Hallo allerseits,
habe da einen DDS mit dem AD9854.
Leider hat das Ausgangs-Spektrum recht unschöne Seitenbänder, siehe
Bild.
Was läuft da schief?
Der µC initialisiert die Register des AD9854 und legt sich schlafen.
hal9000 schrieb:> was willste denn, so schlimm ist das doch garnicht.
Naja, so wie es jetzt ist, ist es für mich absolut unbrauchbar...
> Weisst Du überhaupt wie ein DDS funktioniert?
Ich denke schon, aber worauf willst du hinaus?!
Christian Str schrieb:> sieht für mich auch nicht nach einem sehr üblen Sprektrum aus, liegt> doch niedriger als -60dbm, das ist schon einiges.
Ich habe diese 20MHz aus dem AD9854-DDS mit einem 20MHz aus einem Signal
Generator gemischt (ZX05-2-S+) und das dann auf einen 400 kHz Tiefpass
gegeben.
Das Ergebnis habe ich mir über meine PC-Aktiv-Boxen angehört:
Rauschen plus eine Art Hup-ton.
Hier mal ein Bild vom Oszilloskop:
Da kann man neben dem Rauschen regelmässige Zacken erkennen, so alle 3
ms.
Ich finde die 56dB Abstand auch nicht sooo schlecht.
Was machst Du denn eigentlich mit dem Signal noch so:
Du scheinst da ja 1W zu blasen (-20 dB Abschwaecher, Referenz +10dBm)!
Gruss
Michael
> Da kann man neben dem Rauschen regelmässige Zacken erkennen, so alle 3> ms.
Klar, die sieht man auch im Spektrum Deines ersten Beitrages!
Rueck mal raus, was Du eigentlich treibst:
Mit was mischst Du denn ein 1W HF Signal?
Was hast Du denn ueberhaupt vor?
gruss
Michael
Michael Roek schrieb:> Du scheinst da ja 1W zu blasen (-20 dB Abschwaecher, Referenz +10dBm)
Nein nein, nur keine Angst.
Der Spectrum-analyser zeigt schon den richtigen Pegel an, so ca. 3dBm.
Der 20dB Attenuator ist da mit eingerechnet!
> Ich finde die 56dB Abstand auch nicht sooo schlecht.
Ne, -56dBc das ist eher NE555 Niveau ;-)
Christian Str schrieb:> aber les ich das richtig, dass der AD9854 bei> 20MHz sowieso nur einen Rauschabstand von 58dB hat?
Wo genau steht das?
Leider ist das bei mir kein Rauschen, sondern das DDS-Ausgangssignal
macht anscheinend alle 3ms einen Phasensprung.
Diesen gilt es zu beseitigen!
Das Spektrum eines DDS hängt vom Zahlenverhältnis Takt zu
Ausgangsfrequenz ab. Richtig sauber wird es nur bei sehr ganzzahligem
Verhältnis, vor allem Zweierpotenzen. In naher Umgebung der Sollfrequenz
wird es besonders unschön, wenn das Verhältnis knapp neben einer
sauberen Ganzzahl liegt.
Purzel schrieb:> Womit wurde dieser AD9854 denn geclockt ? Was fuer eine Quelle und mit> welcher Frequenz ?
Mit 10MHz aus einem Signal Generator.
Ref Mult = 20
Damit ist die interne Frequenz dann 200MHz
Peter Zz schrieb:> Das Ergebnis habe ich mir über meine PC-Aktiv-Boxen angehört:>> Rauschen plus eine Art Hup-ton.
Sehr effektvolle Messmethode.
Deine 3ms Phasensprung kommen entweder von einem Parametrierfehler (die
DDS läuft nicht durch und startet neu) oder es ist etwas anderes falsch
eingestellt.
Ich kann mir nicht vorstellen, dass der Ganzzahligkeitssprung das
auslöst. Das wäre nur ein verschluckter oder widerholter Wert.
S(p)a(r)tanist schrieb:> Deine 3ms Phasensprung kommen entweder von einem Parametrierfehler (die> DDS läuft nicht durch und startet neu) oder es ist etwas anderes falsch> eingestellt.
Das ist auch meine Befürchtung.
