Oscilator stabil VFO sau VCO

[MiniTehnicus]

1. Nu este clar ce vrei sa realizezi.Un vfo este un oscilator comandat in tensiune, reglajul tensiunii de acord poate fi realizat cu un potentiometru multitura sau PLL.Dioda varicap din VFO de la A412 este folosita pentru rit, adica reglajul fin (+/- 3~5Khz) in jurul frecventei de baza care se regleaza brut cu un condensator variabil.Acesta se poate inlocui cu o dioda varicap de capacitate echivalenta comandata de o tensiune de la 0-30v (limitele de reglaj in functie de datele de catalog ale varicapului folosit)Un oscilator LC este realizat cu o bobina si un condensator (serie sau paralel), daca unul dintre componente se poate regla atunci se obtine un oscilator variabil.2.

Nu inteleg de ce la totate VFO-urile se foloseste 8..10V pt. oscilator (T1) si 12..13V pt restu.

Pentru ca tensiunea de alimentare trebuie sa fie foarte stabila si sa nu fie influentata de consumul diferitelor etaje din statie sau chiar de alimentator(daca la priza tensiunea misca intre 180-230v calculeaza ce tensiune de alimentare se obtine si care este gama de frecventa intre care fuge VFO-ul fara sa se intervina din condensatorul variabil)3.Trebuie realizat un amplificator T3 sau mai multe in functie de sensibilitatea frecventmetrului folosit.

[Eugenn]

Probabil e ceva in genul asta:

http://digilander.libero.it/ik3oil/_private/article%20FLL%20VFO.PDF

http://www.cumbriadesigns.co.uk/Downloads.htm#Fast%20Huff%20Puff

http://www.cumbriadesigns.co.uk/images/X-Lock/Manual_X-Lock_v5.0.pdf

http://www.qsl.net/om3cph/counter/lcd/contribs/pic_flck.htm

http://homepage.tinet.ie/~ei9gq/stab.html

 

Domeniul de control al frecventei prin varicap trebuie limitat la maxim 10-15kHz si trebuie acordata atentie la realizarea traseelor pe placa sa nu se capteze zgomot pe intrarea de control, ce ar modula FM oscilatorul. Daca se foloseste varicap cu variatie mare de capacitate (sau se cupleaza prin cond mare) ce duce la variatii de frecventa de sute kHz, si cel mai mic brum sau zgomot duce la modulatia parazita semnificativa a VFO, asa ca trebuie limitat la maxim 10-15kHz. Bucla FLL corecteaza doar variatiile pe termen lung ale frecventei datorate derivei termice, nu poate compensa zgomotul/brumul pe intrarea de control, asa ca trebuie stabilizare&filtrare excelenta.

 

Inainte de a trece la soft trebuie verificat ca oscilatorul liber nu este foarte instabil adica nu fuge cu mai mult de 1-2, maxim 5kHz/ora. Altfel e posibil ca stabilizatorul de VFO sa nu il poata stabiliza pentru prea mult timp - pana iese din domeniul de control al varicapului.

[Blacksmith]

Da, ceva in genul ala.

 

Am facut VFO-ul si merge binisor.

 

Iar aici este cam ce as vrea sa fac :

[Yo4You]

Te strofoci degeaba ajungi la concluzia ca cel mai bine bagi banii intr-un DDS cu AD9850 AD9851 cum dealtfel am procedat eu , mi-am procurat ceva piese mai stau pe dreapta cand le am pe toate ma apuc de treaba.Sa vezi cand i pui varicapul o ia razna oscilatorul asta am patit-o eu reglajul brut de frecventa il faceam din BB139 .

[Vizitator yo8can]

Da, ceva in genul ala.

 

Am facut VFO-ul si merge binisor.

 

Iar aici este cam ce as vrea sa fac :

Referitor la "schema bloc":

1. Circuitul L-C al VFO-ului va trebui sa fie comutat odata cu banda (cu relee de exemplu), pentru cele 9 benzi de HF vor fi suficiente 6 circuite L-C (trei din ele se pot folosesi la cate 2 benzi, schimband relatia de mxare.). Asa am facut la un transceiver in lucru (emisia nu e finalzata) si merge bine, voi posta schema (trebuie s-o pregatesc intai). Aceasta deoarece daca ai varia foarte mult numai capacitatea de acord (cu o "baterie" de varicapuri), sa acoperi mai multi MHz cu o bobina se modifica Q-ul la circuitul oscilant si variaza mult amplitudinea si ar trebui AGC, care ar fi o alta complicatie. Inductantele la bobine trebuie (si sunt la A-412) astfel alese incat sa realizeze (prin Q) in final la iesirea VFO un semnal acceptabil de constant, intre 5 si 21MHz, cat e nevoie pt. a acoperi 1,8-29,7MHz folosind IF aprox 9MHz. In plus, ca sa fie un semnal cat mai curat, "aportul" reglajului electronic la realizarea frecventei trebuie sa fie minim, sa zicem cel mult cat este span-ul unei benzi de radioamator HF, restul sa fie "fixat" prin elemente stabile, ca circuite fixie (L-C) comutate prin relee, de exemplu. Deci in plus PIC-ul ar trebui sa aiba iesiri pentru actionarea a 6 relee, dar ce te faci cu front-end-ul unde ai de comutat 9? asa ca ar trebui sa aibe 9 iesiri de "validare benzi", din care vor fi comandate si cele 6 relee ale VFO.

2. Propun ca PWM-ul sa nu fie altceva decat un inlocuitor al unui potentiometru multitura, care rotit manual (prin encoder) sa realizeze prin "bateria" de varicapuri numai acordul in interiorul unei benzi, selectata ca la pct 1. de mai sus. Printr-un meniu soft, encoderul ar putea sa fie si elementul de reglaj RIT, fin pe cel mult +/- 1 maxim 2kHz in jurul frecventei prestabilite, activ numai la Rx (nu Tx, pe emisie FLL-ul sa tarasca oscilatorul inapoi si viceversa, dupa comutarea t-r). Un Tactswitch ar putea activa/ dezactiva RIT-ul prin softul care trebuie facut (de cine stie cum...not by me!, hi.).

3. Comutarea celor 9 benzi ar "consuma" 9 porturi de microcontroler, sau 4 daca am folosi dupa PIC un decedor (ca 4028 plus tranzistoare driver pentru bobinele releelor). Mult mai simplu mi se pare a face aceasta comutare nu cu PIC-ul ci cu un comutator rotativ cu 1 galet, cu cursorul la 12 V si de pe contactele fixa ar apare "bus-ul" de 9 linii de alegere benzi.

4. Fll-ul ar putea fi implementat printr-un algoritm ca cel al lui OH6CJ nu l-am facut) are si o functie "freeze" sau cam asa ceva, care s-ar putea folosi pentru RIT ma gandesc, imi place ca are un filtru cu integrator care curata bine semnalul. La FLL-ul meu am folosit integrator cu BM108 si merge bine, nu moduleaza deloc oscilatorul.

5. Cel mai important aspect: Proiecte performante si scumpe exista PLL-uri, DDS-uri etc.) . Asta daca nu va fi si simplu, "irezistibil" de simplu si ieftin, se departeaza de tinta.

[Eugenn]

Dupa cum am mai zis nu e bine sa controlezi din PWM un domeniu mare de frecventa - sute kHz, ex 300kHz.Rezolutia obtinuta o sa fie 300kHz/(2^n), n fiind nr de biti, rezolutia PWM. Cu PWM pe 10 biti rezulta rezolutie aprox 300Hz. Am incercat eu acum cativa ani cu PWM pe 16biti, cu uC AVR. Dar la PWM cu rezolutie mare, frecventa semnalului PWM o sa fie mica. Cu un uC clock la 11.0592MHz, PWM pe 16biti, rezulta Fpwm=11.0592M/65536=169Hz! PWM trebuie filtrat suficient cu FTJ, ca sa ramana doar componenta continua, altfel va modula FM VFO-ul.Acum trebuie vazut cat de bine trebuie filtrat. Sa zicem ca acceptam ca semnalul PWM pe 169Hz sa produca o deviatie de maxim 5Hz asupra VFO. Compromisul e ca trebuie aleasa o frecventa de taiere a FTJ cat mai mare, daca e mica rezulta timp de stabilizare pe frecv mare.5V......300kHzx........5HzRezulta ca amplitudinea maxima la 169Hz dupa filtrare este 83uV !!!PWM nefiltrat cu factor de umplere 50%: are componenta continua 2.5V + semnal 169Hz de 2.5V + multe armonice nesemnificative.Atenuarea FTJ trebuie sa fie > 20log(2.5V/83uV)=90dB.Filtrele simple RC au atenuare 20dB/decada, punem 3 in cascada cu valori 10xR ca sa nu se influenteze, rezulta ~60dB/decada. Frecv taiere: 169/(10^(90/60))=169/31=5.5Hz, foarte mica, rezulta timp mare de stabilizare pe frecventa dorita. Trebuie avut in vedere si ca timpul necesar pentru a masura cu uC frecventa cu precizie de 1Hz e de 1s si stabilizarea pe frecventa dorita se face dupa mai multi pasi de corectie, deci dupa cateva masuratori. S-ar putea masura in prima faza cu precizie de 1kHz, corectata valoarea PWM, apoi cu precizie de 100Hz, etc pana sa ajunge unde trebuie. Sau alte metode de control mai ciudate.Am incercat cu 2 PWM pentru reglaj fin si brut, dar nu mergea prea bine. Dura aprox 3-5 secunde pentru a se duce pe frecventa si daca ascultam VFO intr-un receptor se auzea fluieratul de la modulatia parazita de PWM, deci nu era bine filtrat. Probabil trebuie filtru cu operationale - se complica. Eu am incercat doar pentru 80m si 20m, pentru mai multe benzi se complica treaba, partea de corectie a programului tb sa tina cont de banda etc. Mai bine clasic, doar stabilizator de VFO.

[Blacksmith]

Din pacate asa e .... Orice metoda de control digitala va crea niste pasi :smt005 Ma gindeam la un potentiometru digital dar si acolo tot beleaua asta e.

[Vizitator yo8can]

Din pacate asa e .... Orice metoda de control digitala va crea niste pasi :smt005 Ma gindeam la un potentiometru digital dar si acolo tot beleaua asta e.

Daca vom pretinde acestui proiect performante de "first class rig" , evident ca nu se vor putea realiza, pentru asta exista deja proiecte, care fie ca sunt mai complexe, greu de facat, fie ca necesita niste componente care pentru majoritatea celor din YO sunt foarte greu de procurat, ca de exemplu circuitele DDS. E o problema locala, de care de exemplu cei care circula frecvent in afara tarii nu o intampina. In 48 ore de la o comanda pot primi plicul cu AD-uri. Eu unul nu cred ca nici in urmatorii ani componentele Analog Devices sau eventual altele de "talia" lor sa devina mai accesibile si pentru radioamatorul "de rand" de aici, care nu prea circula in strainatate si nici nu vrea sa apeleze la fostii "vecini " mutati in Canada de exemplu si doreste sa obtina satisfactii din constructiile proprii, fara ca pentru aceasta sa depinda de niste componente devenite "problema". Pe de alta parte, cred ca nu sunt singurul care de multe ori am simtit nevoia unui aparat pe care sa nu-mi para rau sa-l scot din casa si sa merg cu el in natura, fara sa ma supar daca l-a plouat putin sau a s-a zgariat de o greanga, adica ceva ieftin, reproductibil, dar nu de proasta calitate sub aspectele care conteaza real si efectiv in traficul "de placere". Pentru performante maxime, folosim rig-ul de acasa. Oscilatorul local la orice radio realizabil acum (chiar SDR) este o componenta cheie; o solutie "curata" ieftina si accesibila oricui construieste este FLL-ul. Ce avem pana acum, testat si care merge bine, la categoria "ieftin"? VFO-ul analogic cu acord prin C.V. sau electronic prin potentiometru multitura, stabilizat FLL. Acesta, la cele 10 ture are si scala liniara cu 1000 gradatii, dar nu suporta multe manevre, se uzeaza mecanic. In plus, un encoder a devenit accesibil si la cca.5 RON (vezi oferta Comet de exemplu), cu 20 sau 25 de "detente" pe tura.Revenind la subiect, da, orice sistem digital lucreaza in "pasi" adica cu variatii discrete, dar in cazul acordului frecventei depinde de marimea acestor pasi. In cazul ipotetic al acordului prin PWM cu un PIC16F62X (un uC de tot 5 RON) , la care rezolutia la PWM este de 10biti (1024 valori discrete), pe un ecart de 500kHz ar rezulta un pas de acord de 500Hz, la un clock de 4MHz frecventa "pulsurilor" din care trebuie sa rezulte semnalul curat de c.c. de acord, ar fi de cca. 4kHz care cu un filtru activ se poate netezi bine. Un operational bun de cativa RON cu 4 AO in el in afara de PIC nu gasasc ca ar incarca proiectul. Acordul fin in limitele celor 500Hz se poate face cu un circuit extrem de simplu, folosind chiar filtrul activ (integraturul de la FLL, vezi proiectul OH6CJ), folosind 2 tactswitc-uri, inseriate cu cate o rezistenta unul conectat la V+ si altul la masa, celelalte terminale unite si conectate la intrarea integratorului (analogic). Lucreaza ca o pompa de sarcina care pe timpul apasarii unui TS are ca efect "translarea" continua a tensiunii de iesire a AO integrator, lin spre + sau -(cu viteza dependenta de rezistenta fixa inseriata), permitand acordul la pasul dat de fll (zeci Hz) . Acest sistem il folosesc eu la si merge foarte bine, desi FLL-ul meu este clasic. Parerea mea personala este ca a parcurge benzile in pasi de 500Hz nu e nici un inconvenient major la proiectul in cauza. Cine are DDS la transceiver sa incerce sa seteze pasul de acord la 1kHz, nu se pierde nimic, doar ca nu se poate realiza acordul exact pe corespondent, daca banda filtrului nu e mai mica de 2kHz, de exemplu. Schimbi apoi pasul la 10Hz si te acordezi exact. Aici nu ai avea ce schimba: dupa ce ai gasit ceva, apesi unul din cele 2 TS si te acorzi exact, te ajuta si scala. Transceiverele industriale au implementata aceasta functie cu "clarifier"-ul. Problema pe care mi-o pun eu este despre stabilitatea semnalului obtint prin PWM, daca variaza in timp ar face irealizabila solutia. Dar aici niste artificii soft ar putea fi o solutie...Nu e simplu dar important este sa rezulte in final ceva simplu de facut si acceptabil pentru ceva ieftin. In caz contrar ma gandesc la PLL implementat cu altceva decat MC145170 & PIC ceva utilizat la electrocasnice, ieftin si accesibil...YO3HCV a realizat in anii trecuti un PLL pentru VHF cu un integrat LC...accesibil de la Conexelectronic; Mai este si pe site-ul lui YU1LM un PLL facut de un radioamator rus cu un integrat LM7000, dar aici pasul de acord e mare deoarece acordul in limitele benzii cartelei de sunet ( de ex.48kHz) se face SDR, nu din sinteza. Fizic indiferent de PLL cu numai 1 bucla pasul de acord minim e cam 1kHz, la nivel de 100Hz sau mai mic trebuie un sistem cu DAC care sa actioneze un VXO si tot e complicat...La acest proiect daca nu vom sti sa discriminam intre aspectele intr-adevar importante si cele neimportante, nu vom putea realiza nimic, ne vom pierde in detalii care in practica s-ar putea sa nu fie realmente importante pentri ceva ieftin, dar nu si prost...

