Jednoduchý programátor PLL syntezátorů se sériovým vstupem

Úvod
Občas potřebuji vyrobit zdroje kmitočtu v gigahertzových pásmech. Komu by se však chtělo vyrábět násobiče nebo objednávat krystaly přesných hodnot, když existují napětím řízené oscilátory a programovatelné děličky. V zásobě mám několik ks velice levného a dostupného typu MB15E07. Obvod obsahuje obvody oscilátoru (lze přivádět i kmitočet z normálu), několik programovatelných čítačů (pulse swallow funkce je v datasheetu na str. 8) a programovatelný obvod fázového závěsu. Předdělič (prescaler) funguje do 2.5 GHz, což znamená, že na jeho vstup lze přivádět frekvence z VCO až do tohoto kmitočtu. Všechno se programuje sériově, po třech drátech. Do uvedeného syntezátoru je třeba poslat 2 krát 19 bitů a tím se nastaví všechny parametry. Jak se to dělá, je popsáno v datasheetu hned za swallow funkcionalitou. V dalších článcích uvedu některé aplikace s tímto obvodem, teď je to nad rámec článku jednoduchého programátoru.

Realizace
Realizace prvního programátoru byla vidlácká. Nakonec to tak skončí vždy, když tomu nechcete věnovat příliš času. Sáhl jsem do krabiček po jednoduché součástce - procesoru PICAXE 08M2. Procesor vyžaduje minimum vnějších součástek a lze ho programovat přímo ze sériového portu (USB to Serial konvertoru). Výrobci dodávají k programování několik vývojových prostředků, včetně kompilátoru jazyka Basic. Basic je velice jednoduchý a umožňuje práci s jednoduchým nastavením logické úrovně na pinu součástky. Např. instrukce high C.1 nastaví na pinu C.1 úroveň "high" nebo low C.0 nastaví na pinu C.0 úroveň "low", atd. Proto mě před léty napadla ta zrůdná myšlenka, proč se psát s programem na komunikaci do programátoru a programovat programátor, abych potom s tím vším programoval PLL. Prostě jsem nasypal těch 2 x 19 bitů přímo do programu procesoru 08M2. Po připojení k napájecímu napětí se procesor spustí. Po spuštění 6 sekund nic nedělá (naprogramoval jsem tam pausu). Svítí LED, což znamená, že signál LE je high. Potom procesor řídí podle programu bity na třech výstupech (LE, data, clock) a tím nasype do PLL těch potřebných 2 x 19 bitů. Nakonec LED dioda zabliká a zase svítí trvale. V tom okamžiku je PLL naprogramovaná.

Poznámky:

1. Čip MB15E07 se programuje zapájený a napájený v pracovním zapojení. Po odpojení napájení se obsah smaže. Aby se tak nestalo, používám u čipu malou Lion baterii s napětím 3V, zapájenou přímo do desky.
2. Program v PICAXE 08M2 se po odpojení napájecího napětí nesmaže. Po připojení napájecího napětí se spustí. Pokud dáme procesor přímo na desku s čipem MB15E07, procesor nám naprogramuje PLL při každém připojení napájecího napětí a není třeba použít backup baterii.
3. Pokud zhotovujeme generátor proměnného kmitočtu, používáme procesor jako kontrolér obvodu PLL. Na vstupy procesoru přivedeme řídící tlačítka (pokud nastavujeme několik konkrétních kmitočtů) nebo použijeme AD vestavěného převodníku a potenciometrem můžeme ladit kmitočty. Takový program sice nenapíšeme za 20 minut (jako u programátoru PLL), padne na to možná celý večer (já nejsem programátor a tak mi to trvá déle), ale dokážeme se v tom orientovat po několika minutách studia, jak se to dělá.

Schéma

Vlevo na schématu je konektor Canon DB9 female, který se strká do výstupu z USB to Serial převodníku. Používají se signály na špičkách 2, 3 a 5, tj. RxD, TxD a GND. Procesor má v dokumentaci doporučené zapojení 2 rezistorů (10k a 22k). Napájení jsem zablokoval pomocí keramických MLCC kondenzátorů 10n a 47M/6.3V. Na výstupní pin C.0 (signál LE a současně serout při zavádění programu) jsem pověsil LED diodu, abych viděl, v jakém stavu se nachází programátor.

Fotografie

Udělátko napájím 5 V z tzv. power banky. Když tu hračku programujeme, nasadím samici Canon na USB to Serial konvertor přímo na notebooku, bez jakéhokoliv kabelu. Když s tím programuji přístroje, které obsahují PLL syntezátor, PC nepotřebuji. Na výstupech LE, data, clock a GND je napájen plochý kabel se špičkami k desce PLL (zrovna není na fotografii). Po propojení zapnutého PLL a programátoru připojím power banku. Za cca 6 sekund začne udělátko programovat. Po dokončení (sekundy) zabliká zelená LED a trvale se rozsvítí. Odpojím powerbanku, odpojím PLL a je hotovo.

Deska

TU 73, Mira, ok1ufc