Навигация по синтезатору с AD9832, его модификациям

Подготовка этого раздела вызвана к жизни тем, что многие «радисты», берущиеся за изготовление TRX, или просто ленятся внимательно разобраться со всеми предложенными вариациями (почитайте некоторые «грозные выкрики» в форуме сайта), или это сложно им сделать. Для того чтобы облегчить интересующейся публике жизнь, и призван этот раздел. 

Начнём с того, что «базовой» моделью является синтезатор на трёх платах:

1. Плата контроллера, на которой установлены ПИК 16F648; микросхема DDS AD9832; фазовый детектор на 4046 с операционником LM358; регистры, усилители связи с периферией – 74НС595, 155ЛН3; опорный генератор 20МГц. Вторая 155ЛН3 разведена на плате, но не используется в версии с ПИКом 16F628 – она может потребоваться ежели захочется нарастить количество переключающих режимы ТРХ кнопок до 12-ти. Ну и формирователь «минуса», который формирует отрицательное напряжение для платы ГУНов.
Плата контроллера с PIC16F628

2. Плата ГУНов. На ней расположены три ГУНа с дополнительными конденсаторами, которые подключаются диодами в зависимости от включенного диапазона. Коммутация между 555ИД10 и генераторами на плате выполнена под ПЧ в районе 8-9МГц. Делитель 256 выполнен на двух 74АС161.

Плата ГУНов

Для того, чтобы «лишний раз обезопасить плату от ВЧ наводок» установлены два дросселя на кольцах 2000НН К7 – один дроссель по цепи +13,8В, второй дроссель установлен по цепи Upll в ГУНе на 80м – была замечена наводка на обычный дроссель ДМ-0,1 при работе в эфире с использованием антенны рамки периметром 81м (при работе на инвертед-V такой наводки не отмечалось).

Как вариант возможно использование платы ГУНов от предыдущего синтезатора на 89С52 (смотрите фото ниже) с введением небольших изменений в плате. Изменение касается цепи Upll и делитель 256 на К193ИЕ6.

Плата ГУНов синтез с 89С52

Некоторые новые элементы (смотрите фото ниже) паяются на дорожках. Все подробности смотреть в описании синтезатора.

Плата ГУНов вид снизу

3. Плата индикации на АЛС. Под эту версию синтезатора в качестве индикаторов задействованы семисегментные АЛС. Возможно использование и плат индикации от прежнего синтезатора на 89С52 с дополнительными изменениями в схеме. Изменения незначительные если не добавлять индикатор десятков герц.

Плата индикации и контроллера на АЛС

Далее модификация синтезатора с использованием ЖКИ индикатора.

Задумывался он как двух-платный вариант синтезатора – пришлось изрядно попотеть, чтобы расположить на плате индикации ПИК 16F628 

Плата индикации и контроллера с ЖКИВид сзади на плату
и DDS AD9832. Назовём эту плату – плата индикации на ЖКИ. Всегда есть опасность конфликта между цифровыми и аналоговыми узлами в аппаратуре, поэтому пришлось «навтыкать» дополнительных фильтров. Понятно, что это очень сложная задача и только одним теоретизированием здесь не обойтись – лишь многочисленные практические применения в различной технике выявят все конфликты. Ну и плюс к дополнительным затратам на фильтрацию пришлось применить SMD компоненты, чтобы все элементы вместились на плату.
Для этой версии синтезатора изготовлена и плата ГУН. Это вариант с одним ГУНом на BF966. Назовём плата ГУН на BF966. На плате установлены делитель 256 на двух 74АС161, фазовый детектор на 74НС9046 и LM358.

