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  #1  
Alt 11.04.2008, 00:22
friend112 friend112 ist offline
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DME Prüfgerät Schaltung

Hallo,

habe ja bereits einmal im Thread suche AVR-Freak angegeben, das ich momentan versuche einen universal Testsender zu entwerfen. Zuerst einmal soll dieser aber Pocsag unterstützen...

Habe heute schon mal aus Irland zwei AD9951 bekommen, die ich als samples geordert hatte. Nun der Schaltplan ist nun auch so weit fertig. Ich hoffe etwas konstruktive Kritik zur Schaltung zu bekommen. Ganz besonders hoffe ich das sich auch Leute wie z.B. Oszillator mal die Schaltung anschauen (besonders Seite 2) Die Frage die sich mir stellt ist z.B. was ich mit dem HF Out mache. Die selbe Frage die sich F64098 vor einiger Zeit mit dem Quarzbasierenden Testsender gestellt hat. Was sich als Antenne anbietet (falls überhaupt eine nötig ist...

Kurz zur Schaltung:

Seite 1 ist nur die Spannungserzeugung. Angedacht ist später ein 9V Block als Versorgung. Aus den 9V werden mittels LM7805 stabile 5V erzeugt. Der DDS benötigt eine 3,3V Spannung, eine 1,8V Spannung für den analogteil und eine 1,8V Spannung für den Digitalteil. Laut Datenblatt sollen die beiden Spannungen nicht von einer Quelle kommen, aber ein Eingang für die beiden Spannungsregler ist erlaubt. Diese Aufgabe übernehmen die beiden IRU1206-18. Desweiteren benötigt der AD9951 eine 3,3V Spannung, diese wrd über den Spannungsteiler bestehend aus R1 und R2.

Seite 2 beschreibt die Beschaltung des Ad9951. Der AD9951 ist nach der Standartbeschaltung aufgebaut. Hierbei übernimmt R4 die Einstellung der Amplitude des Ausgangssignals, 3,9 K ist der Empfollene Wert von AD. Der AD9951 wird von einem 80 MHz Quarzoszillator gespeist, damit ist mittels internen Multiplikators eine Erzeugung von 400 MHz als Systemtakt möglich, wodurch Frequenzen bis theoretisch 200 MHz möglich sind. Die Signal I/O_Update_DDS, Reset_DDS, SCLK_DDS und SDIO_DDS bilden die Schnittstelle zum µP. Am HF Ausgang befindet sich ein Tiefpass mit einer Eckfrequenz von ca. 180 MHz, da bei dieser Frequenz ein Störsignal bei 220MHz vorhanden ist, muß der Filter ziemlich Steil sein.
Gerade hiermit bin ich mal auf eure Meinungen gespannt. Der Filter ist mit der Software Elsie simuliert.

Auf Seite 3 befindet sich der µC mit ISP schnittstelle. An ihm sind 7 Ports für den Anschluß einer 3x4 matrix Tastatur vorbereitet, desweiteren sind die Anschlüße RXD und TXD zur Kommunikation über USB vorgesehen. Der µC wird von einem 16 MHz Quarz versorgt, so das auch schnellere Kommunikation kein Problem sein sollte. D1 kann zur Statusausgabe und weiteres genutzt werden. Über den PortB 0-3 findet die Kommunikation mit dem µC statt.

Auf Seite 4 befindet sich der rs232-USB-Wandler bestehend aus einem ft232rl. Hierüber soll später eine Eingabe der Texte die mit Pocsag gesendet werden sollen erfolgen.


So nun hoffe ich auf konstruktive Kritik. Ich gedenke dann 2 Prototypen aufzubauen, woran dann die Programmierung erfolgen kann. Dann mal sehen was der Spektrumanalyser dazu so sagt ;-)

Im Anhang befindet sich auch einmal die Filterauswertung aus Elsie.

Mfg. friend112
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Dateityp: zip DME-Prüfgerät (1).zip (95,5 KB, 1215x aufgerufen)
Dateityp: zip Filterauswertung.zip (24,4 KB, 574x aufgerufen)
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  #2  
Alt 11.04.2008, 00:40
Shinzon Shinzon ist offline
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Moin..

Nun, "Standardschaltung" halt ;) .. wobei ich mit DDS nicht so die Erfahrung habe .. ich
vermute einfach mal, das du die Schaltung aus dem Datenblatt genutzt hast. Auf den ersten
Blick würde ich aber HF-out nicht einfach offen lassen, sondern per 50 Ohm gegen Masse
legen.. evtl. auch noch nen C gegen Masse.

