Projets:Lab:2011:SA-Scotty:SLIM-MXR-2
SLIM-MXR-2 rev B Mélangeur 2 avec Duplexeur
Description technique
SLIM-MXR-2, Mélangeur, PCB taille “A” & SLIM_MIXER_2 V2.2 bg6khc
Faites un « clic droit » avec votre souris et sélectionnez « Enregistrer la cible sous… » pour télécharger le fichier :
a. SKSLIM-MXR-2.sch Rev B, Schémas, format ExpressPCB.
b. LAYSLIM-MXR-2.pcb Rev B, Dessin du circuit, format ExpressPCB. Utilisez ce fichier pour situer l’emplacement des composants. Ne surtout pas utiliser pour passer commande auprès de ExpressPCB.
c. PLSLIM-MXR-2.txt Rev C, Liste des composants (BOM) format TXT.
d. PWB-MXR-ADE.pcb Rev 0, Dessin du PCB, format ExpressPCB. Utilisez ce fichier pour passer commande auprès de ExpressPCB. C’est là la configuration de base du design du SLIM-MXR-1.
SLIM-MXR-2 a été conçu spécialement pour êter utilisé dans le MSA en fonction de sa position par rapport au premier mélangeur. J1 reçoit le signal de l’Oscillateur Local (PLL 2), J3 est utilisé en port d’entrée, J2 est la sortie du downconverter en direction de l’étage F.I. . La broche 2 de l’ADE-11X est reliée au pont de diode interne, qui descend jusqu’à 0 Hz Mini-Circuits estime les pertes de conversion à -7,5 dB. Je les ais mesurées à -6,5 dB.
C25 est une capa de faible valeur favorisant le passage uniquement des fréquences hautes. Le circuit bizarre sur le port « I » est un duplexeur. Le large spectre fréquences (et de bruit) sortant du mélangeur sur le port « I » « voient » un double chemin possible à la jonction de L15 et C16. Les fréquences supérieures à 33 MHz passent par C16 et se perdent dans la charge 50 Ohms R17. Les fréquences plus basses que 33 MHz passent par L15 et sont envoyées sur J2. Ce montage donne au mélangeur une impédance constante à 50 Ohms sur une large bande de fréquence. Ce duplexeur peut être recalculé pour n’importe quelle autre fréquence de coupure.
Améliorations possibles
Revision B: Modifications successives depuis le 11-06-08 à nos jours Pour les SLIM-MXR-2 Rev B, SKSLIM-MXR-2 Rev B, PWB-MXR-ADE Rev 0, PLSLIM-MXR-2 Rev B
Depuis la version B, un atténuateur de 2,5 dB a été ajouté sur le port d’entrée O.L. (J1), ce qui améliore l’adaptation d’impédance sur 50 Ohms. Ces modifications améliorent grandement l’isolation du mélangeur, mais rend nécessaire que le niveau de l’O.L. sur J1 soit d’environ +9,5 dBm. Pour utiliser ce module à puissance réduite (+7 dBm), l’atténuateur doit être supprimé. Cependant, j’ai testé ce module avec tout juste +4.5 dBm sur J1 (soit +2 dBm en entrée du port L de l’ADE-11X) avec un accroissement de seulement -1 dB de pertes de conversion.
1. Un atténuateur de 2,5 dB est installé sur le port « L » du mélangeur, pour améliorer l’isolation port à port de l’ ADE-11X et l’adaptation d’impédance vis à vis de l’O.L. sur J1
SKSLIM-MXR-2, Schéma du SLIM-MXR-2
LAYSLIM-MXR-2, Plan de repérage SLIM-MXR-2
Cette photo a été prise avant l’ajout de l’atténuateur.
Réalisation
Un atténuateur de 2,5 dB est installé sur le port « L » du mélangeur, pour améliorer la conversion et l’isolation port à port de l’ADE-11X. L’O.L. (PLL 2) injecte un signal de 10 dBm qui, après passage dans cet atténuateur, se retrouve à 7,5 dBm sur l’entrée « L ».
