Главная » Измерения
Призовой фонд
на сентябрь 2020 г.
1. 1500 руб
Сайт Паяльник
2. Осциллограф DSO138
Сайт Паяльник
3. 50 руб.

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 4
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 (163) | 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
Вячеслав #
Привет!
Уточни пожалуйста в описалове сказано:«Полоса качания от 255 Гц до 39 МГц.» а ниже никак?
Ответить
0
tim5777 #
Очень полезная вещь. Хочется. Повторить, но я никогда не программировал микросхемы Microchip
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
+1
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
Lavad #
Планирую весь ГКЧ поместить в цельный алюминиевый корпус... BratSergey, не подскажете, с какой точки в приведенной Вами печатки желательно снимать "землю" для "заземления" корпуса прибора?
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
+1
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
Lavad #
К сожалению, у меня нет "доступа" к отечественным деталям. Как Вы думаете, BratSergey, p-n переход ВЧ транзистора S9018 подойдет на замену диодов детектора? Или Д2, Д9?
Ответить
0
BratSergey #
Ваш транзистор - кремниевый и будет открываться при бОльших напряжениях чем германиевые p-n переходы.
Мои эксперименты с германиевыми диодами и переходами германиевых транзисторов привели к тому, что остановился на простейшей схеме детектора на AD8307. Там всего несколько деталек, запитывается от нескольких вольт и, в отличие от диодов, линейность продетектированного сигнала до сотен мегагерц, ну и динамический диапазон входного сигнала - радует. Да и микросхема если на Али брать - недорогая.
Отредактирован 23.11.2019 09:47
Прикрепленный файл: Sweep.jpg
Ответить
+1
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
+1
BratSergey #
Покурив различные форумы - начал понимать чего в действительности хочу. Запилил пока простенькую логарифмическую ВЧ-головку для осциллоскопа на AD8307 - мне понравилось. В полосе 100 кГц - 40 МГц - ровнёхонькая линия на экране, при подключении кварцевых фильтров - картинки замечательные, благо микросхема AD8307 заточена для детектора. Ток потребления микросхемы от стабилизатора 3,3V 8 mA.
Засунул схему в коробочку, запитав от "Кроны" и снабдил конструкцию тестером зарядки батареи, честно притыренный у risctronix.
Помимо картинки ВЧ-головки, продемонстрирую неравномерность детектирования в разных полосах качания...
Если кому будет интересно - схема, плата и прошивка тестера в архивчике
Прикрепленный файл: AD8307 & PIC12F675.png
Прикрепленный файл: AD8307.rar
Прикрепленный файл: Логарифмический ВЧ-пробник.jpg
Прикрепленный файл: Разные полосы качания.jpg
Ответить
+1
vialeksej #
Пришли 8307 собрал детектор с ОУ на выходе и полевиком на входе, все отлично, спасибо за подсказку
Прикрепленный файл: Снимок.JPG
Ответить
0
BratSergey #
А если попробовать без полевика на входе? У микрухи входное сопротивление 1,1 КОм. AD8307 вроде как точная и лишняя примочка на входе не нужна и у микрухи детектор внутри имеется - подавай на вход ВЧ и всё... радуйся картинке!
Отредактирован 18.01.2020 11:39
Ответить
0
vialeksej #
Я дико извиняюсь, обладаю осцилографом С1-94 сколько не пробовал не получается картинка ни фильтра ПЧ ни детектора после УПЧ на 10,7 мегагерц, какие параметры надо выставлять у генератора, значение B и скорость качания частоты 1000ms, 500ms, 200ms, 100ms, на экране осциллографа порнография какая то, а не кривые описанные в справочниках, детектор ставил, не помогает, что я не так делаю?
Ответить
0

[Автор]
ZUMER #
Для начала фотки вашей порнографии в студию!.. ибо шоб понять что у вас не так, надо понимать что вы видите на осцилографе. (B - это Band, Диапазон, Полоса (тоесть частота от которой качать вверх это F а конец до которого качать это F+B (частота плюс полоса)))
Ответить
0
vialeksej #
Вот
Прикрепленный файл: Снимок.JPG
Ответить
0

[Автор]
ZUMER #
В реале так же как на фотографии? (или пробел по середине это издержки камеры?)
Ответить
0
Александр #
Подскажите,какая форма сигнала на выходе пилообразного напряжения? У меня-прямоугольные импульсы сдвинутые по вертикали. Пилы как таковой нет.
Ответить
0
BratSergey #
А конденсатор С1 на 10 нФ - припаян? Он-то и сглаживает ступеньки.
Ответить
0

[Автор]
ZUMER #
Воистину так!
Ответить
0
Александр #
Конденсатор впаян. Может быть другая причина?
Ответить
0
BratSergey #
Конденсатор точно на 10 nF? Если на 10 пФ - то только ступеньки будут на выходе...
Ответить
0
Александр #
Та точно 10 нан. У Вас есть возможность сделать фото с экрана осцилографа с выхода пилы? Был бы очень признателен.
Ответить
0

