Конструкция выходного дня - DDS синтезатор на AD9851.
Сергей, RW9UAO
Что пишет Analog Devices о своей довольно старой микросхеме: AD9851 - высоко интегральное устройство, которое использует продвинутую DDS технологию, объединив встроенный высокоскоростной, высокопроизводительный ЦАП и компаратор для формирования функций синтезатора частоты и тактового генератора управляемого цифровыми методами. Если генератор опорных импульсов достаточно точен, AD9851 генерирует синусоидальную волну стабильной частоты с программируемой фазой. Эта синусоида может использоваться непосредственно как источник частоты или внутренне превращаться в прямоугольную волну для использования в качестве генератора. Новаторское AD9851 высокоскоростное DDS ядро управляется 32-bit словом установки частоты, что приводит к выходному разрешению в 40 милли Герц при 180 MHz опорном генераторе. AD9851 содержит уникальную схему умножения на 6, что приводит к ненужности высокочастотных опорных генераторов. Умножитель 6X PLL имеет минимальный SFDR и фазовый шум. Устройство содержит 5-bits управляемый фазовый модулятор, который сдвигает фазу с инкрементом 180°, 90°, 45°, 22.5°, 11.25°, и любыми их комбинациями.
Особо любопытных прошу читать AD9851_c.pdf вместе со всеми графиками.
Через полгода после заказа, наконец, держу долгожданные чипы в руках, однако начитавшись статей уважаемых авторов (например, UT2FW) типа "Синтезатор частот на основе DDS AD9850", "Мини DDS VFO", "Мои "лабораторные работы" по синтезу на AD9850, AD9851", а особенно узрев выводы, что:
"Они выдают сигнал с недостаточно чистым спектром. В аппаратуре для КВ диапазона их применение ограничено. Хотя если применить хорошую экранировку самого синтезатора и установить полосовые фильтры для выходного сигнала, то можно добиться весьма приемлемых результатов. Но этот путь пригоден только на узких любительских диапазонах, если требуется более широкое перекрытие, то применение полосовых фильтров становится проблематичным."
"При вращении ручки валкодера в ту или другую сторону первые радостные чувства стали постепенно заменяться мыслью о напрасно потраченных деньгах на приобретение этих МС и невосполнимо потерянном времени."
"Проведённая работа позволяет говорить о невозможности применения микросхем прямого цифрового синтеза AD9850, AD9851 в трансивере с чувствительностью 0,3мкв без ухудшения его характеристик"
...совсем упал духом. Ну что ж, раз они такие шумные, больших результатов добиваться не будем. Тем более что в моем трансивере стоит самодельный 4-х кристальный кварцевый фильтр с подавлением вне полосы пропускания 40 дб. Будем делать упор на сервис, точность, стабильность и скорость изготовления (к слову сказать, DDS - 35$, процессор - 8$, ЖКИ - 8$)
Итак, схему берем стандартную из фирменного даташита.
В схему внесены некоторые изменения: буферные микросхемы - К1533ИР37, R5 - 27 Ом, R4 - 75 Ом. Опорный генератор 25 МГц (от 286 материнки). AD рекомендует использовать 4-х слойную печатную плату. Ага, понятно. Заказываем товарищу однослойную печатную плату, смотрим как он ругается и портит домашнюю обстановку. Решено использовать навесной монтаж проводом ПЭВ 0,15 мм на куске фольгированного стеклотекстолита в корпусе от СКД24. Микросхемы приклеиваем вверх выводами. Пока делал перематерил всех проектировщиков. Уж шибко шаг между выводами мелкий - 0,3 мм, корпус размером с конденсатор КМ. Эллиптический ФНЧ на выходе DDS рекомендованный производителем решено было не ставить (однако этот фильтр придется ставить обязательно), в совсем плохом случае, перестраиваемый полосовой фильтр на каждый из радиолюбительских диапазонов.
В качестве управления используем программу с сайта АД "WIN9851.exe".
При виде готовой конструкции, а особенно в лупу, RA9UWD охватил ужас и лекция о полной безграмотности и кривизне моих верхних конечностей. На упоминание о том, что все изготовлено за 10 часов, при этом работает и робкий вопрос "ну хоть -40 дб..." RA9UWD решил все померить.
При измерениях использовалась программа "Sound Technology SpectraLAB v4.32.16" на awe64, приемник Р-250, генератор г4-166 (для измерений на ВЧ) и генератор на двух ОУ (для измерений на НЧ). Методика проста - калибруем инструмент с помощью образцового генератора, затем замещаем генератор DDSкой.
Очень большая грязь от 25 МГц опорного генератора, вплоть до 7 гармоники (смотрел станцией YAESU FT-51R).
В общем DDS по характеристикам не хуже всех выше перечисленных генераторов по ширине спектральной линии и шуму, что соответствует заявленным производителем характеристикам (не смотря на такое жалкое изготовление). Сейчас RA9UWD обещает сделать инструмент измерения на "камертонном фильтре", померить на нем и доказать, что DDS имеет полное право на место в трансивере. Осталось подключить DDS к реальному трансиверу и почувствовать разницу. Но об этом позже.
Ноябрь 2002 г.