Цифровой генератор от 1Hz до 40 МНz, это просто.

Автор: с2. Опубликовано в Измерения

AD9850-DDS

DDS синтезатор на AD9850, привлекает радиолюбителей своей простотой и возможностями.

Данный модуль особенно распространено  используется в конструкциях простых трансиверов, и измерителей АЧХ.
Для КВ диапазонов подходит полностью. Конструкций на этом устройстве в интернете огромное количество.
В статье  вариант схемы управления энкодером,  с 6-ю кнопками быстрой установки частоты.
 

Обычно цифровые генераторы частоты, в которых требуемое значение частоты устанавливают с помощью клавиатуры, как правило,  выполнены на микроконтроллере, диапазон генерируемых частот ограничен несколькими мегагерцами, а получение точного значения частоты в широких пределах затруднительно. Описываемый в статье генератор тоже содержит микроконтроллер, но использован он только для управления специализированной микросхемой — синтезатором частоты AD9850 . Применение этой микросхемы позволило расширить диапазон генерируемых частот от 0Hz  до 40 МНz, в пределах которого можно получить любое значение частоты с точностью 1Hz.

                 
Данный генератор выполнен на базе микросхемы AD9850 фирмы Analog Devices, представляющей собой полный DDS (Direct Digital Synthesis) синтезатор частоты с встроенным компаратором. Такие синтезаторы уникальны своей точностью, практически не подвержены температурному дрейфу и старению . Благодаря высоким техническим характеристикам DDS синтезаторы в последнее время вытесняют обычные аналоговые синтезаторы частоты. Их основное преимущество — очень высокое разрешение по частоте и фазе, управление которыми осуществляется в цифровом виде. Цифровой интерфейс позволяет легко реализовать микро­контроллерное управление.

DDS синтезатор AD9850

Рис.1

Структурная схема синтезатора AD9850 изображена на рис. 1. Его основа — аккумулятор фазы, формирующий код мгновенной фазы выходного сигнала. Этот код преобразуется в цифровое значение синусоидального сигнала, который с помощью ЦАП превращается в аналоговый и подвергается фильтрации. Компаратор позволяет получить выходной сигнал прямоугольной формы. Его частота fout (в герцах) определяется формулой

         где

Fout— выходная  частота, Hz;

Fin— тактовая частота, Hz;

 ∆ – 32-битное значение кода частоты.

Мак­симальное значение Fout  не может превосходить половины тактовой частоты.

 

Основные технические характеристики AD9850 (при напряжении питания ).

2 выходных сигнала

Частота тактового генератора, МНz:                                               1…125

Максимальный потребляемый ток (при fin=125 МГц), мА                      95

Число разрядов ЦАП                                                                              10

Максимальный выходной ток ЦАП (при Rset=3,9 кОм), мА                    10,24

Максимальная интегральная нелинейность ЦАП, МЗР                           1

Компаратор имеет подстройку, переменным резистором R13.

Напряжение на выходе компаратора, В:

минимальное высокого уровня                                                               4,8

максимальное низкого уровня                                                                 0,4

 

Для загрузки данных в микросхеме AD9850 предусмотрены параллельный и последовательный интерфейсы.

 В последнем случае данные (слово длиной 40 бит) вводят через ее вход DАТА.

 Каждый бит данных сопровождают импульсом положительной полярности на входе синхронизации W_CLK.

После загрузки управляющего слова по импульсу положительной полярности на входе FU_UD происходит замена параметров генерации новыми..

Принципиальная схема управления  генератором  изображена на рис. 2.

 Управляет синтезатором DD2 микроконтроллер DD1.

 

рис. 2.

Управление происходит с помощью энкодера Sk1 с кнопкой Кн0, и дополнительных кнопок Кн1Кн6.

Вращая ручку энкодера вправо или влево, производим изменение частоты на экране ЖКИ прибора, и одновременно получаем это же значение частоты в виде прямоугольника и синуса на выходе схемы.

Кн0* задает шаг установки частоты с помощью энкодера Sk1 (1Hz, 10Hz, 100Hz, 1kHz, 10kHz, 100kHz, 1MHz, выбор значений по «кольцу» , данный режим работы кнопки Кн0* актуален только в версии программы 1.0).

Значение выходной частоты выставляется с точностью порядка 1Hz, что достаточно для большинства случаев.

Кнопки Кн1Кн6, это кнопки быстрого доступа, с их помощью можно устанавливать определенную частоту  генератора одним нажатием кнопки.

Каждая кнопка Кн1Кн6, это есть ячейка с памятью.

 В них прописывается значение частоты следующим образом: сначала устанавливаем нужную нам частоту на экране ЖКИ  с помощью энкодера Sk1,

 нажимаем и длительно удерживаем Кн0 , на экране появится надпись «record» , не отпуская Кн0,  нажимаем любую кнопку Кн1 – Кн6 нужной нам ячейки, на экране это будет отражено надписью «is made», запись в ячейку произведена.

Введенные в ячейки значения частоты сохраняются в энергонезависимой памяти микроконтроллера.

А так же еще следует знать, что при старте МК всегда считывается установка частоты с ячейки Кн1.

А значение, записанное в ячейке кнопки   Кн6, управляет выходом РD7(13 ножка МК), которое в свою очередь по цепочке D1 R1 отключает генерацию прямоугольного сигнала генератора  AD9850.

К сожалению, DDS выдаёт побочные сигналы, уровень которых зависит от тактовой и выходной частот (при частоте более 5MHz (или любое значение частоты, внесенное в ячейку Кн6) по цепочке D1 R1 можно с МК подать лог . 1 ,  при этом не будут,  вносится искажения в синусоидальный сигнал генератора, это в случае если это требуется пользователю прибора, в противном случае цепочку из деталей D1 R1 не устанавливать).

