Autor Tema: Dudas con PLL sintetizador de frecuencias SAA1057  (Leído 29588 veces)

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Desconectado Nocturno

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Dudas con PLL sintetizador de frecuencias SAA1057
« en: 28 de Febrero de 2011, 06:27:59 »
Hola amigos, estoy tratando de hacer funcionar un SAA1057 pero mi desconocimiento en temas de radio me está dificultando bastante el camino.

Lo he conectado como se puede ver en este esquema:


Como indica la datasheet por el pin 11-Fam se pueden meter frecuencias entre 512KHz y 32MHz, así que le estoy metiendo una frecuencia de 1MHz generada con el PIC.
Y aquí viene la primera duda: ¿se puede meter una frecuencia TTL proveniente de un PIC o hay que hacer alguna adaptación?

Por otra parte, no sé cómo ver si está funcionando o no. ¿Qué debería ver en la salida 6?, ¿un nivel de tensión o una frecuencia?

Desconectado alogic.on

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Re: Dudas con PLL sintetizador de frecuencias SAA1057
« Respuesta #1 en: 28 de Febrero de 2011, 06:41:33 »
wolas, a mi me podriais explicar para que se utilizan estos sintetizadores de frecuencia. me podria servir para hacerme un juguete musical :mrgreen:

Desconectado Nocturno

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Re: Dudas con PLL sintetizador de frecuencias SAA1057
« Respuesta #2 en: 28 de Febrero de 2011, 06:59:36 »
Creo que sirve para hacer sintonizadores de radio.

Desconectado solapower

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Re: Dudas con PLL sintetizador de frecuencias SAA1057
« Respuesta #3 en: 28 de Febrero de 2011, 08:51:08 »
Yo diría que las entradas ,en principio,deberían ser senoidales puesto que provendrían del oscilador local del sintonizador y por comparación de fase
con el oscilador interno del chip con sus divisores generan a la salida en el pin 6 voltaje que variará entre +- 0 y Vcc3 que puede llegar a ser de 31V
y que sirve pàra polarizar el diodo varicap del oscilador local para generar la frecuencia de la emisora a sintonizar + o - la FI

O sea que en el pin 6 debes leer un voltaje

Creo que van por ahí los tiros

Desconectado AngelGris

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Re: Dudas con PLL sintetizador de frecuencias SAA1057
« Respuesta #4 en: 28 de Febrero de 2011, 10:31:17 »
  Es como lo dice solapower.

  La idea es que siempre el oscilador local está conectado al PLL. Así la tensión que sale por el pin 6 va "ajustando" la frecuencia del oscilador local hasta que, dividida por el divisor que le hemos indicado al PLL, coincide con la frecuencia del cristal que tiene el PLL.

  Si mal no recuerdo la FI de AM es 455KHz. Y, también si mal no recuerdo, la FI sale de de hacer la resta de la frecuencia de la emisora - la del oscilador local.

  Yo he manejado un sintonizador de TV LG, que tenía el MC44817 como PLL y como dicho sintonizador ya tenía todo el circuito de FI e incorporaba salidas de audio y video me quedó como una especie de conversor. Claro que, como es mi costumbre, lo probé en el protoboard y al ver que funcionaba, nunca lo terminé de armar.
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Desconectado Marioguillote

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Re: Dudas con PLL sintetizador de frecuencias SAA1057
« Respuesta #5 en: 28 de Febrero de 2011, 13:09:16 »
Hola a todos!

Y aquí viene la primera duda: ¿se puede meter una frecuencia TTL proveniente de un PIC o hay que hacer alguna adaptación?

Debieras intentar que no le llegue una onda cuadrada, como dice solarpower, lo deseable es trabajar con senoides. Para eso debieras meter algún separador y formador de onda (con un filtro RC lo pasas a senoidal fácilmente)

Por otra parte, no sé cómo ver si está funcionando o no. ¿Qué debería ver en la salida 6?, ¿un nivel de tensión o una frecuencia?

Allí vas a tener una forma de onda que variará en función de lo que introduzcas por FAM o FFM comparado con la referencia interna que genera el cristal de 4Mhz + el PLL
Esa forma de onda se suele pasar por un filtro pasabajos y se obtiene así una tensión para controlar un VCO.