Da du ja nur die Schaltpläne zeigst, ein Tipp für die Entwicklungsphase: Da du ja eh mit
"SPI" oder "TWI" (oder welcher "Markenname" gerade aktuell ist) arbeitest, ist vielleicht
eine Modulbauweise für die Prototypen gut, also eine Platinenmässige Trennung von
MCU & Stromversorgung und DDS-Baustein. So kann man den DDS-Sender auch als
universelles Entwicklungsboard einsetzen. Später, wenn die Software soweit läuft, das
man sie optimieren kann, kann man dann ja die endgültige Bauform der Platine entwerfen,
auf ein Gehäuse anpassen usw usw.. spart am Anfang halt Kopfschmerzen.

Wir sind hier ja ein einem Kleinleistungsbereich, mein erster Gedanke wäre gewesen, die
Filter ebenfalls auf eine eigene Platine zu basteln und entsprechend abgeschirmte Bereiche
und Leitungen zu verwenden.. so würde man bei Filteränderungen in der Entwicklungsphase
nicht ein komplett neues DDS Board benötigen .. aber ich weiss nicht, ob hier die Leistungen
noch ausreichen ;)

Sobald es in die sendefähige Testphase geht, wäre eine vorhandene Amateurfunklizenz
sehr praktisch, dann würde man die Frequenzen einfach mal anpassen - POCSAG mit
einem Scanner auf AFu-Frequenz per Software dekodieren ist ja kein Problem, besser als
wild auf BOS-Frequenzen rumzuentwickeln!

Soweit meine Gedanken um 00:40 Uhr ;)

Gruss,
Tim
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  #3  
Alt 11.04.2008, 10:20
cockpit cockpit ist offline
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Servus!

Sieht ja richtig gut aus.

Nur so mal als Frage. (weist ja, bin kein AVR-Kind)
Wie schaut’s mit der Programmierung aus. ON-Board?

Denke mal die Schaltung benötigt um die 200mA. => Festspannungsregler TO220 Gehäuse.
Als LED-Strom komm ich auf 5,3mA ?

Bei der Tastatur können direkte Verbindungen zwischen zwei Output-Pins entstehen, wenn zwei Tasten gleichzeitig gedrückt sind.
Würde hier noch zwei Widerstande einbauen.

Der ATMEGA32 wird mit 5V betrieben, der AD9951 mit 3,3V. Kenne beide Bauelemente nicht, darum kann ich nicht sagen ob eine direkte I/O-Verbindung korrekt ist.

Wie Shinzon schon geschrieben, würde ich auch die HF mit 47 Ohm abschließen.
Die Senderechweite ist sehr Layoutabhängig, einfach mal probieren.

Auch muss ich Shinzon recht geben was die Schirmung der Filter anbelangt.
Ich mag eigentlich keine Spulen, und schon gar nicht in Filtern.
Führt manchmal zu bösen Intermodulationen.

Gruß
cockpit
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  #4  
Alt 11.04.2008, 12:10
Shinzon Shinzon ist offline
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Hm..

Wo cockpit es gerade erwähnt - den AVR kannste doch eigentlich auch
direkt mit 3V3 betreiben - fällt auch die Interface-Problematik weg..

Für die Tastatur empfehle ich mal einen Blick auf die AVR240 Application
Note - 8 Widerstände (ESP), 4 Dioden und INT-Steuerung erleichtern später
das Abfragen der Tasten, gerade weil du ja noch Hardware-IRQ frei hast.

@cockpit: Ja, der AVR wird per "SPI" programmiert, der 6pol Pfostenstecker
auf der Platine ;)
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  #5  
Alt 11.04.2008, 12:32
friend112 friend112 ist offline
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Hallo,

Die Eingänge des ad9951 sind auf 5V ausgelegt, auch wenn dieser nur mit 3,3V betrieben wird. Ist im Datenblatt extra ganz oben angegeben ;-)

Spannungsregler ist neben den Steckern und den 80 MHz Oszillator als einziges Bedrahtetes Element geplant (To220).

Durch die internen Pull-Ups kann man beim AVR die Tastatur eigentlich problemlos direkt an die Ports hängen. Siehe: http://www.avr-asm-tutorial.net/avr_.../keyboard.html
Allerdings schaue ich mir das Applikation-Note von atmel einmal an...

Ich könnte vom Atmega sicherlich die L Version nehmen (Die läuft dann auch auf 3,3V) allerdings kann ich den Prozessor dann auch nur an einen 8 MHz Quarz hängen.

Stimmt beim Vorwiderstand ist irgendwie nen Fehler passiert ;-), ändere ihn in 220 Ohm.


Deweiteren werde ich noch wie Vorgeschlagen einen 47 Ohm Widerstand am HF Out gegen GND einfügen.

Die Spulen sind als Festinduktivitäten der Bauform 0805 geplant. Über eine Abschirmung des Filters habe ich mir auch schon gedanken gemacht. Allerdings weiß ich noch nicht recht wie ich es bei dieser Leistung realisiere...

