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Phasenregelung / Phase Control Y4
Die folgenden Ausführungen sind nur für die Y4-Baugruppe 302.5890
zutreffend welche im SMS2 und in späteren Modellen des SMFS2/SMFP2 zum Einsatz kommt. Bis
ca. Mitte 1983 wurden Y4 mit der Bezeichnung 302.5819 verbaut - der Mantel des
Schweigens sei darüber gebreitet.
Hier das Ausgangssignal eines SMFP2 bei 280MHz und 10dBm, betrachtet mit einem modernen Spektrumanalysator.
Die Pegel der Nebenwellen bleiben deutlich unter -70dBc und erfüllen die
Spezifikation (<-65dBc). Die beiden 2MHz-Linien sind durch die
Referenzfrequenz der Ausgangs-PLL (gebildet aus Hauptoszillator Y3 und
Phasenregelung Y4) bedingt; die Herkunft der markanten Störungen die in etwa symmetrisch
zu schwachen 1MHz-Seitenlinien liegen, bleibt zunächst unklar.
Nach längerem (!) Grübeln und Suchen stand fest, dass die Störungen in der PLL selbst -
genauer: im "M-Teiler" auf Y4, bestehend aus B10, B11, B12 und B13 - entstehen.
Digitale Logik ist durchaus empfindlich auf Störeinkopplungen über die
Versorgungsspannung!
Als Störquellen kommen vor allem B13 und die Gatter B11/2, B11/4 und B10/4 in Betracht.
Als Störsenken, will sagen, für Einstreuungen
empfänglichste Bauelemente sind B12 und
die Gatter B10/1 und B10/2 anzunehmen. Andere sensible Funktionsgruppen, wie der Pufferverstärker
B30,T42,T43 und der Phasenkomparator B60 samt Umgebung (T55,T61,T71) sind über LC-Glieder
in der Versorgung ausreichend isoliert.
Die beiden folgenden Bilder zeigen die Lage von B10 und B12 am Print. Die Schirmdeckel über
dem Teiler sind bereits entfernt.
B12 und B10 werden nun durch je ein LC-Glied in der +5V-Leitung
abgeblockt. Nach Auslöten von C225 ist auf der Bauteilseite wie
im Bild gezeigt die Spannungszuführung an zwei Stellen zu unterbrechen
(mit Ohmmeter nachprüfen):
Statt C225 einen möglichst guten Low-ESR-Elko einsetzen.
Achtung: vorerst nur die Masseverbindung löten, den anderen Draht noch nicht.
(Wer es ganz perfekt machen will ersetzt auch C227 durch z.B. einen 220nF-
Folienkondensator im Rastermaß 2,5mm.)
Nun lassen sich die EMV-Drosseln zwischen B12/Pin16 und C227
sowie Pin14/B10 und C225 einlöten. Zur Überbrückung der fehlenden Strecke bei B10
den noch nicht verlöteten Anschlussdraht von C225 zurechtbiegen, kürzen und alles
festlöten.
Die zwei SMD-Keramikkondensatoren (Bauform 1206) wie gezeigt
von P14/B10 und Pin16/B12 gegen Masse löten. (Vorsicht:
die dünne Leiterbahn bei B10 beim Blankkratzen und Verzinnen der Massefläche nicht verletzen!)
Bei Verwendung einer kleineren Bauform als 1206 muss der Kondensator an B10
anders gelegt werden: einfacherweise an das Massepad des (neuen) C225.
Fertig! (War doch gar nicht so schlimm!?) Nach Wiedereinbau von Y4
präsentiert sich das Ergebnis:
Na? Um den Unterschied möcht' ich Klavierspielen können!
Allfälliges
Die Seitenlinien bei 2MHz (Referenzfrequenz) und nahe 100kHz blieben von der Operation
unberührt. (Dem genauen Beobachter fällt vielleicht auf, dass die 2MHz-Linien
sogar um vielleicht 1dB stärker wurden. Dieser Effekt ist tatsächlich reproduzierbar;
siehe Anmerkung.)
Frei nach Paul Watzlawick -"Mehr desselben!"- wurden auch noch die
Störquellen B11 und B13 derselben Behandlung unterzogen: Ergebnis gleich
null! Die verbliebenen kleinen Zipfelchen im Spektrum sind vermutlich auf
Verkopplungen innerhalb von B10 zurückzuführen. Nur die Verlagerung der Funktion
des Gatters B10/4 in einen anderen IC (z.B. ein freifliegend eingelötetes Single-Gatter)
könnte helfen.
Umgekehrt wäre es interessant zu wissen, ob die Abblockung der Versorgung von B12
überhaupt zur erzielten Nebenwellenreduktion beiträgt...
...und wenn wir schon dabei sind (I)...
sollten gleich sämtliche Elkos getauscht werden.
Die heute erhältlichen Elkos sind selten im passendem
Rastermaß von 5mm zu finden; siehe
Hinweise.
...und wenn wir schon dabei sind (II)...
sollten gleich folgende Bauelementwerte auf Letztstand geprüft
werden:
| C68 | 12pF |
| C77 | 150pF |
| R61,R71 | 3k92 |
- SMD Keramikkondensatoren, Bauform 1206, 22nF (unkritisch: 10..33nF), Spannungsfestigkeit und
Hersteller unbekannt. Keramiktyp X7R oder besser.
- Low-ESR-Elko: im Bild ist ein 15µF/25V (Drahtabstand 2,5mm)
Sanyo OS-CON SH zu sehen. (Langlebensdauertyp, ESR<0,07 Ohm bei 300kHz)
Notfalls tuts auch ein guter Tantal-Tropfenelko.
- EMV-Drosseln Bauform 0805: sowohl
Murata BLM21A102F (1000 Ohm) als auch
Würth Elektronik 742 792041 (600 Ohm) kamen zum Einsatz. Auswahlkriterium:
hohe (reelle) Impedanz bei niedrigen Frequenzen
- Folienkondensatoren: z.B.
Wima MKS02 haben sich bewährt.
Durch das Rastermaß 2,5mm (RM2,5) lassen sie sich mühelos an Stelle der bedrahteten
Keramikkondensatoren einsetzen.
MKS2 haben RM5
Die Sache mit den leicht erhöhten 2MHz-Linien ist im nachhinein
gesehen eigentlich ganz logisch: Die Auswahl der Bauelemente zur Entkopplung
(1000-Ohm-Drossel und 22nF-Keramikkondensator) sorgt zwar für gute
Unterdrückung ankommender Störungen, aber auch für eine relative hohe Quellimpedanz
(einige Ohm im Bereich um 2MHz) der Versorgung aus Sicht von B10 und B12.
Das leistet Übersprechen zwischen Schaltungsteilen innerhalb von B10 und
B12 Vorschub. Eine Kombination aus z.B. 220nF und 200-Ohm-Drossel wäre vermutlich
zweckmäßiger gewesen! Wichtig: auch bei höheren
Kapazitätswerten keine schlechtere Keramik als X7R verwenden.
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Last update: 2007-01-28, Gottfried Ira
ira@oe1ira.at
http://www.oe1ira.at/rs/y4/y4.html