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El sistema trabajaría de la siguiente forma:

Tú tienes un oscilador controlado por tensión (VCO). Es decir, un oscilador que si le aplicas 0V entregará una frecuencia, si pasas a 1Volt entregará otra, 2Volts otra y así con todas las tensiones a las que esté preparado para trabajar. Yo puse el ejemplo de 0, 1 y 2 (valores enteros) pero debes contar con todos los valores intermedios y aquellos a los que pueda alcanzar el control del VCO. Ese valor lo determina el diseño del VCO.
Algunos trabajan de 0 a 5V, otros de 0 a 12V, otros de 0 a 33V y de este modo hay muchos "modelos de VCO.
Lo que debes tener en claro es: un oscilador controlado por tensión. De acuerdo a la tensión que introduzcas, obtienes una frecuencia.

El PLL que tienes posee un oscilador interno (con el cristal de 4 Mhz) y un divisor de frecuencias (conectado a ese oscilador) que logra bajar esa frecuencia a 1Khz, 2,5Khz, 5Khz o la que determines a través del bus I2C en tu caso. Esa frecuencia se usa internamente e ingresa a un Comparador de Fase
Por otro lado, ese IC toma la señal que introduzcas (por FAM o FFM) y la divide según lo que le indiques mediante el bus I2C. Luego de esa division, la frecuencia resultante entra a la otra entrada del comparador de fase.

Ya tienes entonces dos señales (dos frecuencias) entrando al comparador de fase.
Una fija y que es el resultado de la división hecha al oscilador que posee el cristal. Esa frecuencia tendrá una precisión muy elevada. Recuerda que es la de un cristal y sus divisiones (éstas elevan la exactitud)
La otra es variable. Tu VCO tiene que tener "tensión de control" para saber en qué frecuencia ubicarse.
Tú le has indicado al PLL (mediante el bus I2C) que se ponga en, por ejemplo, 1Mhz.

Aquí entra en juego la salida del pin 6 donde debe haber un filtro pasabajos que te transforme en una tensión de contínua la forma de onda que entregue el comparador de fase que posee en su interior el SAA1057.
Esa tensión contínua, en su momento inicial, variará y hará variar a la frecuencia que entregue el VCO.
Una muestra de esa señal (la generada por el VCO) entrará al SAA1057 (por FAM o FFM) y luego de la división interna (que ordenaste por I2C) se compara con la generada por el cristal.
Si no son iguales, la salida del pin 6 sigue variando hasta que en un momento son iguales.
Cuando esto ocurre, la señal generada por el VCO se "clava" y se mantiene con la precisión del cristal conectado al SAA.
Si al VCO se le ocurre variar (por cualquier motivo) la salida del pin 6 variará intentando llevar al VCO al lugar de trabajo determinado por tí mediante el bus I2C.

De ese modo se cierra el PLL, el "lazo enganchado en fase", el "Phase Locked Loop".

Sobre esto publique dos artículos en NeoTeo pero referido al control de velocidad de motores brushless. Parte I y Parte II

La teoría de enganche de fase es la misma para un oscilador de radio que para un control de un servomotor. De su lectura puedes sacar más datos.

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Volviendo a tierra, podemos dejar en claro algunas cosas.
El PIC no es un VCO, ni tiene uno incorporado. Si tú determinas una salida de 1Mhz, obtendrás esa salida con la precisión del cristal que tenga el clock del PIC y si no usas el programa para otra cosa.
Quizás usando el TMR1 puedas lorar una buena precisión en la frecuencia obtenida pero siempre estarás sujeto a muchas variables externas.
Con un PLL eso no ocurre y tu sistema siempre funcionará a la frecuencia que el bus I2C decida.

Sé que es largo el texto y puede ser confuso, pero quedo atento a cualquier duda.

Saludos!
Mario

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Re: Dudas con PLL sintetizador de frecuencias SAA1057
« Respuesta #6 en: 28 de Febrero de 2011, 19:52:21 »
Yo diría que las entradas ,en principio,deberían ser senoidales puesto que provendrían del oscilador local del sintonizador y por comparación de fase
con el oscilador interno del chip con sus divisores generan a la salida en el pin 6 voltaje que variará entre +- 0 y Vcc3 que puede llegar a ser de 31V
y que sirve pàra polarizar el diodo varicap del oscilador local para generar la frecuencia de la emisora a sintonizar + o - la FI

O sea que en el pin 6 debes leer un voltaje

Creo que van por ahí los tiros

El tipo de señal que entre al PLL depende del detector de fase. Si es un PLL que cuenta con detector digitar como lo es una compuerta XOR on un flipflop JK puede perfectamente trabajar con señales digitales. Si el detector de fases es un multiplicador analógico lo recomendable es una senoide. Yo he utilizado el PLL 74lv4046 para genera una señal de 3.96 MHz en fase con la red eléctrica y ma ha funcionado estupendamente. Como es especial para circuitos digitales NO REQUERIRÁ de ninguna senoide.

