Amateurfunk-Forum von SM5ZBS

[Eric]

Hallo

Volker hatte hier
http://www.multiforum.se/afu/viewtopic.php?p=6180&mforum=afu#6180
neulich einen DDS-Generator (bis 40MHz) für knapp 4€ vorgestellt.

Das hat wohl verschiedene inspiriert sich auch so ein Ding zu beschaffen
Leider findet man kaum (keine) Unterlagen dazu. Daher war etwas Arbeit vonnöten die Unterlagen zu erzeugen.
Roland DF8IW war so nett alles zusammen zu tragen.
Hier nun das Schaltbild

Schaut man sich das einmal genauer an, dann fällt auf, dass der gefilterte Teil auf 200Ohm ausgelegt ist, also auch das Filter und der ungefilterte Teil nur mit 100R abgeschlossen ist. Laut Datenblatt wären beide Stromquellen mit 200R abzuschließen für optimale Ausnutzung der DDS Eigenschaften.
Wer also 50R braucht muss noch etwas tun, außer krass fehl anzupassen.

Frage war auch wie sieht den das 200R -Filter wohl aus ?


Da der Baustein angeblich für 40MHz ausgelegt ist (so wird er verkauft) ist entweder das Filter viel zu weit dimensioniert oder die verbauten Bauteilewerte stimmen nicht mit dem Schaltplan überein.
Dazu ist die Anpassung nahezu lausig. Der Höcker im Amplitudengang am Ende des Frequenzbandes ist wahrscheinlich erwünscht, der kompensiert ein wenig den sin(x)/x Abfall der DDS. Die Amplitude hat eine Welligkeit von 3dB, was auch nicht gerade wenig ist.

Also wer damit basteln will muss noch an einiges selber Hand anlegen damit es ordentlich funktioniert.
Vielleicht hat ja jemand das "reverse engineering" noch weiter betrieben und kann etwas zu den wirklichen Bauteilewerten hier posten.

Eric

[dk7jb]

Im Forum http://www.mikrocontroller.net ist dieses Modul auch schon diskutiert worden. Es wurde behauptet, dass die Masseführung sehr schlecht ist, und sich deshalb Filter auch nur sehr schlecht konfigurieren lassen.
Ich habe den Eindruck, dass es besser ist, wenn man den DDS mit Heißluft von der Platine entfernt und auf eine eigene Platine setzt.
Eure Erfahrungen hierzu interessieren mich sehr, zumal ich gerade Schaltungen für den AD9912 und AD9834 plane.
Grüße Jörn

[DH7AZ]

Hallo,

das mit der Masseführung kann ich bestätigen, man hat so nur eine Untertrückung im Sperrbereich von ca. 30dB.
Klar, das Ding ist KEIN Meßsender, aber hat das wirklich jemand bei 5 Euro erwartet?? Die Angabe der 40 MHz Nutzfrequenz berücksichtigen aus meiner Sicht sehr konservativ und fair die goldene Regel, daß man die DDS nur bis ca. 1/3 der Taktfrequenz ausnutzen sollte, man kann natürlich auch deutlich höher gehen, allerdings um den Preis der spürbaren Zunahme der Nebenwellen. Vielleicht ist das Filter in dieser Hinsicht auch ein Kompromiß.
In der Realität sieht (zumindest an meinem Modul) die Durchlasskurve auch ein wenig anders aus, Streukapazitäten sind ja stets präsent. Und, für manche Anwendungszwecke spielt m.E. die Anpassung eine eher untergeordnete Rolle.

BTW. wenn ich in einem Filter zusätzliche Polstellen (hier vermutlich neben der Flankenversteilerung auch zur besseren XO-Unterdrückung) einfüge, muß ich ja zwingend Pole im Durchlassbereich hinnehmen.

Mein Fazit: durchaus brauchbar, aber es besteht natürlich Raum für Verbesserungen, wenn man einen guten HF-Generator draus machen will, daher ist Jörns Gedanke auch der Weg, den der DDS-IC bei mir nehmen wird.

73, Andreas

[dk7jb]

Hallo Andreas,
wie wird eigentlich das Frequency-Tuning-Word berechnet? Beim schnellen blättern im Datenblattes habe ich nichts eindeutiges finden können.
Ist die folgende Formel richtig?

FTW = fsoll * 2^32 / fosc

Mit einer 64Bit Divisons-Routine würde sich dass mit wenigen Takten berechnen lassen

Grüße Jörn

[DH7AZ]

Hallo Jörn,

ja, die Formel ist richtig.
Ich habe es nach diesem Beispiel gemacht:

http://members.home.nl/bzijlstra/software/examples/80-40-20.htm

(so 2/3 runterscrollen)

Geht mir flink genug

73, Andreas

edit: da der Ad9850 keinen clockmultiplier hat, sind die Bits W32 und W33 auf Null zu setzen, steht aber auch im Datenblatt

[dk7jb]

Hallo Andreas,
hast du mal die benötigten Takte mit einem Timer gemessen?
Jörn

[EDIT] Hatte übersehen, dass dir deine Rechnung schnell genug ist ...

