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UP450D写频原理剖析 [复制链接]

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离线jackey
 
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25
只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 2020-09-07
最近看上了一台全新的U高段UP450D,入手之后打算改到业余段玩一下,由于该机器采用旧石器时代的EPROM存储频道,而且网上搜了一下写频率码的资料不多,于是决定先把它研究透,到时再用单片机改造一下。经过几天的钻研,终于把UP450D写频原理完全搞清楚了,以下分享给大家:

一、总体原理
首先很感谢BG4IL于2005年提供的图纸,虽然老旧但很管用,唯一确定是分辨率太低,看那位ham有存有高清版本的放出来。一切研究首先基于这份图纸:
https://www.hellocq.net/forum/showthread-t-107717.up450%E5%9B%BE%E7%BA%B8%EF%BC%8C%E9%80%81%E7%BB%99%E9%9C%80%E8%A6%81%E7%9A%84%E6%9C%8B%E5%8F%8B.html



整个写频电路有4片集成电路,F2732存储频率数据,CD4021负责将8位的并行数据转为串行并送到M54959这块PLL芯片,CD4001是四2输入与非门,负责产生读存储和写码的辅助控制信号,CD4060负责产生时钟的产生,包括写码、刷新以及PLL芯片输入触发RST信号的产生。

二、频道数据是怎样存放的

F2732数据存储格式如下图:


由结构可知,2732内部寻址分为X轴和Y轴,X轴256列,Y轴16行,每个地址存储8bit数据,容量256X16X8=32768(32K),通过4线数码旋钮控制A6A5A4A3进行某一频道寻址。看下表:


Y轴可以分成4个区域,以中线为分界,左边8个为一个频道数据,右边8个为另一个频道的数据,究竟是左边还是右边,由A3的值决定,A3=0则读左边,A3=1则读右边,每一个频道包括接收和发射的数据合共8个8bit共64bit。
当然我们可以完全抛弃EPROM的物理结构,直接按寻址逻辑摆成我们想要的格式,例如以下格式,把A3理解为X轴,那么16个频道就自上而下的呈现在我们面前了:

数码旋钮控制A6A5A4A3进行某一频道寻址,8个8bit的数据寻址由A2A1A0来控制,由原理图可知,发射和接收的寻址是有区别的,见下图:



发射机的存储芯片A2(Pin6)接了一个控制电路,当机器处于中继模式时为高电平1,当处于对讲模式时为低电平0,而接收机存储芯片A2(Pin6)是电阻接地恒定低电平0,所以可以判断,A2控制读接收(表格左边)还是发射的数据(表格右边)。

总结:通过数字旋钮对A2~A6寻址来选择某一频道,RX模块和TX模块通过A2的状态各自读取4个8bit数据。

三、如何将数据输出PLL
上面提到,具体频率数据是4个8bit组成共32bit,通过CD4021(8bit计数器移位寄存器),把8bit的并行数据变换成串行输出,这个很好理解不多说。关键人物是CD4060,充当大脑的角色,控制着CD4021输出、F2732选址以及M54959的输入,见下图:



简单解析一下CD4060的工作:
Pin7为Q4输出,频率为RC振荡的1/16,作为CD4021和M54959的CLK时钟。
Pin6是Q7输出,相对于Q4为1/8输出,当工作到第8个时钟循环时,该输出触发CD4021更新下一个8bit数据。
Pin14、13控制F2732的A1A0,具体频率的4个8bit就是靠这个来控制输出了,另外通过CD4001的与非门,实现对M54959的RST触发,更新PLL的寄存器数据。


码字辛苦,待续……
离线BA5EA
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5359
只看该作者 1楼 发表于: 2020-09-07
网上有HAM朋友编的UP450D程序,不过是25KHZ步进的,12.5KHZ的话就需要手工换算一下
电话:中国移不动13819320269
地址:世界知名的中国著名互联网大会城市-<乌镇>边上的桐乡乡窝头
离线天狼321
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264
只看该作者 2楼 发表于: 2020-09-11
感谢您深入透彻的研究 不过单芯片控制改频 几年前就在某宝有售了
QQ;650821001
离线jackey
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25
只看该作者 3楼 发表于: 2020-09-18
回 BA5EA 的帖子
BA5EA:网上有HAM朋友编的UP450D程序,不过是25KHZ步进的,12.5KHZ的话就需要手工换算一下[表情]  (2020-09-07 20:32) 

