Дешифратор диапазонов с ВЧ детектором

Иногда бывают случаи, когда необходимо переключать диапазоны в транзисторном усилителе мощности или другом устройстве, но никаких управляющих сигналов с информацией о текущем диапазоне трансивера нет. В таких случаях на помощь приходит дешифратор диапазонов с ВЧ детектором, который самостоятельно измеряет частоту передачи и включает нужный диапазон. У такого вариант есть свои плюсы и минусы.

Устройство собрано на базе микроконтроллера STM32G030F6P6 и по сути является частотомером с функцией коммутатора выходов. Подробно о том, как сделать частотомер на stm32 описано в этой статье. Огромное спасибо автору за подробную инструкцию.

Тактирование происходит от внешнего кварцевого генератора на 16МГц. Проведя некоторые тесты и измерения, я пришел к выводу, что стабильности внутреннего RC генератора микроконтроллера вполне достаточно для определения частоты в пределах КВ любительских диапазонов.

Восемь выходных сигналов с открытым коллектором (стоком). Разбиты на диапазоны следующим образом:

B1 — 160
B2 — 80
B3 — 40
B4 — 30
B5 — 20
B6 — 17
B7 — 15
B8 — 12/11/10

Разбивка по диапазонам может быть изменена, это несложно сделать, поменяв исходный текст прошивки. За эту разбивку отвечает функция SetBand():

if ((freq >= 9)&&(freq <= 29)) {flag_band=1; freq = 0;}
if ((freq >= 30)&&(freq <= 45)) {flag_band=2; freq = 0;}
if ((freq >= 65)&&(freq <= 75)) {flag_band=3; freq = 0;}
if ((freq >= 90)&&(freq <= 110)) {flag_band=4; freq = 0;}
if ((freq >= 130)&&(freq <=150)) {flag_band=5; freq = 0;}
if ((freq >= 170)&&(freq <= 190)) {flag_band=6; freq = 0;}
if ((freq >= 200)&&(freq <= 220)) {flag_band=7; freq = 0;}
if ((freq >= 230)&&(freq <= 310)) {flag_band=8; freq = 0;}

Входная частота поступает через делитель (использованы конденсаторы с максимальным рабочим напряжением 1000В) на вход высокоскоростного триггера Шмитта 74LVC1G17GV. И далее на счетный вход таймера микроконтроллера. Измерение частоты происходит примерно за 4мс. Логика работы следующая:

1. Ожидание поступления сигнала PTT на контакт PTT_IN (замыкание на землю)
2. После активации PTT начинается измерение частоты на входе RF
3. Примерно через 4мс измеряется частота и включается соответствующий из выходов B1-B8 (замыкание на землю)
4. Через 10мс (задержка необходима для переключения реле в LPF усилителя мощности) срабатывает сигнал PTT_OUT (замыкание на землю)
5. После снятия сигнала PTT выход диапазона B1-B8 остается активным, сигнал PTT_OUT снимается без задержки.
6. Переход к пункту №1.

Итак, плюсы такого решения:

1. Нужен всего один сигнал PTT и подводимая мощность. Никаких дополнительных линий с информацией о диапазоне.
2. Встроенный секвенсор для формирования задержки включения PTT.

Минусы:

1. Необходимо время для измерения частоты (несколько мс).
2. Необходимо использовать сигнал PTT и небольшую ВЧ посылку для срабатывания дешифратора.
3. Необходимо соединения ВЧ выхода трансивера с дешифратором (это не всегда удобно).

Размеры платы: 60*50 мм
Напряжение питание: 6,5-15В
Потребляемый ток: 10мА
Входное сопротивление > 1 кОм
Максимальная подводимая мощность: 50Вт
Коммутируемое напряжение: 50В/100мА

Исходные тексты прошивки микроконтроллера, а также схема и печатная плата доступны на GitHub.