Task #482
Updated by Joaquín Verástegui over 8 years ago
# Circuito 1: *Payload* - Generación de señales y control
## Herramienta de Diseño de Software
**Eagle 5.11**
## Funcionalidad
La tarjeta forma parte del prototipo de transmisor 2.0, el cual consta de **dos tarjetas** comunicadas entre sí mediante un bus *stackeable*, basado en el estándar PC/104, utilizado ampliamente en *cubesats*. Se consideró además la compatibilidad de las tarjetas con la [[Motherboard](http://cubesatkit.com/docs/datasheet/DS_CSK_MB_710-00484-D.pdf)] que se adquirirá.
La tarjeta consta de 4 capas distribuidas en la forma Signal, GND, VDD, Signal y ha sido diseñada para que la implementación sea realizada por **SpeedyCircuits** (Taiwán)
La tarjeta se ha dividido en dos etapas: Control y generación de señal.
### Control
El circuito también contiene la etapa control del *payload* utilziando el microcontrolador *ATmega128*.
Dicha etapa se encarga de las siguientes tareas.
* Comunicación con el *aircraft* mediante protocolo serial y/o I2C
* Control de PLLs: Llenado de registros, lectura de estados, *enable/disable*
* Control de VCO: ON/OFF mediante switch analógico ADG701
* Control de VGA: Llenado de registros (a la segunda tarjeta)
* Codificación: Generación de secuencias y data a transimitir (a la segunda tarjeta)
### Generación
Esta etapa genera 150MHz y 400MHz a partir de *PLLs* y un circuito que genera una frecuencia común de 10MHz.
A su vez, la etapa de generación posee cuatro sub-etapas indentificables, duplicándose a las dos frecuencias de transmisión:
* Señal de sincronismo: Circuito que genera 3 señales de 10MHz y las distribuye a los PLLs y al Microcontrolador
* PLL: Genera la señal que controla el VCO
* Loop filter: Circuito RC que filtra la señal de control del VCO genrada por el PLL.
* VCO: Genera la frecuencia requerida
* Switch: Control de ON/OFF de los VCO
* Filtro: A la salida del VCO se encuentra un filtro pasabajos para la eliminación de armónicos.
### Consideraciones adicionales:
* La tarjeta transmite las señales de RF mediante conectores especiales *board to board*. Para mayor información revisar la web de [[amphenol](http://www.amphenolrf.com/rf-board-to-board-connectors)] y la web de [[digikey](http://www.digikey.com/en/product-highlight/a/amphenol-rf-division/board-to-board-rf-connector-solutions)]. El *bullet* utilizado es [[ARF2472-ND](http://www.digikey.com/product-detail/en/PSMP-FSBA-1042/ARF2472-ND/5804592)], calculado para *spacers* de 15mm.
* Para conocer el componente que se está utilizando revisar el atributo **DIGIKEY-PART** del mismo.
* Las capacidades del fabricante son las siguientes
* Ancho mínimo: 1.5 mils
* Grosor mínimo del dieléctrico: 2 mils
* Tamaño mínimo del drill: 3mils mecánico, 2mils láser
* Es preciso mencionar que las pistas de señales se encuentran *matcheadas* a 50 Ohm, bajo la configuración mostrada en la siguiente imagen.
## Entradas
Entradas CMOS estándar propias de microcontrolador para la programación del mismo.
Las entradas a los demás componentes son manipuladas el microcontrolador directamente.
## Salidas - RF
| | Señal 1 | Señal 2 |
|:----------:|:----------:|:-----------:|
| Frecuencia | 150MHz | 400MHz |
| Potencia (50 Ohm) | -3dBm a 7dBm | -2dBm a 2dBm |
| Impedancia | 50 | 50 |
| Nivel DC | 0v | 0v |
## Diagrama de bloques
## Archivo esquemático y board
Esquemático: [(http://jro-dev.igp.gob.pe/svn/jro_hard/nanosats/TRUNK/HARDWARE/boards/Integrado/Eagle%205.0/integrado.sch)] [[link](http://jro-dev.igp.gob.pe/svn/jro_hard/nanosats/TRUNK/HARDWARE/boards/Integrado/Eagle%205.0/integrado.sch)]
Board: [(http://jro-dev.igp.gob.pe/svn/jro_hard/nanosats/TRUNK/HARDWARE/boards/Integrado/Eagle%205.0/integrado.brd)] [[link](http://jro-dev.igp.gob.pe/svn/jro_hard/nanosats/TRUNK/HARDWARE/boards/Integrado/Eagle%205.0/integrado.brd)]
## Herramienta de Diseño de Software
**Eagle 5.11**
## Funcionalidad
La tarjeta forma parte del prototipo de transmisor 2.0, el cual consta de **dos tarjetas** comunicadas entre sí mediante un bus *stackeable*, basado en el estándar PC/104, utilizado ampliamente en *cubesats*. Se consideró además la compatibilidad de las tarjetas con la [[Motherboard](http://cubesatkit.com/docs/datasheet/DS_CSK_MB_710-00484-D.pdf)] que se adquirirá.
