Предлагаемое устройство предназначено для использования в синтезаторах частоты радиоприёмников и других устройствах с электронной настройкой. Устройство имеет память, позволяющую запомнить сто значений цифрового кода и сохранить информацию при отключении питания.
Для улучшения сервисных возможностей радиолюбители снабжают свои радиоприёмники синтезаторами частоты. Анализ схем, опубликованных в различных изданиях, показывает, что наилучшим сервисом при минимальном числе микросхем обладают устройства, построенные на микроконтроллерах и специализированных микросхемах.
Однако программирование микроконтроллеров - непростое дело. Не многие радиолюбители могут правильно составить алгоритм и написать программу. Поэтому представляют интерес попытки построить синтезаторы частоты на логических микросхемах без использования микроконтроллеров. Как правило, все они работают под уп
равлением цифрового формирователя кода, например, с кнопочным управлением, описанного в статье [1]. К сожалению, подобное устройство, несмотря на сложность, приходится настраивать при каждом включении питания приёмника, так как оно не запоминает ни одной настройки на радиостанцию, в отличие от конденсатора переменной ёмкости (КПЕ) или блока переменных резисторов.
Совершенно другая ситуация получается, если "научить" формирователь запоминать сделанные настройки. Для этого надо дополнить его блоком памяти. Описание именно такого устройства представлено в статье. Формирователь может запоминать до ста цифровых кодов частоты, имеет кнопочную настройку. Записанные коды можно переписывать из одной ячейки памяти в другую. При наличии хотя бы одной свободной ячейки можно поменять местами
содержимое любых ячеек. Формирователь собран на широко распространённых и недорогих микросхемах и почти не требует налаживания.
Схема предлагаемого устройства показана на рисунке. Оно состоит из нескольких функциональных блоков, построенных по типовым схемам: блок выбора номера канала настройки, блок памяти, блок управления и собственно формирователь двоичного кода.
Блок выбора номера канала настройки собран на микросхеме DD1, содержащей два двоичных четырёхразрядных счётчика. Один из них (DD1.1) служит для выбора единиц, а второй (DD1.2) - десятков номера канала настройки. Рассмотрим работу счётчика DD1.1. При включении питания импульс зарядного тока конденсатора С8 создаёт на резисторе R5 импульс напряжения, обнуляющий счётчик. Нажатие на кнопку SB1 увеличивает состояние счётчика на единицу. Конденсатор С6 подавляет импульсы дребезга контактов этой кнопки. При достижении состояния "10" через резисторы R9 и R10 течёт ток, который создаёт на R5 напряжение, обнуляющее счётчик. Счётчик DD1.2 работает аналогично. Нажатие на кнопку SB2 увеличивает его состояние на единицу. Элементы С7, С9, R6, R11, R12 выполняют те же функции, что и С6, С8, R5, R9, R10.
Выбор осуществляется раздельно для десятков (кнопкой SB2) и единиц (кнопкой SB1) номера канала. При большом числе каналов такой вариант более предпочтителен, чем последовательный перебор от 00 до 99. Номер канала настройки показывает блок индикации на микросхемах DD3 и DD4 и индикаторах HG1 и HG2, включённых по типовой схеме.
С выходов счётчиков DD1.1 и DD1.2 сигналы подаются на адресные входы микросхем памяти DS1 и DS2 блока ОЗУ В режиме чтения информации 12-разрядный двоичный сигнал с шины данных ОЗУ (D0-D7 DS1 и D0-D3 DS2) подаётся на входы формирователя кода. В режиме записи на эту же шину подаются сигналы с выходов формирователя через резисторы R22-R33, предотвращающие конфликт. Сопротивление этих резисторов выбрано достаточно большим, чтобы не перегружать счётчики в режиме счёта, и в то же время достаточно малым, чтобы осуществить запись в ячейки ОЗУ.
Формирователь кода - 12-разрядный двоичный реверсивный счётчик, собран на трёх микросхемах четырёхразрядных счётчиков DD5-DD7 К561ИЕ11, описанных в статье [2]. Входы R (установки нуля) этих микросхем соединены, в результате чего образован вход R 12-разрядного счётчика. Аналогично соединены входы U, C и S. При работе формирователя в режиме приёма данных счётчик работает в режиме предварительной установки. На его установочные входы (D1, D2, D4, D8 микросхем DD5-DD7) подаётся код одной из ячеек ОЗУ, работающего в режиме чтения информации, при этом сигнал на выходе счётчика устанавливается равным сигналу на его входе. В этом случае сигналы других входов (кроме входа R) на
его состояние не влияют. Вход R используется для принудительного обнуления счётчика в режиме настройки с помощью кнопки SB8.
При переходе формирователя в режим настройки счётчик переключается в режим счёта импульсов подачей низкого уровня на его вход S. В этом случае на выходе остаётся код того числа, которое было до переключения, и если он не был обнулён кнопкой SB8, отсчёт импульсов начнётся именно с этого числа. Состояние выходов ОЗУ при этом на его работу не влияет. Уровень сигнала на входе U определяет режим счёта: высокий - сложение (последовательное увеличение кода на единицу с каждым импульсом на счётном входе C), низкий - вычитание (последовательное уменьшение кода). Двенадцать двоичных разрядов обеспечивают шаг настройки 1/4096 ширины диапазона, что вполне достаточно для точной настройки приёмника.
