de Ik8UIF
1,2 Ghz  Exciter REV_1.3

Un TX da 25mW per i 23cm dotato di PLL I2C
interfacciabile al progetto di "LCD Display Interface"


1,2GHz Exciter (1 Euro scaling)

Mar/2002


 I 23cm rappresentano la  entry-band  per  la maggioranza degli appassionati 
 dell' Amateur Television  offrendo un  approccio meno critico rispetto alle
 piu`  blasonate  bande  superiori.   Inoltre  il  recente  nuovo  Piano  di 
 Ripartizione delle Frequenze ci concede anche su questa  banda  uno  spazio  
 sufficiente  per  operare con tranquillita`  una trasmissione WideBand come
 appunto quella in ATV-FM !
 Il  progetto  che  segue  realizza  dunque  un  semplice   ed  accattivante 
 trasmettitore sui  1,2GHz  controllato in frequenza da un  PLL a protocollo
 seriale  I2C  che a  sua volta viene gestito da un  PIC tipo 16F84.
 Il  modulo  puo` essere  OPZIONALMENTE interfacciato con un Display LCD per
 la completa gestione di Frequenza, Memorie, stato del PLL, etc...
 La potenza  RF  fornita e` di circa  25mW  che  e`  ottima  per pilotare un
 eventuale  Amplificatore  ad  alto  guadagno  di  tipo  Ibrido.





 NOTE SUGLI UPGRADE 
 Nella  Rel_1.3 e` stato aggiornato il software.  
 Nella  Rel_1.2  sono  stati modificati i valori delle due resistenze poste
 sulle  linee  RX/TX  della  porta  RS232, per cui entrambe dovranno essere 
 sostituite con un valore di 150 ohm.

 Il   software    e`    stato   aggiornato  e   quindi   sara`   necessario 
 riprogrammare il PIC con il nuovo TX1200.HEX v1.3 disponibile  in download
 piu` sotto e nella sezione Software. 

 Dalla  Rel_1.1  sono  stati modificati alcuni  valori dei componenti posti
 sull'Ingresso Video.  Questo permette di ottenere una corretta modulazione
 usufruendo anche di un circuito di Preenfasi esterno (vedi descrizione nel
 capitolo "Test e taratura - Come modulare l' Exciter"). 



 LO SCHEMA ELETTRICO 
Schema elettrico
Si discernono dallo schema le due parti principali: il VCO e l' insieme PLL+PIC ovvero la parte digitale del circuito. Il VCO e` costituito da un transistor BFQ70 seguito da un INA10386 che porta la potenza utile RF a livelli di circa 14dBm in un range di di frequenza di circa 300MHz (1200MHz1500MHz). Per questa intera sezione sono stati utilizzati componenti SMD montati sul lato piste del C.S. . Il controllo della frequenza del Vco e` affidato ad un Sintetizzatore tipo SP5055 il quale dispone al suo interno di un primo prescaler (16) in grado di gestire frequenze fino a 2,6GHz con una sensibilita` media nell'ordine di -13dBm. Segue un secondo divisore PROGRAMMABILE che permette di ottenere STEPS di soli 125KHz sulla impostazione della frequenza finale. La gestione di questo secondo divisore, e delle altre parti dell' I.C., avviene con protocollo I2C permettendo il controllo totale del dispositivo tramite il bus costituito da CLOCK e DATA (bidirezionale), quindi con 2 soli collegamenti al Microprocessore PIC (+ 1 per il LOCK_DETECT State). Per altri dettagli sul funzionamento del PLL consultare il file SP5055.PDF. Piu` avanti sara` analizzata la parte inerente il software contenuto nel PIC16F84.
MONTAGGIO
Di seguito vengono riportati tutti i dati inerenti il corretto montaggio dell' intero progetto (c.s., disposizione dei componenti, quotatura fori, etc.). Il procedimento descritto garantisce un montaggio ottimale anche ad un hobbista con media esperienza a patto che esso segua alla lettera la descrizione delle varie fasi dell' assemblaggio. IL CIRCUITO STAMPATO Il C.S. andra` realizzato su Vetronite FR4 doppia faccia da 1,6mm di spessore. La stampato al taglio finale misura 59x59mm ed i suoi quattro angoli vanno leggermente SMUSSATI a 45 onde facilitare il successivo incastro nel contenitore. Troverete i LAYOUT in formato ARIANNA e CIRCAD nel file TX1200.ZIP nella sezione Software. Ecco il layout:
C.S. Exciter 1,2GHz (FR4 double-face 1,6mm - final cut 59x59mm)
IL CONTENITORE L' Exciter e` racchiuso in un BOX tipo TIN-PLATE delle misure esterne di 60x60x22mm completo di DUE coperchi di chiusura. Come prima operazione si procedera` quindi a FORARE il contenitore seguendo con precisione le misure indicate nelle foto:
Fori per Vcc, MOD e Gnd
Fori per SMA
FORATURA DEL C.S. ED INSERZIONE NEL BOX Le operazioni che seguono non sono particolarmente critiche ma richiedono precisione onde garantire il corretto posizionamento del circuito stampato all' interno del contenitore. Da notare (ma chi ha seguito altri miei progetti gia` lo sa!) l' adozione di alcuni SPILLI (spessore 0,60,8mm) per le interconnessioni di MASSA tra i due lati del C.S. . Gli spilli non dovranno presentare tracce di ossidazione e prima del loro montaggio si procedera` con una limetta ad appiattire leggermente la loro testa e quindi a stagnarla utilizzando poco stagno.
   LATO PISTE e SMD

