Ismét hosszabb szünet után írok csak, aminek leginkább technikai (és persze ugyanakkor pénzügyi) okai vannak megint. Történt ugyanis, hogy az FPGA próbapanel megépítése és a DDS kód beletöltése után kipróbáltam, hogy mennyire is generál emészthető jelet ez a DDS.
Rákötöttem hát az FPGA panelt a szokásos USB-s PIC-emre (aki egy 18F4550), a kimeneteit pedig egy D/A átalakítóra (THS5641A, 8bit 100MSPS), és megnéztem hogy mi jön ki belőle. Sajnos nem sok jó, például ezek:
- Az FPGA órajele ugye eredetileg nálam 25 MHz volt, gondoltam hogy úgyis 100MSPS-t tud a DAC, akkor nem lesz baj ha legalább 2x-es szorzót állítok be az FPGA belső órajelére. Igen ám, de az 50 MHz-es 3.3V-os órajel nagy része a 15 centis szalagkábelen, amivel vissza volt kötve a próbapanelre, egyszerűen eltünt... Vissza kellett hát vegyem 25MHz-re, hogy valami értelmes jelalakot lássak. Persze erre számítottam többé-kevésbé, mindig mondom hogy az ember próbapanelen ne mérjen sávszélességet :)
- Ami nagyon ronda volt, az a DAC kimenetén kieső jel. Ugyan fel lehetett ismerni, hogy az FPGA most éppen szinuszt küldene, de hatalmas zaj volt rajta körülbelül az FPGA órajelének harmónikusaival, gondolom nem tett jót az egésznek, hogy össze kellett földelni a próbapanelt ezzel a zajos digitális jószággal. A DAC-on ugyan külön van táp és föld a digitális és az analóg résznek, de próbapanelon semmit sem érek vele.
- És még egy dolog: A DAC kimenetén a nagyobb váltásoknál (pl. 0x7F-0x80) akkora jitter volt, mint egy ház. Ez nagyrészt szerintem azért sikerült így, mert az SMD IC-t megint kb. 2 centis drótdarabokkal forrasztottam be egy foglalatba, és így tettem be a próbapanelba. Szerencsétlennek a legközelebbi szűrőkondik így vagy 3 centire voltak, nyilván nem tudott egészséges jelet kiadni magából.
Ezek ellenére a kísérletet sikeresnek könyveltem el, több tapasztalatot is leszűrve belőle. A működési elv jó, mert a DDS kimenetén a frekvencia és a jelalak felismerhető volt. És kiderült, hogy ha tovább akarok lépni, le kell jönnöm a dugaszolós panelról.
Oké, a PIC az maradhat rajta, úgyis teljesen digitális, eddig is elvolt ott. Az FPGA-nak már van saját panelja, akkor építsünk össze egyet a DAC-nak is, lehetőleg egy előerősítővel együtt a kimenetére, hogy az onnan kieső jelet már tovább tudjam vinni egy később megépített végerősítő panelra. A DAC-nak még egy dolog kell, mégpedig a referencia, amit eleve egy másik, olcsó, lassú DAC-al akartam neki előállítani, hogy a kiemnő jel amplitudója változtatható legyen. A lassú DAC-kat egy külön panelra rakom, hogy a PIC-re rá tudjam kötni külön is őket. Ja és igen, a DAC-nak kell 3.3V, 5V, az erősítőnek jó lenne +-6V, úgyhogy csinálnom kell egy külön tápot is amire ezeket rádugdoshatom.
És lőn: három NYÁK, ebből a tápegység leginkább klasszikus "lábas" (through-hole) alkatrészekkel, a többi viszont a csatlakozókat leszámítva teljesen SMD. Ezzel aztán egy egészen új gondot sikerült magamra szabadítanom. A NYÁK-ok még elég jól sikerültek, lassan kezd rutinom lenni a 0.2-0.3 vezetőszélességű kétoldalas panelok készítésében, de a beültetés nem volt egy diadalmenet.
- Először is kiderült, hogy az SMD alkatrészeket beszerelni majdnem 2x gyorsabb, mint a hagyományosakat, főleg mert nem kell a panelt forgatni, a lábakat méretre vágni stb. Csak bekentem egyszerre 4-5 alkatrész lábainak helyét forrasztópasztával (ilyen kis fecskendőből kinyomhatóm van most), felpakolom őket, aztán egy pillanat alatt beforradnak ha hozzájuk ér a páka.
