Signāla ģeneratora a96 dds programmaparatūra. Funkciju ģenerators uz mikrokontrollera

20.07.2023

Mūsdienās radioelektroniskajās sistēmās arvien vairāk tiek izmantotas analogo signālu tiešās digitālās sintēzes ierīces - DDS sintezatori, gan darbam augstfrekvenču diapazonā (līdz simtiem megahercu), gan plkst. zemas frekvences, līdz hercu vienībām. Pateicoties elektronikas un tehnoloģiju attīstībai, DDS sintezatora mikroshēmas kļūst par ļoti lētām sastāvdaļām, vienlaikus nodrošinot augstākās kvalitātes ģenerētos signālus. Analog Devices ir viens no līderiem šajā jomā un ražo plašu DDS sintezatoru klāstu. Piedāvājam jūsu uzmanībai žurnāla Analog Dialogue raksta par DDS sintezatoriem tulkojumu. Žurnāls Analog Dialogue ir veltīts Analog Devices produktiem, tajā tiek publicēti gan lietišķa, gan teorētiska rakstura materiāli. Šis žurnāls ir pieejams bez maksas interneta vietnē www.analog.com, tas pašlaik tiek izdots tikai elektroniskā formā.

Kas ir "tiešā digitālā sintēze"?

Tiešā digitālā sintēze (DDS) ir metode, kas ļauj iegūt analogais signāls(parasti sinusoidāls signāls), ģenerējot digitālo paraugu laika secību un pēc tam pārveidojot tos analogā formā, izmantojot DAC. Tā kā signāls vispirms tiek sintezēts digitālā formā, šāda ierīce var nodrošināt ātru frekvenču pārslēgšanu, augstas frekvences tīkla izšķirtspēju un darbību plašā frekvenču diapazonā. Pateicoties mikroshēmu un tehnoloģiju attīstībai, mūsdienās DDS sintezatori ir ļoti kompaktas mikroshēmas ar zemu enerģijas patēriņu.

Kādos gadījumos tiek izmantoti DDS sintezatori? Kādas citas signālu sintēzes metodes pastāv?

Dažādos elektroniskās ierīces Bieži vien ir nepieciešams sintezēt dažādu frekvenču un formu signālus un ar augstu precizitāti kontrolēt šo signālu parametrus. Neatkarīgi no tā, vai jums ir nepieciešams augstas kvalitātes signāla avots ar zemu fāzes troksni un frekvenču veiklību (telekomunikāciju sistēmām), vai arī jums vienkārši jāsintezē noteiktas frekvences signāls rūpnieciskām pārbaudes iekārtām vai medicīnas sistēmām - jebkurā gadījumā svarīgi parametri dizaineram ir lietošanas ērtums, kompaktums un zemas izmaksas.

Ir daudz veidu, kā sintezēt signālus – no PLL bāzes oscilatoriem (šī pieeja dominē augstfrekvences signālu sintēzē) līdz dinamiskiem. digitālā vadība ciparu-analoga pārveidotājs (sintēzes laikā zemas frekvences signāli). Taču DDS tehnoloģija ātri iegūst popularitāti kā signālu sintēzes līdzeklis gan telekomunikāciju, gan zemfrekvences lietojumos. rūpnieciskās sistēmas sakarā ar to, ka ir kļuvis iespējams vienā mikroshēmā ieviest programmējamu oscilatoru ar augstas frekvences izšķirtspēju un augstas kvalitātes signāls.

Turklāt nepārtraukti tehnoloģiju un shēmu dizaina uzlabojumi ir noveduši pie tā, ka mikroshēmu izmaksas un to enerģijas patēriņš ir samazinājušās līdz iepriekš neiedomājamam līmenim.

Piemēram, programmējamais DDS oscilators AD9833 (1. att.), strādājot no 5,5 V barošanas avota un kvarca frekvencē 25 MHz, patērē ne vairāk kā 20 mW.

Rīsi. 1. Viena mikroshēmas DDS sintezators AD9833

Kādas ir DDS sintezatoru izmantošanas galvenās priekšrocības?

DDS sintezatori, piemēram, iepriekšminētais AD9833 IC, tiek kontrolēti, izmantojot ātrdarbīgu seriālais ports SPI, kas prasa tikai pulksteņa signālu, lai radītu sinusoidālo vilni. Šobrīd pieejamie DDS sintezatori spēj ģenerēt signālu frekvencēs no 1 Hz līdz 400 MHz (ar takts frekvenci 1 GHz). Priekšrocības, ko piedāvā zems enerģijas patēriņš, zemas izmaksas un mazi iepakojuma izmēri, apvienojumā ar izcilu signāla kvalitāti un digitālās vadības iespējām, padara DDS sintezatorus ārkārtīgi pievilcīgus salīdzinājumā ar daudz mazāk elastīgajām diskrētajām shēmām.

Kādus signālus var izvadīt no tipiska DDS sintezatora?

DDS sintezatori spēj radīt vairāk nekā tikai sinusoidālo vilni. Attēlā 2. attēlā parādīta AD9833 kvadrātveida, trīsstūra un sinusoidālā viļņa izvade.

Rīsi. 2. Kvadrātveida, trīsstūra un sinusa signāli DDS sintezatora izejā

Kā DDS ierīce ģenerē sinusoidālo vilni?

Attēlā 3. attēlā parādīta DDS sintezatora funkcionālā diagramma: tā galvenās sastāvdaļas ir fāzes vērtību akumulators (fāzes akumulators), līdzeklis fāzes vērtības pārvēršanai amplitūdā (parasti ROM ar sinusa funkcijas tabulas vērtībām) un DAC. .

Rīsi. 3. Funkcionālā diagramma DDS sintezators

DDS ķēde ģenerē sinusoidālu signālu ar noteiktu frekvenci. Izejas signāla frekvenci nosaka divi parametri: pulksteņa signāla frekvence un binārais skaitlis, kas ierakstīts frekvenču reģistrā.

Šis binārais skaitlis, ierakstīts frekvenču reģistrā, tiek piegādāts uz fāzes akumulatora ieeju. Ja tiek izmantots ROM ar tabulas sinusa vērtībām, fāzes akumulators aprēķina adresi (atbilst momentānajai fāzes vērtībai) un piegādā to ROM ieejai, savukārt ROM izejā mēs saņemam pašreizējo amplitūdas vērtību digitālā formā. Pēc tam DAC pārvērš šo digitālo vērtību atbilstošā sprieguma vai strāvas vērtībā. Lai ģenerētu sinusoidālo vilni ar fiksētu frekvenci, fāzes akumulatorā saglabātajai vērtībai ar katru pulksteņa impulsu tiek pievienota nemainīga vērtība (fāzes pieaugums, ko nosaka frekvenču reģistrā saglabātais binārais skaitlis). Ja pieauguma vērtība ir liela, fāzes akumulators ātri darbosies cauri visai sinusa tabulai, kas saglabāta ROM, un signāla frekvence būs augsta. Ja fāzes pieauguma vērtība ir maza, fāzes akumulatoram būs jāveic vairāk darbību, lai izietu visu ROM tabulu, un izejas frekvence būs attiecīgi zema.

Ko nozīmē vārdi “integrēts DDS sintezators”?

Digitālais-analogais pārveidotājs (DAC), kas ieviests tajā pašā mikroshēmā ar digitālo paraugu ģenerēšanas shēmu (DDS), ir pilnīgs integrēts DDS sintezators. Visi analogo ierīču DDS sintezatori ir šādi.

Lasiet vairāk par fāzes akumulatora darbības principiem

Nepārtraukta sinusoidāla signāla momentānās fāzes vērtība cikliski mainās diapazonā no 0 līdz 2π. π Fāzes vērtība tiek ģenerēta digitāli. Skaitītāja pārnēsāšanas funkcija ļauj DDS sintezatoram īstenot nepārtrauktas cikliskas fāzes vērtības izmaiņas.

Lai saprastu, kā notiek ģenerēšana, iedomājieties sinusoidālās svārstības vektora formā, kas rotē pa apli (4. att.). Katrs apļa punkts atbilst noteiktam sinusoīda punktam. Vektors griežas pa apli, un leņķa sinuss ir izejas signāls. Viens vektora apgrieziens ar nemainīgu ātrumu ģenerē vienu sinusoīda periodu. Fāzes akumulators ģenerē leņķa vērtības ar vienādiem soļiem fāzes akumulatorā esošā vērtība atbilst noteiktam apļa punktam.

Rīsi. 4. Cikliskās fāzes aprēķins

noteiktu punktu uz apļa. Fāzes akumulators ir modulo M skaitītājs, kura vērtība palielinās ar katru pulksteņa impulsa ienākšanu. Pieauguma lielumu nosaka binārais skaitlis M. Šis skaitlis nosaka fāzes vērtības pieauguma lielumu ar katru pulksteņa impulsu pēc būtības, šis skaitlis nosaka izlaisto paraugu skaitu, pārvietojoties pa apli. Kā lielāks izmērs solis, jo ātrāk fāzes akumulators pārplūst un jo īsāks ir sinusoidālais periods. Fāzes akumulatora kapacitāte (n) nosaka kopējo iespējamo fāzes vērtību skaitu, kas savukārt nosaka DDS sintezatora frekvenču režģa izšķirtspēju. 28 bitu fāzes akumulatoram ar M = 0000...0001 akumulators pārplūdīs pēc 228 cikliem (pulksteņa impulsiem). Ja M = 0111...1111, fāzes akumulators pārplūdīs tikai 2 ciklos (tas ir minimālais ciklu skaits, kas atbilst Nyquist kritērijam). Šīs attiecības apraksta ar šādu vienkāršu formulu:

f out = (M x f c)/2 n

kur f out ir DDS izejas signāla frekvence; M ir binārs skaitlis, kas nosaka signāla frekvenci; f c - pulksteņa signāla frekvence; n ir fāzes akumulatora jauda.

Mainoties M vērtībai, frekvence pie sintezatora izejas nekavējoties mainās un signālam nav pārtraukumu. Oscilatoriem ar PLL cilpu nav pārejošas frekvences bloķēšanas procesa.

Palielinoties izejas frekvencei, paraugu skaits ciklā samazinās. Tā kā iztveršanas teorēma prasa vismaz divus paraugus periodā, lai pilnībā rekonstruētu izejas signālu, sintezētā DDS signāla maksimālā frekvence būs f c /2. Tomēr praksē sintezētā signāla frekvence ir ierobežota līdz nedaudz zemākai vērtībai, kas palīdz uzlabot sintezētā signāla kvalitāti un atvieglo tā filtrēšanu.

Radot nemainīgas frekvences signālu, fāzes akumulatora izejā esošais kods lineāri palielinās, kas atbilst lineāram zāģa zoba analogajam signālam.

Kā šis lineārais signāls tiek pārveidots par sinusoidālo vilni?

Lai pārveidotu fāzes akumulatora izvades kodu (AD9833 IC gadījumā tas ir 28 bitu kods) momentānās amplitūdas vērtībās, tiek izmantots ROM ar sinusa skaitļu tabulas vērtībām. 28 bitu koda zemās kārtas biti tiek izmesti; tabulas ROM izejā mēs iegūstam 10 bitu kodu, kas tiek ievadīts DAC. Tā kā sinusoidālais vilnis ir simetrisks, DDS sintezators saglabā tabulas datus tikai par 1/4 no sinusoidālā viļņa. Tabulas ROM ģenerē pilnu sinusoidālā viļņa ciklu, vispirms nolasot datus uz priekšu, pēc tam apgrieztā secībā. Sintezatora darbības princips shematiski parādīts attēlā. 5.

