Синтезатор частоти DDS на AD9850

Дослідимо синтезатор на мікроконтролері, що забезпечує прямий цифровий синтез (DDS).

Даний модуль особливо поширене використовується в конструкціях простих трансиверів, і вимірників АЧХ.

Для КВ діапазонів підходить повністю. Конструкцій на цьому пристрої в інтернеті величезна кількість.

Зазвичай цифрові генератори частоти, в яких необхідне значення частоти встановлюють за допомогою клавіатури, як правило, виконані на мікроконтролері, діапазон частот, що генеруються обмежений кількома мегагерцами, а отримання точного значення частоти в широких межах важко. Описуваний генератор теж містить мікроконтролер, але використаний він тільки для управління спеціалізованої мікросхемою - синтезатором частоти AD9850.
Застосування цієї мікросхеми дозволило розширити діапазон частот, що генеруються від 0Hz до 40 МНz, в межах якого можна отримати будь-яке значення частоти з точністю 1Hz.

Даний генератор виконаний на базі мікросхеми AD9850 фірми Analog Devices, що представляє собою повний DDS (Direct Digital Synthesis) синтезатор частоти з вбудованим компаратором. Такі синтезатори унікальні своєю точністю, практично не схильні до температурного дрейфу і старіння. Завдяки високим технічним характеристикам DDS синтезатори останнім часом витісняють звичайні аналогові синтезатори частоти. Їх основна перевага - дуже високий дозвіл по частоті і фазі, управління якими здійснюється в цифровому вигляді. Цифровий інтерфейс дозволяє легко реалізувати Мікроконтролерне управління.

Рис. 1.7 - структурна схема синтезатора AD 9850 [3].

Структурна схема синтезатора AD9850 зображена на рис. 1.7. Його основа - акумулятор фази, яка формує код миттєвої фази вихідного сигналу. Цей код перетвориться в цифрове значення синусоїдального сигналу, який за допомогою ЦАП перетворюється в аналоговий і піддається фільтрації. Компаратор дозволяє отримати вихідний сигнал прямокутної форми. Його частота f _out (в герцах) визначається формулою

F _out - вихідна частота, Hz;

F _in - тактова частота, Hz;

Δ - 32-бітове значення коду частоти.

Максимальне значення F _out не може перевищувати половини тактової частоти.

Основні технічні характеристики AD9850 (при напрузі живлення 5В):

2 вихідних сигнали;

частота тактового генератора, МНz: 1... 125;

максимальний споживаний струм (при fin = 125 МГц), мА 95;

число розрядів ЦАП 10;

максимальний вихідний струм ЦАП (при Rset = 3, 9 кОм), мА 10, 24;

максимальна інтегральна нелінійність ЦАП, МЗР 1;

компаратор має підстроювання, змінним резистором R13.

Напруга на виході компаратора, В:

мінімальне значення високого рівня 4, 8;

максимальне значення низького рівня 0, 4.

Для завантаження даних в мікросхемі AD9850 передбачені паралельний і послідовний інтерфейси.

В останньому випадку дані (слово довжиною 40 біт) вводять через її вхід DАТА.

Кожен біт даних супроводжують імпульсом позитивної полярності на вході синхронізації W_CLK.

Після завантаження керуючого слова по імпульсу позитивної полярності на вході F U _ U D відбувається заміна параметрів генерації новими

Рис. 1.8 – Принципова схема управління генератором [3].