Просмотр полной версии : Идея простого синтезатора
Возникла идея сконструировать простой синтезатор для однодиапазонного аппарата без применения специализированых микросхем синтезаторов. Ниже блок схема , что скажите?
16-битового ЦАПа маловато будет.
Есть такая тема - Электронный верньер (http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?t=1635 7&postdays=0&postorder=asc&&start=0). На последней странице UR5CTE предложил использовать 2 цифровых сопротивления. Вообще, на мой взгляд, идея интересная.
Если взять диапазон 10м, перестройка в нем по 50Гц при фиксированном начальном напряжении (ЦАП-0) то получим всего 40000 итераций в 16бит укладывается, если 10Гц с учетом не точности например 5Гц то имеем 19 разрядов, а лучше 20. В принципе выполнимо, НО как насчет стабильности? чтоб иметь такую точность нужно подсчитывать частоту со скоростью 1-2 раза в секунду.
Вроде в промышленных аппаратах такого не встречал.
Напоминает схему цифровой АПЧ. Не вижу ни одного преимущества данной схемы по сравнению с полноценными синтезаторами PLL или DDS.
Кроме всего прочего,замучаетесь составлять таблицу зависимости частоты от напряжения.
весь вопрос в минимальном дискретности измеряемой частоты.
про 10гц дискрете (по-видимому минимально необходимый шаг) видимо скорость измерения 1с - что за собой влечет медленную систему ЦАПЧ.
в результате выбег частоты будет на лицо.и сигнал будет ГКЧ.
Кроме всего прочего,замучаетесь составлять таблицу зависимости частоты от напряжения.
не надо никаких таблиц частоту необходимую сравниваем с частотой измеренной +/- гистерезис - один дискрет.
И какое будет время установления частоты ?
Может быть не точно описал идею, но если описать словами совместить в одном флаконе электронный
верньер+цифровую шкалу+ЦАПЧ. По отдельности это всё есть , а вот что бы в одном не видел. Приимущество заключается в простоте схемы и её настроийки. По сути это и не синтезатор и и не простой ГПД .Спасибо за ссылку про электронный верньер
Не вижу ни одного преимущества данной схемы по сравнению с полноценными синтезаторами PLL или DDS.
Одно преимущество есть - значительно проще получить чистый спектр.
Надо ставить эксперимент.Хотя простоты схемы я лично не вижу.На мой взгляд,при попытке получить мелкий шаг,система будет неустойчивая или частота будет слишком долго устанавливаться.
Что вы собираетесь сранивать в CPU?
Ни один uCPU напрямую не справитсся по быстродействию. Если ставить предделители, то где преимущества?
Или это программный частотомер и автоподстройка?
Ни один uCPU напрямую не справитсся по быстродействию
PIC до нескольких десятков МГц справится. У него предделитель внутрях имеется.
Измерительный интервал надо делать 100 мс, тогда частоту будет держать с точностью +/- 20 Гц.
neorganic
16.12.2009, 16:29
To www: есть в красивой блок схеме один нюанс - стрелочка от гун. Как вы собираетесь измерять частоту - стабильности кварца у Cpu хватит (он оапределяет стабильность в этой схеме).
To Tadas: там за глаза хватит 572ПА2а - с учетом вычислительных погрешностей и стабильности опорного напряжения. И спектр там будет ой-еей - цифра она и есть цифра.
To QTH1t: таблица там нужна (правда, она получается не сложно) - есть нелинейность у самого варикапа и есть преобразование емкости в частоту (пропорционально степени 1/2).
Тогда это частотомер с подстройкой (100 ms). И вместо ЦАП ставить интегратор\фильтр.
neorganic
16.12.2009, 16:48
To Tadas: точность установки частоты прежде всего зависит от стабильности опорного генератора, который определеяет временнные интервалы в cpu. Можно и 0,25 Гц если очень точно задан измерительный интервал.
И спектр там будет ой-еей - цифра она и есть цифра.
Это смотря в каких она руках :)
Особых таблиц тут не надо.
