Conrad Electronic DDS20 Bedienungsanleitung
Signalgenerator
Inhaltsverzeichnis
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B E D I E N U N G S A N L E I T U N G
Signalgenerator DDS20
(Bausatz)
Best.-Nr. 19 03 16
Diese Bedienungsanleitung gehört zu diesem Produkt.
Sie enthält wichtige Hinweise zur Inbetriebnahme und
Handhabung. Achten Sie hierauf, auch wenn Sie dieses
Produkt an Dritte weitergeben.
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lesen auf!
Eine Auflistung der Inhalte finden Sie in dem Inhaltsverzeich-
nis mit Angabe der entsprechenden Seitenzahlen auf Seite 3.
Version 09/03
Inhaltsverzeichnis
Inhaltszusammenfassung für Conrad Electronic DDS20
- Seite 1 B E D I E N U N G S A N L E I T U N G Version 09/03 Signalgenerator DDS20 (Bausatz) Best.-Nr. 19 03 16 Diese Bedienungsanleitung gehört zu diesem Produkt. Sie enthält wichtige Hinweise zur Inbetriebnahme und Handhabung.
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Seite 2: Einführung
Einführung Sehr geehrter Kunde, wir bedanken uns für den Kauf dieses Produkts. Lesen Sie sich vor Inbetriebnahme des Produkts die komplette Bedienungsanleitung durch, beachten Sie alle Bedienungs- und Sicherheitshinweise! Das Produkt ist EMV-geprüft und erfüllt die Anforderungen der geltenden europäischen und nationalen Richtlinien. -
Seite 3: Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis 1. Bestimmungsgemäße Verwendung ....................4 2. Sicherheitshinweise ........................4 3. Technische Daten ......................... 5 4. Allgemein ............................6 5. Aufbau ............................11 a) Grundsätzliche Informationen ....................11 b) Lötanleitung ..........................13 c) Schaltbild ..........................14 d) Bestückungsplan, Platinenseite 1 ..................15 e) Bestückungsplan, Platinenseite 2 .................. -
Seite 4: Bestimmungsgemäße Verwendung
1. Bestimmungsgemäße Verwendung Der Bausatz „Signalgenerator DDS20“ dient grundsätzlich zur Erzeugung von Sinus- und Rechteck- signalen im Bereich von 0.1Hz bis 20MHz. Beachten Sie dazu die ausführliche Beschreibung des Systems unter Kapitel 4 ab Seite 6. Die Endstufe zur Sinussignal-Erzeugung (IC7, AD811) und das zugehörige Poti (R6) sind nicht im Lieferumfang enthalten und können bei Bedarf z.B. -
Seite 5: Technische Daten
3. Technische Daten Sinussignal (Achtung, IC7=AD811 und zugehöriges Poti nicht im Lieferumfang!) Frequenzbereich: ........... 0,1Hz bis 20MHz Ausgangsspannung: ........0V bis 4Vss, RI=50Ω Nebenwellenabstand: ........ca. 50dB bis 10MHz Rechtecksignal Bereich: ............0,5Hz bis 20MHz Ausgangsspannung: ........5Vss, RI=50Ω, TTL-Pegel Signalanstiegszeit: ......... -
Seite 6: Allgemein
4. Allgemein Der „Signalgenerator DDS20“ kann Sinus- und Rechtecksignale im Frequenzbereich von 0,1Hz bis 20MHz erzeugen (für Sinussignal ist IC7=AD811 und das zugehörige Poti R6 zu bestücken, diese sind jedoch nicht im Lieferumfang!). Durch das DDS-Verfahren ergeben sich sowohl eine ausgezeichnete Signalqualität (hoher Neben- wellenabstand) als auch sehr kleine Frequenz-Einstellschritte. - Seite 7 Bild 1 zeigt eine Sinusschwingung und die zugehörige Phase. Für die Erzeugung des Sinussignals per DDS wird diese Phase digital über den so genannten Phasen-Akkumulator erzeugt. Der zur aktuellen Phase gehörende Digitalwert ist in einer Tabelle abgelegt und wird auf einen Digital-Analogwandler gegeben, der dann den entsprechenden Spannungswert erzeugt.
- Seite 8 Bild 3: Vereinfachter Phasenakkumulator und digitale Phase Gemäß Bild 3 berechnet sich die Frequenz f des Sinussignals wie folgt: = 1 / T = Anzahl der Phasensprünge pro Ausgangssignalperiode • T = 1 / f = Taktfrequenz des Systems Die Anzahl der Phasensprünge pro Ausgangssignalperiode ergibt sich zu: Anzahl der Phasensprünge = 2 / „Delta Phase“...