[DH7AZ]

Hallo Jörn,

die Frequenzberechnung nebst Ausgabe+waits dauert 1,38 ms/11k-Takte bei 8MHz-Atmega-Takt. Ist mir wirklich schnell genug

73, Andreas

[DH7AZ]

Hallo Forumfreunde,

die letzten Tage habe ich mich damit befasst, dieses DDS-Modul zu analysieren. Es kann ja nicht angehen, daß das so eklatant neben der Simulation liegt. Auf den ersten Blick scheint die seltsame Maseführung die Usache für den vermanschten Fequenzgang zu sein, die Filter-Cs werden nur über eine längere Leiterbahn nach Art einer Sammelschiene zu einem (entfernteren) Massepunkt geführt. Ich habe dann versuchsweise auf der Platinenrückseite großflächig Cu-Folie aufgelötet und mehrere DuKos zu den Filter-Kondensatoren gesetzt. Der Erfolg war nicht das, was ich erwartet hatte, wie die folgenden 2 Bilder zeigt. Im Durchlassbereich hat sich nichts geändert, lediglich die Sperrdämpfung ist besser geworden.

Filter im Orignalzustand:


Filter mit verbesserter Masseführung:
(die höheren Dämpfungswerte im Durchlassbreich resultieren aus 150Ohm-Serienwiderständen, die ich zur Anpassungsverbesserung bei der Messung einfügte)


Dann fiel mein Augenmerk auf diese Multilayer-Induktivitäten. Mir haben die schon mehrfach geholfen, um schwingfreudige MMICs "ruhig" zu stellen - wegen ihrer sehr geringen Güte sind die Dinger schöne Drosseln. Und genau das ist normalerweise ein KO-Argument für die Verwendung in einem Filter. Einige Simulationen später konnte diese Vermutung bestätigt werden, mit Q um/unter 5 (ja, lt. Datenblatt haben die einstellige Gütewerte) konnte man Simulation und Messung annähern. Um das zu verifizieren, habe ich dann auf (gerade vorhandene) T20-12-Ringkerne 3 Spülchen mit meinen vorher gemessenen L-Werten (770 und 2x 820nH) gewickelt und eingebaut. Dazu waren bei meinen Kernen ca. 22 Wd. 0,1 CuL erforderlich. Durch spreizen/zusammendrücken läßt sich eine L-Variation von gut +- 10% erreichen. Es empfiehlt sich, die Windungen nach dem Abgleich mit Lack festzulegen. Der Erfolg ist durchschlagend, die Messung des Filters ist nun auch konform mit Erics erster Simulation.

Meßwerte meiner Spulen:


Hier der Aufbau:


Und hier die Messung des Filters (braun=altes Filter)


Hier ist das nach der Mod. gemessene Ausgangsspektrum des Moduls (ohne die Massefläche, die habe ich zurückgerüstet) im Vergleich zur Ausgangssituation (violetter Trace)
Hierzu habe ich die DDS von 1 bis 60 MHz mit 1 MHz Abstand sweepen lassen (daher die Lücke ab 60 MHz) und die max-hold-Funktion bemüht.



Das Spektrum zeigt mir 2 Sachen:
1. von NF bis um vielleicht 15 - 20 MHz ist das unmodifizierte Modul als durchstimmbarer Bastelgenerator durchaus zu gebrauchen und
2. der Tiefpass auf dem Modul weist ein erhebliches Rippel im Durchlassbereich auf, das wird durch den sin(x)/x-Abfall der DDS optisch noch "verschärft", aber im Afu-Bereich m.E: noch hinnehmbar ist.
Wie sich das Gerippel mittels Trafo/besserer Anpassung noch verbessern läßt, wäre noch zu untersuchen.

Wer das Modul über 15 MHz hinaus nutzen möchte und eine schnelle und gute Lösung braucht, ist mit dem Austausch der 3 Multilayer-Ferrit-Induktivitäten gegen "richtige" Spulen gut beraten, wer noch etwas mehr an Sperrdämpfung möchte, muß nochmal Hand anlegen und sich um bessere Masseverhältnisse kümmern - was aber bei dem Modul aus meiner Sicht in keinem guten Aufwand-Nutzen-Verhältnis steht. Dann sollte man sich besser nach einer anderen Platine umsehen, denn auch die Masseanschlüsse des DDS-IC scheinen mir nicht ganz datenblattkonform.
Ich hoffe, daß der eine oder andre nun wieder Freude an diesem kleinen DDS-Modul hat.

