Ad9851 описание на русском

Ad9851 описание на русском

Что пишет Analog Devices о своей довольно старой микросхеме: AD9851 — высоко интегральное устройство, которое использует продвинутую DDS технологию, объединив встроенный высокоскоростной, высокопроизводительный ЦАП и компаратор для формирования функций синтезатора частоты и тактового генератора управляемого цифровыми методами. Если генератор опорных импульсов достаточно точен, AD9851 генерирует синусоидальную волну стабильной частоты с программируемой фазой. Эта синусоида может использоваться непосредственно как источник частоты или внутренне превращаться в прямоугольную волну для использования в качестве генератора. Новаторское AD9851 высокоскоростное DDS ядро управляется 32-bit словом установки частоты, что приводит к выходному разрешению в 40 милли Герц при 180 MHz опорном генераторе. AD9851 содержит уникальную схему умножения на 6, что приводит к ненужности высокочастотных опорных генераторов. Умножитель 6X PLL имеет минимальный SFDR и фазовый шум. Устройство содержит 5-bits управляемый фазовый модулятор, который сдвигает фазу с инкрементом 180°, 90°, 45°, 22.5°, 11.25°, и любыми их комбинациями.

Особо любопытных прошу читать AD9851_c.pdf вместе со всеми графиками.

Через полгода после заказа, наконец, держу долгожданные чипы в руках, однако начитавшись статей уважаемых авторов (например, UT2FW) типа «Синтезатор частот на основе DDS AD9850», «Мини DDS VFO», «Мои «лабораторные работы» по синтезу на AD9850, AD9851″, а особенно узрев выводы, что:

«Они выдают сигнал с недостаточно чистым спектром. В аппаратуре для КВ диапазона их применение ограничено. Хотя если применить хорошую экранировку самого синтезатора и установить полосовые фильтры для выходного сигнала, то можно добиться весьма приемлемых результатов. Но этот путь пригоден только на узких любительских диапазонах, если требуется более широкое перекрытие, то применение полосовых фильтров становится проблематичным.»
«При вращении ручки валкодера в ту или другую сторону первые радостные чувства стали постепенно заменяться мыслью о напрасно потраченных деньгах на приобретение этих МС и невосполнимо потерянном времени.»
«Проведённая работа позволяет говорить о невозможности применения микросхем прямого цифрового синтеза AD9850, AD9851 в трансивере с чувствительностью 0,3мкв без ухудшения его характеристик»

. совсем упал духом. Ну что ж, раз они такие шумные, больших результатов добиваться не будем. Тем более что в моем трансивере стоит самодельный 4-х кристальный кварцевый фильтр с подавлением вне полосы пропускания 40 дб. Будем делать упор на сервис, точность, стабильность и скорость изготовления (к слову сказать, DDS — 35$, процессор — 8$, ЖКИ — 8$)

Читать еще:  Mikado sensei light feeder

Итак, схему берем стандартную из фирменного даташита.

В схему внесены некоторые изменения: буферные микросхемы — К1533ИР37, R5 — 27 Ом, R4 — 75 Ом. Опорный генератор 25 МГц (от 286 материнки). AD рекомендует использовать 4-х слойную печатную плату. Ага, понятно. Заказываем товарищу однослойную печатную плату, смотрим как он ругается и портит домашнюю обстановку. Решено использовать навесной монтаж проводом ПЭВ 0,15 мм на куске фольгированного стеклотекстолита в корпусе от СКД24. Микросхемы приклеиваем вверх выводами. Пока делал перематерил всех проектировщиков. Уж шибко шаг между выводами мелкий — 0,3 мм, корпус размером с конденсатор КМ. Эллиптический ФНЧ на выходе DDS рекомендованный производителем решено было не ставить (однако этот фильтр придется ставить обязательно), в совсем плохом случае, перестраиваемый полосовой фильтр на каждый из радиолюбительских диапазонов.

В качестве управления используем программу с сайта АД «WIN9851.exe».

При виде готовой конструкции, а особенно в лупу, RA9UWD охватил ужас и лекция о полной безграмотности и кривизне моих верхних конечностей. На упоминание о том, что все изготовлено за 10 часов, при этом работает и робкий вопрос «ну хоть -40 дб. » RA9UWD решил все померить.

При измерениях использовалась программа «Sound Technology SpectraLAB v4.32.16» на awe64, приемник Р-250, генератор г4-166 (для измерений на ВЧ) и генератор на двух ОУ (для измерений на НЧ). Методика проста — калибруем инструмент с помощью образцового генератора, затем замещаем генератор DDSкой.

Очень большая грязь от 25 МГц опорного генератора, вплоть до 7 гармоники (смотрел станцией YAESU FT-51R).

В общем DDS по характеристикам не хуже всех выше перечисленных генераторов по ширине спектральной линии и шуму, что соответствует заявленным производителем характеристикам (не смотря на такое жалкое изготовление). Сейчас RA9UWD обещает сделать инструмент измерения на «камертонном фильтре», померить на нем и доказать, что DDS имеет полное право на место в трансивере. Осталось подключить DDS к реальному трансиверу и почувствовать разницу. Но об этом позже.

