Цифровая шкала алматинская ЦШ – А13

ЦИФРОВАЯ ШКАЛА АЛМАТИНСКАЯ ЦШ – А13

По просьбе своего старинного друга, который до сих пор работает на “Я строю КВ радиостанцию” UA1FA, написал прошивку по мотивам «ЦШ макеевская»

Первоначально хотел сделать цифровую шкалу ничем не отличающуюся от макеевской, но, по мере написания, появились отличия. Основное отличие заключается в том, что кроме измерения частот 3 (2 или 1) гетеродинов, появилась возможность связать шкалу с компьютером по протоколу САТ YAESU FT847 (FT857, FT897) при скорости обмена 4800 Бод. Обмен идет по частоте и моде. Сейчас трудно себе представить оператора без аппаратного журнала в компьютере. А если в ручную следить за бендом и модой можно и забыть, где провел последние связи. Связь с компьютером осуществляется через последовательный порт COM прямым кабелем.

САТ интерфейс проверен в следующих программах:

MixW2 N1MM TR4W WriteLog MMSSTY MMTTY OmniRig (в программах, где используется OmniRig для связи)

Для лучшего взаимопонимания ЦШ и программы ведения Лога необходимо выставить в OmniRig

Polling int = 500 ms

TimeOut=300ms (см рисунок)

в MMTTY (MMSSTY) Polling следует выставить

равный 1 сек.

Во всех остальных программах

используется подключение

по умолчанию

Предусмотрена возможность коррекции частоты ГПД. Так называемая ЦАПЧ.

Петля ЦАПЧ заведена только на вход ГПД. Это вход F1 в прошивке Y1FA.hex и

вход F2 в прошивке Y3DI.hex. Вот это и есть главные отличия от шкалы «макеевская», где ЦАПЧ работает на итоговую, суммарную частоту. Поскольку теперь ЦАПЧ следит только за ГПД и появились две прошивки.

Одна для шкалы, предназначенной для трансиверов по структурной схеме UA1FA.

Другая для трансиверов, построенных по схеме UW3DI. Они очень мало отличаются друг от друга и написаны уже больше для моего полного душевного комфорта.

В прошивке для трансивера по схеме UW3DI убрана возможность записи частот в память, т. е. она всегда работает от 3-х гетеродинов по известной формуле F= КГ+/-(ГПД+500кГц).

В прошивке для трансиверов типа UA1FA есть возможность предварительной записи в память одной (двух частот), либо возможно измерять частоту настройки трансивера по формуле ГПД +/- ПЧ I, или ГПД +/- (ПЧ I +ПЧ II).

Для записи в память ПИКа нужно прицепить три кнопки на ножки Enter, ПЧ -> и ПЧ <- Вход в меню записи в память происходит при нажатой кнопке Enter и подаче питания.

Высветится надпись 1 ОГ (первый опорный гетеродин). Нажав ещё раз Enter высветится частота первого гетеродина заложенная по умолчанию (4.500.00). Манипулируя кнопками ПЧ -> ПЧ <- (добавить, минусовать) корректируем это значение. Границы изменений от 0.000.00 до 9.999.99 Гц. Т. е установка идет с точностью до 10 Герц (при 7 разрядах).

Ещё раз нажав Enter введенное значение запоминается и происходит переход на второй гетеродин. Высвечивается надпись 2 ОГ (второй опорный гетеродин). Повторяя манипуляцию с кнопками ПЧ -> ПЧ <- и нажимая Enter записываем либо нули, либо нужную частоту. Смена цифр идёт по экспоненте, поэтому можно и пролететь за нужную границу, поэтому почаще останавливайтесь, скорость смены цифр снизится до первоначальной.

Границы изменений этого гетеродина от 0.000.00 до 0.999.99 Гц. В принципе можно и не цеплять кнопки, я обходился отверткой и джампером. Но можно и с кнопками, комфортней.

Можно и другим способом записать нужные частоты в память ПИКа.

Для этого, при программировании, в адресном пространстве EEPROM указываем в первых трёх байтах частоту первого гетеродина и во вторых трёх байтах частоту второго гетеродина.

Например, нужно ввести I частоту 4.500.00 кГц. В первые три байта пишем 06 DD D0.

II значение частоты 0.500.00 кГц. Во вторые три байта пишем 00 C3 50 .

Или указываем 00 00 00 при частоте ПЧ равной нулю (отсутствия).

Для работы шкалы от одного источника сигнала (F1) и считывания из памяти заложенных частот, нужно снять джампер с ножки Вх и подать питание. Если Вх закоротить и подать питание, то шкала будет считать с трёх входов, в этом случае счёт независим от значений, записанных в память.

Сложение, или вычитание частот происходит при одетом (снятом) джампере на ножке

+/- платы. Т. е. +1 сложение. 0 на ножке - вычитание.

Переключатель S1 позволяет послать команду ЛОГу какой модой сейчас работает трансивер. Виды команд CW, SSB, AM, FM.

