VCO / PLL Problem HF Generator

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VCO / PLL Problem HF Generator
Suche nach: generator (3007)

    










BID = 1053088

menthool

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Hallo,

seit einer Woche messe ich an einem nicht funktionierendem HF Generator rum und finde den Fehler einfach nicht.

"Kurz" eine Beschreibung wie das ganze aussieht:

Das Block Diagram habe ich selbst erstellt, damit es keine Urheberprobleme gibt.

Der Generator kann Frequenzen von 500-1000 Mhz erzeugen. Dazu werden zwei VCOs verwendet, VCO2 ist der Ausgang mit 500-1000 Mhz, VCO2 schwingt zwischen 490-990 Mhz.

Im Mischer wird aus beiden Frequenzen die Differenz von 10 Mhz gebildet und auf 1.25 Mhz heruntergeteilt. Diese 1.25 Mhz gehen dann in die PLL2 und werden dort mit dem 1.25 Mhz vom DDS "verglichen". Ein OP-Amp regelt dann VCO2.

Das Problem ist die Abstimmspannung von VCO2, diese liegt irgendwo bei -0,8V, sollte aber wenn alles funktioniert bei bis zu 18V liegen. Erzeugt wird die Abstimmspannung durch einen 5534AN OPAMP mit 19V und -5V. (Liegen beide an)

VCO1 habe ich getestet, sein Signal klingt in einem Empfänger sauber.
Hinter dem Mixer (nach einem Verstärker) liegen natürlich keine 10 Mhz an, da der VCO2 nicht arbeitet. Die Versorgungsspannungen der verdächtigen IC`s habe ich auch getestet, auch das scheint OK zu sein. Die Funktion der PLL4 ist mir leider nicht klar.

Vielleicht kann mir irgendjemand mit Erfahrung ja ein paar Tips geben wie ich bei der Fehlersuche vorgehen könnte, im Moment raucht mir der Kopf vor lauter Datenblätter und irgendwie habe ich mich bei der Fehlersuche verlaufen....

Andreas




BID = 1053090

mlf_by

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Beiträge: 530
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Und wie heißt das Gerät?

Link zum ServiceManual?
Dazu, welche Kenntnisse und Ausrüstung hast du oder hast du nicht?








BID = 1053092

perl

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Zitat :
Diese 1.25 Mhz gehen dann in die PLL2 und werden dort mit dem 1.25 Mhz vom DDS "verglichen". Ein OP-Amp regelt dann VCO2.
Evtl ist die Phasenlage am Ausgang des Mischers falsch und deswegen regelt die PLL in die falsche Richtung.
Vertausch mal dessen beide Ausgänge.

P.S.:
Wenn das eib Fertiggerät ist, das schon mal funktioniert hat, dann ist evtl der Tiefpassfilter der Regelschleife defekt.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 19 Jun 2019 19:02 ]

BID = 1053095

menthool

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Zitat :
mlf_by hat am 19 Jun 2019 18:07 geschrieben :

Und wie heißt das Gerät?

Link zum ServiceManual?
Dazu, welche Kenntnisse und Ausrüstung hast du oder hast du nicht?


Das Gerät war wohl mal was ich erfahren habe ein Projekt eines Entwicklers bei Schomandl nebenher, soll aber von dem betreffenden Board baugleich mit einem ME 1000 sein.

Leider habe ich im ganzen Netz keine Links zu einem Service Manual gefunden, kann also nur eine Privatkopie der Unterlagen bei Interesse zukommen lassen.

Ein paar bescheidene Kenntnisse in Elektronik, ich kann ein Oszilloskop Bedienen, verstehe den Aufbau des Gerätes im Groben. An Messmitteln habe ich einen 1.3 Ghz Pocket-Counter, ein 2-Ch Oszilloskop 100 Mhz BW, ein regelbares Netzteil mit einstellbarer Strombegrenzung, einen Empfänger mit SSB zum Abhören der VCOs.

BID = 1053096

menthool

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Zitat :
perl hat am 19 Jun 2019 18:56 geschrieben :


Zitat :
Diese 1.25 Mhz gehen dann in die PLL2 und werden dort mit dem 1.25 Mhz vom DDS "verglichen". Ein OP-Amp regelt dann VCO2.
Evtl ist die Phasenlage am Ausgang des Mischers falsch und deswegen regelt die PLL in die falsche Richtung.
Vertausch mal dessen beide Ausgänge.

