함수 발생기. 계획, 설명

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기능성 DDS 생성기. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전

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이 신호의 DDS 함수 발생기(버전 2.0)는 AVR 마이크로 컨트롤러에 조립되고 우수한 기능을 가지며 진폭 제어 기능이 있으며 단면 인쇄 회로 기판에도 조립됩니다.

기능적 DDS 생성기. DDS 생성기의 모양

이 생성기는 알고리즘을 기반으로 합니다. Jesper DDS 생성기, 프로그램은 어셈블리 코드가 삽입된 AVR-GCC C로 업그레이드되었습니다. 발생기에는 두 개의 출력 신호가 있습니다. 첫 번째는 DDS 신호이고 두 번째는 고속(1..8MHz) "직사각형" 출력으로 잘못된 퓨즈로 MK를 되살리는 데 사용할 수 있습니다.

고속 신호 HS(고속)는 Atmega16 OC1A(PD5) 마이크로컨트롤러에서 직접 가져옵니다.

DDS 신호는 저항 R2R 매트릭스와 LM358N 칩을 통해 MK의 다른 출력에서 생성되며, 이를 통해 신호의 진폭(진폭)과 오프셋(오프셋)을 조정할 수 있습니다. 오프셋과 진폭은 두 개의 전위차계로 조정할 수 있습니다. 오프셋은 +5V..-5V 범위 및 진폭 0...10V에서 조정할 수 있습니다. DDS 신호의 주파수는 0에서 65534Hz까지 조정할 수 있으며 이는 오디오 회로 및 기타 아마추어 무선 작업을 테스트하기에 충분합니다.

DDS Generator V2.0의 주요 기능

- 일반적이고 저렴한 무선 요소가 있는 간단한 회로;
- 단면 인쇄 회로 기판;
- 내장 전원 공급 장치;
- 최대 8MHz의 별도 고속 출력(HS)
- 가변 진폭 및 오프셋이 있는 DDS 신호
- DDS 신호: 사인, 직사각형, 톱 및 역 톱, 삼각형, ECG 신호 및 노이즈 신호
- 2×16 LCD 화면;
- 직관적인 5버튼 키보드
- 주파수 조정 단계: 1, 10, 100, 1000, 10000Hz;
- 전원을 켠 후 마지막 상태를 기억합니다.

아래 블록다이어그램은 함수 발생기의 논리적 구조를 보여줍니다.

기능적 DDS 생성기. 함수 발생기의 논리적 구조

보시다시피 이 장치에는 +5V, -12V, +12V와 같은 여러 공급 전압이 필요합니다. +12V 및 -12V 전압은 신호 진폭 및 오프셋을 제어하는 데 사용됩니다. 전원 공급 장치는 변압기와 여러 전압 조정기 칩을 사용하여 설계되었습니다.

(확대하려면 클릭하십시오)

전원 공급 장치는 별도의 보드에 조립됩니다.

기능적 DDS 생성기. DDS 발전기 전원 공급 장치

전원 공급 장치를 직접 조립하고 싶지 않다면 필요한 모든 전압이 이미 있는 컴퓨터에서 일반 ATX 전원 공급 장치를 사용할 수 있습니다. ATX 커넥터 핀아웃.

LCD 화면

모든 작업은 LCD 화면을 통해 표시됩니다. 발전기는 XNUMX개의 키로 제어됩니다.

기능적 DDS 생성기. LCD 메뉴

위/아래 키는 메뉴를 이동하는 데 사용되며 왼쪽/오른쪽 키는 주파수 값을 변경하는 데 사용됩니다. 중앙 키를 누르면 선택된 신호의 생성이 시작됩니다. 키를 다시 누르면 발전기가 중지됩니다.

생성기 메뉴 시스템:

기능적 DDS 생성기. 생성기 메뉴 시스템

주파수 변경 단계를 설정하기 위한 별도의 값이 제공됩니다. 넓은 범위에서 주파수를 변경해야 하는 경우에 편리합니다.

노이즈 발생기에 설정이 없습니다. 이를 위해 일반적인 rand() 함수가 사용되며 DDS 생성기의 출력에 지속적으로 공급됩니다.