Плата ГУН

Следует обратить внимание что 4046 и 9046 – это аналогичные функционально микрухи, но отличающиеся как параметрами, так «распиновкой» и значительно ценой. Коротко – 9046 – это более «продвинутая» в сравнении с 4046. Из более чем десятка типов двухзатворных полевиков купленных в Киеве и Москве, самыми крутыми оказались именно BF966 – перечислять весь список испытанных нема интересу – верьте маестра на слово, ОКе? Посему на вопросы каким заменить – не знаю! Верхнюю частоту генерации без проблем доводил с BF966 до 200МГц. Проверял и другие транзисторы размером напоминающие больше блошиные фекалии, нежели транзисторы, например, BF998 – тоже работает. Ну, а преимущество BF966 в том, что помимо хорошей крутизны его ещё и в «человеческом» корпусе можно купить. Пока эта плата ГУН не прошла «массовой» проверки на «глюканутость»… Посему и не предлагаю её к повторению. В трансивере с ПЧ 8,865МГц применение этой платы ГУН добавило несколько поражённых точек на диапазоне 20м. Т.е. нужно ещё «вылизывать» её – возможно, что в каком-то месте платы придётся добавлять фильтры, блокировочные конденсаторы и т. д… Отдал готовую плату Андрею US8IGT для обкатки в его «Дунае». И могу без гарантий на полную «безглючность» этой платы выделить по минимальной цене (эквивалент 4у.ё.) пожелавшим на ней «потренироваться», только с обязательным потом докладом – «шо получилось». Но сделано их немного – посему надолго не хватит. На сегодня (10.01.04) осталось чуть более десятка.
Для страстных любителей ЖКИ индикаторов возможен вариант использования платы контроллера и ГУНов «базовой» модификации и рукопашно изготовленной платы индикации с ЖКИ под ваш дизайн передней панели – при таком заказе нужно обязательно указывать прошивку ПИКа под ЖКИ. Или, если вас устраивает дизайн «Дуная –99», использовать плату индикации на ЖКИ и «приделать» к ней плату ГУНов с ФД какой-нибудь «уникальной» именно вашей супер-пупер конструкции Т.е. на сегодня пока ещё не имею отработанного и «вылизанного» варианта двух-платного синтеза.
Кстати, хотелось бы заметить (это инфо для «дерганой» публики форума, хотя они навряд ли будут читать это описание – им просто важен сам процесс «дергания», а не обсуждение техники), что маестра никогда не предлагает к повторению не обкатанной и не проверенной неоднократно (!!!) техники. Например, первый PLL синтез с AD9832 был подключен к TRX в марте позапрошлого года, а еныя платки появились в прайсе только летом 2003-го. Пардон, не будем и здесь «о грустном»…

Ещё вариант «не вылизанного» пока синтеза. Это плата предполагаемого двух-платного синтеза с проциком от Атмеги - Atmega16. Это достаточно серьёзный контроллер, имеющий бОльшие возможности нежели ПИКи 628-ой и 648-ой. «Цифра» вся написана для него – но никак руки не доходят до обкатки в реальном TRX. Проверен на работоспособность с «базовой» платой ГУНов – всё работает, но при перестройке валкодом наблюдаются небольшие пощёлкивания – нужно искать точки включения дополнительных блокировочных конденсаторов на плате. На плате расположены такие же узлы, как и на плате индикации на ЖКИ. А именно процессор Atmega16,

Плата индикации и контроллера с ATmega-16 Вид сзади на плату с ATmega

DDS AD9832, опорный генератор 20МГц. Если к нему «приладить» ещё и не особенно «навороченную» платку ГУНов с делителем 256 на К193ИЕ6 и ФД на 4046 – можно получить достаточно «смешной» по схемотехнике синтез, но весьма серьёзный по программному обеспечению. Процессор позволяет так же как и ПИК хранить инфо без дополнительного источника питания. И «памяти-возможностей» в нём предостаточно для всякого мыслимо-немыслимого сервиса. Программное обеспечение на нём можно накручивать пока не надоест.
Любителям ПИКов могу сообщить о том, что скоро появится прошивка под 16F648. Осенью были куплены эти микрухи и полным ходом шло их освоение.

Что на сегодня уже имеем в проге под 648-ой? В основном дополнения коснулось меню. Теперь оно состоит у нас из 6-ти режимов.

