Ascel electronic AE20125 Aufbau-/Bedienungsanleitung

10 mhz wobbel-dds-funktionsgenerator

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Æ20125

10 MHz Wobbel-DDS-

Funktionsgenerator

Aufbau- / Bedienungsanleitung

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Inhaltszusammenfassung für Ascel electronic AE20125

Seite 1 Æ20125 10 MHz Wobbel-DDS- Funktionsgenerator Aufbau- / Bedienungsanleitung...
Seite 3: Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis Sicherheitshinweise..............ii Weitergabe eines aus einem Bausatz entstandenen Gerätes..v Bestimmungsgemäße Verwendung..........v ESD-Hinweise................vi AE20125 Wobbel-DDS-Funktionsgenerator......1 Schaltungsbeschreibung.............2 Lötanleitung................4 Hinweise zu Bauelementen............6 Aufbau..................14 Abgleich...................17 Checkliste zur Fehlersuche............18 Spannungsversorgung..............20 Einbau ins Gehäuse..............21 Bedienung................23 Schaltplan.................33 Stückliste..................35 Bestückungsplan..............38 Dateninterface................39 Technische Daten..............42...
Seite 4: Sicherheitshinweise
Wichtiger Hinweis! Bitte lesen Sie diese Anleitung komplett durch, bevor Sie diesen Bausatz in Betrieb nehmen. Bewahren Sie diese Anleitung an einem für alle Benutzer jederzeit zugänglichen Platz auf. Sicherheitshinweise Bei allen Geräten, die zu ihrem Betrieb eine elektrische Spannung benötigen, müssen die gültigen VDE-Vorschriften beachtet werden.
Seite 5 • Bauteile, Baugruppen oder Geräte dürfen nur in Betrieb genommen werden, wenn sie vorher berührungssicher in ein Gehäuse eingebaut wurden. Während des Einbaus müssen diese vom Stromnetz getrennt sein. • Spannungsführende Kabel oder Leitungen, mit denen das Gerät, das Bauteil oder die Baugruppe verbunden ist, müssen stets auf Isolationsfehler oder Bruchstellen untersucht werden.
Seite 6 • Alle Verdrahtungsarbeiten dürfen nur im spannungslosen Zustand ausgeführt werden. • Geräte, die mit einer Versorgungsspannung größer als 24V betrieben werden, dürfen nur von einer fachkundigen Person angeschlossen werden. • Schulen, Ausbildungseinrichtungen, Hobby- Selbsthilfewerkstätten ist das Betreiben von Baugruppen durch geschultes Personal verantwortlich zu überwachen.
Seite 7: Weitergabe Eines Aus Einem Bausatz Entstandenen Gerätes
Weitergabe eines aus einem Bausatz entstandenen Gerätes Derjenige, der das aus einem Bausatz entstandene fertige Gerät weitergibt, ist als Hersteller anzusehen. Hiermit liegt die Verantwortung bezüglich Gerätesicherheit, elektromagnetischen Verträglichkeit und weiterer für dieses Gerät geltender Richtlinien bei demjenigen, der den Bausatz aufbaut.
Seite 8: Esd-Hinweise
ESD-Hinweise Was ist ESD? ESD (ElectroStatic Discharge, Gefahrenzeichen für ESD-gefährdete Bauteile elektrostatische Entladung) bezeichnet die Entladung (durch Durchschlag oder Funke) einer großen Potenzialdifferenz, die einen kurzen, sehr hohen Stromimpuls verursacht. Wie entsteht die Aufladung? Meist entsteht die elektrostatische Aufladung durch Reibungs- elektrizität, z.B.
Seite 9: Ae20125 Wobbel-Dds-Funktionsgenerator
AE20125 Wobbel-DDS- Funktionsgenerator Der AE20125 Funktionsgenerator erzeugt Sinus-, Rechteck- und Dreieck-Signale mit einer Ausgangsfrequenz von 0,1 Hz bis 10 MHz , die über den gesamten Bereich in 0,1 Hz- Schritten einstellbar ist, sowie einer Amplitude bis 5Vpp und einem einstellbaren Gleichspannungs-Offset von 10V (-5V bis +5V).
