PLLの原発にPLLを使ってはいけない
消費税値上げの前とは言いませんが きっかけで高周波の発信機を購入しました。
ぴるるPLL43BL
F 35~4400MHz out -4~+5dm
前からほしかったんですが ついに購入しました。
で、これ電源入れてすぐ電波が出るかというと 簡単にいきません。
PLL発信器なので基準クロックが要るのですが、これは内蔵されていませんので
別途、用意する必要があります。
で、秋月から10MHzのオシレーター
クリスタルオシレータ(10MHz)SG-8002DC(5V)をチョイス
小型でVCCをつなぐだけで10MHzを出力する便利なコレをぴるるにマウント
ぴるるの表示のアンロックが消え 表示の周波数で電波が出てそうです。
・・・・・・あれ? なんかFM復調でノイズっぽい
・・・あれ高い周波数になるほど オーバーデヴィエーションな感じ
430MHz以上のFでは、Sメーターは振るが スケルチは開きません
スケルチをオープンさせるとノイズが復調されます。
初期不良か?
低い周波数ほどノイズが少なく 高い周波数ほどノイズが多いことから
原発(基準クロック)に位相ノイズが載っている事になります。
PLL
左のinputからは今回の10MHzの原発 それ以外はぴるるに内蔵されています。
PLL回路を作るうえで注意しないといけないのは
Analog Filter(LPF)のできと
原発の純度です
LPFは、比較周波数の出力のパルスをいかに適したDCにするか
VCOの感度やパルスの幅などを考慮して設計しないと PLLアンロック(ジッタ)になったり比較器のパルスが漏れてVCOに変調されたり(リファレンスリーク)と難儀します。 今の無線機はVCOに変調をかけているタイプが多いのでLPFがあまり深すぎると もごもごしたこもった声になってしまいます。LPFを浅くするとロックしにくくなったり リファレンスリークが多くなり近傍スプリアスの原因になります。安物のPLL-FMトランスミッタの音質とLCタイプを比べるとLCタイプの方が音質がいい理由はここにあります。
最近のトランシーバーを送信状態にした直後 受信機側では「キーーン」と聞こえますが比較周波数(ステップ)の漏れ音です。 高速スキャンなど色々な機能がある無線機では仕方ない挙動です。 しかし送信直後の「キーン」音は 数秒で消えますね。周波数が固定される頃の時間でLPFが深くなる仕組みになっているのでしょう。よく考えられています。 したがって、「キーン」音が出っぱなしの時はLPF回路がおかしいと判断できます。
原発の基準周波数は、周波数の正確性になります。
基準周波数(Ref)とプログラムデバイダ(分周期)との比較をLPFでVCOをコントロールしますから・・・・・
Ref-10Mhz 分周期が1/2であれば 10*2=20MHzがVCOから出ている事になります。実際にはRefの10MHzは分周され比較器に入っていますので 10kHzステップとすれば・・・
Ref * 分周値=VCOのF
(10MHz/1000)*5101=51.01MHz
(10MHz/1000)*14401=144.01MHz
(10MHz/1000)*43301=433.01MHz
(10MHz/1000)*129501=1295.01MHz
むー便利!
が、しかし基準がずれていると
(10.001MHz/1000)*5101=51.015MHz
(10.001MHz/1000)*14401=144.0244MHz
(10.001MHz/1000)*43301=433.0533MHz
(10.001MHz/1000)*129501=1295.1395MHz
50MHzであればなんとか51.01MHzで受信できそうですが 144以上の周波数では大きく異なった周波数になってしまい 設定周波数が高い、分周値が高いほど誤差が大きくなる事がわかります。
また、ジッタも分周値の乗算になり値が大きいと大きくジッタされます。位相ノイズであるジッタはFM変調されるので今回の結果になったと思われます。
PLLは回路をよく設計製作し 基準クロックの正確度 最適なLPF リファレンスリークやジッタの少ないものが要求されます。
基準(Ref)に選んだコレ
よくWEBを見ますと
エプソントヨコムのDIPタイプ水晶発振器です。
■発振周波数 10MHz
■電源電圧:DC4.5V~DC5.5V
※周波数許容偏差:B(±50x10-6)
※本水晶発振器は、水晶発振の源振からPLL(Phase Locked Loop)回路により、必要な周波数を作成しています。
なんと PLL発信器!! 水晶発振器です にひっかかりました
今回の要求されたクロックは出てなさそうです・・・・・・
無線機やDACのマスタークロックには使えません
まータイミングに厳しくないワンチップCPUに使う程度でしょうか・・・
(水晶発信タイプを探します)
おわり