Synteza SPHM DDS

[SP3WXO]

Jak w tej chwili wygląda współpraca sterownika z AD9851. Mimo, że śledzę temat to jakoś dawno nie było mowy o innym DDS niż Si560.

[SP3IQ]

Porównywanie parametrów AD9851 i Si570, to jakby porównywać Poloneza z Mercedesem (lub AUDI). W świecie motoryzacji takie porównanie może byłby słuszne, z uwagi na ogromną różnicę cen pomiędzy tymi pojazdami. Natomiast jeśli chodzi o parametry AD9851 i Si570, to są one "z różnych bajek" a ... kosztują tyle samo.

[SP3WXO]

Jest tylko to, że Ad9851 mam kilka kostek, a Si570 musiałbym kupić

[SP5FCS]

(31-05-2013 23:26)SP3WXO napisał(a):  Jak w tej chwili wygląda współpraca sterownika z AD9851. Mimo, że śledzę temat to jakoś dawno nie było mowy o innym DDS niż Si560.

Pierwsza uwaga to nigdy podczas projektowania tego sterownika nie był brany wariant sterowania układami AD9851. Początkowo planowaliśmy wykorzystanie układów serii AD9951 ale ostatecznie wybraliśmy układ Si570 jako optymalny do współpracy z mieszaczem Husarka. Jest kilka sterowników obsługujących układy Ad9851 więc nie powinno być problemu z ich wykorzystaniem.

Druga uwaga to układ Si570 nie jest DDS-em (ang. Direct Digital Synthesis) tak jak układy AD9851, AD9951 tylko programowanym generatorem. To dwa zupełnie różne sposoby generowania sygnału na wyjściu układu. Różnic jest więcej, proponuję uważną lekturę wątków o Si570 na forum.

Cytat z wątku o Husarku:

(28-05-2013 22:50)krzelma napisał(a):  ... Podobnie z syntezą ja do orginalnego modułu, projektujac płytkę chce upchać zegar i pamięć.
Reasumując robię dokładnie to co Wy tylko na swoich płytkach.

Pomysł wydaje się rozsądny, upraszczamy konstrukcję i mamy jeden moduł mniej w radiu, pozornie tak. Zanim jednak zaczniemy robić takie zmiany trzeba postarać się do końca zrozumieć lub zapytać o przesłanki jakie kierowały konstruktorem obecnego rozwiązania.

Powodów umieszczenia zegarka i pamięci EEPROM na oddzielnym module było kilka:
- uniwersalność modułu i łatwość zmiany typu zegara RTC;
- przydatność modułu do kolejnych sterowników radia;
- łatwość wymiany akumulatora bez potrzeby demontażu modułu procesora;
- możliwość ochrony konfiguracji radia i klonowanie nastaw na inne egzemplarze Husarka.

W kolejnych wersjach oprogramowania planowana jest funkcja robienia kopii konfiguracji radia do pamięci 24C512 aby przy wymianie procesora, oprogramowania, naprawie nie tracić czasu na ponowną konfigurację radia. Umieszczenie pamięci na oddzielnym module pozwala również na podłączenie modułu zegarka do innego sterownika i wczytanie kompletu nastaw do jego pamięci. Takie rozwiązanie pozwala również na posiadanie kilku konfiguracji radia na oddzielnych modułach i szybką ich podmianę np. na radiu klubowym. Aktualne rozwiązanie zostało dobrze przemyślane pod kątem dalszych prac nad sterownikiem.

[SP5FCS]

Pomiar mocy i SWR-a w radiu
Już od jakiego czasu obiecuję dorobienie w oprogramowaniu funkcji pomiaru mocy oraz aktualnego swr-a. Pierwotny pomysł zakładał wykorzystanie do tego celu przetworników A/C procesora Xmega (mamy 3 wolne wejścia).

To rozwiązanie jest najtańsze i najprostsze ma jednak kilka wad:
- konieczność doprowadzenia sygnałów analogowych do wejść procesora przez całą długość radia;
- połączenia pomiędzy modułem antenowym a procesorem pracują jak anteny nadawcze emitujące zakłócenia z procesora;
- ryzyko uszkodzenia wejście procesora od strony modułu antenowego (wysokie napięcie na wejściu antenowym, elektrostatyka).

Druga możliwość to wykonanie uniwersalnego modułu pomiarowego z własnym przetwornikiem A/C na płytce modułu. Wadą są dodatkowe koszty przetwornika (8...15)zł oraz rozbudowa modułu antenowego. Zalety to: uproszczenie okablowania, ochrona procesora, szansa na mniejsze zakłócenia od strony procesora podczas odbioru.
Nie przepadam za magistralą I2C którą aktualnie wykorzystuję do komunikacji z układem si570 oraz zegarem RTC ale wykorzystanie jej do komunikacji pomiędzy modułami radia dałoby znaczne uproszczenie połączeń w urządzeniu.

Trzecia możliwość to sterownik wieloprocesorowy z procesorami peryferyjnymi na poszczególnych modułach. Przy aktualnej cenie procesorów to rozwiązanie nawet nie będzie wiele droższe, niestety wzrośnie trudność wykonania poszczególnych modułów związana z zaprogramowaniem procesora. Za chwile w radiu pojawią się takie moduły jak np. skrzynka antenowa które trudno będzie zbudować bez oddzielnego procesora.

W tej chwili najbardziej przychylam się do wariantu modułu antenowego z własnym przetwornikiem A/C sterownym poprzez magistralę I2C.

