Идея старая, но в цепях где предполагается коммутировать малые уровни сигналов совершенно неработоспособная. Потом нельзя так ключом конденсаторы коммутировать без пропускания постоянной составляющей - не работает. Смотрите схемы старых измерительных приборов, например генераторов ВЧ. Там даже биполярными транзисторами коммутируют.

RadioKoteg
"Коммутатор К561КТ3 имеет сопротивление канала 80 Ом"
80!!!! Что будем делать с резистором ?

Это 80 Ом он имеет при пропускании через него напряжения Vcc/2 (половинное напряжение питания), а также тока от 1мА. Посмотрите на зависимости в даташите, отражающие передаточную хар-ку ключа для разных уровней коммутируемого напряжения. Всё станет на свои места !
Сопротивление там на милливольтах уже составляет многие килоомы.

Вобщем сразу говорю, подобное пробовал на практике ещё 6 лет назад, результат=0 для тех применений которые хочет автор. А там где можно, там это используется уже 30 лет как минимум.

за полевики : эти омы в равновесии с емкостями ,чем менше ом тем больше емкости .

NextDoor
у ключей 74HC жуткое сопротивление под 50 ом. лучше смотреть в сторону ADG711/12/13. у них Ron max = 4.5 ом. а типичное - 2.5. кто возьмется посчитать ухудшение добротности на калькуляторе?

за полевики : эти омы в равновесии с емкостями ,чем менше ом тем больше емкости .

У полевого транзистора очень плохо с динамической емкостью и зависимость сопротивления открытого канала от коммутируемого напряжения. И чем меньши токи через него - тем хуже.
Вот в этом автор и убедится скоро.
В биполярном транзисторе даже проще с этим получается, поэтому их для коммутации емкостей используют чаще.

Что касается программно управляемого конденсатора, то такое возможно на основе MEMS технологии, и у нас в стране даже выпускается больше 10 лет в виде гибридной ИС, но только для тех у кого "представитель заказчика".

Relayer
О том что существуют в природе вч ключи с сопротивлением в канале
меньше ома и ттл управлением я в курсе. Только где эти ключи купить?
Вот и извращаюсь с контролером и 8-мью кондерами потихоньку... :)
По крайней мере "цифровой кондер" сегодня проверил - идея рабочая.
Завтра просчитаю двух звеньевой с учетом паразитных сопротивлений.
Если расчет будет удовлетворительным - опробую на макете.
Там и будет видно фигня это или стоящая вещь. Надеюсь на лучшее… :)

P.S.
Только что скинул свою новую статью, советую почитать.
Вы когда то спрашивали - появилось немного свободного времени - публикую :)
Если затронутая тема будет интересна участникам, буду ее развивать вплоть до
готовой конструкции. (пока только имеется прототип и будет еще нужна помощь)
Все разработки для форумчан - free. (всегда)

NextDoor Вот это посвящение! Покаместь очень тяжко но пытается вместится в моих лениво шевелящихся извилинах:)

Попробовал рассчитать в RFSIM двухзвеньевой фильтр, с применением в
контурах такого конденсатора. Не скажу, что результатами доволен но
думаю, что собрать и проверить уже в железе можно. Как только появится
время, попробую и отпишусь, что получилось. (с картинками.. :)

RadioKoteg
Следующая статья про внешний IF-SDR на ATMEGA8/32.
Так что готовьте «извилины»… :)

а про "переключать кварцы, задающие частоту микроконтроллера" говорили?

Полагаю, что прежде, чем пускаться в сомнительные изыскания ради экономии нескольких релюх , следовало бы тщательно исследовать параметры коммутирующих элементов на "портовых" транзисторах в нетипичных для них режимах с учетом изложенных ув. СО2040 ремарок.

Некоторые данные, полученные по полевику в контролере ATMEGA8:
В открытом состоянии (сток-земля) – 24 Ом.
В закрытом состоянии (сток-земля) – более 200мОм(?)
Мультиметр на пределах измерений 200 Ом-200мОм ничего не показывает.
Собственная емкость закрытого транзистора (сток-земля) - ~10пФ.
Попробовал работу этого конденсатора (20-2600пФ) совместно с гун
на базе мс 74hc04 – результатом работы остался доволен.



Есть предположение, что общее «паразитное» сопротивление (R1...R8)
меняется (уменьшается) в зависимости от количества задействованных
конденсаторов.

Если емкость закрытого транзистора 10 пФ, то начальная емкость никак не может быть меньше 80 пФ.
Как получилось 15 пФ ?
Предположение о зависимости влияния паразитных резисторов от количества включенных разрядов конечно верное - при открытых ключах они в некотором роде соединяются паралельно (через емкостные сопротивления).

