Главная » Измерения
Призовой фонд
на октябрь 2019 г.
1. Тестер компонентов LCR-T4
Сайт Паяльник
2. 500 руб
Сайт Паяльник
3. 100 руб.
От пользователей

Генератор качающейся частоты на AD9850

Доводилось ли вам когда-либо настраивать фильтры? А лазать по каскадам, выискивая, в котором происходит завал частоты? А делать всё это, не имея при этом измерителя АЧХ? Мне вот доводилось и не раз, штука, скажу я вам, крайне неприятная!..

На выручку, конечно, приходят конструкции генераторов из старых журналов радио, но как показала практика, у них целый ряд недостатков, с которыми мирится попросту невозможно, а именно: очень маленький диапазон перестройки, очень узкая полоса качания, нестабильность частоты на ВЧ, слишком высокий нижний предел частоты (ЗЧ не покачаешь), точность установки частоты и диапазона качания желает лучшего, габариты и энергопотребление… ну и те..де…

Одним прекрасным утром меня такой расклад перестал устраивать, что и сподвигло сотворить данную конструкцию. Итак, для начала были поставлены цели:

  1. Простота в сборке и минимум компонентов.
  2. Использование того, что было под рукой.
  3. Небольшие габариты (так как на столе для приборов место не бесконечно).
  4. Простота управления (отсутствие лишних кнопок и бредовых функций).
  5. Интуитивно понятный интерфейс.
  6. Диапазон генератора от 20 Гц до 40 МГц.
  7. Полоса качания от 255 Гц до 39 МГц.
  8. Минимальный шаг перестройки 1 Гц.

Пошуршав по сусекам с радиодеталями, были выбраны следующие компоненты:

  1. Микроконтроллер PIC16F73
  2. Дисплей символьный, 1 строка, 16 символов.
  3. Китайский модуль DDS на базе AD9850 и опорника на 125 МГц (стоит ~10$ на AliExpress).
  4. Энкодер 24 шага на один оборот.
  5. Регистр защёлка для ЦАП 74HC573.

Определившись с компонентами и выкурив даташит на DDS, а так же набросав схемку,

приступил к программированию прошивки.

Скажу сразу, тут я выкладываю прошивки версии от  1.3, так как всё, что было до этого, получалось не совсем удобным и не везде функциональным.

Собственно, что же должен представлять из себя прибор? В первую очередь он должен быть обычным генератором с возможностью качания, то есть режим качания неплохо бы отделить от всего остального, но при этом (вспоминаем задачу номер 4) не иметь дополнительных переключателей режима. Что и было сделано. При включении генератор работает как обычный генератор, энкодером изменяется частота,

после кратковременного нажатия на кнопку «select» можно поменять шаг перестройки

(как бы ничего лишнего).

При удержании кнопки «select» в течение 2х секунд, активируется дополнительное меню, позволяющее настроить параметры качания частоты.

После чего по нажатию «select» уже будут доступны:

полоса качания (в плюс от той, что указана как F),

скорость качания частоты с вариантами 1000ms, 500ms, 200ms, 100ms,

а так же пункт включения качания частоты.

Все настройки можно изменять онлайн, то есть прямо в процессе качания можно покрутить любой параметр.

Если режим качания более не требуется, то его можно отключить,

после чего качание прекратится, а при очередном нажатии «select» на экране появится надпись,

и устройство вернётся в режим обычного генератора.

Естественно, для наблюдения самой АЧХ нам понадобится ВЧ детектор, схем которых в интернете пруд пруди, например вот:

Ну и, конечно же, осциллограф. Сразу встаёт вопрос «а как синхронизировать осциллограф с генератором?», давайте разберём:

На самом деле существует всего два варианта.

Первый - переключать осциллограф в ждущий режим и запускать развёртку по импульсу от генератора.

Второй способ - это когда мы с генератора подаём «пилу» на вход «Х» осциллографа.

Недолго думая, решил я реализовать оба этих способа, так как осциллограф у меня не в единственном экземпляре имеется, а на каком, как будет красивее и удобнее смотреться, гадать совершенно не хотелось.  Да и при повторении конструкции люди сами выберут как им лучше.

По итогу получился такой вот прибор:

На самом деле, написать эту статью меня сподвигла общественность, потому как в процессе бета-тестинга, который мне помогли выполнить несколько коллег по хобби, появились модификации печатных плат и несколько вариантов прошивок  (прошивки отличаются только подключаемым дисплеем (1 или 2 строчечным) и разводкой энкодера (чтобы при кручении ручки по часовой стрелке, частота шла в плюс).

