Ψηφιακός Αναλυτής Φάσματος

Θα σας παρουσιάσω την κατασκευή ενός αναλυτή φάσματος που θα φανεί αρκετά χρήσιμος στο συντονισμό διάφορων τηλεπικοινωνιακών συσκευών. Πρέπει να σημειώσω ότι η συγκεκριμένη συσκευή δε μετράει απόλυτες τιμές ισχύος ή τάσεως (dbm, dbμV), αλλά μόνο σχετικές διαφορές σε db. Παρ' όλα αυτά είναι χρήσιμη για τον συντονισμό ραδιοφωνικών ή τηλεοπτικών σταθμών ή φίλτρων, γιατί μπορούμε να δούμε το φάσμα μιας περιοχής συχνοτήτων.

Η κατασκευή αποτελείται από έξι διαφορετικά τμήματα :

1. Το τροφοδοτικό που παρέχει τάσεις +12, -12, +30 volts στη
   

Σχήμα 1. Το τροφοδοτικό

2. Τον βηματικό εξασθενιτή που μπορεί να κάνει εξασθένιση από 0 έως 50 dB στο σήμα εισόδου.

Εικόνα 2	Σχήμα 2. Ο εξασθενιτής

3. Το τμήμα RF (εικ. 3) που αποτελείται από ένα tuner τηλεόρασης και τη μέση συχνότητα. Πρόκειται για ένα δέκτη WBFM από 50 - 860 MHz. Είναι παραλλαγή μιας παλιάς κατασκευής του Ελέκτορ. Κάνει διπλό υποβιβασμό. Η πρώτη IF είναι 38 MHz και η δεύτερη είναι 10,7 MHz. Η καρδιά του δέκτη είναι το NE 605 της Philips. Αν θέλετε στενότερο εύρος ζώνης (για συντονισμό πομποδεκτών NBFM) τότε αντικαταστήστε το κεραμικό φίλτρο (pin 20 - pin 18) με κρυσταλλικό της ίδιας συχνότητας. Ο δέκτης μας δίνει και έξοδο audio για να ακούμε την διαμόρφωση (αν είναι FM). To Span πρέπει να είναι στο ελάχιστο.

Εικόνα 3	Σχήμα 3. Το τμήμα RF

4. Το τμήμα του PLL (εικ. 4) βασίζεται στο SDA3202 της Siemens. Καλύπτει συχνότητες από 40 - 1024 MHz με βήμα 62,5 KHz.

Εικόνα 4	Σχήμα 4. Το διάγραμμα του PLL

5. Τον λογαριθμικό ενισχυτή IF 60 dB (εικ. 5). Αποτελείται από έξι βαθμίδες των 10 dB η κάθε μία, που υλοποιούνται με τα transistors BF199 . Η φώραση πραγματοποιείται από δύο διόδους OA91 σε κάθε βαθμίδα. Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στη ρύθμιση του ενισχυτή ώστε με αύξηση της στάθμης κατά 10 dB, στην οθόνη η απεικόνιση να εμφανίζεται στην επόμενη διαίρεση. Επίσης πρέπει να απαλείψουμε μη γραμμικές συμπεριφορές που οφείλονται στο Tuner και στους ενισχυτές IF. Το παρόν σχέδιο είναι μια παραλλαγή από παλιό σχέδιο του BATC Magazine που είχε κατασκευάσει ο John Stockley (G8MNY).

Εικόνα 5	Σχήμα 5. Ο λογαριθμικός ενισχυτής IF

6. Η πλακέτα του υπολογιστή που είναι η καρδιά της όλης κατασκευής. Βασίζεται στον AT90S2313 της ATMEL. Ο επεξεργαστής χρονίζεται στα 10 MHz και παράγει όλο το τηλεοπτικό σήμα και τις ενδείξεις OSD. Επίσης ανιχνεύει το πληκτρολόγιο και στέλνει τα σήματα IIC στο PLL. Το πληκτρολόγιο έχει τέσσερα πλήκτρα: (+) αύξηση κατά το επιλεγμένο βήμα, (-) μείωση κατά το επιλεγμένο βήμα, (Ν) επόμενη επιλογή του μενού (η τρέχουσα επιλογή του μενού είναι υπογραμμισμένη), (Ε) Enter. Τα transistors TR2 και TR3 παίρνουν τον θετικό παλμό αμαύρωσης πλαισίου και παράγουν την πριονωτή κυματομορφή. Το TL082B μειγνύει την show tooth με την τάση του PLL και βγάζει την τάση που θα πάει στο Tuner.
   To ΝΕ555 παίρνει τον αρνητικό παλμό οριζόντιας αμαύρωσης και ανάλογα την τάση στο pin 5, αλλάζει την διάρκεια του παλμού για κάθε γραμμή. Το LF357 είναι ένας συγκριτής για το Marker. Η θέση του marker ρυθμίζεται μέσα από την επιλογή marker του μενού. Το πρόγραμμα είναι γραμμένο σε γλώσσα Assembly αλλά δυστυχώς η μνήμη Flash του επεξεργαστή εξαντλήθηκε με αποτέλεσμα να μην λειτουργούν όλες οι επιλογές του μενού. Στο προσεχές μέλλον θα τροποποιήσω την πλακέτα του επεξεργαστή και θα αντικαταστήσω τον 2313 με 8535 που έχει τετραπλάσια μνήμη Flash.
   

Εικόνα 6	Σχήμα 6. Το θεωρητικό διάγραμμα του υπολογιστή

Στις ακόλουθες εικόνες βλέπουμε τις επιλογές του μενού και την απεικόνιση του φάσματος. Στις εικ. 7 και 8 είναι το κανάλι 23 των UHF. Παρατηρήστε την πάνω μαύρη λωρίδα που είναι το marker στην φέρουσα του ήχου. Στην κάτω πλευρά της οθόνης είναι χαμηλότερες συχνότητες. Μετά από λίγα δευτερόλεπτα εξαφανίζεται το OSD και εμφανίζονται οι υποδιαιρέσεις. Η οριζόντια γραμμή στο κέντρο της οθόνης είναι η κεντρική συχνότητα που δώσαμε στο PLL. Οι κάθετες γραμμές είναι οι υποδιαιρέσεις 10dB / div. Στις εικ. 9 και 10 φαίνεται η απεικόνιση φάσματος ενός πομποδέκτη UHF NBFM. Η συχνότητα λειτουργίας είναι 460 MHz.

Εικόνα 7	Εικόνα 8	Εικόνα 9	Εικόνα 10

Το πρωτότυπο μέσα στο κουτί του

Μεταφορτώστε όλα τα σχέδια της κατασκευής σε μορφή pdf.

Ο κώδικας σε γλώσσα Assembly (spec13.asm)	Το Character Generator (CGHALF.FNT)	Ο κώδικας της rom σε δεκαεξαδική μορφή Intel hex (spec13.hex)

(c)1999 Σταύρος Σ. Φώτογλου