OSCILADOR    LOCAL  CON  PLL  (Proyecto)

Descripción
Según las indicaciones de G8AJN, las exigencias a cumplir por parte del oscilador local, no son muy críticas ni difíciles de conseguir.
Existen infinidad de publicaciones y módulos en el mercado que facilmente podrían adaptarse para lo que necesitamos, siendo como premisa básica aparte de la debida estabilidad en la frecuencia, que podríamos denominar "estandard", la pureza de espectro que eso si, nos debe aportar el oscilador.
Ello se puede obtener facilmente partiendo de un oscilador a cristal de cuarzo y con sucesivos pasos multiplicadores, con salida convenientemente filtrada para eliminar los productos del cristal, sería suficiente para obtener esa estabilidad y pureza espectral necesarias.

Claro, esto tiene algunos inconvenientes de los que hoy en dia tendemos a evitar, como es la dificultad de cambio de frecuencia, mayor consumo, espacio, etc. presentándose como más idóneo un generador que controlado por PLL nos proporcione más flexibilidad de operación, asi como optimización de espacio y consumo.

Nuestro amigo Benjamín EA3XU, ha sugerido algunos de esos circuitos que proveen algunos colegas europeos, con precios muy asequibles y excelentes características técnicas, perfectamente válidos para el fin propuesto.

Como una alternativa más, y por petición de algunos colegas del grupo, me propongo aportar un circuito más, que cuya única ventaja destacable citaría como exclusivamente pensado para el proyecto Digilite en sus principales características, teniendo en cuenta como otro factor básico, el económico, que tanto como materiales sueltos como montado, no sobrepase los 30€

El circuito está ya diseñado y en fase de evaluación de prototipo, cuyo circuito y resultados  en breve publicaré en esta página.

Puedo adelantar que las dimensiones del circuito impreso son 45 X 42,5 mm. Preselección de 4 canales, facilidad de reprogramación, y nivel de salida 2 a 5 dBm. La construcción es en el inevitable SMD....

NOTAS  SOBRE  ELLO (SMD)

No soy muy partidario de esta tecnología, quizá por edad cuyas limitaciones tienen su influencia, pero reconozco que el montaje en
SMD , y más tratándose de frecuencias elevadas, proporciona mejores rendimientos y en conjunto resultados, tan solo por la reducción
de distancias entre componentes, capacidades parásitas, etc.

Por otro lado, si queremos estar al dia y por tanto utilizar componentes de la tecnología actual, con todas las ventajas que nos ofrecen,
de alta integración, mayores capacidades de proceso, etc. no tenemos más remedio que adoptar componentes que solo han sido diseñados
para su montaje en SMD... es más, me atrevería a afirmar que la fabricación de componentes discretos ha quedado relegada a solo el mantenimiento de stocks de elementos al borde de la obsolescencia u obsoletos, para el mantenimiento del parque de productos fabricados,
todavía activo pero de linea de vida limitada.


OSCILADOR CONTROLADO POR CRISTAL, COMO ALTERNATIVA AL PLL

Consiste en una forma más para la evaluación de las torlerancias del sistema digital CVB-S. y por tanto una forma comparativa para situar los requisitos de tal sistema con respecto al oscilador PLL antes comentado.

Según la literatura que existe al respecto, la frecuencia portadora que inyectamos al modulador de cuadratura I,Q, dicha señal debe ofrecer un ruido de fase igual o mejor que -90 dBC.
Interpretamos por tanto, que un ruido de fase inferior a esos -90 dB, afectará a la calidad de la señal modulada y en consecuencia, a la posibilidad gradual de su decodificación por parte del receptor del corresponsal.

En condiciones límite, (distancia, potencia útil, etc), y a efectos de la recepción por tanto, una deficiente  calidad transmitida por efectos del ruido de fase de la señal portadora, sería equivalente a la recepción de una señal por debajo del humbral de la sensibilidad del receptor. Es decir en ambos casos no tendríamos decodificación y en consecuancia el receptor nos indicaría "SIN SEÑAL".

El ruido de fase por lo tanto, es un factor relevante en un sistema digital, el cual determina directamente el alcance de nuestra transmisión.

Se sugiere aqui un circuito, que por sus características nos ofrecerá las mejores características en cuanto al ruido de fase, (dificilmente superable por un sistema a PLL), a la vez que una forma muy económica de dotar a la Digilite de la conveniente señal, ya que su contrucción está  facilmente al alcance de nuestras posibilidades , con componentes que en el montaje del prototipo he sacado de antiguos montajes, e incluso el cristal de cuarzo a 38,9 MHz puede encontrarse en el mercado a bajo precio.

La elección de esta frecuencia responde a la operación en nuestra zona, que por efectos de la convivencia con las señales de radar que a título secundario nos obliga la legislación vigente,  pululan por toda la banda, observamos que el segmento menos afectado 1240 a 1250 MHz. , hemos situado la transmisión para la DATV en 1244 MHz, cuyo ancho de banda ocupado está en 6 a 8 MHz, dejando la suficiente guarda en la lateral inferior, que garantiza en todo momento no sobrepasar el limite de nuestra concesión.

Todo ello sin abandonar el proyecto del generador a PLL, el cual sigue su curso, que publicaré aqui en breve.

El circuito completo se muestra a continuación:

ESQUEMA  PDF
PCB

La placa de circuitos impreso es muy simple y facilmente construible por medios caseros.

Las medidas son 127 X 38 mm. del tipo FR4, con la cara superior, lado de componentes, metalizada (todo cobre), y solo impresa la cara inferior (soldaduras).

