Jump to content

    
Sign in to follow this  
itxs

Передатчик FSK на PLL ADF4360-8

Recommended Posts

Проектирую передатчик в полосе 136-174 МГц. В качестве генератора - ADF4360-8, схема из даташита, а управляет всем STM32F103C8.

Только смотрю, выходной пик выше -49 дБм не поднимается, а у чужого передатчика (реверс которого я и делаю фактически, только с обновлением элементной базы) - стоит пллка MB1501, и ее уровень сигнала гораздо выше, где-то -33дБм. Я задаю такие множители: делитель опорника=960, множитель pll=6000, чтобы имея опорные 24МГц (функция одного из выводов STM32), получить центральные 150МГц и сетку с интервалом 25кГц. Модулировать собираюсь подключением фильтрованного фнч 5порядка ШИМа к внутреннему VCO.

В качестве усилителя у меня BFR93A + NE5550234 + MRF1511NT1, чтобы получить до 6 Вт выходной мощности.

 

Я делаю пплку в первый раз. Сильно ли влияют характеристики RF-пригодности компонентов для таких частот?

Правильная ли разводка?

Почему выходной сигнал с плл на 1 МГц ниже рассчетного? (149 МГц, а надо 150) и очень низкого уровня, недостаточного для усиления.

Сильно ли влияет 20% отклонение номиналов компонентов в петле ФАПЧ?

 

Проектирую передатчик в полосе 136-174 МГц. В качестве генератора - ADF4360-8, схема из даташита, а управляет всем STM32F103C8.

Только смотрю, выходной пик выше -49 дБм не поднимается, а у чужого передатчика (реверс которого я и делаю фактически, только с обновлением элементной базы) - стоит пллка MB1501, и ее уровень сигнала гораздо выше, где-то -33дБм. Я задаю такие множители: делитель опорника=960, множитель pll=6000, чтобы имея опорные 24МГц (функция одного из выводов STM32), получить центральные 150МГц и сетку с интервалом 25кГц. Модулировать собираюсь подключением фильтрованного фнч 5порядка ШИМа к внутреннему VCO.

В качестве усилителя у меня BFR93A + NE5550234 + MRF1511NT1, чтобы получить до 6 Вт выходной мощности.

 

Я делаю пплку в первый раз. Сильно ли влияют характеристики RF-пригодности компонентов для таких частот?

Правильная ли разводка?

Почему выходной сигнал с плл на 1 МГц ниже рассчетного? (149 МГц, а надо 150) и очень низкого уровня, недостаточного для усиления.

Сильно ли влияет 20% отклонение номиналов компонентов в петле ФАПЧ?

 

Пока пришли не все детали, поэтому PLL тактируется от проводка от вывода генерации частоты стм32 (MCO)

post-83766-1455048706_thumb.jpg

post-83766-1455048905_thumb.jpg

post-83766-1455049173_thumb.jpg

Edited by iTXS

Share this post


Link to post
Share on other sites

В этой консервативной области TX-ов, трудно представить себе - зачем делать реверс с обновлением элементой базы?

Дешевле не будет точно. Тогда какой смысл? Иссякли запасы чипов? Думаю это врядли, просто плохо искали.

 

Интересно взглянуть на тот чужой, которого хотите копировать. Может есть смысл повторить? По причине большого числа подводных непреодолимых "камней" для начинающих и особенно с PLL. 113 стандарт придется реализовывать.

 

Для усилителя это сумма дороговата BFR93A + NE5550234 + MRF1511NT1, против BFR93A + 2хBFR93A или BFR591 + RD06.

И фнч 5порядка ШИМа будет недостаточно, для чистого сигнала.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Переделал схему выходов PLL на ту, что здесь: http://www.cqham.ru/ds2502.htm сигнал усилился до -42дБм, уменьшил интервал спектроанализатора, стали видны спуры. Можно ли как-то еще больше увеличить, или пора уже биполярник подключать? Есть подозрение, что щуп ослабляет на добрых 20дБ, хотя его аттенюатор не включен.

RD06HVF не поставил по 2 причинам:

1) нужно потом собрать точно такой же передатчик на 403-490МГц, а в даташите на этот полевик такого диапазона нет. Зато у MRF1511 есть родственник (MRF1517) как раз на такой диапазон в таком же корпусе, что облегчает дизайн.

