Синтезатор на ардуино нано и ад9850 своими руками

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 04.10.2024

Зайдя в очередной раз на сайт местного радиомагазина, обнаружил в продаже интересный девайс. Модуль DDS (direct digital synthesis) — синтезатор частоты на микросхеме AD9850. Такой:

Заявленные характеристики:

частота генерации от 0,029 Гц до 62,5 МГц;
количество разрядов ЦАП – 10;
выходной ток ЦАП – до 10,24 мА при напряжении ограничения 1,5 В;
встроенный компаратор для получения двух оппозитных ТТЛ выходов;
возможность цифрового управления частотой как по параллельному, так и по последовательному интерфейсу;
напряжение питания – 5 В;
потребляемый ток до 96 мА.

И вот, приобретя данный девайс, я решил тряхнуть стариной и исключительно для удовольствия и из любви к искусству изготовить блок управления любительским КВ приемником прямого преобразования на диапазоны 40 и 80 метров.

Выходной синусоидальный сигнал снимается с выхода OUT2 платы синтезатора. Амплитуда 0,5 В, постоянная составляющая – 0,512 В, выходное сопротивление – 100 Ом.

Выдаваемые частоты по диапазонам:

80 м – 1745,00 – 1900,00 кГц (принимаемый диапазон 3490 – 3800 кГц);
40 м. – 3500,00 – 3610,00 кГц (принимаемый диапазон 7000 – 7220 кГц).

Смеситель приемника прямого преобразования работает на частоте гетеродина, равной половине частоты принимаемого сигнала, поэтому выходные частоты синтезатора имеют соответствующие значения. При этом на ЖК дисплей выводится значение частоты принимаемого сигнала, т.е. из диапазона, указанного в скобках.

На нижнюю строку ЖК индикатора выводится полоса прогресса, отображающая текущую частоту относительно полного диапазона.

На вход ААС подается напряжение АРУ приемника для вывода на дисплей показаний S-метра. В моем случае напряжение АРУ 6-10 В соответствует величине принимаемого сигнала S9- S1 соответственно. Значение S выводится на ЖК дисплей.

Кроссовая плата устройства односторонняя, разведена в программе SprintLayout, изготовлена методом ЛУТ. Вид со стороны элементов:

Поработав паяльником, получили набор:

Схема простенького приемника для применения с данным синтезатором мной уже разработана, промоделирована. На времени сборка и наладка. Это будет следующая статья.

Доступная цена (от 2-3-х долларов) и универсальность сыграли свою роль.

В этом разделе форума предлагаю размещать информацию по проектам на Ардуино, полезным для радиолюбителей и особенно для радиоспортсменов.

Есть серьезные проекты с открытым исходным кодом, типа TEN-TEC 506.

Но чаще собирается что-то более простое :)

Возможность собрать "конструктор" с функционалом как простого автомата, так и сетевого сервера, привлекает внимание многих новичков и профессионалов.
Так-же Ардуино могут стать хорошей базой для кружков детского творчества, причем не только электроники и программирования, но и робототехники.
А про применение Ардуино при создании "умного дома" в интернете не писал только уж очень ленивый (ПРИМЕР) :)

В этой теме я попробую осветить некоторые полезные радиолюбителям проекты.

P.S.: Кого заинтересовали микроконтроллеры Ардуино, готов показать живьем и проконсультировать по программированию и применению .

Это готовый УКВ-Трансивер (144-148, 220-225, 420-450 MHz), которым можно управлять с помощью Ардуино (ну и не только).
Выходная мощность такого трансивера 200 милиВатт, но для экспериментов, как мне кажется, вполне достаточно.

Берем любой вариант Ардуино и модуль на чипе PHILIPS TEA5767.

Соединяем проводочками.

И получаем приемник на диапазон от 76 до 108 МГц и чувствительностью 2 мкВ.

Детали проекта - тут.
Даташит на микросхему приемника - тут.

Диапазон расширяется от 50 МГц до 115 МГц и получаем еще дополнительные возможности.

Если добавить простенький экранчик и три кнопки, получим автономное устройство с тем функционалом, который сами в него захотим заложить, включая прием RDS-сигналов.

Ну а более подробное описание проекта - ТУТ.

Есть еще проекты на данном чипе, например ТАКОЙ.