   - forare il C.S. con punta da 0,8mm
   - forare il pad centrale del BFQ70 con punta da 3,5mm
   - inserire il C.S. (dal lato piste) nello scatolo facendolo
     scendere di 9mm rispetto al suo bordo e controllando
     che questa distanza sia omogenea sui 4 lati del c.s.
   - saldare a 450c i quattro angoli del C.S. allo scatolo dal
     lato MASSA
   - saldare il connettore SMA allo scatolo ed al C.S.
   - saldare allo scatolo le restanti zone di massa con
     esso confinanti (vedere TRACCIA VERDE sul piano
     della disposizione dei componenti lato SMD)
   - stagnare a 350c i pads che accoglieranno l' SP5055 e
     successivamente pulire con Acetone.
Scatolo lato inferiore
Scatolo lato massa    LATO MASSA

   - saldare allo scatolo l' intero perimetro del C.S.
   - inserire e saldare gli 11 spilli di raccordo di massa tra
     i due lati del C.S. (vedi Pads di colore VERDE nella
     disposizione componenti lato MASSA)
   - svasare i fori con una punta da 3,5mm girata a mano
     (5-6 giri a foro esercitando una sufficiente pressione).
     Controllare successivamente con una lente di
     ingrandimento l' assenza di scorie di rame !



 LISTA E DISPOSIZIONE COMPONENTI

 Vengono di seguito riportati i  PIANI  con la disposizione dei componenti 
 sia sul lato Piste/SMD che su quello del piano di MASSA.
 Le  TRACCE VERDI  indicano  le  zone  del  C.S. che andranno saldate alle 
 pareti del contenitore mentre i piccoli  RIQUADRI, sempre di color VERDE,
 indicano  i  punti  in cui andranno inseriti e saldati gli  SPILLI per la
 interconnessione  di  MASSA  tra i due lati dello stampato.

 Iniziare  a  inserire  dal  LATO SMD gli 11 SPILLI e quindi a saldarli su
 entrambi i lati del c.s. (usare poco stagno e lavorare con pulizia).
 Di  seguito  montare  tutti  i  componenti del LATO MASSA a partire dallo 
 Zoccolo  del  PIC   poi  le  resistenze,  condensatori,   quarzo da 4MHz, 
 (montato a 90 rispetto al c.s., vedi foto), regolatori di tensione ed il
 transistor BC337. 
 Controllare  infine  che  non  vi  siano  corto  circuiti dei reofori dei 
 componenti  rispetto  al  piano  di  massa  a  seguito  di una cattiva od
 insufficiente  svasatura dei fori.