[Eugenn]

Ideea cu potentiometre digitale e buna, pentru ca se elimina zgomotul dat de PWM, nu mai trebuie filtrare, potentiometrul odata fixat pe o valoare da o tensiune constanta pe iesire.Mai se gasesc DAC-uri pe 10-12biti comandate de uC pe interfata I2C (1-3$/bucata). Daca se insumeaza ponderat iesirile de la 2 DAC-uri rezulta o rezolutie de 20-24biti, suficient.

[MiniTehnicus]

Varianta cea mai simpla si usor de realizat, oscilatorul foloseste condensator variabil cu PLL realizat cu cateva MMC-uri si afisaj digital.Transceiver realizat, pentru cei ce vor sa studieze aparatul ne intalnim la simpo 2008.Acolo se pot pune intrebari constructorului. Nu este proiectul meu, dar pana atunci o sa-mi parvina si documentatia dupa care o sa fie disponibila si in format electronic.

[BodoRF]

Am construit un VFO stabilizat FLL in ecartul 4,7-5.2Mhz.Stabilitatea este f buna.Ascultand armonica a 3-a intr-un RX SSB, se simte un zgomot aleatoriu(niste pocnituri aleatorii).In acelasi timp apare si efectul modulatiei de frecventa combinata cu salturi de amplitudine(mai ales pe flancurile laterale ale purtatoarei).Am deconectat stabilizatorul FLL dar zgomotul tot apare.Mentionez ca oscilatorul este realizat cu FET.Este corect bufferat.Am pus diverse tranzistoare ex 2sk241, BF256, BF245, BFW10.Orice as pune zgomotul nu dispare complet.Am folosit cond. mica, styroflex si rezistente cu pelicula.Tensiunea de alimentare este dublu stabilizata si filtrata, ecranare f buna.Stiu ca acest tip de zgomot provine din jonctiunea tranzistorului.Cu acest oscilator vreau sa construiesc un VFX pt un transceiver in 10m.In ce masura va afecta acest zgomot performantele viitorului RX si ce pot sa fac pt micsorarea lui?