От себя я хочу выразить огромную благодарность этим людям, без их участия конструкция не получилась бы настолько интересной и универсальной. Ну, и конечно, фотографии прилагаются.

При желании данный генератор можно дополнить выходным усилителем и перестраиваемым аттенюатором, но это уже будет свобода творчества людей, которые захотят повторить для себя этот прибор.

Файлы прошивок, печатных плат и схема прилагаются.

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 3
Я собрал 2 9
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 5 Проголосовало: 9 чел.

Комментарии (120) | Я собрал (0) | Подписаться

0

[Автор]
ZUMER #
Ну круто! Как соберёте - кидайте фото и плату, думаю многие хотели бы повторить!
Ответить
0
culibin #
Выложу, как только все получится так сразу.
Ответить
0
culibin #
Дело движется. Плата спаяна. Усилитель усиливает, подавал сигнал с ВЧ генератора.
К DDS еще не подключал.
Ответить
0
culibin #
С усилителем уже все нормально, усиливает от 20 гц и до ....
А вот от стабилизации амплитуды похоже придется отказаться.
Проблема в широкой полосе частот, т.е. в низких частотах. Для них нужна относительно большая постоянная времени стабилизации, при которой " рвет " сигнал на высоких.
А при малой искажаются низкие частоты.
Да и ненужна практически она ( стабилизация), амплитуда и так достаточна стабильна.
Ответить
0
BratSergey #
С моим осциллографом С1-112А во всей полосе частот генератора амплитуду особенно и не намеряешь - вот и возникла идея о АРУ. Благо сильных изменений не потребуется - обязательно проверю и отпишусь.
Ответить
0
BratSergey #
Поэкспериментировал с АРУ. Действительно это причина искажения формы сигнала ниже 20 кГц. Заодно и обнаружился глюк усиления выдернутой из NWT-7 схемы на AD8009 на частотах ниже 12-15 кГц - резко падает амплитуда на выходе - немного залечивается до 5-7 кГц увеличением керамики на инвертирующем входе до 1 мкФ. Но всё равно это - костыль.
Так что стою перед выбором:
Лепить новый усилитель - для универсальности этой конструкции.
Или оставить как есть - благо меня сподвигла на запиливание этой конструкции именно функция ГКЧ для настройки ПЧ и ВЧ.
Или запилить новый генератор в подобном исполнении без усиления, но с несколькими запоминаниями, благо уже несколько лет он живёт умну на макетке... )).
Или зашунтировать усилок, оставив только фильтр, так как амплитуда на выходе модуля AD9850 - 0,3 Вольта, что вполне достаточно для моих задач.
Проблема выбора, однако... )))
Отредактирован 05.09.2019 13:00
Ответить
0
culibin #
После добавления 2 электролитов усиливает с 20 Гц.
Скорее всего придется добавить конденсатор и на выходе операционника.
Прикрепленный файл: Усилитель 2.GIF
Ответить
0
BratSergey #
Ага! После увеличения ёмкостей до 100 мкФ на входе-выходе и инвертирующем входе - проблема с амплитудой ушла. Жаль только, что снёс с платки всё, что относилось к АРУ - вдруг бы заработало...
Ответить
0
culibin #
BratSergey, так там деталей немного, вдруг на самом деле заработает. Надо пробовать.
Ответить
0
BratSergey #
Оставим опробование свежим "интузазистам", затеющим пройти сей путь...
Умну на контакт Rset модуля другие выводы - хочу прикрутить АМ, как в посте от 30.11.2018 19:12..
А то на ГИР-е АМ есть, а на ГСС - нема! Обидно совсем.
Этот генератор настолько хорошо придуман, что есть желание расширять его функциональность...
Думаю ещё на заднюю стенку парочку BNC прикрутить с меандрами, пропущенными через 74AC14 - на всякий случай, благо место пустует.
Ответить
0
BratSergey #
Опробовал приведённую ранее геноссе ankis2012 схему АМ модуляции - получается убого. Ну его нафиг - такую модуляцию!
Пропустил меандры с модуля AD9850 через две пары элементов SN74AC14N - сигналы качественные. На 40 МГц микросхема потребляет ~33 mA с питанием 5V. Микросхему надо не жадничая обвесить керамикой с электролитом, а неиспользуемые входы - посадить на землю и лучше запитать через собственную КРЕН-ку...
Отредактирован 18.09.2019 22:15
Прикрепленный файл: АМ-модулятор.jpg
Ответить
0
BratSergey #
Если появятся желающие опробовать работу АРУ с усилителем, дополненным тремя электролитами по 100 мкФ для расширения полосы пропускания 20Гц - 40 МГц, то немного потеснил детальки на ранее разведённой платке АРУ, чтобы вместились три электролита. Вдруг кому пригодится...
Отредактирован 08.09.2019 18:53
Прикрепленный файл: ARU_20Hz-40MHz.rar
Ответить
0
culibin #
Аттенюатор работает.
BratSergey, Если есть схема NWT-7 в Splan выложите или мне на почту.
Ответить
0
BratSergey #
culibin Увы! В Splan нет. Только в JPG.
Прикрепленный файл: NWT-7.jpg
Ответить
0
BratSergey #
Пребывая в приступе перфекционизма, озадачился измерить равномерность выходного сигнала - совершенно не располагая нормальным ВЧ-вольтметром, но обладая тестером Мастеч со входным сопротивлением 10МОм и предварительно измерив сигнал осциллографом на низких 100кГц - 2 МГц частотах (около 2В).
Спаял на весу простенькую схему и поэкспериментировал с двумя типами, имеющимися в хозяйстве германиевых диодов.
Результат забил в табличку, и, взглянув на график - загрустил...
Это у меня такая неравномерность амплитуды сигнала на выходе или доморощенный "пробник" так подгаживает?
Прикрепленный файл: D310 vs GD507A.png
Прикрепленный файл: Probnik.png
Ответить
+1
BratSergey #
Немного поэкспериментировал с коллекторными переходами четвёрки старых германиевых транзисторов и сам же ответил на свой вопрос.
Линейность выдаваемого генератором напряжения - скорей всего приемлемая, а неравномерность при детектировании привносится пробником и сильно зависит от применённых p-n переходов. Диоды Шоттки типа 1N53 - вообще для пробника не годные - жуткая неравномерность!
Ну и результат можно заценить в картинке...
Прикрепленный файл: D310-GD507A-GT310A-GT328A-GT322B-GT346A.png
Ответить
0

