I/Q-DDS-Modul

    Hallo Gerd,


    stimmt, wenn Du die beiden Eingänge symmetrisch haben möchtest, brauche ich nur das Layout von meinem Board geringfügig ändern...


    Der DDS-DAC gibt ja auch ein differentielles Signal aus, d.h. ein Symmetrischer Filter dahinter und dann direkt auf Deinen Mischer bzw. Schalter, also erst gar nichts "unsymmetrieren". Den Verstärker kann man ja auch weglassen, da die Ausgangsleistung des DDS ja hoch genug sein müßte, um Deinen Schalter zu treiben?!


    Ich habe hier noch ein kleines Problemchen bei der Synchronisation, es gibt nämlich einen zufälligen Phasenversatz von entweder Pi/4, Pi/2, 3Pi/4. Je nach Lust und Laune nach dem Einschalten. Es wird ja nur SYNC-CLK synchronisiert, der 1/4 des SYSCLK ist. Dieser Viertel kommt mir daher bekannt vor.... so ganz blicke ich da noch nicht durch...aber wird hoffentlich schon... ?(


    Ansonsten habe ich die Schaltpläne und Layouts erstmal aus dem Netz genommen, da ich noch einige Änderungen habe, die mir beim Aufbau aufgefallen sind! Neue Dateien kommen dann bald in Kürze, also bitte die Alten NICHT mehr verwenden, da sind Fehler drin...


    Gruß Karl, DK4ARL

    Hallo Karl,


    dass Deine Platine erst einmal ein Versuchsobjekt ist, war mir natürlich klar. Mit Deiner Entwurfsgeschwindigkeit geht auch mal was daneben. Der Schalter SN74CBT3253 möchte mit TTL Pegel angesteuert werden (0 Grad und 90 Grad). Hier ist das Signal unsymmetrisch. Der Schaltkreis hat zwei Eingänge mit jeweils 4 Schaltern, die hier als I und Q-Mischer genutzt werden. Die Ausgänge sind dann zusammengefasst (0 und 180 Grad sowie 90 und 270 Grad). Die Frage hier ist für mich, ob man die Schaltflanken versteilern muss, da der Umschaltpunkt ja bei 50% von Ub liegt. Es könnte also sein, dass der Komperator gebraucht wird. Der RF-Eingang des Schalters sollte jedoch zur Unterdrückung des Oszillatorsignals symmetrisch sein. Am RF-Eingang liegt zusätzlich zum RF-Signal die halbe Betriebsspannung, die bei durchgeschaltetem Schalter auch am Ausgang anliegt. Gibt es jetzt auf Grund der Schaltflanken Lücken im ns-Bereich zwischen 0 und 90 Grad, so schwankt die Gleichspannung am Ausgang kurzzeitig trotz Integrationskondensator von 0,22µF, was Probleme in der NF-Aufbereitung verursachen kann. Die vorgesehenen symmetrischen NF-OPV können bis 1000 V/µs. Ich bereite derzeit meinen Umzug vor, deshalb sind von mir keine großen praktischen Aktivitäten mehr zu erwarten. Das Schaltbild des Mischers werde ich heute Abend in der Galerie ablegen, da der Mail-Anhang ja auf 20 kB begrenzt ist.


    vy 73 Gerd, DM2CDB

    Einmal editiert, zuletzt von DM2CDB ()

    Hallo Gerd,


    beide DDS laufen jetzt synchron ohne irgendwelche zufälligen Probleme oder Komponenten! :]


    Ich darf das "High Speed Sync Enable" Bit nicht setzen, dann funktioniert es?!?!?!?!?!
    Dabei soll man es setzen, wenn der SYNC-Takt größer als 50 MHz liegt, so wie auf meinem Board...
    Komischerweise muß ich es ausschalten, damit alles seinen gewünschten Gang geht. Naja, muß ich mal bei "meinen Freunden" bei Analog nachfragen, was das bedeutet.