Rīsi. 5. Signāli DDS sintezatorā

Kurās jomās tiek izmantoti DDS sintezatori?

DDS sintezatoru lietojumprogrammas iedala divās kategorijās: telekomunikāciju ierīču dizaineriem ir nepieciešami oscilatori ar momentānu frekvences veiklību, zemu fāzes troksni un zemu harmoniku un intermodulācijas produktus. Šādos gadījumos bieži izmanto DDS sintezatorus, jo tiem ir labas izejas signāla spektra un augstas frekvences izšķirtspējas īpašības. Šajās jomās DDS sintezatorus izmanto signālu modulācijai, kā atsauces avoti PLL oscilatoriem, kā vietējie oscilatori un pat tiešai radio sintēzei.

Vēl viena kategorija ir dažādas rūpnieciskās un medicīnas sistēmas, kurās DDS sintezatorus izmanto kā programmējamus oscilatorus. Tā kā DDS sintezators ir ieprogrammēts, izmantojot digitālo signālu, signāla fāzi un frekvenci var viegli kontrolēt, nepārslēdzot ārējos komponentus, kas būtu nepieciešami ar analogajiem oscilatoriem. DDS sintezators ļauj viegli noregulēt frekvenci reāllaikā, lai noskaņotos uz rezonanses frekvenci vai kompensētu temperatūras novirzi. DDS sintezatorus šādos gadījumos izmanto, lai mērītu pretestību (piemēram, strādājot ar sensoriem, kas maina pretestību), lai ģenerētu impulsa signālus stimulēšanai vai lai izmērītu vājinājumu vietējie tīkli vai telefona kabelī.

Kādas DDS sintezatoru īpašības ir galvenās priekšrocības no dizainera viedokļa?

Mūsdienu zemo izmaksu, augstas veiktspējas un augsti integrētie DDS sintezatori kļūst ļoti populāri gan sakaru sistēmās, gan sensoru lietojumprogrammās. Starp attīstītājam pievilcīgiem īpašumiem ir šādi:

Frekvences digitālā regulēšana ar precizitāti līdz mikroherciem un fāzes precīza līdz grādu daļām.
Īpaši liels izejas signāla frekvences (vai fāzes) regulēšanas ātrums; Frekvences pārslēgšana tiek veikta ar nepārtrauktu signāla fāzi bez smailēm un bez pārejošiem frekvences bloķēšanas procesiem, kas raksturīgi sistēmām ar PLL.
DDS sintezatoru digitālā arhitektūra novērš manuālās regulēšanas elementus un termisko un laika novirzi, kas saistīta ar analogajām sistēmām.
DDS sintezatoru digitālais interfeiss ļauj viegli ieviest tālvadības pults sintezators, izmantojot mikroprocesoru.

Kā izmantot DDS sintezatoru FSK modulācijai?

Binārā modulācija ar frekvences maiņu (FSK, frekvences maiņas atslēga) ir viens no vienkāršākajiem datu kodēšanas veidiem. Dati tiek pārsūtīti, pārslēdzot nesējfrekvenci starp divām dažādām vērtībām. Viena frekvence - f 1 (pieņemsim, ka tā ir augstāka) apzīmē loģisku, bet otra - f 0 - loģisku nulli. Attēlā 6 parāda sākotnējo bināro signālu un iegūto modulēto signālu.

Rīsi. 6. FSK modulācija

Šo kodēšanas algoritmu ir viegli ieviest, izmantojot DDS sintezatoru. Lai to izdarītu, tiek iestatīts binārs skaitlis, kas nosaka signāla f0 vai f1 frekvenci, kas atbilst vienam vai nullei no pārraidītā koda. Lietotājs iestata atbilstošās frekvences vērtības. AD9834 lietotājam ir pieejami divi frekvenču programmēšanas reģistri, kas ļauj viegli iegūt FSK signālu. Šai mikroshēmai ir īpaša ieeja (FSELECT), kurai var pielietot modulējošu signālu un izvēlēties vienu no divām frekvences vērtībām (precīzāk, vienu no diviem frekvenču reģistriem). Funkcionālā diagramma attēlā. 7 ilustrē FSK signāla iegūšanas procesu.

Rīsi. 7. FSK signālu ģenerators uz DDS sintezatora bāzes

Kā iegūt signālu ar PSK fāzes modulāciju?

Fāzes maiņas kodēšana (PSK) ir vēl viena vienkārša kodēšanas metode. PSK modulācijā nesējfrekvence paliek nemainīga un pārraidītā signāla fāze mainās atbilstoši pārraidītajam kodam.

No PSK modulācijas veidiem visvienkāršākā ir binārā impulsa koda modulācija (BPSK) – tā izmanto tikai divas signāla fāzes vērtības, 0° un 180°. Izmantojot fāzes nobīdi 0 °, tiek pārraidīta loģiskā, un ar fāzes nobīdi 180 ° tiek pārraidīta loģiskā nulle. Katra pārraidītā bita stāvoklis tiek noteikts attiecībā pret iepriekšējo bitu. Ja signāla fāze nemainās, tas nozīmē, ka pārraidītais signāls pastāvīgi atrodas vienā no loģiskajiem stāvokļiem - 0 vai 1. Ja fāze ir mainījusies par 180°, tas nozīmē, ka stāvoklis ir mainījies - no 0 uz 1 vai no 1 līdz 0.

PSK kodējumu ir viegli ieviest, izmantojot DDS sintezatora mikroshēmu. Lielākajai daļai no tām ir atsevišķs fāzes reģistrs, kurā var ierakstīt fāzes vērtību. Šī vērtība tiek pievienota nesējfrekvences fāzei, nemainot frekvences vērtību. Mainot fāzes reģistra vērtību, mainās nesējfrekvences fāze, tādējādi iegūstam PSK modulētu signālu. Lietojumprogrammām, kur modulācija ar liels ātrums, ir AD9834 IC, kurā ir reģistri, kuros varat iepriekš ierakstīt signāla fāzes vērtību un pēc tam, izmantojot PSELECT ieeju, izvēlēties vienu no divām fāzes vērtībām, kā rezultātā mēs iegūstam vēlamo fāzes modulāciju. signāls.

Sarežģītāki PSK modulācijas veidi ietver 4 vai 8 dažādas fāzes vērtības. Tajā pašā laikā datu pārraides ātrums ir daudz lielāks nekā ar vienkāršāko bināro modulāciju (BPSK). Izmantojot četrfāzu modulāciju (kvadratūras modulāciju vai QPSK), fāze var būt 0°, +90°, –90° vai 180°; tādējādi katra fāzes vērtība nodod 2 informācijas bitus. AD9830, AD9831, AD9832 un AD9835 ir četri fāžu reģistri, kas ļauj īstenot sarežģītas modulācijas shēmas, izvēloties vienu no četrām fāzes nobīdes vērtībām.

Rīsi. 8. DDS sintezatoru sinhronizācija

Vai ir iespējams sinhronizēt vairākus DDS sintezatorus, piemēram, lai iegūtu I-Q signālu?

Ir iespējams izmantot divus atsevišķus DDS sintezatorus, kas darbojas no viena un tā paša pulksteņa avota, lai radītu divus izejas signālus, kuru fāzes pēc tam var noregulēt atbilstoši vajadzīgajai vērtībai. Attēlā 8, divas AD9834 mikroshēmas darbojas no kopēja pulksteņa avota, un to atiestatīšanas ieejas ir apvienotas. Ar šo konfigurāciju var realizēt I-Q modulāciju.

Atiestatīšanas signāls jāievada attiecīgajās mikroshēmu ieejās pēc strāvas ieslēgšanas un pirms datu nosūtīšanas uz DDS sintezatoru ieejām. Šis signāls atiestatīs DDS sintezatorus uz zināmu sākuma fāzi, ļaujot sinhronizēt vairākus DDS sintezatorus. Vienlaicīgi ielādējot mikroshēmās jaunus datus, tiek nodrošināta izejas signālu fāzu saskaņotība; fāžu attiecības tiek iestatītas, izmantojot fāzes nobīdes reģistrus. AD9833 un AD9834 mikroshēmām ir 12 bitu fāzes reģistri, efektīvā izšķirtspēja ir 0,1. Vairāku DDS sintezatoru sinhronizācija ir sīkāk aprakstīta AN-605 rokasgrāmatā.

Kādi parametri ir galvenie DDS sintezatoriem?

Tie ir fāzes troksnis, nervozitāte un SFDR (harmoniskais brīvais dinamiskais diapazons). Fāzes troksnis (norādīts kā dBc/Hz) ir oscilatora frekvences nestabilitātes mērs īsā laika periodā. To mēra vienā sānjoslā (decibelos attiecībā pret galveno signālu, 1 Hz joslā) pie dažādām atskaņošanas vērtībām no galvenās paaudzes frekvences. Šis parametrs ir īpaši svarīgs telekomunikāciju sistēmu izstrādātājiem.

Vai DDS sintezatori labi darbojas fāzes trokšņa ziņā?

Troksnis diskrētā datu sistēmā ir atkarīgs no daudziem faktoriem. Pulksteņa nervozitāti DDS sistēmā var uzskatīt par fāzes troksni galvenajā signālā; Turklāt fāzes vērtības noapaļošana var radīt kļūdu, šī kļūda ir atkarīga no koda vērtības, kas nosaka signāla frekvenci. Ja sakarība ir tāda, ka fāzes vērtība ir precīzi vienāda ar vērtību pēc noapaļošanas, tad fāzes noapaļošanas kļūdas nav. Ja fāzes vērtībai ir nepieciešams vairāk bitu, nekā ir pieejams, lai to precīzi izteiktu, fāzes vērtības noapaļošana parādīsies kā papildu maksimumi izvades spektrā. Šo pīķu lielums un to atrašanās vieta ir atkarīga no dotā koda. Digitālais-analogais pārveidotājs (DAC) arī rada papildu troksni sistēmā. Kvantēšanas kļūdas un DAC nelinearitāte izejas signālā parādās kā troksnis un harmonikas. Attēlā 9. attēlā parādīts fāzes trokšņu spektrs, kas raksturīgs DDS sintezatoram - šajā gadījumā AD9834 IC.

Rīsi. 9. DDS AD9834 sintezatora izejas signāla tipiskais fāzes trokšņu spektrs. Izejas frekvence 2 MHz, takts frekvence 50 MHz

Kā ar malu nervozitāti?

Malu nervozitāte ir signāla malas dinamiska novirze no vidējās malas pozīcijas, kas mērīta ilgākā laika periodā. Ideāls ģenerators nodrošinātu absolūti precīzu signāla malu stāvokli noteiktos laika punktos, un šī pozīcija nekad nemainītos. Tas, protams, nav iespējams, un pat labākie ģeneratori ir izveidoti no reāliem elementiem, kuriem ir troksnis un citas nepilnības. Augstas kvalitātes kristāla oscilatora nervozitātes vērtība nepārsniedz 35 ps.

