Projekty AVT
Generator DDS
G
e
n
e
r
a
t
o
r
D
D
S
Generator DDS
G
e
n
e
r
a
t
o
r
D
D
S
Prezentowane urządzenie umożliwia genero- Doda t kowo
wanie napięcia sinusoidalnie zmiennego układ wyposażony
o zmienianej w bardzo szerokim zakresie jest w wewnętrzny
częstotliwości 1Hz 75MHz. Umożliwia także 6-krotny powielacz
generowanie większych częstotliwości do częstotliwości tak-
170MHz, ale z większymi zniekształceniami. tującej, szybki kom-
Zbudowano je na układzie DDS  AD9851. parator, który może
Dzięki zastosowaniu cyfrowej syntezy sygna- służyć do genero-
łu wyjściowego uzyskano zarówno bardzo wania przebiegu
dużą stabilność generowanej częstotliwości prostokątnego.
(taka jak stabilność zastosowanego generatora Układ może być
kwarcowego), jak również szeroki zakres programowany w
przestrajania. Układ sterowany jest za pośred- trybie równoległym
nictwem portu LPT komputera PC. Umożli- i szeregowym. Wymaga on 40
wia to łatwe programowanie AD9851, ponie- bitów danych programujących.
waż ten układ można programować w trybie Szczegóły dotyczące zastosowań,
zarówno szeregowym, jak i równoległym programowania i opisu wyprowa-
8-bitowym. Do ustawiania parametrów syg- dzeń można znalez
ć na stronie pro-
nału wyjściowego (częstotliwość wyjściowa ducenta www.analog.com. Rys. 1 Schemat ideowy
i faza) służy napisane w Delphi oprogramowa- Na rysunkach 1 i 2 przedstawiono sche-
nie (można je ściągnąć z Elportalu). Układ maty układu. Jak widać, jest on prosty, Układ składa się z przejściówki, do której
może służyć jako uniwersalny generator m.cz. i a mimo to ma znakomite parametry. Główną montowany jest AD9851 i niektóre elementy
w.cz., a dzięki dodatkowym funkcjom oprogra- rolę odgrywa układ IC1  AD9851. Do jego schematu aplikacyjnego, oraz płytki, na której
mowania umożliwia wykonanie wielu pomia- poprawnej pracy wymagane jest napięcie 5V montowana jest pozostała część elementów.
rów, np. pasma przenoszenia sprzętu audio itp. (pobierane ze złącza USB komputera). Układ Zastosowanie przejściówki zapewnia wygodę
taktowany jest generatorem kwarcowym w lutowaniu AD9851.
Opis układu QG1. Od częstotliwości tego generatora zale- Schemat przejściówki przedstawia rysu-
Główny bohater projektu  układ AD9851 ży górna częstotliwość wyjściowa układu. Dla nek 1. Kondensatory C1 i C2 filtrują napięcie
 to scalony generator sinusoidalny, wykorzy- AD9851 częstotliwość generatora nie powin- zasilające układ AD9851, a dzięki zamonto-
stujący do generowania przebiegu wyjściowe- na być większa niż 30MHz (z włączonym waniu ich na płytce przejściówki znacznie
go technikę DDS  Direct Digital Synthesis powielaczem częstotliwości). Aby uzyskać na skrócono długość połączeń pomiędzy pinami
(bezpośrednia cyfrowa synteza). wyjściu częstotliwości rzędu dziesiątek MHz, zasilania i kondensatorami filtrującymi.
nie jest wymagane stosowanie genera- Rezystory R1, R2, R3 służą do dopasowania
Podstawowe parametry układu
torów kwarcowym o dużych częstotli- impedancyjnego wyjść układu. R1 powinien
Maksymalna częstotliwość taktująca układ: 180MHz
wościach wyjściowych. AD9851 mieć wartość 25&!, ale przy 27&! układ pracu-
Rozdzielczość wyjściowego przetwornika D/A: 10bit
wyposażony jest w wewnętrzny po- je poprawnie. R1 i R2 to rezystory SMD
Napięcie zasilania: 2,7V-5,25V
wielacz częstotliwości, który 6-krot-  można dać jeden 50&!.