    "It's not a bug, it's a feature!" :D


    Wo die Hardware jetzt läuft, kümmere ich mich dann mal weiter um die Programmierung.
    Ich schaue mir dann nochmal meinen Ausgang genauer an. Du solltest auf jeden Fall differentielle Buffer mit auf Dein Board setzten! Der Schaltpunkt Ub/2 für die Schalter ist ja nur relativ und mir so etwas versaut man meist sein Signal. Ein Buffer, der das ganze hart begrenzt ist dort schon angebracht. Schau Dir bitte mal den Mixer AD8343 an, den habe ich schon erfolgreich verwendet. Dort wird der LO-Eingang auch erstmal gepuffert.


    Viele Grüße
    Karl, DK4ARL

    Hallo Karl,


    habe, wie versprochen, das Schaltbild des Schalter-Mischers in der Galerie abgelegt. Es ist zwar ein bischen klein, das Original ist A4, aber ich werde sehen, ob da noch was zu machen ist. Ich sehe mit Freue, dass das Projekt wächst, nachdem bisher nur geraspelt wurde.


    Beste Grüße
    Gerd, DM2CDB

    Hei Karl,


    mich interessiert es immer, wie andere Techniker ihre Messungen durchführen.
    Ich mach das mit einem FSMS 26 von R&S.


    Du hast da auch von einem *Bord* geschrieben, meinst du damit das
    EVA-Bord von AD mit einem AD9951 oder AD9953?


    Wie ist es dort mit "High Speed Sync Enable" Bit ?


    73de Kai-Erik, DG2IAC _._|_._

    _._|_._
    Det er meget nedslående å leve i en tid da det er lettere
    å sprenge et atom enn en fordom.
    Albert Einstein

    Hallo Kai-Erik,


    Zitat

    Original von DG2IAC
    Du hast da auch von einem *Bord* geschrieben, meinst du damit das
    EVA-Bord von AD mit einem AD9951 oder AD9953?


    Mit dem Board meinte ich mein Board mit den beiden DDS drauf, dass ich hier gerade beim Wickel habe. Das ist auch das Einzige, was ich hier mit AD9954 habe.


    Da ich ja die beiden DDS mit einem 400 MHz Referenzclock versorge, sollte das "High Speed Sync Enable" Bit des Slave-DDS gesetzt werden, damit er sich bei dieser hohen Referenzfrequenz auch noch mit dem Master-DDS synchronisieren kann... so steht es jedenfalls im Datenblatt. Wenn ich das so mache, dann "läuft" der Slave-DDS, sieht praktisch aus, wie eine PLL, die immer wieder ausrastet. Das ganze läuft also nicht stabil. Schalte ich das "High Speed Sync Enable" Bit des Slave-DDS aus (eigentlich nur für REFCLK-Takte unterhalb 200 MHz zulässig laut Datenblatt), dann funktioniert die Synchronisation einwandfrei!?! Leider schreibt Analog nicht, was dieses Bit eigentlich macht, ob da noch ein Filter zugeschaltet wird o.ä.


    Mit der Programmierung bin ich jetzt soweit, dass ich über RS232 die Frequenzen und die Phasenoffsets schicken kann, so kann man schöne Spielerein am Oszi machen, Stichwort: Lizzajuce-Figuren (ich weiss wirklich nicht, wie die geschrieben werden, hatte nie Französisch als Fremdsprache...) :D


