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2017/05/13

ADF4351 広帯域シンセサイザーを動かしてみる

GWはコンテスト三昧で他のことは疎かになっていたが、少しづつ元に戻そうと思っている。自作も遠ざかっていたが、またやってみたい本能的な疼きもあり、こんなことをやってみた。

自作と言っても、アリババでこんなモジュールを見つけた。ADF4351を組み上げたモジュールだ。
Aliexp_adf4351
これは、アナデバの石で何と35MHzから4400MHzまで連続で信号が得られるシンセサイザーだ。物はPLLでVCOまで内蔵している。基本は2200MHzから4400MHzまでのVCOを内蔵しており、周波数デバイダーとの組み合わせで下限を35MHzまで拡大させることができる。

中華製にしては安くはないが、約5mm角のチップ単体でも入手可能(約$10ぐらい)だが、基板を起こさないと実験すらできない。それを考えると、まあ、お手頃の価格だと思っている。

Dscf0226
この石を制御するためには、シリアルデータを送り込む必要がある。今回はPICを使ってみた。最終的には8pinぐらいの小さな石に焼き直そうと思っている。その時の電源電圧は3V系だと、PLL ICと直結することができる。今回はデバッグを兼ねてLCDまで奢ってみた。

で、これを何に使うかというと、今のところ1200MHzあたりのトランスバーターができないかと思っている。従来は水晶発振器を逓倍して信号を得るがスプリアスや回路規模の点から不利になる。自分でPLLを組もうと1/2周波数のVCOを譲っていただいたりしたのだが、自分でまともなPLLを組み上げる自信がない。何気なくアリババを見ていて見つけたのがこのモジュールだ。中華製ではあるが、アナデバの参考回路を忠実に再現していればそんなに酷いものにはならないと踏んだ。
2.4GHzであれば直接発振させることができるし、それ以上のバンドであれば逓倍すればローカルOSCとして利用でき価値が高そう。

というわけで、1年以上間が開いてしまったが、プログラムと格闘することになった。AD9851のDDSをドライブしていたモジュールを改造することにした。
ちょっと、ポイントを記しておく。
1)MSBからビットを送る(AD9851はLSBから送出)
2)32bit構成のレジスターが6個あるが、設定する場合は、5,4,3,2,1,0の順で逆から送る

下位3bitがControlBitでレジスターのアドレスを示す。まず、アドレスのみをセットして、他はオール0のデータを書いてみて、うまく送出されるかをロジアナを使って確認しておく。
Adf4351_0x0

Adf4351_0x0_up
まあ、ここにたどり着くまで、忘れてしまった言語を思い出すのに四苦八苦しているのだが。LSBが5,4,3,2,1,0となっていることを確認している。下はレジスター5のところを拡大している。

Adf4351_1ghz

Adf4351_1ghz_up
次に1GHzのデータを設定した場合。正しくビットが送出されているか、1bitごと確認した。

ここまで確認しておくと、モジュールを接続してみるとあっさり信号が出てきた。
Dscf0228

Dscf0230

スパンを広げてみると、信号の近傍にPLLのクロックである25MHzが並んで見える。アナログ的には実装方法を含めて検討する必要がある。ここまでは周波数設定器の開発なので。

さて、プログラムだが忘れていたのを思い出しながら、大したプログラムでもないが時間がかかってしまった。データは配列で保持しているが、うまくポインター渡しにできるようにしたい。もう少し、格闘してみるか。


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コメント

本田さん、こんばんは。
またまた面白そうなチップを実験されていますね!
どのような感触なのか、たいへん興味がわきます。
こんどアイボールできた時、使いこなしなどご質問したいです。hi

投稿: JA9TTT/1 加藤 | 2017/05/14 20:29

加藤さん、こんばんは。
簡単に出力が得られたのですが、信号の質はどうかなぁと思っています。近傍のCNよりも、クロックのスプリアスがしっかり見えているのが気になります。電源周りが怪しいのではとパターンを眺めていました。クロックとPLLの電源を分ければいいかの知れません。どんな石でも使いこなすのは大変そうです。

投稿: JK1LSE | 2017/05/14 22:10

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