P.S.:
Wenn das eib Fertiggerät ist, das schon mal funktioniert hat, dann ist evtl der Tiefpassfilter der Regelschleife defekt.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 19 Jun 2019 19:02 ]


Daran dachte ich auch sofort, allerdings ist ja an einem Eingang des Mischers eben kein 1.25 Mhz Signal weil ja der VCO2 nicht schwingt. Deswegen ist da ja weder die Frequenz noch Phase definiert. Ja, das hat mal funktioniert, zeigt aber manchmal ein "Wimmern" des Ausgangssignals (VCO2) welches man gut über einen SSB Empfänger beobachten konnte.

BID = 1053097

perl

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Zitat :
weil ja der VCO2 nicht schwingt
Vermutlich, weil dessen Abstimmspannung jenseits von gut und böse ist.
Dann arbeitet die Varicap u.U. als Gleichrichter und würgt den Oszillator ab.
Kannst dort ja mal eine Spannung von halber Höhe des erwarteten Bereichs drauf geben.

Falls der VCO dann schwingt, stellt sich allerdings die Frage, warum die Ausgangsspannung des Opamp so stark abweicht.
Sind da irgendwelche Klemmdioden in Sicht?

Laut Blockschaltbild könnte auch der TCA965 der Übeltäter sein.

BID = 1053098

menthool

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Da bin ich ja froh, dass meine Überlegungen doch nicht ganz falsch waren. An den Fensterdiskriminator dachte ich auch schon oder den OP. Wobei ich genau den Fensterdiskriminator an dieser Stelle bzw. seine Funktion nicht verstehe. Seine Ausgänge ziehen wohl die Leitungen zwischen OP-AMP und Phasencomperator gegen GND. Soll er bei großen Unterschieden in der Frequenz von VCO2/1 und damit in der Regelungsspannung die Verhältnissis auf beiden Leitungen umdrehen?

Nein, da sind keine Dioden in der Nähe...Die nächsten sind nur die 4 Varicap im gekapselten VCO.

Gute Idee, ich werde mal "vorsichtig" Strombegrenzt etwas Spannung auf den VCO geben.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: menthool am 19 Jun 2019 20:50 ]

BID = 1053099

perl

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Zitat :
Wobei ich genau den Fensterdiskriminator an dieser Stelle bzw. seine Funktion nicht verstehe. Seine Ausgänge ziehen wohl die Leitungen zwischen OP-AMP und Phasencomperator gegen GND.
Falls er wirklich direkt dort angeschlossen ist.

Ich tippe eher darauf, dass er einen FET oder ein CMOS-Transmission-Gate in der Regelschleife steuert und deren Zeitverhalten, evtl auch die Verstärkung ändert, sobald Frequenz oder die Ausgangsspannung vom Phasenvergleich niedrig genug ist, die PLL also einrastet.

BID = 1053100

menthool

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Bei 0,64V 21mA arbeitet der VCO2...Zwar nicht sonderlich stabil, aber man kommt recht genau auf 500 Mhz...Fährt man die Spannung hoch bis auf die Hälfte der Reglungsspannung, dann bin ich recht genau in der Mitte der Frequenz bei 750 Mhz. Damit dürfte VCO2 eigentlich ok sein?

BID = 1053101

menthool

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Zitat :
perl hat am 19 Jun 2019 21:05 geschrieben :


Zitat :
Wobei ich genau den Fensterdiskriminator an dieser Stelle bzw. seine Funktion nicht verstehe. Seine Ausgänge ziehen wohl die Leitungen zwischen OP-AMP und Phasencomperator gegen GND.
Falls er wirklich direkt dort angeschlossen ist.

Ich tippe eher darauf, dass er einen FET oder ein CMOS-Transmission-Gate in der Regelschleife steuert und deren Zeitverhalten, evtl auch die Verstärkung ändert, sobald Frequenz oder die Ausgangsspannung vom Phasenvergleich niedrig genug ist, die PLL also einrastet.



Ich sehe da keinen FET oder CMOS Baustein. Nur den Fensterdiskriminator und den OP-AMP. Gibt es irgendeine Möglichkeit hier Benutzern privat eine Datei zu senden? Falls nicht, werde ich versuchen den Schaltplan mal irgendwie nachzuzeichnen, so ohne Schaltpläne ist das vermutlich sehr schwierig. Vielen Dank für eure Hilfe!

BID = 1053103

perl

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Zitat :
Gibt es irgendeine Möglichkeit...
Eine meiner email Adressen steht in meinem Profil.
Ich schaue dort allerdings gewöhnlich nur nach Ankündigung rein.

BID = 1053105

menthool

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Zitat :
perl hat am 19 Jun 2019 21:19 geschrieben :


Zitat :
Gibt es irgendeine Möglichkeit...
Eine meiner email Adressen steht in meinem Profil.
Ich schaue dort allerdings gewöhnlich nur nach Ankündigung rein.