Co daje nam zastosowanie magistrali I2C?
Załóżmy, że w przyszłości powstanie zintegrowany moduł sprzętowego drugiego odbiornika. Do obsługi i konfiguracji takiego modułu potrzebujemy kilkanaście sygnałów sterujących (antena, pasmo, tłumik, modulacja, filtr, automatyka, wstęga, itd.), sterowanie układem Si570 oraz pomiary s-metra. Zastosowanie w module układów w technologii magistrali I2C pozwala ograniczyć sterowanie odbiornikiem do 4 przewodów (2 zasilanie, 2 I2C). Ten sam efektu zyskamy dodając do modułu odbiornika dodatkowy procesor jednak ryzyko zakłóceń od procesora będzie większe.

[SQ5KVS]

Adamie, czemu nie przepadasz za I2C?

Pozdrawiam

[SP3IQ]

Dla mnie najważniejszą sprawą jest możliwość uzyskania jak najlepszych parametrów radia i jego wysokiej funkcjonalności. Z poszczególnych wariantów, moim zdaniem najlepsze rozwiązanie to takie, które daje szanse na najmniejsze zakłócenie od strony procesora. W warunkach amatorskich trudne jest do wykonania szczelne ekranowanie, zwłaszcza jeśli chcemy zbudować radio z „wyśrubowanymi parametrami”. Dlatego takie parametry jak koszt, rozbudowany układ, ilość połączeń, są moim zdaniem sprawami raczej drugorzędnymi.

[SP5FCS]

Każdy interfejs ma swoje zalety i wady, gdyby istniał jakiś "idealny' nie powstawały by kolejne warianty. Magistrala I2C opracowana przez Philipsa na początku lat 80 na potrzeby komunikacji z układami peryferyjnymi w telewizorach i sprzęcie audio szybko zyskała na popularności i w takich zastosowaniach sprawdza się dobrze. Kiedy powstawał ten standard mikroprocesory były drogie i nie sądzono, że za trzy dekady stanieją do tego stopnia aby przejąć rolę układów peryferyjnych.

Magistrala I2C do konfiguracji radia, sterowania nastawami jest wystarczająca. Do obsługi szybkich pomiarów i wymiany danych pomiędzy procesorami jest za wolna i ma zbyt rozbudowany protokół komunikacji. Do takich celów sprawniejszy jest interfejs SPI. Oczywiście wszystko zależy od stopnia obciążenia procesora, umiejętności programisty i ilości układów peryferyjnych. Dużym problemem są ograniczenia w adresowaniu układów peryferyjnych, konieczność zamawiania układów o innych adresach, itd. (temat na oddzielny wątek).

Co do zakłóceń to sprawa też nie do końca jest oczywista, ponieważ trzeba mieć w tej kwestii jakieś praktyczne doświadczenia. Wiele firm stosuje mikroprocesory jako układy peryferyjne na modułach co sugeruje że opanowali jakoś problem zakłóceń. Każda magistrala szeregowa generuje również duży poziom zakłóceń podczas transmisji. Zbudowanie radia wysokiej klasy wymaga dopracowania każdego szczegółu, tu nie ma miejsca na dowolność i przypadek.

Jednocześnie trudno zbudować uniwersalny sterownik pasujący do każdego radia:
- popularnego w którym ograniczymy do minimum okablowanie radia,
- rozbudowanego w którym damy możliwość swobodnej konfiguracji kilkunastu modułów oraz
- wyczynowego w którym poziom zakłóceń sterownika będzie poniżej szumów własnych radia.
Trzeba metodą kolejnych prób wybrać wariant kompromisowy.

[SP9FKP]

Pomiar sygnałów analogowych (w tym Pwr/Ref) zrealizowałbym wbudowanym przetwornikiem procesora ze względu na wystarczającą szybkość i prostotę implementacji. Dla zabezpieczenia samego procesora konieczne jest zastosowanie np. 2 diód połączonych szeregowo między zasilaniem ze środkiem na pinie procesora i prostym filtrem RC dla odkłócenia w obie strony sygnału. Zwielokrotnienie z wykorzystaniem multipleksera analogowego, który też byłby buforem do świata zewnętrznego. Stosowanie specjalizowanych przetworników z I2C, często odczytywanych to proszenie się o kłopoty. Dla szczególnie wrażliwych sygnałów u źródła można wstawić separatory na wzmacniaczach operacyjnych (niska impedancja wyjściowa z możliwością symetryzacji).

[SP5FCS]

(15-06-2013 12:39)SP9FKP napisał(a):  .... Stosowanie specjalizowanych przetworników z I2C, często odczytywanych to proszenie się o kłopoty.

Piotrze, też mam obawy o zakłócenia od magistrali I2C. Z drugiej strony i tak jesteśmy skazani na wykorzystanie I2C do sterowania Si570. Pokusa jest duża aby umieścić generator na module homodyny, dodać port do konfiguracji modułu, przetwornik A/C do S-metra i cały odbiornik obsługiwać tylko poprzez I2C. Taki wariant sterowania zredukowałby do minimum okablowanie pomiędzy procesorem a poszczególnymi modułami.

Magistrala I2C jest jeszcze interesująca przynajmniej z dwóch powodów:
- prosty sposób sterowania wzmacniaczem mocy, filtrami LPF, skrzynką antenową umieszczonymi w oddzielnej obudowie;
- możliwość obsługi przystawek pomiarowych współpracujących ze sterownikiem radia.

Jest taki pomysł aby do sterownika radia opracować kilka przystawek ułatwiających budowę i uruchamianie radia: woltomierz w.cz., miernik mocy, przestrajany generator itd. Zastosowanie typowego interfejsu komunikacyjnego daje duże możliwości, jest bardzo wygodne i nie wymaga stosowania dodatkowego procesora.