Triksa rodas temperatūras trokšņa, ģeneratora elementu parametru nestabilitātes, ārēja trokšņa dēļ barošanas avotā, zemē un pat caur izejas savienojumu. Turklāt ietekmē ārējie magnētiskie un elektriskie lauki, piemēram, blakus esošo raidītāju lauki. Pat vienkāršs pastiprinātājs, invertors vai buferis radīs papildu nervozitāti izejas signālā.

Tādējādi DDS sintezatora izvadā būs zināma fāzes nervozitāte. Tā kā jebkuram pulksteņa avotam būs neliela nervozitāte, pirmais solis ir izvēlēties pulksteņa ģeneratoru ar minimālu nervozitāti. Viens no veidiem, kā samazināt nervozitāti, ir iegūt pulksteņa signālu, dalot augstfrekvences pulksteņa signāla frekvenci. Sadalot frekvenci, vienāds nervozitātes daudzums tiek sadalīts lielākā laika periodā, kas samazina trīces relatīvo apjomu.

Kopumā, lai samazinātu nervozitātes līmeni, ir jāizvēlas labs pulksteņa avots, jāizvairās no lēniem signāliem un zema pagrieziena ātruma shēmām un jādarbojas ar augstāko iespējamo pulksteņa frekvenci, lai būtu pietiekami liela telpa.

SFDR — harmonikas brīvais dinamiskais diapazons — ir attiecība (decibelos) starp pamata signāla lielumu un maksimālās maksimuma lielumu izvades spektrā, ieskaitot harmonikas, starpmodulācijas produktus un aizstājējproduktus.

SFDR ir svarīgs parametrs daudzkanālu sistēmām. Ja raidītājam nav pietiekami zemu harmoniku līmeņu, šīs harmonikas var radīt traucējumus blakus esošajos kanālos.

Tipisks AD9834 izvades spektrs (10 bitu DDS) pie 50 MHz ir parādīts 1. attēlā. 10. Zīm. 10a, izejas signāla frekvence ir tieši 1/3 no pulksteņa frekvences (MCLK). Tāpēc šajā gadījumā 25 MHz joslā praktiski nav harmoniku, aliasing efekti ir minimāli un spektrs izskatās lieliski; visi spektra maksimumi ir vismaz par 80 dB vājāki nekā signāls (SFDR = 80 dB). Attēlā 10b parāda izejas signāla spektru pie zemākas izejas frekvences; šeit ir viens periods lielāks skaits paraugi (bet ne pietiekami, lai iegūtu patiesi tīru sinusoidālo vilni), un izejas signāla spektrs ir daudz tālāk no ideālā; maksimālās harmonikas - otrās - vērtība ir –50 dB attiecībā pret galveno signālu (SFDR = 50 dB).

10. att. Sintezatora AD9834 izejas signāla spektrs ar takts frekvenci 50 MHz un izejas frekvenci f out = MCLK/3 = 16,667 MHz (a) un f out = 4,8 MHz (b)

Kādi automatizācijas rīki ir pieejami uz DDS sintezatoriem balstītu sistēmu izstrādei?

Izmantojot tīmekļa saskarni, ir pieejams interaktīvs izstrādātāja palīgs, kas ļauj aprēķināt frekvences un fāzes kodus noteiktā pulksteņa frekvencē, izejas frekvencē un fāzē. Programma parāda izejas signāla spektru, kas palīdz aprēķināt izejas rekonstrukcijas filtru. Piemērs ir parādīts attēlā. 11. Turklāt programma tabulas veidā parāda visu pamata harmoniku un aizstājvārdu produktu sarakstu un to nozīmi.

Rīsi. 11. Uz DDS balstīta sistēmu izstrādātāja palīgprogramma

Kā šīs programmas var man palīdzēt ieprogrammēt DDS sintezatoru?

Visi nepieciešamie ievades dati ir nepieciešamā izejas frekvence un pulksteņa avota frekvence. Pamatojoties uz šiem datiem, programma izveidos visus kodus, kas nepieciešami DDS sintezatora programmēšanai. Attēlā parādītajā piemērā. 12, takts frekvence MCLK=25 MHz, nepieciešamā izejas frekvence ir 10 MHz. Nospiežot pogu, mēs iegūstam Init Sequence rindu, kas pilnībā parāda DDS sintezatora programmēšanas secību.

Rīsi. 12. DDS sintezatora programmēšanas koda iegūšana

Kā praksē var iepazīties ar DDS sintezatora darbību?

Katrai Analog Devices ražotajai DDS sintezatora mikroshēmai ir arī atbilstošs novērtēšanas panelis. Lai iegādātos produktus un vērtēšanas dēļus, lūdzu, sazinieties ar saviem izplatītājiem. Pievienots vērtēšanas dēļiem programmatūra, ļaujot inženierim dažu minūšu laikā pēc komplekta saņemšanas iepazīties ar dēļa darbību. Plāksnei ir pievienots arī tehniskais apraksts, kurā ir diagramma un ieteikumi ierīces konstrukcijai un plates izkārtojumam.

Mājas lapa, kas veltīta DDS sintezatoriem: www.analog.com/dds.

Izstrādes rīki: http://www.analog.com/Analog_Root/static/techSupport/interactiveTools/#dds.

Padziļināts kurss par DDS tehnoloģiju izpēti: http://www.analog.com/UploadedFiles/Tutorials/450968421DDS_Tutorial_rev12-2-99.pdf.

AN-605 lietojumprogrammas rokasgrāmata (minēta iepriekš): http://www.analog.com/UploadedFiles/Application_Notes/3710928535190444148168447035AN605_0.pdf.

DDS mikroshēmu atlases rokasgrāmata: http://www.analog.com/IST/SelectionTable/?selection_table_id=27

Raksta pirmajā daļā ir apskatīta DDS ģeneratora shēmas konstrukcija, struktūra un dizains (ģenerators ar tiešo digitālā sintēze viļņu forma) uz mikrokontrollera ATmega16. Papildus dažādu formu un frekvenču signālu sintezēšanai ierīce nodrošina iespēju regulēt izejas signāla amplitūdu un nobīdi.

Ierīces galvenās īpašības:

vienkārša shēmas konstrukcija, pieejamas sastāvdaļas;
vienpusēja iespiedshēmas plate;
elektrotīkla barošana;
speciālā frekvences izvade no 1 MHz līdz 8 MHz;
DDS izeja ar regulējamu amplitūdu un nobīdi;
izejas DDS signāla forma: sinusoīds, kvadrātveida impulsi, zāģa zoba impulsi, trīsstūrveida impulsi, EKG, troksnis;
pašreizējo parametru attēlošanai tiek izmantots divu līniju LCD displejs;
piecu taustiņu tastatūra;
frekvences regulēšanas solis: 1, 10, 10, 1000, 10000 Hz;
atveseļošanās jaunākā konfigurācija kad tas ir ieslēgts;
nobīdes regulēšana: -5 V ... +5 V;
amplitūdas regulēšana: 0 ... 10 V;
frekvences regulēšana: 0 ... 65534 Hz.

Ierīces pamats vai drīzāk mikrokontrollera darbības algoritms tika ņemts no Jesper Hansen DDS ģeneratora izstrādes. Piedāvātais algoritms ir nedaudz pārstrādāts un pielāgots WinAVR-GCC kompilatoram

Signāla ģeneratoram ir divas izejas: DDS signāla izeja un augstfrekvences signāla izvade (1 - 8 MHz) kvadrātviļņu, ko var izmantot, lai “atdzīvinātu” mikrokontrollerus ar nepareizi iestatījumi Drošinātāju uzgaļi vai citiem nolūkiem.

Augstas frekvences signāls nāk tieši no mikrokontrollera, no tapas OC1A (PD5). DDS signālu ģenerē mikrokontrolleris, izmantojot rezistoru ķēdi R2R (DAC), nobīde un amplitūdas regulēšana ir iespējama, izmantojot mazjaudas darbības pastiprinātāju LM358N.

DDS ģeneratora blokshēma

Kā redzat, ierīces darbināšanai ir nepieciešami trīs spriegumi: +5 V, +12 V, -12 V. Spriegumi +12 V un -12 V tiek izmantoti ierīces analogajai daļai uz darbības pastiprinātāja, lai regulētu nobīde un amplitūda.

Strāvas padeves shēma ir parādīta zemāk esošajā attēlā.

Barošanas blokā tiek izmantoti sprieguma stabilizatori LM7812, LM7805, LM7912 (negatīvā sprieguma stabilizators -12 V).

Ģeneratora barošanas avota izskats

Lai to izdarītu, ir iespējams izmantot datora barošanas avotu ar ATX formas koeficientu, jums ir nepieciešams pielodēt adapteri saskaņā ar shēmu:

Ierīces shematiskā diagramma

Lai saliktu ierīci, jums būs nepieciešams:

mikrokontrolleris ATmega16;
kvarca rezonators 16 MHz;
standarta divu līniju LCD indikators, kura pamatā ir HD44780 kontrolieris;
R2R DAC, kas izgatavots rezistoru ķēdes veidā;
dubultā operacionālais pastiprinātājs LM358;
divi potenciometri;
piecas pogas;
vairāki savienotāji un kontaktligzdas.

PCB rasējums

Izmantotās sastāvdaļas, izņemot mikrokontrolleri un savienotājus, ir virsmas montāžas (SMD) iepakojumos.

Ierīce uzstādīta korpusā

Testa brauciens

Lejupielādes

Shēmas shēma un iespiedshēmas plate (Eagle formāts) -
Projekts simulācijai Proteus vidē -

