générateur de fonctions. Schéma, description

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Générateur DDS fonctionnel. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Ce générateur de fonctions DDS (version 2.0) de signaux est assemblé sur le microcontrôleur AVR, a une bonne fonctionnalité, a un contrôle d'amplitude et est également assemblé sur une carte de circuit imprimé simple face.

Générateur DDS fonctionnel. Apparition du générateur DDS

Ce générateur est basé sur l'algorithme Générateur Jesper DDS, le programme a été mis à niveau vers AVR-GCC C avec des inserts de code d'assemblage. Le générateur a deux signaux de sortie : le premier est des signaux DDS, le second est une sortie "rectangulaire" à grande vitesse (1..8 MHz), qui peut être utilisée pour raviver un MK avec des fuzz incorrects et à d'autres fins.

Le signal haute vitesse HS (High Speed) est directement issu du microcontrôleur Atmega16 OC1A (PD5).

Les signaux DDS sont générés à partir d'autres sorties du MK via une matrice R2R résistive et via la puce LM358N, qui vous permet de régler l'amplitude (Amplitude) du signal et le décalage (Offset). Le décalage et l'amplitude sont réglables avec deux potentiomètres. Le décalage peut être réglé dans la plage +5V..-5V, et l'amplitude 0...10V. La fréquence des signaux DDS peut être ajustée de 0 à 65534 Hz, ce qui est plus que suffisant pour tester les circuits audio et autres tâches de radio amateur.

Principales caractéristiques du générateur DDS V2.0

- un circuit simple avec des éléments radio courants et peu coûteux ;
- carte de circuit imprimé unilatérale ;
- alimentation intégrée ;
- sortie haute vitesse (HS) séparée jusqu'à 8 MHz ;
- Signaux DDS à amplitude et décalage variables ;
- Signaux DDS : sinus, rectangle, scie et scie inversée, triangle, signal ECG et signal de bruit ;
- Écran LCD 2×16 ;
- clavier intuitif à 5 boutons ;
- pas de réglage de fréquence : 1, 10, 100, 1000, 10000 Hz ;
- mémorisation du dernier état après la mise sous tension.

Le schéma bloc ci-dessous montre la structure logique du générateur de fonction :

Générateur DDS fonctionnel. La structure logique du générateur de fonctions

Comme vous pouvez le voir, l'appareil nécessite plusieurs tensions d'alimentation : +5V, -12V, +12V. Les tensions +12V et -12V sont utilisées pour contrôler l'amplitude et l'offset du signal. L'alimentation est conçue à l'aide d'un transformateur et de plusieurs puces de régulation de tension :

(cliquez pour agrandir)

L'alimentation est montée sur une carte séparée :

Générateur DDS fonctionnel. Alimentation du générateur DDS

Si vous ne souhaitez pas assembler l'alimentation vous-même, vous pouvez utiliser une alimentation ATX ordinaire à partir d'un ordinateur, où toutes les tensions nécessaires sont déjà présentes. Brochage du connecteur ATX.

écran LCD

Toutes les actions sont affichées sur l'écran LCD. Le générateur est contrôlé par cinq touches

Générateur DDS fonctionnel. Menu ACL

Les touches haut/bas sont utilisées pour se déplacer dans le menu, les touches gauche/droite sont utilisées pour changer la valeur de la fréquence. Lorsque la touche centrale est enfoncée, la génération du signal sélectionné démarre. Un nouvel appui sur la touche arrête le générateur.

Système de menus du générateur :

Générateur DDS fonctionnel. Système de menus du générateur

Une valeur distincte est fournie pour régler le pas de changement de fréquence. Ceci est pratique si vous devez modifier la fréquence sur une large plage.

Le générateur de bruit n'a aucun réglage. Pour cela, la fonction usuelle rand() est utilisée en permanence alimentée en sortie du générateur DDS.

La sortie haute vitesse HS dispose de 4 modes de fréquence : 1, 2, 4 et 8 MHz.

Diagramme schématique

Le circuit du générateur de fonctions est simple et contient des éléments facilement accessibles :
- microcontrôleur AVR Atmega16, avec quartz externe à 16 MHz ;
- écran LCD standard type HD44780 2×16 ;
- DAC à matrice R2R à partir de résistances conventionnelles ;
- amplificateur opérationnel LM358N (analogique domestique KR1040UD1);
- deux potentiomètres ;
- cinq clés ;
- plusieurs connecteurs.

(cliquez pour agrandir)

Плата

Générateur DDS fonctionnel. Carte génératrice

Le générateur de fonctions est assemblé dans une boîte en plastique

Générateur DDS fonctionnel. Générateur assemblé

Essai

Générateur DDS fonctionnel. Essai

Logiciel

Comme je l'ai dit plus haut, au coeur de mon programme j'ai utilisé l'algorithme Générateur Jesper DDS. J'ai ajouté quelques lignes de code assembleur pour implémenter la génération d'arrêt. L'algorithme contient maintenant 10 cycles CPU au lieu de 9.

void static inline Signal_OUT(const uint8_t *signal, uint8_t ad2, uint8_t ad1, uint8_t ad0){
asm volatile( "eor r18, r18 ;r18<-0″ "\n\t"
"eou r19, r19 ;r19<-0" "\n\t"
"1 :" "\n\t"
"ajouter r18, %0 ;1 cycle" "\n\t"
"adc r19, %1 ;1 cycle" "\n\t"
"adc %A3, %2 ;1cycle" "\n\t"
"l/min ;3 cycles" "\n\t"
"sortie %4, __tmp_reg__ ;1 cycle" "\n\t"
"sbis %5, 2 ;1 cycle si pas de saut" "\n\t"
"rjmp 1b ;2 cycles. Total 10 cycles" "\n\t"
:
:"r" (ad0),"r" (ad1),"r" (ad2),"e" (signal),"I" (_SFR_IO_ADDR(PORTA)), "I" (_SFR_IO_ADDR(SPCR))
:"r18", "r19"
);}

La table des formes d'onde DDS se trouve dans la mémoire flash du MK, dont l'adresse commence par 0xXX00. Ces sections sont définies dans le makefile, dans leurs emplacements respectifs en mémoire :

#Définir les sections où stocker les tables de signaux
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MaSection1=0x3A00
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MaSection2=0x3B00
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MaSection3=0x3C00
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MaSection4=0x3D00
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MaSection5=0x3E00
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MaSection6=0x3F00

La bibliothèque LCD peut être trouvée sur winavr.scienceprog.com.

Je ne veux pas entrer dans une description détaillée du code du programme. Le code source est bien commenté (bien qu'en anglais) et si vous avez des questions à ce sujet, vous pouvez toujours utiliser notre forum MK, forum.cxem.net.

Test

J'ai testé le générateur avec un oscilloscope et un fréquencemètre. Tous les signaux sont bien générés dans toute la gamme de fréquences (1...65535 Hz). Le contrôle de l'amplitude et du décalage fonctionne bien.

(cliquez pour agrandir)

Dans la prochaine version du générateur, je pense implémenter un signal sinusoïdal montant.

La dernière version du logiciel (WinAVR20071221), le code source, les fichiers EagleCAD et Proteus peuvent être скачать здесь.

Auteur : Koltykov A.V. ; Publication : cxem.net

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