Ефвфы ...начальная емкость никак не может быть меньше 80 пФ
Согласен, ошибся. Емкость закрытого транзистора скорее всего еще меньше.
При измерении пришлось учитывать емкость щупов мультиметра.
Попробую кротчайшим путем подключиться к этой цепи и замерить еще раз.
Косвенно (по качанию частоты гуна на базе мс 74HC04), минимальная емкость
примерно 30пФ - получается 30/8=~4пФ. Думаю, что эта емкость еще меньше,
так как я не учитывал емкость монтажа. И еще как косвенный показатель,
при программной генерации меадра на "лапке" контролера(24мгц), внутренняя
емкость начинает сказываться (размывает фронты) при частотах выше 10мгц.

Нарисовал в RFSIM99 двухзвеньевой фильтр на 80-ку - с таким конденсатором.



В принципе работает - можно попробовать в реальной конструкции применить.

К стати, в даташите на Атмега8 указано - Capacitance for each I/O Pin 10 pF max.
Реально по видимому будет несколько меньше.
Наверно будет полезно хотя бы в младших разрядах поставить подстроечные конденсаторы.
Это позволит линеаризировать характеристику С=f(N).

Ефвфы
Насчет даташита на атмегу - вообще вылетело из головы...
Полезно все таки читать pdf-ки - ну хоть иногда... :))

Ну да, джентльмены инструкций не читают :-)

NextDoor
Чтоб точнее ёмкость узнать, можно в любой LC, или RC генератор воткнуть эталонную ёмкость, замерять частоту, а потом заменить её вашей, снова замерять частоту, и по формулкам вычислите суммарную ёмкость программируемого конденсатора, да и ёмкость полевичков узнаете за одно.

Ефвфы
Ну да, джентльмены инструкций не читают :-)
Сейчас, сижу и читаю... :) Последний раз читал 2-3года назад...
Все делаю по памяти, а память оказывается у меня дырявая... :))

Это позволит линеаризировать характеристику С=f(N).
Может программно компенсировать? (допуск то 10% - как в КПЕ)

ЗигЗаг
Чтоб точнее ёмкость узнать, можно в любой LC, или RC генератор воткнуть
Так я так и сделал и получил емкость сток-земля ~4пФ....
Ну хорошо! Уговорили! 5-6пФ... :) (может чип такой попался?)

CO2040
К стати... При производстве СВЧ транзисторов большой мощности, для уменьшения
емкости коллектор-эмитер, применяют многоэмитерную структуру кристала.
Может и в атмеге полевик по такому принципу в порту В/В стоит?
Понимаю, что глупо звучит, но фактически измеренная емкость сток-земля ~4пФ
наводит на мысль, что конструкторы чипа этот момент как-то прорабатывали.

Может программно компенсировать?
Да нет, програмно не получится.
Ведь тут важно выдержать соотношения емкостей 1-2-4-8-16-32-64-128
Только в этом случае функция С=f(N). будет линейной.
Как же достичь этого програмно ?
Разве что пожертвовав парой младших разрядов.

Тут вот то же про это:

http://www.afrotechmods.com/cheap/capacitor/digitalcapacitor.htm

Ничего нового под Луной :-)

Хорошая тема, но почему-то про нее все забыли.

Вот на каникулах решил немного поэкспериментировать с AVR ами в пределах своей компетенции.

Целью исследования было получение на выходе микроконтроллера пары сигналов, сдвинутых друг от друга на 90*. Желательно, чтобы сигнал был достаточно чистым. Ну и диапазон частот хотелось больше, чем 48 КГц.

Итак вариант первый.

1. Формирование сигнала с помощью резистивной матрицы (или как правильно? поправьте) с номиналами 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 КОм. Получается 8 бит. Значит идеально, что тут можно получить - это 1 к 256, то есть 48 Дб. ((( Маловато, но для начала - нормально.


Увеличить

Синус формируем - по таблице. Размер таблицы - 512 байт. Кратность сделана для того, чтобы было проще отслеживать выход за границы таблицы. Тут счет идет на такты. Все, естественно, на ассемблере.

Тактовая частота микроконтроллера - 20 000 000 Гц делится на 64 и вызывается прерывание. Это получается наша дискретизация - 312 500 Гц.
Прерывание выводит следующее значение из таблицы синуса (64-х тактов должно хватить на все провсе). Шаг определяет частоту.

Минимальный шаг частоты = 20 000 000 / 64 / 512 = 610,3515625 Гц.
(к слову, если размер таблицы будет делить на цело частоту дискр, то таблица размером 625 байт даст шаг - 500 Гц, а 3125 байт - 100, а 31250 - 10 Гц. проблема только в том, как разместить в памяти микроконтроллера столько данных).