Ich könnte zwar wenn die Reichweite sowiso nur 1-2m betragen sollte, denn Filter auch weglassen, aber ich gedachte eigentlich die Signale zu unterdrücken...

So hoffe auf weitere gute Vorschläge...

Im Anhang mal der Schaltplan mit den Änderungen...
Die belegung des µP bezüglich des DDS hat sich nur aus Layout-technischen Gründen ergeben, läßt sich dann einfacher routen...

Mfg. friend112
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Geändert von friend112 (11.04.2008 um 12:40 Uhr)
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  #6  
Alt 11.04.2008, 12:52
Shinzon Shinzon ist offline
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Moien ...

Ohne mir die neuen Pläne anzuschauen - 8 MHz ist ungünstig, nimm lieber 7.3728 oder
wie die Nachkommastellen sind .. dann hat man mit dem Timer weniger Probleme..
auf den ersten Blick mag sich 8 MHz schön teilen lassen, die Praxis zeigt aber, das man
es eben doch nicht kann ;)

Und mehr Takt für die MCU brauchst du sicherlich eh nicht - die SPI-Schnittstelle war
glaub ich maximal 5 MHz "schnell", oder ?

Gruss,
Tim
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  #7  
Alt 11.04.2008, 13:14
friend112 friend112 ist offline
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Die schnittstelle vom ad9951 unterstütz bis zu 25 MHz. Damit man auch schnell aktualisieren kann für ne schöne modulation ;-)
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  #8  
Alt 11.04.2008, 13:19
Shinzon Shinzon ist offline
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Ich rede ja auch von AVR-Seite ;)
Das der AD schneller ist, hab ich beim Überfliegen des Datasheet gesehen.
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  #9  
Alt 11.04.2008, 13:33
friend112 friend112 ist offline
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Der AVR arbeitet auch mit den 16 MHz, da ich sowieso nicht die Hardware SPI verwende und somit der clk pro durchlauf erzeugt wird. Somit kann der höhere Takt schon hilfreich sein...
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  #10  
Alt 11.04.2008, 13:35
Shinzon Shinzon ist offline
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Hast du schonmal überschlagsweise gerechnet, wie die Lastverteilung wird ?
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  #11  
Alt 11.04.2008, 13:38
friend112 friend112 ist offline
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Im Bezug worauf?
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  #12  
Alt 11.04.2008, 13:44
Shinzon Shinzon ist offline
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Na Äpfel und Birnen ..

Nein, Lastverteilung der MCU ... quasi dein Softwaremodell ..

.. denn dann kannst du ja sehen, ob 7 MHz reichen oder du halt die
höhere Spannung für den höheren Takt brauchst ..
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  #13  
Alt 11.04.2008, 13:52
friend112 friend112 ist offline
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Nein, die habe ich noch nicht durchgerechnet. Ich habe mich bei der Dimensionierung an anderen Projekten, die mit dieser DDS arbeiten Orientiert. Dabei wurde überwigend der 16 MHz Takt verwendet, wobei es auch ein Projekt für einen einfachen wobbelgenerator gab, wo nur 4 MHz verwendet wurden. Ich wede das mal durchrechnen... Wobei der einzige Vorteil letzendlich der niedrigere Stromverbrauch des µP wäre. Die Anpassung zwischen 3,3V und 5V ist laut ad9951 Datenblatt wie gesagt nicht nötig...

Mfg. friend112
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  #14  
Alt 11.04.2008, 14:08
Shinzon Shinzon ist offline
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Aber du sparst den gesamten 5V Zweig ! ;)

Hm, wie sind den die Lastverteilungen der anderen DDS-Projekte ?


Gruss,
Tim

PS: FMS kann ich in Software mit 4 MHz verarbeiten, nen Videosignal kriegt man mit 12 MHz
erzeugt .. da wird so nen kleines DDS-Signal kein Problem sein - solange man nicht viel MUL'en
muss ^^
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  #15  
Alt 11.04.2008, 14:47
friend112 friend112 ist offline
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Na ja, aber momentan habe ich ja nur den 3,3V Zweig eigentlich beim 5V zweig "geklaut". Die 3,3V werden ja nur einmal benötigt und momentan über einen Spannungsteiler erzeugt. Wenn ich auf 3v3 gehe, würde ich den 5V Spannungsregler durch einen einstellbaren ersetzen (3v3 währe mir gerade keiner bekannt...), damit würde ich aber automatisch mehr Energie vernichten, da der Strom nicht viel Sinkt...

Ist die Frage ob sich das lohnt, oder obich nicht einfach bei demTTL-Pegel bleibe...

Mfg. Dennis
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