LATO MASSA
Disposizione componenti lato superiore    ELENCO COMPONENTI

    PIC16F84, 78L05, 78L08, BC337

    XTAL 4MHz
    zoccolo ic 18pin
    passanti da 1nF e 0pF

    2 x 330 ohm
    2 x 22k
    3 x 10k
    4k7
    10 ohm
    3 x 150 ohm

    3 x 10uF 25VL
    22uF 25VL
    100nF poly
    10nF poly
    39nF poly
    180nF poly
    10pF ceramico NPO
    2 x 100pF ceramico
    2 x 22pF ceramico NPO

 Per  il  montaggio  dei  componenti sul LATO-SMD occorrera` utilizzare un
 saldatore regolato a 360c dotato di punta a coltello con spessore finale
 di max 2mm (es. Weller).  La  punta andra` tenuta ben pulita ad ogni fase
 di saldatura ed esente da tracce di stagno o flussante residui.

 Come primo componente...  toglietevi il pensiero e saldate il PLL SP5055.
 POSIZIONARE L' IC  E SALDARE INIZIALMENTE  IL PIN.1  ED  IL PIN. 9 QUINDI
 PROSEGUIRE  PER  TUTTI GLI  ALTRI.   PER QUESTA SALDATURA  NON UTILIZZARE 
 STAGNO MA RISCALDARE DIRETTAMENTE I PINS  PREMENDOLI LEGGERMENTE  CON  LA
 PUNTA DEL SALDATORE VERSO I PADS DEL  C.S. IN  PRECEDENZA STAGNATI.
 Dopo  il  PLL  andra`  saldato  il  BFQ70 a cui in precedenza sara` stato 
 tagliato  il  terminale  dell' emettitore  sottostante  alla scritta "70" 
 impressa sul suo case.  Procedere  stagnando  leggermente  i  tre pads di
 destinazione e quindi, senza aggiungere altro stagno,  saldare il BFQ70.
 Successivamente  andranno  saldate  tutte  le  RESISTENZE SMD  e quindi i 
 CONDENSATORI.  Per  questi  componenti stagnare prima UNO dei due pads di
 destinazione,  quindi  posizionare  e premere il componente SMD sul  c.s.
 saldandolo al pad appena stagnato. Saldare quindi il componente all'altro
 pad.
 Come ultimi componenti andranno saldati il COMPENSATORE 1-6pF, il LED_Lck,
 il  QUARZO da 8MHz  che andra` ripiegato  a 90 a circa 4mm  dal  c.s.  e 
 quindi le due induttanze su PERLINA P1 e P2.
 Solo  in   ultimo  andranno  inseriti   e  saldati  sullo  scatolo  i due 
 CONDENSATORI PASSANTI per l'  Alimentazione e  l' INPUT Video che saranno  
 poi raccordati con i relativi pads sul c.s. .

 LASCIARE AL MOMENTO SCOLLEGATA LA PRESA OPZIONALE PER IL DISPLAY LCD.


LATO SMD
   ELENCO COMPONENTI

    BFQ70,  INA10386,  BB811,  SP5055

    XTAL 8MHz
    LED ROSSO
    2 PERLINE IN FERRITE (P1=0 spire da
                           0,3mm, P2=2 spire da 0,3mm)
    SMA-F con flangia a 2 fori
    TIN-PLATE BOX 60x60x22mm

    3 x 1K       smd 0805
    3 x 10k      smd   ""
    15 ohm     smd   ""
    100 ohm   smd   ""

    3 x 1nF     smd 0805
    6 x 100nF smd   ""
    3 x 22pF   smd   ""
    1 pF          smd   ""
    33 pF        smd   ""
    COMPENSATORE 1-6 pF (tipo per
       telecomando colore blu a 2 reofori)
Disposizione componenti lato SMD



 Ecco le foto inerenti i due lati del C.S. a montaggio ultimato:
Interno lato SMD Interno lato componenti
ed i particolari del VCO e della zona del PLL
Dettaglio VCO Dettaglio SP5055