[Автор]
ZUMER #
Вот это вы заморочались! Круто!
Ответить
0
BratSergey #
Изначально запилил ВЧ-пробник на паре Д310А (аж в ляминивом корпусе). Включил качание от 1МГц до 39МГц. Результат - не радовал. На картинке цена деления клетки - 0,5В...
Навалил перед собой кучу всевозможнейших германиевых ВЧ диодов и транзисторов и стал колдовать... В итоге получилась комбинация более-менее линейная из транзистора и диода (горб 0,2В) в полосе 1 - 40МГц. С подобным сигналом уже можно дела делать...
Почитал много текстов по ВЧ-пробникам и осознал, что это не такая уж простая тема для некрепкого ума... )))
Отредактирован 13.10.2019 18:43
Прикрепленный файл: 2 x GD310A.png
Прикрепленный файл: GT346A & GD507A.png
Ответить
0
BratSergey #
Пробник с большой ёмкостью на выходе - немудрое решение. Спад кривой на выходе настраиваемого фильтра ну о-о-очень пологий... Чутка увеличил входную ёмкость, лихо снизил на выходе и понял, что это хорошо.
Картинка ненагруженного фильтра ФП2П-276-10,700М-30 стала выглядеть так как на банальном АЧХ-метре, только без меток. ))
Прикрепленный файл: FP2P-276-10,700M-30.png
Ответить
0
BratSergey #
Всё же метки - чертовски удобная штука! Запилил на 561 серии кварцевый генератор на 100 кГц или 1 МГц и тупо замешал его на ВЧ пробник.
В принципе для узких полосовых фильтров - терпимо. Но, отвратительная нелинейность на широкой полосе - удручает!
При таком тупом смешении сигналов - картинка фильтра чёткая, но меток как корова языком слизнула...
Продолжу терзать макетку и насиловать моск в поисках компромисса, хотя и чую, что раз уж в пробнике появилось микроамперное питание, то есть резон трансформировать примитивный ВЧ пробник во что-то более достойное с приличным смесителем...
Может кто уже запилил нечто подобное и откликнется...
Прикрепленный файл: Filtr.png
Прикрепленный файл: Generator.png
Прикрепленный файл: Metki.png
Ответить
«12
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическая мощность?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Осциллограф DSO138
Осциллограф DSO138
Мультиметр Mastech MS8239C FM-модуль RDA5807M
вверх