  1. Коррекция ПЧ, вызывается соответствующая из трех частот USB, LSB, CW. Т.е. мы можем программить три значения промчастоты – при включении опорника TRX на нижнем скате фильтра, на верхнем и при включении режима CW. Что это нам даёт? Это даёт правильные значения частоты на индикаторе при переключении на инверсную боковую полосу, при сдвиге опоры в телеграфном режиме (если таково й предусматривается в трансивере). Включение требуемого значения ПЧ происходит автоматически при включении соответствующих режимов. 
  2. Прямой ввод частоты – т.е. набирание частоты прямо с клавиатуры – этот режим есть в предыдущем синтезе на 89С52.
  3. Калибровка трех внутренних констант тактового генератора, зависящих от делителя – эти режимы нужны для точной калибровки опорника 20МГц при трёх различных значениях ПЧ.
  4. Выбор делителя синтеза 1, 2 или 4 «одно нажатие - один делитель» (1- напрямую без деления) – здесь уже можем говорить об универсальности нашего синтеза! В зависимости какое значение делений будет претерпевать частота с ГУНов, пока она попадёт на смеситель – это может быть вообще без деления (например, в варианте преобразования вверх), с делением на 2 (тоже преобразование вверх, но с невысокой ПЧ – военная техника – ПЧ=20-24МГц), «обычный» вариант – когда частота делится в 4 раза.
  5. Вкл/выкл ПЧ+, если выключено (0) , то обычная система ПЧ+/- это режим выбора как для «стандартного» преобразования – когда частота гетеродина на диапазонах ниже 20м определяется как Frx+Fпч, а на диапазонах 20м и выше как Frx-Fпч. Так и для варианта, когда на всех диапазонах частота гетеродина вычисляется как сумма Frx и Fпч, т.е. этот вариант нужен при преобразовании вверх и когда есть проблемы с побочными каналами приёма при низких ПЧ и хилых ДПФах.
  6. Вкл/выкл учета деления на 20м бэнде в одинарном синтезе – этот режим нужен при использовании одного ГУНа, когда требуется дополнительное деление на 2 частоты гетеродина на диапазоне 20м.
    На этом пока остановимся, уфф… нужно попить чайку на ночь глядя…

Столь значительное разнообразие в версиях плат PLL синтеза с AD9832 вызвано тем что, на мой взгляд, это тот синтез, который имеет смысл иметь в современном самодельном трансивере. Он и не столь затратен как это может показаться на первый взгляд, а по количеству элементов даже проще, если его сравнивать с предыдущей версией на 89С52. По шумовым параметрам серьёзных претензий к нему нельзя предъявить (по крайней мере с моей точки зрения). Хотя некоторые анонимы в форуме сайта пытаются огульно охаять и эту «железяку» от UT2FW. Тут видимо в первую очередь играют невостребованные амбиции и гормоны – ежели не с кем спать – то на кого же их избыток можно выплеснуть как не в форумах инета?
Уже в который раз фотографирую экран анализатора СК4-59 на предмет шумовых характеристик того или иного синтезатора. И снова прихожу к выводу, что разрешающей способности этого прибора уже недостаточно для проведения качественных измерений такой техники. Завод изготовитель гарантирует «измерение уровней сигналов с погрешностью плюс-минус 2,5дБ до 115дБ» и «при проведении оценочных измерений до 135дБ». Один из синтезаторов отдал Владимиру UY5ID для того, чтобы он измерил «шумовую дорожку» своим С4-74 – как только он предоставит мне полную картину – выложу её на сайт. По моим измерениям в ближней зоне (в пределах 1кГц) от несущей плотность шума не выше – 120дБГц, а при отстройке в 25кГц ещё на 10дБ улучшается. По предварительной информации от Владимира – его С4-74 показал не хуже –120дБГц при отстройке на 50Гц.
На этом пока закруглимся.

Обновлено 25.11.2005г. С июня 2004года галерея вариантов синтезатора с применением DDS AD9832 пополнилась ещё одним - это так называемый "двухплатный" синтез с индикацией на АЛС - "синтез-монстр". Почему "монстр" - потому что практически вся цифра помещена на одной плате. Плата ГУН на BF966, которая предназначена для этой версии синтеза, тоже претерпела изменения - делитель на двух 74АС161 заменён на 193ИЕ6.

Дополнение от  2010г. Все перечисленные выше платки за прошедшие годы "вылизывались" и модифицировались. На сегодня все платы изготавливаются с маской (зелёнкой) и маркировкой. Вопросов к работе всех версий перечисленных синтезаторов нет, т.к. были учтены все особенности таких синтезаторов. По умолчанию в трансивер DN-2005 устанавливается двухплатная версия синтезатора с PIC16F648. Немного фоток из последних. 

Синтез с ATmega-32LСинтез с PIC16F648Плата индикации с ЖКИ индикаторомСинтез без "клавы"Плата ГУН

 

Всем 73! UT2FW