Ведь процессор измеряет реальное значение частоты, сравнивает с заданной и производит подрегулировку.
Можно сделать грубую таблицу для предварительной быстрой перестройки при больших скачках частоты (напр. при вводе частоты с клавиатуры).
Главное в такой системе - иметь ЦАП с достаточной разрядностью (20 - 24 бит).
12 разрядный 572ПА2 тут не пойдет никак.
Разве что скаскадировать два.
Такое устройство конечно полностью не заменит нормальный синтезатор, но будет значительно дешевле и для повседневных нужд вполне достаточно.
Тогда это частотомер с подстройкой (100 ms). И вместо ЦАП ставить интегратор\фильтр.
Применение ЦАП позволяет задать требуемое значение частоты.
ЦАПЧ с интегратором позволяет только удерживать текущую частоту.
точность установки частоты прежде всего зависит от стабильности опорного генератора
Вопрос надуманный. При желании процессор можно тактировать и от стандарта частоты :)
А какая точность на Ваш взгляд тут нужна ?
neorganic
16.12.2009, 17:07
To Tadas: "Особых таблиц тут не надо.." - они убыстряют переход с часттоты на частоту - смотрите: время счета - 0,1 сек, премещаемся по-шагово на 10000 Гц - вот вам и 0,1*10000/20 = 50 сек...
"... иметь ЦАП с достаточной..." - это ерунда. Смотрите: хороший стабильный источник питания (это довольно не тревильная задача) обеспечивает стабильность на уровне 100-50 мкв (с учетам многих факторов) при напряжении порядка 1 В. Уже это ограничивает число битов величиной ln(1/5*10^-5) / ln(2)=14.3 бит. Реальность, естественно, хуже.
"Такое устройство конечно полностью не заменит нормальный синтезатор..." - такое устройство выглядит просто, если не учитывать опроный генератор и прецезионный стабилизатор напряжения...
Если уж хочется "для повседневных нужд" - берите гетеродинную схему (довольно популярную в 60-70 годах). Сервисные функции - по вкусу..
neorganic
16.12.2009, 17:12
"Вопрос надуманный. При желании процессор можно тактировать и от стандарта частоты.." Положим что вам нужно задавать частоту ~10 Мгц с шагом 20 Гц. Положим что частота задающего генератора, который определяет тайминги счета, тоже 10 Мгц, тогда стабильность такового должно быть не хуже тех 20 Гц (шаг). И это если не учитывать накладные расходы на обслуживание внешних устройств микроконтроллера (это отдельная песня)
иметь ЦАП с достаточной..." - это ерунда.
Вы не вникаете, что тут мы имеем дело с устройством, охваченным обратной связью. Это в корне меняет дело.
Положим что частота задающего генератора, который определяет тайминги счета, тоже 10 Мгц, тогда стабильность такового должно быть не хуже тех 20 Гц
Вы немножко путаете понятия "стабильность" и "дискретность".
neorganic
16.12.2009, 17:32
To Tadas: "... имеем дело с устройством, охваченным обратной связью. Это в корне меняет дело." - ничего оно не меняет. Только появляются дополнительные "баго-фичи" - из-за нелинейных свойств, из-за вычислительных погрешностей, из-за усиления в цепи ОС, из-за задержки там же. Я же говорю: устройство становится излишне сложным при посредственных параметрах.
"Вы немножко путаете понятия "стабильность" и "дискретность"." - нужно понимать, что цифровые устройства можно сделать и 32 битными и 128 битными - это очень просто. А вот обеспечить "точность" на уровне 10^-9 10^-18 гораздо сложнее. И если при "дискретности" 1/25 Гц, реально устройство будет обспечивать "стабильность" на уровне 500 Гц - то кто путает "стабильность" и "дискретность"....
Обратная связь в данном случае не до конца отрабатывает ошибку,что,на мой взгляд, должно привести к некоторым колебаниям частоты.
neorganic
16.12.2009, 17:38
To ankurd: "некоторым колебаниям частоты" - это ученые деликатно называют шумом. А математики обзывают аттракторами..
