Werbung
Jedoch wird das Filter nur bei der Erzeugung eines Sinussig-
nals benötigt, bei den Signalformen Dreieck und Rechteck
würde das Filter zu erheblichen Signalverzerrungen führen.
Aus diesem Grund wird das Filter bei diesen Signalformen
mithilfe des CMOS-Umschalters IC 9 überbrückt.
Mit dem DDS 130 lassen sich auch einfach Rechtecksignale
erzeugen, die als Taktquelle in elektronischen Schaltungen
einsetzbar sind. Dabei werden zwei verschiedene Metho-
den zur Erzeugung angewendet. Rechtecksignale mit einer
Frequenz unterhalb von 3 MHz erzeugt der DDS-Chip direkt.
Dabei wird das höchstwertige Bit eines internen Registers
verwendet, welches am Pin 16 (Sig Bit Out) ausgegeben und
mithilfe des Schmitt-Triggers IC 11 und den beiden Wider-
ständen R 32 und R 36 auf einen definierten Pegel gebracht
wird. Durch Anlegen eines Low-Pegels an der Signalleitung
„Square" werden die Umschalter des IC 10 so geschaltet,
dass eine Weiterleitung des Rechtecksignals von Pin 10 nach
Pin 9 erfolgt.
Bei Frequenzen oberhalb von 3 MHz beginnt das Rechtecksig-
nal zu jittern. Aus diesem Grund wird das weiterhin gene-
rierte Sinussignal über den Pin 7 von IC 10 an den Kompa-
ratoreingang „VIN" des AD9834 geführt. Dieses Sinussignal
wird für die zweite Methode zur Erzeugung von Rechtecksig-
nalen benötigt. Der AD9834 detektiert die Nulldurchgänge
des Sinussignals und setzt dementsprechend den Pin 16 (Sig
Bit Out) auf High- bzw. Low-Pegel. Auch dieses Signal wird
mit dem Schmitt-Trigger und den beiden Widerständen auf
einen definierten Pegel gebracht.
Die Umschaltung zwischen den beiden Methoden erfolgt au-
tomatisch durch den Mikrocontroller IC 1. An dieser Stelle
stellt sich die Frage, warum nicht generell die zweite Metho-
de für die Erzeugung von Rechtecksignalen genutzt wird? Der
Grund ist der interne Komparator. Dieser benötigt zur Bildung
eines Referenzpotentials für die Nulldurchgangserkennung,
ein Eingangssignal mit mindestens 3 MHz.
Das nun an Pin 9 von IC 10 anliegende Rechtecksignal wird
auf die Diode D 15 geführt. Diese Diode schützt den Eingang
(Pin 3) der Endstufe vom Typ LMH6503MA vor Spannungen,
die mehr als 720 mV betragen. Mit der im Eingangsbereich
liegenden Lötbrücke JP 1 kann ausgewählt werden, ob das
ankommende Signal mit einem DC-Offset versehen sein oder
als reines AC-Signal anliegen soll. Wird diese Brücke ge-
schlossen, hat das Ausgangssignal zwar einen DC-Offset,
jedoch kann nun der gesamte Frequenzbereich bis hinunter
zu 0,25 Hz genutzt werden. Im geöffneten Zustand wird das
Ausgangssignal über C 39 kapazitiv entkoppelt. Der DC-An-
teil des Signals wird dadurch eliminiert, allerdings ist nun
eine untere Grenzfrequenz von 8 Hz vorhanden, d. h. dass
Signale mit einer Frequenz von unter 8 Hz entsprechend ge-
dämpft werden.
Der Verstärkungsfaktor der Endstufe IC 6 lässt sich mittels
einer am Pin 2 angelegten Spannung steuern. An den Pins 1
und 14 der Endstufe IC 6 ist die positive Betriebsspannung
+5 V und an den Pins 7 und 8 die negative Betriebsspannung
-5 V angelegt. Die Kondensatoren C 24 bis C 27 und C 48
bis C 51 sind wieder als Staffelblockung aus verschiedenen
Kapazitätswerten beschaltet. Mit den beiden Widerstand-
strimmern R 16 und R 33 und den Spannungsteilern R 17,
R 18 bzw. R 34, R 38 kann an der Endstufe LMH6503MA ein
Bau- und Bedienungsanleitung
Offsetabgleich durchgeführt werden. Auf diesen Abgleich
wird noch im Abschnitt „Inbetriebnahme und Kalibrierung"
näher eingegangen. Um eine definierte Ausgangsimpedanz
von 50 Ω zu erhalten, sind zwischen dem Ausgang von IC 6
(Pin 10) und der Buchse BU 5 die beiden 100-Ω-Widerstände
R 22 und R 30 parallel eingesetzt.