IL SOFTWARE
Effettuate il
Download TX1200.ZIP Rel_1.3
nel pacchetto sono compresi il nuovo file TX1200.HEX con cui programmare il PIC, un programma DOS per il settaggio della Frequenza su valori diversi da quello di default (1242MHz). Nella versione attuale sono presenti anche i LAYOUT del circuito stampato nei formati ARIANNA e CIRCAD (quest' ultimo sviluppato e messo a disposizione da I2CSE e I2MUT).
TEST e TARATURA
Dopo avere programmato il PIC 16F84 con il file TX1200.HEX sara` possibile effettuare la prima accensione del circuito alimentandolo con una tensione di 13,8Vcc dopo avere inserito un carico a 50Ohm sulla presa Rf-OUT. Controllate come prima cosa che l' assorbimento sia sull' ordine dei 150mA e ... che non si levino fumate dal circuito ...! Al momento dell' accensione il LED_LOCK deve illuminarsi per un attimo e quindi riaccendersi dopo qualche istante per indicare che la frequenza impostata (al momento 1242MHz) e` stata agganciata dal PLL. Se disponete di un Frequenzimetro adeguato tarate il COMPENSATORE della Frequenza di Riferimento del PLL fino ad ottenere la lettura esatta della frequenza nominale dell' Exciter. Verificate inoltre sul vostro ricevitore ATV che la PORTANTE generata sia esente da qualsiasi tipo di disturbo.
  • Come modulare l' Exciter Sull' ingresso del Modulo Exciter e` possibile inserire sia un segnale Video proveniente direttamente da una telecamera (o da altra fonte videocomposita) oppure inviare un segnale di Banda Base quindi comprendente sia il segnale Video che quello della Sottoportante Audio opportunamente miscelati. In quest' ultimo caso e` possibile utilizzare il progetto di Modulatore Audio & Video disponibile nelle Project Pages. SEGNALE DA TELECAMERA Nel caso della prima ipotesi, quindi di una connessione diretta ad una telecamera, occorrera` inserire tra questa ed il Modulo Exciter il seguente circuito di Preenfasi:
    Rete di Preenfasi
    All' Ingresso Video della rete di preenfasi andra` applicato il segnale della Telecamera o del Monoscopio, etc... Il trimmer da 100ohm dovra` essere regolato per una DEVIAZIONE FM sufficiente per ottenere un'immagine qualitativamente perfetta. SEGNALE BB DAL MODULATORE Utilizzando il mio Modulatore Audio & Video sara` necessario interporre tra questo e l' Exciter la seguente rete di adattamento:
    BB adapter
    La rete deve essere posta subito dopo il Modulatore. Settare sul Modulatore la regolazione del Video-gain alle "ore 3" e quindi regolare il trimmer da 100ohm per una corretta deviazione FM. Se il cavo di raccordo RG59 non e` eccessivamente lungo (pochi metri) diminuire fino a 220pF il valore del condensatore da 680pF (posto in parallelo alla resistenza da 330ohm) controllando che la sottoportante audio ed il burst colore non vengano troppo sacrificati.
    USO DELL' EXCITER
    Il Modulo Exciter puo` essere utilizzato in due modi: 1) SENZA ULTERIORI CONNESSIONI In questo caso la QRG di Default e` impostata su 1242.000MHz. Per modificare tale valore utilizzare il programma Dos TX12SET.EXE (presente nel file TX1200.ZIP) e riprogrammate il PIC con il .hex generato. 2) TRAMITE L' LCD DISPLAY INTERFACE L' abbinamento a questo progetto offre una completa gestione dell' Exciter con la possibilita` di impostare e visualizzare la Frequenza del VCO anche su Canali di Memoria. Inoltre il collegamento via Seriale permette la gestione da remoto dell'Exciter rendendone possibile il montaggio direttamente sotto l'Antenna ma con tutte le funzionalita` gestibili dal proprio shack tramite il LCD Display Interface. Nel caso di quest'ultimo abbinamento si rimanda al progetto di
    LCD Display Interface v1.0 - Per Exciters 1.2GHz e 2.4GHz
    disponibile nelle Projects Pages di questo sito. Buona costruzione e buoni Qso in 23cm! 73s de Ik8UIF Alberto



  • de Ik8UIF's   page
    © Copyright Reserved 
    http://www.ik8uif.it

    Please Read the Notes about the use of Ik8UIF web-site
    Leggere le Note sull' utilizzo del sito-web IK8UIF