Анализатор АЧХ на Arduino Mega + AD9850 (макетный вариант)

17.02.2019

Эта конструкция является экспериментальной (макетной) пробой посмотреть в действии возможность построения анализатора амплитудно-частотных характеристик на стандартной китайской плате на базе синтезатора частоты AD9850 и управления ею с помощью Arduino Mega с выводом характеристики на стандартный экран TFT3.2 480х320.

Модуль синтезатора:

Схемотехника устройства следующая:

Для просмотра в полном размере кликни на изображении.

Arduino Mega в связке с дисплеем TFT 3.2 480×320 служат для управления синтезатором и индикации. Качающаяся частота генерируется платой синтезатора (на схеме обозначен как синтезатор на AD9851). Я экспериментировал с платой на AD9850, но плата на AD9851 полностью совместима по ногам, а программа управления требует изменения только 2-х строк (в программе есть подробные комментарии). На выходе синтезатора стоит аттенюатор с которого сигнал отправляется на измерение.

Далее после измерения сигнал идёт на вход измерительной цепи. На входе стоит переключатель входного сопротивления (высокое / 50 ом). Далее логарифмический усилитель AD8307. Если произвести правильную настройку уровней сигнала, то используя AD8307 можно получить правильную шкалу в децибелах. Я этого не делал (возможно пока), поэтому моя конструкция является «анализатором» АЧХ, а не «измерителем». Впрочем этого оказалось достаточно для контроля полосовых фильтров и настройки контуров.

Макетная плата устройства :

О назначении кнопок:

1 — FAST — при нажатии на кнопку валкодер служит для быстрого изменения начальной частоты сканирования.

2 — SLOW — при нажатии на кнопку валкодер служит для точного изменения начальной частоты сканирования.

3 — DELTA — при нажатии на кнопку валкодер служит для изменения ширины полосы сканирования (от 50 кгц до 50 мгц)

4 — кнопка служит для переключения программных поправочных коэффициентов для одинакового отображения в режимах высокоомного входа / входа 50 Ом. (переключение по отпусканию кнопки)

Без нажатий на кнопки валкодер служит для перемещения метки по характеристике АЧХ (частота метки выводится внизу экрана, так же как величина ширины полосы сканирования и режим входа)

Программу управления можно скачать по ссылке.  Для  работы дисплея использована библиотека UTFT.  В моём архиве её нет, но найти и скачать её не должно составить труда.

Программа управления возможно несовершенна, но полностью работоспособна и снабжена подробными комментариями, что позволяет разобраться в ней и перекроить по своему усмотрению.

Теперь о результатах:

При соединении входа и выхода напрямую и установке полосы сканирования 50 мГц получилась следующая картинка:

Что и ожидалось, так как снижение уровня сигнала на выходе синтезатора AD9850 на частотах выше 25 мГц — известный факт. Возможно надо будет попробовать цепочку с корректирующим конденсатором, для выравнивания характеристики. Впрочем, для настройки контуров и полосовых фильтров и этого будет на первых порах достаточно. Тем более, что при сужении полосы сканирования до единиц мегагерц (а тем более сотен килогерц) неравномерность практически незаметна.

Примеры первых измерений:

Полосовой фильтр 21.4 мГц, полоса 18 кГц режим высокоомного входа

Полосовые фильтры 45 мГц, 2 последовательно, высокоомный вход, установлены на плате преобразователя частоты.

Полосовой фильтр DBP1007B, 5 мГц, высокоомный вход

Керамический фильтр 6.6 мГц (телевизионный от звука)

После этого были ещё тесты с диапазонными входными фильтрами для радиоприёмника в режиме входного сопротивления 50 ом (фотографии я не делал). Они так же подтвердили право на жизнь этой конструкции. Определённая доработка схемотехники и программы нужна, но пользоваться этим анализатором АЧХ без проблем можно и в этом виде.