Kurš mēģināja kraut?
Skatiet Functional Generator pavedienu, sākot no 4. ziņas ir diskusija par šo dizainu, un QED un Cuco lietotāji ir samontējuši šo ģeneratoru. Un tas tika pārbaudīts Proteusā - tas darbojas.
Vai kāds, lūdzu, var man pateikt ģeneratora pirmajā (http://www..html?di=69926) versijā izmantotā barošanas avota sastāvdaļu sarakstu. Jo īpaši mani interesē, kādu transformatora un taisngrieža modeli autors izmantoja. vai vismaz pilnīgi analogi. Pēc pieprasījuma ir skaidrs, ka neesmu spēcīgs elektrotehnikā, bet domāju, ka varu to samontēt, neiedziļinoties tēmas mežonībā. Tikai nepārvarama vara. Ar kondensatoriem un 3 stabilizatoriem viss ir skaidrs. Patiesībā šī diagramma ir pievienota.
Jebkurš mazjaudas transformators ar diviem sekundārajiem tinumiem ar izejas spriegumu 15 V (mainīgs). Jo īpaši autors izmantoja TS6/47 transformatoru (2x15 V/2x0,25 A derēs arī jebkurš mazjaudas diodes tilts). Raksta fotoattēlā redzams gan transformators, gan diodes tilts.
bet sakiet lūdzu, kādam jābūt savienojumam starp transformatora sekundāro izeju un taisngriezi, ņemot vērā autora barošanas ķēdi?: apmulsis: nu es domāju, ja transformatora izeja ir 15 V (manuprāt Atradu šo - TPS-7.2 (2x15V)sim (7.2W) 15Vx2_7.2W_sim (0.24A)x2 - 160.00 rubļi), tad kāds taisngriezis tam paredzēts? un gadījumā, ja pie transformatora izejas ir 12V?
Es īsti nesaprotu jautājumu, godīgi sakot... Jūsu norādītais transformators šķiet piemērots... Tilts ir kārtībā, domāju, ka derētu piemēram DB106
Vadzz, liels paldies par padomu. ja der DB106, tad derēs arī W08, kuram ir līdzīgi parametri. vai tas tā ir? Vienkārši, tas ir tieši tas, ko jums ir iespēja (vēlme) iegādāties. un es joprojām nevaru izdomāt kondensatoru vērtības autora diagrammā, lūdzu, pastāstiet man. Vai tie visi ir nF (nanofarad-nF)?
W08 ir diezgan piemērots. Vai kondensatori ir barošanas ķēdē vai pašā ģeneratora ķēdē? Ja ir barošanas avots, tad visi kondensatori ir mikrofarados (2000 µF, 100 µF, 0,1 µF). Ģeneratora ķēdē, manuprāt, 18 pikofaradu kvarca instalācijā ir tikai divi kondensatori.
Vadzz, bezgalīgs paldies. Šķiet, ka visi jautājumi ir atrisināti. Šķiet, ka paša ģeneratora shēma ir nedaudz vienkāršāka (ir EAGLE fails). Es padarīšu to par realitāti. Ja viss būs labi, mēģināšu to ievietot iespiedshēmas plate(Ērgļa formāts) Barošanas avots.
Tev noteikti visam vajadzētu izdoties... Ieliec iespiedshēmas plates zīmējumu, kādam noteikti noderēs...
Es to pielodēju un izmantoju. Godīgi sakot, pa ceļam radās vairākas problēmas: 1) trūkums - nav iespējams regulēt frekvenci, kad ģenerators ir ieslēgts. Tie. ja jāmaina frekvence, tad vispirms izslēdziet signāla ģenerēšanu, pēc tam noregulējiet frekvenci, pēc tam atkal ieslēdziet signāla ģenerēšanu. Tas bieži vien ir neērti, ja jāuzrauga ierīces reakcija, kas tiek pielāgota vienmērīgām frekvences izmaiņām. Piemēram, lai kontrolētu stepera ātrumu, jums tikai vienmērīgi jāpielāgo frekvence. 2) trūkums - EEPROM avarēja divas reizes. Autors ir paredzējis iestatīto režīmu saglabāšanu EEPROM, taču tas nemaz nav nepieciešams. Labāk būtu neko neatcerēties un neizmantot vispār. Vai arī kā pēdējais līdzeklis, ja EEPROM ir bojāts, tas ielādē “noklusējuma” iestatījumus no FLASH. Bet tas būtu ticamāk. Kopumā esmu apmierināts ar pārējo darbu. Lūdzam tos, kas saprot AVR programmu rakstīšanu, izlabot šos divus trūkumus.
Attiecībā uz frekvences regulēšanu lidojumā, visticamāk, jums ir jāizmanto DMA, kas šādos mikrokontrolleros nav pieejams. Varbūt es kļūdos... Jāskatās ģeneratora pirmkods... Kas attiecas uz "EEPROM lido" - protams būtu interesanti uzzināt iemeslu, bet domāju, ka divreiz nav rādītājs .
Gatavie ģeneratori priekš ad9850(51) ir šeit: http://radiokit.tiu.ru/product_list/group_802113
Gatavi AD9850 ģeneratori ir labas ierīces, taču tas ir cits jautājums, ja jūs to saliekat un uzstādāt pats...
Datu iznīcināšana EEPROM noved pie pilnīgas ģeneratora nedarbošanās. Ļoti nepatīkama problēma visnepiemērotākajā brīdī. Es parasti glabāju rezerves ieprogrammētu kontrolieri ģeneratora korpusā. Bet šī nav izeja no situācijas. Kāpēc neparedzēt tikai pašreizējo datu saglabāšanu, kas neietekmēs kopējo veiktspēju, ja EEPROM tiks iznīcināts? Ja dati tiek zaudēti no Flash, mēs ielādējam noklusējuma iestatījumus. Viss pārējais, kas saistīts ar programmas darbību, tiek glabāts Flash. Tādā veidā tas darbosies uzticamāk. ES IESAKU publicēt AVR saišu sarakstu ar citiem ģeneratoru projektiem.
Šeit vairāki cilvēki samontēja šo ģeneratoru (viņu vārdiem, protams), viņi par to neko neteica, vai viņiem bija tāda problēma vai nē...
Pastāsti man, vai šajā ģeneratorā ir iespējams mainīt tikai frekvenci vai darba ciklu?
Ģeneratora raksturlielumi liecina, ka var mainīt frekvenci, diemžēl nav iespēju mainīt ierobežojumu...
Puiši, pastāstiet par RESET džemperi - kad to ieslēgt un kad izņemt..... paldies
Normāls džempera stāvoklis ir atvērts Un tas, visticamāk, nav džemperis, bet savienotājs pogas pievienošanai, ar kuru jūs varat atiestatīt MK, ja pēkšņi kaut kas noticis...

Cena: $15,3

Pirmkārt, DDS ir tiešais digitālais sintezators vai digitālā signāla sintezators vai elektroniska ierīce, kas paredzēta patvaļīgas formas un frekvences signālu sintezēšanai no atsauces frekvences.

Es nepaskaidrošu, kāpēc radioamatieram ir vajadzīgs ģenerators. Gatavie ģeneratori nav lēti un sver diezgan daudz, tāpēc arī to piegāde ir dārga. Tāpēc tika nolemts tuvāk apskatīt DDS moduļus bez korpusa un barošanas avota.

DDS moduļu izvēle internetā izrādījās maza. No vairāk vai mazāk lētajiem un ar normālu funkciju komplektu atradu tikai 2 veidus. Tie ir identiski funkcionalitātē, atšķiras tikai vadības ierīču un barošanas avota izvietojumā. Lai darbinātu vienu no tiem, bija nepieciešami trīs spriegumi (+12V, -12V un +5V), otrs darbojas ar vienu 7-9V spriegumu. Tas bija izšķirošs, pēc tam to ir vieglāk darbināt no gatavā barošanas avota, un jums nav īpaši jānožogo barošanas ķēde.

No apraksta vietnē:

Darba spriegums: DC7-9V
DDS frekvenču diapazons: 1HZ-65534Hz.
Ātrgaitas frekvences (HS) izeja līdz 8MHz;
Nobīdes apjoma DDS signāla amplitūdu var regulēt atsevišķi ar diviem potenciometriem;
DDS signāli: sinusoidālais vilnis, kvadrātveida vilnis, zāģa zobs, reversais zāģa zobs, trīsstūra vilnis, EKG vilnis un trokšņa vilnis.
1602 LCD izvēlne;
Intuitīva tastatūra.
Sadaļa vērtībā: 1,10,100,1000,10000 Hz;
Strāva automātiski atjauno pēdējo izmantoto konfigurāciju.
Nobīde: 0,5–5 vpp
Amplitūdas apjoms: 0.5Vpp-14Vpp

Pati dēlis ir izgatavots ļoti kvalitatīvi, lodēšana ir pienācīga, plūsma ir nomazgāta.

Tā kā man nebija pie rokas 9 V barošanas avota ar piemērotu savienotāju, es pievienoju 5 V barošanas avotu. Savādi, ka viss strādāja. Man bija tikai nedaudz jāpielāgo LCD displeja kontrasts. Šim nolūkam zem paša displeja ir apgriešanas rezistors.

Ģeneratoram ir ērts burtciparu LCD displejs 1602 ar zilu fona apgaismojumu un diezgan daudzām vadības pogām un 2 regulēšanas pogām. Ejam kārtībā. Strāvas savienotājs ir 8-9V (kā mēs jau noskaidrojām, tas darbojas droši no 5V). Ieslēgšanas/izslēgšanas poga. LED, kas norāda ieslēgšanos.

uz augšu un uz leju - izvēlieties signāla formu (funkciju);
pa labi un pa kreisi - atlasiet ģenerēšanas frekvenci (solis ir iestatīts izvēlnē Freq Step).
centrālā poga - start/stop paaudze.

Divi vadības rokturi:

amplitūda;
nobīde 0,5 - 5V.

Sānos ir 2 BNC savienotāji. Viens DDS izvadei, otrs augstfrekvences signālam.

Ģenerators var ģenerēt šādas impulsu formas:

EKG = elektrokardiogramma (IZSLĒGTS stāvoklī, “kreisie” un “labie” taustiņi, lai iestatītu izejas frekvenci. Vidējā poga starts, visi sekojošo viļņu formu komplekts)
TROKSNIS = troksnis.
SawTooth = zāģis.
Rev Sawtooth = atpakaļgaitas zāģis.
Trīsstūris = trīsstūris.
Sinuss=sinusvilnis.
Kvadrāts = taisnstūrveida.

Turpinot tēmu par elektroniskajiem celtniecības komplektiem, šoreiz vēlos runāt par vienu no arsenāla papildināšanas ierīcēm mērinstrumenti iesācējs radioamatieris.
Tiesa, šo ierīci nevar saukt par mērierīci, taču tas, ka tā palīdz mērījumos, ir nepārprotams.

Diezgan bieži radioamatieriem un ne tikai citiem nākas saskarties ar nepieciešamību pārbaudīt dažādas elektroniskās ierīces. Tas notiek gan atkļūdošanas, gan remonta stadijā.
Lai pārbaudītu, var būt nepieciešams izsekot signāla pāreju caur dažādām ierīces shēmām, taču pati ierīce ne vienmēr ļauj to izdarīt bez ārējiem signāla avotiem.
Piemēram, uzstādot/pārbaudot daudzpakāpju zemfrekvences jaudas pastiprinātāju.

Sākumā ir vērts nedaudz paskaidrot par to, kas tiks apspriests šajā pārskatā.
Es gribu pastāstīt par konstruktoru, kas ļauj salikt signālu ģeneratoru.

Ir dažādi ģeneratori, piemēram zemāk arī ģeneratori :)

Bet mēs samontēsim signālu ģeneratoru. Es daudzus gadus izmantoju vecu analogo ģeneratoru. Runājot par sinusoidālo signālu ģenerēšanu, tas ir ļoti labs, frekvenču diapazons ir 10-100 000 Hz, taču tas ir liela izmēra un nevar ģenerēt cita veida signālus.
Šajā gadījumā mēs samontēsim DDS signāla ģeneratoru.
Tas ir DDS vai krievu valodā - tiešā digitālā sintēzes shēma.
Šī ierīce var ģenerēt patvaļīgas formas un frekvences signālus, izmantojot iekšējo oscilatoru ar vienu frekvenci kā galveno.
Priekšrocības šāda veidaģeneratori ir tas, ka jums var būt liels regulēšanas diapazons ar ļoti smalkiem soļiem un, ja nepieciešams, var ģenerēt sarežģītu formu signālus.

Kā vienmēr, vispirms nedaudz par iepakojumu.
Papildus standarta iepakojumam dizainers tika iesaiņots baltā biezā aploksnē.
Visas sastāvdaļas pašas bija antistatiskā somā ar aizbīdni (diezgan noderīga lieta radioamatieram :))

Iepakojuma iekšpusē komponenti bija vienkārši vaļīgi, un izpakoti tie izskatījās apmēram šādi.