    vy 73 Karl, DK4ARL

    Hallo Karl,


    Du hast Dir das Leben selber schwer gemacht, die Sache schreibt sich Lissajous-Figur. Wie sieht denn die Phase über die Frequenz aus oder misst Du die Qualität Deines Oszis? DL7IY hatte Phasenprobleme mit seinen kommerziellen TP-Filtern von Mini-Circuits. Hast Du Dir mal die HF-Schaltung angesehen oder geht das nicht. Ich könnte die Schaltung auch direkt schicken. Mit ADI Mischern mit Gilbert-Zelle habe ich mich auch schon beschäftigt. Der IP3 ist ok, aber Stromaufnahme und Rauschen sind nicht ohne. Wenn wir also feststellen sollten, dass anders keine Qualität zu haben ist, habe ich kein Problem umzusteigen. Es fehlt also nur noch ein DSP-Spezialist. Anbieten kann ich die DL7IY-Lösung mit IC der Fa. Wavefront. Diese 24 Bit Studio-IC (A/D, D/A, DSP) arbeiten voll symmetrisch mit seriellem AES/EBU-Bus. Die Filterdaten stehen in einem 64k*1 EEPROM und werden durch EEPROM-Wechsel umgeschaltet, es wird also kein Mikrocontroller benötigt. Daten für SSB, CW und DRM sind vorhanden. Der DSP frisst maximal 1 kByte an Daten. Notfalls muss man mehrere DSP in Reihe schalten, wahrscheinlich bei PSK31. Für die gesamte NF-Aufbereitung des RX gibt es eine Leiterplatte. Vielleicht kannst Du ein Kleinserie auflegen, Muster-LP stelle ich zur Verfügung.


    Beste Grüße auch an Kai-Erik
    Gerd, DM2CDB

    Hei Karl & Gerd,


    karl: OK, ich hab mal hier in der Firma vom Dipl.-Ing. für Software
    [Softwareabteilung] das EVA-Board mal *ausgeliehen* :D


    Nach Feierabend werde ich es mal am PC ankoppeln und dort mal das mit dem
    "High Speed Sync Enable" Bit ausprobieren.
    Vielleicht steht etwas darüber in den AD-Applikation.


    Auf diesem Board befinden sich zwei DDS und dazu gehöhrt noch eine
    Steuersoftware für die *Nichtsofties*. =)


    Phasenprobleme mit TP sollte es eigentlich auf diesem Board nicht geben.


    @Gerd,


    also für DSP ist hier ein Fachmann --> Gerrit.
    Er kennt sich damit aus und schreibt auch eine Software für PSK31.



    73de Kai-Erik, DG2IAC _._|_._

    _._|_._
    Det er meget nedslående å leve i en tid da det er lettere
    å sprenge et atom enn en fordom.
    Albert Einstein

    Hallo,


    ich erwarte auch keine Phasenprobleme durch den DDS, die externe Schaltung spielt aber sehr wohl eine Rolle und nur darauf wollte ich hinweisen.


    Dass Gerrit ein Fachmann für den DSP ist, ist mir sehr wohl klar. Leider möchte Gerrit keine I/Q-Projekte machen, sondern setzt statt dessen auf eine niedrige ZF im NF-Bereich (z.B. 12 kHz). Damit sind aber wesentliche Unterschiede in der verwendeten Soft- und Hardware vorhanden. Um hier einen Kompromiss zu finden, deshalb diskutieren wir hier. Für Gerrits Konzept benötigt man dann ja auch keine I/Q-Oszillator, also wäre die bisherige Arbeit von Karl für die Katz.
    "Man(n)" muss schon wissen, was man will.


    Beste Grüße
    Gerd, DM2CDB

    Hallo,


    @Gerd
    Also umsonst wäre das Board für mich auch nicht, da ich es in einem anderen Projekt (vorrangig) einsetzen werde, das hat aber etwas mit QRL zu tun.... :D
    Die genauen Messungen werde ich noch mache, wie gesagt, ich habe erstmal weiterprogrammiert, damit ich bequem die Frequenz und Phase usw. über RS232 einstellen kann. Dann erleichtert man sich das Leben bei den Messungen...
    Die Filter könnnennatürlich unterschiedliche Phasenverschiebungen bei unterschiedlichen Frequenzen herbeiführen, aber man könnte ja im Notfall für jedes Afu-Band eine eigene "softwareseitige Kalibrierung" vornehmen und abspeichern. Ich mußte jetzt auf meinem Board den einen DDS um 9° verschieben, um sie beide abzugleichen. Habe ich dann aber die Oszi-Eingänge vertauscht, hatte ich einen anderen Phasenversatz! Logisch, sind doch die 1:10-Tastköpfe auch noch abgleichbar und die Oszi-Eingänge auch nur relativ gut angepasst.... Vor den "richtigen Messungen" Werde ich mir noch was einfallen lassen, wie ich es reproduzierbar und genau messen kann. Eventuell muß man das gesamte System mit Deinem HF-Mischer betrachten. Dann wäre der Phasenabgleich ja relativ einfach, wenn man auf das Mischprodukt schaut.
    Gerd, ich werde mich bei weiteren Dingen wie ZF-DSP usw. raushalten. Damit habe ich mich noch nicht beschäftigt und in nächster Zeit werde ich hier in der QRL etwas stärker eingespannt sein. Schicke mir mal bitte deine Schaltung nocheinmal per Mail, dk4arl@darc.de sollte gehen. Das Bild in Deiner Galerie war nur durch Schätzen entschlüsselbar. Es ist einfach zu klein.