Описание от автора:

ArduTester features:
— Automatic detection of NPN and PNP bipolar transistors, N- and P-Channel MOSFETs, JFETs, diodes, double diodes, Thyristors, Triacs, resistors and capacitors.
— Automatic detection of pin layout of the detected part.
— Measuring of current amplification factor and Base-Emitter threshold voltage of bipolar transistors.
— Detection of the protection diode of bipolar transistors and MOSFETs
— Measuring of the Gate threshold voltage and Gate capacity value of MOSFETs.

Детали проекта на русском языке - ТУТ.

Схема проста, есть возможность расширения до автономного устройства с экраном, кнопками управления и валкодером.
Причем экран и кнопки - это готовый, стандартный Arduino keypad shield (цена около $3), одевающийся на Ардуино без пайки и напильника.

К положительным моментам стоит отнести простоту изготовления устройства и возможность прописать к прошивке любые промежуточные частоты трансивера и любой функционал, который вашей душе будет угоден.

Из минусов проекта - оригинал текста на немецком языке и немного не "стандартный" исходный код.

Похожие проекты синтезаторов частоты (с аналогичным модулем AD9850 и микроконтроллером от Atmega):
- Проект 1
- Проект 2
- Проект 3
- Проект 4

Вариант электронного ключа с минимумом деталей и простейшим кодом прошивки.

Код прошивки, краткое описание и обсуждение можно прочитать ТУТ.

Это полноценный антенный анализатор от 1 до 45 МГц на базе Ардуино.

Подробное описание на русском языке - ЧИТАЙТЕ ТУТ.
Там-же в наличии все схемы и платы.

Так с какой модельки можно начать играться а что выхода на монитор нет или я что-то путаю с другим продуктом

Выхода на монитор нет.

А начинать удобнее всего с Arduino UNO.
Там питание можно подавать как от USB 5 вольт, во время отладки и программирования, так и потом от 7 до 20 вольт на встроенный стабилизатор.
Самое приятное, что при смене платы на менее габаритную, ничего переписывать в программном коде не нужно.

Варианты исполнения есть следующие:

Ардуино Нано и Про Мини шириной всего 1.5 см.
Модели покрупнее имеют стандартное расположение всех выводом и модули (шилды) от одной, подходят ко всем другим.

Если интересны какие-то конкретные конструкции, озвучивайте, я попробую готовить по ним подробные описания, как по схемам включения, аппаратной части, так и по программированию.
Давайте организуем тут "дистанционные курсы", если у кого-то есть желание учиться.

AD9850 — это микросхема DDS (Ddirect Digital Synthesizer — прямой цифровой синтезатор), которая отличается хорошим быстродействием, ценой и доставаемостью. На ней можно построить неплохой генератор сигналов. В этой статье пойдет речь о модуле который продается на Aliexpress и стоит относительно недорого, а также о том как этот модуль подключить к МК и получить синусоидальный или прямоугольный сигнал. Модуль поставляется в антистатическом пакете.

Теперь немного пояснений. Управляется он по параллельной шине, или по SPI. Разница лишь в быстродействии. Команды управления подробно описаны в даташите на AD9850. Суть в том что в команде мы посылаем нужную частоту и микросхема устанавливает ее на выходе.

Питание 3.3 Вольта, но работает и от 5-ти Вольт без проблем. Имеет 4 выхода: 2 для синусоидального сигнала смещенных по фазе на 180 Град., и 2 прямоугольных сигнала также смещенных друг относительно друга. Амплитуда синусоидального сигнала 1.5 В, прямоугольного — в зависимости от питания либо 3.3 либо 5В. На модуле есть подстроечный резистор — он служит для установки коэффициента заполнения прямоугольного сигнала.

Верхняя рабочая частота указана 30 МГц. На плате установлен кварц на 120 МГц. То есть рабочая частота этого синтезатора 120 МГц, следовательно, на 30 МГц мы получим всего лишь 120/30=4 точки на период. Можете представить какая будет синусоида построенная по 4 точкам. Принято считать что должно быть порядка 10 точек на период, поэтому следует полагать что верхняя рабочая частота для синуса это 10-12 МГц. Для запуска модуля рекомендую такую схему.

Это самая простая схема, у меня заработала сразу и без проблем. Прошивка и фьюзы МК в конце статьи. Конечно, для полноценного генератора нужен хороший аналоговый выход, с возможностью регулировки выходной амплитуды, и возможностью работы на нагрузку 50 Ом. В качестве выходного операционного усилителя видится применение LT1210CR. Этот ОУ имеет достаточную мощность и полосу пропускания. Но для его полноценной работы понадобиться двухполярный источник питания на 15В.

Читайте также: