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.


Το πρωτότυπο της κατασκευής
Η κατασκευή σε λειτουργία
Η κατασκευή αποτελείται από έξι διαφορετικά τμήματα :
  1. Το τροφοδοτικό που παρέχει τάσεις +12, -12, +30 volts στη κατασκευή.
  2. Τον βηματικό εξασθενιτή που μπορεί να κάνει εξασθένιση από 0 έως 50 dB στο σήμα εισόδου.
    Ο εξασθενιτής
  3. Το τμήμα RF 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.
    Ο δέκτης
  4. Το τμήμα του PLL βασίζεται στο SDA3202 της Siemens. Καλύπτει συχνότητες από 40 - 1024 MHz με βήμα 62,5 KHz.
    Το PLL
  5. Τον λογαριθμικό ενισχυτή IF 60 dB. Αποτελείται από έξι βαθμίδες των 10 dB η κάθε μία. 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).
    Ο λογαριθμικός ενισχυτής
  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.
    Η πλακέτα του υπολογιστή


Στις ακόλουθες εικόνες βλέπουμε τις επιλογές του μενού και την απεικόνιση του φάσματος. Το συγκεκριμένο 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.

Συντονισμός στο κανάλι 23 TV
Στη κεντρική γραμμή η φέρουσα εικόνας

Ακολουθεί η απεικόνιση φάσματος ενός πομποδέκτη UHF NBFM. Η συχνότητα λειτουργίας είναι 460 MHz.

Τα σχέδια σε format acrobat reader (pdf).

Το πρόγραμμα σε γλώσσα Assembly (spec13.asm), το Character Generator (CGHALF.FNT) και ο κώδικας σε δεκαεξαδική μορφή (spec13.hex).

 

(c) 1999 Σταύρος Σ. Φώτογλου