2) ТО-220 больше (или выше, если стоймя) и не столь эффективен по теплоотдаче, как широкая SMD коробочка. Я под ней еще понатыкал переходных отверстий.

 

Возможно в исправленной версии платы надо будет воткнуть еще один BFR93 перед имеющимся, если не смогу еще больше усилить сигнал. Пока думаю, что проблема может быть либо в разводке, либо в паразитных характеристиках компонентов. Просто я в начале решил уложиться в 3 каскада с ожидаемыми потерями согласования -3дБ/каскад.

 

Обязательно ли при отладке наличие экрана, под который я вскрыл маску по периметру участка со схемой PLL? Через несколько дней приедет НОРМАЛЬНЫЙ TCXO и более точная пассивка, вот тогда поиграемся..

post-83766-1455066327_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites
Можно ли как-то еще больше увеличить, или пора уже биполярник подключать?

Создаётся такое впечатление, что по выходу КЗ, перегруз или несогласован. Для начала надо отпаять нагрузку и подцепить выход PLL через аттенюатор.

Есть подозрение, что щуп ослабляет на добрых 20дБ, хотя его аттенюатор не включен.

Это врядли на такой низкой частоте, хотя правда не видно, как подключается щуп и что за щуп. Исключить можно, померив имеющийся TCXO.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Синтезаторы серии ADF4360 дают выходной уровень порядка 0 dBm при максимальной установленной мощности, вне зависимости от того, есть модуляция или нет. Можно также уменьшать мощность на 3 ступени по 3 dBm каждая. Так что ваши измеренные уровни - либо брак измерений, либо неправильное включение ИС.

Не применяйте радиолюбительских схем, фирменный софт Аналога ADSimPLL нарисует вам правильную схему.

Плюс контролируйте захват синтезатора (подключите светодиод для контроля LOCK), при отсутствии захвата ИС может сама убирать выходной сигнал.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Переделал схему выходов PLL на ту, что здесь: http://www.cqham.ru/ds2502.htm сигнал усилился до -42дБм, уменьшил интервал спектроанализатора, стали видны спуры. Можно ли как-то еще больше увеличить, или пора уже биполярник подключать? Есть подозрение, что щуп ослабляет на добрых 20дБ, хотя его аттенюатор не включен.

RD06HVF не поставил по 2 причинам:

1) нужно потом собрать точно такой же передатчик на 403-490МГц, а в даташите на этот полевик такого диапазона нет. Зато у MRF1511 есть родственник (MRF1517) как раз на такой диапазон в таком же корпусе, что облегчает дизайн.

2) ТО-220 больше (или выше, если стоймя) и не столь эффективен по теплоотдаче, как широкая SMD коробочка. Я под ней еще понатыкал переходных отверстий.

 

Возможно в исправленной версии платы надо будет воткнуть еще один BFR93 перед имеющимся, если не смогу еще больше усилить сигнал. Пока думаю, что проблема может быть либо в разводке, либо в паразитных характеристиках компонентов. Просто я в начале решил уложиться в 3 каскада с ожидаемыми потерями согласования -3дБ/каскад.

 

Обязательно ли при отладке наличие экрана, под который я вскрыл маску по периметру участка со схемой PLL? Через несколько дней приедет НОРМАЛЬНЫЙ TCXO и более точная пассивка, вот тогда поиграемся..

Совет правильный дали - не пользовать любительские конструкции, поскольку это потеряное время для профи решения. Подключив биполярник, ухудшите только из-за добавления его нелинейности. RD06 понятно как ставить, там все однозначно. В причинах думаю вы ошиблись, если без опыта. 1) Передатчик на 403-490МГц построить вам так просто не удастся с таким перекрытием. 2) Для этого диапазона разводка цепей на плате, элементы согласования сильно отличаются. Не удастся вам сделать Copy-Paste и вдруг все заботает само. По новой все считать и учитывать кучку новых ньансов. (... тут просто поверьте опытному в этом деле челу) 3) MRF15хх не так хороши, не пройдут заменой, и потом хуже держат перегрузку по ксв. 4) Корпус RD06 эффективен по теплоотдаче против SMDшных MRF15xx. И переходных отверстий под фланцем RD06 побольше можно натыкать. Разводка оч критична во многих местах, особенно земли. Без расчетов, опыта, знаний темы, можно много ревизий плат сделать. Видел опытных разработчиков с 10 летним стажем в теме этих TX-ов, делающих по 5...7 ревизий одной платы, а вы только начинающий ...