- Seite 9 Beim DDS-Board liegt der kleinste (interne) Frequenzeinstellschritt bei einer Taktfrequenz von 50MHz und einer Wortbreite von N = 32 bei 11,64mHz. Der Phasen-Sinus-Konverter (2) besteht im wesentlichen aus einem Speicher (Tabelle), über dessen Adressbereich verteilt die digitalen Abtastwerte einer Sinusschwingung stehen. Dieser Speicher wird nun periodisch mit den „m“-höchstwertigen Bits des Phasen-Akkumulators als Adressen ausgelesen.
- Seite 10 • Des weiteren erzeugen die Nichtlinearitäten in der Übertragungsfunktion des DA-Wandlers ein Stör- spektrum, das vorher kaum zu berechnen ist und vom jeweiligen DA-Wandler abhängt. Diese Nichtlinearitäten erzeugen im Ausgangsspektrum die Harmonischen der Grundfrequenz. Bezieht man all diese Überlegungen auf das Ausgangsspektrum, so ergibt sich in etwa der in Bild 5 dargestellte Verlauf.
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Seite 11: Aufbau
Beim Nachbau elektronischer Schaltungen werden Grundkenntnisse über die Behand- lung der Bauteile, Löten und der Umgang mit elektronischen bzw. elektrischen Bauteilen vorausgesetzt. Aufgrund der Bauart des „Signalgenerators DDS20“ sind zusätzlich Kenntnisse und geeignete Werkzeuge zum Löten von SMD-Bauteilen erforderlich. - Seite 12 Eine häufige Ursache für eine Nichtfunktion ist ein Bestückungsfehler, z. B. verkehrt eingesetzte/verlötete Bauteile wie ICs, Dioden und Elkos. Beachten Sie unbedingt die korrekten Widerstandswerte, da diese bei SMD-Widerständen nicht aufgedruckt sind, dies gilt auch für SMD-Kondensatoren. Ein Messgerät kann dabei viel Zeit sparen. Eine weitere Fehlerursache sind Lötbrücken bei SMD-ICs.
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Seite 13: Lötanleitung
b) Lötanleitung Wenn Sie im Löten noch nicht so geübt sind, empfehlen wir Ihnen, den Aufbau nicht selbst vorzunehmen. Die Gefahr ist groß, dass der Signalgenerator nicht korrekt zusammengebaut wird. Löten will gelernt sein, doch dieser Bausatz ist dafür nicht der geeignete Einstieg! Beachten Sie folgende Tipps beim Löten: •... -
Seite 14: Schaltbild
Anmerkung: c) Schaltbild R14/15/16 sind zwar im Schaltbild und im Bestückungslayout vorhanden, diese sind jedoch weder erforderlich noch im Bau- satz enthalten. Deren Bestückung war nur bei der Entwicklung erforderlich, um verschiedene Displays zu testen. Auch IC7 und das Poti R6 sind nicht im Lieferumfang, siehe Text. -
Seite 15: Bestückungsplan, Platinenseite 1
d) Bestückungsplan, Platinenseite 1 Bild 7: Fertig bestückte und unbestückte Platine, Seite 1 Beachten Sie bei diesen Abbildungen, dass sich IC7 und das Poti R6 nicht im Lieferumfang befinden. -
Seite 16: Bestückungsplan, Platinenseite 2
e) Bestückungsplan, Platinenseite 2 Bild 8: Fertig bestückte und unbestückte Platine, Seite 2 Beachten Sie bei diesen Abbildungen, dass sich das Poti R6 nicht im Lieferumfang befindet. Gleiches gilt für die Widerstände R14, R15 und R16. Diese waren nur während der Entwicklung für die Anpassung an verschiedene LC-Displays erforderlich und dürfen in dieser Version des Bausatzes nicht bestückt werden! -
Seite 17: Stückliste
f) Stückliste Widerstände: Halbleiter: 0Ω/SMD ..........R17 7805 ............. IC1 22Ω ............R11 7905 ............. IC2 47Ω ............R10 20292/SMD .......... IC3 47Ω/SMD ..........R28 24C04/ SMD ........IC4 150Ω/SMD ........R23, R24 AD9835BRU/SMD ....... IC5 390Ω/SMD ........R4, R8 74HC132/SMD ........ -
Seite 18: Aufbau Der Platine
g) Aufbau der Platine Die Platine ist hauptsächlich mit SMD-Komponenten und mit einigen bedrahteten Bauelementen zu bestücken. Der Aufbau der Schaltung sollte aufgrund der verwendeten miniaturisierten Bauelemente mit hoher Sorgfalt von geübten Elektronikern durchgeführt werden. Gerade bei der Montage der SMD-Komponenten empfiehlt sich die Verwendung eines Lötkolbens mit bleistiftspitzer Spitze. - Seite 19 Diese beiden Bauteile sind, wie schon mehrfach erwähnt, nicht Bestandteil des Bausatzes und müssen getrennt bestellt werden (z.B. bei Conrad Electronic per Sonderbestellung lieferbar). IC 7 ist unter Beachtung der Einbaulage (Pin 1 des ICs ist mit einer Punktmarkierung versehen) einzusetzen und zu verlöten.