Displejs bija ietīts burbuļpolietilēnā. Apmēram pirms gada es jau izgatavoju šādu displeju, izmantojot to, tāpēc es pie tā nekavēšos, teikšu, ka tas ieradās bez starpgadījumiem.
Komplektā bija arī divi BNC savienotāji, taču tiem ir vienkāršāka konstrukcija nekā osciloskopa pārskatā.

Atsevišķi uz neliela polietilēna putuplasta gabala bija tiem paredzētas mikroshēmas un ligzdas.
Ierīce izmanto Atmel mikrokontrolleri ATmega16.
Dažreiz cilvēki sajauc nosaukumus, mikrokontrolleri saucot par procesoru. Patiesībā tās ir dažādas lietas.
Procesors būtībā ir tikai dators, savukārt mikrokontrolleris papildus procesoram satur RAM un ROM, kā arī var saturēt dažādas perifērijas ierīces, DAC, ADC, PWM kontrolieri, komparatorus utt.

Otrā mikroshēma ir divkāršs darbības pastiprinātājs LM358. Visizplatītākais, izplatītākais darbības pastiprinātājs.

Vispirms izkārtosim visu komplektu un paskatīsimies, ko viņi mums deva.
PCB
Displejs 1602
Divi BNC savienotāji
Divi mainīgi rezistori un viens trimeris
Kvarca rezonators
Rezistori un kondensatori
Mikroshēmas
Sešas pogas
Dažādi savienotāji un stiprinājumi

Iespiedshēmas plate ar abpusēju apdruku, augšējā pusē elementu marķējumi.
Tā kā shēmas shēma nav iekļauta komplektā, tāfele satur nevis elementu pozīcijas apzīmējumus, bet gan to vērtības. Tie. Visu var salikt bez diagrammas.

Metalizācija tika veikta kvalitatīvi, man nebija komentāru, kontaktu paliktņu pārklājums bija lielisks, un bija viegli lodēt.

Pārejas starp apdrukas malām tiek veiktas dubultā.
Es nezinu, kāpēc tas tika darīts šādā veidā, nevis kā parasti, bet tas tikai palielina uzticamību.

Pirmkārt, es sāku zīmēt shēmas shēmu, izmantojot iespiedshēmas plati. Bet jau darba procesā domāju, ka, veidojot šo konstruktoru, iespējams, tika izmantota kāda jau zināma shēma.
Un tā izrādījās, meklēšana internetā mani atveda pie šīs ierīces.
Saite var atrast diagrammu, iespiedshēmas plati un avotus ar programmaparatūru.
Bet es tomēr nolēmu pabeigt diagrammu tieši tādu, kāda tā ir, un varu teikt, ka tā 100% atbilst sākotnējai versijai. Dizainera dizaineri vienkārši izstrādāja savu iespiedshēmas plates versiju. Tas nozīmē, ka, ja šai ierīcei ir alternatīva programmaparatūra, tā darbosies arī šeit.
Ir piezīme par shēmas dizainu, HS izvade tiek ņemta tieši no procesora izejas, nav aizsardzības, tāpēc ir iespēja nejauši sadedzināt šo izeju :(

Tā kā mēs to pastāstīsim, ir vērts to aprakstīt funkcionālās vienības no šīs diagrammas un aprakstiet dažus no tiem sīkāk.
Es izveidoju krāsu versiju shematiska diagramma, uz kura galvenie mezgli tika izcelti ar krāsu.
Man ir grūti izdomāt krāsu nosaukumus, bet tad es tās aprakstīšu pēc iespējas labāk :)
Violetais kreisajā pusē ir sākotnējās atiestatīšanas un piespiedu atiestatīšanas mezgls, izmantojot pogu.
Kad tiek pieslēgta jauda, kondensators C1 tiek izlādēts, kā rezultātā tiks parādīta procesora atiestatīšanas tapa zems līmenis, kad kondensators uzlādējas caur rezistoru R14, atiestatīšanas ieejā paaugstinās spriegums un procesors sāks darboties.
Zaļš - pogas darbības režīmu pārslēgšanai
Gaiši violeta? - Displejs 1602, fona apgaismojuma strāvas ierobežošanas rezistors un kontrasta apgriešanas rezistors.
Sarkans - signāla pastiprinātāja un nobīdes regulēšanas vienība attiecībā pret nulli (tuvāk pārskata beigām tiek parādīts, ko tas dara)
Zils - DAC. Digitālais–analogais pārveidotājs. DAC ir samontēts atbilstoši shēmai, šī ir viena no vienkāršākajām DAC iespējām. Šajā gadījumā tiek izmantots 8 bitu DAC, jo tiek izmantotas visas viena mikrokontrollera porta tapas. Mainot kodu uz procesora tapām, jūs varat iegūt 256 sprieguma līmeņus (8 biti). Šis DAC sastāv no rezistoru komplekta ar divām vērtībām, kas atšķiras viena no otras ar koeficientu 2, no kurienes cēlies nosaukums, kas sastāv no divām daļām R un 2R.
Šī risinājuma priekšrocības ir liels ātrums par lētu cenu, labāk ir izmantot precīzus rezistorus. Mēs ar draugu izmantojām šo principu, bet ADC precīzu rezistoru izvēle bija maza, tāpēc mēs izmantojām nedaudz citu principu, mēs uzstādījām visus vienādas vērtības rezistorus, bet kur vajadzēja 2R, mēs izmantojām 2 savienotos rezistorus. sērijās.
Šis digitālās analogās konvertēšanas princips bija vienā no pirmajām "skaņas kartēm" - . LPT portam bija pievienota arī R2R matrica.
Kā jau rakstīju iepriekš, šajā dizainerā DAC ir 8 bitu izšķirtspēja jeb 256 signāla līmeņi, kas ir vairāk nekā pietiekami vienkāršai ierīcei.

Autora lapā papildus diagrammai programmaparatūra utt. Tika atklāta šīs ierīces blokshēma.
Tas padara mezglu savienojumu skaidrāku.

Esam pabeiguši ar apraksta galveno daļu, izvērstā daļa būs tālāk tekstā, un mēs pāriesim tieši uz montāžu.
Tāpat kā iepriekšējos piemēros, es nolēmu sākt ar rezistoriem.
Šajā dizainerā ir daudz rezistoru, bet tikai dažas vērtības.
Lielākajai daļai rezistoru ir tikai divas vērtības, 20k un 10k, un gandrīz visi no tiem tiek izmantoti R2R matricā.
Lai padarītu montāžu nedaudz vieglāku, teikšu, ka jums pat nav jānosaka to pretestība, tikai 20k rezistori ir attiecīgi 9 gabali, bet 10k rezistori ir attiecīgi 8 :)

Šoreiz izmantoju nedaudz citu uzstādīšanas tehnoloģiju. Man tas patīk mazāk nekā iepriekšējie, bet tai ir arī tiesības uz dzīvību. Šī tehnoloģija dažos gadījumos paātrina instalēšanu, īpaši uz lielos daudzumos identiski elementi.
Šajā gadījumā rezistoru spailes tiek veidotas tāpat kā iepriekš, pēc tam uz plates vispirms tiek uzstādīti visi vienas vērtības rezistori, tad otrā, tādējādi tiek iegūtas divas šādas komponentu līnijas.

No otras puses vadi ir nedaudz saliekti, bet ne daudz, galvenais, lai elementi neizkristu, un dēlis tiek novietots uz galda ar vadiem uz augšu.

Pēc tam paņemiet lodmetālu vienā rokā, lodāmuru otrā un pielodējiet visus aizpildītos kontaktu paliktņus.
Nevajadzētu būt pārāk dedzīgam ar komponentu skaitu, jo, piepildot visu dēli uzreiz, varat pazust šajā "mežā" :)

Beigās nokožam nost detaļu izvirzītos vadus tuvu lodēšanai. Sānu griezēji var satvert vairākus vadus vienlaikus (4-5-6 gabalus vienlaikus).
Es personīgi neatbalstu šo instalēšanas metodi un parādīju to vienkārši, lai parādītu dažādas montāžas iespējas.
Šīs metodes trūkumi:
Apgriešana rada asus, izvirzītus galus.
Ja komponenti nav rindā, tad ir viegli izdarīt secinājumus, kur viss sāk sajaukties un tas tikai palēnina darbu.

Starp priekšrocībām:
Liels līdzīgu komponentu uzstādīšanas ātrums, kas uzstādīts vienā vai divās rindās
Tā kā vadi nav pārāk saliekti, detaļas demontāža ir vienkāršāka.

Šo uzstādīšanas metodi bieži var atrast lēti datoru vienības barošanas bloks, lai gan vadi nav nokosti, bet nogriezti ar kaut ko līdzīgu griešanas diskam.

Pēc galvenā rezistoru skaita uzstādīšanas mums paliks vairāki dažādu vērtību gabali.
Pāris ir skaidrs, tie ir divi 100k rezistori.
Pēdējie trīs rezistori ir -
brūns - sarkans - melns - sarkans - brūns - 12k
sarkans - sarkans - melns - melns - brūns - 220 omi.
brūns - melns - melns - melns - brūns - 100 omi.

Lodējam pēdējos rezistorus, pēc tam platei vajadzētu izskatīties apmēram šādi.

Krāsu kodēti rezistori ir laba lieta, taču dažreiz rodas neskaidrības par to, kur skaitīt marķējuma sākumu.
Un, ja ar rezistoriem, kur marķējums sastāv no četrām svītrām, problēmas parasti nerodas, jo pēdējā sloksne bieži ir vai nu sudraba, vai zelta, tad ar rezistoriem, kur marķējums sastāv no piecām svītrām, var rasties problēmas.
Fakts ir tāds, ka pēdējai svītrai var būt tāda pati krāsa kā nominālvērtības svītrām.

Lai marķējumu būtu vieglāk atpazīt, pēdējai svītrai jābūt atstatai no pārējām, taču tas ir ideāli. Reālajā dzīvē viss notiek pavisam savādāk nekā bija iecerēts un svītras atrodas rindā vienādā attālumā viena no otras.
Diemžēl šajā gadījumā var palīdzēt vai nu multimetrs, vai vienkārši loģika (ierīces salikšanas gadījumā no komplekta), kad visi zināmie nomināli tiek vienkārši noņemti, un no atlikušajiem var saprast, kāda veida nominālvērtība ir. mūsu priekšā.
Piemēram, pāris foto ar rezistoru marķēšanas iespējām šajā komplektā.
1. Uz diviem blakus esošajiem rezistoriem bija "spoguļa" marķējums, kur nav svarīgi, no kurienes jūs nolasāt vērtību :)
2. Rezistori ir 100k, var redzēt, ka pēdējā sloksne ir nedaudz tālāk no galvenajām (abās bildēs vērtība tiek nolasīta no kreisās uz labo pusi).

Labi, mēs esam pabeiguši ar rezistoriem un to marķēšanas grūtībām, pāriesim pie vienkāršākām lietām.
Šajā komplektā ir tikai četri kondensatori, un tie ir savienoti pārī, t.i. Ir tikai divas konfesijas, divas no katras.
Komplektā bija arī 16 MHz kvarca rezonators.

