Projets:Lab:2011:SA-Scotty:SLIM-MO-64
Description Technique
SLIM-MO-64, Maître Oscillateur, PCB taille –A
Faites un « clic droit » avec votre souris et sélectionnez « Enregistrer la cible sous… » pour télécharger le fichier :
a. SKSLIM-MO-64 Rev B Schémas de la carte de commande SLIM, format ExpressPCB.
b. LAYSLIM-MO-64 Rev A 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-MO-64 Rev B Liste des composants de la carte de commande SLIM au format .txt. Ouvrir avec un tableur (Excel, LibreOffice etc).
d. PWB-MOB Rev 0 Dessin du PCB, format software. Utilisez ce fichier pour passer commande auprès de ExpressPCB
Ce Slim SLIM-MO-64, Maître Oscillateur, contient un oscillateur 64 MHz et trois amplis-buffers. Chaque sortie est au niveau Cmos 5V capable de piloter une ligne 50 Ohms chargée à haute impédance ou à 50 Ohms. Une résistance série de 33 Ohms est présente sur chaque sortie.
La fréquence va nécessairement glisser avec l’élévation de température. J’ai pu tester un de ces oscillateurs (ndt : série cb3 de chez CTS) et ai pu mesurer une dérive en température positive de 0,15 parties par million par degrés farenheit, soit 9,6Hz par degré Farenheit) (Si des lecteurs veulent s’amuser… un °F=5/9 de Celsius).
NDT Ce qui veut dire que la dérive n’est pas négligeable et qu’il est conseillé de « faire chauffer le MSA » avant tout usage… surtout l’hiver dans un local froid. Les usagers des platines de bg6kh peuvent, à la place, utiliser un TCXO, ou oscillateur stabilisé en température, qui se montre considérablement plus stable : le PCB est prévu pour. Les personnes souhaitant un niveau de stabilité encore plus important peuvent fabriquer un standard de fréquence (TCXO plus important avec son propre étage d’alimentation faible bruit, OL piloté GPS, OL Rubidium ou autre), qui chacune offre une stabilité exemplaire mais qui présentent d’autres inconvénient (taille, qualité de réception des signaux satellites gps, dégagement de température etc). Cet aspect de l’importance des Maîtres-Oscillateurs en instrumentation et en métrologie fera très probablement l’objet d’un autre projet Electrolab. Ceci étant précisé, une fois l’appareil monté « en température », cette dérive devient négligeable.
SKSLIM-MO-64, Schéma du SLIM-MO-64
Une résistance de 33 Ohms est installée en série à la sortie de chaque buffer. Dans une ligne 50 Ohms, chargée par une haute impédance en extrémité de ligne, la désadaptation de charge provoquera un signal réfléchi. Ce réfléchi sera dissipé dans la 33 Ohms ainsi que dans la résistance de 17 Ohms interne au driver. Dans une ligne 50 Ohms chargée en extrémité de ligne par une charge 50 Ohms, ladite charge recevra un signal carré de 2,5 V crête. Si cela est jugé insuffisant, la 33 Ohms peut être remplacée par un condensateur de couplage à basse impédance (10 nano par exemple)
LAYSLIM-MO-64, Plan de repérage SLIM-MO-64
On notera sur le cuivre de Scotty que certains ilots et pads ne sont pas peuplés et qu’il semble manquer quelques composants. La raison en est simple : ce PCB peut servir à d’autres fonctions, et notamment de convertisseur de signal sinus/carré –sans la présence de l’oscillateur bien entendu
Réalisation
Maître Oscillateur SLIM-MO-64 rev B
LE SLIM-MO-64 ref B possède trois sorties, toute utilisées pour l’extension générateur de Tracking. En mode MSA de base, deux sorties seulement sont utilisées. Si une sortie n’est pas employée, elle peut être laissée « en l’air »
Test Unitaire
Le module Maître Oscillateur SLIM-MO-64 utilise un oscillateur 64 MHz et 3 buffers. Cette procédure de test va permettre de tester son fonctionnement mais non sa précision de fréquence.
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
- Un oscilloscope de 100 MHz ou mieux est appréciable (mais non nécessaire) pour tester la sortie F.I.