Hat hier schon mal jemand den AD9854 benutzt, und kann seine
Initialisierung posten?
Wegen des Signals an sich. Wie hast Du denn gefiltert, und wie sieht die
Spannungsversorgung aus? Bei 200MHz Takt und 20MHz Ausgangsfrequenz hat
es ja nur 10 Stützpunkte aus der Cosinus-Tabelle. Da muss man schon
ordentlich filtern.
Dazu kommt das ein DDS an sich halt kein VFO ist und es durch die Art
der Signalaufbereitung eben auch zu Störspektren kommt. Aber auch hier
wieder: Filtern hilft einiges.
Grüße,
Chris
Gegen Phasenrauschen eines DDS Generators hilft nur möglichst viele
Stützstellen und eine möglichst hohe vertikale Auflösung ( Wortbreite
AD-Wandler).Genau da sind bei den Chipherstellern enge Grenzen gesetzt.
Nicht umsonst sind DDS Synthesizer als Localoszillatoren in KW und UKW
Empfängern nicht der letzte Hit.
Das ist mit ein Grund warum das Icom IC202 bzw 402 bei den Funkamateuren
im Gigaherzbereich als Nachsetzer so beliebt waren. Sie hatten nämlich
als Localoszillator einen gezogenen Quarzoszillator, welches ein sehr
geringes Seitenbandrauschen hatten.
Im Gegensatz zu den DDS Oszillatoren. Aber vielleicht kapieren die
Hersteller von Amateurfunkgeräten das ja irgendwann auch mal.
Ralph Berres
Ralph Berres schrieb:> Nicht umsonst sind DDS Synthesizer als Localoszillatoren in KW und UKW> Empfängern nicht der letzte Hit.
Jetzt kommt Berres Märchenstunde...
Chris:
>Dazu kommt das ein DDS an sich halt kein VFO ist und es durch die Art
der Signalaufbereitung eben auch zu Störspektren kommt. Aber auch hier
wieder: Filtern hilft einiges.
Filtern hilft gar nichts. Ein Phasenrauschen kriegt man nur mit einem
guten Resonator weg. Dann ist der Witz des DDS aber auch weg. Eigentlich
kann man nur die treibende Frequenz des DDS, hier 200MHz, filtern.
Die gemessenen Spurs, sind Linien, da der Teiler ganzzahlig ist, da das
Sampling zur Ausgangsfrequenz periodisch ist. Die Spurs sind im Rahmen
des Quantisierungsrauschens des DDS internen DAC. die 360Hz Spurabstand
sind mir grad auch nicht klar.
DeDeEs schrieb:> Jetzt kommt Berres Märchenstunde...
So meinst du?
Warum setzen die Hersteller von Afunkgeräten denn DDS Synthesizer ein
und
Hersteller von HF Signalgeneratoren Fraktional-N Synthesizer ein?
Renomierte Hertsteller von KW Empfängern wie Rohde&Schwarz immer noch
Synthesizer mit ganzzahlige Teiler aber dadurch eben keine Auflösung von
1Hz ein?
DDS Synthesizer sind billig und Massenware. Was man von einen analogen
VFO nicht behaupten kann.
Fraktional-N Synthesizer werden in HF-Signalgeneratoren eingesetzt, weil
man dort zumindest mit etwas Aufwand das durch den fraktionalen Teiler
entstehenden Phasenrauschen kompensieren kann und auch tut. Das ist bei
einen DDS Synthesizer schwierig bis garnicht möglich.
Die heutigen Afunk KW-TRX glänzen zwar mit Werbesprüchen wie hohen
intermodulationsfreien Dynamikbereich, aber die Probleme die durch
reziproges Mischen des DDS Phasenrauschens weiterhin bestehen wird kein
Wort drüber verloren.
Purzel schrieb:> Chris:>>Dazu kommt das ein DDS an sich halt kein VFO ist und es durch die Art> der Signalaufbereitung eben auch zu Störspektren kommt. Aber auch hier> wieder: Filtern hilft einiges.>> Filtern hilft gar nichts.