- Sajnos elsőre jó ötletnek tűnt az SMD alkatrészek alatt vezető csíkot húzni, hogy ne legyen annyi VIA a panelon, később aztán ez fatálisnak bizonyult: mivel otthoni körülmények között majdnem képtelenség hőálló szigetelő lakkot felvinni ezekre (a lábak kimaszkolásával), ezért aztán tuti hogy sikerül összeforrasztani egy lábat egy ilyen csíkkal. Igen, az IC alatt. Igen, ez csak akkor derül ki amikor már mind a hat lába be van forrasztva.
Mi a túrót lehet ilyenkor csinálni? Teljesen esélytelen pákával kiforrasztani egy ilyen gombostűfejnyi baszt, aminek pont elég lába van ahhoz, hogy mire az utolsó kiolvadna, az első már visszahül... És ha ki is veszem, simán lehet hogy másodjára se sikerül rendesen beforrasztani. Ami hirtelen eszembe jutott az egynek a hőlégfúvó. és már láttam is magam előtt, ahogy a légnyomástól szanaszét repül az összes eddig beforrasztott alkatrész, és a hőtől ropogósra sül a NYÁK is. Lehetne még gázos páka hőlégfúvó üzemmódban, ezzel már hallottam hogy emberek sikeresen szereltek SMD alkatrészeket.
A legtutibb mindenképpen egy forrólevegős forrasztóállomás lenne, főleg ha a későbbiekben többet akarok SMD-vel foglalkozni, de ezek horror árakon vannak nem? Hát, lehet használtan venni e-bay-ről, ha az embernek szerencséje van, vagy vesz egy kínait, pl. az Aoyue-től, ami ugyan nem a legjobb minőségű, de elég jól működik. Összekuporgattam a kis zsetonjaimat, és végülis az utóbbi megoldás mellett döntöttem, főleg hogy némi internetbúvárkodás után kiderült, hogy az Aoyue nem is gyárt akkora szarokat.
Ennél jobb beruházásom elég régen nem volt, ugyanis ezzel már körülbelül 5 másodperc múlva kint volt a kis IC, feltakarítottam alatta, és mehetett is vissza. A forrólevegő másik nagy előnye, hogy a forrasztópasztát egy nagyobb környéken felolvasztja, ami így a felületi feszültségtől rácuppan a rézfelületekre és nehezebben zár össze olyasmit amit nem kellene neki. Azt is volt szerencsém megtapasztalni párszor, amikor egy ferdén felrakott alkatrészt kis melegítés után az ón a helyére igazít... Ezerszer jobb egy ilyen cuccal dolgozni SMD alkatrészeken, mint pákával ökörködni. Annyi kis trükkre kellett még rájönnöm, hogy az alkatrészek egyik lábát érdemesebb pákával beforrasztani, mielőtt a forrólevegővel rámegyek. Ez azért van, mert marhára remeg a bal kezem és nem tudom mindig egy helyben fogni az alkatrészt amíg a forrólevegő megolvasztja a pasztát, ha meg egyáltalán nem fogom, könnyen alákap a levegő és elfordítja.
Azért nem is én csináltam volna ha nem rontok el egy csomó mindent még gyakorlatilag a kapcsolási rajz és a NYÁK tervezés szintjén.
- Ugye van vagy öt IC a tápegységben, a különböző feszültségek előállításához - stabilizálásához. Na ezeknek a lábkiosztását nem néztem át elég alaposan amikor a modelleket készítettem hozzájuk, a fene gondolta volna hogy ugyanannak a kínai gyártónak az 1.2V-os és a 3.3V-os stabilizátorának tök más a kiosztása.
- Ráadásul sikerült egy rossz kapcsolási rajzról dolgoznom az L165 környékén, így nem működött elsőre (pedig csak az adatlapból kellett volna kimásolni a jót).
- A D/A előerősítőjének meg fordítva kötöttem a + és a - lábát, ezt miután észrevettem, a rezet lekapartam a panelról és sima drótokat forrasztottam a helyére.
- pár tantál kondit sikerült fejjel lefele beszerelnem, ugyanis a kapcsolási rajzon rossz modellt választva a beültetési rajzon nem látszott, melyik a pozitív vége, és már csak akkor vettem észre amikor marhára melegedtek szegények.
Ezeket a kisebb bénázásokat leszámítva a panelok elkészültek, és össze is kötöttem mindent mindennel, hogy végre kiderüljön, milyen ronda jel jön ki belőle. Legnagyobb megdöbbenésemre gyönyörű jelalakok fogadtak, éppen csak egy pici nagyfrekvenciás zajjal, de erről majd a következő bejegyzésben írok részletesen.
