Questo progetto utilizza il noto PLL  MC145151 a controllo Parallelo a cui
 ho abbinato un Prescaler MB510  Fujitsu  che estende  il  controllo  della
 frequenza fino a 2,7Ghz.   L' MB510  presenta  una  sensibilita` di  -4dBm
 a 2400Mhz e mostra di funzionare ancora egregiamente fino a circa 3,3Ghz! 
 Altra  nota  conoscenza  per  il  microondista  e` l' ICL7660 (solitamente
 utilizzato  per  la  generazione della tensione negativa di polarizzazione 
 dei  gate  dei  GaASfet) che qui viene configurato come  moltiplicatore di 
 tensione ottenendo in tal modo una escursione  della Tensione Di Controllo
 in un range da 0 a 22 volt. In questo modo viene garantita  una  copertura
 di  frequenza eccellente senza dovere intervenire in altri modi sul Vco.
 La  programmazione della  frequenza  avviene tramite  DIP-SWITCH  nel modo 
 che verra` successivamente descritto.

 Ecco lo schema elettrico dell' intero circuito: 

 


 L' analisi  del  funzionamento del  PLL  puo`  essere sotto certi aspetti 
 complessa.   Di  seguito  viene illustrato un metodo su come effettuare i 
 calcoli per settare i Dip-Switch sulla frequenza su cui interessa lockare
 il nostro Vco.


 Il prescaler MB510 puo` essere settato (tramite pin 3 e 6) con i seguenti
 rapporti di divisione :

 Nel  progetto e` stato  scelto   un   Fattore di Divisione  di  1/128  che 
 permettera`,  come vedremo,  di avere uno  STEP   minimo di  500khz  sulla
 impostazione della frequenza e facendo lavorare l' MC145151 a circa 20MHz. 
 Allo  stesso  modo  i  piedini  RA0, RA1 ed RA2 (pin 5,6 e 7) del MC145151 
 determinano  il  Fattore  di  Divisione  rapportato  alla  Frequenza dello 
 Oscillatore di Riferimento del PLL.  Nel  nostro  caso  e` stato scelto un 
 Fattore  di  Divisione  Totale  pari  a  2048 modificabile tramite diverso
 settaggio dei pins citati.

 Per  il settaggio dei  Dip-Switch dovra` essere per prima cosa determinato
 lo STEP MINIMO di frequenza secondo la seguente formula:

 Nel nostro caso avremo:

F_step = (8/2048) * 128 = 0,5 Mhz
 Questo  dato  ci permettera` di costruire la tabella inerente il  PESO  di 
 ognuno dei 14 ingressi paralleli del PLL, ovvero da N0 a N13, tramite:

N(x) = 2x * F_Step

 ovviamente X e` il numero dell'ingresso  N  considerato nell'intervallo da
 0 a 13.

 Ecco quanto ne consegue:

 


 Per  impostare  ora  i  Dip-Switch  sulla  nostra  frequenza  operativa si 
 usera` il seguente metodo:

 a) porre tutti i dip-switch ad ON  ed annotare la Frequenza Operativa in
    Mhz tenendo conto dello Step Minimo disponibile. 
    Es:  F0= 2445 (mhz)

 b) partendo  dal  Dip-Switch  14, sottrarre a F0 il valore immediatamente 
    MINORE della Pesatura in Mhz e porre ad OFF il relativo Dip-Switch.
    Es:  F0 = 2445-2048 = 397 ; dip13 = OFF

 c) con F0 cosi` aggiornato ripetere il passo (b) fino ad ottenere 0  come
    differenza.  

 Nel nostro esempio dovremo ritrovarci con i dip-switch  13, 10, 9, 5, 4, 2
 settati ad OFF.  

 L' operazione  a  questo punto risulta semplicissima ma per evitare errori
 ho  realizzato  il programma  PLL Module Dip-Switch Setup  che vi mostrera`
 la  disposizione dei  Dip-Switch  in base a  tutti i parametri fino ad ora
 considerati. 


 Ritorniamo ora alla descrizione pratica del progetto

 Ecco il disegno del circuito stampato: 

 

 le  dimensioni  reali  sono  di 99 x 50 mm  ed il supporto e` in vetronite 
 ramata singola-faccia.
 Il  circuito  andra`  alloggiato  in  un  contenitore tipo tin-plate delle
 dimensioni di 100x50x30mm a cui saranno in precedenza praticati i fori per
 il connettore  SMA  di ingresso  RF  nonche` quelli per i due condensatori
 passanti dell' alimentazione e dell'Uscita della Tensione di Controllo.

 Disposizione dei componenti sul c.s. (con dip-switch settati su 2445mhz):

 

 Il  Prescaler  MB510,  i  tre  condensatori  SMD  da 1nF del Prescaler e la 
 resistenza SMD da 2,2k (tra i pin 5 e 6 del 7660),andranno saldati dal lato
 delle piste del c.s..  Tali componenti sono stati evidenziati in BIANCO.
 Particolare cura va adottata per la saldatura  del  MB510.  Essendo infatti
 i suoi reofori molto vicini e` facile creare corto-circuiti! Inoltre il pin
 n. 7 di questo integrato non va saldato . 

 Ecco un dettaglio della zona del Prescaler:

 


 Sullo stadio moltiplicatore di tensione costituito dall' ICL7660 sono stati
 montati due diodi  Scottky  BA481  che,  avendo una tensione di soglia piu` 
 bassa dei diodi al silicio,   permettono  all'uscita del  moltiplicatore un 
 aumento di tensione di circa 1volt.   Sostituendoli  con dei normali 1N4148
 il circuito funziona egualmente ma con una tensione max piu` bassa.
 E` anche possibile omettere completamente dal circuito il 7660 ottenendo un
 range della  Tensione di Controllo  piu` limitato ma in alcune applicazioni
 questo non e` importante.   Qualora si optasse in questo  senso  occorrera`
 ponticellare il pin.8 del LM358 con il pin.8 dello zoccolo del 7660.