Saludos!!

Desconectado Nocturno

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Re: Dudas con PLL sintetizador de frecuencias SAA1057
« Respuesta #7 en: 01 de Marzo de 2011, 03:16:26 »
Muchas gracias por vuestra ayuda. Creo que ahora tengo mucho más claro cómo funciona, así que sigo adelante a ver si lo consigo.

He montado un oscilador como el de este esquema, que genera una señal senoidal de 512KHz y casi 2V de amplitud.




Al conectarlo a la entrada AM del SAA1057 la amplitud cae a 1V.

Pero nada, no obtengo nada a la salida del PLL, la tensión sigue siendo de 0V con independencia del valor que escriba en su registro interno.

Desconectado solapower

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Re: Dudas con PLL sintetizador de frecuencias SAA1057
« Respuesta #8 en: 01 de Marzo de 2011, 07:58:56 »
A ver si te pueden servir estos links de ayuda
http://www.ifrimv.go.ro/saa_lpt.htm
http://electronics-diy.com/electronic_schematic.php?id=684

Voy a hacer una  pregunta tonta, que tensión le conectas a Vcc 3 ?

Desconectado Nocturno

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Re: Dudas con PLL sintetizador de frecuencias SAA1057
« Respuesta #9 en: 01 de Marzo de 2011, 08:07:56 »
Le meto 12V.
Gracias por los links

Desconectado Marioguillote

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Re: Dudas con PLL sintetizador de frecuencias SAA1057
« Respuesta #10 en: 01 de Marzo de 2011, 09:13:47 »
Bien!

Ya tienes la idea.

El oscilador que has planteado es fijo, no tiene entrada de tensión para controlar (y variar) su frecuencia de funcionamiento. Tú necesitas uno que pueda ser ajustado mediante tensión.
Observa la hoja de datos del MC1648.
Es un IC muy popular (al menos lo fué en su momento) y debieras conseguirlo sin mayores inconvenientes. Con solo una inductancia y un capacitor, logras el oscilador y con un varicap cualquiera, puedes hacer la entrada de control de tensión.

No esperes medir nada (pin 6) a la salida del SAA. Olvídate de esa tensión.

El sistema es, y debe ser, un lazo cerrado donde tú debes obtener una frecuencia a la salida del VCO (en este caso el MC1648). Al SAA acóplale el MC y saldrá funcionando. Las hojas de datos del MC son muy sencillas de interpretar. Además, hay mucho material en la web de cómo se implementa este IC.

Te reitero. La idea del PLL es que puedas obtener una frecuencia fija y controlada por el bus I2C. Luego viene el resto.
 
Qudo atento.
Mario

Desconectado AngelGris

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Re: Dudas con PLL sintetizador de frecuencias SAA1057
« Respuesta #11 en: 01 de Marzo de 2011, 11:41:06 »
  Está bien lo que dices MarigoGuillote. Ahora, creo que lo que plantea Nocturno sería correcto.

  Miralo de este modo:

  Yo dejo un oscilador fijo a 1MHz a la entrada del PLL. Al PLL le mando, via su bus de comunicación, un divisor tal que indique que a la entrada debería haber una frecuencia de 2MHz. Entonces por el pin 6 saldría la tensión de corrección. Como nunca se está corrigiendo la frecuencia, la tensión debería seguir estando en el pin 6.
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Desconectado Marioguillote

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Re: Dudas con PLL sintetizador de frecuencias SAA1057
« Respuesta #12 en: 01 de Marzo de 2011, 12:15:32 »
Hola Angelgris!  :)

Entonces por el pin 6 saldría la tensión de corrección. Como nunca se está corrigiendo la frecuencia, la tensión debería seguir estando en el pin 6.

Es verdad. Es un razonamiento lógico.
El "problema" (por llamarlo de algún modo) puede ocurrir en décimas de segundo dependiendo del tipo de operación que realice el PLL.
Supongamos que al inicio de la operación, el PLL detecte que no está coincidiendo en frecuencia con la referencia fija (la del cristal). Puede adoptar una tensión de 0volt en su salida y variar unas pocas décimas de Volt (tratando de comenzar a variar la frecuencia del VCO), o bien podría generar una onda triangular desde 0Volt a Vcc intentando llevar al oscilador a la frecuencia correcta. Allí se nos plantean dos situaciones que lamentablemente el datasheet del PLL no aclara (como sí lo hace el del 4046).