[Eugenn]

- Daca este inclus si un frecventmetru, e posibil sa apara perturbatii de la circuitul afisajului, mai ales daca e cu LEDuri - tipul zgomotului depinde de frecventa de aprindere a cifrelor - trebuie bine separate traseele de masa si alimentare. La afisaj LCD alfanumeric apare un bazait.Mai apare un zgomot la unele frecvenmetre (sau FLL + fmetru) bazate pe PIC (gen OM3CPH) ce au intrarea pritr-o rezistenta legata la 2 pini si la care activarea/dezactivarea numararii se face prin trecerea unui pin in iesire pe 0 - dezactivare sau stare de inalta impedanta - activare - se aud ca pocnituri - trebuie adaugat un buffer/separator bun.- conectarea si polarizarea varicapului, sa nu apara zgomote prin vreun traseu de polarizare, prin masa.- cond de intrare in FET sa fie cativa pF, rezistenta din G ~100k.

[BodoRF]

Eugenn multumesc pt raspuns! Intre timp am rezolvat problema prin micsorarea curentului prin FET.Acum este de aprox 0,75mA.Am micsorat si rezistenta G-S.Era de 2M.Am coborat-o la 100K.Zgomotul aparea si fara frecventmetru.Asa cum ai spus si tu, la FLL OH6CJ trebuie adaugat un etaj separator pe intrare."Bataile" de numarare vor disparea.Urmeaza VFX-ul, sunt curios ce probleme vor mai aparea :partyman:

[Vizitator]

Dar de ce neaparat comanda VCO cu PWM? Vechile DAC-uri R-2R de 10 si 12 biti care uneori s-au gasit prin YO in versiuni rusesti la preturi derizorii (familia K572PAx) nu sunt bune? Imi amintesc ca intr-o revista Radio a fost publicat mai demult un sistem de acord (deci simplu sistem de acord, o sursa de tensiune comandata, fara FLL/PLL, cu functia de potentiometru de rezolutie mare) la care comanda VCO se facea dintr-un DAC de rezolutie mare construit din 2 DAC-uri R-2R pe 10 biti K572PA1/AD7520 + sumare/ponderare cu AO (toata comanda lor se facea... H/W cu encoder optic si numaratoare U/D discrete). Desigur, este mai complicat dpdv H/W...In al doilea rand, chiar daca cel de mai sus este un sistem de reglaj automat FLL bazat pe S/W, acesta pune exact aceleasi probleme de stabilitate, viteza si caracteristica de raspuns tranzitoriu, largime de banda in bucla inchisa, etc. ca si orice alt sistem de reglaj automat... iar existenta a 2 bucle de reglaj separate nu simplifica deloc abordarea acestor probleme si mai ales optimizarea, singurul aspect pozitiv fiind dat de avantajul posibil al "reglajelor" prin S/W; vad ca o problema potentiala timpul de raspuns global, viteza maxima de masura a frecventmetrului S/W. Cum ramane cu eventualele probleme externe, mecanice (socuri/vibratii) ce pot influenta VCO-ul, putin probabil ca sistemul rezultat sa le poata compensa, dar problema este alta: cum va raspunde sistemul S/W la actiunea lor?Tinand cont ca practic se ajunge la aceeasi rezolutie (0,5... 1 kHz) la care inca poate fi utilizat cu rezultate "cu fata umana" chiar si un simplu PLL integrat...Pana la urma, merita banii si efortul un DDS si/sau PLL, chiar daca nu se gaseste la primul magazin de pe colt si nu costa doar 1 leu, dar se poate procura, nu?! De fapt, nu componentele in sine mai sunt problema azi, ci suma totala costuri componente din magazine + efort + timp cheltuit + incertitudinea rezultatelor finale de ansamblu ale viitorului trx, care astfel face ca un IC-706 (MkI) la 450$ in SUA sau un IC-735 la 300 sa fie mult mai atractiv decat un trx multiband simplu HM, iar un TS850SAT mai atractiv decat un CDG2000 + final 100W + AT, si asta s-ar intampla chiar si daca pretul pentru un AD9850 ar fi zero... altfel doar componenta "pasiune + satisfactie" mai poate rasturna balanta si permite din fericire existenta unor astfel de topicuri...

[Blacksmith]

Primul test al FLL-ului meu : http://www.youtube.com/watch?v=YOqNFKj8wm8

Oscilatorul este in aer, pe masa si este influentat de orice.

Frecventa stabilita este 10.463.300 Hz. FLL-ul stabilizeaza la +/- 20Hz.

Chiar daca apropii mina de bobina si se modifica mai mult frecventa revine imediat la loc. :smt033

 

Poza e facuta inainte sa adaug varicap-urile la oscilator. Le-am desenat cu albastru sa se inteleaga.