Share this post


Link to post
Share on other sites
Синтезаторы серии ADF4360 дают выходной уровень порядка 0 dBm при максимальной установленной мощности, вне зависимости от того, есть модуляция или нет. Можно также уменьшать мощность на 3 ступени по 3 dBm каждая. Так что ваши измеренные уровни - либо брак измерений, либо неправильное включение ИС.

Не применяйте радиолюбительских схем, фирменный софт Аналога ADSimPLL нарисует вам правильную схему.

Плюс контролируйте захват синтезатора (подключите светодиод для контроля LOCK), при отсутствии захвата ИС может сама убирать выходной сигнал.

 

Виновником низких показаний оказался щуп. Я взял другой - он после подстройки мне выдал -18дБм главного пика, что уже пригодно для усиления. Сигнал LOCK DETECT выставляется, ессно, если частоту задрать за пределы vco, то lockdetect не выставляется, пробовал. На большой развертке видны гармоники задающего сигнала (24МГц). Предполагалось, что это будет делать TCXO, но он еще в пути, и пока я перекинул проводок от микроконтроллера на контактную площадку для TCXO, выведя таким образом на плл частоту с внутреннего PLL микроконтроллера. Линия получилась длинноватая, поэтому форма сигнала - пилообразная скорее, а не меандр, в общем не очень. Жду TCXO.

 

Про ADsimPLL я давно знаю, в ней все и расчитывал, очень полезная программа. Для связывания каскадов руководствовался тем, что в даташитах на транзисторы указаны схемы для 50Ом, сл-но их можно просто соединить. Это пока тестовая версия платы, на ней выведены 3 подстроечных резистора для задания напряжения баз и затворов всех транзисторов. Транзисторы еще не впаивал, потому что самый первый еще не пришел.

 

Как раз таки диод я и подключил, но не к лок-пину ADF, а к стм32, которая смотрит состояние пина LD ADF, и в соотв. с ним зажигает или если там пусто - гасит светодиод.

В принципе -18дБм это ведь неплохо? нго думаю можно и больше. Просто нормального щупа нет, а на самом хорошем написано "60МГц", с ним то я и получил самый высоки

 

Кстати, частота перестала ехать, теперь стабильно стоит там, где нужно, 155МГц при RefCounter=960, N=6200, timebase=24MHz.

post-83766-1455205973_thumb.jpg

post-83766-1455205981_thumb.jpg

Edited by iTXS

Share this post


Link to post
Share on other sites
Виновником низких показаний оказался щуп. Я взял другой - он после подстройки мне выдал -18дБм главного пика, что уже пригодно для усиления. Сигнал LOCK DETECT выставляется, ессно, если частоту задрать за пределы vco, то lockdetect не выставляется, пробовал. На большой развертке видны гармоники задающего сигнала (24МГц). Предполагалось, что это будет делать TCXO, но он еще в пути, и пока я перекинул проводок от микроконтроллера на контактную площадку для TCXO, выведя таким образом на плл частоту с внутреннего PLL микроконтроллера. Линия получилась длинноватая, поэтому форма сигнала - пилообразная скорее, а не меандр, в общем не очень. Жду TCXO.

 

Про ADsimPLL я давно знаю, в ней все и расчитывал, очень полезная программа. Для связывания каскадов руководствовался тем, что в даташитах на транзисторы указаны схемы для 50Ом, сл-но их можно просто соединить. Это пока тестовая версия платы, на ней выведены 3 подстроечных резистора для задания напряжения баз и затворов всех транзисторов. Транзисторы еще не впаивал, потому что самый первый еще не пришел.

 

Как раз таки диод я и подключил, но не к лок-пину ADF, а к стм32, которая смотрит состояние пина LD ADF, и в соотв. с ним зажигает или если там пусто - гасит светодиод.

В принципе -18дБм это ведь неплохо? нго думаю можно и больше. Просто нормального щупа нет, а на самом хорошем написано "60МГц", с ним то я и получил самый высоки

 

Кстати, частота перестала ехать, теперь стабильно стоит там, где нужно, 155МГц при RefCounter=960, N=6200, timebase=24MHz.

