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Generatore di forme d'onda a sintesi digitale (DDS)

E' oramai da tempo che sul mercato sono stati introdotti circuiti integrati capaci di generare forme d'onda tramite sintesi digitale (vedi DDS).
La continua diminuzione di prezzo di questi componenti li ha resi idonei alle realizzazioni hobbystiche. E così, tempo addietro, ho iniziato la realizzazione del generatore di segnali che adesso presento in questa pagina.

E' realizzato attorno attorno all'AD9833, ed è in grado di generare:
- onda quadra da 0.1Hz a 3.2MHz
- onda sinusoidale da 0.1Hz a 1.6MHz
- onda triangolare da 0.1Hz a 3.2MHz

I segnali generati hanno frequenza molto stabile, in quanto derivata dai 25MHz generati da un oscillatore al quarzo e non da oscillatori analogici.
L'AD9833 può generare segnali con frequenza fino a 12.5MHz. I limiti di 1.6MHz e 3.2MHz sono dati dallo stadio di condizionamento del segnale.

Frequenza e forme d'onda sono impostabili mediante due pulsanti ed un encoder, e sono visibili sul display LCD.

L'ampiezza del segnale in uscita è variabile da 0Vpp a circa 6Vpp. E' poi possibile aggiungere al segnale in uscita un offset DC, variabile da -10V a +5V.
Due potenziometri permettono di impostare questi parametri.
Non essendo presente alcuna indicazione del livello del segnale generato, è indispensabile avere un oscilloscopio collegato in parallelo all'uscita. Poco male, tenuto conto del (relativamente) basso costo del generatore.

Dall'uscita dello strumento è possibile prelevare una corrente di alcuni mA. Lo stadio di uscita è resistente a cortocircuiti accidentali, quindi ben adatto all'uso in campo amatoriale.

Montaggio

In giro per casa avevo un box plastico reduce da vecchi esperimenti. All'interno c'era un trasformatore 230/12V 1A che ho riutilizzato.
Sul pannello posteriore era già presente la presa per il cordone di rete. Il pannello frontale, invece, l'ho dovuto rifare.

Lo spazio a disposizione all'interno del box plastico non è eccessivo, così ho dovuto fare qualche sforzo per tenere l'elettronica più compatta possibile.
Il risultato è discreto, e ne sono abbastanza siddisfatto.

L'elettronica è realizzata su millefori.
Il circuito dietro il pannello frontale è quello più sagomato: su di esso sono montati il display LCD (sul quale è ancora presente la pellicola protettiva), i pulsanti, l'encoder, ed i potenziometri.
Sul pannello frontale sono fissati il deviatore ed il connettore BNC, ed è stato necessario praticare degli scassi nella millefori per poterli alloggiare e raggiungere col cablaggio.

Sulle altre due millefori, montate a castello, trova posto il "vivo" dello strumento. Entrambe le millefori sono sagomate per sfruttare al meglio lo spazio a disposizione.
La millefori in basso ospita la parte digitale (microcontroller, interfaccia RS232) e di alimentazione (due regolatori lineari ed uno switching). Il connettore SIL a 5 pin che sporge serve per la programmazione in-circuit del microcontroller.
Su quella superiore sono presenti il DDS (l'integrato montato sull'adattatore) e la sezione analogica.

Come visibile, le millefori sono collegate tra loro con dei flat cable.
I tre conduttori non crimpati sul connettore che va circuito analogico servono per il collegamento ad una eventuale futura porta RS232. Al momento non sono utilizzati, ma sul circuito è visibile l'integrato convertitore TTL/232.

Ho cercato di curare il più possibile la disposizione dei componenti e la realizzazione del cablaggio della parte analogica. A volte, piccoli accorgimenti possono evitare grossi problemi.
Anche il montaggio dell'altra millefori richiede un minimo di attenzione, soprattutto vista la presenza del regolatore switching.

Qualche prova

Per fare qualche veloce prova, ho collegato l'uscita del generatore all'ingresso dell'oscilloscopio mediante un cavo schermato con due BNC alle estremità.

L'oscilloscopio misura con ottima precisione la frequenza (ed il periodo) delle onde quadre, che hanno fronti di salita e discesa ben definiti.
In questo caso viene visualizzata una frequenza di 1205Hz, molto stabilmente.

Di seguito un'onda triangolare da 125KHz ed una sinusoidale da 1.6MHz, sempre di (circa) 5Vpp.
Considerato il montaggio su millefori, giudico buono il risultato.

Download

Schema elettrico
Firmware

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