我这个分析透了,4种步进都可以
离线jackey
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只看该作者 4楼 发表于: 2020-09-18
回 天狼321 的帖子
天狼321:感谢您深入透彻的研究 不过单芯片控制改频 几年前就在某宝有售了  (2020-09-11 11:31) 

谢谢,我在这只是班门弄斧一下,抛个砖而已
离线jackey
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25
只看该作者 5楼 发表于: 2020-09-18
原文再续,书接上一回。


四、PLL芯片数据格式
锁相环芯片型号M54959,到Alldatasheet上查不到,百毒来来回回搜也是没有实质结果,后来翻越墙壁去问侯谷歌了,老大就是老大,给我搜出来了,在矿石收音机论坛有人上传了datasheet,拿到很关键的数据:
1、 整个数据格式为21bit,1~7bit为计数器A,8~17bit为主机数器N,18、19决定基准频率,20、21决定输出口状态
2、 基准频率就是信道带宽,分为50K、25K、12.5K和6.25K
3、 输出频率=基准频率X(A+128N)
4、 写PLL的寄存器时,先送高位,后送低位
5、 PLL更新控制是低电平有效,即上述A1A0选址状态在后面01、10、11三个地址是低电平有效,第一个00是高电平无效。




好了,各位观众,我们看回网上的频道数据,对应的第一个00地址就是频道第一个8位都是ff,实际上这里填任何数都可,感觉统一ff只是为了好看,后面3个8bit数据才是真正的PLL寄存器数据。

那么问题来了,3个8bit是24bit,多出来的3bit是什么回事?这事情开始我也搞不懂,最后还是在手册看到了答案,就是这个芯片对21bit之后的数据会忽略,就是说给他送多少数据也没用,只认前面21bit,那么整个数据结构就很简单了,最后3位补零就完事了。






最终保存在2732的格式如下:ff + 21bit的第21位+第20位+第19位……第1位+3个0,合计4个8bit。


Ok,整个剖析过程完毕,看不懂的没关系,本人已经根据原理做了个EXCEL表,自动计算EPROM的数值,直接编程就是。6.25K算400Mhz的有点问题,主要是N值较大,excel的DEC2BIN转换函数出错,有需要的自己手动算一下就行了。





[ 此帖被jackey在2020-09-18 22:32重新编辑 ]
附件: M54959P-Mitsubishi.pdf (187 K) 下载次数:36
附件: UP450D存储器逻辑.xls (19 K) 下载次数:36
离线BA5EA
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5359
只看该作者 6楼 发表于: 2020-09-19
精神可嘉,值得点赞!

你要是早15年研究就好了,那时候这个UP450D还是比较多的,部队淘汰了一大堆,我一个星期就要改频率调整,改造成无噪音延时中继台2~3台,25KHZ的步进当时网上有现成的换算软件,12.5KHZ的需要自己手工计算代码,也挺方便的,当时全国各地这个机器改装的人多如牛毛!现在这机器已经很少流行了,E403-50那阵风也差不多已经过了, 东北老何卖一套华为E403才不到300了
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离线李剑
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837
只看该作者 7楼 发表于: 2020-09-19
我就喜欢玩这机器。简单可靠。感谢楼主的付出和努力。辛苦了
诚实守信是我做人的原则
呼号: b g 4 i i v
离线天狼321
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264
只看该作者 8楼 发表于: 2020-09-19
我撸了10套
QQ;650821001
离线天狼321
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264
只看该作者 9楼 发表于: 2020-09-19
我撸了10套
QQ;650821001
离线jackey
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25
只看该作者 10楼 发表于: 2020-09-19
回 天狼321 的帖子
天狼321:我撸了10套 (2020-09-19 14:23) 

囤货
离线jackey
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25
只看该作者 11楼 发表于: 2020-09-19
回 BA5EA 的帖子
BA5EA:精神可嘉,值得点赞!
你要是早15年研究就好了,那时候这个UP450D还是比较多的,部队淘汰了一大堆,我一个星期就要改频率调整,改造成无噪音延时中继台2~3台,25KHZ的步进当时网上有现成的换 .. (2020-09-19 08:29) 

