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:
- Простота в сборке и минимум компонентов.
- Использование того, что было под рукой.
- Небольшие габариты (так как на столе для приборов место не бесконечно).
- Простота управления (отсутствие лишних кнопок и бредовых функций).
- Интуитивно понятный интерфейс.
- Диапазон генератора от 20 Гц до 40 МГц.
- Полоса качания от 255 Гц до 39 МГц.
- Минимальный шаг перестройки 1 Гц.
Пошуршав по сусекам с радиодеталями, были выбраны следующие компоненты:
- Микроконтроллер PIC16F73
- Дисплей символьный, 1 строка, 16 символов.
- Китайский модуль DDS на базе AD9850 и опорника на 125 МГц (стоит ~10$ на AliExpress).
- Энкодер 24 шага на один оборот.
- 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:
- плата М.lay (114 Кб)
- плата R2ZCP.lay6 (139 Кб)
- плата RA3MZ.lay (88 Кб)
- плата.lay (37 Кб)
- резистивный ЦАП 2.lay (31 Кб)
- резистивный ЦАП.lay (29 Кб)
- GSS базовая.HEX (12 Кб)
- GSS для платы M.HEX (12 Кб)
- GSS для LCD 2x16.HEX (12 Кб)
Комментарии (194)
|
Я собрал (0) |
Подписаться
Для добавления Вашей сборки необходима регистрация
[Автор]
Уточни пожалуйста в описалове сказано:«Полоса качания от 255 Гц до 39 МГц.» а ниже никак?
К DDS еще не подключал.
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.
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... )))
Скорее всего придется добавить конденсатор и на выходе операционника.
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.
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...
BratSergey, Если есть схема NWT-7 в Splan выложите или мне на почту.
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?
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...
[Автор]
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... )))
Картинка ненагруженного фильтра ФП2П-276-10,700М-30 стала выглядеть так как на банальном АЧХ-метре, только без меток. ))
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.
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...
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
[Автор]
[Автор]
[Автор]
[Автор]
не помогли, а переписка с Автором и поход в магазин - решил эту проблему...
[Автор]
[Автор]
[Автор]
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?
[Автор]
[Автор]
Может я просмотрел, есть ли возможность корректировки частоты в этом генераторе, а то модуль немного выдает не в тему?
[Автор]
1. Какой минимальный и максимальный диапазоны качания частоты?
2. Какой уровень нелинейных искажений выходного сигнала ГКЧ?
[Автор]
2 - читайте Data Sheet на модуль c AD9850.
A посему ВНИМАТЕЛЬНО ПРОВЕРЯЕМ МОНТАЖ от контроллера до платки синтезатора, а лучше на режиме прозвонки
[Автор]
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.
Только почему вы не сделали плавающую частотную метку, так она проситься, тем более что очень просто программно реализуется - если можно, то допишите, или пришлите исходник (желательно с комментариями) я попробую
Можно добавить еще одну опцию - качание частоты синуса от 1-900кгц с прерыванием, не пропуском волны а. Остановился на 1-100% периода и пошел с той же фазой.
Вот что гласит инструкция по ремонту приемника: установить на генераторе 10.7 мгц с девиацией 15Кгц. получиться ли это осуществить к примеру?
[Автор]
А откуда подается сигнал ГКЧ на исследуемый контур? С выхода sin out?
[Автор]
[Автор]
[Автор]
Мой вариант печатки, PIC в SSOP корпусе, 573 в DIP.
"С ножки 6 нет синхронизирующего импульса и нет напряжения на этой ножке."
у меня они видны, а вот с самого модуля AD с выходов SIN 1, SIN2, ни чего нет, смотрел какие то сигналы на вход модуля приходят, быть может я что то не так делаю, подскажите?!, спасибо.
[Автор]
[Автор]
[Автор]
длительность - 400ns
периодичность на скорости качания 100ms - 92ms
Новая итерация - новый цикл качания.
ВНУТРИ генератора это выглядит примерно так:
1. начало новой итерации.
2. установили частоту равную F,
3. качнули до частоты равной F+B.
4. конец итерации.
1. начало новой итерации.
2. установили частоту равную F,
3. качнули до частоты равной F+B.
4. конец итерации.
...............................................................
и так по кругу до бесконечности. И вот в пункте 1 генератор и даёт короткий импульс, длинной 0,4uS (400nS). В это же время начинает возрастать пила. То есть в пункте 1 напряжение пилы начинает возрастать. А в пункте 4 это напряжение обратно падает в 0. Так надеюсь понятнее. Каждый новый "зуб" пилы - новая итерация.
Не все цифровые ослики могут поймать такой короткий импульс. мой DSO4202C тоже нихрена не видит, при этом на 1С-49 всё прекрасно просматривается. Ну а уж если совсем не в терпёж увидеть этот импульс, то я где то тут (сообщение 16.03.2017 10:33 #) в комментариях выкладывал прошивку с растянутым синхроимпульсом. Прошейте ей - сразу всё станет видно.
Выходит что вроде как работает!?
И второй вопрос, в обычном режиме, в режиме генератора я так понимаю просто на выходе модуля генератора должен быть синус, выставленной частоты, тоже пока не пойму как увидеть? Крутил подстроечник, туда сюда, попробую еще плату посмотреть на предмет непропаев и ошибок.
[Автор]
Выходит что вроде как работает!? - да.
в режиме генератора на выходе модуля должен быть синус - да. (если его нет - или сопли с непропаем или ADшка под замену)