Aucune remarque particulière n’est à ajouter à ce propos.
Test unitaire
Le module Mixer 2, SLIM-MXR-2 est le second mélangeur du circuit analyseur de spectre du MSA. Il doit être l’un des premiers module à être testé afin de rendre possible les tests des éléments subséquents. Les tests des caractéristiques du filtre passe-bas (duplexeur) situé en sortie de port « I » feront l’objet d’un autre paragraphe.
Les utilisateurs des modules BG6KHC doivent tenir compte du fait que l'auteur des PCB a inversé les noms des ports IF et RF par rapport aux noms des ports "constructeur" (que respecte Scotty).La procédure de test est celle donnée par Scotty Sprowls, et les connexions des ports ne doivent tenir compte QUE des noms de connecteurs (J1/J2/J3) qui, eux, sont inchangés
Pour réaliser les tests, les modules suivants sont nécessaires.
- Alimentation externe pouvant fournir un courant de +13,6V, 1000 mA
- Un ordinateur, son moniteur et un câble d’imprimante parallèle
- Le module Carte de Commande
- Le module de conversion Analogique/Numérique (A to D)
- Le module détecteur de phase (PDM, option)
- Le module Détecteur Logarithmique
- Le module Maître Oscillateur
- Le module DDS 2
- Le filtre à quartz final (F.I.)
- Le module Mélangeur 2
- Le bloqueur de composante continue « DC Block » (une capa de 100nf entre deux connecteur SMA)
- Le logiciel : spectrumanalyzer.tknou spectrumanalyzer.bas
Configuration
1. Vérifiez que les modules SLIM suivants sont alimentés et câblés à la Carte de Commande : Oscillateur Maître, module DDS1, Détecteur logarithmique, Convertisseur A/D (ainsi que le PDM, module Détecteur de Phase si utilisé).
2. Connectez la sortie J1 de l’oscillateur Maître au J1 du mélangeur 2 via le DCBlock (voir plus haut). Ainsi, l’oscillateur est relié au port « L » du mélangeur ADE-11X via l’atténuateur de 2,5 dB. Le signal au niveau du port « L » doit être approximativement de +8,5dBm à 64 MHz. Le DC Block est obligatoire puisque la sortie du module oscillateur est couplée au potentiel d’alimentation (via l’inverseur/buffer 7SZ04) et que l’entrée J1 du mélangeur est reliée galvaniquement à la masse.
3. Connectez la sortie J2 de l’Oscillateur Maitre à l’entrée J1 « horloge » du module DDS1
4. Connectez la sortie J3 du module DDS1 au filtre à quartz final. Le niveau de sortie sur J3 doit être aux environs de -8dBm, signal mesuré à l’entrée du filtre.
5. Connectez la sortie du filtre à quartz au port « I » du mélangeur 2, connecteur J2. Le niveau de sortie du filtre, à sa fréquence dentrale, dépendra de la perte d’insertion du filtre. Cette perte d’insertion a été déterminée lors du test du « Filtre à Quartz Final »
6. Connectez J3, port « R » du mélangeur 3 au module détecteur logarithmique.
7. Connectez la sortie J2 du module détecteur logarithmique au connecteur J1 du module convertiseur A to D. Commutateur vidéo en position « Mid » ou « Medium »
8. Branchez l’alimentation au connecteur de la Carte de Commande. Elle doit fournir une tension de 10 Volts aux modules : DDS, Oscillateur Maître, Détecteur Logarithmique, et Convertisseur A to D (ou au module Détecteur de Phase).
Test
1. Exécutez le logiciel MSA. Le graphe principal va s’afficher et effectuer un balayage en mode « Analyseur de Spectre ».
2. Si la fréquence du Filtre à Quartz Final est bien de 10,7 MHz, la trace « Magnitude » sera affichée. Son niveau n’a aucune importance pour le moment.
