Teil2:
Frequenzgenerator für nahezu beliebige Frequenzen im Bereich
von 35-4400 MHz mit neuem ADF4351-Board
Bei Bedarf auch mit Ausgabe von CW-Sequenzen für z.B. den
Bakenbetrieb
In Bearbeitung
Stand: 21.
September 2019
![](uk.gif)
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NEU siehe
auch:
ADF4351-Frequenzgenerator gesteuert von ATTINY
http://www.kh-gps.de/adf_tiny.htm
Bereits in [1] hatte
ich mich ausführlich mit den preiswert aus China
erhältlichen ADF4350/ADF4351-Boards beschäftigt. Hier gibt es
nun inzwischen eine neue Version ( Abb.1 ) mit etwas geringeren
äußeren Abmessungen und nun tatsächlich auch einem
ADF4351, so dass jetzt auf jeden Fall auch
Ausgangsfrequenzen ab 35 MHz aufwärts möglich sind.
Abb.1 Musteraufbau des
Frequenzgenerators mit ADF4351-EVAL-Board und ARDUINO Pro-Mini
Hinsichtlich seiner
Steuerung unterscheidet sich dieses Board ansonsten kaum von der
Vorgängerversion. Es ist lediglich zu beachten, dass es sich bei
dem verbauten Steuerquarz um einen solchen für die Frequenz 25 MHz
handelt. Anstelle seiner Verwendung kann bei Bedarf aber auch wieder
ein externer Takt über den MCLK-Eingang zugeführt werden.
Das Board besitzt zwei Anschlüsse für die Ausgangssignale,
wobei ich bisher nur den Ausgang "OUT-" verwendet habe. Auffällig
war dabei allerdings, dass an dieser Stelle nicht der gemäß
Datenblatt und Konfigurationseinstellungen zu erwartende max.
Ausgangspegel von +5dbm messbar war,
sondern lediglich ein Pegel von +1dBm festgestellt wurde. Mithilfe
weiterer Exemplare des Boards wird deshalb noch festzustellen sein, ob
es sich hierbei nur um das Ergebnis eines Ausreissers
handelt.
Das Board besitzt einen eigenen Spannungsregler für den
Eingangswerte im Bereich von etwa 5-9V angegeben werden. Die
gemessene Stromaufnahme lag bei ca. 130mA.
Abb.2 Elektrisches Schaltbild
zum ADF4351-Board
Die Zusammenschaltung
von ADF4351- und Mikrocontrollerboard ist nahezu identisch zur
Vorgängerversion. Interessant sind aber einige neue Funktionen,
die sich auch nach "Entdeckung" einer Homepageseite von PA3FYM [2]
ergaben. Dort beschreibt er die Verwendung der ADF4351 mit
zusätzlicher CW-Tastung. Seinen Quellcode habe ich als Basis
für eigene Erweiterungen genommen. So wurde die Eingabe der zur
Erzeugung unterschiedlicher Ausgangsfrequenzen anzugebenden
Registerinhalte ( siehe dazu auch weiter unten und in [1] ) vereinfacht
und erweitert, so dass jetzt eine Auswahl zwischen 4 Frequenzen
via Schalter möglich ist. Weiterhin wurde die CW-Tastung schaltbar
gemacht, so dass sich bei Bedarf auch nur ein Dauerträger ausgeben
lässt.
Die Inhalte der CW-Kennungssequenzen sind frei wählbar, erfordern
aber ein wenig Beschäftigung mit der gewählten
Festlegungsmethode. Im Quellcode habe ich hierzu einige
Erläuterungen eingefügt.
Mit ihrer Hilfe sollten sich leicht auch Kennungsinhalte eigener Wahl
zusammenstellen und in den Code integrieren lassen.
Abb.3 Steuerung des ADF4351-Boards
mithilfe eines ARDUINO-Mikrocontrollers
Die Schaltfunktionen sind in Abb.3
nicht eingezeichnet, aber aus folgender Tabelle ersichtlich:
|
Port
#2
|
Port
#3
|
Port
#4
|
Frq.-Ch.1
|
-----
|
HIGH |
HIGH |
Frq.-Ch.2
|
-----
|
LOW |
HIGH |
Frq.-Ch.3
|
-----
|
HIGH |
LOW |
Frq.-Ch.4
|
-----
|
LOW |
LOW |
CW
"ON"
|
HIGH |
-----
|
-----
|
CW
"OFF"
|
LOW |
-----
|
-----
|
"HIGH"= offener und "LOW"=
geschlossener Schalter
Zur Festlegung der
gewünschten Ausgangsfrequenzen und einiger sonstiger Parameter
sind sechs Register der ADF4351 entsprechend zu beschreiben. Dazu sind
sie als Hexwerte im Programmcode abzulegen. Ein Beispielsketch kann
hier
heruntergeladen werden. Es gestattet den Aufruf der folgenden vier
Frequenzen; 144.975 MHz; 432.975MHz; 1296.975MHz und 2320.975MHz, wobei
sich diese selbstverständlich durch Werte eigener Wahl ersetzen
lassen. Ein von Firma ANALOG DEVICES bereitgestelltes WINDOWS-Tool
hilft bei der Ermittlung der
benötigten Registerinhalte ( siehe auch Abb.4 ). Etwas
ausführlicher hatte ich dazu auch schon in [1] geschrieben.
