Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : frequenzverdoppler gesucht
xunwichtig
28.05.2007, 10:08
Hallöle.
Ich suche eine Schaltung, mit der ich aus 50MHz eine 100MHz Takt-Rate erzeugen kann.
Soweit mir noch bekannt ist, nuzt man dafür die Oberwellen eines Taktgenerators, um mit einem entsprechend angepasten Schwingkreisses und Operationsverstärker dessen wellen zu verstärken.
Ich bin mir aber nicht mehr ganz sicher.
Könnte mir da mal jemand auf die Sprünge helfen?
JimJim
XUN
Bei der Frequenz sollte man sich schon überlegen in welcher "Technologie" man die Signale braucht. TTL?
Grundsätzlich muss man das 50MHz Signal zu kurzen Impulsen formen (z.B. 25% relative Einschaltdauer), um neben den ungeraden Vielfachen (3,5,7,...) alle Vielfache (2,3,4,5,...) als Oberwellen zu erhalten.
Manfred
Bei TTL oder sonstigen Digitalsignalen würde ich ein XOR-Gatter nehmen, auf einen EIngang das 50MHz-Signal, auf den anderen selbiges um 5ns verzögert (in dem Zeitbereich sinnigerweise mit Gattern und nicht mit RC-Glied). Nachteil: das Tastverhältnis wird nie ganz 50% sein, weil die 5ns nie exakt stimmen werden. Schlimm?
xunwichtig
28.05.2007, 11:41
Ich brauche die 100MHz als Taktfrequenz für nen µC ... Ich hab zwar einen Sinus-Takt-Generator da, aber der kann nur 50MHz ... und, bevor ich mir jetzt n 100MHz Generator kaufe, wollt ich das fix selber zam basteln.
Darum suche ich jezt ne Verdoppler-schaltung, mit der ich das recht simpel machen kann...
JimJim
XUN
Eine Simple Frequenzverdopplung eines Sinus Signals kriegst du mit einem Brückengleichrichter (4 Dioden) hin.
Dabei wird die z.B. negative Halbwelle "hochgeklappt".
Das Ausgangssignal hat dann natürlich keine Sinusform.
xunwichtig
28.05.2007, 13:25
Geile Idee!
hmm ... sollte hoffentlich mit nem rechteck auch funzen ...
Danek... probierich gleich mal aus
Dann denk bitte auch dran, dass Du dann ein galvanisch von der Schaltungsmasse getrenntes Sinussignal brauchst. Kleinen HF-Trafo dazwischen. Aber ob der Aufwand irgendwie zu rechtfertigen ist...?
Ein 100MHz-Oszi mit sauberem Rechteckausgang kostet allemal weniger als ein guter HF-Trafo, und der BrGl muss dann schon mit recht schnellen Dioden aufgebaut sein (4148 liegt schaltzeitmäßig in der Größenordnung Deines Signals!)
Was ist eigentlich ein Sinus-Takt-Generator ;)
Nee, mit einem Rechtecksignal geht es nicht.
Bei einem Rechtecksignal (mit z.B. +/- 5V) würde nach einer Gleichrichtung nur noch ein DC Signal übrig bleiben.
Dreiecksignal würde gehen.
xunwichtig
28.05.2007, 14:25
jap ...
Ein Sinussignal-Generator .. hmm .. das sind die normalen Taktgeneratoren QC-blabla .. (mit den 4 anschlüssen unten, + / - / Signal / none) ...
Ich hab jezt mal ein wenig mit den Dioden rum experimentiert .. is nicht so leicht, wies aussieht. Das Problem an der sache ist, das kein Bezugspunkt vorhanden ist. Bei Normalen Wechselspannungen durch einen Trafo entstehen auf beiden Leitungen Positive und Negative Wellen ... die kann man durch die Dioden schicken, udn dadurch die Negative Halbwelle hoch klappen, allerdings funktiniert das bei Quarz-Oszilatoren (Takt-generator) nicht. Dort kommt das Signal auf einer Leitugn raus, und muss erstmal soweit aufbereitet werden, das man damit die Gräz-Schaltung befüllen kann..
Aber, ich arbeite gerade noch daran ...
JimJim
XUN
Ich weiss wohl, was ein Sinusgenerator ist, der Smiley hinter der Frage sollte auch suggerieren, dass ich auf die Verknüpfung zwischen Sinus und Takt anspielte.
Du stellst ja nun auch selbst fest, was ich gerade zuvor schrieb: Du musst das Signal erstmal irgendwie galvanisch trennen, deshalb der Hinweis auf den Trafo. Trotz allem, das, was da bei richtiger Wahl von Trafo und Dioden herauskommt, ist sicher nicht das, was ein Prozessor als Takt im Sinne von steilen Flanken erwartet.
Erfahrungsgemäß ist 100MHz mit TTL so ein Bisschen an der Grenze.
Es gibt da ja schon mehr als 5ns Gatterlaufzeit und 2ns Flankendauer. Es sollte aber noch gehen.
Was gibt es denn an Testgeräten? Ein Frequenzzähler sollte mindestens dabei sein, um festzustellen, dass es dann nachher läuft.