73, Andreas

[DH7AZ]

Hallo,

hier noch ein Nachtrag. Ich habe den HF-Ausgang der Platine nun mal mit einem 4:1-Trafo abgeschlossen, der Rippel im Durchlassbereich ist sichtbar weniger, dafür sieht man nun besser den sin(x)/x-Abfall der DDS.
(dargestellt sind wieder Frequenzpunkte im 1 MHz-Abstand von 1-60MHz)
Wegen der auf den Originalzustand zurückgerüsteten Masseverhältnisse sieht man einiges an Spurs. Das ist für Afu-Anwendungen wegen der Ausgabefrequenz von 1-30 MHz verschmerzbar, weil dann nur die Spurs bis 30MHz rechts/links der Taktfrequenz (125MHz) in Erscheinung treten - hier also mit -55 bis -60dBc.
Ob eine weitere Optimierung der Anpassung möglich/nötig ist, wird sicher nicht mein Thema werden.



73, Andreas

[Eric]

Hallo ,

Da Andreas ja nun als Dr. Watson unterwegs war und viele Ungereimtheiten an diesem Billigteil aufgedeckt hat, fehlt eigentlich nur die wirkliche Bestückung des Filters.
Andreas hat alle Bauteilewerte ausgemessen und damit ist mein obige Simulation zu korrigieren.
Hier Bauteilewerte und Verlauf in RFSim99 (wenn ordentliche Spulen drin sind !!!!!



Die Eckfrequenz liegt jetzt so um die 40MHz und das passt zu der ebay-Angabe, dazu ist noch die sinx/x Abschwächung zu berücksichtigen, die man Oben bei Andreas Messungen sieht.

Edit:
Hier noch das aktualisierte Schaltbild (mni tnx Roland)



Eric

[dc0vd]

Hallo allerseits,

ergänzend zum Thema habe ich folgenden interessanten Link gefunden:
http://vk5tm.com/homebrew/dds/dds.php
Ich habe mir auch zwei dieser DDS Platinchen zugelegt und will versuchen mir damit einen durchstimmbaren "VFO" aufzubauen.
PS: Lohnt es sich ein paar dieser DDS Platinen (mit AD9850) zu bunkern? Bei einem Preis von 3.75€
_________________
vy 73 de DCØVD, Winfried

[DH7AZ]

Hallo Bastelfreunde,

da laust mich doch der Affe! Als ich neulich mal wieder bei ebay blätterte, sah ich bei den China-DDS-Modulen mit AD9850 auf einem Foto statt der hier vormals kritisierten schwarzen SMD-Drosseln doch richtig gute Multilayer-Induktivitäten!
Sollten die Chinesen ihren Fehler selber bemerkt haben??
Ich habe mir dann bei dem offenbar einzigen deutschen "Vertreter" ein Modul zum testen bestellt.
http://www.ebay.de/itm/AD9850-DDS-Signal-Generator-Signalgenerator-Module-Square-Wave-/271171037424?pt=Mess_Pr%C3%BCftechnik&hash=item3f230da8f0

Die Messungen zeigen, daß der Tiefpass nun fast perfekt ist, vielleicht ein bißchen hoch in der Grenzfrequenz, aber ansonsten schön glatt im Durchlassbereich. Vom Takt (125MHz) ist keine Spur mehr zu sehen, saubere Arbeit, finde ich.

China-Murks adé, und das wohl immer öfter!


Hier die "weißen" Chip-Induktivitäten:





Hier ein Bild mit dem Spektrum des alten Moduls in Gelb und des neuen Moduls in Violett.
Die Zähnchen rühren von meinem weiten DDS-Frequenzraster von hier 1 MHz her, die Lücke vom DDS-Sweep bis 60 MHz.





Und hier der Pegel über die Frequenz (enges Frequenzraster der DDS) über den AFU-relevanten Frequenzbereich gesweept. Ganz rechst im Spektrum sieht man schon die Alias-Frequenzen auftauchen, da kann ein verbesserter/schmalerer Tiefpass helfen.
Man beachte die vertikale Skalierung von 5dB/div.




Durch diese neue Bestückung ist das Modul nun als vollwertiger Testgenerator zu gebrauchen.
Bis 30 MHz ist der Pegel auf 2dB konstant, was nur mit einigem Aufwand zu verbessern wäre - aber m.E. nicht nötig ist.

73, Andreas, DH7AZ

[dc0vd]

Gibt es noch weitere Änderungen z.B. an der Leiterbahnführung? Außer der "Güte" der SMD-Drosseln wurde ja auch die Masseverbindug moniert!
_________________
vy 73 de DCØVD, Winfried

[DH7AZ]

Hallo Winfried,

nein am Layout konnte ich keine Veränderungen feststellen. Ich denke, daß der komplette TP überarbeitet wurde, die Bandbreite ist ja sehr viel größer geworden. So richtig "perfekt" ist das leider noch nicht.

73, Andreas

[DL5WB]

Hallo Andreas,

gute Nachrichten von dir. Besteht die Möglichkeit bei dir mal die Rauschseitenbänder der Baugruppe darzustellen?
Ich will vlt. zwei als Ersatz für Quarzoszillatoren zur IP3 Messung verwenden.

Danke auch an alle anderen "Eruierer"
_________________
73 Bernd