FUSE:

Программа написана для работы МК на тактовой частоте 8 МГц. МК тактируется от внутреннего RS осциллятора.

Примеры работы генератора, в фотографиях.

                
              

Небольшое видео, работы программы управления и генератора, в разных режимах управления частотой.

 

Архив файлов под генератор AD9850 , версия 1.0.
Архив файлов под генератор AD9850 (AD9851) , версия 1.2 (1.3).

Выбор шага настройки производится при нажатой кнопке энкодера Кн0** ,вращением энкодера вправо-влево(**отличие управления КнО от версии 1.0).

Версия прошивки названа как 1.2 - 1.3.( это одна и та-же прошивка, хоть и называется по разному, отличия см. ниже).
Версия 1.2 под генератор с микросхемой AD9850.
Версия 1.3 под генератор с микросхемойAD9851.
Версию под нужный  генератор AD9850 или AD9851, можно выбрать программно,
делается так;
при подаче питания на МК удерживаете Кн0 , при запуске на экране соответственно версии, будет приветственная надпись AD_9850 V1.2 или AD_9851 V1.3 .
При несоответствии повторить перезапуск МК с подачей питания (по умолчанию , при первой прошивке МК , по умолчанию устанавливается версия 1.2 под AD9850)
Прошивка V1.2-1.3.

ФОРУМ

 

Видео от Samodelkinа,  демонстрация работы собранной схемы Цифровой генератор от 1Hz до 40 МНz.

 

 
 

 

 

На главную

Комментарии   

# Тарас 29.01.2015 11:08
Здравствуйте. Расскажите пожалуйста подробнее о кнопке 6 и выход PD7. Я что-то ничего не понял(("
# Oto 29.01.2015 12:54
Когда практически начинаешь пользоваться генератором AD9850, то есть там на высоких частотах влияние в виде искажения прямоугольных импульсов на синусоиду. На видео видно, что при частоте более 16МНz отключается прямоугольный импульс.
Вот эти 16МНz установлены в меню и внесены в память и находятся под кн6 , а физически откл . прямоугольного сигнала, это через PD7.
# Тарас 29.01.2015 17:29
Заказал осталось сделать печатную плату в формате lay. У вас случайно нет печатной платы? хочу повторить ваш проект, а времени совсем нет. Даже для того чтобы развести такую ​​простенькую схему. (((
# Oto 29.01.2015 23:12
Нет , печатной платы нет.
# Тарас 29.01.2015 23:17
Если сделаю, можете проверить и добавить к статье. Также у меня есть ютуб канал, яб хотел рассказать о вашем проекте своим подписчикам, со ссылкой на ваш сайт. Можно сделать такое?
# Oto 29.01.2015 23:22
Можно, но к статье смогу добавить, только когда все у вас будет работать.
# Тарас 12.02.2015 15:52
Сделал генератор. но проблема с энкодером ... некорректно работает, так же как кн0, первые несколько секунд работает, а потом тупо не реагирует ... даже когда вручную запираю кн0 ... реакции нет ... в чем может быть проблема?
# Oto 13.02.2015 10:26
Энкодер... энкодер ... Случаем не от "дохлой мышки" применяете?
Я лично с разными энкодерами не экспериментировал, купил "парочку"
нормальных
и проблем нет :-)
Что может быть у вас, дистанционно очень трудно вникнуть, вот как в тут в форуме...
Создайте тему в форуме, выкладывайте там к рассмотрению какие нибудь материалы для анализа, может кто что и подскажет.
Для начала в статье есть проект протеуса , симулируйте ситуацию в нём, и сравните эл. схему.
Должно быть все ОК, так как , уже были люди собравшие эту схему.
# david 03.06.2015 15:45
добрый день
я собрал схему генератора но почемуто не работает Atmega 8
нет ли ошибок в программе
# david 04.06.2015 08:12
ото
ответьте пожалуйсто зачем посылается 5 байта а не 4
ведь 2 в степени 32 есть 4 байта
# Oto 04.06.2015 09:50
Цитата:
нет ли ошибок в программе
Ошибок в программе, нет.
Цитата:
зачем посылается 5 байта а не 4
Еще один байт используется для передачи служебной информации.
Пример управления использованный в этой программе лежит здесь в форуме http://sxem.org/forum/izmereniya/27-tsifrovoj-generator-ot-1hz-do-40-mnz#250
# Мих1213 19.07.2015 12:26
Это самые говенные китайские энкодеры, в китае по 2 юаня. Хорошие оптические нужны.
# Oto 20.07.2015 12:43
Цитирую Мих1213:
Это самые говенные китайские энкодеры,

Будьте добры, покажите как выглядит, это , что нибудь хорошее.
# begun 06.06.2015 09:03
дорогой Ото
какой выходной усилитель можно использовать для данного генератора?
# Oto 06.06.2015 09:55
Попробуйте поиском в интернете, найти пример такой схемы, скорее всего нужно делать на транзисторах, вот один из примеров
# Survivor76 10.07.2015 04:10
Здравствуйте! Есть хекс, а где же файл eep, и фьюзы? Помогите пожалуйста!
# admin 10.07.2015 10:08
Все очень просто .еер уже в хексе , фьюзы я даже без очков вижу, опубликованы в этой в статье.
# Quasar 02.11.2015 17:28
А у вас есть схема собранная в Протеусе?

You have no rights to post comments