Habe Dir die wichtigsten Pläne mit meinen eigenen Anmerkungen einmal zukommen lassen. Sie sind halbwegs lesbar, an manchen Stellen muss man was Bauteilnummerierungen angeht etwas raten.

BID = 1053141

menthool

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Kleiner Teilerfolg

Habe mir nochmal alle möglichen Testpunkte im Gerät angesehen. Irgendwie habe ich an einem Abend Mist gemessen. Das Signal vom DDS sah schlimm aus, weder Rechteck noch Sinus und mager. Es sah aber erst ganz am Ende der Kette an einem Schmitttrigger so schlimm aus. Also habe ich mal die Versorgungsspannung am IC gemessen, diese sah direkt am IC genauso wie dessen Ausgangssignal aus. In Richtung Spannungsversorgung hinter einer Spule war die Spannung aber sauber. Konnte eigentlich nur der Kondensator des Tiefpasses sein. Habe es gewagt und den SMD Becherelko entfernt und mal einen großen, bedrahteten Elko an die Pads gehalten. Siehe da, schönes Rechteck mit 2.5V SS. Im Moment ist dieses Provisorium eingelötet, das Signal vom DDS mit den 1.25 Mhz steht sauber und fest. Die Phasenlage des DDS ist auch in Deckung mit dem 10Mhz OCXO und den abgeleiteten Takten.
Die 3.2 Mhz Referenz scheint ebenfalls gegenüber dem 1.25 Mhz starr zu sein.

"Provoziert" man nun den schweigenden VCO2 mit etwas externer Regelspannung, so bleibt diese ein paar Momente auch ohne die externe Spannung im positiven Bereich, sinkt dann schnell ab und stoppt nochmal 0,6V vor der Nulllinie. Der VCO gibt dann nochmal ein schönes Signal ab bis die Spannung wieder auf ihre -0.8V absinkt.

Soweit der Stand der Dinge und was ich schon mal erreichen konnte.








BID = 1053205

menthool

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Die VCOs laufen!

Na eigentlich nur im Notbetrieb...
Beim Fensterdiskriminator ist auf der Platine ein "unbesteckter" Jumper. Nein, das ist nicht nur eine Pfostenleiste zum Messen. Im Schaltplan steht "Jumper" genau wie bei den Spannungsversorgungen der VCOs, nur da sind sie gesteckt.

"Jumpert" man, dann verbindet man die "Center Voltage" (Kommt vom VCO1 und der funktioniert ja) direkt mit dem Eingang (VCO2 OPAMP) des Fensterdiskriminators. Dadurch passt für den Fensterdiskriminator alles und er ignoriert die zu geringe Spannung vom VCO2/OPAMP. Entsprechend zieht er nicht mehr eine der Leitungen zwischen Phasenkomperator und OPAMP gegen GND.

Zieht man nun eine dieser Leitungungen von Hand mit einer Messspitze und Widerstand gegen GND, dann hört man in einem Empfänger plötzlich Lebenszeichen, da schwingt was gehörig ein. Gibt man der Regelung noch einen zusätzlichen Schubs indem man die Frequenz um 1 Mhz hoch und wieder zurück dreht, dann ist das Signal plötzlich da, stabil und klar. Und auch nach weiteren Frequenzwechseln und einer Stunde Dauerbetrieb läuft VCO1 und VCO2 plötzlich.

Es reicht also bei gestecktem Jumper ein einziges Antippen der Leitung nach GND. Zieht man allerdings den Jumper oder schaltet den Strom komplett ab, dann ist der Spass vorbei. Dann muss bei gestecktem Jumper die Leitung wieder kurz gegen GND gezogen werden...

Was ich nun vermute:
-VCO2 und Phasenkomperator sind OK
-OPAMP ist wahrscheinlich OK
-Irgendwas stimmt mit dem Fensterdiskriminator oder dessen Peripherie nicht.

Was ebenfalls noch auffällt:
Das Signal ist an sich stabil auf der Frequenz, leider "trillert" es leicht in einem CW-Empfänger. Könnte was ich gelesen habe auf ein Problem in der PLL hindeuten, vielleicht auch irgendwo eine unsaubere Stromversorgung.

Zumindest komme ich der Sache näher. Einen "Public Domain" "Selfmade-Schaltplan" erstelle ich im Moment, wer mitraten möchte, kann das in Kürze tun.

Einen netten Sonntag!

BID = 1053213

menthool

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Wie versprochen der Schaltplan mit den betreffenden Baugruppen.





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