DDS Signal AD9851 unsauber, erledigt, Ursache: defektes Modul

  • Hallo,
    ich habe einen CW-Testgenerator mit einem AD9851 gebaut. Die Ansteuerung erfolgt über einen Arduino MEGA. Nun ist leider das Signal irgendwie nicht ganz sauber. Die Frequenz stimmt zwar, aber auf dem Scope sieht man eine Unsauberkeit, die mit steigender Frequenz zunimmt. Das DDS-Modul hat einen 30MHz-Quarzoszillator.
    Anbei ein Screenshot.

    Was kann ich tun?

    73, Mario, DJ7UA

  • Moin


    Zunächst: wenn du nen 30MHz Oszillator drauf hast, musst du den DDS instruieren, die interne PLL zu benutzen x6, damit du auf die maximal zulässige MCLK kommst. Besser ist es aber, einen dezidierten 180Mhz Oszillator zu besorgen, vorallem was das Phasenrauschen anbelangt, ist die PLL die schlechtest mögliche Lösung. Nur mit 30MHz getaktet, hast du maximal 10-12MHz als verwendbare Frequenzobergrenze


    Danach: der Noise in der oberen Hälfte der Sinuskurve wird sehr wahrscheinlich durch zu wenig Abblockung der Versorgungsspannung verursacht, also nicht sparen mit Kondensatoren, und zwar so nahe wie möglich am DDS-chip dran; am besten überall 100n MLCC drauf.


    Weiterhin: um bis, sagen wir mal, 40-50MHz ein sauberes Signal zu erhalten, braucht es zwingend ein LPF 5. bis 7. Ordnung, je nach gewünschter Maximalfrequenz,


    Allgemein: prinzipbedingt nimmt die Signalqualität bei einem DDS mit zunehmender Frequenz ab; theoretisch wäre die maximal mögliche Ausgabefrequenz MCLK/2, aber dort ist das Signal überhaupt nicht mehr zu verwenden, realistischer ist MCLK/3 und auch dann nur mit einem guten LPF; die MCLK drückt auf jeder Ausgabefrequenz durch, und sei diese noch so niedrig.

    vy 73 de Pascal in JN37ml

  • Hallo Pascal,

    vielen Dank für die Hinweise. Ich benutze nicht den nackten AD9851, sondern das Modul HC-SR08 aus China und es hat (leider) den 30MHz Quartz von Hause aus. Ich muss mal sehen, ob es einen passenden 180MHZ-Oszillator gibt. Den Multiplier habe ich aktiviert, sonst wären die 10,1MHz auch nur grenzwertig zu generieren. Laut Datenblatt sollen ja sogar maximal 70MHz möglich sein. TPF sind auf dem Board bereits vorhanden.
    Das mit den Abblock-Cs leuchtet mir ein. Es sind zwar Cs an der VCC des HC-SR08 aber vielleicht ist da doch etwas gespart worden.
    Ich probiere es aus und werde berichten.


    73, Mario, DJ7UA

  • Hallo Mario,

    bei 10 MHz sieht das Ausgangssignal auch in der Simulation schon ziemlich zackelig aus; also: Tiefpass nachschalten.


    Siehe: ADIsimDDS


    Für CW kannst Du zum Tasten einfach zwischen der Frequenz 10,1 MHZ und 0,0 Mhz hin- und herschalten( siehe Ausschnitt)


    73 Heribert



           

  • diese Module waren schon immer grottenschlecht; das LPF auf dem Board kannst du vergessen; zunächst würd ich versuchen, die Quelle für den Noise auf der oberen Halbwelle zu finden, dann den LPF bypassen und das Ausgangssignal symmetrisch verarbeiten, entweder mit einem Opamp oder einem Trafo und erst dann ein LPF mit hochwertigen Komponenten; entweder wire wound Chipinduktivitäten oder RK-Spulen aus Pulvereisen


    trotzdem finde ich das Signal für MCLK=180MHz doch gar schlecht.

    vy 73 de Pascal in JN37ml

  • Hallo Mario,


    der 30 MHz Quarzoszillator kann dieses Problem nicht verursachen, auch ein mangelhaftes TP-Filter nicht. Die Chinesen verschenken halt 6 dB ( was dumm ist) wenn sie nur den Single-Ended Ausgang nehmen, aber auch das kann die Kurvenform nicht erzeugen. Ich tippe hier in erster Linie auf einen fehlerhaften DDS-IC. Es ist mit Sicherheit kein echter AD9851 von Analog Devices verbaut, sondern ein Clone oder irgendein Teil aus der FAIL-Kiste.

