Úvod:
Nová DDS kmitočtová základna vznikla při myšlence návrhu nové verze řídící desky do transceiveru JUMA-TRX2. Návrh vychází z originálního zapojení testovací desky, kterou navrhnul původní autor transceiveru už v roce 2008. Jako referenční zdroj kmitočtu byl na doporučení Richarda HB9TQU zvolen vysoce kvalitní XO, s výbornou stabilitou a čistotou signálu.
Základní vlastnosti:
- Napájecí napětí 5V DC
- Proudový odběr 120 mA
- Rozsah pracovní teploty 0 – 70 °C
- Rozměry PCB 40 x 21 mm
- Rozsah výstupního kmitočtu 0 – 40 MHz
- Stabilita výstupního kmitočtu +/- 20 ppm
- Úroveň výstupního signálu – podle napětí na VCC-LO 2.0-5.5 V
- Rozhraní komunikace SPI 3.3 V
Popis:
Napájecí napětí 5V je regulováno trojicí LDO regulátorů U2, U3, U4 na tři samostatná napájecí napětí. IO U1, DDS (Direct Digital Synthesizer) AD9952 fy. Analog devices může generovat použitelný kmitočet o frekvenci max. 160MHz. Je to právě 40% vstupního referenčního kmitočtu (400MHz). Vyšší procento se nedoporučuje používat. Toto obecně platí při používání DDS. Referenční kmitočet je zaveden z Q1 symetrickým propojením LVDS. Použití XO na přímé pracovní frekvenci DDS má výhodu hlavně ve stabilitě. Stabilita XO je pak výsledná stabilita generovaného kmitočtu. Kmitočet se nemusí v DDS násobit a tím tak násobit i nestabilitu. Vygenerovaný kmitočet je přiveden na symetrickou dolní propust, jejíž vrchol propustnosti je nastaven právě na maximální generovaný kmitočet tj. 160MHz. Poté je zaveden symetricky zpět do obvodu DDS na vstup komparátoru. Z výstupu komparátoru je signál přivedený na logická hradla (U5) a klopné obvody D (U6), kde se kmitočet dělí a fázově posouvá. Výsledkem jsou dva signály I-LO a Q-LO, která jsou vůči sobě fázově posunuté. U5 a U6 lze alternativně osadit rychlejšími obvody fy. Potato Semiconductor. DDS základna je navrhnutá jako malý modul o rozměrech 40 x 21 mm, který je na kratší hraně zakončen kolíkovým hřebínkem 2 x 8 pinů (rozteč pinů je 2,54 mm). Použití je tak univerzálnější a navíc se dá zvolit velikost napětí výstupních signálů I-LO a Q-LO.
Integrace:
Jak již bylo napsáno, modul je určen hlavně do nového konceptu MCU desky transceiveru JUMA-TRX2, ale lze jej použít i v jiných konstrukcích transceiverů a přijímačů kde se používá tento princip směšování signálů.
Schéma zapojení:
Kmitočtový průběh filtru dolní propusti:
Průběh výstupních signálů I-LO a Q-LO:
Max. FRQ = (40% XO-400MHz) / 4 = 160 / 4 = 40MHz
Při SB-SEL = 0 LOW
Při SB-SEL = 1 HIGH
Zobrazená deska plošných spojů z Gerber dat v prohlížeči ZofzPCB:
Vyrobená deska plošných spojů:
Osazená deska plošných spojů:
Render desky v návrhovém systému:
Reálný pohled na hotovou desku:
Dokumentace projektu:
Dokumentace obsahuje elektrické schéma zapojení, osazovací plán součástek, vyobrazení jednotlivých vrstev plošných spojů, seznam použitých součástek, realistické náhledy a 3D zobrazení osazené desky.
Důležité upozornění: Tento dokument je určen pouze pro vlastní osobní potřebu. Společnost WIDE SERVIS a provozovatel těchto stránek nenesou žádnou zodpovědnost za případné finanční ztráty, škody na majetku a zdraví vzniklé při použití tohoto dokumentu.
K dispozici jsou samotné PCB desky nebo celý osazený a oživený modul.
Použité odkazy:
- OH2NLT AD9952 400MHz DDS test board for JUMA-TRX2
- JUMA TRX2 – High Performance Transceiver by OH2NLT and OH7SV
- AD9952 Analog Devices
- Quartz Crystal Oscillators (XO) XLL738400.000000X (Mouser)
- Potato Semiconductor – 74 Series GHz Logic