При тестировании шкалы было решено отказаться от программной коррекции опорного кварца ЦШ 4 МГц и перейти на обычный подстроечный переменник типа КПК-М 8/30 пФ

Связано это с тем, что при использовании частоты кварца на 4МГц программно получается слишком грубая подстройка. Переменник даёт намного лучшую точность.

На моей плате ошибка считывания частоты составила 10 Гц при стандартных значениях ёмкостей у кварцевого резонатора (33 пФ) без применения подстроечника. Это при измерении частоты 50 МГц.

Сигналы с гетеродинов подаются на входы F1, F2, F3. Либо только на вход F1. В этом случае остальные входы рекомендуется закоротить.

Чувствительность ЦШ довольно высокая и достаточно бывает подать на вход 10 мВ.

При завышенных напряжениях возможно искажение значения частоты (удвоение).

Индикация производится на 6, или 7 разрядах семисегментных LED с общим катодом.

Т. е. последний знаковый разряд может быть либо сотни Герц, либо десятки Герц. Алгоритм счёта всегда один. Время на такой счет (трех гетеродинов) уходит 0,3 сек. Т. е. смена индикации частоты не происходит мгновенно (это не синтезатор). Был опробован вариант вывода последнего 7 разряда в чётной форме. Как это сделано в шкале RA3AO. Но неустойчивость последнего разряда полностью не устраняется и решено от этого варианта отказаться.

Включение ЦАПЧ производится нажатием на независимую кнопку S2. При срабатывании петли ЦАПЧ загорается светодиод, подключенный параллельно контактам кнопки.

Выключение ЦАПЧ происходит при уходе ГПД за пределы +/- 4 кГц.

ЦАПЧ удерживает частоту с точностью ΔF равной цене младшего разряда основного счетчика. А ширина полосы удержания 10 битного ЦАПЧ будет 1024 *ΔF. В данной ЦШ цена младшего разряда 10 Гц. Т. е. точность удержания ЦАПЧ будет 10 Гц при полосе 10240 Гц. Или +/- 5120 Гц. Для работы варикапа в оптимальном режиме эта граница программно заужена до +/- 4000 Гц (0,8V – 4,8V).

Петля ЦАПЧ способна удерживать выбег частоты с шагом в 10 Гц до +/- 4 кГц, при нестабильности генератора до 30 Гц/сек. Затем происходит разрыв петли удержания (светодиод гаснет) и возврат напряжения на варикапе в среднее значение.

При нулевом выбеге ГПД, или выключенном ЦАПЧ напряжение на варикапе всегда 2.7 Вольта. Для правильной работы петли ЦАПЧ необходимо управляемый варикап подключить так к основному контуру, чтобы при подаче напряжений от 0 до +5V обеспечивалось перекрытие 10 – 20 кГц. Чем ближе это значение к 10240 Гц, тем лучше. В этом случае выходной сигнал будет иметь более устойчивую частоту. Хотя нужно отметить, что применение ЦАПЧ всё равно не даст возможность комфортно работать такими видами как PSK. Девиация частоты +/- 10 Гц сохранится. Что совершенно не будет мешать на CW, SSB, RTTY. Это при работе с ЦАПЧ.

Имейте это в виду при повторении ЦШ.

Вид сигнала ШИМ на ножке RB3 0.8V и ШИМ при 4.8 V

Частота ШИМ 4 кГц

Печатная плата и схема общие для обоих вариантов. Правда для варианта UW3DI она обладает небольшой избыточностью, лишние резисторы, разъёмы…

Но, кто знает, вдруг пригодится.

Конструктивно шкала состоит из двух плат.

Материнской, где собрана основная часть с ПИК контроллером.

И плата индикации, которая может быть на 6, или 7 разрядов.

Соединение плат при помощи 5 ножек разъёма. LED индикаторы мною тоже установлены в цанговые разъёмы от кроваток для МС. Удобнее и паять и монтировать плату.

Поскольку плата изготавливалась в домашних условиях, переходные отверстия не металлизированные, переход сделан кусочком проволоки. В качестве панели под ПИК применена панель с цанговыми ножками. Последняя позволяет паять ножки с двух сторон.

Прошивки:

Y1FA.hex для трансиверов структуры UA1FA

по алгоритму счёта F= ГПД +/- (ПЧ I +ПЧ II)

размер прошивки 1152 слово

Y3DI.hex для трансиверов структуры UW3DI

по алгоритму счёта F= КГ+/-(ГПД+500кГц)

размер прошивки 724 слова

Слово конфигурации ПИКа для обоих вариантов 3F45 или (2145)

или

XT_OSC /среднечастотный кристалл

WDT_ON /watch dog включён

MCLRE_OFF /используется внутренний сброс

PWRTE_ON /таймер при включении питания включён

CP_OFF /защита кода программы выкл

LVP_OFF /низковольное программирование выкл

DATA_CP_OFF /защита EEPROM выкл

BODEN_ON /разрешён сброс по снижению питания

73! Евгений UN7GCE

Almaty 2013