    Ich gehe davon aus, dass Du den Ausgang ordentlich mit 50 Ohm abgeschlossen hast bzw. ein Scope mit 50 Ohm Tastkopf verwendest?

    Weiterhin ist Deine Stromversorgung für den Baustein ausreichend?

    Es ist nicht auszuschließen, dass durch fehlerhafte Bestückung bzw. mangelhafte Lötstellen/Bauteile Probleme entstehen.

    Aber wie gesagt, auch ganz ohne LPF am Ausgang darf das Signal nicht so aussehen.

    Schau Dir auch mal den RSET an. Ist der einstellbar ? Bringt das was, wenn Du den Pegel hier weiter runter nimmst?

    Konfigurierst Du den AD9851 permanent in einer Schleife oder nur 1 Mal und lässt die Frequenz dann stehen?


    73

    Markus


    PS: Der Ausgangspegel erscheint mir recht hoch für einen AD9851 mit single-ended Ausgang. Ich sehe da 1V p-p richtig?

  • Hallo zusammen,

    das Problem ist gelöst. Das Modul ist fehlerhaft. Ich habe noch ein zweites Exemplar und dieses eingesetzt. Damit ist das Signal wie erwartet.
    Ansonsten: Vielen Dank für eure Hinweise. Zusätzliche Abblock-Cs haben keinen Effekt gezeigt. Es liegt wohl wirklich ein Fehler vor wie vo Markus beschrieben.

    Leider kosten die Dinger jetzt doppelt so viel wie bei der Erstbeschaffung 2016.

    73, Mario, DJ7UA

  • Hallo Mario,


    danke für die Rückmeldung. Einen AD9851 original von AD hätte ich noch hier rumliegen, und 2 DDS-Module aber nur mit dem AD9850, nicht 9851.

    Falls Dir das was hilft - einfach melden.

    73

    Markus

  • Hallo,


    Mir stellt sich die Frage, warum nicht gleich mit dem AD9951 arbeiten?


    Der ist erprobt, der Funkamateur und die beteiligten OM, sie lesen hier auch mit, haben mit dem FA-NWT 1.0 (Seriell, USB 2.0) und FA-NWT 2.0 tolle Geräte geschaffen!


    Von ganzen Zubehör schreibe ich erst gar nicht.

    73 de Uwe
    DC5PI

  • das stimmt, der AD9951 ist um Welten besser; allerdings ist der nicht nur kein 5V device, sondern braucht 3.3V für den Digitalteil und zusätzlich 1.8V für die Analogseite; der Aufwand für die Spannungsaufarbeitung ist also um einiges grösser; allerdings tolerieren die Digitaleingänge 5V, was Levelshifter überflüssig macht.

    vy 73 de Pascal in JN37ml

  • Ja, daran erinnere ich mich noch.

    Jedenfalls macht es Sinn, den AD9951 ins Auge zu fassen; zwar gilt auch dort, dass man nach Möglichkeit die interne PLL nicht benutzt, aber heute sind auch passende 400MHz Oszillatoren verfügbar; da wurde bei der letzten Version des FA-NWT noch ordentlich Aufwand mit dem 80MHz Oszillator und dem 400MHz Helixfilter betrieben; dieses Konzept hab ich auch mal für den AD9853 verfolgt, bin dann aber auf einen 300MHz Oszillator umgestiegen


    klar ist, dass man bei den kleinen DDS immer entsprechende Abstriche machen muss was die Signalqualität anbelangt.

    vy 73 de Pascal in JN37ml