Par kondensatoriem un kvarca rezonators Es par to runāju pēdējā pārskatā, tāpēc es tikai parādīšu, kur tie ir jāinstalē.
Acīmredzot sākotnēji visi kondensatori tika iecerēti vienāda tipa, bet 22 pF kondensatori tika aizstāti ar maziem diska kondensatoriem. Fakts ir tāds, ka vieta uz tāfeles ir paredzēta 5 mm attālumam starp tapām, un mazajiem diskiem ir tikai 2,5 mm, tāpēc tiem tapas būs nedaudz jāsaliek. Jums tas būs jāsaliek pie korpusa (par laimi tapas ir mīkstas), jo tāpēc, ka virs tām ir procesors, ir nepieciešams iegūt minimālo augstumu virs dēļa.

Mikroshēmās bija iekļautas pāris kontaktligzdas un vairāki savienotāji.
Nākamajā posmā mums tie būs nepieciešami, un papildus tiem mēs ņemsim garu savienotāju (sieviešu) un četru kontaktu vīrišķo savienotāju (nav iekļauts fotoattēlā).

Mikroshēmu uzstādīšanas ligzdas bija visparastākās, lai gan, salīdzinot ar PSRS laiku rozetēm, tās bija šikas.
Faktiski, kā liecina prakse, šādi paneļi reālajā dzīvē kalpo ilgāk nekā pati ierīce.
Uz paneļiem ir atslēga, vienā no īsajām malām neliels izgriezums. Patiesībā pašai ligzdai ir vienalga, kā jūs to instalējat, vienkārši ir vieglāk orientēties, izmantojot izgriezumu, uzstādot mikroshēmas.

Uzstādot kontaktligzdas, mēs tās uzstādām tāpat kā apzīmējumu uz iespiedshēmas plates.

Pēc paneļu uzstādīšanas dēlis sāk iegūt kādu formu.

Ierīci kontrolē, izmantojot sešas pogas un divus mainīgos rezistorus.
Oriģinālajā ierīcē tika izmantotas piecas pogas, dizainers pievienoja sesto, kas veic atiestatīšanas funkciju. Godīgi sakot, es vēl īsti nesaprotu tā nozīmi reālajā lietošanā, jo visu testu laikā man tas nekad nebija vajadzīgs.

Es rakstīju iepriekš, ka komplektā bija divi mainīgi rezistori, un komplektā bija arī apgriešanas rezistors. Es jums nedaudz pastāstīšu par šīm sastāvdaļām.
Mainīgie rezistori ir paredzēti, lai ātri mainītu pretestību papildus nominālajai vērtībai, tie ir arī marķēti ar funkcionālu raksturlielumu.
Funkcionālais raksturlielums ir tas, kā mainīsies rezistora pretestība, pagriežot pogu.
Ir trīs galvenās īpašības:
A (importētajā versijā B) - lineāra, pretestības izmaiņas lineāri ir atkarīgas no griešanās leņķa. Šādi rezistori, piemēram, ir ērti lietojami barošanas avota sprieguma regulēšanas blokos.
B (importētajā versijā C) ir logaritmisks, pretestība sākumā krasi mainās un vienmērīgāk tuvāk vidum.
B (importētajā versijā A) - apgriezts logaritmisks, pretestība sākumā mainās vienmērīgi, krasāk tuvāk vidum. Šādus rezistorus parasti izmanto skaļuma regulēšanā.
Papildu tips - W, ražots tikai importētā versijā. S-veida regulēšanas raksturlielums, logaritmiskā un apgrieztā logaritmiskā hibrīds. Godīgi sakot, es nezinu, kur tie tiek izmantoti.
Interesenti var lasīt vairāk.
Starp citu, es tiku pie importa mainīgie rezistori kurā pielāgošanas raksturlieluma burts sakrita ar mūsējo. Piemēram, moderns importēts mainīgais rezistors ar lineāru raksturlielumu un burtu A apzīmējumā. Ja rodas šaubas, labāk paskatīties papildu informāciju tīmekļa vietnē.
Komplektā bija divi mainīgi rezistori, un tikai viens bija atzīmēts :(

Iekļauts arī viens apdares rezistors. pēc būtības tas ir tas pats, kas mainīgais, tikai tas nav paredzēts operatīvai regulēšanai, bet gan iestatiet to un aizmirstiet to.
Šādos rezistoros parasti ir sprauga skrūvgriežam, nevis rokturis un tikai lineāra pretestības maiņas īpašība (vismaz es neesmu saskāries ar citiem).

Mēs pielodējam rezistorus un pogas un pārejam pie BNC savienotājiem.
Ja plānojat ierīci lietot maciņā, tad var būt vērts iegādāties pogas ar garāku kātu, lai nepalielinātu komplektā esošās, tā būs ērtāk.
Bet mainīgos rezistorus es liktu uz vadiem, jo attālums starp tiem ir ļoti mazs, un to būtu neērti izmantot šādā formā.

Lai gan BNC savienotāji ir vienkāršāki nekā osciloskopa pārskatā, man tie patika vairāk.
Galvenais ir tas, ka tos ir vieglāk lodēt, kas ir svarīgi iesācējam.
Taču bija arī piebilde: konstruktori uz tāfeles novietoja savienotājus tik tuvu, ka būtībā nav iespējams pievilkt divus uzgriežņus, kas vienmēr būs virs otra.
Vispār dzīvē reti kad vajag abus savienotājus uzreiz, bet, ja dizaineri būtu tos atbīdījuši vismaz par pāris milimetriem, būtu daudz labāk.

Galvenās plates faktiskā lodēšana ir pabeigta, tagad varat uzstādīt darbības pastiprinātāju un mikrokontrolleri.

Pirms uzstādīšanas es parasti nedaudz saliecu tapas, lai tās būtu tuvāk mikroshēmas centram. Tas tiek darīts ļoti vienkārši: ar abām rokām paņemiet mikroshēmu aiz īsajām malām un piespiediet to vertikāli ar malu ar vadiem pret plakanu pamatni, piemēram, pret galdu. Nevajag ļoti locīt vadus, tas vairāk ir ieraduma jautājums, bet tad mikroshēmas uzstādīšana ligzdā ir daudz ērtāka.
Uzstādot, pārliecinieties, ka vadi nejauši neliecas uz iekšu, zem mikroshēmas, jo tie var salūzt, saliekot atpakaļ.

Mēs uzstādām mikroshēmas saskaņā ar atslēgu uz kontaktligzdas, kas savukārt tiek uzstādīta saskaņā ar marķējumu uz tāfeles.

Pabeidzot dēli, mēs pārejam pie displeja.
Komplektā bija savienotāja tapas daļa, kas ir jāpielodē.
Pēc savienotāja uzstādīšanas es vispirms pielodēju vienu ārējo tapu, nav svarīgi, vai tas ir pielodēts vai nē, galvenais ir nodrošināt, lai savienotājs stāvētu cieši un perpendikulāri dēļa plaknei. Ja nepieciešams, mēs iesildām lodēšanas zonu un apgriežam savienotāju.
Pēc savienotāja izlīdzināšanas pielodējiet atlikušos kontaktus.

Tas ir viss, jūs varat mazgāt dēli. Šoreiz nolēmu to izdarīt pirms testēšanas, lai gan parasti iesaku skalošanu veikt pēc pirmā ieslēgšanas, jo dažreiz nākas pielodēt kaut ko citu.
Bet kā rāda prakse, ar konstruktoriem viss ir daudz vienkāršāk un pēc montāžas reti nākas lodēt.

Var mazgāt dažādos veidos un līdzekļi, daži lieto alkoholu, daži lieto spirta-benzīna maisījumu, es mazgāju dēļus ar acetonu, vismaz pagaidām varu nopirkt.
Mazgājot, atcerējos iepriekšējā apskata padomu par otu, jo izmantoju vati. Nav problēmu, mums nākamreiz būs jāpārplāno eksperiments.

Savā darbā man ir izveidojies ieradums pēc dēļa mazgāšanas to pārklāt ar aizsarglaku, parasti no apakšas, jo lakas iekļūšana savienotājos ir nepieņemama.
Savā darbā izmantoju Plastic 70 laku.
Šī laka ir ļoti “viegla”, t.i. Ja nepieciešams, to nomazgā ar acetonu un pielodē ar lodāmuru. Ir arī laba Uretāna laka, bet ar to viss ir manāmi sarežģītāk, tā ir stiprāka un ar lodāmuru pielodēt ir daudz grūtāk. ŠO laku izmanto smagos ekspluatācijas apstākļos un tad, kad ir pārliecība, ka dēli vairs nelodēsim, vismaz kādu laiku.

Pēc lakošanas dēlis kļūst spīdīgāks un patīkamāks taustei, un ir zināma procesa pabeigtības sajūta :)
Žēl, ka fotogrāfija neatspoguļo kopējo attēlu.
Mani reizēm uzjautrināja tādi cilvēku vārdi kā - šis magnetofons/televizors/uztvērējs ir salabots, var redzēt lodēšanas pēdas :)
Ar labu un pareizu lodēšanu nav nekādu remonta pazīmju. Tikai speciālists varēs saprast, vai ierīce ir vai nav remontēta.

Tagad ir pienācis laiks uzstādīt displeju. Lai to izdarītu, komplektā bija četras M3 skrūves un divi montāžas stabi.
Displejs ir piestiprināts tikai savienotājam pretējā pusē, jo savienotāja pusē to tur pats savienotājs.

Mēs uzstādām statīvus uz galvenās plates, pēc tam uzstādām displeju, un beigās mēs salabojam visu šo konstrukciju, izmantojot divas atlikušās skrūves.
Man patika tas, ka pat caurumi sakrita ar apskaužamu precizitāti un bez regulēšanas vienkārši ieliku un ieskrūvēju skrūves :).

Nu tas tā, var mēģināt.
Es pielieku 5 voltus attiecīgajiem savienotāja kontaktiem un...
Un nekas nenotiek, tikai ieslēdzas fona apgaismojums.
Nebaidieties un nekavējoties meklējiet risinājumu forumos, viss ir kārtībā, tā tam vajadzētu būt.
Mēs atceramies, ka uz tāfeles ir regulēšanas rezistors, un tas tur ir pamatota iemesla dēļ :)
Šis apgriešanas rezistors ir jāizmanto, lai pielāgotu displeja kontrastu, un, tā kā tas sākotnēji bija vidējā pozīcijā, ir pilnīgi dabiski, ka mēs neko neredzējām.
Mēs ņemam skrūvgriezi un pagriežam šo rezistoru, līdz ekrānā iegūstam normālu attēlu.
Pārlieku pagriežot, būs pārmērīgs kontrasts, redzēsim visas pazīstamās vietas uzreiz, un aktīvie segmenti būs tik tikko pamanāmi, šajā gadījumā mēs vienkārši pagriežam rezistoru pretējā virzienā, līdz neaktīvie elementi pazūd gandrīz līdz. nekas.
Var noregulēt tā, lai neaktīvie elementi vispār nebūtu redzami, bet es parasti atstāju tos tik tikko pamanāmus.

Tad es būtu pārgājis uz testēšanu, bet tas tā nebija.
Kad saņēmu dēli, pirmais, ko pamanīju, ka papildus 5 voltiem vajadzēja +12 un -12, t.i. tikai trīs spriegumi. Tikko atcerējos RK86, kur bija jābūt +5, +12 un -5 voltiem, un tie bija jāpavada noteiktā secībā.

Ja nebija problēmu ar 5 voltiem un arī ar +12 voltiem, tad -12 volti kļuva par nelielu problēmu. Man bija jāizveido neliels pagaidu barošanas bloks.
Nu, procesā bija klasika, pa mucas apakšu meklējot, no kā var salikt, izsekojot un taisot dēli.

Tā kā man bija transformators tikai ar vienu tinumu, un es negribēju iežogot impulsu ģeneratoru, es nolēmu montēt barošanas bloku saskaņā ar ķēdi ar divkāršu spriegumu.
Godīgi sakot, tas ir tālu no labākā varianta, jo šādai ķēdei ir diezgan augsts pulsācijas līmenis, un man bija ļoti maza sprieguma rezerve, lai stabilizatori to varētu pilnībā filtrēt.
Augšā ir diagramma, pēc kuras pareizāk to darīt, zemāk tā, pēc kuras es to darīju.
Atšķirība starp tām ir papildu transformatora tinums un divas diodes.

Es arī piegādāju gandrīz nekādu rezervi. Bet tajā pašā laikā tas ir pietiekami normālā tīkla spriegumā.
Es ieteiktu izmantot vismaz 2 VA un vēlams 3-4 VA transformatoru ar diviem 15 voltu tinumiem.
Starp citu, plates patēriņš ir mazs, pie 5 voltiem kopā ar fona apgaismojumu strāva ir tikai 35-38 mA, pie 12 voltiem strāvas patēriņš ir vēl mazāks, bet tas ir atkarīgs no slodzes.

Rezultātā sanāca maza šallīte, izmērā nedaudz lielāka par sērkociņu kastīti, pārsvarā augstumā.

Plātnes izkārtojums no pirmā acu uzmetiena var šķist dīvains, jo bija iespējams pagriezt transformatoru par 180 grādiem un iegūt precīzāku izkārtojumu, ko es arī darīju sākumā.
Bet šajā versijā izrādījās, ka sliedes ar tīkla spriegumu bija bīstami tuvu ierīces galvenajai platei, un es nolēmu nedaudz mainīt vadu. Es neteikšu, ka tas ir lieliski, bet tas ir vismaz drošāks.
Jūs varat noņemt vietu drošinātājam, jo ar izmantoto transformatoru tas nav īpaši nepieciešams, tad tas būs vēl labāk.

Tas izskatās šādi pilns komplekts ierīci. Lai savienotu barošanas bloku ar ierīces plati, es pielodēju nelielu 4x4 kontaktu cieto savienotāju.

Barošanas avota plate ir savienota, izmantojot savienotāju ar galveno plati, un tagad varat pāriet uz ierīces darbības aprakstu un testēšanu. Šajā posmā montāža ir pabeigta.
Varēja, protams, to visu ielikt korpusā, bet man tāda ierīce ir vairāk palīgierīce, jo skatos jau uz sarežģītākiem DDS ģeneratoriem, taču to izmaksas ne vienmēr ir piemērotas iesācējam, tāpēc nolēmu atstāt to kā ir.

Pirms pārbaudes sākšanas es aprakstīšu ierīces vadīklas un iespējas.
Platē ir 5 vadības pogas un atiestatīšanas poga.
Bet attiecībā uz atiestatīšanas pogu es domāju, ka viss ir skaidrs, un pārējo es aprakstīšu sīkāk.
Ir vērts atzīmēt nelielu “atlēcienu”, pārslēdzot labo/kreiso pogu, iespējams, programmatūrai “anti-bounce” ir pārāk īss laiks, tas izpaužas galvenokārt tikai izejas frekvences izvēles režīmā HS režīmā un frekvences regulēšanas solis, citos režīmos problēmas netika pamanītas.
Augšup un lejup vērstās pogas pārslēdz ierīces darbības režīmus.
1. Sinusoidāls
2. Taisnstūrveida
3. Zāģa zobs
4. Reversais zāģa zobs

1. Trīsstūrveida
2. Augstas frekvences izeja (atsevišķs HS savienotājs, DDS izvadei ir dotas citas formas)
3. Trokšņam līdzīgs (ģenerēts, nejauši izvēloties kombinācijas pie DAC izejas)
4. Kardiogrammas signāla emulācija (kā piemērs tam, ka var ģenerēt jebkura veida signālu)

1-2. Jūs varat mainīt frekvenci pie DDS izejas diapazonā no 1 līdz 65535 Hz ar 1 Hz soļiem
3-4. Atsevišķi ir vienums, kas pēc noklusējuma ļauj izvēlēties regulēšanas soli, solis ir 100 Hz.
Darbības frekvenci un režīmus var mainīt tikai režīmā, kad ģenerēšana ir izslēgta. Izmaiņas notiek, izmantojot kreiso/labo pogu.
Ģenerēšana tiek ieslēgta ar START pogu.

Uz tāfeles ir arī divi mainīgi rezistori.
Viens no tiem regulē signāla amplitūdu, otrs - nobīdi.
Es mēģināju oscilogrammās parādīt, kā tas izskatās.
Divi augšējie ir paredzēti izejas signāla līmeņa maiņai, divi apakšējie ir paredzēti nobīdes regulēšanai.

Pārbaudes rezultāti sekos.
Visi signāli (izņemot trokšņainos un HF) tika pārbaudīti četrās frekvencēs:
1. 1000 Hz
2. 5000 Hz
3. 10000Hz
4. 20000Hz.
Augstākās frekvencēs bija liels kritums, tāpēc nav lielas jēgas rādīt šīs oscilogrammas.
Sākumā sinusoidāls signāls.

Zāģa zobs

Reversais zāģa zobs

Trīsstūrveida

Taisnstūrveida ar DDS izeju

Kardiogramma

Taisnstūrveida ar RF izeju
Šeit ir izvēle tikai no četrām frekvencēm, es tās pārbaudīju
1. 1 MHz
2. 2 MHz
3. 4 MHz
4. 8 MHz

Trokšņojošs divos osciloskopa skenēšanas režīmos, lai būtu skaidrāk, kas tas ir.

Pārbaudes parādīja, ka signāliem ir diezgan izkropļota forma, sākot no aptuveni 10 kHz. Sākumā es biju vainīgs vienkāršotajā DAC un pašā sintēzes ieviešanas vienkāršībā, bet es gribēju to pārbaudīt rūpīgāk.
Lai pārbaudītu, es pieslēdzu osciloskopu tieši pie DAC izejas un uzstādīju maksimālo iespējamo sintezatora frekvenci 65535 Hz.
Šeit attēls ir labāks, īpaši ņemot vērā to, ka ģenerators darbojās ar maksimālo frekvenci. Man ir aizdomas, ka tā ir vaina vienkārša ķēde pieaugums, jo signāls pirms operētājsistēmas pastiprinātāja ir manāmi “skaista”.

Nu iesācēja radioamatiera mazā “stendiņa” kopbilde :)

Atsākt.
Pros
Augstas kvalitātes plātņu izgatavošana.
Visas sastāvdaļas bija noliktavā
Montāžas laikā nebija nekādu grūtību.
Lieliska funkcionalitāte

Mīnusi
BNC savienotāji atrodas pārāk tuvu viens otram
Nav aizsardzības HS izvadei.

Mans viedoklis. Var, protams, teikt, ka ierīces īpašības ir ļoti sliktas, taču ir vērts uzskatīt, ka šis ir ļoti sākuma līmeņa DDS ģenerators un nebūtu gluži korekti no tā gaidīt kaut ko vairāk. Mani iepriecināja dēļa kvalitāte, bija prieks montēt, nebija nevienas vietas, kuru vajadzēja “pabeigt”. Ņemot vērā to, ka ierīce ir salikta saskaņā ar diezgan labi zināmu shēmu, ir cerība uz alternatīvu programmaparatūru, kas var palielināt funkcionalitāti. Ņemot vērā visus plusus un mīnusus, varu pilnībā ieteikt šo komplektu kā starta komplektu iesācējiem radioamatieriem.

Fu, šķiet, ka tā arī ir, ja kaut kur saputrojos, rakstiet, izlabošu/pievienošu :)

Prece tika nodrošināta veikala atsauksmes rakstīšanai. Pārskats tika publicēts saskaņā ar Vietnes noteikumu 18. punktu.

Plānoju pirkt +47 Pievienot izlasei Man patika apskats +60 +126

Maksimālā frekvence - 65534 Hz (un līdz 8 MHz HS izeja ar kvadrātviļņu). Un tad es domāju, ka ģenerators ir lielisks uzdevums, kurā FPGA var parādīties tā labākajā gadījumā. Sportiski es nolēmu atkārtot projektu uz FPGA, vienlaikus ievērojot termiņus divu brīvdienu laikā un iegūstot parametrus, kas nav stingri noteikti, bet maksimāli iespējami. Jūs varat uzzināt, kas no tā iznāca zem griezuma.

Nulle diena

Pirms pienāca nedēļas nogale, man bija laiks padomāt par ieviešanu. Lai vienkāršotu savu uzdevumu, es nolēmu izgatavot ģeneratoru nevis kā atsevišķu ierīci ar pogām un LCD ekrāns, bet gan ierīces veidā, kas savienojas ar datoru, izmantojot USB. Šim nolūkam man ir USB2RS232 plate. Plāksnei nav nepieciešami draiveri (CDC), tāpēc es domāju, ka tā darbosies ar Linux (dažiem tas ir svarīgi). Tāpat neslēpšu, ka ar ziņu saņemšanu caur RS232 jau esmu strādājis. Paņemšu gatavus moduļus darbam ar RS232 no opencores.com.

Lai ģenerētu sinusoidālo viļņu signālu, jums būs nepieciešams DAC. Izvēlējos DAC tipu, kā oriģinālajā projektā - R2R 8-bit. Tas ļaus jums darboties augstās frekvencēs, apmēram megahercu kārtībā. Esmu pārliecināts, ka FPGA vajadzētu ar to tikt galā

Es domāju par to, kā uzrakstīt programmu datu pārsūtīšanai caur COM portu. No vienas puses, jūs varat rakstīt Delphi7, jums jau ir pieredze šādas programmas rakstīšanā, turklāt izpildāmā faila izmērs nebūs liels. Mēģināju arī html lapā ieskicēt kaut ko darbam ar Serial java skripta veidā, bet tas vairāk vai mazāk darbojās tikai caur Chrome seriālo API, bet šim ir jāinstalē spraudnis... vispār , par to arī nevar runāt. Izmēģināju PyQt5 kā inovāciju priekš sevis, bet izplatot šādu projektu, jāvelk kaudze bibliotēku. Mēģinot apkopot PyQt projektu exe failā, izrādījās, ka tas pārsniedz 10 MB. Tas ir, nekas nebūs labākas lietotnes, rakstīts C++\Qt5. Ir arī vērts ņemt vērā, ka man nav pieredzes attīstīšanā python, bet man ir pieredze Qt5. Tāpēc izvēle krita uz Qt5. Kopš piektās versijas parādījās modulis darbam ar seriālu, un es jau ar to esmu strādājis. Un lietojumprogrammu, kuras pamatā ir Qt5, var pārsūtīt uz Linux un Mac (dažiem tas ir svarīgi), un no 5.2 versijas programmas, kuru pamatā ir QWidgets, var pat pārsūtīt uz viedtālruni!

