ちょこっとだけ実装


最近本業が忙しくてぜんぜん作業が進みません。
休みの日も疲れて寝てることが多いし・・・。

でもまあ、せっかく基板も出来上がってきているので
がんばってちょこっとだけ実装作業を進めてみました。

まずはDDSがちゃんと動くかを確認したかったので、DDS、CPU、
電源まわりのパーツを実装。

淡々と作業を進めていくと・・、あれ?、はんだがちゃんと融けない・・・
なんでなんで?と調べてみると、なんと半田ごてが故障していることが発覚。
ヒーターが昇天した模様です。

しょうがないので、ネットで半田ごてをぽちって本日は終了。



にほんブログ村 その他趣味ブログ 電子工作へ
にほんブログ村


アマチュア無線 ブログランキングへ








プリント基板キター!!


DDS受信機の基板がfusion pcbから届いた〜
でも本業が忙しすぎて部品実装する時間がない〜



にほんブログ村 その他趣味ブログ 電子工作へ
にほんブログ村


アマチュア無線 ブログランキングへ








DDS IC AD9833受信機CAD設計完了



DDS受信機のプリント基板CAD設計をこの年末年始の休み中に終わらせる予定で進めてきましたが
なんとか形になりました。

受信回路とDDSICを制御するPICマイコンを1枚の基板に押し込んだため、
これまで作ってきた基板の中では最も大きい10cm×8cmのサイズになりました。


回路図としてはとりあえずこんな感じ。
7SEGLEDの周波数表示部を別基板として左側のピンに接続するようにしました。

いろいろ積み残しの部分もある状態での見切り発車で作ってしまいましたが、どの程度まで動いてくれるでしょうか・・(^^;

にほんブログ村 その他趣味ブログ 電子工作へ
にほんブログ村


アマチュア無線 ブログランキングへ








表面実装も良し悪し


DDS受信機のプリント基板をとりあえず一回作ってみようということでCAD設計作業をしているわけですが
今回のDDS IC AD9833はパッケージがSSOP10の表面実装タイプ。
パッケージも小さいしPCB設計が少なからず楽になることを予想していましたが
実際やってみるとそうでもない・・・。

上の写真のIC2ってやつがAD9833なのですが
配線がすべて部品面に来るのでなかなかうまいことパターンが引けないし
かといってスルーホールを打って半田面に回りこませようとすると、スルーホールはドリルでの穴あけ工程が入るので
それなりにクリアランスを取ってあげないとちょっと危なさそう・・・ということで広めのスペースが必要。
さらにAD9833はアナログGNDピンとデジタルGNDピンがそれぞれあるので、それらも別々に配線しないといけなかったりと
いろいろやってると結局それなりの空間が必要になったりするわけです。
表面実装も意外と厄介・・。

SSOP10ピン程度でこの有様なので、QFPとかBGAとかは私から見ると神の領域(笑
うーむ、このペースで年末年始休暇中に仕上がるのだろうか・・・
とりあえず地道にやってみます・・・


にほんブログ村 その他趣味ブログ 電子工作へ
にほんブログ村


アマチュア無線 ブログランキングへ








DDS IC AD9833受信機CAD設計開始


前々回くらいの記事でとりあえず7MHz帯の受信ができるようになった
DDS IC AD9833を使った受信機ですが
あんな感じのバラックだといろいろ実験がやりづらいので
一度プリント基板を起こしてみることにしました。

まだまだ積み残しの機能がたくさんあるので
とても一発で動く基板に仕上がる気はぜんぜんしないのですが^^;
とりあえず一回作っちゃう? くらいの感覚でやってみてます。

年末年始の休みを使ってなんとかCAD設計完くらいには持ち込みたいですね。


にほんブログ村 その他趣味ブログ 電子工作へ
にほんブログ村


アマチュア無線 ブログランキングへ








DDS IC AD9833の実験 その5



前回までの実験でプリセレクタとDDS局部発信回路の目処がついたので
お試しで受信機を仕立ててみました。

プリセレクタとDDS局発以外の部分は以前作った
LA1600を使ったSSB/CW受信機と同じ構成。

7MHz帯を受信している様子を動画に取りました。
DDSは100Hzステップで設定するように制御プログラムを組んでいます。

ロータリーエンコーダーをまわして周波数を変えると
CWの音調が段階的に変わっていくところが
いかにもデジタルシンセサイザーって感じですなー。

周波数、受信音とも非常に安定しています。




BFO回路をoffにするとAM放送も受信できます。
ラジオ日経の第二放送6.055MHzを受信中。



下は4MHzから上は9MHz付近まで受信できるようにしてみましたが
受信帯域を広くするとプリセレクタのチューニングがクリティカルになってしまうので
そのあたりをどう折り合いをつけるかが難しいですね〜。

あと、今回はプリセレクタのチューニングをボリュームで手動調整するようになってますが
ここもなんとかしたいですね。
できれば局発の周波数にあわせて自動的に変わるような仕組みを入れたいところです。

と、まだまだ課題はありますが、とりあえず受信はできるようなので一安心。

次回に続きます。

にほんブログ村 その他趣味ブログ 電子工作へ
にほんブログ村








DDS IC AD9833の実験 その4



前回まで実験していたDDS ICのほうはそれなりにケリがついたので
今回はDDSを使った受信機を構成すべくプリセレクタの実験をしてみました。

プリセレクタにはいろいろな方式があるのですがどれも一長一短で
さらに後段の回路との相性もありますので、やってみるとなかなか難しい・・

そのせいかネツトでの製作例を見ると「プリセレクタなし」となっているものもあるのですが
こいつがないとスーパーヘテロダイン方式の場合、あちこちにイメージ周波数が出てくるので
受信機としてはいまひとつ・・

以前、プリセレクタなしの受信機を作ったことがあるのですが、
7MHzのアマチュアバンド内でラジオ日経が聞こえるという
どうにもならない状況になったので(^^;

今回はなんとか「プリセレクタあり」にしたいところです。




と、いろいろやってみたところ、上のような回路でそこそこうまくいくことがわかりました。
バリキャップを使うことにより、共振周波数を可変できるようにしています。
コイルはAMZの7MHzのやつを使っています。



共振周波数の下限。3.5MHzあたりまでは行けそうです。



上のほうは9MHzくらいですかね。
下限に比べるとかなりブロードですが、周波数が高くなると
波長の変化量がゆるやかになってしまうので
まあ物理的に止む無しってところですか・・・

共振範囲はコイルのコアでもだいぶ調整が利くみたいなので
好みの範囲に変えることはできそうです。

プリセレクタの入力はとりあえず、ANT1,ANT2と2箇所作ってみました。
これもそれぞれ良し悪しがあるので、どちらが良いかは
実際に受信できるように回路を組み上げたあとでいろいろ試してみる予定。

といったところ今回の実験は終了。
次回に続きます。

といいつつ、最近、本業が忙しくなりつつあるので
次回がいつになるかは極めて不透明な状況ですが(^^;



にほんブログ村 その他趣味ブログ 電子工作へ
にほんブログ村








DDS IC AD9833の実験 その3



DDS IC AD9833の実験の続きです。
前回はSPI通信に嵌っているだけで終わってしまったので(^^;
今回から本格的に実験開始となります。

まずはデバイスの素の性能をチェックということで
いろいろな周波数で正弦波を発生させ波形を観測してみました。



まずは3.5MHzで発振。
なんだがギザギザしてますがまあ正弦波と呼んでもいいかな~くらいの波形が出ました。
ブレッドボードでテストしている関係上、GNDが高周波的にはプアなので
そのあたりも影響してる可能性はあります。
さすがに周波数は正確で3.5MHzぴったり。



次に7MHzで発振させてみました。
3.5MHzに比べるとだいぶ怪しい波形になってまいりました(笑

原振のクロックは25MHzを入力しているので
サンプリングレートは1周期あたり3.5回。
それを考えると、まあこんにもんかな~。



最後にMaxの発振周波数である12.5MHzをやつてみました。
ここまで来ると、もう正弦波ではなく矩形波ですなー。

サンプリング数は1周期あたり2回で、nyquist定理ギリギリの周波数。
IC内部のD/Aコンバータには矩形波が入力されてることになるので
こういう出力になっても当然なんですが。

A/Dコンバータ自身の周波数帯域もあるのでこんな感じの正弦波チックな矩形波に
なって見えているのでしょう。
ちなみに観測に使ってるオシロスコープの帯域は25MHzなので
そっちの影響も大きいかも。

そこで次にスペアナを持ってきて周波数軸から観測してみました。
7MHz出力時のスペクトルです。



高調波以外にもいろいろ出ているのが分かります。
1つは原振クロックに係るもの。1/2の12.5MHz、本体の25MHz、
2倍の50MHzなどが出ています。

4MHzあたりに見えてるのは、スペアナ内部のクロックなのでDDSには無関係です。

あとやっかいなものとしては「原振クロック±発振周波数」が出てます。
この図だと18MHzと32MHzに出てるのがそれ。
特に原振クロック-発振周波数のほうは発振周波数を上げると
どんどん発振周波数に近づいてくることになるので注意しないとヤバそうです。
たとえば12MHzで発振させるとこいつが13MHzに登場することに。

まあどちらにしてもローパスフィルタは必須って感じですね。

というわけで、ローパスフィルタを入れてもう一回確認してみました。
それがこれ。
カットオフ10MHzのフィルタを2段と、あと出力レベルが思ってたより低かったので
1石のプリアンプも入れてます。



7MHzの波形。
最初のICの素の出力波形からみるとかなりきれいな正弦波になりました。



スペクトルもずいぶんきれいになりました。
でも良くみると2倍高調波が増えてますね~(^^;
プリアンプの定数をもっと詰めないといけないかもですね。

といったところで今回の実験はとりあえず終了です。
次回に続く。


にほんブログ村 その他趣味ブログ 電子工作へ
にほんブログ村
-----








DDS IC AD9833の実験 その2



今回はDDSを実際に動かしてみるところまでやってみました。
前回作ったSSOP-DIP変換基板をブレッドボードに刺し
そのまわりに水晶発振器などの部品を配置。
とりあえず周辺部品はスペックシートに書かれていたものと同様にしました。


AD9833はSPIインターフェイスを持っており、
これを使ってマイコンなどから周波数などの設定を行います。



SPIインターフェイスの概念はこんな感じ。
マイコン側からクロック、データ、チップセレクト信号を出力し
シリアルでデータを送ります。とてもシンプルな方式です。

マイコン側は現在オークションに出品中のデジタル周波数表示短波ラジオの周波数表示部を使います。
実はこの基板にはそのうちDDSの制御をすることもあるだろうと考え
予めロータリーエンコーダ入力端子とSPI出力端子を仕込んでおいたのでした。

この基板に載っているマイコンはPIC16F1938というやつで
SPI用のインターフェイスを内蔵しているので、そいつを使って設定してみることにします。

但し、マイコン側のSPIは8ビット仕様、DDS側は16ビット仕様なので
マイコン側から16ビットのデータを、8ビットずつ2回にわけて送信しています。
SPIは単なるシリアル伝送なのでこれでも設定できるはず。


DDSのマニュアルによると設定の手順は

リセットコマンド->周波数設定->位相設定->波形指定&リセット解除

みたいな流れになっており、最後のリセット解除とともに信号出力が開始されるらしい。


ところがやってみると全然うまくいきません。
信号は出力されるのですが、設定したのと違う周波数だったり
波形には正弦波を指定してるはずなのに、矩形波が出たり三角波が出たりします。

なんでかなーとSPIの設定波形をオシロで観測してみると
リセット解除信号を送る前に出力信号が変わっています。
しかも変わるタイミングもまちまちで、周波数設定中に変わったり
リセットコマンド送信中に変わったり。

つまるところ、SPIのフレーム同期が取れておらず、たまたまタイミングがあったところで
出力がでてきているだけのようです。

さらにSPIのクロック信号をよく観察してみると、前半の8ビットと後半の8ビットのあいだに
クロックが間延びしているところがあります。

やっぱり8ビット×2回で16ビット伝送する方法は無理なのかなぁと考え
マイコン内のSPIインターフェイスは使わずに、マイコンの出力ポートをGPIO端子として
直接マイコンからSPI信号を生成してGPIO端子を制御する方法に変えたところ
すんなりとうまくいきました。どうも間延びしたクロックがまずかったようです。



SPI方式はとてもシンプルな方式なのですが、実は結構きわどい方式でもあります。
たとえば下の図のように、クロックラインに予期しないノイズなどが混入し
それが受信側でクロックとして認識されてしまうと、
そこから先は、送信側と受信側で1ビットタイミングがずれてしまった状態となり
通信ができなくなってしまいます。



実用的には非常にまずい問題なので、恐らくどこかで16ビットフレーム信号の
再同期をしていると思われます。

最初はCS(チップセレクト)信号の立下りエッジなどを使ってフレーム同期を
とっているのかと思っていたのですが、実はCSはSPIデバイスをパラレルに接続するときのみ必要で
1対1で接続している場合には、CS信号は接続しなくても問題なく動作するとのこと。

となるとどこでフレーム同期をとってるのかなー。

ふと思いついたのはクロックのDutyを監視していて、クロックの論理が一定時間変化しなかったら
そこをフレーム同期のリセット点としているのではないか、ということ。


そう考えると、最初に試していた8ビット×2回方式でうまくいかなかったことにも説明がつきます。
クロックが間延びしているあいだにフレーム同期がかかってしまい、
マイコン側とDDS側で同期がとれなかったということではないかと。

この件についてネットで調べてみましたが、
マイコン側のmicrochipではCSをフレーム同期信号として使えます、と書いてありましたが
DDS側のアナログデバゼスはCSはなくても動くって書いたあったりして
どうも各社で言ってることがマチマチです。

ついでに8ビットSPIインターフェイスで16ビット伝送ができるかについても調べてみましたが
やはりうまくいかなかった、という書き込みがいくつか見つかりました。

いずれにしても今回のフレーム同期が取れない問題ついては
いまのところ推測でしかありませんが
SPIクロック信号のDuty比には注意したほうが良いかもしれません。




今回は長くなってしまったので、DDSの出力信号の評価については次回報告します。



にほんブログ村 その他趣味ブログ 電子工作へ
にほんブログ村


-----








DDS IC AD9833の実験その1



今回からここの記事でゲットしてきたDDS ICの実験を始めます。

「DDS ICって何?」っていう方向けに簡単に説明すると、
内部にファンクションジェネレータを持っているICみたいなもので
外部からクロック入力してやり、マイコンで設定信号を制御してあげると
任意の周波数の信号が出せるというシロモノ。
内部にsin波や三角波などの各波形のパターンデータを持っていて、
それを内部で分周されたクロック周期でD/A変換して
出力するようなことをしているらしいです。

今回ゲットしたAD9833は25MHzのクロック入力に対して
12.5MHzまでのsin波や矩形波を出力することができます。
周波数ステップ幅は約0.1Hz。
発振周波数は入力されるクロックの精度とほぼ同じものが出るので(原理的にはw
水晶発振器を使えばそれ相応の精度が期待できます。



これがAD9833。10ピンMSOPパッケージでものすごく小さい。
ピンセットでつまむだけでも結構気合いが要ります(笑
このままでは手も足も出ないので、まずはICを変換基板にはんだ付けする作業から入ります。



以下、はんだ付けの手順です。
まず変換基板の一番端っこのランドにはんだを薄く盛っておきます。

次にICのピンと変換基板のランドの位置をぴったりと合わせます。
そうしたら、さきほどはんだを盛ったランドとピンにはんだごてをあてて
その部分だけはんだ付けして固定します。



次にそのピンと対角線上にあるピンもはんだ付けします。
これでICが変換基板に仮固定されます。

はんだ付けをする前にICを瞬間接着剤で固定するっていう方法を使ってる方もいます。
こうするとICしっかり固定されて良いのですが、反面、ICを交換したりできなくなるので
しまねこは接着剤は使っておりません。
変換基板の予備を買って基板ごと交換すればいい話ですが、
しまねこは貧乏なもので〜(笑




ICが固定できたら、写真のようにピンの上にはんだを大量に盛ります。



これを半田吸い取り線を使って吸い取ってあげると
ランドとピンの部分だけにはんだが残ります。
半田ブリッジなどがないかをチェックしたら完成。

うまく処理するコツは、半田吸い取り線とはんだを事前に加熱しておいて
一気に吸い取ることですかね。
失敗しても、はんだを盛るところからやり直せばリカバーできます。



ピンヘッダを取り付けて終了。

はぁ〜、細かい作業なので慣れないと結構時間がかかりますね〜。
といったところで今回はここまでで終了。

次回に続きます。





にほんブログ村 その他趣味ブログ 電子工作へ
にほんブログ村
-----








| 1/1PAGES |

calendar

S M T W T F S
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031    
<< October 2017 >>

RSS Readerに登録


Subscribe with Live Dwango Reader


My Yahoo!に追加


follow us in feedly

にほんブログ村 その他趣味ブログ 電子工作へ
にほんブログ村


アマチュア無線 ブログランキングへ






製作物紹介リンク

メールフォーム

秋葉原ショールームのご案内

selected entries

categories

archives

recent comment

links

profile

search this site.

others

mobile

qrcode

powered

無料ブログ作成サービス JUGEM