Обратная связь в данном случае не до конца отрабатывает ошибку,что,на мой взгляд, должно привести к некоторым колебаниям частоты.
Да, в данной структуре это неизбежно, частота будет колебаться примерно +/- два дискрета (при дискрете 10 Гц - колебания будут в пределах +/- 20 Гц).
Но скорость изменения частоты будет очень низкой.
Длительная эксплуатация ГПД с ЦАПЧ на пике показала, что на слух это незаметно.
Длительная эксплуатация ГПД с ЦАПЧ на пике показала, что на слух это незаметно.
интересно а работу цифровых видов это не повлияло?
интересно а работу цифровых видов это не повлияло?
По этому поводу не могу ничего сказать, тот аппарат для цифровых видов не использовался.
внесу идею.Измрять не частоту ГУНа а приращение фазы тоесть дельта Ф по дельта Т это намного быстрее единственное шустрый ацп надо. тут конечно с гармоническими искажениями искажениями сложнсть.но зато шустро.из приращения фазы всегда можно найти частоту.
хочу добавить:
если примнить кварцевый генератор-подставку то и смешанный с сигналом гуна разностный сигнал будет подходить для измерения приращния фазы "штатным" АЦП микроконтроллера. единственый трабл в том что генератор оченьрядом с гуном.
Valery Gusarov
16.12.2009, 21:19
приращение фазы
Так тут компаратор с триггером , а то и опросто ТЛ. Без АЦП.
по подробнее на 30мгц как это?
neorganic
17.12.2009, 10:33
To QTH1t: Быстрый ацп - а ресурсы по вычислению производной???! Или его будет считать Пушкин? Если уж сооружать генератор подставы (а это и есть гетеродинная схема генератора - известна с конца 20-х годов - самая простая схема генератора низких частот) - то можно смело выбросить и АЦП и ЦАП....
"единственый трабл в том что генератор оченьрядом с гуном" - в чем там проблемы ? Экранировка, развязывающие усилители и балансный смеситель .....
"...интересно а работу цифровых видов это не повлияло..." - прием на слух сигналов подобных SSB еще возможен - а вот компьютерные спектроанализаторы сходят с ума (прием карт погоды и т.п. сопровождается искажениями - ошибка контрольной суммы).
neorganic
17.12.2009, 10:34
To QTH1t: Быстрый ацп - а ресурсы по вычислению производной???! Или его будет считать Пушкин? Если уж сооружать генератор подставы (а это и есть гетеродинная схема генератора - известна с конца 20-х годов - самая простая схема генератора низких частот) - то можно смело выбросить и АЦП и ЦАП....
"единственый трабл в том что генератор оченьрядом с гуном" - в чем там проблемы ? Экранировка, развязывающие усилители и балансный смеситель .....
"...интересно а работу цифровых видов это не повлияло..." - прием на слух сигналов подобных SSB еще возможен - а вот компьютерные спектроанализаторы сходят с ума (прием карт погоды и т.п. сопровождается искажениями - ошибка контрольной суммы).
экранировка это хорошо жаль что она в децибелах выражается :)
да низкочастотная подставка всеже имеет температурную зависимость.
как приращение разносной частоты мерить: берем таймером задаем время (вероятно конкретное T для диапазона) а с ацп снимаем два напряжения в начале и в конце дальше простая формула. если дельта фазы это U
то F=U*/6.28T
это как бы DDS наоборот :)
только единственное амплитуда напряжения ГУНа должна каждый раз измеряться и приниматься за единичную.погрешност и определения и разрядности АЦП может не хватить для точности.
пардон с формулой что-то намутил. и как быть когда синус в экстремуме. синхронизироваться по фазе?...
и еще мысль а что если низкочастотную разность сигналов ГУН-ОГ мерить косвенным методом. тогда и скорость появляется.