Seite 10: Schaltungsbeschreibung
Ausgangsspannung umgewandelt. Vorteil des DDS-Verfahrens ist die hohe Frequenzgenauigkeit und -auflösung. Herzstück des AE20125 ist der AD9833 von Analog Devices (IC2). Er ermöglicht die Ausgabe von Sinus-, Dreieck- und Rechtecksignalen. Der Takt für die Signalerzeugung wird vom 25 MHz-Quarzoszillator Q1 bereitgestellt. Da bedingt durch die diskrete Signalerzeugung das Ausgangssignal der DDS immer auch hochfrequente Störanteile enthält, wird das Signal...
Seite 11 Das aufbereitete Signal des AD9833 wird mit der analogen Verstärkerstufe, aufgebaut Highspeed-Current- Feedback-Operationsverstärker LM6181 (IC3), auf eine Aus- gangsamplitude von bis zu 5Vpp verstärkt. Der LM6181 zeichnet sich durch seine hohe Bandbreite von 100 MHz, einen Ausgangsstrom von 100mA sowie die sehr hohe Slew-rate von 2000V/µs aus.
Seite 12: Lötanleitung
Lötanleitung Wenn Sie im Löten noch nicht so viel Erfahrung haben, lesen Sie bitte zuerst diese Lötanleitung, bevor Sie zum Lötkolben greifen. Löten ist Übungssache! Üben Sie an einer alten Platine, um Ihre Lötfähigkeiten zu verbessern. • Verwenden Sie beim Löten von elektronischen Schaltungen grundsätzlich nie Lötwasser oder Lötfett.
Seite 13 • Achten Sie darauf, dass das soeben gelötete Bauteil, nachdem Sie den Kolben abgenommen haben, ca. 5 Sek. nicht bewegt wird. Zurück bleibt eine silbrig glänzende, einwandfreie Lötstelle (bei Verwendung von bleihaltigem Lötzinn). Ist die Lötstelle matt, erhitzen Sie sie noch einmal kurz, bis das Lot fließt.
Seite 14: Hinweise Zu Bauelementen
Hinweise zu Bauelementen 1 Widerstände Um einen platzsparenden Aufbau zu ermöglichen, werden die Widerstände stehend eingebaut. Zuerst werden Anschlussdrähte entsprechende abgebogen vorgesehenen Bohrungen (lt. Bestückungsplan) gesteckt. Damit die Bauteile beim Umdrehen der Platine nicht herausfallen können, biegen Sie die Anschlussdrähte der Widerstände leicht auseinander, und verlöten diese dann sorgfältig mit den Leiterbahnen auf der Rückseite...
Seite 15 Farbtabelle: Farbe Ziffer Multiplikator Toleranz ± in % Ohne Silber Gold Schwarz Braun Orange Gelb Grün Blau 0,25 Violett Grau 0,05 Weiß 2 Kondensatoren / ELKOs Stecken Kondensatoren entsprechend gekennzeichneten Bohrungen, biegen Sie die Drähte etwas auseinander und verlöten diese sauber mit den Leiterbahnen. Bei den Elektrolyt-Kondensatoren (Elkos) ist auf richtige Polarität zu achten (+ -).
Seite 16 Kennzeichnung von Kapazitäten Ein dreistelliger Zahlenaufdruck ohne Buchstaben gibt die Kapazität in Picofarad an, wobei die ersten beiden Zahlen den Wert, die Dritte die Zehnerpotenz des Multiplikators beschreibt (105 wird damit zu 10*10 pF = 1µF). Ein- und zweistellige Zahlen ohne Buchstaben geben die Kapazität in pF an. Ein 1- bis 3-stelliger Zahlenaufdruck mit einem kleinen n gibt die Kapazität in Nanofarad an.