1 - O se queda en 0Volt al detectar que no puede cambiar la frecuencia del hipotético VCO

2 - O se queda en 0Volt porque sabe que debe bajar la tensión de salida para alterar la frecuencia del VCO y hasta que el VCO no baje/suba su frecuencia y/o "se aproxime" a la frecuencia indicada por bus I2C, no saldrá de esa tensión. Es decir, mientras esté lejos en frecuencia, siempre estará en 0Volt o variando en pocas décimas hasta que detecte variaciones de frecuencias y sepa, o interprete, hacia donde debe ir.

En las oportunidades que he desarrollado circuitos con PLL (nunca usé el SAA. Siempre otros) nunca me he planteado la situación de observar qué ocurre si el lazo no se cierra y se deja abierto. Es decir, controlar que tensión tengo a la salida del comparador de fase sin variaciones del VCO.

Yo creo que primero habría que aprender a usar el SAA con un circuito convencional (como propuse con el MC1648) y un funcionamiento clásico de lazo enganchado en fase. Una vez que eso funciona, comenzar a "romperlo" y ver que resultados obtenemos. Recién allí saltar a trabajar con otros osciladores.

------------------------------------------

Nada es por nada, todo es en búsqueda de algo en la invesyigación electrónica.
¿En qué andas Manolo queriendo mezclar un PLL con un PIC?
Quizás la solución sea más sencilla si sabemos hacia donde debemos ir.  ;-)

Saludos!
Mario

Desconectado Nocturno

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Re: Dudas con PLL sintetizador de frecuencias SAA1057
« Respuesta #13 en: 01 de Marzo de 2011, 12:19:03 »
Pues ahora que lo dices, Mario, sí que alguna vez he visto algún "extraño" en el osciloscopio al reprogramar la frecuencia en el SAA. Podría ser que intenta modificar la frecuencia y rápidamente desiste al darse cuenta de que es imposible.

Voy a intentar localizar ese chip que me indicas, seguro que me va a facilitar la vida.

Y no es para un proyecto mío, es un encargo que me han hecho, y la finalidad no es otra que la de conseguir un programa que modifique la frecuencia de trabajo del SAA. El programa ya lo tengo hecho, y estoy seguro que funciona bien, pero no puedo comprobarlo hasta que haga trabajar al SAA.

Desconectado AngelGris

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Re: Dudas con PLL sintetizador de frecuencias SAA1057
« Respuesta #14 en: 01 de Marzo de 2011, 12:54:36 »
Hola Angelgris!  :)

Entonces por el pin 6 saldría la tensión de corrección. Como nunca se está corrigiendo la frecuencia, la tensión debería seguir estando en el pin 6.

Es verdad. Es un razonamiento lógico.
El "problema" (por llamarlo de algún modo) puede ocurrir en décimas de segundo dependiendo del tipo de operación que realice el PLL.
Supongamos que al inicio de la operación, el PLL detecte que no está coincidiendo en frecuencia con la referencia fija (la del cristal). Puede adoptar una tensión de 0volt en su salida y variar unas pocas décimas de Volt (tratando de comenzar a variar la frecuencia del VCO), o bien podría generar una onda triangular desde 0Volt a Vcc intentando llevar al oscilador a la frecuencia correcta. Allí se nos plantean dos situaciones que lamentablemente el datasheet del PLL no aclara (como sí lo hace el del 4046).

1 - O se queda en 0Volt al detectar que no puede cambiar la frecuencia del hipotético VCO

2 - O se queda en 0Volt porque sabe que debe bajar la tensión de salida para alterar la frecuencia del VCO y hasta que el VCO no baje/suba su frecuencia y/o "se aproxime" a la frecuencia indicada por bus I2C, no saldrá de esa tensión. Es decir, mientras esté lejos en frecuencia, siempre estará en 0Volt o variando en pocas décimas hasta que detecte variaciones de frecuencias y sepa, o interprete, hacia donde debe ir.



  Perfecta explicación MarioGuillote.

  Yo tengo que tener algún VCO hecho con transistores y varicap.... me pongo a buscarlo y si lo encuentro lo subo, tal vez con eso pueda ir armando algo como para probar el PLL
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