 

Заметил, что если на определенном расстоянии от индуктивностей vco сверху разместить металлическую пластину, то спектр становится чище. Думаю, это изза повышения связи между этими двумя L. Примечательно, и при увеличении и при уменьшении высоты железки становится хуже. Но и совсем без нее не ужасно (на скринах ниже). Думаю установить экран определенной высоты с точностью до мм.

 

UPD: Заменил выходной резистор к питанию индуктивностью 160нГн, сигнал стал -3дБ, что, думаю, очень неплохо, однако появились спуры на +-2МГц от центральной, и спады центрального пика стали менее крутыми. Снимал с щупом с аттенюатором 1/10, если я правильно понимаю, надо прибавить к -13дБм десять и получим -3дБм:

post-83766-1455213416_thumb.jpg

post-83766-1455213422_thumb.jpg

Edited by iTXS

Share this post


Link to post
Share on other sites

1. Про индуктивности: частотозадающие катушки производитель рекомендует размещать перпендикулярно друг другу для минимизации взаимовлияния.

2. Про спуры: желательно все 3 питания (AVDD,DVDD,VVCO) разделять дросселями (типа BLM21), делать раздельные блокировки максимально близко к выводам. ВЧ блокировки - лучше в верхнем слое.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Одни и те же частоты выходного сигнала можно получить разной комбинацией параметров. Причем при одной комбинации могут быть спуры, а при другой их не будет. На этапе отладки для быстрого изменения параметров можно использовать софт от AD, который по параметрам "считает" содержимое регистра.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1. Про индуктивности: частотозадающие катушки производитель рекомендует размещать перпендикулярно друг другу для минимизации взаимовлияния.

2. Про спуры: желательно все 3 питания (AVDD,DVDD,VVCO) разделять дросселями (типа BLM21), делать раздельные блокировки максимально близко к выводам. ВЧ блокировки - лучше в верхнем слое.

Спасибо, на приведенных скриншотах видно что индуктивности перпендикулярны, а бусины (дроссели) - BLM41PF800SN1L, правда хочу узнать, не слишком ли сильные взял (80R на 100МГц). Сейчас они есть только у выходного каскада сзади и спереди, значит поставлю и на AVDD, DVDD и Vvco цепи. Для монтажа используем исключительно верхний слой, дешевле ведь при производстве получается.

 

Одни и те же частоты выходного сигнала можно получить разной комбинацией параметров. Причем при одной комбинации могут быть спуры, а при другой их не будет. На этапе отладки для быстрого изменения параметров можно использовать софт от AD, который по параметрам "считает" содержимое регистра.

Я написал себе библиотеку для удобного управления и настройки ADF4360 по SPI, с помощью нее тоже можно быстро задавать и смотреть, выводить в дебаг и т.д. значения "регистров" ADF4360, множители, переключатели и т.д. Могу выложить, если нужно.

 

Что за такие измерения (как понимаю картинки с анализатора) ... с щупом с аттенюатором 1/10, а где приведенное к 50 омам?

r1ban.ru/likbez/dB-calc.htm, translatorscafe.com/cafe/units-converter/dbm/c/ - получается 103.8 дБмкВ, но в анализаторе такая опция тоже есть.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Странно что не поняли моего вопроса. Не про пересчёты меж единицами измерений. Просто есть существенная разница между щупами для осциллогафа и его входом и входом анализатора спектра. Отсюда вопрос к щупу с аттенюатором 1/10; и корректность ваших измерений. А бусины считаются, посчитайте ... может вам и 1000 Ом мало будет.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Странно что не поняли моего вопроса. Не про пересчёты меж единицами измерений. Просто есть существенная разница между щупами для осциллогафа и его входом и входом анализатора спектра. Отсюда вопрос к щупу с аттенюатором 1/10; и корректность ваших измерений. А бусины считаются, посчитайте ... может вам и 1000 Ом мало будет.

Мм. В анализаторе есть такой параметр как Input att. выставил его соотв. на 10dB, потому что щуп 10dB. Думаю, как раз должен скорректировать. Пришли остальные детали, спаял, отстраиваю.

Share this post


Link to post
Share on other sites
В анализаторе есть такой параметр как Input att. выставил его соотв. на 10dB, потому что щуп 10dB.

В анализаторе, скорее всего, это внутренний аттенюатор, который учитывается автоматом при выводе спектра. Если у вас дополнительно щуп 10 дБ, то его учитывайте в уме.

Проверить легко, подключившись к промышленному (поверенному) ВЧ генератору.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this