Hoi Tjalling,
De beoordeling of het knap werk is laat ik aan jou over…
Ik had mijn keuze voor de SAA1057 gemaakt op basis van de eigenschappen uit de datasheet en het feit dat PE1ACB ‘m al toepaste.
Het IC moest prima geschikt zijn, zo was mijn conclusie.
Zoals je eerder schreef, is de SAA1057 bedoeld voor AM/FM ontvangers.
Voor toepassing in een ontvanger heeft het IC 2 fasedetectors aan boord.
Een snelle digitale fasedetector en een langzame analoge “sample and hold” detector.
Die snelle detector is bedoeld om de PLL snel te laten locken als je de ontvanger afstemt.
Zodra de ontvanger op de nieuw ingestelde frequentie staat en de Local Oscillator gelocked is, schakelt de PLL automatisch over op de langzame analoge detector om de LO vervolgens heel rustig op frequentie te houden.
Dit is precies wat we ook willen bij een audio carrier.
De schakeling moet snel locken en vervolgens zodanig langzaam regelen dat er niets van de modulatie wordt weggeregeld.
Omgekeerd moet het ook niet zo zijn dat door toevoegen van modulatie de regellus instabiel wordt…
Het was dus mijn bedoeling om de PLL ook op deze manier te gebruiken.
Snel laten locken met de digitale fasedetector en vervolgens overschakelen op de langzame analoge detector.
Toen ik aan de slag wilde gaan met de SAA1057 had ik nog geen enkele ervaring met het aansturen van IC’s d.m.v. een microcontroller, het schrijven van software of het programmeren van een PIC.
Dat heeft me lange tijd tegengehouden maar achteraf gezien was het onder de knie krijgen daarvan een fluitje van een cent.
Daarna nog de datasheet uitgeplozen hoe de data erin moest, timing problemen opgelost, enzovoort.
Om een lang verhaal kort te maken: uiteindelijk was ik in staat om dat ding te laten doen wat ik wilde.
Na een hoop experimenteren had ik een werkende schakeling op tafel liggen en was ik veel kennis rijker.
Tijdens die experimenten is me ook duidelijk geworden waarom het in de schakeling van PE1ACB niet goed werkt.
Die kreeg ik overigens pas later in handen en ik wist toen nog niets van de problemen die er in zaten…
Zoals gezegd zitten er dus 2 fasedetectors in de SAA1057.
Je kunt d.m.v. de software zelf bepalen welke je wilt gebruiken of het IC automatisch laten kiezen.
In de automatische mode schakelt het IC zelf om van de snelle detector naar de langzame, zodra er een lock situatie wordt gedetecteerd.
Niks mis mee, zou je zeggen…
Waar het verhaal op stuk loopt, (en dat gebeurt in de ACB schakeling) is het “houd bereik” van de analoge detector.
Zonder modulatie werkt het allemaal prima, maar bij een gemoduleerd signaal met een relatief grote zwaai en met name bij frequenties onder de 150 Hz, “denkt” de analoge detector dat de oscillator uit lock raakt.
Als gevolg hiervan schakelt het IC weer automatisch om naar de snelle detector.
Dit continue schakelen veroorzaakt een zeer onrustig regelgedrag wat hoorbaar is als modulatie. (Of vervorming op de modulatie zo je wilt.)
Om dit verschijnsel tegen te gaan is er in de audioweg aardig wat laag weggefilterd door het gebruik van koppelcondensatoren met een te lage waarde.
Ga je die aanpassen (vergroten) om het audio wat lekkerder te laten klinken dan verergeren de problemen met de PLL.
Het lusfilter daarna trager maken geeft vaak weer problemen de lock snelheid.
Dat wordt ‘m dus niet….
Nou is er nog een veelgebruikt trucje om het houd bereik van de analoge detector iets te vergroten.
Je komt dat tegen in schema’s waar de SAA1057 wordt gebruikt als PLL voor FM zenders.
De weerstand van 180 Ohm op pin 4 (zie applicatieschema in de datasheet) wordt verhoogd naar 1 kOhm.
Voor een signaal op 100 MHz met een zwaai van 75 kHz volstaat dat, voor onze toepassing helaas niet.
Een zwaai van 50 kHz op 7 MHz is toch te veel van het goede.
Wat ik doe is het volgende:
Pin 18 is een testpin waar je een functie aan kunt toekennen.
Ik zorg ervoor dat daarop het “Lock-Detect” signaal beschikbaar is.
(Dat signaal is overigens alleen beschikbaar als de analoge detector werkt of in de automatische mode.)
De software zet de PLL in automatische mode.
Zodra de schakeling opstart zal de digitale detector aan het werk gaan om zo snel mogelijk in lock te komen.
Eenmaal in lock zal het IC om willen schakelen naar de analoge detector.
Ik laat echter de PIC16F628 die de PLL aanstuurt “meekijken” naar het Lock-Detect signaal op pin 18 en zodra dat er is, stuurt die het commando om alleen nog maar de langzame analoge detector te gebruiken.
Er wordt dus niet meer automatisch geschakeld, ook niet als de detector uit lock denkt te zijn.
Tot zo ver gaat het goed.
Snel locken en vervolgens rustig regelen.
Wat als de oscillator, om welke reden dan ook, uit lock raakt?
Op dat moment werkt de langzame analoge detector en duurt het dus veel te lang voordat er weer een lock situatie is bereikt.
Dat wil je niet.
Het Lock-Detect sigaal is niet betrouwbaar zodra we gaan moduleren. (Ook niet met dat trucje.)
Als gevolg van de modulatie denkt de detector steeds kortstondig uit lock te zijn terwijl dat natuurlijk niet waar is.
De Oscillator blijft gewoon keurig op frequentie.
Om het Lock-Detect signaal toch te kunnen gebruiken moeten we er achter komen wanneer er een geldige “uit-lock” situatie is.
Ik laat de software dat bepalen.
Een routine in de PIC kijkt naar de tijdsduur van de “uit-lock” periodes en weet op die manier of er serieus iets aan de hand is of dat er een “uit-lock” is als gevolg van de modulatie.
Wanneer de oscillator echt uit lock is kun je dan bijvoorbeeld het commando sturen om de snelle digitale detector weer aan te zetten tot de handel weer in lock is.
Tevens zou je de PIC het uitgangssignaal van de oscillator kunnen laten uitschakelen zolang er geen lock is.
Dit om te voorkomen dat ie hoorbaar “heen en weer staat te raggen”.
Zover ben ik nog niet, maar je begrijpt dat de mogelijkheden er zijn.
Op dit moment gebruiken we op de toren bij PI6KPN de originele High Quality Baseband uit Repeater.
Het videodeel bevalt prima dus daar doe ik niets aan.
De audio circuits hebben we voorzien van uitgebreide filtering en clippers en dat klinkt uitstekend.
(Krijgen we regelmatig complimenten voor…)
De audio PLL’s zijn echter behoorlijk kritisch en gaan zelfs op temperatuur uit lock.
Zomer en winter moeten we de boel bijregelen.
Destijds was het ongeveer het beste wat er was maar ondertussen kan het mooier en beter.
Op veel ontwerpen en ook kant- en klare basebands is wel wat aan te merken.
Wil je ook nog PLL gestuurd, dan blijft er weinig tot niets over….
Ik denk dat met de High Quality Baseband, in combinatie met nieuwe PLL’s (en eventueel nieuwe audiocircuits) een echt goede schakeling is te realiseren.
Groeten,
Pieter PE1ODJ