доработками:

С этой стороны удаляем несколько SMD деталей - эти места отмечены красными прямоугольниками, затем надо резрезать три проводника - место отмечено белым кружком и стрелкой.
Затем припаять проводок - соединить выход генератора с буферным каскадом (он-же модулятор AM и регулятор уровня сигнала на выходе).
И подать питание на этот самый буферный каскад с помощью сопротивления 47 ом - 75 ом ... (помечен белой стрелкой)
Последнее - проводок который соединит выход буфера с выходным разъемом (а раньше он был входным), места пайки помечены белыми стрелками. Этот проводок проходит со стороны катушек.

Возможно предложенная доработка не самая совершенная - есть поле для творчества.

Детали

Основная деталь устройства - селектор каналов KS-H-132, - для того чтобы селектор каналов превратить в генератор необходимо чтобы он был сделан с использованием двух микросхем, одна - это смеситель/гетеродин (TDA5736), вторая - синтезатор частоты (TSA5522). Селекторы KS-H-144, KS-H-146, KS-H-148 - для этой цели не годятся. К сожалению корпус KS-H-132 (как уже сказано выше) запаян, что существенно усложняет доработку, если уважаемой публике известны аналогичные селекторы, но с легко снимаемыми крышками - просьба сообщить на адрес p-45(собака)mail.ru.

В качестве управляющего микроконтроллера используется PIC16F630 или PIC16F676 фирмы MICROCHIP, последний отличается тем что имеет 5-канальный аналого-цифровой преобразователь на борту (в данной конструкции не используется).

Файл с прошивкой для сигнал генератора.

Инструкция

• кнопка "РЕЖИМ" (левая)
• кнопка "ВВОД" (левая в центре)
• кнопка "МЕНЬШЕ" (правая в центре)
• кнопка "БОЛЬШЕ" (правая)
• регулятор "УРОВЕНЬ"
• переключатель "ВКЛ/ВЫКЛ" на задней панели рядом с разъемом питания

на дисплее Вы должны увидеть:

В этом режиме с помощью кнопок "МЕНЬШЕ" "БОЛЬШЕ" Вы можете менять частоту настройки генератора (частота меняется на величину установленного шага).
если Вы нажмете и будете удерживать кнопку в нажатом состоянии, то частота будет изменяться до тех пор пока вы не отпустите кнопку.
Кнопка "ВВОД" меняет модуляцию генератора, (второй знак на дисплее указывает на тип модуляции)
включена WFM (ЧМ широкополосная)
включена NFM (ЧМ узкополосная)
включена AM (амплитудная модуляция)

После режима ГЕНЕРАТОР следует ПАМЯТЬ, он индицируется следующим образом:

для того чтобы этот режим активизировать необходимо нажать кнопку "ВВОД" после этого на дисплее появится
первая цифра указывае на номер ячейки памяти, последние шесть отоброжают частоту генератора, если частота записана в данную ячейку и
если частота еще не записана в память. Повторные нажатия кнопки "ВВОД" приведут к изменению вида модуляции генератора.
С помощью кнопок "МЕНЬШЕ" "БОЛЬШЕ" можно выбирать необходимый номер ячейки памяти, при этом генератор настроится на частоту записанную в ячейку. Выход из этого режима осуществляется кнопкой "РЕЖИМ"

В этом режиме кнопкой "ВВОД" можно задать требуемый шаг изменения частоты генератора. Шаг меняется с каждым нажатием от 50 кГц до 500кГц.
Кнопкой "РЕЖИМ" Вы фиксируете выбранный шаг и переводите генератор в

Режим ЗАПИСЬ В ПАМЯТЬ,
этот режим отображается на дисплее мигающим номером ячейки памяти и текущим значением частоты генератора:

с помощью кнопок "МЕНЬШЕ" "БОЛЬШЕ" надо установить номер ячейки памяти и кнопкой "ВВОД" записать ее в память генератора (во время записи мигание номера прекратится). Изменить саму частоту в этом режиме невозможно.

03-07-2005