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2017年5月17日 (水)

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<VCO調整>
VCOだけを単独で調整します。回路図通りに作れば必ず発振しますが、発振
コイルのGND側がトランジスタのエミッタ抵抗のGND側に近い場所に付け
ないと発振しません。この取り付け位置を変えても周波数は変わりません。
10KΩのVRの両端を+5V・GNDに付け、センターをCVにつなぎます。
VRをメカニカルセンターにして(CV端子が約2.5V)周波数カウンタか
ディップメータ(吸収型周波数計)で発振周波数が140~150MHzの間に
ある事を確認。
VRを両端いっぱいに廻して135~155MHz程度の変化をすれば優秀です。
最低限145MHz付近を発振する時のCVが、1.5~3Vの間であれば可です。
発振周波数を変えるにはコイルを1tずつ増減して巻きなおします。メイン基板に
付けてからも再調整しますから、調整用VRは付けたまま!
<光学エンコーダ調整>
PICを付ける前に、これを調整します。
エンコーダは回転方向を判定させないので、フォトインタラプタは1つだけ(片側
だけ)しか使いません。
発光ダイオードの470Ωのプリントパターンが、+と-(GND側)逆になっていました,
パターンカットして下さい(2002/04訂正済み)。
ロジックプローブかテスタ(アナログ式が良い)でフォトダイオードのコレクタ側を
当たりつつ、スプロケットをジワーっと回わしたときH・Lがきちっと変化するように
発光側と受光側の位置を合わせます。ロジックプローブがLかHだけしか反応しない
ときは発光側の抵抗値を1K~330Ωの範囲で調整。
また、スプロケットは空回りしないように工夫して下さい。
受光側に外光が当たらないようにケースに入れて下さい。
<周波数表示の確認>
プログラムを書きこんだPICを付けます。VCOは、まだ付けません。
+5Vを入れると、5個のLEDがテスト点灯します。そのまま「M」スイッチを
押すと、LEDがフラッシュします。
スプロケットを下にしてメイン基板を右手に持ち、左の手ひらにこすりつけます。
手前から先に1方向だけこすります。1回でなく何回も繰り返しこすります。
繰り返しのタイミングがあまり早いと、LEDがダイナミック点灯を終了し切れ
ません。
スプロケットは、なるべく速く回るように,しかし繰り返しは余り速くなくします。
プログラムはスプロケットの初速を見計らい、その回転が安定したらLEDの点灯を
開始します。そしてダイナミック点灯を終えたら、一旦スプロケットの回転が停止
するのを待ち、スプロケットの回転開始待ちに戻ります。
だから、スプロケットがカラカラと空回りしないように取り付けて下さい。
何度もやってれば、コツが分かります。それよりもハンディー機で発振を確かめた
方が早いかも知れません。
<VCOを付けて>
最初VCOの出力をトランジスタ1段で増幅していたのですがPLLロックが外れ
易いのでスペアナで調べたら、最終出力が-30dBm。
(基板写真の横に書いたベースバイアスを自己バイアスに修正したら約10dBアップ)
PLLの入力感度(-23dBm@150MHz)よりも低い事が分かりもう一段
SGM2006M(秋月)を追加して20dB程度持ち上げました。
アンテナ出力に100mW程度は欲しいので、別基板にもう1段か2段アンプが要り
ます。
VCOのCVを<VCO調整>で行ったような方法で調整して、145MHz付近が
自走発振するようにします。(PLLからのCVは外しておきます)
145MHzの出力が最大になるように、メイン基板のトラップや同調回路の
30pFトリマを調整します。
手順どおりに調整してからPLLのCV(PD)をつなげば、一発でロックします。
ロックしない原因があるとすれば、380MHz付近のスプリアスです。
この付近はPLLの入力感度が-38dBmあり、一番感度の良い所です。
トラップの調整はスペアナが必要なので、トラップをやめて、遮断周波数150MHz
のLPFに回路変更するのが良いかも知れません。

その他:M54958FPの制御プログラムに就いて
プログラムではPLLが基準発振の12.8MHzを320(320x8)分周して最少ステップを
5KHzなるようにデータを送っています。
また、VCOの分周比は29000を送っています、29000x5=145MHz。周波数を変える
ときは29000から4ずつ加算・減算して送り20KHzステップにしています。

PLLの制御部だけを流用する場合、PICが動作を始めてからPLLにデータを
転送するまでに、「Test」プロシジャと同じ程度の待ち時間(5秒位)を取って
下さい。待ちをせずいきなり12.8MHz基準発振の分周率を転送したり、VCO
の分周比を転送してもPLLは正しく受け取っていません。
「ARDF専用方探」製作のときVCOのスプリアスでうまく行かず、いろいろ試行
錯誤して正常に動作した実績があるのに、今回はPLLがロックせず10日ぐらい
悩みました。VCO周波数が124MHzから145MHzになっただけなのに…。
電源投入後、PLLがシリアルデータを受け取るまでに待ち時間を取らなかったため
で、何気なくLEDのテストルーチンを省いたのが原因でした。

PLLがきちっと動作しているか否かの確認は、VCOを付けずにPD(位相検出,
VCOにCVパルスを出すピン)をテスタやロジックプローブで当たり、PLLに
転送した分周比データでロックするであろう周波数付近をディップメータで発振させ
PLLの周波数入力端子に注入します。 ディップメータの発振周波数を微妙に調整し
ながら、目的周波数を通過するときにPD端子がH→L(あるいはL→H)に変われ
ばPLLは正常にVCOを制御しようと働いていることが分かります。
しかし何時間もロックしない状態で調整をしていたらPLLが熱を持って壊れました。

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