La tarjeta consta de 4 capas distribuidas en la forma Signal, GND, VDD, Signal y ha sido diseñada para que la implementación sea realizada por **SpeedyCircuits** (Taiwán)
La tarjeta se ha dividido en dos etapas: Control y generación de señal.
### Control
El circuito también contiene la etapa control del *payload* utilziando el microcontrolador *ATmega128*.
Dicha etapa se encarga de las siguientes tareas.
* Comunicación con el *aircraft* mediante protocolo serial y/o I2C
* Control de PLLs: Llenado de registros, lectura de estados, *enable/disable*
* Control de VCO: ON/OFF mediante switch analógico ADG701
* Control de VGA: Llenado de registros (a la segunda tarjeta)
* Codificación: Generación de secuencias y data a transimitir (a la segunda tarjeta)
### Generación
Esta etapa genera 150MHz y 400MHz a partir de *PLLs* y un circuito que genera una frecuencia común de 10MHz.
A su vez, la etapa de generación posee cuatro sub-etapas indentificables, duplicándose a las dos frecuencias de transmisión:
* Señal de sincronismo: Circuito que genera 3 señales de 10MHz y las distribuye a los PLLs y al Microcontrolador
* PLL: Genera la señal que controla el VCO
* Loop filter: Circuito RC que filtra la señal de control del VCO genrada por el PLL.
* VCO: Genera la frecuencia requerida
* Switch: Control de ON/OFF de los VCO
* Filtro: A la salida del VCO se encuentra un filtro pasabajos para la eliminación de armónicos.
### Consideraciones adicionales:
* La tarjeta transmite las señales de RF mediante conectores especiales *board to board*. Para mayor información revisar la web de [[amphenol](http://www.amphenolrf.com/rf-board-to-board-connectors)] y la web de [[digikey](http://www.digikey.com/en/product-highlight/a/amphenol-rf-division/board-to-board-rf-connector-solutions)]. El *bullet* utilizado es [[ARF2472-ND](http://www.digikey.com/product-detail/en/PSMP-FSBA-1042/ARF2472-ND/5804592)], calculado para *spacers* de 15mm.
* Para conocer el componente que se está utilizando revisar el atributo **DIGIKEY-PART** del mismo.
* Las capacidades del fabricante son las siguientes
* Ancho mínimo: 1.5 mils
* Grosor mínimo del dieléctrico: 2 mils
* Tamaño mínimo del drill: 3mils mecánico, 2mils láser
* Es preciso mencionar que las pistas de señales se encuentran *matcheadas* a 50 Ohm, bajo la configuración mostrada en la siguiente imagen.
## Entradas
Entradas CMOS estándar propias de microcontrolador para la programación del mismo.
Las entradas a los demás componentes son manipuladas el microcontrolador directamente.
## Salidas - RF
| | Señal 1 | Señal 2 |
|:----------:|:----------:|:-----------:|
| Frecuencia | 150MHz | 400MHz |
| Potencia (50 Ohm) | -3dBm a 7dBm | -2dBm a 2dBm |
| Impedancia | 50 | 50 |
| Nivel DC | 0v | 0v |
## Diagrama de bloques
## Archivo esquemático y board
Esquemático: [(http://jro-dev.igp.gob.pe/svn/jro_hard/nanosats/TRUNK/HARDWARE/boards/Integrado/Eagle%205.0/integrado.sch)] [[link](http://jro-dev.igp.gob.pe/svn/jro_hard/nanosats/TRUNK/HARDWARE/boards/Integrado/Eagle%205.0/integrado.sch)]
Board: [(http://jro-dev.igp.gob.pe/svn/jro_hard/nanosats/TRUNK/HARDWARE/boards/Integrado/Eagle%205.0/integrado.brd)] [[link](http://jro-dev.igp.gob.pe/svn/jro_hard/nanosats/TRUNK/HARDWARE/boards/Integrado/Eagle%205.0/integrado.brd)]