Ko vēl vajag? Protams, platei ir FPGA. Man ir divi no tiem (Cyclone iv EP4CE10E22C8N 10 tūkstošiem šūnu un Cyclone ii EP2C5 5 tūkstošiem šūnu). Es izvēlēšos to, kas atrodas kreisajā pusē, tikai ērtāka savienotāja dēļ. Apjoma ziņā projekts nedomā būt liels, tāpēc iederēsies nevienā no abiem. Tie neatšķiras darbības ātrumā. Abām platēm uz borta ir 50 MHz oscilatori, un FPGA iekšpusē ir PLL, ar kuru varu palielināt frekvenci līdz plānotajiem 200 MHz.

Pirmā diena

Sakarā ar to, ka savā sintezatora projektā jau biju uztaisījis DDS moduli, uzreiz paņēmu lodāmuru un sāku lodēt DAC ar rezistoriem. Es paņēmu prototipa dēli. Uzstādīšana tika veikta, izmantojot iesaiņojumu. Vienīgās izmaiņas, kas ietekmēja tehnoloģiju, bija tādas, ka es atteicos no F38N skābes stendu alvošanai par labu TT indikatora plūsmas gēlam. Tehnoloģijas būtība ir vienkārša: es lodēju statīvus iespiedshēmas platē un lodēju uz tiem rezistorus no iespiedshēmas plates puses. Trūkstošos savienojumus veicu griežot. Arī statīvi ir ērti, jo tos varu ievietot tieši FPGA platē.

Diemžēl mājās nebija pieejami 1 un 2 kiloomu rezistori. Nebija laika iet uz veikalu. Man bija jāatsakās no viena no maniem noteikumiem un jānoņem rezistori no vecās nevajadzīgās plāksnes. Tur tika izmantoti 15K un 30K rezistori. Rezultāts ir šāds Frankenšteins:

Pēc projekta izveides ir jāiestata mērķa ierīce: Izvēlnes uzdevumi -> Ierīce

Projektā es iekodēju nevadāmo galveno DDS moduli uz fiksētu frekvenci.

1000 Hz ģeneratora modulis

modulis signāls_ģenerators(clk50M, signāls_out); ievades vads clk50M; vadu izejas signāls_out; vads clk200M; osc osc_200M reg akumulators; piešķirt signāls_out = akumulators; //mēģiniet ģenerēt 1000 Hz //50 000 000 Hz - ārējā ģeneratora takts frekvence //2^32 = 4 294 967 296 - DDS bitu dziļums - 32 biti //dalīt 1000 Hz / 50 000 000 Hz / 6 = 9, 9, 2 vienmēr @ (posedge clk50M) sākuma akumulators<= accumulator + 32"d42949; end endmodule

Pēc tam nospiedu “Sākt kompilāciju”, lai izstrādes vide pajautātu, kādas ievades/izvades līnijas mums ir projekta galvenajā modulī un ar kādiem fiziskajiem PIN kodiem tie ir pieslēgti Pēc kompilācijas mēs varam pieslēgties piešķiriet rindas, kas parādās īstajiem mikroshēmas FPGA PIN kodiem:

Izvēlnes vienums Uzdevumi -> Piespraudes plānotājs

Lūdzu, pagaidām ignorējiet rindas HS_OUT, key0 un key1, tās parādās projektā vēlāk, bet man nebija laika uzņemt ekrānuzņēmumu pašā sākumā.

Principā ailē Location pietiek “reģistrēt” tikai PIN_nn, un atlikušos parametrus (I/O standarts, Current Strench un Slew Rate) var atstāt pēc noklusējuma vai izvēlēties tos pašus, kurus piedāvā noklusējuma (noklusējums), lai nebūtu brīdinājuma "ov.

Kā es varu uzzināt, kurš PIN atbilst savienotāja numuram uz tāfeles?

Savienotāju tapu numuri ir atzīmēti uz tāfeles

Un FPGA tapas, kurām ir pievienoti savienotāja kontakti, ir aprakstītas dokumentācijā, kas tiek piegādāta kopā ar FPGA plati.

Kad tapas ir piešķirtas, es vēlreiz apkopoju projektu un mirgoju ar to caur USB programmētājs Ja jums nav instalēti draiveri USB programmētājs Byte Blaster, pēc tam pasakiet Windows, ka tie atrodas mapē, kurā esat instalējis Quartus. Tad viņa pati to atradīs.

Programmētājs ir jāpievieno JTAG savienotājam. Un programmēšanas izvēlnes vienums ir “Rīki -> Programmētājs” (vai noklikšķiniet uz ikonas rīkjoslā). Poga “Sākt”, priecīgais “Veiksme” un programmaparatūra jau atrodas FPGA un jau darbojas. Vienkārši neizslēdziet FPGA, pretējā gadījumā tas visu aizmirsīs.

Rīki -> Programmētājs

DAC ir pievienots FPGA plates savienotājam. Es pievienoju S1-112A osciloskopu DAC izejai. Rezultātam vajadzētu būt “zāģim”, jo fāzes akumulatora DDS vārda augstākās kārtas daļa tiek izvadīta uz 8 bitu izvadi. Un tas vienmēr palielinās, līdz tas pārplūst.

Apmēram 1,5 stundas un 1000 Hz frekvencei redzu šādu oscilogrammu:

Vēlos atzīmēt, ka “zāģim” ir neliels lūzums vidū. Tas ir saistīts ar faktu, ka rezistoriem ir virkne vērtību.

Vēl viens svarīgs jautājums, kas bija jāprecizē, ir maksimālā iespējamā frekvence, ar kādu darbosies DDS ģenerators. Ar pareizi konfigurētiem TimeQuest parametriem pēc kompilācijas “Kompilācijas atskaitē” var redzēt, ka ķēdes ātrums ir virs 200 MHz ar rezervi. Tas nozīmē, ka es reizināšu ģeneratora frekvenci 50 MHz ar 4, izmantojot PLL, es paaugstināšu DDS fāzes akumulatora vērtību ar frekvenci 200 MHz. Galīgais frekvenču diapazons, ko var iegūt mūsu apstākļos, ir 0 - 100 MHz. Frekvences iestatīšanas precizitāte:

200 000 000 Hz (clk) / 2^32 (DDS) = 0,047 Hz
Tas ir, tas ir labāks par ~ 0,05 Hz. Uzskatu, ka ģeneratoram ar šādu darbības frekvenču diapazonu (0...100 MHz) ir pietiekama herca daļas precizitāte. Ja kādam ir jāpalielina precizitāte, tad šim nolūkam var palielināt DDS bitu dziļumu (neaizmirstiet pārbaudīt TimeQuest Timing Analyzer, vai loģiskās ķēdes darbības ātrums bija CLK = 200 MHz robežās, jo tas ir summators), vai vienkārši. samazināt takts frekvenci, ja nav nepieciešams tik plašs frekvenču diapazons.

TimeQuest laika analizators

Pēc tam, kad ekrānā ieraudzīju vārdu “zāģis”, ģimenes lietas lika man doties uz laukiem (tā bija mana brīvdiena). Tur es pļāvu, gatavoju, grilu un nenojautu par pārsteigumu, kas mani sagaidīja vakarā. Tuvāk vakaram, pirms gulētiešanas, es nolēmu apskatīt signāla formu citām frekvencēm.

Par frekvenci 100 kHz

Par frekvenci 250 kHz

500 kHz frekvencei

1 MHz frekvencei

Otrā diena

Sakarā ar to, ka bija interesanti, kā DAC darbosies uz 100 un 200 omu rezistoriem, es nekavējoties paņēmu lodāmuru. Šoreiz DAC izrādījās precīzāks, un tā uzstādīšana prasīja mazāk laika.

Mēs uzliekam DAC uz FPGA plates un savienojam to ar osciloskopu

Pārbauda 1 MHz — VO! Tā ir pavisam cita lieta!

Redzēja 10 MHz

Redzēja 25 MHz

10 MHz zāģa forma joprojām ir līdzīga pareizajai. Bet pie 25 MHz tas vairs nav "smuki". Tomēr C1-112a joslas platums ir 10 MHz, tāpēc šajā gadījumā iemesls jau var būt osciloskopā.

Principā šo jautājumu ar DAC var uzskatīt par slēgtu. Tagad ņemsim ātrgaitas izejas viļņu formas. Lai to izdarītu, mēs izvadīsim nozīmīgāko bitu uz atsevišķu FPGA PIN. Mēs ņemsim šīs rindas datus no visnozīmīgākā DDS akumulatora bita.

Piešķirt hs_out = akumulators;

Kvadrātvilnis 1 MHz

Kvadrātvilnis 5 MHz

Kvadrātvilnis 25 MHz

50 MHz kvadrātveida vilnis tagad ir gandrīz neredzams

Bet es domāju, ka FPGA izeja ir jānoslogo ar pretestību. Varbūt frontes būtu bijušas stāvākas.

Sinuss tiek veikts saskaņā ar tabulu. Tabulas lielums ir 256 8 bitu vērtības. Varēja paņemt vairāk, bet man jau bija gatavs mif fails. Izmantojot vedni, mēs izveidojam ROM elementu ar sinusa tabulas datiem no mif faila.

ROM izveide - Rīki -> Mega Wizard spraudņu pārvaldnieks

Izvēlieties 1 porta ROM un piešķiriet modulim nosaukumu

Mēs piekrītam

Mēs arī šeit piekrītam

Izmantojot pārlūkošanu, mēs atrodam savu mif failu ar sinusa tabulu

Arī šeit mēs neko nemainām.

Noņemiet atzīmi no moduļa sine_rom_bb.v - tas nav nepieciešams. Nākamais finišs. Quartus lūgs pievienot projektam moduli – piekrītam. Pēc tam moduli var izmantot tāpat kā jebkuru citu Verilog moduli.

DDS akumulatora vārda augšējie 8 biti tiks izmantoti kā ROM adrese, un datu izvade būs sinusa vērtība.

Kods

//sine rom vads sine_out; sine_rom sine1(.clock(clk200M), .address(accumulator), .q(sine_out));

Sinusoidālā viļņa oscilogramma dažādās frekvencēs izskatās... vienādi.

Ja vēlaties, varat apsvērt DAC problēmas, kas saistītas ar rezistoru izplatību:

Nu, tas ir nedēļas nogales beigas. Bet programmatūra vadībai no datora vēl nav uzrakstīta. Esmu spiests atzīt faktu, ka neesmu ievērojis plānotos termiņus.

Trešā diena

Laika ir ļoti maz, tāpēc ierakstām programmu ātrs labojums(pēc labākajām tradīcijām). Dažās vietās, lai samazinātu burtu skaitu un atvieglotu informācijas ievadīšanu no tastatūras, pēc logrīka nosaukuma tiek izmantots notikumu filtrs. Lūdzu, saprotiet un piedodiet.

Interfeiss

Saites ar analogiem

Nav pilnīgs saraksts
Funkcionāls DDS ģenerators. Izveidots, pamatojoties uz AVR. Frekvences 0... 65534 Hz.
Pārskats par DDS ģeneratoru GK101. Izveidots, izmantojot Altera MAX240 FPGA. Frekvences līdz 10 MHz.
Daudzfunkciju ģenerators uz PIC16F870. Frekvenču diapazons: 11 Hz - 60 kHz.
ģeneratori Pievienot tagus

Saistītie raksti