8. Februar 2013
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Die schon seit vielen Jahren erhältlichen DDS-Schaltkreise eignen sich hervorragend zur Erzeugung stabiler Sinus- oder Rechtecksignale in weiten Frequenzbereichen. So ist z.B. der weit verbreitete Typ "AD9850" im Bereich von nahezu Null bis etwa 40 MHz nutzbar. Die Steuerung erfolgt dabei üblicherweise mithilfe von Microcontrollern über einen SPI-Datenbus.
Der Einsatz von DDS-Chips ist besonders einfach umsetzbar, wenn sie gemeinsam mit einem passenden Taktgenerator auf einer kleinen Platine untergebracht sind. Via z.B. EBAY sind entsprechende, aus chinesischer Produktion stammende Boards [Abb.1] schon für wenige Euro erhältlich ( Suchwort: "AD9850" ) .
Abb.1 China-DDS-Board mit AD9850
Nähere Angaben
zu diesen Boards findet man z.B. in [2],[3],[4]. Sie werden mit einer
Versorgungsspannung von 5V betrieben. Wie auch aus
dem Schaltbild Abb.2 ersichtlich, erfolgt die Ausgabe der erzeugten
Sinussignale über ein Tiefpassfilter.
Abb.2 Schaltbild des DDS-Boards
Um
erste Erfahrungen mit dieser Art DDS-Generatoren sammeln zu
können, ging es zuerst einmal nur darum, bestimmte Festfrequenzen
zu erzeugen um damit ggf. Quarzoszillatoren ersetzen zu können.
Aus Gründen der Einfachheit sollte fertig verfügbare
ARDUINO-Hardware ( Typ "UNO" oder kompatible ähnliche Versionen )
benutzt werden, um damit die benötigten Steuerungsvorgänge
auszulösen. Wie auch schon an anderer Stelle beschrieben [1],
benutze ich die genannte Hardwareplattform gern auch in Verbindung mit
Bascom-AVR-Software. So entstand das in den Abbildungen 3 ud 4
dargestellte erste Projekt. Durch Änderung der Frequenzeingaben im
Quellcode konnten auf diese Weise unterschiedlichste Festfrequenzen im
Bereich bis etwa 40 MHz versuchsweise generiert werden.
Abb.3 Frequenzgenerator mit ARDUINO-Board und AD9850-DDS
Minimalkonfiguration zur Erzeugung von Festfrequenzen ( F ca. 0-40MHz )
Abb.4 Das Gleiche noch einmal in einer etwas anderen Darstellung
Der
nächste Schritt bestand nun im Aufbau eines universellen
DDS-Frequenzgenerators mit Up/Down-Tasten und einstellbaren
Schrittweiten, wobei diese zwischen etwa 10Hz und 1 MHz liegen sollten.
Zudem sollte noch die Möglichkeit zur Frequenz-Feinabstimmung
mithilfe eines Drehgebers hinzukommen. Die Abbildungen 5 und 6 zeigen
das entsprechende Projekt. Zur Anwendung kam wiederum das schon weiter
oben genannte ARDUINO-UNO-Board , wobei ein ebenfalls fertig
erhältliches Aufsteck-LED-Shield [siehe auch 1] benutzt wurde, um
damit eine Frequenzanzeige realisieren und die Steuerfunktionen
auslösen zu können. Bei Bedarf war lediglich noch der
erwähnte Drehgeber zusätzlich anzuschliessen.
Abb.5 Frequenzgenerator mit ARDUINO-Board ( hier nicht gezeigt ),
aufsteckbarem LCD-Keypad-Shield und AD9850-DDS;
Steuerung über Tasten und Drehencoder ( optional; hier nicht gezeigt )
Abb.6 Das Gleiche noch einmal in einer etwas anderen, etwas erweiterten Darstellung
Während die
Tasten "S3" und "S4" der Anwahl verschiedener Abstimmschritte ( ca.
