OSCILLATORE LOCALE SINTETIZZATO PER TRANSVERTER 10 Ghz


Da qualche tempo, si possono trovare su ebay, dei moduli sintetizzatori usati come oscillatore locali su ponti radio a microonde. Questi oggetti sono costruiti dalla ELCOM Technologies in USA. Si possono acquistare da “Art in part” ad un prezzo interessante.

Sono oggetti molto ben costruiti e, sopratutto, hanno un phase noise molto basso quindi sono utilizzabili come oscillatori locali per transverter in microonde sui 10, 24 e 47GHz. Esistono in varie versioni, quella presa in esame in queste righe e' il modello ILCDFSL con aggancio da 12,2 a 12,95GHz ma si puo trovare anche il modello con aggancio da 11 a 12,2GHz . Internamente, si possono vedere nelle immagini sotto, hanno due parti distinte, la logica di controllo del PLL a destra e l'oscillatore a sinistra. Molto brevemente, nell'immagine si sinistra si puo vedere bene tutta la catena VCO e moltiplicatori su pcb in teflon e lo stadio PLL (ADF4112) su vetronite. La parte di controllo e' composta da un microntrollore PIC, tutte le alimentazioni ed il riferimento di precisione 10HMz in basso a destra. I moduli sono programmabili anche dall'esterno tramite un bus a 3 fili. Purtroppo l'unico passo programmabile e' 10/3 Mhz.







Il modulo necessita di 2 tensioni per poter funzionare, 12V@260mA e 8V@120mA. Una volta acceso si posiziona sulla sua frequenza di default a 12,6GHz (11,6GHz la versione a frequenza più bassa) . Assieme a Riccardo IK4PNJ, ho sviluppato un semplice firmware su PIC12F629 per poter spostare la frequenza del modulo ma ne parlerò piu avanti. Analizzando meglio la parte RF del modulo, si può calcolare il fattore di moltiplicazione della frequenza del VCO. In pratica viene moltiplicata per 5 e pulita dai filtri interdigitati che si vedono nella immagine. Facendo due calcoli, se io programmo il modulo per una frequenza di 12,78GHz, ho come frequenza di partenza 2556MHz che e' un numero piuttosto conosciuto per chi lavora in microonde... Infatti se io moltiplico *4 questa frequenza, da come risultato 10.224MHz che , guarda caso, è la frequenza base di oscillatore locale per i transverter a 10GHz con IF a 144MHz. Ma come fare per poter spostare la frequenza finale del modulo? Anche qui non e' cosi complicato.




E' sufficente risintonizzare i filtri interdigitati in modo che lascino passare la quarta armonica anziché la quinta. Per spostare i filtri occorre posizionare sopra le linee, un pezzetto di allumina o di vetronite. In questo modo, la frequenza di risonanza del filtro si abbassa. Poi bloccare i pezzetti con una colla epossidica. Non usate l'attak non va bene perche' a sua volta sposta la frequenza del filtro.




La posizione dei blocchetti va eseguita all'analizzatore di spettro per poter trovare la posizione esatta.




Al termine della modifica ecco il risultato. Ho misurato +13dBm a 10.224MHz.




Devo dire che la modifica l'ho potuta fare solo dopo aver ricevuto da Roberto IW5BSF un vecchio numero di SCATTERPOINT, una pubblicazione del UK microwave group, dove Roger G8CUP presentava tale modifica con tanto di immagini. E' possibile scaricare il pdf anche dal sito di Roger all'indirizzo: www.rfdesign.co.uk/microwave

Un'altra modifica che occorre effettuare per migliorare la stabilità dell' oscillatore, è il cambio del riferimento a 10MHz interno con una sorgente esterna di qualità migliore. Nel mio caso ho usato un modulo della ISOTEMP sempre aquistato su ebay. Io ho smontato il riferimento interno, forato il contenitore dell' oscillatore e ho applicato un SMA e collegato l'inner alla piazzola sul pcb con un reoforo poi ho fissato il riferimento sopra al modulo ELCOM....meglio vedere l'immagine...e' piu facile da fare che da spiegare.


Con questa modifica, la stabilità diventa ottima e dopo circa una mezzora si potrà apprezzare la frequenza ferma all' Hz. Il riferimento ISOTEMP ha anche un pin di correzzione fine della frequenza molto utile. Basta applicare un trimmer tra una tensione es. gli 8V stabilizzati e massa ed il pin centrale del trimmer sul pin di correzzione per poter spostare lievemente la frequenza di riferimento e quindi la frequenza d'uscita del modulo. Il consumo totale sui 12V a freddo e' di 1A per poi scendere a 500mA quando la temperatura diventa stabile.

Per la programmazione della frequenza, come ho già accennato, serve un microcontrollore esterno che generi una stringa da 32bit per il dato , il segnale di clock e di latch. La stinga da 32 bit non e' altro che il valore della frequenza finale moltiplicato per 3. Esempio, per generare 12,78GHz devo scrivere nel modulo il numero 38340000 partendo dal meno significativo. Il pic manda per 3 volte questo numero poi praticamente si spegne. Il modulo impiega qualche secondo per variare la sua frequenza d'uscita da quella di default a quella voluta.




Per chi fosse interessato posso fornire il file .HEX per la programmazione del PIC alla frequenza voluta.