● 実験テーマ127
「CQ_DDS_SWEEPER他」
(実験テーマ126のファームウエア(アプリ)を改版し10k〜20MHzのスイープも出来るようにしました。これと対で使用する周波数特性測定装置の記事も書きました。)
■ 2020.9.23
・次のような動作仕様で、CQ_DDS_SWEEPERプロジェクトを立上げました。
<動作仕様>
@ DOWN_SWを押さないで、P_ONした場合
通常モード
従来のロータリエンコーダによるマニュアル設定
A DOWN_SWを押して、P_ONした場合
SWEEPERモード
10k〜 20MHzまでのスイープ動作
ON SWを、START SWとして使う。
(SWリードに割込みは使わない。)
RB4ポート出力に、周波数特性測定装置(easy_fra_v3の改造予定)と同期を取る為のSYNCパルスを出力
・尚、ソフトについては、ブートローダ部は残してアプリ部にスイーパ機能を追加しました。
これは、C18で記述し、USB使用の、PCアプリ HIDBootloader (Windows).exeによってhex書込みを行います。
■ 2020.9.25
・コンパイルOK・HEXまで準備出来、動作確認も一応OKになる。
詳細については、このページ末尾のソースを参照してください。
■ 2020.9.28
・easy_fra_v3aプロジェクト(ハード・ソフト共v3を、改造・改版)を開始した。
今回は、20MHzの高周波までを受けるので、LOGアンプ入力の帯域制限用コンデンサの、22pは削除した。
また、SYNCパルスの入力レベル変換用の、74HC4050は不要なのでソケットから外し、ソケットの入力3pinと出力2pinをストラップした。
まずはこの改造のみで、OPアンプ(LMC6482)も変えず、GAINとOFFSETポテンショの調整位置もそのままで、スルーのF特を取ってみた。
以下のような結果で、フラット領域は、0dBでなく下がっているし、50kHz近辺から早くもレベルが下がり始めている。
フラット領域が、0dBでないのは、CQ_DDS_SWEEPER出力が、1Mインピで受けた場合、2Vp-p固定(50Ω負荷で1Vp-p)で、
これまで、0dBの基準を、1Vp-pでなく、1Vrms(1.4V x 2=
2.8Vp-p)にしていた為である。これは変えるつもりは無い。
入力が低いので、入力ATTの減衰比も、1/10から、1/6程度に下げないとLOGアンプ出力が合わなくなる。
そこで簡易的に、ATT(トータル:1MΩ)を構成している抵抗の内、470kの両端をクリップでショートし、430kと100kの分圧のみで約1/6に
してみた。ただこれだとLOGアンプの出力レベルが上がるので、後段アンプのGAINトリマを絞って、0dBに合わせてみた。
以下にその時の写真を示した。多少1M近辺の減衰が減ったが、ただ単に特性が上にシフトしているような感じ・・・
調べたら、帯域が極端に伸びないのは、LMC6482の、ユニティゲインでの帯域GBWが、1MHzと狭く全然駄目なことが判明した。
秋月で手に入る、広帯域のOPアンプ:NJM2137D(GBW=200MHz)を手配したので、届き次第、試してみる。
■ 2020.9.30
・NJM2137Dが届いた。
今回の試行条件は次の様にしてみた。
@ 入力は低インピーダンスで受けることにし、初段の電圧バッファはソケットから抜いた。
A そして、DDS出力抵抗の、51Ωを含めて約1/10のATTになるように、抵抗値を決めた。
手持ちの抵抗の関係で、470Ωのパラ接続(235Ω)と、51Ωの組合せにした。
B LOGアンプ出力の、OPアンプのみ、NJM2137Dに交換した。
※ 結果は、10MHzまではほぼフラットで、20MHzでも、-1dBのダウンにとどまった。
尚、GAINポテンショの位置はv3の時のままで、OFFSETポテンショのみ少し上げました。
■ 2020.10.1
・簡単な、LCのπ型LPF(L= 4.7uH, C= 1000p)を組んで、そのF特を取ってみたところ、
-3dB点までは問題ないのですが、位相が回り始める高域で、はでなバタツキが見られました。
写真では、390Ωの終端を付けていますが、無くても殆ど同じ状態でした。
■ 2020.10.3
・高域のバタツキを追う。
高域で、広帯域OPアンプの出力が発振しているのではないかと推定(高速オシロを持合せて無いので確認不可)し
NJM2137Dのフィードバックループに、3pの位相補償を入れてみたら見事にバタツキは無くなった。
今回は、治具の終端抵抗は外しました。
■ 2020.10.4
・今迄、修正部をバラックで接続して実験してきたが、ここで修正部を一旦整理しました。
・LPFだけではつまらないのでサンプルとして、手持ちの、8MHzセラロック(セラミック振動子)の、F特を取ってみました。
測定法に自信がないのですが、単純に入出力ピンに、それぞれDDS出力と、easy_fra_v3aの入力を接続し、
GNDピンとボードのGNDを接続して測定しました。
10kHzからスイープしているので暫くは、-30dB付近ですが、1MHz付近から徐々に上昇し、8MHzの近傍から
急上昇して行き、正の共振点と、負の反共振点が存在するそれらしいカーブが確認出来ました。
ただ、共振点の周波数をカーソルで読取ると、7.2MHzとなっているのが気になりますが・・・これは良しと妥協しました。
今後何か分かったら追記しようと思います。
<回路図>
・こちらからどうぞ→ 「CQ_DDS_SWEEPER」
「easy_fra_v3aへの修正指示回路図」
<最終ソース>
(1) CQ_DDS_SWEEPER
/// メインソース
CQ_DDS_SWEEPER.c
/// LCDライブラリ
SW_i2cLCD.c
SW_i2cLCD.h
(2) easy_fra_v3a
/// メインソース
easy_fra_v3a.c
/// QVGA LCDライブラリ
colorlcd_libdsPICVH.c
colorlcd_libdsPICVH.h
/// フォントテーブル
ASCII12dot