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Beispiel TBB206:


Das folgende Beispiel zeigt das Laden des PLL-ICs TBB206 von Siemens im Dual Betrieb,
also der Betrieb mit Vorteiler. Im Bild 1 ist das Prinzip eines PLL-Oszillators mit Vorteiler dargestellt.

Angenommen, wir wollen den PLL-Oszillator bei einem "Kanalraster" von 25 kHz auf 433 MHz abstimmen
und die Referenzfrequenz beträgt 10 MHz.
Als Vorteiler P kommt einer mit dem Faktor 80/81 zum Einsatz.

Dann wird die Referenzfrequenz vom Referenzteiler R auf die Vergleichsfrequenz 25kHz geteilt. Die VCO-Frequenz muß ebenfalls auf die Vergleichsfrequenz 25 kHz geteilt werden, schließlich soll aus der Phasenlage zwei gleicher Frequenzen (25kHz) die Abstimmspannung des VCOs abgeleitet werden.

Die VCO-Frequenz kann übrigens nur ein ganzzahliges Vielfaches der Vergleichsfrequenz sein.
In unserem Beispiel ergibt sich also ein "Kanalraster" von 25kHz.

Bild 1: Prinzip eines PLL-Oszillators mit Vorteiler

PLL-Synthesizer

Na da woll'n wir mal.
Ermitteln wir erst mal die Teilerfaktoren.

Der Teilerfaktor für den Referenzteiler ist:
R = 10MHz / 25kHz = 400,

der Teilerfaktor für den N*P-Teiler gesamt ist:
Nges = 433MHz / 25kHz = 17320,

der Teilerfaktor des Vorteilers P ist:
P = 80,

der Teilerfaktor des N-Teilers ist:
N = Nges / P, also N = 17320 / 80 = 216 abgerundet !!!

und der Faktor für der "SwallowCounter" A ist:
A = Nges - (N*P), also A = 17320 - (216 * 80) = 40.

Und hier noch mal nachrechnen zu Probe:
Nges = (N*P)+A
Nges = (216 * 80) + 40 = 17320

So, jetzt haben wir alle Daten zusammen, um den PLL-Oszillator auf die 433 MHz abzustimmen.
Ich fasse noch mal zusammen:
Referenzteiler = 400
N-Teiler = 216
A-Zähler = 40

Keine Panik, wenn das bis hier alles unklar ist!
Eine genaue Erläuterung der Rechnerei oben, findest Du unter Funktion eines PLL-Synthesizers.

Im Gegensatz zum MC145158 kann (muß) beim TBB206 noch einiges eingestellt werden. Es kann die Funktion der Multifunktionsausgänge MFO1 und MFO2, die PD-Polarität, der MOD-Ausgang (push pull / open drain), der Vorverstärker und Teiler (stand by / aktiv), der Anti-Backlash Impuls (20ns / 40ns), der Spannungsverdoppler und der PD-Strom eingestellt werden. Nach dem Anlegen der Betriebsspannung müssen diese Werte erst einmal initialisiert werden (Status2-Register). Dazu weiter unten mehr.

Das Bild2 zeigt das Blockschaltbild des TBB206 mit seinen 3 Zählern (A, N und R) und den zugehörigen Latch-Registern. Mit dem Ausgang MOD kann ein Vorteiler P zwischen P und P+1 umgeschaltet werden. Die Referenzfrequenz liegt an RI, und die VCO-Frequenz liegt entweder direkt, oder über Vorteiler P an FI an. Der 3-Leiter-Bus besteht aus den Leitungen CL (Clock), DA (Daten) und EN (Enable). Die genaue Beschreibung aller Funktion und Leitungen kann im Datenblatt nachgelesen werden.

Bild2:

TBB206

Eine Low-High-Flanke an CL schiebt das Datenbit an DA in die internen Schieberegister. Die letzten drei Datenbits (Zieladresse) bestimmen, ob die Daten im R-Zähler-Latch, im A/N-Zähler-Latch oder im Status-Register mit der Low-High-Flanke an EN gespeichert werden.

Jetzt aber mal zum praktischen Teil:

Der 16-Bit Referenz-Zähler R wird mit 400,
der 12-Bit N-Zähler wird mit 216 und
der 7-Bit A-Zähler wird mit 40 geladen,
um den VCO (wie oben beschrieben) auf 433 MHz abzustimmen.
Die folgenden Tabellen (Tab.1 bis Tab.3) zeigen die erforderlichen Bitfolgen,
um die drei Zähler-Latch und das Status2-Register mit ihren Werten zu laden.