Procurar al insolarla que se lea la identificación. Tal como se muestra aqui, está vista desde la cara de componentes (como si la placa fuera transparente). Por tanto, para insolarla habrá que darle la vuelta.


PCB   (pdf)
DISPOSICIÓN DE LOS COMPONENTES
Aunque he procurado complicar la vida al montador lo menos posible, he introducido algunos componentes en SMD
que por su función, garantiza un mejor rendimiento, a la vez que por la reducción de espacio y capacidad parásita que ello supone.

Principalmente se trata de los condensadores C8, C9, C13, C14, C15, C18 y C16. En estos dos últimos pueden ponerse del tipo normal, aunque recomiendo usar del tipo SMD.
C8 - 2p2  formato 1206
C9 - 6p8       "           "
C14 - 2p2     "           "
C15 - 4p7     "           "
C18 - C16  -  8p2      "


No es necesario taladrar la placa para los terminales y rabillos que se conectan a masa, ya que al no ser taladro metalizado, tampoco quedaría conectado. Se dobla el rabillo en unos 3 mm. y se suelda directamente al cobre.

Si se siguen los valores y dimensiones que se especifican, cada etapa solo tendrá una respuesta en frecuencia, por lo que una vez montado y verificado el circuito, puede ajustarse todo a máximo de nivel de salida, con la seguridad que estaremos en frecuencia.

Para el ajuste de las etapas previas, puede ajustarse a máximo de tensión en el emisor de cada transistor (será del orden de milivoltios).

Es decir: Cuando ajustamos L4-L2 ponemos un milivoltímetro en el emisor de T2 con referencia a masa, y buscamos el máximo de las dos bobinas.  Para el ajuste de L5-L3, tester en el emisor de T3 y ajustamos ambas L5-L3, y retocamos los pasos anteriores. Lo mismo en el emisor de T4, y para el ajuste final, usaremos alguna sonda de RF puesta en la salida.
Retocamos todos los pasos buscando el pico máximo de salida de RF.

Se ha previsto la posibilidad de insertar un atenuador (resistencias en T) a la salida, pero el nivel alcanza los 2-3 dBm, perfectamente adecuado para la Digilite, no necesitando dicho atenuador.



...
L1
L5 - L3
L4 - L2
OSCILADOR LOCAL CONTROLADO POR PLL DE ALTA PUREZA DE ESPECTRO "PLL23"


Este artículo describe el módulo para generar la señal  de Oscilador Local especialmente diseñado para la operación de modulación en un sistema digital, que aplicado al modulador IQ generar la frecuencia de salida del transmisor en la banda de 23 cms.

Aunque su montaje utiliza la tecnología en SMD, he procurado combinar componentes disponibles en el mercado actual de bajo precio, evitando sofisticaciones de circuito, aplicando la tecnología más convencional técnicamente asequible por la mayoría de colegas de nuestro pequeño mundo de la radioafición.

El PLL utilizado (LMX1501) corresponde a la segunda generación en su especie, el cual cumple perfectamente con las premisas básicas que un O.L. para esta aplicación debe cubrir.
El oscilador a cristal que se utiliza como referencia es de 12 MHz el cual, dividido por 96, provee al comparador de fase los 125 KHz como salto minimo entre canales.

A su vez, el VCO (Oscilador Controlado por Tensión), aplica una muestra de su señal de salida al a la entrada "fin" del PLL, el cual aplicando el rango de división determinada por la configuración que es definida por el microprocesador, y cuyo resultado es comparada por el comparador de fase interno, creando una tensión de error la cual corrige al VCO, generando éste la frecuencia deseada.

En el   CIRCUITO  podemos ver la configuración descrita.

La alimentación de entrada es de 12 VCC, aunque la totalidad del circuito opera en 5 V. que siendo éste un módulo componente para un sistema completo, NO INCORPORA PROTECCIÓN CONTRA INVERSIÓN DE POLARIDAD.

Existen en el circuito dos estabilizadores independientes de 5 V. para desacoplar al máximo los posibles ruidos que los circuitos de lógica pudieran inducir en la línea de alimentación. Por tanto, se dispone un único estabilizador para la tensión que controla el VCO exclusivamente, y otro que estabiliza el resto.
El control del conjunto está a cargo de un microcontrolador cuyo programa lee sus dos entradas que definen el canal, y programa al PLL mediante sus líneas de EN, DATA y CLK.
Se dispone también de una entrada de Modulación (MOD), la cual permite aplicar una señal de banda base, en este caso, video y 6,5 MHz de audio, y generar una señal en FM en modo analógico convencional, cuyo circuito publicaré aquí en breve.


CONSTRUCCIÓN


El módulo completo puedo suministrarlo por 32 €, pero para los que prefieren la autoconstrucción, cosa que recomiendo, puedo suministrar los principales componentes que se precisen.


PCB

La "PLACA DE CIRCUITO IMPRESO"  de medidas 45 X 42,5 mm. Es doble cara con taladro metalizado pasante, siendo la cara inferior totalmente metalizada (no hay circuito), utilizada como blindale.

LISTA DE COMPONENTES
METODO SUGERIDO PARA LA CONEXION DEL CABLE DE RF

El diseño de la placa resulta en una conexión un poco dificultosa
de realizar.
Aqui se muestra una forma práctica de hacerlo.
Pelar el cable dejando unos dos milimetros de malla accesible
enrrollar y soldar un hilo plateado de 0,5mm encima de la malla,
y los dos rabillos del hilo soldarlo en los dos pads de masa de la placa
ACABADO FINAL, CON BLINDAJE