Требуемые режимы работы формирователя и ОЗУ обеспечивает блок управления, собранный на микросхеме DD2. На элементе DD2.1 выполнен генератор импульсов для счётчиков. Управляют им с помощью кнопок SB3 "-" и SB4 "+". Цепи R3C4 и R4C5 подавляют импульсы дребезга контактов кнопок. Работа кнопок одинакова, но при нажатии на SB4 дополнительно подаётся высокий уровень на входы U счётчиков DD5-DD7. При кратковременных (не более 0,3 с) нажатиях на эти кнопки генератор не работает, но на его выходе всё же появляются импульсы с частотой нажатий. При удержании кнопок нажатыми генератор работает с частотой около 1 Гц, которую устанавливают подбором резистора R8. Разумеется, такая частота слишком мала для сканирования диапазона, поэтому введена кнопка SB5, подключающая параллельно резистору R8 резистор R7, в результате чего частота генерации увеличивается в несколько раз.
На элементах DD2.3 и DD2.4 собран триггер управления формирователем. Работает он так: пока формирователь находится в режиме приёма данных и не была нажата кнопка SB3 или SB4, конденсатор С11 разряжен, на выходе DD2.3 - высокий уровень, счётчики DD5-DD7 работают в режиме предварительной установки. При нажатии на кнопку SB3 конденсатор С11 заряжается через диод VD4, а при нажатии на SB4 - ещё через диод VD3, триггер переключается и переводит эти счётчики в режим счёта импульсов, что индицирует светодиод HL1.
Первое кратковременное нажатие на кнопку SB3 или SB4 приводит только к переключению триггера, а код на выходе счётчика не изменяется, пока на вход С не придёт нарастающий перепад напряжения. Каждое следующее нажатие на кнопоки SB3 и SB4, а также их удержание, приводит к изменению кода. В таком режиме триггер находится до тех пор, пока не будет нажата SB7 "Назад" или длительно кнопка SB6 "Запись". При кратковременном нажатии на кнопку SB6 код с выходов счётчика будет записан в ячейку памяти, но триггер останется в режиме настройки.
Для хранения информации применено энергозависимое ОЗУ, поэтому необходим внутренний источник питания, в качестве которого используется батарея GB1. Поскольку этот источник маломощный, а микросхемы памяти в активном режиме потребляют довольно большой ток, необходимо при выключении питания как можно быстрее перевести ОЗУ в режим хранения информации. Эту функцию выполняют транзистор VT1 и стабилитрон VD6. Как только напряжение питания снижается до 4,5 В, транзистор закрывается, на входе СЕ ОЗУ (выводы 18 микросхем DS1 и DS2) появляется высокий уровень и оно переходит в режим хранения информации. Развязку внутреннего и внешнего источников питания осуществляют диоды VD1 и VD2.
В формирователе использованы резисторы МЛТ, оксидные конденсаторы импортные фирмы NOVA. Конденсатор С13 должен быть с возможно меньшим током утечки. Серьёзное внимание следует уделить выбору микросхем памяти: по потребляемому току в режиме хранения информации и минимальному напряжению, при котором обеспечивается её сохранность. Чем меньше значения этих параметров, тем лучше. Неплохие результаты были получены с микросхемами, выпаянными из печатных плат устаревших ПК (Ет51М256А-15Р фирмы EtronTech) и отслуживших свой срок накопителей на жёстких магнитных дисках (W24257-A16 фирмы Winbond). Разумеется, можно применить и EEPROM, также устанавливаемые во многих моделях ПК. Главное требование к светодиоду HL1 - достаточная яркость при токе около 0,6 мА.
Налаживание формирователя заключается в подборе резисторов R7, R8 генератора и резистора R15, определяющего время перехода триггера в режим приёма данных при нажатии на кнопку SB6. Если счётчик DD1.1 не переходит автоматически в состояние "0" из состояния "10", подбирают резистор R5. В аналогичном случае для счётчика DD1.2 подбирают резистор R6.
Рассмотрим процесс настройки формирователя и записи кода в память, например, в ячейку с адресом 00. Сначала следует кратковременно нажать на кнопку SB3 или SB4. При этом формирователь автоматически перейдёт в режим настройки, о чём свидетельствует свечение светодиода HL1. Затем надо обнулить счётчик DD5- DD7 нажатием на SB8. Далее кнопками SB3-SB5 настраивают приёмник на первую станцию диапазона. Если нужно настроить и остальные каналы, следует, кратковременно нажав на кнопку SB6, записать полученный код в ячейку. Затем выбрать следующую ячейку (01) и записать в неё код следующей станции. Если запись следующей ячейки не требуется, кнопку SB6 нужно удерживать до гашения светодиода HL1.
Настройку на другие станции необязательно начинать с обнуления счётчиков: если уже есть записанный код, дальнейшую настройку продолжают с него. Аналогично можно оперативно изменять уже имеющиеся настройки. Если нужно вернуться в режим приёма, не записывая новое значение кода, следует нажать на кнопку SB7 "Назад".
Переписать значение кода из одной ячейки в другую (например, из ячейки 22 в 88) можно следующим образом: сначала в режиме приёма кнопками SB1 и SB2 набрать номер 22. Затем кратковременно нажать на SB3 или SB4. Далее набрать число 88 и удерживать кнопку SB6 до гашения светодиода HL1. Таким же способом можно поменять местами данные любых двух ячеек (например, 33 и 55), используя любую свободную ячейку (например, 99) в качестве буфера обмена. Сначала нужно из ячейки 33 записать данные в 99, затем из ячейки 55 записать данные в 33, а данные из ячейки 99 записать в 55.
Литература
1. Озолин М. Формирователь цифрового кода с кнопочным управлением. - Радио, 2006, №11,с. 39.
2. Алексеев С. Применение микросхем серии К561. - Радио, 1986, № 12, с. 42-46.
Автор: Е. Герасимов, станица Выселки Краснодарского края