Kommen wir nun zum Mikrocontroller IC 1. Dieser wird mit
einem 16-MHz-Keramikschwinger als Taktgeber betrieben.
Um eventuelle Stör-Einstreuungen in die Versorgungsspan-
nung zu eliminieren, wurde neben den Kondensatoren C 19
bis C 22 die Spule L 1 zur Blockung eingesetzt.
Neben der Steuerung des DDS-Chips übernimmt der Con-
troller auch die Steuerung des Digital-Analog-Wandlers vom
Typ LTC1658 mittels der drei Datenleitungen an Pin 14 bis
Pin 16. Dieser DA-Wandler besitzt eine Auflösung von 14 Bit
und erhält am Pin 6 (REF) eine Referenzspannung von 2,5 V.
Diese Referenzspannung wird mit der Spannungsreferenz-
diode D 14 erzeugt. Je nach Einstellung durch den Mikro-
controller steht nun am Ausgang „V
eine Spannung zwischen 0 und 2,5 V zur Verfügung. Mithilfe
des aus den Widerständen R 10, R 11 und R 13 bestehenden
Spannungsteilers kann am Knotenpunkt zwischen den Wi-
derständen R 10 und R 11 eine Spannung von -1 V bis +1 V
erzeugt werden. Diese Spannung gelangt auf den Eingang
(Pin 6) des Operationsverstärkers vom Typ TLC277C, der als
summierender Inverter arbeitet.
Hinter der BNC-Buchse „Mod.-In AM" befindet sich ein zwei-
ter Operationsverstärker, der als reiner Impedanzwandler ar-
beitet. An seinem Eingang ist der Kondensator C 1 eingesetzt,
über den der DC-Anteil des eingespeisten Modulationssignals
eliminiert wird. Ist die Buchse nicht mit einem Signal belegt,
wird der Eingang des OPs über den Widerstand R 4 definiert
auf Masse gezogen. Das Ausgangssignal am Pin 1 des Ope-
rationsverstärkers gelangt über den Widerstand R 2 ebenfalls
auf den Pin 6 des ersten OPs und summiert sich auf.
Das invertierte Signal der aufsummierten Spannungen (Pin 7)
wird über den Widerstand R 9 auf den Eingang „VG" (Pin 2)
der Endstufe LMH6503MA gelegt. Dieses Signal wird wie
schon erwähnt, genutzt, um den Verstärkungsfaktor der End-
stufe zu ändern.
Am Portpin PC 6 von IC 1 befindet sich der externe Modula-
tionseingang „Mod.-In PM". Der Synchronisationsausgang
„Sync.-Out" für die Betriebsart „Wobbeln" wird durch den
Portpin PC 5 angesteuert.
Für die Kommunikation zwischen dem Mikrocontroller und
dem angeschlossenen PC wird ein USB-UART-Wandler (IC 4)
eingesetzt. Dieser Chip stellt die über den UART des Mikro-
controllers ankommenden Daten dem USB zur Verfügung und
umgekehrt. Da der Wandler intern mit einer Spannung von
3,3 Volt arbeitet, sind am Datenausgang „TxD" zwei Schmitt-
Trigger von Typ 74HCT14 in Reihe angeschlossen. Sie sorgen
für eine Anhebung des Signalpegels auf 5 V. Die Kondensa-
toren C 4 bis C 6 sind zur Entstörung und Stabilisierung ein-
gesetzt, als Reset-Schaltung wird hier nur der Widerstand
R 1 benötigt.
Sobald eine Datenverbindung besteht, wird die rote
„USB"-LED D 13 eingeschaltet.
" des DA-Wandlers
out
Bau- und Bedienungsanleitung
5
Werbung