    @Kai-Erik
    Wäre wirklich toll, wenn Du da auch nochmal auf das verflixte Bit schauen könntest! Ich bin daran ja fast verzweifelt. Hätte ich mich nicht zufällig beim Programmieren vertan, hätte ich die Ursache wohl nicht herausgefunden... :D
    Bin schon sehr gespannt ... vielleicht schaust Du mal bei der Steuersoftware, ob sie das "High Sync Enable Bit" setzt oder nicht, wenn Du über 200 MHz Sysclk gehst?!
    Achso noch etwas ... wie sind die SYNC-CLK-Leitungen zwischen den DDS auf dem EVAL-Board beschaffen?! Im Datenblatt steht "einfach verbinden". Ich habe sie jetzt auch durchgeroutet, also einfach nur eine Leitung:
    Sync_clk (Master) auf Sync_in (Slave)
    Leider steht nichts im Datenblatt, ob die Pins digitale Ein/Ausgänge sind, oder RF-Buffer (sind ja doch 100 MHz Clk). Vielleicht sollte man einen DC-Block-C dazwischensetzten?!


    Soweit so gut. Schönes Wochenende
    Gruß Karl, DK4ARL

    Hallo,


    ich habe jetzt das Phasenrauschen des DDS-Ausgangs gemessen. Ich habe ein HP 8564E Spektrumanalyzer genommen und mit RBW = 1 Hz gemessen. +1,7dB wurden als Korrekturwert für Filterform und Leistungsmessung hinzugefügt.


    Damit komme ich auf folgende Werte:


    F_out = 50 MHz:
    Offset in Hz PN in dBc/Hz
    10 -81,3
    100 -82,3
    200 -84,3
    500 -101,3
    1000 -108,3
    2000 -110,3
    5000 -109,3
    10000 -106,3
    20000 -102,3
    50000 -106,3
    100000 -110,3
    200000 -113,3
    500000 -128,3
    1000000 -133,3



    F_out = 10 MHz:
    Offset in Hz PN in dBc/Hz
    10 -83,3
    100 -83,3
    200 -84,3
    500 -101,3
    1000 -111,3
    2000 -111,3
    5000 -108,3
    10000 -107,3
    20000 -103,3
    50000 -115,3
    100000 -118,3
    200000 -123,3
    500000 -128,3
    1000000 -131,3


    Was mir auffällt, dass sich meine Werte von der 50 MHz und 10 MHz Messung kaum unterscheiden. Dabei müßte das PN eigentlich bei niedrigerer Ausgangsfrequenz geringer werden (siehe Datenblatt von Analog 160 MHz und 9,5 MHz Messung)?!


    Was meint Ihr zu den Messwerten?


    Gruß Karl, DK4ARL


    PS: Ich habe mir überlegt, dass eine Phasendifferenzmessung zwischen den beiden DDS vorerst nicht sinnvoll ist, da sie am besten mit einem Phasendetektor gemessen werden sollte und ich jetzt nicht extra was aufbauen möchte. Da wir ja eh den Mischer dahinter schalten wollen, kann man dann den benutzen, um eine bestmögliche Trägerunterdrückung einzustellen und anschließend schauen, ob und wieviel man nachstimmen muss...