Maksymalny pobór prądu: 130mA
nie zwiększa częstotliwość taktowa- Na rysunku 2 przedstawiono schemat
Miniaturowa obudowa SSOP28
nia układu. drugiej części układu, odpowiedzialnej za
Elektronika dla Wszystkich
13
Projekty AVT
połączenie z PC. Gniazdo X1 służy do
połączenia układu z portem LPT. Rezysto-
ry R1-R11 chroniÄ… port LPT przed uszko-
dzeniem podczas jakiegoś błędu w monta-
żu. Elementy R13 i R12 pozwalają regulo-
wać amplitudę napięcia wyjściowego.
Regulacja jest dość prosta i służy jedynie
do zgrubnego ustawienia napięcia wyjścio-
wego. Elementy R14, C7 pozwalajÄ… na
realizację modulacji amplitudy. Składowa
zmienna podawana na złącze JP4 powodu-
je zmiany napięcia wyjściowego w takt
sygnału podawanego z zewnątrz. Elementy
L1, L2, C4, C5 tworzÄ… filtr dolnoprzepus-
towy tłumiący wyższe harmoniczne gene-
rowane przez AD9851. Bez tych elemen-
tów układ potrafił zakłócać odbiór TV. Ele-
menty C6 i złącze oznaczone jako DC/AC
pozwalają na pracę ze składową stałą
(zwarte piny złącza) lub bez składowej sta-
łej (piny rozwarte). Należy pamiętać, że
przy pracy AC i obciążeniu wyjścia układu
małą impedancją kondensator C6 i impe-
dancja obciążenia będą tworzyć filtr gór-
noprzepustowy, ograniczajÄ…cy amplitudÄ™
sygnału dla najniższych częstotliwości.
Elementy C1, C2, C3 filtrują napięcie zasi-
lajÄ…ce.
Programowanie AD9851
AD9851 może być programowany w trybie
szeregowym i równoległym. W modelu
wykorzystano programowanie równoległe.
Układ wymaga 40 bitów danych, które
określają częstotliwość wyjściową (32
bity), fazę sygnału (5 bitów) oraz rodzaj
pracy układu (3 bity).
Ramka danych wygląda następująco Rys. 2 Schemat ideowy
(zaczerpnięta z noty katalogowej dostępnej na
www.analog.com): Montaż i uruchomienie
Układ można zmontować na płytkach przed-
stawionych na rysunkach 3 i 4. PÅ‚ytki zosta-
Å‚y zaprojektowane w programie Eagle. Mon-
taż większej płytki jest klasyczny  lutujemy
elementy od najmniejszych do największych,
kończąc na gniez
dzie LPT. Jako zasilanie naj-
lepiej zastosować 5V, linia zasilająca dostęp-
na jest na wyjściu portu USB. Montaż przej-
Częstotliwość wyjściową określa wzór: nie AD9851 wynosi 120MHz (generator ściówki jest znacznie trudniejszy, a to ze
Data x CLK kwarcowy 20MHz, włączony powielacz). względu na niewielkie wymiary AD9851.
Fout =
232 Dane sterujące powinny zatem wyglądać Płytkę przed przylutowaniem układu należy
gdzie: następująco: dobrze oczyścić, a następnie pokryć pola
Data  dziesiętna wartość bitów sterujących W1 = 01000001 lutownicze układu AD9851 kalafonią. Kolej-
częstotliwością, W2 = 00000000 nym krokiem jest ocynowanie wszystkich pól
CLK  częstotliwość taktowania AD9851. W3 = 11111000 lutowniczych układu. Kalafonii powinno być
Fazę ustawia się z krokiem 11,25 stopnia. W4 = 01111001 tyle, aby po ocynowaniu została jej jeszcze
5 bitów pozwala na ustawienie fazy w zakre- W5 = 10110100 niewielka ilość  zapobiegnie ona powstaniu
sie 0 348,75°. Dane wprowadzane sÄ… synchroniczne  zimnych lutów podczas montażu AD9851.
