DDS応用低周波発生器

Direct Digital Synthesizer(DDS)を発振部に
使いロータリースイッチで1Hz単位の周波数可変。
出力アンプ、6桁カウンタ内蔵。



1.概要

ダイレクトディジタルシンセサイザー(DDS)を利用した周波数発生器を
作ってみました。DDSには市販キットを使い、これの制御をPICで行っ
ています。
周波数設定は押しボタンとロータリースイッチでダイヤル式で出来ます。
発振周波数は10Hzから200KHzを1Hzステップで出来ます。
周波数安定度はクリスタル精度ですので、一般の低周波発生器と比べ
はるかに安定なものになっています。
信号の出力も意外ときれいな正弦波で600Ωの出力アンプ付きです。
周波数直読の6桁カウンタを一緒に実装しました。


2.低周波発生器仕様

低周波発生器としての仕様は下記としています。
(1)全体仕様
 ・電源       AC100V

(2)出力信号仕様
 ・信号種別     正弦波のみ
 ・周波数範囲    1Hz~200KHz(信号としては1MHzまで出る)
 ・周波数可変単位  1Hz
 ・周波数安定度   クリスタル発振精度(約10ppm)
 ・出力電圧     最大5Vp-p 
           スイッチにより-20dB、-40dB 切替
           ボリュームにより連続可変

(3)操作部仕様
 ・ロータリースイッチ(メカニカル方式)によるアップダウン
  単位はHi/Lowスイッチにより、1Hz単位と1KHz単位に切替可能
 ・Up/Downスイッチによる連続可変
  ロータリースイッチよりも高速な可変が可能で、可変単位は1Hzか
  1KHzです。
 ・Hi/Lowスイッチ
  可変する周波数単位を1Hzと1KHzに切り替えるスイッチです。


3.全体構成

全体構成は下図のようになっており、基本となるDDSの低周波発振
ユニットと、6桁の周波数カウンタをベースに、トランスによる電源
回路を付加しています。












ここで使用した6桁周波数カウンタは、別ページの低周波発信器
に使ったものと同じものを使っています。


4.出力信号波形

完成した低周波発生器の実際の出力信号波形を撮ってみました。
10Hzから100KHzまでは出力振幅もフラットで、波形もきれいな
正弦波で、測定器として問題無く使用できます。
500KHz付近からは波形がやや歪んで来ますが、信号としては
出力されている。
実際の出力は1MHz過ぎまで出るが、振幅がかなり小さくなる。


    20Hz        1KHz       20KHz
 露出時間短く      いずれもきれいな正弦波
 一部欠け        で振幅も一定(1V/div)
 

    100KHz      200KHz       500KHz
   ここまでは     やや振幅縮小    波形が正弦波
   全く問題無し    してきた      から歪んでいる

5.外観構成

低周波発生器の外観は下記写真のようになっています。

ケースは良く使う中板のあるタイプです。
上面にカウンタ、下面にDDS発振ユニット
が実装されています。
前面の大きなダイアルがロータリーエン
コーダです。

DDS発振ユニット全体の取りつけ外観です。
電源にはトランスに直接ダイオードブリッジ
を取りつけています。
DDS発振ユニットとスイッチ類の接続はコネ
クタとなっています。
平滑コンデンサは基板の電源端子に直接
半田付けで固定しています。

上面には6桁周波数カウンタユニットが
取り付けられています。

カウンタユニットの電源もやはりトランスから
直接ダイオードブリッジで供給しています。


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