Уголок радиолюбителя
В статье описывается карманный функциональный генератор сигналов с частотой 1 Гц … 99,9 кГц, работающий от PowerBank, использующий механизм синтеза DDS.
Сердцем устройства, схема которого показана на рисунке ниже, является интегральная схема программируемого генератора частоты AD9837 от Analog Devices (U2). Это один из самых простых синтезаторов DDS из обширного предложения Analog. Он характеризуется низкой ценой, низким энергопотреблением, несложным применением и простой настройкой.
Механизм генерации сигнала основан на принципе прямого синтеза частоты DDS. Микросхема U2 работает с тактовой частотой 16 МГц. Одна из двух пар регистров частоты и фазы используется для генерации формы сигнала (вторая пара используется, когда AD9837 генерирует сигнал, например, для FSK).
Слово, полученное от микроконтроллера, а точнее, ее самый старый бит, выводится на выход U2 через соответствующую конфигурацию сигнального тракта. В дополнение к формированию прямоугольной формы сигнала можно получить синусоидальную форму волны на основе встроенного массива SIN или треугольную с использованием встроенного ЦАП.
Настройка системы осуществляется через последовательный интерфейс. Для этой цели используется микроконтроллер U1, который отвечает за декодирование состояния регуляторов частоты, переключателей диапазона и сигналов. Микроконтроллер U1 работает от внутреннего генератора частотой 1 МГц, которого достаточно для выполнения расчетов и коммуникаций. В то же время такая частота обеспечивает снижение энергопотребления, что важно при работе от powerbank.
Настройка частоты выполняется с помощью трех переключателей SWH, SWD, SWU для значений в диапазоне 000 … 999 и установки множителя с помощью переключателя RSEL × 1 / × 10. Для диапазона „×1” генерируется частота 1 Гц…999 Гц, а для диапазона „×10” 1 кгц…99,9 кгц.
Форма формы волны (SIN, TR, CKSQ) выбирается с помощью переключателя WSEL. Состояние входов декодируется и преобразуется в настройки DDS и через последовательный интерфейс, вводимые в регистры U2.
Использование переключателей позволяет быстро задать необходимую частоту и не требует использования. Благодаря этому их можно вводить быстро, легко и удобно. Значение „000”, независимо от диапазона DDS, вводит генератор в режим пониженного энергопотребления.
Генератор питается через USB-разъем (5 В / 25 мА). Светодиод PWR указывает на наличие питания. Выходной сигнал доступен с разъема RCA-OUT. Для сигналов SIN / TR он имеет амплитуду около 650 мВ и для прямоугольного сигнала 5 В, что полезно для проверки цифровых цепей.
Генератор собран на небольшой печатной плате. Сборка типична и не требует описания. Устройство не требует настройки. После программирования микроконтроллера генератор сразу готов к работе. Настройка фьюзов показана на следующем рисунке:
Скачать прошивку и рисунок печатной платы (17,4 KiB, скачано: 434)