[Автор]
ZUMER #
А что вы так к пиле привязались? какая разница будет там пила или будут там ступеньки... онож один фиг идёт на развёртку, Ну то есть как бы важен только одномоментный уровень сигнала, а как сигнал к этому уровню приходит - вообще без разници, хоть ступенькой, хоть узелком.....
Ответить
0
BratSergey #
Смотрел я раньше на этот сигнал. Замечательная пила - никаких вопросов. Специально применил резисторы 1%, чтобы красившее наклонная прямая получалась. Если конденсатор С1 беспроблемный, то может какой-то из резисторов матрицы - "нетого"? В таком случае картинка "прямой" неравномерная получится, но всё равно сглаженная конденсатором С1. Так что замените этот кондёр на всякий случай - ведь у Вас ещё один на 10 нФ найдётся?
Ответить
0
Александр #
Такой сигнал на выходе пилы это нормально?
Прикрепленный файл: 20200206_204709.rar
Ответить
0
BratSergey #
Ужас какой, а не сигнал! Тут лезут мысли про полудохлый контроллер - мне именно такой из Китая приехал. Всё, вроде работает и показывает, а сигнала - нет. Матюги в сторону братьев-китайцев
не помогли, а переписка с Автором и поход в магазин - решил эту проблему...
Отредактирован 07.02.2020 11:24
Ответить
0

[Автор]
ZUMER #
Мдэ..... попробуйте заменить HC573 ну или как вариант проверить на наличие паяльно\печатных соплей.
Ответить
0
Александр #
Всем спасибо за помощь. Видно полудохлый микропроцессор. С ножки 6 нет синхронизирующего импульса и нет напряжения на этой ножке. Резистор R21 целый. Буду искать новый микропроцессор.
Ответить
0
Александр #
Всем привет. Попробовал 2 новых микропроцессора. Генератор работает. Индикация работает. На выходе пилы лажа. Импульс для запуска в ждущем режиме увидеть не удается. Кто-нибудь может сфоткать осциллограмму с выхода пилы и выложить?
Ответить
0

[Автор]
ZUMER #
Как я уже раньше говорил, проверьте HC573 (а так же резисторы и наличие\отсутствие "соплей")
Ответить
0
андрей #
У меня так
Прикрепленный файл: 1.jpg
Прикрепленный файл: 2.jpg
Прикрепленный файл: 3.jpg
Ответить
0
Александр #
Благодарю всех за помощь. Изначально делалась плата с индексом М. Китайцы прислали модуль под первую плату. Чтобы не делать плату резистивного делителя, обрезал плату М с АЦП и резисторами и соединил с осн платой. По недосмотру не соединил вывод 4 контроллера с микросхемой. После устранения ошибки - все работает. Отдельное sorry автору за невольную косвенную дискредитацию конструкции. Всем добра!
Ответить
+1

[Автор]
ZUMER #
Ну так я сразу и сказал, проверьте наличие\отсутствие паяльных соплей. В 99% случаем в народа прибор не запускается именно по этой причине.
Ответить
0
drmel #
Спасибо за конструкцию. Сразу все заработало.
Хотел спросить, будет в будущем реализована плавающая метка?
Как вариант со второго выхода sin 2, короткий импульс когда частота качания совпадает с заданой. и его подать на второй канал осциллографа?
Ответить
0

[Автор]
ZUMER #
Со второва выхода SIN фигачит тот же самый SIN что и с первого. Раздельно они не регулируются, так что нет, в таком варианте реализации не будет точно никогда
Ответить
+1
Иван #
Спасибо за схему, все работает. Пришлось адаптер для генератора сделать плата м. Поторопился не посмотрел тип модуля.
Прикрепленный файл: IMG-20200229-WA0006.jpg
Ответить
+1

[Автор]
ZUMER #
Кхе, уважаемый, а как бы файлами печатки адаптера поделиться с людями не плохо бы было
Ответить
+1
Юрий #
Всем здравствуйте! Простой и хороший генератор для радиолюбителей получился. Автор молодец!
Может я просмотрел, есть ли возможность корректировки частоты в этом генераторе, а то модуль немного выдает не в тему?
Ответить
0

[Автор]
ZUMER #
Нет, такой возможности нет. Контроллер слабоват.
Ответить
0
Юрий #
Жаль. Я думаю такой вопрос возникнет у многих. Ну, да ладно
Ответить
0
Александр #
Уважаемый автор. Есть ли возможность увеличить частоту развертки?
Ответить
0
Вячеслав #
Я очень заинтересован в ГКЧ и собираюсь повторить, но есть вопросы:
1. Какой минимальный и максимальный диапазоны качания частоты?
2. Какой уровень нелинейных искажений выходного сигнала ГКЧ?
Ответить
+1

[Автор]
ZUMER #
1 - внимательно читайте статью, конкретно пункт 7 характеристик.
2 - читайте Data Sheet на модуль c AD9850.
Ответить
+1
vialeksej #
Победил я контроллер, частоту равл, хотя на дисплее показывал все верно, D4 шина висела в воздухе , обнаружил когда поставил новый контроллер заместо"ненадёжного" а на этой платке решил поменять микроконтроллер ( кому надо даю свою версию платы под такой контроллер и под ДИП регистр) https://yadi.sk/d/NAl4cDvvOdslxw
A посему ВНИМАТЕЛЬНО ПРОВЕРЯЕМ МОНТАЖ от контроллера до платки синтезатора, а лучше на режиме прозвонки
Прикрепленный файл: Снимок.JPG
Ответить
0
kosht-vg #
Какая прошивка для платы R2ZCP.lay6 ?
Ответить
0

[Автор]
ZUMER #
Базовая
Ответить
0
Вася #
Детектор можно заюзать на любых германиевых (0.2 мВ) ВЧ диодах. Вам не надо абсолютная линейность АЧХ во всем диапазоне, только там где полоса вашего фильтра.
Метки я бы сделал смешивая импульсы из контроллера и детектора. А вобще гугл в помощь, есть реализация на большом цветном экране с выводом ачх и шкалы частот. Осцилограф даже не нужен, используется АЦП ардуины.
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

Конструктор: DDS генератор сигналов
Конструктор: DDS генератор сигналов
Сатфайндер Регулятор мощности 2 кВт
вверх