3. Arrêtez le balayage. Ouvrez la fenêtre de Paramètres de Balayage. Changez la fréquence centrale (Cent.) et réglez-la sur celle de votre filtre à quartz (10,7 MHz). Changez la largeur de la fenêtre de balayage (Span) à 10 fois la valeur de la bande passante de votre filtre (30 kHz pour un filtre 3 kHz). Cliquez successivement sur « OK » puis « Restart ». Le niveau d’amplitude n’a toujours aucune importance.
4. Arrêtez le balayage ouvrez la fenêtre « Tests Spéciaux » (Setup, sous menu Special Tests). Cliquez sur « DDS1 Sweep ». Dans la fenêtre principale, cliquez sur « Continue ».
5. La trace « Magnitude » résultante doit maintenant indiquer la bande passante effective de votre filtre à quartz. La puissance maximale qui est mesurée (Mag Scale) est la résultante de la somme des puissances des deux produits du mélangeur, 53,3 et 74,7 MHz. La moitié de ce total moins la puissance en entrée du mélangeur équivaut à la perte d’insertion du mélangeur. Les pertes de conversions doivent être approximativement de 7 dB, +/-1 dB. Par exemple : Si la sortie du filtre à quartz est mesurée à -12 dBm et que la puissance totale de sortie du mélangeur est de -15,5 dBm, comme indiqué par l’échelle «Magnitude » (Log Det output), alors la puissance de ces signaux est la moitié tu tout, soit -18,5 dBm. La perte de conversion est donc de = -18,5 - (-12) = -6.5 dB. Toute valeur plus grande que -8,5 dB de perte doit être considéré comme un problème. Ces opérations achevées, inscrivez sur votre « sortie papier » du plan de votre MSA, section « mélangeur 2 », la perte d’insertion calculée qui sera utile à toutes fins de référence.
6. Les données ci-avant seront précises si :
a. un étalonnage grossier du détecteur logarithmique a été effectuée et
b. l’amplitude du signal en dehors de la courbe du filtre est située au moins 15 dB en dessous du niveau maximum du « plateau » du filtre sur la fréquence centrale. Ce signal « extérieur » est une fraction du signal de l’oscillateur 64 MHz provenant du port « L » du mélangeur ADE-11X et passant sur le port « R ». Il (ce signal) caractérise l’isolation de port à port et doit être au moins de -55 dB. Comme le port « L » est aux environs de +8dBm, le niveau de signal « extérieur » doit se situer à -47 dBm ou moins encore.
c. L’isolation des ports « I » vis-à-vis de « R » doit également être de -55 dB ou meilleure. Ainsi, le niveau de signal d’entrée à 10,7 MHz (-12dBm) qui franchirait la sortie du mélangeur sera inférieure à -67 dBm.
7. Ceci achève le test principal et la vérification du second mélangeur. Je suggère que vous démontiez le Mélangeur 2 et le substituiez avec le Mélangeur 1 et que vous vous reportiez au chapitre traitant du test du « Module Mélangeur 1 »
Platine bg6khc
Les 4 platines en cours de montage (les selfs des diplexeurs ne sont pas encore montées, les blindages d'isolation d'E/S non plus). Ces 4 mélangeurs utilisent deux types de circuits imprimés marqués "SLIM-MIXER-1" pour les mélangeurs 1 et 3, et "SLIM-MIXER-2" pour les mélangeurs 2 et 4. Il est important de ne pas les confondre, les mélangeurs 2 et 4 se distinguant par quelques pistes spéciales pour y loger le diplexeur. Chaque platine est donc marquée au feutre afin d'éviter toute erreur de montage ou confusion de fonction.
On notera sur le port J3 des mélangeurs 1 et 3 les composants de compensation et de rattrapage d'impédance : une capa format 1206 sur Mixer 3 et une capa et une résistance en série (montage légèrement délicat) sur Mixer 1
Les composants montés verticalement sont des couples de résistances 100 Ohms associées en parallèle pour offrir une impédance de 50 Ohms.
