История цифровой шкалы "Макеевская"

                                                                цифровая шкала "Макеевская" 

Первая цифровая шкала была сконструирована в 1996 году. Конструкция опубликована в журналах Радиолюбитель и Радиоаматор за 1997 год.

Это был скорее частотомер до 200 мГц с возможностью прибавлять (отнимать) промежуточную частоту. Для записи ПЧ необходимо было обратится к автору. Для питания требовалось три напряжения 5 вольт, 30 вольт и 6 вольт переменки. Индикация динамическая создавала большой спектр помех. Учитывая все перечисленные обстоятельства, эта конструкция зарекомендовала себя как лабораторный частотомер.

      В 1998 году были учтены все недочеты прошлой конструкции и сконструированы два варианта цифровой шкалы. Одновходовая с возможностью записи промежуточной частоты самостоятельно и трехвходовая для трансиверов  UW3DI. Индикация полностью статическая на 6 микросхемах К561ИР2. Эта схема отличается полным отсутствием помех при нахождении на одной частоте и большой яркостью. Такая схема в последующем практически без изменений применена во всех вариантах Макеевской цифровой шкалы.

      В том же 1998 году оба варианта были объединены в один и цифровая шкала стала универсальной. В Этом же году конструкцию стали называть по месту производства в Макеевке “макеевская” цифровая шкала.

      В 2000 году добавлена функция автоматической подстройки частоты гетеродина. Функция включается дополнительным выключателем. Это позволяет стабилизировать частоту ГПД при температурном дрейфе.

      В 2002 году из схемы убран делитель на 4 (микросхема К555ТМ2). В результате максимальная частота с 60 мГц повысилась до 70 мГц (в некоторых экземплярах до 90 мГц).

      В 2006 году в схеме индикатора микросхемы К561ИР2 заменены на планарные HEF4094. От этого плата индикации стала в два раза меньше.

 

Цена всегда была меньше чем у конкурентов.

В результате на Украине и прилегающих областях России у 90 процентов радиолюбителей установлена Цифровая шкала "Макеевская". После 15 лет производства данной шкалы произведено несколько тысяч изделий. Оказалось удобным то, что у большинства радиолюбителей одна и та же цифровая шкала. Все возникающие вопросы можно быстро прояснить, достаточно выйти в эфир.


В этой статье Автором была сделана попытка разобраться в причинах популярности.  Просмотрено множество проектов цифровых шкал и сделаны следующие выводы:

      Шкала используется в устройствах радиосвязи для индикации рабочей частоты. Это по существу частотомер, который должен обладать следующими функциями:

      Измеряемая частота лежит в пределах 1,5 - 50 мГц

      Точность отсчета  100 Гц.

      К измеряемой частоте  прибавляется (отнимается) фиксированное значение (ПЧ)

      Время измерения лежит в пределах 3 - 20 раз в сек.

      Кроме того, в связи с тем, что она находится внутри РПУ с высокой чувствительностью даже малый уровень помех создаваемых ЦШ может значительно снизить чувствительность.

Классическая схема " одновходовая " измеряет частоту ГПД, прибавляет ПЧ и индицирует. Однако еще есть трансивер UW3DI, он очень популярен и имеет необычную схему преобразования. Для работы с этим трансивером необходимо измерять три частоты и выполнять арифметические действия над ними. В верхних диапазонах эти три частоты складывают,  а в нижних вычитают. Желательно чтобы изделие обладало возможностью работать в обоих режимах

      Полезной функцией для ЦШ является подстройка частоты ГПД. при длительной настройке ГПД изменяет  частоту вследствие теплового прогрева. Этот недостаток присущ в той или иной мере всем ГПД. ЦШ достаточно запомнить первоначальное значение и отслеживать его путем изменения напряжения на варикапе . При работе с UW3DI на верхних диапазонах отслеживание частоты необходимо вести в обратном направлении.

      Время измерения далеко не последний параметр для ЦШ. Если это время большое - 1 - 0.5сек то ЦШ становится "задумчивой". Это сильно утомляет пользователя при сканироавнии по диапазону так как ЦШ всегда показывает прежнее значение настройки. А при точной настройке на заданную частоту время необходимое для этого увеличивается в несколько раз. И наоборот при коротком времени измерения при сканировании по диапазону цифры настолько быстро бегут что считать показания невозможно. Из чего следует что время обновления показаний на индикаторе должно быть адаптивным.

Диапазон измеряемых частот должен охватывать все КВ диапазоны (до 50 мГц включительно)

После выполнения всех перечисленных требований к ЦШ остается главное - уровень создаваемых помех. Этот параметр, по мнению автора, является важнейшим. Так как все перечисленные достоинства могут быть перечеркнуты шумом создаваемым ЦШ.

Помехи следует разбить на несколько групп:

Помехи от ТТЛ микросхем (особенно счетчиков, которые делают целый спектр гармоник) растут пропорционально количеству микросхем.

Помехи от динамической индикации.

У некоторых радиолюбителей сложилось ошибочное мнение, что светодиодная индикация создает помехи радиоприему - это не так. Сам светодиод не является источником радиоизлучений, а вот динамическая индикация, которая обычно применяется для работы индикатора создает помехи.

      Динамическая индикация содержит наименьшее количество деталей. Поэтому имеется немало схем ЦШ практически на двух микросхемах, обычно это PIC16F84 и К555ИД7 . такое построение ограничивает максимальный ток через светодиоды индикатора из-за ограниченных возможностей выводов PIC процессора. По этому такие схемы всегда работают с небольшими индикаторами.

      Но главное это постоянные импульсы на всех выводах индикатора с частотой 500 - 800 Гц эти импульсы проходят через приемный тракт и слышны в наушниках как постоянное жужжание.

      В импортных трансиверах динамическая индикация никогда не применяется (как и динамический опрос клавиатуры)

Этот недостаток полностью отсутствует в жидко-кристалических индикаторах с встроенным чипом. Но большинство радиолюбителей предпочитают светодиодные индикаторы. Учитывая, что трансивер работает в условиях слабой освещенности светодиодный индикатор воспринимается лучше ЖК даже если у последнего есть подсветка.

Для записи в память ЦШ значения необходимой промежуточной частоты многие авторы предлагают подать на вход с генератора частоту соответствующую необходимой ПЧ и нажать кнопку для запоминания. Такое решение создает дополнительные трудности, так как не всегда под рукой есть генератор.

Основные особенности цифровой шкалы Макеевская :

      Статическая индикация содержит 6 микросхем HEF4094 (по количеству разрядов)  не создает  помех и обеспечивает хорошую яркость индикатора. Индикаторы с высотой цифры 14 мм  (0.56 дюйма).

Плата измерения не содержит счетчиков и имеет всего 2 микросхемы. Соединяется с платой индикации с помощью всего 4 проводников.

      цифровая шкала Макеевская полная универсальность - подходит для всех КВ трансиверов.

      Простота процедуры записи промежуточной частоты – с помощью двух кнопок.

      Автоматическое включение авто подстройки частоты (ЦАПЧ) избавит пользователя от не приятной обязанности постоянно включать ЦАПЧ.

      Популярность - если у Вас возникнет вопрос при установке достаточно выйти в эфир, и Вы получите множество дельных советов.