Для получения нужной частоты нужно вычислить шаг, с которым надо идти по таблице.
Например 3000 Гц / 610,3515625 = 4,9152 ~= 5 , получаем 3051,7578125 Гц.
Пробуем.

Форма сигнала:

Увеличить

Спектр:

Увеличить

Выводы делаем самостоятельно.

Теперь пробуем что-то около 50 КГц.
50 000 Гц / 610,3515625 = 81,92 ~= 82, получаем 50048,828125 Гц.

Ужасная форма сигнала

Увеличить

Соответствующий спектр

Увеличить


Ну и напоследок 150 КГц. Шаг 246, результат - 150146,484375 Гц.

Результаты :

Увеличить

Увеличить

Первые результаты:
- нужно увеличивать размер таблицы;
- по возможности увеличить количество бит;
проблемы:
1. не хватает пинов для подключения второго канала (сдвинутого на 90*)
2. низкое качество получаемого сигнала

продолжение следует...

Путем запредельных усилий нижних полушарий головного мозга, удалось увеличить размер тамлицы до 1024 байт. )))

разрешение стало - 312500 / 1024 = 305,17578125 Гц.

Итак. 3 КГц, шаг 10, результат 3051,7578125 Гц.

Смотрим:
Спектр лучше не стал =/


50 КГц, шаг 164, 50048,828125 Гц.

Спектр приводить не буду. Получается то же самое (.

Так. А что получится на 150 КГц?
То же самое.
Оно и понятно. Таблица стала в два раза больше. Шаг то же. Попадаем в те же значения.

продолжение следует...

А некоторые делают чуть по другому:

http://www.myplace.nu/avr/minidds/index.htm
http://www.scienceprog.com/avr-dds-signal-generator-v20/

А вот что получается при 14 битах (в теории 84 дБ):

3000 Гц - то же самое.

50000 Гц - заметно лучше:

8 бит

Увеличить

14 бит

Увеличить

150 000 Гц

8 бит

Увеличить

14 бит

Увеличить

В общем результаты неоднозначные...

Все, устал. Пойду спать. Завтра буду пробовать внешние ПЗУ с таблицей синусов, штудировать матчасть...
зы. исходник не дам - стесняюсь

Ух -ты! Тема ожила немного...:)

sea
У вас в схеме ошибка и причем серьезная. одним словом на схеме не 2R2 ЦАП...
Исправьте и получите очень хорошие результаты. И еще... если применяете DDS
на базе контролера - обязательно нужно отфильтровать выходной сигнал.
Насчет формирования квадратурного сигнала на базе контролера - чуть позже.

http://386.by.ru/schemes/covox.htm

Нашел вот такую схему. Либо она тоже не правильная, либо в результаты получаются такие же...
Поясните, а я то в резистивных ЦАП ну честно ничего не понимаю. Как вспомнил, так и нарисовал.

В общем с внешними ПЗУ получается более, так сказать, громоздко. Зато можно в одну записать таблицу синуса, а в другую косинуса... или все четыре (0, 90, 180, 270 град) реализовать. Или 16 бит сделать (или 24!? но будет ли толк от разброса резистивного ЦАП!?).

Схема примерно такая.


Увеличить

Вот что получается: два сигнала (синус и косинус).


Увеличить

И в самом деле веть. Забыл чему в ПТУ учили. Веть надо ФНЧ ставить на частоту от Fдискр./2.


Увеличить

Честно говоря, даже и не думал, что ФНЧ так все кардинально поменяет.

Итак. Искомые 40 дБ я вроде как тут увидал, так что совместными усилиями я добился того, чего хотелось.

Теперь буду пробовать с таблицей кратной частоте дискретизации. Наример, при размере таблицы 3125 шаг получается ровно 100 Гц. В принципе если 3125 разделить на 4 (хранить только четверть синуса) то получится 781 слова (причем по 16 байт).
Получается, что можно вместить в AT90S2313 вот только что это даст? Выводов все равно не хватит под два выхода. Придется переходить на другие микроконтроллеры.

Внимание вопрос для NextDoor. Как считаете, 6ти бит хватит на канал?

Продолжение следует ...

PS. Только что попробовал по такой же схеме построить 16 битный ЦАП, но.... особой разницы на спектре не заметил. С чем это может быть связано я не знаю, может быть с особенностями FFT анализа в протеусе и моего не знания его, либо не правильным построением ЦАП, либо еще чем, то, что мне непонятно...
Единственное мое подозрение связано с тем, что при таком размере таблицы не требуется столько бит. Получается, что в самом начале периода старшие и младшие части равны, следующим значениям (число без знака):
младшая часть - старшая
50 - 128
101 - 128
151 - 128
201 - 128
251 - 128
46 - 129
96 - 129
146 - 129
196 - 129
247 - 129
....


