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DDS Generator mit LCD

Mit einem preiswerten DDS Generator AD9850 (Direct Digital Synthesizer) von Firma Analog Devices, ist es jetzt einfach, einen Weitbereich Oszillator für Meßzwecke (Kurzwelle) zu bauen. Ein Link auf das Datenblatt findet man bei Links.

Von besonderem Interesse sind die preiswerten Module aus China, die man für ungefähr 8 EUR bei Ebay kaufen kann. Suche nach AD9850 module. Das einzige Problem dabei ist das Ausgangsfilter. Es sieht so aus, als wäre das Filter für den AD9851 entworfen worden, und die Ausgangsimpedanz beträgt 200 Ohm. Wenn man das Module für Messzwecke (Oberwellen arm) betreiben will, sollte man ein eigenes Filter nach schalten, mit 50 Ohm Anpassung.

Achtung: Wenn man für die Spaanungsversorgung ein Schaltnetzteil benutzt, muss man sehr auf eine geringe Störspannung achten. Diese kann als Amplituden Modulation auf den Generator AD9850, R6 durchschlagen.

Das habe ich beschrieben auf dieser Seite.

Der AD9850 wurde entwickelt für eine output frequency bis zu 40 MHz bei einer clock rate von 125 MHz.

Der AD9851 wurde entwickelt für eine output frequency bis zu 70 MHz bei einer clock rate von 180 MHz.

Um den DDS-Generator manuell durch zustimmen, hat Klaus DJ7OO ein Arduino Programm (siehe Links) geschrieben, um mit der ElecFreaks LCD Key Platine das zu realisieren.

Dieses Arduino Shield ist mit einem Joystickschalter (rechts neben der LCD, unten) und einen Drehgeber (Drehencoder, oben) ausgestattet. Damit kann man, mit der entsprechenden Software, sehr schnell die gewünschte Frequenz einstellen, oder ein Band durch stimmen, siehe Bild rechts (mit Maus Klick vergrößerbar). Diese LCD Platine kann man bei bei http://komputer.de (siehe Links) für 10,60 EUR bestellen.

Zum Glück gibt es ein passendes, preiswertes Kunststoff Gehäuse, Teko D14 (ca. 6 EUR, reichelt.de). Die LCD shield Platine passt gerade so in die Nuten für die Frontplatte (rotes Plexiglas). Den freien Spalt links und rechts füllt man einem jeweils 38 mm breiten Abschnitt der original Frontplatte aus. Zur leichteren Gehäuse Montage sollte man die Frontplatten Abschnitte an der Seite, unten ankleben.

Da die Front des Gehäuses 20° nach hinten geneigt ist, ist unter der Arduino shield Platine dann kein Platz mehr für eine Arduino UNO Platine.

Deshalb habe ich eine kleinere Arduino Pro Mini Platine eingesetzt. Ebenso würde eine Arduino Nano 3 Platine passen. Man muss nur die Anschlüsse mit 2,54 mm Raster Steckleisten selbst machen.

An der Rückwand des Gehäuses sitzt der Strom Anschluss, +5 V, 0,1 A mit Hohlstecker, und die BNC Buchsen des DDS-Generators, siehe Bild rechts.

Die Arduino Software kann man auf der Web Seite von DJ700 (Link #1) herunterladen. Es wird voraus gesetzt, dass man sich mit der Arduino IDE (Integrated Development Environment) und Hardware auskennt, siehe bei den Links.

Daten

• Bestriebsspannung: 7,5 - 12,0 VDC, 160 mA
• Frequenz: 0,1 - 30 MHz
• Amplitude: 0 dBm +/- 1 dB

Verdrahtung

Bei der LCD Platine muss man die Stiftleisten unten im Winkel von 20° nach oben biegen, damit man noch Stecker aufsetzen kann, siehe Bild rechts.

An den Winkelstecker an dem Arduino Pro Mini (blaue Platine) setzt man entweder einen TTL-USB Wandler zum programmieren und Software testen, oder einen +5 V Anschluss.

An der oberen Stiftleiste der LCD Platine werden die Digital Signale D2 - D10 (LCD und Encoder) verbunden.

Die Stromversorgung +5 V muss von der Arduino Platine zur unteren Steckerleiste verbunden werden (Rot / Schwarz).

An der unteren Stiftleiste ist die Verbindung zum DDS-Generator (A2 - A5) und Joystick (A0). Die digital Signale A2 - A5 holt man sich von der Arduino Platine.

Die Original Schaltzeichnungen findet man bei komputer.de (siehe bei Links) und bei der Web Seite von DJ7OO (siehe bei Links). Zur besseren Übersicht habe ich mit Eagle6 einen Verdrahtungsplan gezeichnet, siehe Bild rechts. Zum besseren Ausdrucken gibt es noch die PDF Datei, und zum ändern die Eagle6 Datei zum download.

Bedienung

Die Frequenz ist von 0,1 bis 30 MHz durchstimmbar. Um schnell die Funk Amateur Bänder einzustellen, kann man das mit dem Joystick machen.

• Joystick Schalter:
  • Links- / Rechts+: Anfangsfrequenz der Kurzwellen Amateur Bänder
  • Oben+ / unten-: Frequenz Schrittweite des Encoders von 10 Hz bis 1 MHz, in Dekaden
• Encoder: Frequenz hoch, oder herunter schalten, in der vorher ausgewählten Schrittweite
• LCD:
  • obere Zeile: Oszillator Frequenz
  • untere Zeile: Frequenz Schrittweite für den Encoder

Frequenz Abfall bei 30 MHz

Das Problem bei einem DDS-Generator bezüglich Amplitude über Frequenz ist die sin(X)/X Abschwächung (Nyquist Bandbreite).

Bei einem Frequenzbereich von 1 - 30 MHz kann das am oberen Ende bis zu 4 dB ausmachen, siehe bei Links.

Links

1. Einfach realisierbarer DDS-Generator bis etwa 40 MHz, DJ7OO

2. ElecFreaks, LCD key shield for Arduino with encoder and joystick

3. komputer.de, Lcd Display Shield von ElecFreaks

4. AD9850 Product Details from Analog Devices

5. Design Tools: ADIsimDDS (Direct Digital Synthesis) Frequency and Time domain diagram

6. Amidon toroid core calculator from DL5SWB

7. circuit analysis program LTspice, overview

8. Elsie, Win32 program for electrical filter design and network analysis

9. Nyquist bandwidth

10. Arduino homepage

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-- RudolfReuter 2014-08-01 14:25:51

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