Разработка аналогового модуля управления синтезатором (стр. 1 из 6)
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Анализ технического задания и схемы электрической принципиальной
2. Расширенное техническое задание
3. Выбор элементной базы
4. Конструкторские расчеты
4.1 Расчет элементов печатного монтажа
4.2 Расчет компоновочных характеристик печатного узла
5 Обоснование методов и алгоритмов решения задач
5.1 Задача размещения и ее решение
5.2 Задача компоновки и ее решение
6. Решение задачи трассировки
Заключение
Список использованных литературных источников
Приложение А. Схема электрическая принципиальная
Приложение Б. Перечень элементов
Приложение В. Чертеж печатной платы
Приложение Г. Сборочный чертеж печатной платы
Приложение Д. Спецификация
ВВЕДЕНИЕ
В наши дни всё больше и больше начинает использоваться радиосвязь как в быту, промышленности так и в военных целях. Увеличение числа работающих радиопередатчиков ведет к освоению новых диапазонов и к сужению полосы частот занимаемой радиосигналом. В этих условиях ужесточаются требования к несущим частотам сигнала, так и к параметрам модуляции. До недавнего времени (до 90-х годов прошлого века) в качестве источников несущей частоты использовались генераторы с колебательными цепями в качестве частотозадающих элементов. Затем были предприняты попытки осуществить стабилизацию частоты гетеродина используя цифровой измеритель частоты и только потом была разработана схема с автостабилизацией частоты петлёй фазовой автоподстройки частоты. Такой синтезатор обладает рядом лучших характеристик по сравнению с обычными LC- генераторами. Самой важной из них является то, что выходная частота синтезатора не будет зависеть от внешних воздействий, чего нельзя сказать об обычных генераторах. Самым главным недостатком синтезаторов с фазовой автоподстройкой частоты является наличие в выходном сигнале так называемого фазового шума, образующегося из-за некоторой нестабильности положения рабочей точки фазового детектора, однако существуют методы для снижения этого шума.
Сферы применения данного синтезатора могут быть различны. В самом простом случае это быть генератор высокостабильной частоты. Но наиболее часто они применяются в качестве модулей гетеродинов в связной аппаратуре. Благодаря применению синтезатора в радиостанции мы с легкостью получим стандартную или легко перепрограммируемую сетку частот работы, высокую долговременную стабильность частоты. Благодаря применению микроконтроллера в качестве узла управления мы получаем высокую универсальность устройства. Также при желании можно подсоединить через контроллер синтезатор к компьютеру и уже с компьютера управлять радиостанцией.
В данном курсовом проекте мы рассмотрим только аналоговый модуль управления синтезатором, так как для удобства он будет изготавливаться в отдельном выносном корпусе
1 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ И СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ, ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ
1.1 Анализ технического задания и схемы электрической принципиальной
Заданием на проектирование в данном курсовом проекте является схема электрическая принципиальная устройства “Синтезатор частоты”. Нам необходимо сформулировать расширенное техническое задание на проектирование, проанализировать работу схемы и в соответствии с этим произвести выбор элементной базы будущего устройства, произвести все необходимые конструкторские расчеты и выполнить комплект конструкторской документации, необходимый для изготовления устройства на печатной плате, а для печатной платы спроектировать корпус. Составление топологии печатной платы, а также разводка токоведущих дорожек будут производится в САПР P-CAD. P-CAD является на сегодняшний день одной из самых широко распространенных САПР при проектировании печатных плат, применяемых инженерами. Пакет является наиболее полным и достаточным для создания комплекта конструкторской документации на печатную плату.
Синтезатор частоты, рассмотренный в данном проекте, служит для работы в супергетеродинных приёмниках и передатчиках в качестве основного гетеродина. На сегодняшний день синтезаторы частоты почти полностью вытесняют перестраиваемые автогенераторы. Обладая широчайшими сервисными функциями, благодаря применению в качестве основного модуля управления микроконтроллера, они обеспечивают высокую стабильность частоты в любых условиях работы, чего нельзя сказать об обычных гетеродинах.
Данный синтезатор является синтезатором косвенного типа с фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ). Генератор управляемый напряжением (ГУН) выполнен на транзисторе VT1. Далее сигнал поступает на усилитель-формирователь выходного сигнала (элементы VT2, VT5, DD3) и на усилитель формирующий сигнал для микросхемы синтезатора DA4. В ней сигнал проходит через делитель с переменным коэффициентом деления (ДПКД), фазовый детектор. Сигнал с выхода фазового детектора поступает на формирователь выполненный на транзисторах VT6, VT7, которые формируют напряжение управления частотой для ГУНа. В состав микросхемы DA4 входит также делитель с фиксированным коэффициентом деления (ДФКД), сигнал с которого также подаётся на фазовый детектор. Опорный генератор выполнен на транзисторе VT4, его частота генерации составляет 12 МГц. Его сигнал подается на вход ДФКД. Таким образом получаем генератор с автоподстройкой частоты, изменяя коэффициент деления ДПКД на единицу получим шаг перестройки частоты равный частоте сравнения фазового детектора. В нашем случае это 8 кГц. Более мелкий шаг перестройки (до 15 Гц) создаётся сдвигом частоты опорного генератора, для чего служат варикапы VD3, VD4 и ЦАП выполненный на резисторах R9 – R26. Работой ЦАП управляет микросхема DD1. Микросхема DD2 служит для выбора диапазона работы синтезатора [1].
1.2 Выбор элементной базы
Одним из наиболее важным пунктом курсового проектирования является выбор элементной базы. От того, какие компоненты будут применены в данном устройстве, зависят многие показатели, такие как надежность, компактность изделия, его стоимость и многие другие.
На сегодняшний день существует много фирм-производителей радиоэлектронных компонентов как отечественных, так и зарубежных: PANASONIC, JEDEC, CENTS, PHILIPS, SUNYO, EPCOS (Siemens+Matsushita), MOTOROLA, TOSHIBA, HITANO, Mitsubishi Electric. и другие. От того, какие требования предъявляются к изделию также, зависит выбор элементной базы.
В конструкции синтезатора частоты в качестве пассивных элементов будем использовать элементы для поверхностного монтажа, так называемые SMD компоненты. На сегодняшний день промышленностью выпускается широкий спектр SMD компонентов. Они в первую очередь различаются по размерам. В данном синтезаторе будем использовать резисторы и конденсаторы типоразмеров 0805 поставляемые фирмой Платан. [2] (Рисунок 1.1). Применение столь больших элементов обусловлено тем, что синтезатор будет работать на довольно высокой частоте (до 120 МГц), что в свою очередь позволит свести к минимуму паразитные наводки и связи.