Кварцованная "подстава", да еще и расположенная близко к генерируемому ГУНом колебанию - почти на 100% источник трудноизлечимых проблем. Начиная от прямого пролезания ее сигнала на выход (увы, но экранировка не бывает идеальной, да и самые лучшие баллансные смесители все-таки баллансные на весьма конечное количество децибелл) и заканчивая явлениями типа "утягивания" частоты ГУНа.
И вообще, не кажется ли Вам, что все обсуждаемое уже слабо вписывается в название темы - "идея простого синтезатора"? На мой взгляд, обычный PLL гораздо проще...
...а не проще ль применть эту схему? Вроде все уже решено и проще уже некуда. Только микроконтроллер применить более современный и выкинуть ущербную индикацию...
http://home.kpn.nl/pa2ohh/04dds1.htm
прием на слух сигналов подобных SSB еще возможен - а вот компьютерные спектроанализаторы сходят с ума (прием карт погоды и т.п. сопровождается искажениями - ошибка контрольной суммы).
Вы говорите так, будто на этом собаку съели :D
Где это Вы, в приеме карт погоды на КВ, контрольные суммы увидели ?
И с какого мандалыку спектроанализатор должен сходить с ума при медленном плавании частоты +/- 20 Гц ?
Мой совет Вам - никогда не говорите о том, чего как следует не понимаете :)
А идея представленная автором темы в самом начале вполне реализуема, только не надо уходить от свойства "простой" :)
neorganic
17.12.2009, 12:31
To RW6HRM: это шикарно - можно сделать даже лучше: таблицу поместить в микросхемку от биоса (есть и 16 битные). И получится как у AMD только дешевле...
To Valentin RU3AEP: "...почти на 100% источник трудноизлечимых проблем." - это как сделать. Если как делали на скм-25.... "синтезатора"? "...На мой взгляд, обычный PLL гораздо проще..." - я же с самого начала и описываю проблемы, которые с этим "супом из камней" возникнут. Нужно понимать, что без тшательной проработки не может возникнуть даже просто рабочее устройство, а не то что какая-то конструкция с разумными метрологическими харакеристиками.
...а не проще ль применть эту схему?
Можно, только и у гораздо более навороченных DDS с чистотой спектра напряженка бывает.
Сомневаюсь, что тот PLL в достаточной степени почистит.
Шумовая дорожка на последней картинке на уровне всего -60 дБ.
А что творится за полосой петли там не видно.
neorganic
17.12.2009, 12:41
To Tadas: "Где это Вы, в приеме карт погоды на КВ, контрольные суммы увидели ?" - где, где. В тексте сообщения, кончно. "...медленном плавании частоты +/- 20 Гц" - там не будет медленного дрейфа на 20 Гц. Это одно петлевой синтезатор с посредственными параметрами. "И с какого мандалыку спектроанализатор должен сходить с ума..." - (старайтесь говорить "... на языке высшей математики, а особенно тензорной алгебры. Не исключается также высшая топология и анализ. ..." ) там идет неправильный прием текста сообщения, не сходится контрольная сумма. Это бывает, например, при работе с доработанной бытовой техникой (и китайской в том числе :))
"...на уровне всего -60 дБ" - так там же всего 7 бит... Кроме того, там есть пролезание частоты сравнения - если поставить Т-фильтр получится довольно практичная конструкция....
"Где это Вы, в приеме карт погоды на КВ, контрольные суммы увидели ?" - где, где. В тексте сообщения, кончно. "
А где в формате WEFAX текст сообщения ? :) Карты погоды именно в этом формате передаются.
"...медленном плавании частоты +/- 20 Гц" - там не будет медленного дрейфа на 20 Гц.
Оно там есть однако.
Это одно петлевой синтезатор с посредственными параметрами.
Это не синтезатор. Это система ЦАПЧ.
"старайтесь говорить ... на языке высшей математики, а особенно тензорной алгебры. Не исключается также высшая топология и анализ. ..."
Говорить глупости - это уж Ваше :) Я тут пасс :D
Это бывает, например, при работе с доработанной бытовой техникой (и китайской в том числе Smile)
Про бытовую технику (в том числе китайскую) ничего сказать не могу, не моя сфера.