Seite 17: Damit Das Bauteil Beim Umdrehen Der Platine Nicht
3 Dioden Achten Sie bei Dioden unbedingt darauf, dass sie richtig gepolt (Lage des Kathodenstriches) eingebaut sind. Der umlaufende Ring kennzeichnet die Kathode (negativer Pol). Damit das Bauteil beim Umdrehen der Platine nicht herausfallen kann, biegen Sie die Anschlussdrähte der Diode ca.
Seite 18 Löten Sie auch LEDs polungsrichtig ein. Die Kathoden der Leuchtdioden sind jeweils durch kürzeres Anschlussbeinchen gekennzeichnet. Betrachtet man eine Leuchtdiode gegen das Licht, so kann man die Kathode auch an der größeren Elektrode im Inneren der LED erkennen. 5 IC-Sockel / ICs Bei Integrierten Schaltungen (ICs) ist die Polarität besonders wichtig, da sie durch Verpolung zerstört werden können! Die richtige Einbaulage geht aus dem Bestückungsdruck hervor.
Seite 19 6 Transistoren Auch Transistoren müssen unbedingt polungsrichtig eingebaut werden. Die richtige Lage geht aus dem Bestückungsdruck hervor. Die abgeflachte Seite des Gehäuses muss dabei mit dem Bestückungsdruck übereinstimmen. Die Anschlussbeine dürfen sich nicht kreuzen! Hinweis: Insbesondere Feldeffekttransistoren (FETs) sind höchst empfindlich gegenüber statischer Elektrizität. 7 Quarz Beim Quarz spielt die Polarität keine Rolle, allerdings ist zu beachten, dass die Unterseite des Quarzes leitend ist.
Seite 20 8 Spulen Spulen werden analog zu Widerständen verlötet. Auch die Kennzeichnung orientiert sich an Widerständen, es sind normalerweise vier Farbringe vorhanden, wobei die ersten zwei Ziffern sind, der Dritte gibt den Multiplikator an und der Vierte die Toleranz. Farbtabelle: Farbe Ziffer Multiplikator Toleranz ±...
Seite 21: Der Kühlkörper Wird Nach Erfolgter Montage An Ic4
9 Relais Bei den Relais ist die auf dem Bestückungsdruck mit einer "1" markierte Seite mit einer breiten Linie auf einer der kurzen Seiten gekennzeichnet. 10 Quarzoszillator Beim Quarzoszillator ist Pin 1 durch eine spitze Gehäuseecke gekennzeichnet, die anderen Ecken sind abgerundet. Wird der Oszillator falsch herum eingesetzt, verursacht er einen Kurzschluss, der zu Schäden führen kann! 11 Kühlkörper...
Seite 22: Aufbau
Aufbau Allgemeine Hinweise Um die Möglichkeit, dass nach dem Zusammenbau etwas nicht funktioniert, zu minimieren, sollte man gewissenhaft und sauber arbeiten. Kontrollieren Sie jeden Schritt, jede Lötstelle zweimal, bevor Sie weiter machen! Halten Sie sich an die Bauanleitung. Haken Sie jeden Schritt doppelt ab: einmal fürs Bauen, einmal fürs Prüfen.
Seite 23 Montage Beginnen Sie mit dem Verlöten der Bauteile auf der Bestückungsseite. Alle Bauteile, die keinen Stern * in der Bezeichnung haben, werden auf die Seite der Platine gesteckt, auf der sich der Bestückungsdruck befindet. Wenn Sie den IC-Sockel verlötet haben, warten Sie mit dem Einstecken von IC1 noch, bis die Montage abgeschlossen ist.
Seite 24: Bestückungsseite, Fertig Montiert
Bestückungsseite, fertig montiert Lötseite, fertig montiert, ohne Display Display Montage...
