На сторінках сайту Радіолоцман , В розділі «Схеми», опубліковано безліч схем DDS генераторів , Від простих, на одному мікроконтролері, до складних на базі ПЛІС з багатими функціональними можливостями. Ми розглянемо ще одну конструкцію такого приладу, функцію DDS синтезу аналогового сигналу в якому виконує спеціалізована мікросхема AD9833 , Виробництва компанії Analog Devices , Що є одним з лідерів в цій області.

Основні характеристики генератора:

• Вихідна частота від 1 Гц до 5 МГц;
• Точність 0.1 Гц;
• Форма вихідного сигналу: прямокутні, трикутні, синус;
• Можливість регулювання шпаруватості імпульсів;
• 5 У ТТЛ вихід;
• Аналоговий вихідний сигнал з розмахом від +15 В до -15 В;
• Можливість підстроювання постійного зміщення в межах від +15 В до -15 В;
• Інтерфейс: двухстрочний ЖК індикатор і 16-кнопкова клавіатура.

Прямий цифровий синтез (DDS) - метод, що дозволяє отримати аналоговий сигнал за рахунок генерації часовій послідовності цифрових відліків і їх подальшого перетворення в аналогову форму за допомогою цифро-аналогового перетворювача. Так як сигнал спочатку синтезується в цифровій формі, такий пристрій може забезпечити швидке переключення частоти, висока роздільна здатність по сітці частот, роботу в широкому діапазоні частот. На сьогоднішньому рівні розвитку схемотехніки DDS синтезатори є дуже компактні мікросхеми з низьким споживанням.

Вибір мікросхеми AD9833 заснований на наступних її переваги:

• низька вартість,
• мале споживання,
• послідовний інтерфейс управління,
• прості команди,
• мінімальна кількість необхідних зовнішніх компонентів,
• висока точність вихідного сигналу.

Розташування висновків мікросхеми AD9833

Як джерело тактових імпульсів для мікросхеми синтезатора необхідно використовувати осцилятор з вбудованим генератором, простий кварцовий резонатор не підходить для використання спільно з мікросхемою. У технічному описі на мікросхему вказано значення тактової частоти 25 МГц, але автор застосував генератор на 50 МГц, при тестуванні пристрою ніяких проблем не було виявлено.

Прилад оснащений ЖК індикатором, клавіатурою для управління і настройки і змінними резисторами для регулювання рівня, зміщення і симетрії. Управління мікросхемою DDS синтезатора і всієї периферією здійснює мікроконтролер Atmel AVR ATmega32 .

Умовно схема DDS генератора розбита на кілька частин: схема харчування, мікроконтролерна частина, модуль DDS на мікросхемі AD9833, вихідна аналогова частина і призначений для користувача інтерфейс.

Схема живлення побудована на інтегральних регуляторах напруги і забезпечує двополярної напруги ± 15 В для вихідний аналогової частини і напруга +5 В для живлення мікроконтролера і периферії.

Мікроконтролер тактується від вбудованого RC осцилятора 8 МГц. Стандартний двухстрочний ЖК індикатор на базі контролера HD44780 підключений до порту C (Port C) мікроконтролера по 4-бітному інтерфейсу. Резистор R1 призначений для регулювання контрастності. До сигнальної лінії PC7 / TOSC2 підключений звуковий випромінювач (буззер), який використовується для звукового оповіщення користувача при перемиканні режимів і налаштування. Потенціометр R2, підключений до каналу ADC0 вбудованого АЦП мікроконтролера, використовується для цифрового регулювання рівня вихідного аналогового сигналу. Регулювання рівня виконана на базі мікросхеми цифрового потенціометра MCP41010 (Див. Схему вихідний аналогової частини), яка управляється мікроконтролером по інтерфейсу SPI.

Схема микроконтроллерной частини DDS генератора

Натисніть для збільшення

Управління мікросхемою DDS синтезатора здійснюється по лініях мікроконтролера PD0 (DDSDATA), PD1 (DDSFSYNC), PD2 (DDSCLK). Мікросхема DDS, осцилятор і кілька пасивних компонентів обв'язки конструктивно складають окремий модуль, що дозволить використовувати його в інших конструкціях або в експериментах.

Схема DDS модуля генератора на мікросхемі AD9833

Натисніть для збільшення

До аналогової вихідний частини генератора пред'являються особливі вимоги, тому що не так просто посилити сигнал з амплітудою 400 мВ до рівня ± 15 В, з вихідним струмом 300 мА на частоті 5 МГц. Тому був застосований надшвидкодіючих операційний підсилювач LM7171 зі зворотним зв'язком по напрузі і схема двотактного транзисторного підсилювача потужності. Блокувальні конденсатори по харчуванню операційних підсилювачів на друкованій платі повинні бути розташовані якомога ближче до мікросхем.

Крім того, в залежності від форми генерується сигналу (прямокутні імпульси або синусоїда) включаються різні схеми попереднього посилення і нормалізації сигналу. Перемикання цих схем виконано на реле, яке управляється мікроконтролером, в залежності від режиму роботи генератора (транзистори Q6 і Q7).

На виведення мікроконтролера PD7 генеруються прямокутні імпульси, які надходять через буфер на мікросхемі 74HC14 на ТТЛ вихід генератора.

Схема вихідний аналогової частини DDS генератора

Натисніть для збільшення

ТТЛ вихід генератора

Натисніть для збільшення

Модуль готової матричноїклавіатури з організацією 4 × 4 підключається до порту B (Port B). Рядки матриці клавіатури підключені до ліній порту PB0-PB3, стовпці - підключені до ліній PB4-PB7.

завантаження

Вихідний код і прошивка мікроконтролера - завантажити

microsyl.com