так там же всего 7 бит...
Бит там 8, но это немногое меняет.
Году этак в 90 я разрабатывал эту тему. :crazy:
Контроллеров тогда не было, а ЦАП мне не нравился потому что не гарантировал точной дискретности перестройки. Поэтому делалось иначе. С ГУНа подавался сигнал на частотомер, с его линейки счетчиков сигналы подавалисьна цифровые компараторы, на них же подавался код с линейки счетчиков валкодера и памяти. Линейки были на ИЕ6, память на 10 ячеек кажется, на РУ3, уже не помню. На выходе компараторов, соединенных последовательно, три выхода "меньше", "больше", "равно" и схема управления на паре транзисторов.
Вобщем, тот же синтез, но не с ФАПЧ, а с ЦАПЧ. Потом появилась другая элементная база и все ушло... Тем более что ФАПЧ обеспечивает лучшую стабильность, особенно во времени, нет мертвых пауз.
neorganic
17.12.2009, 14:51
To Tadas: как 8 бит - на рисунке же 7 (home*kpn*nl/pa2ohh/04dds1a*gif).
"Это не синтезатор. Это система ЦАПЧ" - это не совсем удачное название синтезатора...
"...Карты погоды... " - когда таковая принимается с искажениями (полосы и т.п.). Я несовсем точно выразился и начал ".. Говорить глупости..". Там есть искажения текста факса.... прием проходил на доработанный бытовой приемник...
"Оно там есть однако" - однако, никогда не говори однако.
neorganic
17.12.2009, 14:55
To Robert: и как это устройство работало. Это был Ч3-33 (у него был сзади разьем для вывода данных на печатающее устройство) ?
Вобщем, тот же синтез, но не с ФАПЧ, а с ЦАПЧ
Интересно, и каковы были результаты работы сего устройства? (Имеется в виду кратковременная стабильность частоты, чистота сигнала, скорость перестройки итд??). Сам когда-то давно задумывался примерно об этом же, но не в качестве основной системы настройки, а лишь в качестве компенсации нестабильности ГПД.. В проекте также было две линейки счетчиков (одна для счета реальной частоты, другая для хранения значения заданной), линейка компараторов (СА1, кажется) итд... Однако до реального воплощения дело не дошло - прикинув сложность схемы и размеры плат, я отказался от затеи. Ибо тогда в моем распоряжении еще не было ни лазерно утюжной технологии, ни любимого ныне OrCADа, а делать подобное вручную при этом без каких-либо гарантий на положительный результат духу не хватило.
neorganic
17.12.2009, 15:20
To Tadas: "А где в формате WEFAX текст сообщения ?" - после стартового синхросигнала, то что собственно передается.
Вобщем, тот же синтез, но не с ФАПЧ, а с ЦАПЧ.
Википедия конечно не может считаться истиной в последней инстанции, тем не менее определение синтезатора частоты там на мой взгляд достаточно исчерпывающе.
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D0%BD%D 1%82%D0%B5%D0%B7%D0% B0%D1%82%D0%BE%D1%80 _%D1%87%D0%B0%D1%81% D1%82%D0%BE%D1%82
Обсуждаемая структура к данному определению не подходит.
neorganic
17.12.2009, 16:06
To Tadas: статья имееет статус "Это незавершённая статья об электронике..". У нас здесь дискриминатор выполнен на конечном автомате, а не на триггерах или транзисторах - только то отличий...
статья имееет статус "Это незавершённая статья об электронике..
Вы всегда можете найти более надежное определение почитав одну из серьёзных книг по синтезаторам частоты.
А то, что Вы написали далее - извините, звучит умно, но по сути бред сивой кобылы.
neorganic
17.12.2009, 16:28
To Tadas: это все софистика - тема все таки про синтезатор.... И все-таки по образу действия это синтезатор. И потом как Вы сами определяете (можно своими словами) "синтезаторам частоты"? "Вы говорите так, будто на этом собаку съели ...."