    Hallo Karl,


    Du mißt eigentlich das Phasenrauschen des SA (1. LO), deshalb die relativ schlechten Werte. Die DDS Bausteine sind wahrscheinlich sehr viel besser. Messe lieber die 400MHz Referenz durch und rechne dann auf 10MHz oder 50MHz Ausgangsfrequenz runter, das reicht für eine erste Orientierung. Um bei Bedarf das genaue Phasenrauschen des SA als Referenz zu haben könntest Du den TCXO (min. 30-40dB besser als der SA) dafür "mißbrauchen".

    vy 72/73, Reinhold.

    Hallo Reinhold,


    danke für den Hinweis. Ähnliches konnte ich mir schon denken, aber dass der LO des SA so "schlecht" ist, hätte ich nicht gedacht!? Bis jetzt habe ich mit dem SA nur PLLs gemessen, bei denen das inband-PN bei -70 dBc/Hz lag, da konnte man noch schön das Loopfilter sehen... =)


    Das PN der Referenz-PLL wird dann aber auch zu gering für den SA sein, da das Inband PN laut Simulation besser als -110 dBc/Hz liegt und dann ausserhalb natürlich noch weiter abfällt... ?(


    Ich habe mir auch schon andere Messmethoden angeschaut, mit Phasendetektor usw. aber ich bin ehrlich gesagt zu faul, extra was für die Messung aufzubauen... ;)
    Ich würde jetzt mal davon ausgehen, dass das PN für unsere Anwendung ausreicht, oder?


    Gruß Karl, DK4ARL

    Hallo Karl,


    besten Dank für Deine Informationen. Das Modul zeigt, dass es noch viel Platz für Optimierungen gibt. Wie hast Du eigentlich Pin 49, Rückseite Masse des des AD995x angeschlossen. Die Phasenrauschwerte stellen nach meiner Meinung wirklich nur den Speki dar, Werte bis -130 dBm können bei uns im QRL mit modernerer R&S Technik gemessen werden, aber das läuft uns ja nicht weg. Für eine Konzeptentscheidung interner oder externer VCO sollte man aber schon wissen, worüber man spricht. Es gibt übrigens auch OCXO mit 100 MHz. Du hast ja jetzt wohl nur einen TCXO auf dem Board.



    Beste Grüße
    Gerd, DM2CDB

    Hallo Karl,


    besten Dank für Deine Informationen. Das Modul zeigt, dass es noch viel Platz für Optimierungen gibt. Wie hast Du eigentlich Pin 49, Rückseite Masse des AD995x angeschlossen.


    Die Phasenrauschwerte stellen nach meiner Meinung wirklich nur den Speki dar, Werte bis -130 dBm können bei uns im QRL mit modernerer R&S Technik gemessen werden, aber das läuft uns ja nicht weg. Für eine Konzeptentscheidung interner oder externer VCO sollte man aber schon wissen, worüber man spricht. Es gibt übrigens auch OCXO mit 100 MHz. Du hast ja jetzt wohl nur einen TCXO auf dem Board oder?



    Beste Grüße
    Gerd, DM2CDB

    2 Mal editiert, zuletzt von DM2CDB ()

    Zitat

    Original von DM2CDB
    Das Modul zeigt, dass es noch viel Platz für Optimierungen gibt.


    Das stimmt, es war ja auch ein ganz schöner "Schnellschuss", aber es funktioniert... :)


    Zitat

    Original von DM2CDB
    Wie hast Du eigentlich Pin 49, Rückseite Masse des AD995x angeschlossen.


    PCB und IC habe ich dünn verzinnt. Dann den IC auf das Board gelötet und getestet. Nachdem alles funktioniert hat, habe ich dann mit einem großen Lötkolben von unten die Massefläche erhitzt und dünnes Lötzinn durch die Vias nachgeschoben...


