Сергей, RW3XA. Март 2008, август 2009. Добавлена схема доработки Band_Data
При использовании усилителей мощности, необходимо применять специальные устройства формирования временнОй последовательности - секвенсеры (time sequencer), обеспечивающие определенную последовательность срабатывания коммутационных реле для исключения передачи сигнала во время неустойчивого механического состояния реле при переключении, что может вызвать негативные последствия для аппаратуры. Т.к. на УКВ часто применяются предусилители (LNA) подключаемые c помощью реле в разрыве фидера антенны, то проблема корректной коммутации становится особенно актуальной. Эта тема не нова и в Интернете представлено достаточно много схем: DL4MEA OZ2M W6PQL G3SEK W5UN PC5M S55HH OK1VPZ VE2ZAZ DL4MUP OK1DFC DEMI W1GHZ KC0IYT W2DRZ EA1ABZ GW4DGU G4FRE IW1AU&IZ1BCH В данном случае, хочу предложить вашему вниманию свою реализацию трех-диапазонного секвенсера, надеюсь она пригодится или как вариант для повторения или как еще один материал для обсуждения по теме. Задача: требуется обеспечить корректную коммутацию многодиапазонного рабочего места с одним трансивером и несколькими PA и LNA, антенны расположены на одной мачте, т.е. обстановка команды UA3XAC в УКВ соревнованиях «Полевой День». Предлагаемая в Интернете схемотехника недостаточно функциональна для решения поставленной задачи или требует существенных модификаций для привязки к имеющейся схемотехнике PA, LNA и используемых реле. В общем, напрямую ничего подходящего не нашлось, а посему, если переделывать, так лучше все «с нуля», но при этом можно сделать именно то, что требуется, благо микроконтроллер AVR «под руками». Итак, что получилось. Ядро логики собрано на RISC-микроконтроллере Atmel AVR AT90S2313, который по определенному алгоритму и с заданными задержками управляет ключами, а ключи коммутируют три PA, три LNA и трансивер. Микроконтроллер управляется педалью, а также диапазонными сигналами от трансивера Yaesu FT-736R. Ключи работают по принципу «активного нуля», а управление LNA происходит через ключи коммутирующие напряжения +25VRX и -20VTX, т.е. источники питания антенных реле и LNA находятся здесь же, в севенсере. Обобщенная блок-схема коммутации и принципиальная схемы изображены на рис.1 и 2:
Рис. 1. Блок-схема секвенсера.
Реле коммутации LNA находятся в сработанном состоянии при приеме, а при передаче в обесточенном, соответственно, в случае проблем с коммутацией, эти реле будут в обесточенном состоянии и обеспечат коммутацию антенны в обход LNA. Такой вариант более безопасен, чем срабатывание реле LNA в режиме передачи. Выбор секвенсером диапазона коммутации, т.е. соответствующего PA и LNA, происходит автоматически в соответствии с диапазоном, выбранным на трансивере.
Рис. 2. Принципиальная схема секвенсера.
Для упрощения конструкции выбрано потенциальное управление диапазоном на одной из трех управляющих линий интерфейса. «0» на линии означает выбранный диапазон, такой вариант более универсален. И, тем более, что в FT-736R и других трансиверах подобное управление уже существует, правда только при передаче. В FT-736R для управления сигналами диапазонов в режиме приема потребовалась небольшая
доработка, которая сделана на отдельной макетной плате напрямую соединенной с разъемом STBY (Band Data). Подробные схемы трансивера приведены в
сервисном описании FT-736R. В результате доработки, секвенсер автоматически следит за диапазоном трансивера, т.е. при приеме включает только соответствующий LNA, а при передаче - PA.
Временная диаграмма работы секвенсера приведена на рис.3:
Рис. 3. Временная диаграмма.
