Generatore DDS funzionale. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Questo generatore di funzioni DDS (versione 2.0) di segnali è assemblato su un microcontrollore AVR, ha una buona funzionalità, ha il controllo dell'ampiezza ed è anche assemblato su un circuito stampato a lato singolo.

Questo generatore è basato sull'algoritmo Generatore Jesper DDS, il programma è stato aggiornato a AVR-GCC C con inserti di codice assembly. Il generatore ha due segnali di uscita: il primo è un segnale DDS, il secondo è un'uscita "rettangolare" ad alta velocità (1..8 MHz), che può essere utilizzata per far rivivere un MK con fuzze errate e per altri scopi.

Il segnale ad alta velocità HS (High Speed) viene prelevato direttamente dal microcontrollore Atmega16 OC1A (PD5).

I segnali DDS sono generati da altre uscite dell'MK tramite una matrice resistiva R2R e tramite il chip LM358N, che permette di regolare l'ampiezza (Ampiezza) del segnale e l'offset (Offset). Offset e ampiezza sono regolabili con due potenziometri. L'offset può essere regolato nell'intervallo +5V..-5V e l'ampiezza 0...10V. La frequenza dei segnali DDS può essere regolata da 0 a 65534 Hz, che è più che sufficiente per testare circuiti audio e altre attività radioamatoriali.

Caratteristiche principali del generatore DDS V2.0

- un semplice circuito con elementi radio comuni ed economici;
- circuito stampato unilaterale;
- alimentatore integrato;
- uscita separata ad alta velocità (HS) fino a 8 MHz;
- Segnali DDS con ampiezza e offset variabili;
- Segnali DDS: seno, rettangolo, sega e rovescio, triangolo, segnale ECG e segnale rumore;
- Schermo LCD 2×16;
- tastiera intuitiva a 5 pulsanti;
- passi per la regolazione della frequenza: 1, 10, 100, 1000, 10000 Hz;
- ricordare l'ultimo stato dopo l'accensione.

Lo schema a blocchi seguente mostra la struttura logica del generatore di funzioni:

Come puoi vedere, il dispositivo richiede diverse tensioni di alimentazione: +5V, -12V, +12V. Le tensioni +12V e -12V vengono utilizzate per controllare l'ampiezza e l'offset del segnale. L'alimentatore è progettato utilizzando un trasformatore e diversi chip regolatori di tensione:

(clicca per ingrandire)

L'alimentatore è montato su una scheda separata:

Se non vuoi assemblare l'alimentatore da solo, puoi utilizzare un normale alimentatore ATX da un computer, dove sono già presenti tutte le tensioni necessarie. Piedinatura del connettore ATX.

Schermo a cristalli liquidi

Tutte le azioni vengono visualizzate attraverso lo schermo LCD. Il generatore è controllato da cinque tasti

I tasti su/giù consentono di spostarsi all'interno del menu, i tasti sinistra/destra consentono di modificare il valore della frequenza. Premendo il tasto centrale inizia la generazione del segnale selezionato. Premendo nuovamente il tasto si arresta il generatore.

Sistema di menu del generatore:

Viene fornito un valore separato per l'impostazione del passo di modifica della frequenza. Ciò è utile se è necessario modificare la frequenza su un'ampia gamma.

Il generatore di rumore non ha alcuna impostazione. Per questo, viene utilizzata la consueta funzione rand() alimentata continuamente all'uscita del generatore DDS.

L'uscita ad alta velocità HS ha 4 modalità di frequenza: 1, 2, 4 e 8 MHz.

Schema schematico

Il circuito del generatore di funzioni è semplice e contiene elementi facilmente accessibili:
- microcontrollore AVR Atmega16, con quarzo esterno a 16 MHz;
- schermo LCD tipo HD44780 standard 2×16;
- DAC a matrice R2R da resistori convenzionali;
- amplificatore operazionale LM358N (analogico domestico KR1040UD1);
- due potenziometri;
- cinque chiavi;
- diversi connettori.

(clicca per ingrandire)

pagamento

Il generatore di funzioni è assemblato in una scatola di plastica

Prova

Software

Come ho detto sopra, al centro del mio programma ho usato l'algoritmo Generatore Jesper DDS. Ho aggiunto alcune righe di codice assembler per implementare la generazione di arresto. L'algoritmo ora contiene 10 cicli CPU invece di 9.

void statico inline Signal_OUT(const uint8_t *signal, uint8_t ad2, uint8_t ad1, uint8_t ad0){
asm volatile( "eor r18, r18 ;r18<-0″ "\n\t"
"eor r19, r19 ;r19<-0" "\n\t"
"1:" "\n\t"
"aggiungi r18, %0 ;1 ciclo" "\n\t"
"adc r19, %1 ;1 ciclo" "\n\t"
"adc %A3, %2 ;1ciclo" "\n\t"
"lpm ;3 cicli" "\n\t"
"fuori %4, __tmp_reg__ ;1 ciclo" "\n\t"
"sbis %5, 2 ;1 ciclo se non salta" "\n\t"
"rjmp 1b ;2 cicli. Totale 10 cicli" "\n\t"
:
:"r" (ad0),"r" (ad1),"r" (ad2),"e" (segnale),"I" (_SFR_IO_ADDR(PORTA)), "I" (_SFR_IO_ADDR(SPCR))
:"r18", "r19"
);}

La tabella dei moduli dei segnali DDS si trova nella memoria flash dell'MK, il cui indirizzo inizia con 0xXX00. Queste sezioni sono definite nel makefile, nelle rispettive posizioni di memoria:

#Definisci le sezioni dove memorizzare le tabelle dei segnali
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MySection1=0x3A00
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MySection2=0x3B00
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MySection3=0x3C00
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MySection4=0x3D00
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MySection5=0x3E00
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MySection6=0x3F00

Una libreria per lavorare con LCD può essere ottenuta da winavr.scienceprog.com.

Non voglio entrare in una descrizione dettagliata del codice del programma. Il codice sorgente è ben commentato (anche se in inglese) e se hai domande a riguardo, puoi sempre utilizzare il nostro forum MK, forum.cxem.net.

Test

Ho testato il generatore con un oscilloscopio e un frequenzimetro. Tutti i segnali sono ben generati nell'intera gamma di frequenze (1...65535 Hz). Il controllo dell'ampiezza e dell'offset funziona bene.

(clicca per ingrandire)

Nella prossima versione del generatore, penso di implementare un segnale sinusoidale in aumento.

L'ultima versione del software (WinAVR20071221), il codice sorgente, i file EagleCAD e Proteus possono essere скачать здесь.

Autore: Koltykov AV; Pubblicazione: cxem.net

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