    Zitat

    Original von DM2CDB
    Die Phasenrauschwerte stellen nach meiner Meinung wirklich nur den Speki dar, Werte bis -130 dBm können bei uns im QRL mit modernerer R&S Technik gemessen werden, aber das läuft uns ja nicht weg. Für eine Konzeptentscheidung interner oder externer VCO sollte man aber schon wissen, worüber man spricht.


    Eine Messung des PN wäre wirklich sinnvoll. Ich hatte mich für eine externe REFCLK-Erzeugung entschieden, da mir das PN mit einem externen 20 MHz-Quarz nicht so gefallen hat. Die Referenz-PLL besitzt ein Inband-PN (bis 80 kHz), das besser als -110 dBc/Hz ist.


    Zitat

    Original von DM2CDB
    Es gibt übrigens auch OCXO mit 100 MHz. Du hast ja jetzt wohl nur einen TCXO auf dem Board oder?


    Ein 100 MHz OCXO wäre auch noch eine Möglichkeit, wobei die Beschaffung und der entsprechende Preis (?) noch eine weitere Frage wären. Die "Normalen" auch dem Funkamateur zugänglichen 100MHz-Oszillatoren besitzen meist +-100ppm Frequenzgenauigkeit, was dann bei Vervierfachung dann auch nicht mehr so schön ist.
    Ich habe jetzt auf dem Board ein TCVCXO mit max. 1ppm drauf, den es auch z.B. bei Farn*** gibt.


    Die Bauteile inkl. 40-MHz-Oszillator usw. hatte ich hier auch schon liegen, da ich damit auch schon eine 1.6-GHz-PLL aufgebaut hatte (ADF4360-4), daher vielleicht auch ein bisschen die "Bequemlichkeit", aber warum nicht auf altbekanntes Funktionierendes zurückgreifen? Falls Du natürlich noch eine andere Möglichkeit z.B. mit einem OCXO siehst, dann können wir das Board natürlich gerne noch einmal überarbeiten. Ich brauche eh noch ein zweites für QRL ;)


    Viele Grüße Karl, DK4ARL

    Einmal editiert, zuletzt von DK4ARL ()

    Hallo Karl,


    nach neuesten Recherchen gibt es auch 400 MHz OCXO, den Preis und die Beschaffungsmöglichkeiten muss ich allerdings erst erfragen. Ich habe eine Downloadmöglichkeit für interessierende DC-TRX Dokumente bei 817-onair.de aufgetan. Was bisher auf dem Server liegt, hast Du schon. Auf die Freigabe durch den Admin wartet derzeit das Datenblatt des SN74CBT3253, weitere Infos folgen. DL7IY verwendet einen 400 MHz SAW-Oszillator. Ich habe so was bei EPSON gefunden, schicke das Datenblatt an Dein e-mail.


    Beste Grüße
    Gerd, DM2CDB


    PS: Wird Zeit, dass ich Rentner werde

    Hallo Gerd,

    Zitat

    Original von DM2CDB
    DL7IY verwendet einen 400 MHz SAW-Oszillator. Ich habe so was bei EPSON gefunden,


    Danke, habe ich mir mal angeschaut, die Stabilität beträgt aber auch wieder 100ppm, was ich nicht so toll finde...


    Zitat

    Original von DM2CDB
    PS: Wird Zeit, dass ich Rentner werde



    ??? Was soll ich denn sagen ??? :D

    Hallo Karl,


    habe erste Datenblätter gesichtet, die 400 MHz OCXO scheinen mit dem Rauschen Probleme zu haben, habe aber noch nicht alle Datenblätter gesichtet. Zum Rentnern kannst Du sicher noch nichts sagen, bei mir ist es am 1.10. so weit. Das Ende ist also schon abzusehen und das Hobby wartet. 100 MHz OCXO gibt es mit Rauschwerten um -100db bei 10 Hz Abstand und Stabilität von 10 hoch -7. Damit sollte der interne VCO vernünftig laufen. Melde mich wieder, wenn es konkrete Daten (Preise) gibt. Dein VCO ist derzeit eine Zehnerpotenz besser als EPSON.



    Beste Grüße
    Gerd