- 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 bloqueur de composante continue « DC Block » (une capa de 100nf entre deux connecteur SMA)
- Le logiciel : spectrumanalyzer.tkn ou spectrumanalyzer.bas
Le « DC Block » n’est pas nécessairer si vous modifiez le détecteur logarithmique en couplage « C.A. ». Se reporter au paragraphe « Module Détecteur Logarithmique »
Configuration de Test
1. Connectez le Maître Oscillateur aux fils d’alimentation de la Carte de Commande. Le détecteur log, le convertisseur A/N (et module détecteur de phase si utilisé) doivent déjà être alimentés
2. Connectez la sortie du Maître Oscillateur J1 au « DC Block » et l’autre extrémité du « DC Block » au connecteur J1 du détecteur log. Nous allons utiliser le détecteur log comme indicateur de puissance HF. 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 l’autre sortie du détecteur log, J2, au connecteur J1 du module convertisseur A/N. Le commutateur vidéo n’est pas important.
4. Branchez l’alimentation au connecteur de la Carte de Commande. Elle doit fournir une tension de 10 Volts aux modules :Oscillateur Maître, Détecteur Logarithmique, et Convertisseur A to D (ou au module Détecteur de Phase).
Test
1. Vérifiez la présence du +10 V sur P1-2 à +/-0,1 V. La tension sur U1-1 doit être de 0,5V plus basse que mesurée sur P1-1, indiquant que le la consommation du module est aux environs de 50 mA
2. Mesurez la tension sur U1-3 et U2-4. Elle doit être de +5,0 V, +/- 0,1 V.
3. Mesurez la tension sur U3-5. Elle doit être de75 mV inférieure à U1-3
4. Mesurez la tension sur U4-5, U5-5 et U6-5. Elle doivent être de75 mV inférieure à U1-3, à une exception. Comme J1 attaque une charge de 50 Ohms, U4-5 peut afficher 150 mv de moins que U1-3.
5. Lancez le programme MSA. L’écran principal va s’afficher en entamer un balayage en mode Analyse de spectre.
6. La courbe d’amplitude (Magnitude) doit être horizontale, droite, située vers le haut du réticule
- Chaque buffer du Maître Oscillateur doit délivrer un signal "proche de carré" et de 5 volts crête
- Chacun doit débiter dans une résistance de 33 Ohms, une ligne coaxiale 50 Ohms et la charge 50 Ohms présentée par le détecteur log
- La puissance à l’entrée du détecteur log est d’environ +11 dBm. Ce qui correspond à un signal différentiel de +23 dBm présents sur les pattes d’entrée de l’ AD8306. Le circuit étant spécifié pour +26dBm max, on considère qu’il est correctement saturé.
- La tension relevée sur la sortie J2 « MAGVOLT » doit être de +2,35 Volts, +/- 0,1V. Le module A/N va afficher un comptage de bits d’environ 30145
- Vous pouvez jeter un coup d’œil sur la valeur des bits A/N créés par l’amplitude. Arrêtez le balayage et ouvrez la fenêtre des Variables. Cliquez ensuite sur «Continue ». La valeur du bit MagData va se rafraîchir durant le balayage.
- Une valeur de bit inférieure à 30 000 peut indiquer un défaut
7. Connectez la sortie J2 du Maître Oscillateur au « DC Block » puis au connecteur J1 du détecteur log. Le résultat doit être le même qu’à l’étape 6.
8. Connectez la sortie J3 de l’Oscillateur Maître au « DC Block » puis au connecteur J1 du détecteur le log. Le résultat doit être le même qu’à l’étape 6. Ceci achève la vérification du Maître Oscillateur. Si vous avez un atténuateur coaxial ou mieux un atténuateur pas à pas, continuez jusqu’à l’étape 9.
9. Installez un atténuateur entre la sortie du « DC Block » et le détecteur log. Pour chaque pas de 1 dB d’atténuation, les MAGVOLTS doivent baisser de 20 mV. La valeur du bit MAGVOLT doit changer de 262 bits par dB. La seule exception est lorsque le niveau d’injection à l’entrée est de +11 dBm. L’AD8306 peut alors être en saturation et ne travaille certainement plus dans sa portion linéaire. L’échelle de 20 mV par dB doit être précise lorsque le niveau d’entrée est en dessous de +8 dBm. Lorsque le détecteur log opère dans sa zone linéaire, les 3 sorties de l’Oscillateur Maître peuvent être comparées les unes les autres. Elles doivent être identiques et d’amplitude égale.
Platine bg6khc
Aucune difficulté à noter. Le bloc TCXO doit être monté en dernier pour ne pas gêner le montage des composants cms périphériques.
