Articolo di IZ7CFF Daniele Miglietta

Quello che descriverò è l’intervento di riparazione sul mio generatore di segnali RF Racal 9084. Si tratta di un generatore sintetizzato che copre la gamma da 10 kHz a 104 MHz con modulazione AM ed FM. E’ un’apparecchiatura professionale costruita nei primi anni ’80, dalla celeberrima casa costruttrice inglese RACAL, un marchio che ha segnato la storia delle apparecchiature professionali per le telecomunicazioni. Acquistai quest’apparecchio qualche anno fa sul mercato del surplus inglese (non ricondizionato) ad una cifra abbastanza modica, ed il suo stato era discreto.

Il problema

Non avendo molto tempo a disposizione per le mie autocostruzioni, non ebbi la possibilità di testarlo a dovere. Quando qualche anno dopo mi decisi a rimetterlo in funzione, mi accorsi che dopo qualche ora di funzionamento il segnale prodotto si alterava, rendendolo inutilizzabile.

L’ipotesi di mandarlo in un centro specializzato per farlo riparare, mi sembrò da subito un controsenso, visto che le cifre richieste erano superiori al prezzo pagato per il suo acquisto. Allora iniziai a documentarmi via internet, ma fu un’impresa ardua trovare la benché minima notizia su tale apparecchio. Fortunatamente, dopo tante ricerche, acquistai il manuale di servizio presso un sito inglese. Scaricato il manuale in formato .pdf, mi ritrovai con più di trecento pagine di schemi elettrici. A questo punto armato di pazienza, iniziai a smontare le varie schede (tutte a doppia faccia, montate con connettori a pettine all’interno di moduli schermati). Iniziai i test col mio fido oscilloscopio, ma fu decisivo per la ricerca del guasto, il mio dito indice che, prendendosi una bella scottatura, mi fece capire che un transistor si era decisamente deteriorato. Una volta sostituito quest’ultimo, l’onda generata tornò perfetta. Purtroppo però i problemi non erano ancora risolti del tutto, anzi!

Mi accorsi che in particolari punti della sintonia, la frequenza generata non corrispondeva a quella letta sul mio frequenzimetro esterno. Il difetto si manifestava solo su alcuni specifici punti della sintonia, ed in particolari condizioni, e cioè nel momento in cui si passava dalla cifra 999 dei kHz a 1.000 kHz (ad esempio da 31.999.00 a 32.000.00 MHz). Questo mi fece capire che si poteva trattare di un problema dovuto ad un errato pilotaggio di uno dei PLL. Dopo vari test sulle schede, mi resi conto che una delle 8 linee del bus che andava dalla scheda CPU alla scheda Comb Loop (PLL), era perennemente sullo stato basso (0 volt). Provai dunque a portare al livello alto (+5 volt) quella linea nel momento in cui si verificava l’incongruenza sulla frequenza di uscita, e mi accorsi che finalmente la frequenza si incrementava in maniera perfetta.

La soluzione

Il colpevole risiedeva sulla scheda CPU, si trattava di una PROM malfunzionante (ROM programmata IC23) marcata RACAL, che chiaramente era ormai introvabile. Iniziai a studiare l’andamento dei segnali in ingresso alla scheda Comb Loop, mentre incrementavo con la manopola sul frontale la frequenza, ed iniziai ad annotare su una tabella la frequenza e gli stati logici corrispondenti sul bus. Feci lo stesso con i segnali in ingresso alla PROM, che provenivano dalla CPU (in codifica BCD). Ora mancava la cosa principale: progettare un circuito digitale che avrebbe dovuto sostituire la parte di PROM non funzionante.

Progettazione del circuito digitale sostitutivo

Avendo estrapolato la tabella di verità degli stati logici dei segnali in ingresso alla PROM, e la conseguente tabella dei segnali in uscita, iniziai lo studio dell’opportuna rete logica che avrebbe dovuto by-passare la parte di PROM non più funzionante. La funzione logica da riprodurre era abbastanza complicata, ma non mi persi d’animo e facendo ricorso all’algebra di Boole, e ad alcuni teoremi come quello di De Morgan, ottenni dopo diversi calcoli, un circuito digitale che impiegava il minor numero di componenti possibile. Disegnai dunque uno schema elettrico composto da 2 decoder (demultiplexer a 4 bit input e 16 bit output) e la consecutiva rete logica composta da 8 porte logiche NOR, e diversi diodi per la composizione di una porta logica AND a 6 ingressi.

Costruzione del circuito e risultato finale

Realizzai un circuito stampato a singola faccia, composto da 4 circuiti integrati: due 74154 e due 74LS02. Una volta terminato il cablaggio (tramite flat) della nuova scheda “riparativa” con la scheda CPU, alloggiai il circuito all’interno dell’esiguo spazio residuo nel modulo CPU. Acceso il generatore, e testate tutte le gamme, notai finalmente il suo perfetto funzionamento. Una volta richiusi i moduli ed il coperchio del contenitore, potetti finalmente dire di aver ritrovato un ottimo strumento per il mio laboratorio.

73, Daniele IZ7CFF