einstellbare Trägerfrequenz (30 KHz - 30 MHz) erzeugen

Softi wrote:

> Könnte ich auch einen PLL zur Takterzeugung nehmen und damit einen DDS
> z.B.: AD9858 ansteuern? Wie geht man am besten vor?

Warum PLL und DDS?  Eins von beiden (genauer: jedes von beiden)
genügt.

Softi wrote:

> Bei den Teilen von AD braucht man ja eine ReferenceClock. Wie krieg ich
> die dann zusammen?

Standard-Quarzoszillator.  In der Normallage (also ohne Benutzung
der sogenannten Alias-Frequenzen) kannst du eine Ausgangsfrequenz
bis ca. 30 % der Taktfrequenz erzeugen.  Die Shannon-/Nyquist-/
<insert your favorite engineer here>-Bedingung würde zwar < 50 %
besagen, aber du brauchst ja nach der DDS einen Tiefpass, der aus
der Treppe wieder einen Sinus macht (oder eben die höheren Aliase
wegfiltert, je nachdem, ob du nun den Zeit- oder Frequenzbereich
betrachtest).  Da du diesen nicht unendlich steil bekommen kannst
und er alle Frequenzen >= 50 % des Taktes sicher unterdrücken muss,
kommt man auf die 30 % (bis maximal 40 % bei sehr steilflankigem
Filter).

Wenn du also einen DDS-IC mit 100 MHz taktest, kannst du relativ
bequem bis zu 30 MHz am Ausgang als Sinussignal erzeugen.  Der DDS
selbst geht dabei praktisch von (nahezu) DC beginnend (genau genommen
sind es wohl 2 mHz als minimale Frequenz bei 100 MHz Takt), in der
Regel haben aber die nachfolgenden Verstärkerstufen eine höhere obere
Grenzfrequenz.

Ein Nachteil eines mit 100 MHz getakteten DDS sei nicht verschwiegen:
da fließen locker 100...200 mA rein bei 5 V.  Das wird also warm.
Der Vorteil ist, dass sie praktisch DC bis zur nutzbaren Grenzfrequenz
lückenlos abdeckt, mit nahezu beliebig feiner Abstufung.

Eine PLL benutzt einen frei laufenden VCO, dessen Ausgangssignal
herunter geteilt wird und mit einem (typischerweise aus einem
Quarzgenerator oder gar TCXO/OCXO abgeleiteten) Referenztakt
verglichen wird.  Damit erreicht man mit einer klassischen PLL
erst einmal beliebige Vielfache (im Rahmen des Verstimmbereichs
des VCOs) der Referenzfrequenz.  Wenn man also als Referenz 10 kHz
benutzt, kann man die Ausgangsfrequenz innerhalb des VCO-Bereichs
in 10-kHz-Schritten verstellen.  Die Schritte werden kleiner, wenn
man die Referenzfrequenz kleiner macht, aber dafür dauert dann das
Einschwingen auf einen neue Frequenz länger und auch das Ausregeln
von Schwankungen.  Daraus ergibt sich ein sogenanntes Phasenrauschen,
also letztlich ein Frequenzspektrum, das nicht mehr nur ideal aus
einer einzelnen Linie besteht.

Mit einem sogenannten fractional-N-divider kann man auch PLLs
bauen, deren Schrittweite kleiner als die Referenzfrequenz ist.

Ich glaube, der Aufbau eines VCOs, der lückenlos von 100 kHz bis
30 MHz arbeitet, wird nicht ganz einfach.  Gängige Kurzwellen-
Transceiver teilen sich den Frequenzbereich auf, und schalten
zwischendurch ein paarmal um, wobei dann jeweils in den Zielbereich
gemischt wird.

Jörg Wunsch wrote:
> Ich glaube, der Aufbau eines VCOs, der lückenlos von 100 kHz bis
> 30 MHz arbeitet, wird nicht ganz einfach.  Gängige Kurzwellen-
> Transceiver teilen sich den Frequenzbereich auf, und schalten
> zwischendurch ein paarmal um, wobei dann jeweils in den Zielbereich
> gemischt wird.

Der Aufbau ist (mit einfachem VCO) für 100 kHz bis 30 MHz  wirklich 
nicht sinnig machbar.

Einzige mir bekannte Realisierung läuft  über Frequenz-Mischer: Eine 
variabler Oszillator für z.b. 50 bis 80Mhz, gemischt mit 50MHz 
Festfrequenz, danach Filter. Ergebnis ist 0...30MHz

Das ist einigermaßen für den DIYer handhabbar, wenn's "schnell" an einem 
WE aufgebaut werden soll.