Fazę wyjściową określa wzór: z zegarem taktującym, który generowany jest Następnie ustawiamy układ na polach lutow-
Õ = Data x 11,25 na porcie LPT przez program sterujÄ…cy. Usta- niczych i lutujemy skrajne wyprowadzenia,
gdzie: wienie nowej częstotliwości następuje pod- dociskając piny układu do pól lutowniczych
Data  dziesiętna wartość bitów sterujących czas dodatniego impulsu na końcówce 8 pokrytych cyną  nie stosujemy już dodatko-
fazą. oznaczonej jako FQ_UD. Więcej na temat wej cyny. Podobnie dociskamy wszystkie
Przykład: chcemy uzyskać częstotliwość programowania układu można znalez
ć pozostałe piny. Poprawność przylutowania
wyjÅ›ciowÄ… 455kHz i fazÄ™ 90°, jeżeli taktowa- w nocie katalogowej AD9851. ukÅ‚adu można sprawdzić omomierzem (zwar-
Elektronika dla Wszystkich
14
cie między pinem AD9851 a wyprowadze- generator kwarcowy o częstotliwości
niem przejściówki). Podczas montażu przyda 28,322MHz. Można zastosować dowolny
się pęseta, lupa oraz odsysacz cyny. Jeżeli inny generator o znanej częstotliwości, nie-
układ jest przylutowany poprawnie, to można przekraczającej 30MHz. Następnie w progra-
przystąpić do montażu pozostałych elemen- mie sterującym należy wprowadzić częstotli-
tów przejściówki. Przejściówkę można przy- wość generatora kwarcowego.
lutować do drugiej płytki za pomocą goldpi- Jeśli układ został zmontowany poprawnie,
nów, ale lepszym rozwiązaniem będzie to można przystąpić do uruchomienia. W tym
wykonanie połącze- celu należy połączyć go z komputerem PC za
nia za pomocą połó- pomocą przewodu LPT oraz wpiąć do gniaz-
wek podstawki da USB wtyk zasilający układu. I tu mała
DIP28, które należy uwaga: wszelkie regulacje w układzie, jak
przylutować od stro- również podłączanie do komputera PC, nale-
ny elementów do ży wykonać przy wyłączonym zasilaniu
płytki przejściówki. PC-ta i układu, aby nie uszkodzić portu LPT.
Można wtedy, w razie Układ potrafi się czasem zresetować, jeśli
uszkodzenia, łatwo np. reguluje się amplitudę metalowym śru-
wymienić przej- bokrętem lub podłącza z
ródło sygnału do
ściówkę. Cewki L1 modulacji AM, dlatego podczas podłączania
i L2 należy wykonać i wszelkich regulacji warto układ wyłączyć.
samemu. Obie cewki Jeśli został on już podłączony, można uru-
Rys. 3 Schemat nawinięto na średnicy chomić na pececie program sterujący.
montażowy 6mm drutem DNE W okienku konfiguracyjnym wybieramy typ
0,6mm. L1 ma 3 zwo- układu, czyli AD9851, oraz wpisujemy częs-
Rys. 4 Schemat je a L2  4 zwoje. W totliwość zastosowanego generatora kwarco-
montażowy modelu zastosowano wego  od tego zależy, czy częstotliwość
wyjściowa układu będzie odpowiadała
temu, co wpisaliśmy w programie. Jeśli
wszystko działa poprawnie, to genera-
tor jest gotowy do pracy.
Bufor wyjściowy
Generator można wyposażyć w bufor
wyjściowy  wzmocni on sygnał oraz
zapobiegnie uszkodzeniu generatora
w wyniku np. podania na wyjście
znacznego napięcia. Układ jest dość
prosty i jego parametry powinny wy-
starczyć w większości przypadków.
Bardziej zaawansowani Czytelnicy mo-
gą wykonać lepszy bufor np. na tranzy-
storach w.cz.
CiÄ…g dalszy na stronie 19.
Rys. 5 Schemat ideowy bufora
Elektronika dla Wszystkich
15
R
E
K
L
A
M
A