 Le due foto mostrano tutti i dettagli interni:

  


 Si noti  la schermatura in lamierino di ottone posta in corrispondenza del
 prescaler MB510 sul lato componenti.

 Veniamo  ora  alle  fasi  inerenti i primi test da effettuarsi a montaggio 
 terminato:

 - estraete dagli zoccoli l' MC145151, il 7660 e l' LM358;
 - date tensione (13.8vcc) al circuito ed accertatevi della presenza delle
   relative tensioni all' uscita dei regolatori;
 - staccate l'alimentazione e reinserite il 7660 e l' LM358;
 - ridate  tensione  e  verificate  la  presenza di circa 22volt sul pin.8
   dell' ic LM358;
 - estrarre nuovamente l' LM358. Non montate ancora il PLL;

 a  questo  punto  per i tests vi servira` un oscillatore  VCO, considerero` 
 quindi per il proseguo l' utilizzo del mio 2,4Ghz Exciter.

 - collegate l' uscita RF-PLL dell' Exciter  all'ingresso RF del Prescaler
   utilizzando uno spezzone di cavo UT141 ovviamente intestato SMA.
   Ricordate  che l' uscita  rf-pll  dell' Exciter e`  a circa -1dBm  e la
   sensibilita` del prescaler e` di -4dBm. Quindi il  collegamento dei due
   moduli deve essere fatto senza eccessive dispersioni !
 - Collegate  Out-Vctrl  del  PLL all' ingresso  IN-MOD/CTRL dell' Exciter
   utilizzando un cavetto schermato; 
 - ponete  a  MASSA  il  pin.1  dello  zoccolo dell' LM358  (con l' ic NON 
   inserito) e date tensione ai due moduli.
   Collegando un frequenzimetro ed un eventuale attenuatore all' uscita RF
   dell' Exciter controllate ed  annotate la frequenza di oscillazione che
   costituira` la frequenza MINIMA di oscillazione del modulo Exciter.
 - Togliete il corto  dal pin.1  dell' LM358  e collegate tra loro, sempre 
   su questo zoccolo,  i pins 1 ed 8.    In  tal  modo avremo circa 22v su 
   OUT-Ctrl  e  la  frequenza  misurata  all'uscita dell' Exciter sara` la 
   MASSIMA ottenibile dal suo oscillatore Vco.
 - Normalmente  dovreste  avere  un range di 700-800 mhz, ma molto dipende 
   dalla cura riposta nel montaggio del Vco dell' Exciter!
 - A questo punto e` possibile montare il PLL MC145151 e l' LM358.
 - Impostate sui dip-switch del PLL la frequenza che vi interessa lockare.
   Ovviamente  questa  dovra` essere  compresa nel range del VCO che avete
   appena verificato.
 - Accendete il tutto e verificate l' IMMEDIATO aggancio del PLL !
 - Tarate  ora  il compensatore da  5-20pF dell'Oscillatore di Riferimento
   del  PLL affinche` la lettura della frequenza corrisponda ESATTAMENTE a
   quella da voi impostata sui dip-switch. 
   Questa  taratura  non e`  indispensabile per un utilizzo del PLL in Atv
   poiche`  un  eventuale  errore  sulla  Frequenza di Riferimento del PLL 
   comportera` al  max  poche  centinaia  di  khz  di scarto rispetto alla
   frequenza impostata.
 - Il  pin.28  dell'  MC145151,  in  condizioni di aggancio, presenta  una 
   tensione equivalente a quella di alimentazione del PLL. Nel nostro caso
   riscontreremo 8volt in condizioni di aggancio altrimenti si   misurera`
   una tensione media inferiore ad 8 volt.
 - Disponendo   di   un   analizzatore  di   spettro   sara`  interessante  
   controllare il rumore di fase indotto dal PLL sul VCO.
 - Con  i  valori del  LOOP-Filter  settati nel progetto il rumore di fase
   dovrebbe  essere  abbastanza contenuto, buono per l'ATV  ma troppo alto
   per una applicazione del PLL su Banda Stretta.
   In   questo  caso  andranno  rivisti  i  valori dei componenti del loop 
   filter  ed  in  particolare  la  capacita` sull' uscita dell' LM358 che
   occorrera` portare dai 10nF attuali a 10uF od oltre.
   Ovviamente  in  questo caso l' aggancio del PLL risultera` essere  piu` 
   lento.


 NOTE: uPB1505GR UN PRESCALER EQUIVALENTE

 Per chi avesse difficolta` a reperire il Prescaler MB510 impiegato in questo 
 progetto segnalo il sito della ditta olandese 

Barend Hendriksen HF Elektronica
 ove potrete trovare l' equivalente uPB1505 che oltre ad essere pin2pin
 compatibile offre anche delle caratteristiche superiori al MB510:

   UPB1505GR:  * Range Frequenza da 0.5 a 3GHz (testato fino a 4GHz)
                 * Rapporti di divisione 64, 128, 256
                 * Sensibilita` tipica -14dBm

 Per impiegarlo nel  progetto settare il rapporto di divisione del  prescaler
 a  256  (pins 3 e 6 a massa) e  quello  del  MC145151  a 8192  (pins 5,6 e 7
 tutti scollegati).  Usare il programma PLL2400 per il corretto setup dei dip
 switch.


 Buona realizzazione!
                                    73s de Ik8UIF Alberto

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