после стартового синхросигнала, то что собственно передается.
И там передаются контрольные суммы ?
И потом как Вы сами определяете (можно своими словами) "синтезаторам частоты"?
Для меня достаточно полным является определение, приведенное в Википедии. Изъянов я там не вижу.
Но по моему пора возвращаться к теме.
Мнения по теме похоже уже определились:
1. Это чушь и никому не нужно и вообще работать не будет.
2. Устройство вполне реализуемо и может служить в качестве дешевой замены PLL или DDS синтезатора для конструкций простого и среднего уровня.
Сторонники первого мнения могут далее не утруждаться, остальным есть что пообсудить.
Давайте вернем слово автору темы.
Несомненно,данное устройсво вполне реализуемо,но насчет простоты,дешевизны и качественных параметров есть некотрые сомнения.Простейший ситезатор PLL с шагом 64 Гц без микроконтроллерного управления я как-то запаял за один день,не имея печатной платы.Деталей (десяток счетчиков)покупал при этом рублей на 50 остальное из хлама.А здесь только программу будешь месяц писать и отлаживать.
А здесь только программу будешь месяц писать и отлаживать.
Месяц это хорошо :)
А качественные показатели Вашего синтезатора на десяти счетчиках были супер ?
Основным камнем преткновения для обсуждаемой структуры будет наличие ЦАП с достаточной разрядностью.
Хотя, если хорошо подумать, тут возможны некоторые хитрости :)
например вместо ЦАП применить ШИМ режим счетчика. уже получается 65535 шагов. тут подумав решил что для простого синтеза шаг можно и увеличить до приемлимых 20-50 Гц. следовательно скорость выхода на частоту увеличится.а для шаганий большими шагами просто нужна таблица опорных частот/напряжений ЦАП.кароче реализуема тема.
действительно система начинает напоминать уже синтезатор ЦАПЧ.
зы
Цифровые потенциометры тоже в тему.
вот вам еще ссылка на DDS на микроконтроллере, http://www.myplace.nu/avr/minidds/index.htm
Вобще то взвесил все за и против и пришол к выводу что можно всё сделать проще http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?t=2131 5
Схема простая, нет дефицытных компонентов, а изготовить нормальный валкодер будет куда сложнее чем за 200р купить 10-ти оборотный резистор. При всём этом обеспечивается практически "синтезаторная" стабильность частоты....
за 200р купить 10-ти оборотный резистор.
За 200р долго работать не будет.
[quote]а изготовить нормальный валкодер будет куда сложнее чем за 200р купить 10-ти оборотный резистор.
Этот валкодер стоит 10 дол за счет оптопары. А механика копейки. За то пользоваться таким приятно. Да и сам синтезатор сам в общем-то недорогой учитывая его возможности.
Да и сам синтезатор сам в общем-то недорогой учитывая его возможности.
У нас в городе из DDS только 9850 по 900р.... :cry:
Странно, у меня из Киева другое видится http://www.chipfind.ru/search/?part=ad995®ion=1&page=2
Екатеринбург: (343) 351-00-94 www.eltech.spb.ru
Екатеринбург: (343) 379-82-19 www.uralchip.ru
Екатеринбург: (343) 261-7117, 261-6446 www.rtcs.ru - у этих да, склад обычно за границей, но тоже обещают разные DDS.
Цена, конечно увы и ах, AD9951 порядка $27
Эти конторы работвют по безналу и только с фирмами, не один манагер задницу свою не поднимит ради пары микрух, им всем опт подавай. Хотя не отрмцаю, при определённом упорстве всё решаемо, как то раз покупал в таких конторах дифицитные микрухи, для этого пришлось завести щёт в банке и соврать что микрухи мне эти по работе нужны, и что если всё пойдёт , наша контора будет покупать их сотнями :rotate:
Powered by vBulletin® Version 4.1.12 Copyright © 2024 vBulletin Solutions, Inc. All rights reserved. Перевод: zCarot