HS 고속 출력에는 4, 1, 2 및 4MHz의 8가지 주파수 모드가 있습니다.

회로도

함수 발생기 회로는 간단하고 쉽게 액세스할 수 있는 요소를 포함합니다.
- 16MHz에서 외부 석영이 있는 마이크로컨트롤러 AVR Atmega16;
- 표준 HD44780형 LCD 화면 2×16;
- 기존 저항기의 R2R 매트릭스 DAC
- 연산 증폭기 LM358N(국내 아날로그 KR1040UD1);
- XNUMX개의 전위차계;
- 다섯 개의 키
- 여러 소켓.

(확대하려면 클릭하십시오)

지불

기능적 DDS 생성기. 발전기 보드

함수 발생기는 플라스틱 상자에 조립됩니다.

기능적 DDS 생성기. 조립된 발전기

테스트 실행

기능적 DDS 생성기. 테스트 실행

소프트웨어

위에서 말했듯이 내 프로그램의 핵심에서 알고리즘을 사용했습니다. Jesper DDS 생성기. 중지 생성을 구현하기 위해 몇 줄의 어셈블러 코드를 추가했습니다. 이제 알고리즘에는 10 대신 9 CPU 주기가 포함됩니다.

무효 정적 인라인 Signal_OUT(const uint8_t *signal, uint8_t ad2, uint8_t ad1, uint8_t ad0){
asm 휘발성( "eor r18, r18 ;r18<-0" "\n\t"
"eor r19, r19 ;r19<-0" "\n\t"
"1:" "\n\t"
"r18, %0 ;1 주기 추가" "\n\t"
"adc r19, %1 ;1 주기" "\n\t"
"adc %A3, %2 ;1주기" "\n\t"
"lpm ;3 사이클" "\n\t"
"%4, __tmp_reg__ ;1 주기" "\n\t"
"sbis %5, 2 ;건너뛰기가 없으면 1주기" "\n\t"
"rjmp 1b ;2 사이클. 총 10 사이클" "\n\t"
:
:"r"(ad0),"r"(ad1),"r"(ad2),"e"(신호),"I"(_SFR_IO_ADDR(PORTA)), "I"(_SFR_IO_ADDR(SPCR))
: "r18", "r19"
);}

DDS 신호 형식 테이블은 주소가 0xXX00으로 시작하는 MK의 플래시 메모리에 있습니다. 이 섹션은 메모리의 해당 위치에 있는 makefile에 정의되어 있습니다.

# 신호 테이블을 저장할 섹션 정의
LDFLAGS += -Wl,-섹션 시작=.MySection1=0x3A00
LDFLAGS += -Wl,-섹션 시작=.MySection2=0x3B00
LDFLAGS += -Wl,-섹션 시작=.MySection3=0x3C00
LDFLAGS += -Wl,-섹션 시작=.MySection4=0x3D00
LDFLAGS += -Wl,-섹션 시작=.MySection5=0x3E00
LDFLAGS += -Wl,-섹션 시작=.MySection6=0x3F00

LCD 작업을 위한 라이브러리는 winavr.scienceprog.com에서 얻을 수 있습니다.

나는 프로그램 코드에 대해 자세히 설명하고 싶지 않습니다. 소스 코드에는 영어로 설명이 잘 되어 있으며, 질문이 있는 경우 언제든지 MK 포럼인 forum.cxem.net을 이용할 수 있습니다.

테스트

오실로스코프와 주파수 카운터로 발생기를 테스트했습니다. 모든 신호는 전체 주파수 범위(1...65535Hz)에서 잘 생성됩니다. 진폭 및 오프셋 제어가 잘 작동합니다.

(확대하려면 클릭하십시오)

다음 버전의 생성기에서는 상승하는 정현파 신호를 구현할 생각입니다.

최신 소프트웨어 버전(WinAVR20071221), 소스 코드, EagleCAD 및 Proteus 파일은 여기에서 다운로드하십시오.

저자: Koltykov A.V.; 간행물: cxem.net

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