Natürlich bekommt man aus einem DDS kein absolut sauberes Signal, das
ist klar. Aber das Filtern garnichts hilft ist einfach nur Quatsch. In
den Appnotes wird nicht umsonst von einem Rekonstruktionsfilter
gesprochen. Es gibt auch reichlich Notes und weitere Literatur zum Thema
DDS, wo man auch entsprechende Messungen und Werte sehen kann, welche
aufzeigen welche Auswirkungen ein gutes Filter, bzw. das Fehlen eines
solchen, hat.
Grüße,
Chris
Christian Klippel schrieb:> Aber das Filtern garnichts hilft ist einfach nur Quatsch.
Du hättest Purzels nächsten Satz mit zitieren müssen: Filtern hilft
nichts gegen das Phasenrauschen.
Filtern hilft natürlich (und daher heißt es Rekonstruktionsfilter)
gegen die Image-Frequenzen, die durch den sprunghaften Wechsel der
Ausgangsspannung entstehen, also gegen die unerwünschten Frequenzen,
die sehr weit von der gewünschten weg liegen.
Beim Phasenrauschen hast du aber unerwünschte Frequenzen dicht an der
gewünschten dran (siehe Spekki-Messung ganz oben), dagegen hilft kein
Filter.
Für einen Test wäre es vermutlich besser den extra Multiplizierer für
die Amplitude einfach abzuschalten also eher Register $20 auf 0 setzen.
Dann sollte auch die Rampe keinen Ärger machen können.
DeDeES schrieb:> Das war Teil 1 der Märchenstunde...
Ralph - laß ihn doch stänkern, solang er nix besseres Beitragen
begründet beitragen kann - who carres.
Grüße
MiWi
@Peter,
Setze mal die Frequenz exakt auf 1/16 oder 1/32 der internen
Taktfrequenz. Schau dir dann das Ausgangssignal mit dem Speci an. Was du
dann um die Ausgangsfrequenz (200/16) MHz herum noch siehst, ist die
spektrale (Un)Reinheit des Trägers.
Das wäre 1/16 der Frequenz:
<47:40> 00010000
Alle niederwertigeren Bits auf 0
als Ref Clock sollte schon etwas besseres dran, durch die
interne Pll wird das ganze noch schlechter
ein guter Quarzoszillator wäre schon besser und dann besser ohne
die interne Pll x20 zu nutzen
mit dem derzeitigen Ref Clock ist das Ergebnis schon ok
auch die Qualität der Stromversorgung sollte beachtet werden
das Rauschen einiger Spannungsregler kann da auch Probleme machen
und es gibt auch modernere DDS als den AD9854
http://www.analog.com/static/imported-files/tutorials/450968421DDS_Tutorial_rev12-2-99.pdf
DDS hat systematisch ein Problem mit Nebenlinien nah am Träger. Aber man
kann schon einiges machen. Neben den Grundlagen wie sauberer Takt,
Stromversorgung, möglichst guter DAC kann man auch noch Dithering
nutzen, so eine Art Spread Spectrum Modulation, um die "harten"
Nebenlinien zu vermatschen.
So, Problem gelöst, war eine schwere Geburt:
Nicht etwa ein Fehler in der Initialisierung des DDS,
sondern auf der Platine ist noch ein Quarzoszillator als Takt-Quelle.
Mit einem Jumper kann man nun wählen ob der Takt von diesem
Quarzoszillator oder von einer externen Referenz kommen soll.
Wenn externe Referenz gewählt ist, ist der interne Quarzoszillator nicht
etwa abgeschaltet, sondern kann über den Jumper doch noch kapazitiv
einkoppeln!!!
Designfehler!!!
Der Quarzoszillator liegt ein paar 100Hz neben meiner externen Referenz,
daher die Seitenbänder weil die *20-PLL auf dem AD9854 gestört wird.
Habe dem Quarzoszillator die Stromversorgung gekappt, und Ruhe ist,
siehe Bild.
@ Peter Zz (bastelboy)
>So, Problem gelöst, war eine schwere Geburt:
Glückwunsch!
>Wenn externe Referenz gewählt ist, ist der interne Quarzoszillator nicht>etwa abgeschaltet, sondern kann über den Jumper doch noch kapazitiv>einkoppeln!!!