Tab.1: Bitfolge zum Laden des Referenz-Zählers mit dem Wert 400 auf Adr.100 (asynchrone Datenübernahme)

215 214 213 212 211 210 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 Adresse
0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 100
              256 128     16         R = 400
(siehe auch im Datenblatt)

Tab.2: Bitfolge zum Laden des N- und des A-Zählers mit den Werten N=216, A=40 auf Adr.111 (Dual-Betrieb)

26 25 24 23 22 21 20 211 210 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 Adresse
0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 111
                      128 64   16 8       N = 216
  32   8                               A = 40
(siehe auch im Datenblatt)

Tab.3: Bitfolge zum Laden des Status2-Registers auf Adr. 010

Nr Bit Bedeutung
1 1 MFO1 und MFO2 als Port-Ausgang
2 0
3 1 PD-Polarität positiv
4 0 MOD-Ausgang push pull
5 1 Vorverstärker aktiv
6 0 Anti-Backlash Impuls 20ns
7 0 Spannungsverdoppler aus
8 0
9 1 Port1 high (MFO1)
10 1 Port2 high (MFO2)
11 1 Teiler aktiv
12 0 PD-Strom 0,25 mA
13 0
14 0 Adresse Status2-Register
15 1
16 0
(siehe auch im Datenblatt)

Noch ein Hinweis zu den hier als Port konfigurierten MFO1- und MFO2-Ausgängen. In der Praxis können diese Ausgänge zur Bandlagenumschaltung des VCOs oä. verwendet werden, also die Schaltung studieren bevor man die entsprechenden Bits setzt. Das gilt auch für alle anderen Ausgäng (PD, MOD und Spannungsverdoppler).

 

Jetzt kommt das 3-Leiter-Bus Interface ins Spiel.

Um die oben ermittelten drei Bitfolgen an den TBB206 zu senden, sind folgende Schritte notwendig:

Das 3-Leiter-Bus Interface mit dem 3-Leiter-Bus des TBB206 verbinden.

3-Leiter-Bus Interface TBB206
CLK CLK
DATA DATA
E1 ENB
(siehe auch unter Wiki)

Überprüfen ob das Setup wie folgt eingestellt ist und gegebenen Falls so einstellen.
(Enable-Leitung ist während der gesamten Übertragung auf low, Ruhezustand high)

setup: (toggle mit S,C,E,L)
ClockSET= 0, ClockPOL= 0, EnablePOL= 1, EnableLEN= 1

Das 3-Leiter-Bus Interface als Master einstellen.

mode: master

Die zu sendenden Bitfolgen eingeben.

input: 0000000110010000100E1
input: 0101000000011011000111E1
input: 1010100011100010E1

Und mit drei mal "Enter" die eingegebenen Bitfolgen ausgeben.

send: 0000000110010000100E1
send: 0101000000011011000111E1
send: 1010100011100010E1

Die Zähler-Latch R, N, A und das Status2-Register sind jetzt geladen und der VCO sollte (wie oben beschrieben) bei genau 433MHz schwingen, wenn er eingephast ist.
Will man wissen, ob der VCO eingephast ist, kann man wie üblich die LD-Leitung (Lock-Detekt) auf "high" testen. Der TBB206 bietet aber noch eine weitere Möglichkeit "Lock-Detekt" abzufragen. Über die Status3-Zieladresse 011 kann ein "Lock-Detekt-Bit" über den 3-Leiter-Bus gelesen werden (LD=high -> LD-Bit=low). Das kann man wie folgt machen.

Vorher kann man noch die letzten 3 Bitfolgen speichern um sie später wieder zu verwenden, denn es ist schon lästig so viele Einsen und Nullen immer wieder eingeben zu müssen. Dazu verwendet man die Store/Recall-Funktion. Anschließend kann man den Buffer noch löschen(Clear-Funktion).

Status3-Zieladresse 011 senden.

input: 011E1
send: 011E1

Jetzt schaltet der TBB206 das "Lock-Detekt-Bit" auf die DATA-Leitung (Die DATA-Leitung des Interface ist zwischen den Datentransfers immer als Eingang mit pull up konfiguriert ), und es muß mindestens ein CLK-Impuls ausgegeben werden, damit der TBB206 die DATA-Leitung wieder frei gibt. Mit der Read-Funktion kann das wie folgt erledigt werden.

Read-Funktion mit 'R' aufrufen und ein Bit einlesen.

bit number (1-255):1
enable (1-3):1
read: 0E1

Es wurde eine Null gelesen, was einem LD=high entspricht, also eingephast.
Das genaue Timing-Diagramm kann wie immer im Datenblatt nachgelesen werden.

Das Terminal-Fenster könnte danach wie folgt aussehen:

Beispiel-Terminal

Jetzt auch der Quellcode zum Interface verfügbar!

Fazit:

Das 3-Leiter-Bus Interface kann einem die Rechenarbeit nicht abnehmen, soll es auch nicht. Dafür kann man sich eigene Programme schreiben die dann evtl. auf das Interface aufsetzen. Das Interface ist ausschließlich für die Elektronikwerkstatt (Fehlersuche/Reparatur/Entwicklung) gedacht, um mal schnell ein paar Bits hin und her zu schieben. Ich habe z.B. für alle Sender- und Empfängerbaugruppen die ich öfters reparieren muß eine Excel-Tabelle angelegt, in die nur die gewünschte Frequenz eingetragen, und anschließend die resultierenden Bitfolgen abgelesen werden können.

Jetzt auch eine Muster-Tabellenkalkulation zum MC145158 verfügbar!