Функциональный генератор на базе DDS AD9953 (AD9954)
Лицензионное соглашение
Вся информация представленная на этой странице -
предназначена для свободного, не коммерческого использования.
При копировании ссылка на источник информации обязательна.
Рис.1
1. Введение
Генератор FG-07 предназначен для генерации непрерывного синусоидального сигнала и пачки состоящей из заданного количества периодов. В режиме пачки синхронизация возможна как от внутреннего, так и от внешнего синхроимпульса.
Идея интерфейса взаимствованна из генератора СГ-301, разработанного Владом Зверковым.
2. Технические характеристики генератора
· Частота генерируемого сигнала 1 Гц…30 МГц
· Амплитуда выходного сигнала 2 мВ…2 В
· Выходной ток до 50 мА
· Опорная частота DDS 18,432 * 20 = 368,64 МГц
· Относительная нестабильность частоты определяется кварцевым резонатором
· Напряжение питания 13…20 В
· Потребляемая без нагрузки мощность не более 2 Вт
· Габаритные размеры платы генератора 84x59x30 мм
3. Описание интерфейса управления
Рис.2
Структура меню генератора FG-07 приведена на Рис. 2.
Навигация по меню и изменение параметров осуществляется двумя енкодерами и одной кнопкой. Кнопка (Рис. 1) предназначена для перехода из меню генератора в главное меню, для удобства оперативной работы с архивом. Верхний енкодер предназначен для выбора редактируемого параметра (например в меню генератор синуса – это 3 параметра
· Режим работы (на фото он выделен как активный)
· Частота синуса (Fs = 01 000.000 kHz т.е. 1 МГц)
· Амплитуда в относительных единицах ( A = 10000), в этой же строке серым цветом выведена амплитуда пересчитанная от опорного уровня в dB. Опорный уровень амплитуды фиксируется при нажатии на верхний енкодер.
Изменение параметра осуществляется нижним енкодером . Вращение в нажатом состоянии меняет редактируемый разряд.
Редактируемые параметры прорисованы синим, а информационные серым цветом и приведены в Таблица 1.
Примечание: вид картинки экрана зависит от момента фотографирования (по отношению к развертке дисплея).
Проект выполнен в среде IAR Embedded Workbench for ARM v5.10, Evaluation version.
Таблица 1
|
|
Пределы регулирования |
Генератор пачки с внешней синхронизацией |
Генератор пачки с внутренней синхронизацией |
Генератор синуса |
Свопирование свнутренней синхронизацией |
Полярность синхроимпульсов |
положительный/ отрицательный |
+ |
+ |
- |
+ |
|
Период следования |
10 мкс…999 мс |
- |
+ |
- |
+ |
|
Задержка от начала |
1 мкс…99 мс |
+ |
+ |
- |
- |
|
Длинна пачки |
0,1…99 период |
+ |
+ |
- |
- |
| Частота конца свопирования | 1 Гц…30 МГц |
- |
- |
- |
+ |
|
Частота (частота начала свопирования) |
1 Гц…30 МГц |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
Амплитуда |
2 мВ…2 В |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
Амплитуда в dB* |
60 dB |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
Частота входных синхроимпульсов* |
1…65534 Гц (v0.0) 1 Гц...100 МГц (с v0.2) |
+ |
- |
- |
- |
Примечание: * - параметр не регулируется – доступен только на отображение.
+ - параметр высвечивается
- - параметр не высвечивается
.
Примеры о сциллограмм в различных режимах
4. Описание схемы принципиальной
Рис. 3
Структурная схема FG-07 приведена на Рис. 3.
Принципиальная схема в формате OrCAD (первоначальная версия).
Ниже лежит документация доработанная по результатам запуска макетного образца.
Надо сказать, что плата доработана, но не проверялась.
Принципиальная схема в формате OrCAD v1
Gerber файлы платы v1 (включая сборочный чертеж)
В формате JPG (первоначальная версия):
Источник питания построен на базе ранее наработанных решений и вырабатывает напряжения: +5, -5, +12, +3.3, +1.8 В.
Процессор AT91SAM7S64 выбран как наиболее предпочтительный, имеющий на “борту” интегрированный USB. Частота процессора, она же и опорная частота всего прибора 18,432 МГц, для обеспечения начальной прошивки через USB.
Дисплей от мобильного телефона Siemens SХ65 (на самом деле сюда подходит от CX65/CX70/CX70v/CXI70/CXT65/CXT70/CXV65/CXV70/M65/SX65/SK65/S65/SP65), был выбран исходя из того, что имеет SPI интерфейс, при этом TFT 216 цветов и оптимальные размеры.
USB предназначено для начальной прошивки прибора и организации удаленного управления от host USB.
PLD ЕРМ570Т100 ( Исходный код v0.0 (Quartus II 6.0)) предназначена для реализации следующих функции:
· конвертор уровней из 3.3 в 1.8 В и наоборот, для связи процессора и DDS;
· в режиме пачки - генератор периода следования, задержки и длительности пачки;
· частотомер входных синхроимпульсов;
· индикация на выделенный светодиод наличия синхронизации;
· контроллер клавиатуры.
Исходный код v0.2 (Quartus II 6.0) изменения:
"по просьбам трудящихся" мах входная частота частотомера увеличена до 100 МГц.
Исходный код v0.4 (Quartus II 6.0) изменения:
доработки для режима "качание частоты (свопирование)" и управление изменением полярности синхроимпульсов.
DDS AD9953 в дальнейшем должен быть заменен на AD9954, с последующей реализацией режима свопирования по частоте (с учетом полной совместимости pin to pin).
С версии 0.4 все относится к генератору с установленной DDS AD9954.
5. Не реализованные функции
Архив (добавлено в v 0.2)
Удаленное управление
6. Замеченные недостатки
6.1. Наблюдается смещение нулевой линии ~ 1мВ, что особенно неприятно на малых уровнях сигнала.
6.2. На выходе усилителя наблюдается подъем амплитуды в диапазоне от 6 до 40 МГц по уровню до 6 dB. На выходе DDS амплитуда постоянна.
6.3. При формировании пачки на частотах от 6 МГц и выше наблюдается искажение первой полуволны и появление “звона” после окончания импульса. На выходе DDS “звон” и искажение первой полуволны появляются на частотах > 20 МГц (визуальные наблюдения на экране осциллографа Rigol DS1102C – www.rigol.com ).
7. Ссылки на источники информации
1. IAR Embedded Workbench for ARM v5.10, Evaluation version (32K max) http://supp.iar.com/Download/SW/?item=EWARM-EVAL
2. Описание работы с дисплеем СХ-65
http://www.superkranz.de/christian/S65_Display/DisplayReengineering.html
http://electronix.ru/forum/lofiversion/index.php/t16563-350.html
3. Запчасти к мобильникам http://www.siriust.ru
8. Конструкция
Конструкция генератора выполненная Владимиром Рябовым.
Внешний вид представлени на фото.
9. Вопросы - Ответы
1. Сергей 03.09.2008
Несколько дней бьюсь, не могу реализовать режим Direct Switch на AD9954.
То что у меня получилось - выложил здесь.
Все делал по Data Sheet AD9954, DETAILED PROGRAMMING EXAMPLES - RAM MODE
Александр Покладов
Последнее изменение 12.10.2008