Abb.4 Ermittlung der im
Programmcode einzusetzenden Registerinhalte mithilfe eines
Windows-Tools von ANALOG DEVICES
( Hier am Beispiel für die
Ausgangsfrequenz: 1296.850 MHz )
Die
Ausgangsleistungen der ADF4351 liegt gemäß Datenblatt bei
max. +5dBm. Wie schon weiter oben erwähnt, wurden in der Praxis
allerdings nur max. +1dBm gemessen. Wenn nicht ausreichend, bietet sich
das Nachschalten eines Verstärkers gem. Abb.5 an. Aus China
für wenige Euro erhältlich, erlauben sie auf einfache Weise
eine Pegelanhebung um zusätzliche etwa 20dB. Nachgeschaltet einem
ADF4351-Board, konnten von mir in einem weiten Frequenzbereich
Ausgangspegel um +19dBm gemessen werden. Die Versorgungsspannung
beträgt 5V bei einer Stromaufnahme um 80mA.
Abb.5 möglicher
RF-Verstärker zur Anhebung von Eingangspegeln um 0dBm auf
Ausgangswerte um ca. +20dBm (
100mW )
Nachbauten
und weitere Erkenntnisse nach DH1VY u.a.
Abb.6a,b
Bakennachbau von DH1VY ( auf dem Bild mit der Unteransicht ist auch das
externe Referenzboard von DF9NP erkennbar )
Mit diesem Projekt intensiv beschäftigt hat sich auch OM
Hans-Peter, DH1VY. Bei der von mir bereitgestellten Softwareversion hat
er auch noch kleinere Fehler hinsichtlich der Pulsfolgen für
gewünschte CW-Signale und auch in der Pausenzeit entdeckt und bei
seiner Firmwareversion entsprechend korrigiert. Gemeinsam haben wir dann auch noch eine
8-Kanalversion [4] realisiert. Bei ihrer Verwendung lassen sich jetzt
auch Ausgangssignale schaltbar auf beispielsweise allen
Amateurbändern von 6m bis 9cm realisieren.
Weiterhin hat sich OM Hans-Peter auch mit einer Verbesserung der
Frequenzgenauigkeit und -stabilität der ADF4351-Bakenbausteine
befasst. Anstelle der im Originalzustand verwendeten internen 25
MHz-Quarzoszillatoren lässt sich nach wenigen
Lötvorgängen auch eine Umrüstung auf Betrieb mit
externen Referenzquellen realisieren. Hierbei verwendet OM Hans-Peter
eine von Dieter, DF9NP [5] günstig erhältliche "High
Precision and Stable 10 MHz Clock Source", was allerdings zur Folge
hat, dass aufgrund der gegenüber dem Ursprungszustand abweichenden
Referenzfrequenz jetzt auch alle im Quellcode einzutragenden
Registerinhalte entsprechend neu zu kalkulieren sind.
NEU: WICHTIGE TIPPS
Vereinzelt
wurde festgestellt, dass mit den ADF4351-Baugruppen aus China
aufgebaute Frequenzgeneratoren partout nicht zu bewegen waren, in den
Lock-Zustand zu gehen. Ein OM berichtete mir, dass er sein Problem
dadurch lösen konnte, indem er einen zusätzlichen
Pullup-Widerstand ( z.B. 10-KOhm ) von Pin8 der
Chinaboard-Anschlussleiste ( CE-Signal ) gegen Pin9 (
DVDD-Betriebsspannung ) einfügte. Nachdem das vorliegende
Schaltbild jedoch bereits einen entsprechenden auf dem Board
befindlichen Widerstand verzeichnet, konnte ich das zuerst nur schwer
glauben, musste mich aber überzeugen lassen, dass es offenbar
Boardversionen zu geben scheint, bei denen nur ein extern
zugefügter Widerstand das zu Beginn genannte Problem lösen
konnte.
Wer zur Kalkulation der in die Register der ADF4351 abzulegenden Daten
das dazu von ANALOG DEVICES verfügbare PC-Tool benutzt, der sollte
bei Eingabe gewünschter Ausgangsfrequenzen beachten, dass
eventuelle Nachkommastellen abgetrennt durch KOMMA und nicht durch
PUNKT einzugeben sind. Punkteingaben werden offenbar ignoriert und
führen dabei zu falschen Registerwerten. Oftmals ergeben sich
daraus Betriebsfrequenzen, die bereits ausserhalb des Lockbereiches
liegen. Ursächlich ist vermutlich der bei uns in DL benutzte, von
der US-Originalversion abweichende Tastaturcode.
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