10Hz bis 1 MHz ) dienen, erfolgte die eigentliche Frequenzeinstellung
mithilfe der Tasten ""S4" und "S1". Die mit "Select Mode"
bezeichnete Taste "S5" erlaubt neben dem VFO-Betrieb
auch noch den Aufruf von 9 zusätzlichen, derzeit noch im
Programmcode fest abgelegten Festfrequenzen. Eine erweiterte Version,
die es dem Anwender auch ohne BASCOM-Kompilierung ermöglicht, hier
Frequenzen eigener Wahl im EEPROM-Bereich des Prozessors abzulegen, ist
in Vorbereitung.
NACHBAU
Hier herunterladbar sind
1. eine Basisversion der BASCOM-Software. Sie errlaubt das Generieren einer beliebigen Festfrequenz bis etwa 40 MHz und kann mit oder ohne zusätzliches Aufsteck-LCD-Shield betrieben werden und
2. einer erweiterten Version für den Betrieb mit LCD-Keyboard-Shield und Steuermöglichkeiten gem. Abb.6. Nachdem ich allerdings bei Berechnung größerer Rasterschritte an die Grenzen der unter BASCOM erreichbaren mathematischen Genauigkeit stiess, wurde die Firmware in der aktuellen Version 1.5 dahingehend geändert, dass unabhängig vom gewählten Raster, mit einem ggf. angeschlossenen Drehgeber immer nur eine Frequenzfeinabstimmung in 10Hz-Schritten möglich ist.
Die in den Quellcodes enthaltenen BAS-Files können aber entsprechend eigener Wünsche bzw. Frequenzen angepasst und mithilfe von BASCOM-AVR kompiliert werden. Derzeit kann ich allerdings nicht sagen, ob das auch noch mit der kostenlos erhältlichen ( und in ihrem Leistungsumfang begrenzten ) BASCOM-AVR-Testversion möglich ist. Als Ergebnis der Kompilation enthält man in jedem Fall das via ICSP-Verbindung in den ARDUINO-Prozessor zu schreibende jeweilige HEX-File.
1. eine Basisversion der BASCOM-Software. Sie errlaubt das Generieren einer beliebigen Festfrequenz bis etwa 40 MHz und kann mit oder ohne zusätzliches Aufsteck-LCD-Shield betrieben werden und
2. einer erweiterten Version für den Betrieb mit LCD-Keyboard-Shield und Steuermöglichkeiten gem. Abb.6. Nachdem ich allerdings bei Berechnung größerer Rasterschritte an die Grenzen der unter BASCOM erreichbaren mathematischen Genauigkeit stiess, wurde die Firmware in der aktuellen Version 1.5 dahingehend geändert, dass unabhängig vom gewählten Raster, mit einem ggf. angeschlossenen Drehgeber immer nur eine Frequenzfeinabstimmung in 10Hz-Schritten möglich ist.
Die in den Quellcodes enthaltenen BAS-Files können aber entsprechend eigener Wünsche bzw. Frequenzen angepasst und mithilfe von BASCOM-AVR kompiliert werden. Derzeit kann ich allerdings nicht sagen, ob das auch noch mit der kostenlos erhältlichen ( und in ihrem Leistungsumfang begrenzten ) BASCOM-AVR-Testversion möglich ist. Als Ergebnis der Kompilation enthält man in jedem Fall das via ICSP-Verbindung in den ARDUINO-Prozessor zu schreibende jeweilige HEX-File.
LINKLISTE
[1] http://www.kh-gps.de/bascom_arduino.htm
[2] http://www.pongrance.com/DDS-9850.html
[3] http://www.pongrance.com/DDS-9850-exp-manual.pdf
[4] http://www.g4jnt.com/AD9850-Controller.zip
[5] http://ja9ttt.blogspot.de/2012/01/ad985051-dds-control-part2.html
[6] http://www.multiforum.se/afu/viewtopic.php?t=1465&mforum=afu
[7] http://www.mikrocontroller.net/topic/285846
[2] http://www.pongrance.com/DDS-9850.html
[3] http://www.pongrance.com/DDS-9850-exp-manual.pdf
[4] http://www.g4jnt.com/AD9850-Controller.zip
[5] http://ja9ttt.blogspot.de/2012/01/ad985051-dds-control-part2.html
[6] http://www.multiforum.se/afu/viewtopic.php?t=1465&mforum=afu
[7] http://www.mikrocontroller.net/topic/285846
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