嗯,迟到好过不到,我存粹是看见有库存机才入手和研究,这个就当作是资料存在论坛里吧。我个人喜欢折腾,准备自己动手把它改成电脑写频。
离线chelg
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501
只看该作者 12楼 发表于: 2020-09-30
这样的分析。高手,学习一下还是有好处的。
离线bg4uvd
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1859
只看该作者 13楼 发表于: 2020-10-01
精神值得学习 但现在中继便宜而又丰富的年代意义不大 建伍tk-820专业中继才几百元也不一定有人要.现在要研究是把TK-820改成数字中继[费用不要超百元].太贵也没什么悥义.现在成品海能达二手中继闲鱼上也就5000元左右.但使用量也在急速下降 时代在变 通信方式也在变.中继除去业余少部分及公安使用外 其它商用清一色被公网机替代 .中继遍地开花的年代一去不复返了
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离线bg4uvd
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1859
只看该作者 14楼 发表于: 2020-10-01
真要改还是用建伍TK-820不是更好吗 还自带电源 TK820就是24小时工作估计也没问题.灵敏度及抗干扰没说的.相比UP450跟TK820就不是一个级别的了.20几年前就领教过UP450.那个年代器材匮乏.UP450就是神那.散热及抗干扰就不谈了 灵敏度估计不会出120DB.好象还不带延时.更没电源.当然双工器也只可外置.沒记还沒哑音
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离线bg9hb
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195
只看该作者 15楼 发表于: 2021-05-31
回 天狼321 的帖子
天狼321:感谢您深入透彻的研究 不过单芯片控制改频 几年前就在某宝有售了  (2020-09-11 11:31) 

有没有连接,我没有搜到
离线bg9hb
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195
只看该作者 16楼 发表于: 2021-05-31
回 jackey 的帖子
jackey:嗯,迟到好过不到,我存粹是看见有库存机才入手和研究,这个就当作是资料存在论坛里吧。我个人喜欢折腾,准备自己动手把它改成电脑写频。 (2020-09-19 17:27) 

搞成功了没有?
离线李剑
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837
只看该作者 17楼 发表于: 2021-06-29
回 bg4uvd 的帖子
bg4uvd:真要改还是用建伍TK-820不是更好吗 还自带电源 TK820就是24小时工作估计也没问题.灵敏度及抗干扰没说的.相比UP450跟TK820就不是一个级别的了.20几年前就领教过UP450.那个年代器材匮乏.UP450就是神那.散 .. (2020-10-01 07:56) 

建伍TK-820不是更好吗 还自带电源 TK820就是24小时工作估计也没问题.灵敏度及抗干扰没说的.相比UP450跟TK820就不是一个级别的了.20几年前就领教过UP450.那个年代器材匮乏.UP450就是神那.散热及抗干扰就不谈了 灵敏度估计不会出120DB.好象还不带延时.更没电源.当然双工器也只可外置.沒记还沒哑音   
      、
TK820和UP450计应用本来就不一样。TKR820是一款专业中继台。而UP450设计为一款移动双工终端。设计年代不同。设计理念不一样。同样的功率下。UP450要比TKR820的效率要高。UP450只要是正常的机器。且调整好了灵敏度和抗干扰不会比820差。。
只是限于设计年代比820久远。没有哑音及写频不便这才是它的缺点。放在车上或改成移动设备这才是它该干的活。请问移动820方便吗?
[ 此帖被李剑在2021-06-29 14:25重新编辑 ]
诚实守信是我做人的原则
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离线aa8189
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172
只看该作者 18楼 发表于: 2023-01-28
好帖!一直想了解了解这些早期的锁相环电路。这个资料很实用。UP450这机子做个短波差转也挺不错。
这里面有个问题我没搞明白,这个参考频率的是如何订的,这芯片怎么知道你输入的参考频率正好就是这四种的其中之一呢。MB1504使用的是分频比,可以把外部晶振按照设定的比率来分出想要的25K 12.5K等。而这个芯片不用设置分频比就可以得到想要的参考频率。如果外部晶振的频率是12或16。这个参考频率不就不准了吗?难道这芯片只能使用12.8M的晶振?
[ 此帖被aa8189在2023-01-28 23:35重新编辑 ]
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