Seite 25: Abgleich
Abgleich Für den Abgleich wird ein Oszilloskop oder ersatzweise ein Multimeter, welches den Maximalwert eines Rechtecksignals darstellen kann, benötigt. Offset Für den Offset-Abgleich stellen Sie die Amplitude auf das Minimum ein und den DC-Offset-Potentiometer in Mittel- stellung. Messen Sie nun die Ausgangsspannung mit Multimeter oder Oszilloskop und stellen Sie mit P3 0V ein.
Seite 26: Checkliste Zur Fehlersuche
Checkliste zur Fehlersuche Haken Sie jeden Prüfschritt ab! □ Ist die Betriebsspannung richtig gepolt? □ Liegt die Betriebsspannung bei eingeschaltetem Gerät noch im Bereich von 8 - 12 Volt? □ Sind die Widerstände wertmäßig richtig eingelötet? Überprüfen Sie die Werte noch einmal nach der Farbcode-Tabelle.
Seite 27 □ Befindet sich eine Lötbrücke oder ein Kurzschluss auf Lötseite? Leiterbahnverbindungen oder -unterbrechungen leichter feststellen zu können, halten Sie die gelötete Platine gegen das Licht und suchen von der Lötseite her danach. □ Ist eine kalte Lötstelle vorhanden? Prüfen Sie bitte jede Lötstelle gründlich! Prüfen Sie mit einer Pinzette, ob Bauteile wackeln! Kommt Ihnen eine Lötstelle verdächtig vor, dann löten Sie diese sicherheitshalber...
Seite 28: Spannungsversorgung
Spannungsversorgung Es wird eine Gleichspannung von 14-18 Volt bei max. 300mA benötigt. Es können das optionale Steckernetzteil, Batterien oder ein sonstiges Netzteil, welches die Anforderungen erfüllt, verwendet werden. Achtung: Wechselspannungsnetzteile (AC) sind nicht geeignet! Hinweis: Bei der ersten Inbetriebnahme wird empfohlen, ein Labornetzgerät mit Strombegrenzung zu verwenden.
Seite 29: Einbau Ins Gehäuse
Einbau ins Gehäuse Hinweis: Hier wird der Einbau in das optional zu diesem Bausatz erhältliche Gehäuse beschrieben. Das Gehäuse ist bereits mit allen erforderlichen Ausschnitten und Beschriftung versehen. Zur Montage stecken Sie die zum Gehäuse mitgelieferten Verlängerungen auf die Taster. Fügen Sie die Platine und die Frontplatte zusammen und stecken Sie beides in die jeweiligen Halterungen im Gehäuse.
Seite 30 Die im folgenden Bild markierten zwei Plastikhalter an der vorderen Seite der oberen Gehäuseschale sollten abgebrochen werden, da sie ansonsten den Bauteilen im Weg sind. Die beiden Cinch-Buchsen werden an zwei ca. 15cm langen Drähten verlötet. Stecken Sie danach den Draht, der zum Mittelkontakt der Buchse führt, durch das entsprechende Loch der Rückwand.
Seite 31: Bedienung
Bedienung Menüstruktur...
Seite 32: Grundlegende Bedienung
Grundlegende Bedienung Frequenz Die Frequenz wird mit den Pfeiltasten eingestellt. Die aktive Stelle in der Frequenzanzeige blinkt und der Wert kann mit verändert werden. Mit kann die aktive Stelle geändert werden. Signalform Um die Signalform zu ändern, drücken Sie FUNCTION/Enter können die Signalformen Sinus ( ), Dreieck ) und Rechteck (...
Seite 33: Menüsteuerung
Menüsteuerung Um das Hauptmenü aufzurufen, drücken Sie . Das MENU/Back Hauptmenü wird angezeigt (siehe auch Menüstruktur). In allen Menüs wird in der oberen Display-Zeile das aktive Menü oder der Eintrag, der eingestellt wird, angezeigt. In der unteren Zeile wird der ausgewählte Menüpunkt angezeigt oder der Wert des einzustellenden Eintrags eingestellt.
