Оглавление:
2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-13 06:58
Как сделать малошумный, высокоточный, стабильный RF-генератор (с AM, FM модуляцией) на Arduino.
Запасы
1. Arduino Mega 2560
2. OLED-дисплеи 0,96 дюйма
3. DDS AD9910 Arduino Shield
Шаг 1. Установка оборудования
Собираем все вместе
1. Arduino Mega 2560
2. OLED-дисплеи 0,96 дюйма
3. DDS AD9910 Arduino Shield.
gra-afch.com/catalog/arduino/dds-ad9910-arduino-shield/
Шаг 2: Установка программного обеспечения
Берем прошивку отсюда и компилируем в arduino IDE
github.com/afch/DDS-AD9910-Arduino-Shield/…
Шаг 3: Регулировка
На нашей плате использовался генератор 40 МГц, поэтому делаем такие настройки
Шаг 4: Мы получаем результат намного лучше, чем на борту из Китая
Получаем результат намного лучше, чем на борту из Китая!
На экране со стороны платы было много гармоник и паразитов, а их уровень достигал -25 дБм! И это при том, что согласно документации Analog Devices к AD9910 уровень гармоник не должен превышать -60 дБмВт. Но на этой плате гармоники около -60 дБм! Это хороший результат!
Фазовый шум
Этот параметр очень важен и интересен для тех, кто покупает DDS. Поскольку собственный фазовый шум DDS, очевидно, меньше, чем у генераторов с ФАПЧ, конечное значение сильно зависит от источника тактового сигнала. Для достижения значений, указанных в таблице данных на AD9910, при разработке нашего DDS AD9910 Arduino Shield мы строго придерживались всех рекомендаций Analog Devices: 4-х слойная разводка печатной платы, отдельный источник питания всех 4-х линий питания (3,3 В, цифровой, 3,3 В аналоговый, 1,8 В цифровой и 1,8 В аналоговый). Поэтому, покупая наш DDS AD9910 Arduino Shield, вы можете ориентироваться на данные из таблицы на AD9910.
На рисунке 16 показан уровень шума при использовании встроенной ФАПЧ в DDS. ФАПЧ увеличивает частоту генератора 50 МГц в 20 раз. Мы используем аналогичную частоту - 40 МГц (множитель x25) или 50 МГц (множитель x20) от TCXO, что дает еще большую стабильность.
На рисунке 15 показан уровень шума при использовании внешней опорной частоты 1 ГГц с выключенной ФАПЧ.
Сравнивая эти два графика, например, для Fout = 201,1 МГц и внутренней системы ФАПЧ, включенной при отстройке несущей 10 кГц, уровень фазового шума составляет -130 дБн при 10 кГц. А при выключенной ФАПЧ и использовании внешней синхронизации фазовый шум составляет 145 дБн при 10 кГц. То есть при использовании внешнего тактового сигнала фазовый шум на 15 дБн лучше (ниже).
Для той же частоты Fout = 201,1 МГц и внутренней ФАПЧ, включенной при отстройке от несущей 1 МГц, уровень фазового шума составляет -124 дБн при 1 МГц. А при выключенной ФАПЧ и использовании внешней синхронизации фазовый шум составляет 158 дБн при 1 МГц. То есть при использовании внешнего тактового сигнала фазовый шум на 34 дБн лучше (ниже).
Вывод: при использовании внешней синхронизации можно получить гораздо меньший фазовый шум, чем при использовании встроенной ФАПЧ. Но не забывайте, что для достижения таких результатов к внешнему генератору предъявляются повышенные требования.
Шаг 5: графики
Графики с фазовым шумом