ブロック図
マイコンを中心に置き、DDSを制御し、LCDに周波数を表示します。
周波数調整には、Encorderの信号を使います。
その他に、
EEPROM；電源をOFFしても、前回の周波数を再表示するためのメモリー、
Temp Sensor；DDS用のクロック(Xtal 156MHz)の温度を検出し、周波数補正するためのセンサー、
Level Meter；信号レベルを、ピークホールドするためのアンプ、
ATT Control；送受信信号のレベルを調整するステップアッテネータ、
を、それぞれ、制御、あるいは信号を取り込んでいます。
基板、回路図等
動作特性の確認
LCDの表示。
「"」印は、カーソルの位置です。エンコーダーで、この桁の数値を加減調整します。カーソルの位置は、タクトSWで移動させます。
なお、DDSの出力周波数は、12KHzほど、下側にシフトさせています。
下は、レベルメータのフルスケール表示です。
Lo OSC 出力です。7MHzの設定で、出力は、+13.6dbm、
高調波のレベルが、目立ちます。２次高調波；-53dbc、３次高調波；-51dbc、、。
DDS;AD9851の特性は、2次が-50dbc、３次以上は、-60dbc以下、
AMP;AD8017の特性は、2次以上が-40dbcのレベルなので、高調波レベルは、AD8017由来です。
左は動画です。クリックで、小ウインドウが開き、Windows Media Playerで再生します。時間は、30Secです。
DDS；AD9851を動作させて、0〜75MHzの周波数範囲をスイープ出力している状態を、スペアナ；HP8590Aで観測したものです。
AD9851 + AD8017の出力；+13dbm、60MHzのL.P.F.を経た信号です。縦軸は、+13dbm〜-67dbm、横軸は、0〜75MHz。
高調波が目立ちます。そして、スプリアスに注目すると、0〜30MHzの間は、比較的きれいで、スプリアスレベルは-60dbc以下です。しかし、30MHzを超えると、-40dbcクラスのスプリアスが現れます。
14ビットDACのAD9951に比べ、この10ビットDACのAD9851は、ずいぶんと性能が劣っています。AD9851のx6乗算機の使用を止めて、156MHzの直接クロックにした結果、30MHz付近のスプリアスは出ていません。
どのレベルのスプリアスまで許容できるのかを概算して見ました。
結果、-50dbcが境となりそうです。
ただし、今回の構成の場合（主信号は一つだけ、強力）で、人の可聴レベルは主信号の-40dbc、DBMのキャリア減衰量が-40dbとした結果です。
セットノイズが少なくて、性能の良い受信機の場合は、LC発振、PLL構成の Lo OSC にすべき..でしょう。
左図は、DDSクロック用の、Xtal Osc(156.25MHz) の周波数（青）が、温度（赤）の変化によって、どのように変動するのかを測定したグラフです。
温度を、10℃から50℃に変化させると、周波数は、+550Hzから-100Hzの幅で変動しています。 横軸は、１目盛が5分、48目盛 です。
(使用したのは、別項の、11桁周波数カウンター Ver.2 です。)
上のグラフを散布図に切り替えた図です。
この、特性カーブに従って、DDSの Frequency Word を補正（マイコンで検出した温度に従って、ソフトで算出）しています。その結果、±15Hz程度（0.1ppm）の誤差に収まっています。
左は、電源オン直後の挙動です。DDSの出力を10MHzにして有ります。
電源オン直後は、Xtal Osc の温度が急峻に上がる一方、近接させた温度センサーの温度が追従し難い状況になるので、確かめました。
その結果、1Hzの変動の後に、落ち着く状況でした。1Hz/10MHz は、0.1ppmです。
横軸は、１目盛が2分、48目盛 です。
ステップ・アッテネータの動作
ステップ・アッテネータは、-5、-10、-20dbの組み合わせで、0,-5,-10,-15,-20,-25,-30,-35db と、8段階の可変です。
正面パネルには、2個のVR（送信用と受信用）を配置する事にしました。VRの回転位置に従って、ステップ・アッテネータが切り替わるようにしています。
使用してみて、0〜35dbの可変幅は、ちょうど良いように思います。例えば、送信時には、S9+20dbから、S5程度まで可変できます。
減衰を無段階で可変できる素子も存在しますが、信号歪を生じるので止め、ステップ・アッテネータとしました。
その他の特記事項
- AD9851の制御電圧
AD9851のデータ・シートでは、5v電源の場合、ロジック入力は、3.5v以上、1.5v以下 となっています。 一方、マイコン側は、3.3v電源ですが、直結で制御できています。（マイコン側は、オープンドレインにして、プルアップ抵抗で3.3V-5v変換をするように用意したのですが。）
クロックの入力についても同様でした。
Xtal Osc は、3.3v電源でHCMOS出力(2.6v、0.4v)なのですが、AD9851と直結で、動作しました。でも、2.5vのバイアスを加える回路にしました。（Trで増幅し、5vに変換する回路を用意していたのですが。） - マイコン・ソフトの計算式
freq_word = freq_out x 2^32 / sys_clk; という計算をしようとしました。
2^32 を、0xffffffff としたのですが、正しく計算してくれません。
0x100000000 として、計算が成立しました。なぜ？ 1週間も費やしました。
今思えば、0xffffffffL とすれば良かったのかも。 - ピーク・ホールドの回路
ピーク・ホールドの回路を模索しましたが、一定時間ピーク値を保持しようとすると複雑な回路になります。仕方なく、RCの時定数回路にしました。
アンプ＋ピーク・ホールド用に、専用のICがあると便利が良いのに..と思いました。あるいは、私が知らないだけかもしれません。