- после нажатия педали (переход в режим TX):
|
1TX
|
отключается ключ LNA и в пределах задержки Δt отключаются реле LNA
|
|
2TX
|
включается ключ PA и в пределах задержки Δt включаются реле PA
|
|
3TX
|
включается ключ TRX PTT и трансивер включается в режим передачи
|
- после отпускания педали происходит обратный процесс (переход в режим RX):
|
1RX
|
отключается ключ TRX PTT и трансивер включается в режим приема
|
|
2RX
|
отключается ключ PA и в пределах задержки Δt отключается реле PA
|
|
3RX
|
включается ключ LNA и в пределах задержки Δt включаются реле LNA
|
Во время задержек 3TX и 3RX состояние педали не анализируется, т.е. это время специально предназначено для устойчивой фиксации режима передачи или приема. Длительности задержек Δt одинаковы и при помощи джамперов J3-J4 могут изменяться ступенчато от 10 до 40mS, а при замыкании J5 длительность увеличивается еще на 40mS (т.е. общий диапазон получается от 10 до 80 mS):
| Jumper J3 |
Jumper J4 |
Jumper J5 (+40mS)
|
Δt Delay (mS) |
|
|
Open
|
Open
|
Open
|
10
|
|
Close
|
Open
|
Open
|
20
|
|
Open
|
Close
|
Open
|
30
|
|
Close
|
Close
|
Open
|
40
|
|
Open
|
Open
|
Close
|
50
|
|
Close
|
Open
|
Close
|
60
|
|
Open
|
Close
|
Close
|
70
|
|
Close
|
Close
|
Close
|
80
|
При необходимости, прошивку можно свободно сделать на другие задержки или изменить частой кварца. Состояние переключения, т.е. время активности задержек между приемом и передачей, отображается свечением светодиода Inhibit, соответственно, сток транзистора Q5 можно использовать как выход дополнительной блокировки трансивера. Назначение джампера J5 неопределено, если будут предложения, можно в прошивке назначить какую либо дополнительную аппаратно включаемую функцию. Последовательно со всеми ключами включены переключатели для ручной блокировки, т.е. с лицевой панели секвенсера можно заблокировать любой PA, LNA или трансивер. Каждое состояние сопровождается соответствующей LED индикацией на передней панели. Учитывая отличные проходные характеристики при низкой стоимости, коммутационные транзисторы выбраны полевыми и с запасом по мощности, благодаря чему позволяют обойтись без радиаторов при коммутации реле РЭВ-14. Данный секвенсер «от и до» отработал в ПД-2007 в команде UA3XAC с постоянной запиткой 3 шт. РЭВ-14 (24V и общим током 0.67A), в «худшем» случае коммутационные транзисторы были слегка теплыми. На линии питания реле LNA в режиме передачи подается -20VTX, например, для экспериментов с pin-диодами шунтирующими выходы LNA во время передачи. Если функция функция -20VTX не используется, то соответствующие компоненты необязательны при установке на плату. Также, при использовании микроконтроллера в качестве конструкционного элемента можно сделать и одноканальный секвенсер или использовать микроконтроллер как задающий генератор задержек для своей схемы… Но при этом следует учесть, что секвенсер не будет работать пока не выбран один из диапазонов, а для этого нужно замкнуть какую либо из входных линий BAND на землю и использовать соответствующие выходы ключей. Для питания использованы два унифицированных трансформатора - ТН46 и ТН32. В качестве пар светодиодов D12/D13, D16/D17 и D21/D22 использованы двухцветные, встречно параллельные светодиоды Kingbright L-483SRSGW. Микроконтроллер AVR AT90S2313 можно свободно заменить на AT90S1200. Для внутрисхемного програмирования (In System Programing) микроконтроллера, на плате предусмотрен разъем J1 ISP. Схема
адаптера (Altera ByteBlaster) для ISP и свободное программное обеспечение
AVReAl или
PonyProg доступны в Интернете. Печатная плата разведена в формате
Sprint Layout 5.0 и имеет размеры 130х130мм. Вся конструкция собрана в корпусе размерами 170х120х300мм (ШхВхГ) и в остальном особенностей не имеет. Все файлы проекта (с обновлением от августа 2009г.), включая эту статью и прошивку v1.2, упакованы в архив
sequencer.zip (630KB). Отдельно можно взять файлы
прошивки v1.2 (3KB) и
печатной платы (160KB).
v1.1 Jul 2009
В обновлении исправлена схема под реальный образец и печатную плату. Обновлена прошивка - добавлена дополнительная задержка в 40 mS при замыкании J5, в итоге диапазон задержек расширен: 10-20-30-40-50-60-70-80 mS.
v1.2 Aug 2009
Сделана коррекция кода (при использовании J5) и добавлена отдельные прошивки для AT90S1200 и AT90S2313/ATtiny2313 (прошивки идентичны). При программировании ATtiny2313, для совместимости с AT90S2313, необходимо запрограммировать биты конфигурации (fuse) в соответствии с
таблицей. Там же инструкция по программированию с помощию простого программатора
PonyProg.
Печатная плата
|
|
Расположение компонентов |
|
|
|
|
 Вид лицевой панели |
|
Вид задней панели |
| |
|
|
|
|
|
Вид сверху.
|
Комментарии