В самом начале видно, что если шаг будет больше 4-х (то есть частота больше 305 Гц), то младшая часть ни на что не повлияет. С другой стороны это самая крутая часть графика. в пологой части (верх синуса) старшая часть не меняется дольше. Глядя на таблицу видно, что там с 942 по 1104-ю ячейку старшая часть не меняется, а младшая плавно доходит от 0 до 255 и обратно. Однако это всего 162 ячейки. И если частота будет больше 12 КГц то этого тоже будет не заметно. Даже на 10 КГц я не заметил какой-то разницы на графиках. Возможно при более низких частотах и будет разница.

Просветите кто-нибудь! как найти компромис?

sea Просветите кто-нибудь! как найти компромис?
Для начала очень рекомендую от моделирования перейти к реальной конструкции.
Предлагаю вам сделать КОНСТРУКЦИЮ, предложенную Ефвфы.
Таблица синуса занимает всего 256 байт (для 8бит цапа). Квадратуру можно делать
путем выборки из этой таблицы со смещением в 64байта и выдачи этих данных на DAC-I
и DAC-Q. Кстати, никто ведь не мешает сделать таблицу для 16бит и "напихать" заранее
(памяти - море) синус, пилку, колокол форму и.т.д. Предложенный вариант программного
DDS синтеза имеет 24 разрядный аккумулятор фазы. Получите точность установки частоты
~0,1гц. Если не устраивает могу поделиться простым алгоритмом (всего 10 тактов) с 32-х
разрядным аккумулятором. Получите точность ~0,001гц.
Две параллельные защелки позволят из одного порта вывести данные на две 2r2 матрицы.
Вроде все...
Пробовал программный DDS на базе атмега8 при 24мгц с 2R2 цапом и фнч на выходе.
На частоте 50кгц - красивая синусоида с уровнем побочных продуктов <50дб.
Кстати, если нужна красивая квадратура и нет желания лепить ЦАПы - попробуйте
HiSpeed аппаратный шим, который есть в контролерах Attiny - реально получить синус
с частотой до 100кгц с разрешением в 10бит. Да и схема по сложности - тьфу...

И еще... перед тем как идти в бой - очень рекомендую нарисовать простую программу,
выдающую в порта 2R2 ЦАПа циклическую последовательность от 0 до 255 и подключив
вход осциллографа на выход убедиться, что пилка без выбросов и каких либо нелинейностей.
От этого зависит количество зря потраченного времени в будущем... :)

P.S. Как считаете, 6ти бит хватит на канал?
(Динамический диапазон=10*LOG(4^Bit) где Bit - разрядность применяемого ЦАПа).
Подставляем ваши 6-бит и получаем 36дб динамического диапазона такого ЦАПа.
Соответственно для 8бит получим ~48, а для 10 бит ~60дб. Можно предположить
(при условии идеального подбора резисторов в схеме 2R2), что уровень побочных
составляющих в этом варианте DDS синтезатора для частот ниже DDSclk*0,45 будет
ниже этого значения...
То-есть при использовании ЦАП с разрядность в 8 бит - уровень спуров будет<48дб.

P.P.S.
Написал тут много буковок и вот что подумал....
А ведь это офф получается... тема то - как бы о программируемом конденсаторе была... :)

к реальной конструкции даже и не знаю как перейти. пробовал тут с товарищами... результаты: деньги потратил, результата не получил. один схему неправильно спаял, я запустил не проверив... боюсь я чего-то к железу переходить. думаю, что опять зря потрачу время ((

А вот алгоритмом прошу поделиться.

Про две защелки - тоже верно. Просто заметил на "Осцилограмме" протеуса выпады, которые связаны, наверное с тем, что запись в два порта одновременно все равно не осуществить.

На счет ШИМ я тоже хочу этот вариант попробовать. Тем более, что у ATmega8 их имеет два (не соврать бы).

И еще... перед тем как идти в бой - очень рекомендую нарисовать простую программу,
выдающую в порта 2R2 ЦАПа циклическую последовательность от 0 до 255 и подключив
вход осциллографа на выход убедиться, что пилка без выбросов и каких либо нелинейностей.
От этого зависит количество зря потраченного времени в будущем... :)

Да да. Так и делал. Только в протеусе )). Сначала пилу получить, а уж потом и о синусах думать.

PS > я думаю, что надо хотя бы 60 дБ

PPS > ну тогда тему можно закрыть. либо переименовать в "...и другие приключения микроконтроллеров". Новую тему можно еще создать, но каникулы кончились, я наполнять не буду. Но может кто-то еще присоединится.