Über eine Jumper? Der hat vielleich 1pF. Da müsste die externe Referenz
ja tierisch hochohmig sein.
>Der Quarzoszillator liegt ein paar 100Hz neben meiner externen Referenz,>daher die Seitenbänder weil die *20-PLL auf dem AD9854 gestört wird.>Habe dem Quarzoszillator die Stromversorgung gekappt, und Ruhe ist,>siehe Bild.
Vielleicht ist der Koppelmechanismus auch ein anderer. Kann sein, dass
der Quarz über die Betriebsspannung einkoppelt.
Jörg Wunsch schrieb:> Beim Phasenrauschen hast du aber unerwünschte Frequenzen dicht an der> gewünschten dran (siehe Spekki-Messung ganz oben), dagegen hilft kein> Filter.
Ach du Phasenmoderator..
Bei jedem DDS ist ein Tiefpass-Filter schlichtweg Pflicht. Das ist
nicht nur gegen die unerwünschten Images nötig, sondern eben auch gegen
das Phasenrauschen. Ist ne Besonderheit von DDS: So ein DDS erzeugt ja
diskrete Stützstellen auf der gewünschten Sinuskurve und nicht etwa ne
Sinuskurve mit Phasenrauschen drauf. Das ist der Knackpunkt.
Mechanistisch gesprochen ist ein Tiefpass ne Art "Schwungrad", das die
stoßweise "Bewegung" des DDS-Ausganges in eine gleichförmige Bewegung
wandelt. Jaja, ich weiß, nicht alles was hinkt, ist ein Vergleich, aber
dennoch...
Und zur Verwendung von DDS in Empfängern: Sowas wird allenthalben
gemacht und ist richtig gut, wenn man es richtig macht. Mein AR7030 hat
auch ein DDS als Abstimmung: Das gibt es einen möglichst sauber
konstruierten VCO von 30 bis 60 MHz, der sowohl als 1. LO dient als auch
den Takt für das DDS liefert. Das Ausgangssignal des DDS wird dann mit
nem Referenzoszillator verglichen und der VCO nachgesteuert. So hat man
alles beisammen: die feine Auflösung des DDS im Vergleich zu
konventionellen PLL's, die relativ hohe Phasenvergleichsfrequenz, die
man braucht, um wenig Probleme mit der Regelschleife zu haben und die
Sauberkeit des VCO's.
W.S.
W.S. schrieb:> Bei jedem DDS ist ein Tiefpass-Filter schlichtweg Pflicht.
Hatte ich irgendwo etwas Gegenteiliges behauptet?
Nur, wie soll dein Schwungrad, wenn es beispielsweise auf eine
Grenzfrequenz von 80 MHz konzipiert ist (was ja für 200 MHz
DDS-Takt ein typischer Wert wäre) irgendwie unterscheiden können,
ob die 20,0003 MHz nun eine unerwünschte Frequenz gegenüber den
eingestellten 20,00000 MHz ist, oder ob stattdessen vielleicht
20,0003 MHz eingestellt worden sind?
Das ist doch der Bereich, den das Schwungrad nicht abdeckt, es
ändert sich zwischen den einzelnen Schwung-Impulsen trotzdem noch
leicht in seinerm Gleichlauf, wenn die Schwung-Impulse selbst nicht
völlig äquidistant sind.
W.S. schrieb:> Das gibt es einen möglichst sauber>> konstruierten VCO von 30 bis 60 MHz, der sowohl als 1. LO dient als auch>> den Takt für das DDS liefert. Das Ausgangssignal des DDS wird dann mit>nem Referenzoszillator verglichen und der VCO nachgesteuert.
Das wäre ein guter Ansatz, den aber nur die wenigsten Hersteller
befolgen.
Meistens wird das Ausgangssignal des DDS direkt als 1.LO Signal
verwendet.
Nur muss dann die Regelzeitkonstante in der VCO Regelschleife so
dimensioniert sein, damit es das Phasenrauschen hinreichend unterdrückt.
Auserdem muss der VCO eine möglichst hohe Schwingkreisgüte haben und von
sich aus schon sehr stabil sein, damit es seinerseits kein unnötiges
Phasenrauschen erzeugt.
Ralph Berres
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