Экспериментальный стенд на базе синтезатора прямого синтеза AD9854/PC8. Плата синтезатора частоты прямого синтезаAD 9854/PС8

Введение

Основной целью данного дипломного проекта является разработка  лабораторной установки синтезаторов высокочастотных колебаний. В ходе лабораторной работы исследуются характеристики синтезаторов прямого и косвенного синтеза в диапазоне частот 1 МГц – 100 МГц.

Дипломная работа состоит из трёх частей. В первой части описана работа лабораторного стенда, выполненного на базе  синтезатора прямого синтеза микросхемы AD9854/PС8, и его основные характеристики, такие как время перестройки, максимальный фазовый запас, работа на максимальных и минимальных установочных значениях. Во время проведения лабораторной работы получены графики выходных сигналов с заданными значениями. Основная часть стенда включает в себя плату прямого синтеза AD9854/PС8, изготовленную компанией Analog Devices в 2009 году.

Во второй части дипломной работы произведено моделирование  синтезатора косвенного синтеза (ФАПЧ) на базе микросхемы ADF 4001 изготовленной компанией Analog Devices. При помощи программного пакета  ADIsimPLL 3.03 идёт моделирование работы электрической схемы разработанной во время проектирования. При помощи программного пакета MathCAD получены  такие характеристики  как: зависимость частоты сигнала от времени, рассогласование (появление сигнала ошибки), время переходного процесса от фазового запаздывания.

В третьей части синтезатор прямого синтеза AD 9854/PС8 будет сравнён с синтезатором косвенного синтеза ADF 4001.

1  Экспериментальный стенд на базе синтезатора прямого синтеза AD9854/PC8

Установка экспериментального стенда состоит из нескольких блоков таких как:

1)  Плата синтезатора частоты прямого синтеза AD 9854/PС8

2)  Персональный компьютер на базе процессора Intel core 2 Duo

3)  Сканирующий приёмник ICOM – IC – PCR1000

4)  Осциллограф С1-73

5)  ИВЭП-1А-3,3В

6)  Провода соединительные VGA и i2P

1.1.1  Плата синтезатора частоты прямого синтезаAD 9854/PС8

Рисунок 1.1 Плата синтезатора частоты прямого синтеза AD 9854/PС8

Синтезатор частоты прямого синтеза AD 9854/PС8 является новой разработкой из серии синтезаторов прямого синтеза компании  Analog Devices. Плата предназначена для синтеза сигнала синусоидальной формы в диапазоне частот 0-120МГц изменения его параметров (модуляции) осуществляются через цифровой вход, соединяемый с параллельным портом компьютера, встраиваемой промышленной ЭВМ, либо к выводам порта микроконтроллера.

1.1.2  Структурная схема платы синтезатора прямого синтеза

AD 9854/PС8

Рисунок 1.2 Структурная схема платы синтезатора AD 9854/PС8

Плата проектировалась для совместного использования с контроллерами разных типов. Также учитывалась возможность простого подключения платы синтезатора к компьютеру и использованию для её управления программного обеспечения. Управляющий интерфейс выведен на разъем типа IDC-26, допускающий непосредственное подключение к аналогичному разъему LPT-порта компьютера. Подключение производится с помощью шлейфа ICD26-DB25, поставляемого вместе с платой синтезатора.

В состав платы синтезатора входят следующие функциональные узлы:

- опорный генератор 15МГц, определяющий стабильность и точность установки частоты;

- логика сопряжения интерфейса, преобразующая сигналы порта LPT в управляющие, подающиеся непосредственно на микросхему синтезатора AD9854/PS8;

- фильтры низкой частоты (LPF1, LPF2) с частотой среза 120МГц, предназначенные для фильтрации высших гармоник в спектре выходного сигнала.

- линейные стабилизаторы напряжения (LDO1-LDO3) предназначенные для получения питающих напряжений микросхемы синтезатора и логики сопряжения (3.3V) из входного питающего напряжения 5V.

1.1.3 Подключение платы синтезатора AD9854 к приборам контроля и управления

Рисунок 1.3 Схема подключения приборов

Измерительные приборы с одним входным каналом подключаются к выходам J3 и J2 поочередно. С помощью осциллографа проверяется уровень сигнала в разных точках диапазона 0-120МГц, а прибор iCOM 1000 показывает уровень всплеска сигнала.

1.2 Персональный компьютер

Рисунок 1.4 ПК

Так как для управления и вывода, данных пользователю необходим персональный компьютер на базе процессора Intel core 2 Duo. Связь с аппаратурой стенда осуществляется программно. Для корректной работы синтезатора прямого синтеза необходимо программное обеспечение, идущее вместе с платой AD9854/PS8.

1.2.1 Программное обеспечение

Рисунок 1.5 Программа Customer Evalution Software

поэтому для работы с ней может быть использовано “AD9854/52 Customer Evalution Software” revision1.72 и предшествующие версии этой программы.

Программа позволяет производить установку частоты, амплитуды выходного