Andrew

Softi wrote:

> Diese Frequenzen sollen einstellbar sein - nicht zur Laufzeit. Und jedes
> Modul kann/darf auch mehrere DDS enthalten (falls nötig). Kosten spielen
> erst mal keine Rolle.

Dann nimm ein DDS.  Ich habe kürzlich endlich mal ein Uralt-Projekt
mit einem AD9850 so einigermaßen funktionsfähig gebaut, da musste
man extern noch die Basisfrequenz 1:1 takten.  Allein der 100-MHz-
XO wird schon warm...  Bei den Nachfolgern gibt's interne Taktver-
vielfacher, da ist das einfacher.  Wenn du mit dem Takt etwas höher
gehst, gestaltet sich das Filter einfacher, weil du dann weiter
unterhalb der Shannon-/Nyquist-Grenze bleibst, bzw. du hast eine
geringere Welligkeit im Durchlassbereich.  Ich merke bei mir oberhalb
20 MHz dann schon einen leichten Amplitudenabfall.

> Wie funktioniert das dann mit so einem DDS - gibt es da DesignTools wo
> man die gewünschte Frq. einstellt und dann auf den Chip flasht - oder
> wie läuft da die Programmierung?

Du brauchst einen kleinen Controller dafür, der das Teil ansteuert.
Gesteuert wird mit einem 32-bit-Wort für die Frequenz (und zuweilen
noch zusätzlichen Bits für die Phasenlage, damit könnte man eine
Digitalmodulation machen).  Solange du nicht mit 1 MHz modulieren
willst :), kannst du die einfache serielle Einspeisung der
Steuerinformation benutzen, das lässt sich direkt mittels SPI
vornehmen.

Mach dir nicht zu viel Stress beim Errechnen des Steuerwortes.
Nimm die Formel aus dem Datenblatt, und im einfachsten Falle
implementierst du die mittels 64-bit-Integer-Rechnung im Controller.
Was stört dich das, wenn der Controller für eine neue Frequenz-
einstellung einen Moment rechnen muss. ;-)  Vorteilhaft bei mir
an dieser Methode war, dass man die tatsächliche Frequenz des
XO (bei mir 99,9992 MHz statt 100 MHz) dann gleich als Konstante
ins Programm einbauen kann.

Die Ausgangsamplitude wird übrigens mittels eines Stroms gesteurt,
den man normalerweise mit einem Widerstand einstellt.  Wenn du
diesen Strom variabel über einen Transistor steuerst, kannst du
gleich dort deine AM mit erzeugen.

Wenn dein Controller schnell genug ist, musst du doch nur das
Frequenz-Steuerwort kontinuierlich entsprechend dem ADC-Wert am
Eingang des Controllers ändern.  Den Teil habe ich bei mir noch
nicht implementiert, stelle mir eigentlich aber vor, dass das
machbar sein müsste, zumindest für Sprachqualität (10-bit-ADC
mit 10 kHz gesampelt).

Softi schrieb:

> die Frequenz soll diesmal höher sein: 162 MHz als Träger.

Als feste Frequenz?  Dann müsstest du auch einen Alias auskoppeln
können, also statt des Tiefpasses ein Bandfilter für 162 MHz nehmen.
Wenn du 100 MHz Takt hast, kannst du dann die DDS auf 62 MHz
einstellen und den dritten Alias nehmen (100 + 62).  Wenn du 180 MHz
Takt hast, könntest du die Frequenz auf 18 MHz einstellen und den
zweiten Alias (180 - 18) benutzen, allerdings ,,geht die Frequenz
dann rückwärts'', wenn du das Steuerwort modulierst.

Habe ich aber auch noch nicht gemacht.

> Als NF soll ein 1Khz Ton dienen.

Fest generiert, oder von außen eingespiesen?

> Ich bin mir nicht sicher ob das der uC schafft.

1 kHz sollte er schaffen.

> Soweit (noch) kein Problem. Dann kommt je nach Anwendung die Modulation.
> AM: mit fertigem Baustein
> FM: ??

Kenn ich jetzt auf Anhieb auch nichts, vielleicht ja jemand anders
hier.  Klassische Amateurfunkgeräte haben nach der PLL einen
Phasenmodulator gehabt, der mit einer Kapazitätsdiode arbeitet.
Weiß aber nicht, wie viel Hub man damit erreichen kann, dort wurde
in der Regel dann die Frequenz noch vervielfacht danach.

> Kann man die FM nicht 'klassisch' lösen?

,,Klassisch'' bei FM ist, dass man einen Teil des LC-Kreises im VFO
moduliert.