Seite 34 2 MODULATION Der AE20125 verfügt über die Möglichkeit der Modulation mit Frequenz- (Frequency Shift Keying, FSK) und Phasen- umtastung (Phase Shift Keying, PSK). Dabei wird die Frequenz bzw. Phase um die eingestellte Hubfrequenz bzw. -phase verändert. Die Modulationsquelle kann dabei intern oder extern sein.
Seite 35 2.4 INT FREQ Bei interner Modulationsquelle wird hier die Frequenz der Modulation eingestellt. 2.5 SOURCE Hier kann die Modulationsquelle auf intern ( ) oder extern ) eingestellt werden. Bei interner Modulationsquelle erfolgt die Modulation mit der unter eingestellten INT FREQ Frequenz, bei externer Modulationsquelle wird das Signal am MOD-IN Eingang benutzt (5V Steuersignal).
Seite 36 3.1 START FREQ Hier wird die Start-Frequenz, bei der der Wobbelzyklus startet, eingestellt. 3.2 STOP FREQ Hier wird die Stop-Frequenz, bei der der Wobbelzyklus endet, eingestellt. Liegt sie unter der Start-Frequenz, läuft der Zyklus "rückwärts". 3.3 SWEEP FREQ Hier kann die Wobbelfrequenz zwischen 0.1Hz (entsprechend 10 Sekunden Wobbelzyklus) und 10Hz (0.1 Sekunde) ein- gestellt werden.
Seite 37: Die Angezeigte Frequenz Wird Nach Folgender Formel Bestimmt
Beginn des Wobbelzyklus abgefragt, es kann daher erforderlich sein, die Taste einige Sekunden lang zu drücken. 4 PLL Reference Wird der AE20125 als Zeitbasis für ein PLL-System genutzt, kann in diesem Menü die Anzeige der z.B. Empfangsfrequenz eines PLL-Empfängers konfiguriert werden.
Seite 38: Einstellungen
Hier wird die PLL-Anzeige ein- oder ausgeschaltet. Sie wird in der zweiten Display-Zeile angezeigt. 5 Presets Der AE20125 erlaubt es, fünf Presets, bestehend aus Ausgangs- frequenz und Signalform, abzuspeichern und wieder zu laden. Um eine Einstellung zu speichern, stellen Sie zuerst die gewünschten Parameter ein.
Seite 39: Firmware Update
Die Auswahl ist analog der Einstellung der aktuellen Ausgangs-Signalform. 6.3 CAL. OFFSET Die Genauigkeit des Oszillators des AE20125 beträgt 50ppm. Sie kann verbessert werden, indem in diesem Menü ein Kalibrierwert eingegeben ist. Dazu ist ein entsprechend präziser Frequenzzähler notwendig.
Seite 40: Werkseinstellungen
Werkseinstellungen: Aktuelle Ausgangsfrequenz: 10.000,0Hz Aktuelle Signalform: SINUS Ausgangsfrequenz beim Start: 10.000,0Hz Signalform beim Start: SINUS Ausgangsfrequenz Preset 1-5: 10.000,0Hz Signalform Preset 1-5: SINUS Calibration Offset: PLL Faktor: PLL Offset: PLL Enabled: Sweep Start-Frequenz: 10.000,0Hz Sweep Stop-Frerquenz: 100.000,0Hz Sweep Mode: LOOP Sweep Frequenz: 1,0Hz Modulation:...
Seite 41: Schaltplan
Schaltplan Teil 1/2...
Seite 42 Teil 2/2...
Seite 43: Stückliste
Stückliste Stück Bauteil(e) Wert C6, C7, C9, 100nF C14, C17, C18, C21, C23 10nF C4, C5, C11 47pF C3, C28 100µF ELKO C8, C10, C15, 10µF ELKO C16, C20 680µF ELKO C19, C30 1µF Folie C1, C29 22pF 1N4007 Diode D2, D3, D4, D5, 1N4149 Diode FB1, FB2, FB3...