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Seite 20: Inbetriebnahme
6. Inbetriebnahme Das DDS-Board benötigt eine Versorgungsspannung im Bereich von ±7V bis ±12V (je 100 mA). Vor dem Anschließen der Versorgungsspannung ist die korrekte Bestückung zu überprüfen, eventuell vorhandene Lötbrücken sind zu entfernen. Die negative Betriebsspannung ist nur dann erforderlich, wenn IC7 (AD811, für die Sinussignal-Erzeugung) bestückt wird. -
Seite 21: Bedienung
7. Bedienung Die Bedienung des DDS 20 ist einfach gehalten und erfolgt über 3 Tipptasten, einen Inkrementalgeber sowie ein Poti. Als Grundeinstellung (Defaultwerte) sind folgende Einstellungen programmiert, die nach dem ersten Einschalten aktiv sind: • Frequenz: 1kHz • Wobbelfunktion: aus •... -
Seite 22: Frequenzen Speichern Und Abrufen
d) Frequenzen speichern und abrufen Das DDS-Board verfügt über 10 nichtflüchtige Speicher zum Abspeichern von Frequenzen. Beim Einsatz als Zeitbasis für Empfänger lassen sich so komfortabel Stationstasten realisieren. • Frequenz speichern Gehen Sie wie folgt vor: - Abzuspeichernde Frequenz einstellen - Taste „... - Seite 23 Um die Genauigkeit der Signalfrequenz zu erhöhen, geht man wie folgt vor: • Einstellen einer Frequenz f , z. B. 10MHz soll • Messen der Ausgangsfrequenz f mit einem geeigneten Frequenzzähler, z. B. 9,999950MHz. • Berechnen des Abweichungs-Faktors a = f = 0,999995 soll •...
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Seite 24: Schaltungsbeschreibung
8. Schaltungsbeschreibung Das Schaltbild finden Sie in Bild 6 auf Seite 14. Der Prozessor IC3 (KS57C2308) steuert alle Ein- und Ausgabefunktionen des DDS-Boards. Der zur Frequenzeinstellung dienende Inkrementalgeber DR1 ist mit externen Pull-Up-Widerständen versehen und an die Pins 25 und 32 des Prozessors angeschlossen. Je nach Drehrichtung der Achse wird einer der Portpins eher auf Massepotential gezogen als der andere, wodurch die Drehrichtung erkannt wird. - Seite 25 Das Filter wird durch das Potentiometer zur Amplitudeneinstellung R6 abgeschlossen. Über den Koppelkondensator C36 gelangt das Sinussignal vom Poti-Abgriff auf die Sinus-Endstufe IC7 (AD811), die zum einen eine Verstärkung um den Faktor 3,6 bewirkt und zum anderen in Verbindung mit R10 einen Ausgangswiderstand von 50Ω...
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Seite 26: Handhabung
9. Handhabung Ist anzunehmen, daß ein gefahrloser Betrieb nicht mehr möglich ist, so ist das Gerät außer Betrieb zu setzen und gegen unbeabsichtigten Betrieb zu sichern. Das trifft zu: • wenn das Gerät sichtbare Beschädigungen aufweist • wenn das Gerät nicht mehr funktionsfähig ist •... - Seite 28 Anlagen, bedürfen der schriftlichen Genehmigung des Herausgebers. Nachdruck, auch auszugsweise, verboten. 100% Recycling- Diese Bedienungsanleitung entspricht dem technischen Stand bei Papier. Drucklegung. Änderung in Technik und Ausstattung vorbehalten. Chlorfrei © Copyright 2003 by Conrad Electronic GmbH. Printed in Germany. gebleicht. *2003/09/05...