Генератор на DDS AD9851

После того, как была проверена работоспособность модуля на AD9851, мною было принято решение попробовать уместить два генератора в одном: генератор синуса на основе AD9851 с частотой от 1 Гц до 90 МГц (теоретически, реально же, как заявлено, около 70 МГц) и НЧ-генератор DDS сигналов произвольной формы с частотой от 1 Гц до 100 кГц.

Читать еще:  Homelite csp 4518 запчасти

Кнопку Run/stop решено было перенести на тот же порт управления клавиатурой и в ту же часть программы – добавился один диод, но ушел один резистор. Светодиод и пьезокерамический буззер объединил на одну ногу (если применять другой тип буззера, то лучше использовать буферный транзистор через развязывающий конденсатор). Испытания показали, что для формирования сигнала Reset для AD9851 вполне подходит RC-цепочка – экономим еще одну ножку процессора. В итоге у нас остается порт D для формирования DDS 8-ми битного сигнала низкой частоты и три ноги порта С для последовательного управления модулем DDS AD9851. Схема приведена ниже:

Сдвоенный операционный усилитель общего назначения используется как выходной буфер для формирования сигнала произвольной формы (верхняя по схеме половинка) и в качестве цифрового выхода (нижняя половинка). Питание операционника ±12 Вольт (обусловлено наличием у меня именно такого питания в корпусе).

Плата разведена под корпус TQFP с шириной дорожек 0,32, резисторы для матрицы R-2R отобраны из ряда 10 кОм типоразмер 1206, остальные пассивные элементы в корпусах 1206 и 0805. Кварц на 12 МГц был найден в закромах – мелкий в корпусе SMD и на плате отмечен тремя круглыми контактными площадками с левой стороны:

В принципе, подойдет любой из номинала от 8 МГц до 16 МГц – надо только в программе выставить нужную частоту. Резисторы номиналом на схеме 5 кОм (с левого края 7 шт. получены параллельным соединением резисторов по 10 кОм – запаяны бутербродом). На плате присутствуют 4 перемычки 1206, переменный резистор для регулировки контрастности дисплея после замеров заменен двумя постоянными резисторами. Ввиду относительной простоты схемы на плате номера элементов и выводов не подписаны – разобраться несложно. С правой стороны микросхемы выведены три контактные площадки для аналоговых ножек – опорника и двух входов АЦП – на всякий случай. Плата получилась размером 45*36 мм., изготавливалась методом ЛУТ. Фотография готовой платы приведена ниже:

Читать еще:  Partner 350 масляный насос

Теперь о программе. За исходник была применена программа итальянского коллеги, упоминавшаяся в части первой статьи про DDS. Я убрал большинство итальянских слов, поменяв их на более понятные английские аналоги, и изменил принцип вывода данных на дисплей. Основное тело программы (цикл DO LOOP) состоит из обращения к подпрограммам вывода на дисплей, опроса клавиатуры и навигации по дисплею). Для каждого раздела меню используется своя подпрограмма назначения кнопок, ну и при желании, пользователь может переделать их под свои пожелания. В качестве вывода данных на дисплей используется два строковых массива длиной по 16 знаков, в каждом из которых я меняю значения – цифры, буквы и т.п. Текущая позиция обозначается мигающим курсором.

НЧ генератор DDS на данный момент формирует 8 сигналов: стандартных – синус, меандр, пила, треугольник и не очень – псевдошум, функцию типа cos(x) * sin(5x), затухающие волны синуса и прямоугольный сигнал с изменяющейся скважностью с шагом в ≈1%. Последние три таблицы были случайно найдены в недрах Интернета и вставлены для коллекции – при желании их можно поменять на что-то более полезное. Прямоугольный сигнал с изменяющейся скважностью – более полезная вещь и под него была написана подпрограмма.

Как это работает.

Теоретический принцип работы DDS описан во многих статьях, но для нашего случая теорию можно опустить и довольствоваться следующими постулатами: выходная частота генератора AD9851 зависит от тактовой частоты, управляющего двоичного 32-х разрядного слова, задающего частоту, и 8-ми битовой посылки для конфигурации микросхемы прямого синтеза. Итого – 40-битная последовательная посылка DATA и CLOCK с защелкой данных по сигналу FQUD. Таким образом, задав нужную частоту для генератора AD9851, мы получаем на его выходах синусоидальный и прямоугольный сигналы, которые генерируются в дальнейшем самостоятельно до принудительной смены. Для генерации сигнала произвольной формы непосредственно микроконтроллером после нажатия кнопки Run/stop в его оперативную память загружается таблица данных и на порт D в замкнутом цикле выводятся значения формы сигнала. Выход из цикла осуществляется при повторном нажатии кнопки Run/stop.

На приведенных ниже картинках показаны некоторые выходные результаты:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector