Hi
hier noch ein paar Infos zur Funktionsweise und dem Aufbau.
Funktion:
Der Prescaler ist ein zweckentfremdeter ADF4108.
Dieser Chip
http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADF4108.pdf
beinhaltet bis auf den VCO alles was man für eine PLL Schaltung bis 8GHz braucht. Verwendet wird hier nur der N = BP + A Teiler bestehend aus einem programmierbaren Prescaler P einem 13 Bit Counter B und einem 6 Bit Counter A. Das gesamte Teilerverhältnis ist N = BP + A. P kann sein 8, 16, 32 und 64, B muss mindestens 3 sein und A kann alle Werte des 6-Bit Counters annehmen. Weiterhin gibt es die Einschränkung, dass B >= A sein muss.
Um also z.B. ein Teilerverhältnis von 1:1000 einzustellen kann man wählen
32 * 31 + 8
Für ein 1:100 Verhältnis kann man nur wählen
16 * 6 + 4
Bei 32 * 3 + 4 = 100 wäre B < A.
Mit P = 16 gibt es aber auch ein Problem. Die erlaubte Frequenz hinter dem Prescaler ist mit 325 MHz garantiert. Weil 6000 MHz / 16 = 375 MHz wird hier etwas zuviel vom CMOS Zähler gefordert. Der Chip arbeitet aber trotzdem einwandfrei bei 1:100 @ 6 GHz. Wie weit es noch nach oben geht konnte mangels Generator bisher nicht getestet werden.
Um den Chip in Betrieb zu nehmen, müssen über ein SPI Interface 4 mal 3 Bytes eingeschrieben werden. Nach jeweils 3 Bytes wird der LE Pin kurz auf High gebracht und die Bits der drei Bytes bewirken dann die gewünschten Einstellungen entsprechend der Adressierung durch die beiden "Control Bits". Neben der Einstellung des N = BP + A Teilers muss ein Multiplexer so eingestellt werden, dass er den Ausgang des Teilers auf den MUXOUT schaltet. Von den drei im Datenblatt stehenden Methoden der Initialisierung wurde die dritte verwendet. Weiterhin wurde das Teilerverhältnis zwischen 100 und 1000 umschaltbar gemacht. Dazu wird jedes Mal per CE Pin der Chip kurz in "Power down" gebracht und dann einfach die gewünschte Initialisierung nochmal durchlaufen. Das "Power down" zwischendurch wurde notwendig, weil die beiden Leitungen CLK und Data nach Ablauf der jeweiligen Initialisierung auch noch die zwei LEDs zur Signalisierung des Teilerfaktors zu bedienen haben.
Für diese einfache Aufgabe wurde ein Attiny85 verwendet, der ohne Quarz standalone laufen kann, sich leicht mit einem Arduino programmieren lässt und im Sleep Zustand wenig Strom ziieht. Das SPI wurde aus mechanischen Gründen soft programmiert. Da der ADF4108 nur 3,3 Volt VCC erlaubt musste sich der Attiny auch damit begnügen und die Schaltung einen 3,3 Volt Regler bekommen. Neben diesem Regler und dem Attiny selbst gibt es nur noch zwei 10 uF Chip Kondensatoren und ein 100 nF C direkt unter dem Sockel vom Attiny und den Sockel für den eigentlichen Prescaler auf der Hilfsplatine.
Aufbau:
Beim mechanische Aufbau muss man einige Regeln für HF Schaltungen beachten. Die einzige Adapterplatine mit durchgehender Massefläche habe ich hier gefunden
http://www.artekit.eu/products/breakout-boards/bbadapters/qfn-20-4x4-p050-to-dip-adapter/
Da keine richtigen Vias verwendet werden können, bleibt die HF auf der Oberseite der Massefläche. Nur an den Rändern kann sie auf die andere Seite gelangen. Das ist aber hier zu akzeptieren, weil der Schirm vom Koax direkt am Rand auf der Unterseite verlötet ist und der Rand sehr nahe am RF-Eingang des ADF4108 liegt. Aus dem gleich Grund ist auch die GND Leitung vom Rand der Adapterplatine von oben in das Massevia zu verlegen. Durch die Verwendung von RG405 Kabel kann so eine sehr aufwändige und teure HF Platine umgangen werden. Der Chip wurde mit einer Reisekochplatte unter Zwischenlage von 2mm Alublech aufgelötet. Hierzu wurde zunächt die Adaperplatine mit bleihaltiger eutektischer Lötpaste auf der Kochplatte verzinnt und das überschüssige Zinn mit einer Hohlkehlenspitze soweit entfernt, dass sich eine sehr dicke gleichmäßige Verzinnung ergab. Danach wurde das Flussmittel mit Isopropanol entfernt und ein hochwertiges Flussmittel für Ball Grid Arrays aufgetragen. Dann wurde noch etwas Lötpaste in die Bohrung des zentralen Vias gegeben und der Chip konnte ausgerichtet und aufgelötet werden. Der Rest war dann gar nicht mehr schwer. Überschüssige Leiterbahnen wurden durch einschneiden und abziehen und der Stoplack mit dem Glasfaserradierer teilweise entfernt.
Das Zählermodul gibt es in Massen bei eBay für ca. 12€. Die Genauigkeit ist wegen dem verbauten VCTCXO für die 8 Stellen angemessen. An der Eingangsseite wurde der einfache Molex Connector durch eine SMA Buchse ersetzt.
http://www.amazon.de/gp/product/B00OLLNOWA?psc=1&redirect=true&ref_=oh_aui_detailpage_o04_s00
Man muss hier für die seitlich auf der Platine herausgeführte Leitung ein Stück vom Massekörper wegfräsen, damit sich etwa 0,5 mm Luft ergibt. Auf der gegenüber liegenden Seite kann dann großflächig mit der Massefläche verlötet werden.
Das Gehäuse besteht aus diesen Seitenteilprofilen
http://www.gie-tec.de/webshop/images/pic_122010.jpg
Das Alublech ist oben und unten 1,5 mm stark und hinten 3 mm. Die Plexiglasscheibe ist ebenfalls 3 mm dick.
Gruß
Dieter
PS Wie kann man hier eigentlich formatierten Text einbauen?
Oder wie soll ich sonst das Attiny Programm hier zeigen?
