Sintetizador  LMX1501A

I n t r o d u c c i ó n

El circuito integrado LMX1501A es un PLL fabricado por National Semiconductor desde finales de los años 90 para ser usado en teléfonos móviles y otros equipos de comunicaciones. Hoy día (finales de 2019) es el único chip PLL moderno que he podido conseguir en formato SMD tamaño SOP16 (separación entre pines 1,27 mm). Otros chips PLL del mismo fabricante y la totalidad de chips PLL de otros fabricantes (por ejemplo el LMX2315 y familia, así como el ADF4113 y familia), vienen en encapsulados SMD del tipo SSOP16 , con  separación entre pines 0,65 mm.

En esta página presento mi diseño de PLL y microcontrolador PIC en la misma plaquita de circuito impreso, con la intención de acoplarlo a cualquier transmisor basado en VCO y conseguir así un transmisor sintetizado.


Esquema teórico

El PLL está formado por el LMX1501A rodeado de unos pocos componentes. En el esquema está marcado como IC1. El circuito es básicamente el que figura en la documentación de National Semiconductor. Yo le he puesto un Cristal de Referencia de 6,4 Mhz (cristal estándar) porque tengo varios comprados hace tiempo. Se pueden utilizar cristales de otras frecuencias (por ejemplo 12,8 Mhz), pues el Divisor de Referencia del LMX1501A es programable.

El LMX1501A se alimenta a 5 V. Esto implica que el voltaje que entrega al VCO puede variar desde 0 a 5 V. (salida Vvco A).
Pero si  nuestro VCO necesita un voltaje de sintonía desde 0 a 20 V, será necesario amplificar de alguna forma el voltaje que entrega el LMX1501A. Esta es la función de IC2 , un LM258 en cápsula SOP8, que entrega el voltaje amplificado por su pin1. (salida Vvco B). En este caso, alimentaremos IC2 desde la entrada marcada como + 8 ...30V, según el rango de voltajes que requieran los varicap del VCO usado.

El LMX1501A se programa mediante el Bus de 3 Hilos (Data, Clock , Latch Enable). Esta es la función del MicroControlador PIC , un 16F628. Es compatible a nivel de pines con el obsoleto 16F84.

El esquema y la plaquita de circuito impreso tienen conexiones (islas) disponibles para conectar el PIC con varios pulsadores o interruptores y también un Display LCD alfanumérico estándar. Su funcionamiento depende del programa que grabemos en el PIC. En las aplicaciones más sencillas, en las que sólo necesitamos que el PLL genere una o dos frecuencias, no usamos display y sólo necesitamos un interruptor para seleccionar una u otra frecuencia.  En aplicaciones más complejas, se pueden usan varios pulsadores y un display.

Esquema del circuito
Lista de componentes

Esta es la Hoja de Características del LMX1501A (archivo PDF)


En este diseño, aunque usemos un PIC 16F84 no necesitamos cristal, sino que usamos su "Oscilador RC" que consigue una frecuencia de reloj de unos 4 Mhz mediantte R1 (5K6) y C2 (22pF).

En lugar del 16F84 yo uso hace tiempo el PIC 16F628 , que tiene un Oscilador RC totalmente interno y por tanto no es necesario montar R1 ni C2. El tipo de oscilador se elige en el momento de programar el PIC. Si en el programador seleccionamos "Internal RC I/O", los pines 15 y 16 del 16F628 quedan disponibles para I/O (Entradas/Salidas).

El circuito especial de Reset usado aquí está formado por Q1, DZ1 y las resistencias asociadas. Es necesario para asegurar que el PIC reinicie y por tanto reprograme al LMX1501A siempre que el voltaje de alimentación descienda por debajo de unos 4 V.


M o n t a j e

Este es el diseño de la  placa de circuito impreso a escala 1:1  (archivo PDF)

La placa de circuito impreso mide 35 x 80 mm. Es de doble cara: la cara superior lleva las pistas y la cara inferior es totalmente de cobre porque es el plano de masa. Los componentes (muchos de ellos SMD) se montan por el lado de las pistas. Las resistencias y los condensadores SMD son del tamaño 1206. Los condensadores electrolíticos son convencionales.

La placa tiene pocos taladros, sólo los necesarios para dar masa a las pistas y a los componentes que lo necesitan.

Es posible utilizar esta placa de circuito impreso para montar el MB1504 en lugar del LMX1501A, pues son compatibles a nivel de pines, aunque el MB1504 es 1 milímetro más ancho.

Esta es la cara de pistas y de componentes:

Componentes

Esta es la disposición de componentes sin las pistas, para mayor claridad:

Cara de componentes


OJO: La silueta de Q2 está dibujada al revés. Su Colector debe ir a R23, tal como figura en el esquema.

Cada uno de los taladros debe llevar un hilo que conecte la cara de pistas y componentes con la cara posterior de masa.

OJO: Antes de soldar los pines de IC1, colocar el hilo en el taladro que tiene debajo, para darle masa a su pin 6.

Los pines de masa de algunos componentes convencionales deben ser soldados también por la cara de pistas: CV1, C10, C12, C14.

En la cara de pistas y componentes hay que colocar un puente de hilo aislado. Está cerca de R7 y Q1 , dibujado con trazo grueso.

El uC PIC (IC3) va montado en un zócalo para poder intercambiarlo y así hacer posibles las pruebas. Los pines del zócalo de extienden horizontalmente y se sueldan a la cara de pistas y componentes, como si se tratase de un componente SMD.

Caso de no usar Display, no se monta P1.


Fotos de las fases de fabricación de la placa de circuito impreso:

PLL004 pcb , fase A

PLL004 pcb, fase B

PLL004 pcb , fase C


Actualmente estoy montando y probando este sintetizador. Cuando finalice la fase de pruebas, publicaré aquí los resultados.

Obras...



Si tienes cualquier duda, puedes escribirme:   ea7glu arroba gmail punto com

EA7GLU, Diciembre de 2019.

 
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