Seite 44 10KΩ 1,2KΩ R3, R14 100Ω 100KΩ 220Ω 910Ω 499Ω 56KΩ 10Ω 49,9Ω 51KΩ 270Ω 2W R1, R6, R7, 1KΩ R13, R15, R21 IC-Sockel 28Pol. / MPU AD9833 DDS Waveform Generator (vorbestückt) LM6181 Operationsverstärker 7805 Festspannungsregler 79L05 Festspannungsregler OUT* BNC Buchse LCD* 2x16 Dot-Matrix LCD POWER...
Seite 45 Nur USB-Variante: C25, C26 100nF 10µF ELKO C22, C24 47pF R5, R17 27Ω FT230XS USB UART Interface (vorbestückt) USB* USB-A Printbuchse Sonstiges: - Platine - 4 Abstandsbolzen und 8 M2,5 Schrauben zur Displaymontage - Kühlkörper für IC4 mit Befestigungsschraube und Mutter - Gehäuse (optional) incl.
Seite 46: Bestückungsplan
Bestückungsplan Hinweis: Bauteile mit Stern im Namen werden auf der gegenüberliegenden Platinenseite montiert. Beachte dazu Kapitel "Aufbau." Hinweis: Um die Zuordnung der Bauteile zu den Bezeichnern zu erleichtern, sind die Bauteile und die jeweiligen Bezeichnungen farbig markiert.
Seite 47: Dateninterface
Dateninterface Der AE20125 Funktionsgenerator verfügt optional über eine USB-Schnittstelle, über die es gesteuert werden kann. Über die USB-Schnittstelle wird ein virtueller Com-Port emuliert, sodass eigene Programme leicht implementiert werden können. Systemanforderungen USB-Interface: - MS Windows® 98/ME/2000/XP/Vista/7/8/ Server 2003/Server 2008/Server 2008 R2/...
Seite 48: Usb Treiberinstallation
USB Treiberinstallation Der Treiber für den virtuellen Com-Port muss vor der Benutzung der Software installiert werden. Sie finden die Treiber für alle unterstützten Betriebssysteme im Verzeichnis "Driver". Starten Sie die Installation und folgen Sie den Bildschirmanweisungen. Hinweis: Neuere Windows Betriebssysteme (ab Windows 7) können den Treiber nach dem Anschluss des Geräts automatisch installieren, falls eine Internetverbindung vorhanden ist.
Seite 49: Screenshot Der Pc-Software
Screenshot der PC-Software Bedienung der PC-Software Schließen Sie zuerst den Generator an den PC an. Anschließend wählen Sie den entsprechenden virtuellen COM- Port aus der Liste und klicken Sie auf "Open". "Connected to instrument" zeigt an, ob die Verbindung erfolgreich war. Die Bedienung der Software entspricht der Bedienung über das Geräte-Menü, siehe das Kapitel Bedienung für die jeweiligen Optionen.
Seite 50: Technische Daten
Technische Daten Signalformen: Sinus, Dreieck, Rechteck Frequenz: Sinus: 0,1 Hz - 10 MHz Dreieck: 0,1 Hz - 2,5 MHz Rechteck: 0,1 Hz - 2,5 MHz Schrittweite: 0,1 Hz über den gesamten Bereich Genauigkeit: 50ppm (kalibrierbar) Signalamplitude: 5Vpp DC-Offset: 10V (-5V bis +5V) Ausgangsimpedanz: 50Ω...
Seite 51: Format Der Datenschnittstelle
Format der Datenschnittstelle Format: <ECN>:<CODE>:<DATA>:; Beispiel: 201:A:100000:; Frequenz = 10kHz <ECN>: Prüfziffer: 201 <CODE>: Datentyp: A:↔ Frequency (in 0.1 Hz) [Min = 1, MAX = 100000000] B:↔ Waveform (0: Sine, 1: Triangle, 2: Square) C:↔ Mode (0: Normal, 1: Sweep, 2: Modulation) D:↔...
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