Man könnte ja mal damit anfangen ein Gatter zurückzukoppeln und ein weiteres zur Entkopplung als Ausgangstreiber dazuzuschalten um festzustellen wie weit man damit stabil kommt.
Vielleicht reicht ja für einen Test auch schon ein LC Kreis zur Stabilisierung.
Manfred
xunwichtig
28.05.2007, 17:31
Messeinrichtung: ... klar .. hab genügend untensilien da ... Oszi 40MHz mit dehnungsfacktor 5, FrqZähler/Counter bis 10GHz, leider aber nur ein 20MHz SignalGen .. sonst würd ich den mal am AVR betreiben ...
Derkleine 2313 rennt ja schon ganz gut mit 50MHz .. aber ich wills mal gerne mit 100 Testen ...
Nun . um die Flankensteihleit auszugleichen würd ein Schmitttrigger ausrecichen, um das halbwegs zu Rechtecke zu machen ..
Wo ich allerdings noch ein Problem sehe ist die Syncronizität und deren ausgeglichenheit zwischen den einzelnen impulsen. Da wäre ein sauberes Sinus natürlich ideal ...
Wir sind auch schon am überlegen, ob wir nicht einfach mal n kleinen UKW Oszilator nehmen, und denn durch den Schmitt jagen ... das sollte zumindest schonmal ansazweise funktioneren, für den 100MHz test.
JimJim
XUN
Was?
ein ATMega oder Tiny, der mit 100MHz rennt? Qualmt er dann?
Der ist doch so für 20MHz gemacht.
Man könnte ja mal damit anfangen ein Gatter zurückzukoppeln und ein weiteres zur Entkopplung als Ausgangstreiber dazuzuschalten um festzustellen wie weit man damit stabil kommt.
Das 40MHz Oszilloskop kannst Du dabei eher weglassen, aber für eine Testschaltung mit Frequenzzähler geht das gut.
Manfred
Alles in dieser Art, eben mit ausreichend schneller Logik.
http://www.ferromel.de/tronic_26b.htm
Ein Bisschen aufpassen mit der Abstrahlung, für längere Experimente auch mit dem Radio überprüfen ob nichts stört.
Ahso, ein Controller mit eingebautem Oszillator, der wird dann ja bereits einen Begrenzer-Verstärker oder Schmitttrigger an einem Eingang haben. Aber ob der bei einem 20MHz-Chip für 100MHz geeignet ist wage ich bezweifeln. Insgesamt erscheint mir das Ganze etwas destruktiv und weniger interessant zu verfolgen, anwenden kann man es ohnehin nicht.
xunwichtig
28.05.2007, 19:18
@repi64 ... nein .. Da qualmt nix ;)
@Manf Danke für den Link.. werd ich mir mal zu genüge tun ....
Ich habe noch eienn UKW Oszilator rumliegen, der bis 150MHz geht .. mal sehen, ob das gut geht. Ansonsten werd ich wohl nen Quarz bestellen müssen, oder mir eine FD schaltung mit Gattern aufbaun. Aber ich habe die befürchtung, das ich keien Gatter rumliegen habe, die bis 100MHz noch gut und sicher arbeiten.
@shaun ... keiner zwingt dich diesen Thread weiter zu verfolgen ;)
Sinn macht das für mich schon. Ich muss eine Laufzeitmessung machen. Da ich weder Reflektions messung, noch phasendrehungsmessung, oder gar optisch arbeiten kann, brauche ich einen schnellen µC .. ein ARM ist für diesen kleinen Zweck viel zu mächtig ausgelegt, zudem viel zu gross, udn das ganze ansich viel zu aufwendig.
Ein Kleiner ATTiny mit 100MHz reicht für meinen Anwendungsbereich vollkommen aus.
Meine ersten versuche (falls dich das noch interessierensollte, bevor du diesen Thread die nächsten male überspringst) mit einem AT90S2333 bei 27MHz waren mieserabel. Er stieg hier schon fast aus und hat gelegentlich makken gezeigt. bei 50MHz war garkeine Reaktion mehr zu spüren.
Ganz anders war es mit dem "neuen" Tiny. Ihn konnte ich Problemlos mit 50MHz antakten. Er wird auch nicht warm, oder wärmer als sonst. Beim 90S war es etwas anders. er nahm etwas an temperatur zu, und zog auch deutlich mehr strom (< 90mA). Im gegansatz dazu konnte ich bei 50MHz am Tiny keine grossen veränderungen spüren, bis auf die Tatsache, das er von 15 bis 20mA auf 30 bis 35mA Leistungsaufnahme anstieg (Recht schlechtes A-Meter, für solche kleinen Leistungen, im Nezteil verbaut).
Da ich, wie schon geschrieben, Eine Laufzeitmessung benötige die recht einfach gehalten ist, brauch ich auch keinen ARM, oder ähnlichen Leistungsfehigen Prozessor. Das wäre absolute verschwendung, wenn es der Tiny auch kann.
JimJim
XUN
Mache es nicht kompliziert, nachdem klar ist worum es geht, mal für einen Test eine Takt-Freuqenz zu erzeugen, das geht mit einem Inverter der über einen Tiefpass rückgekoppelt ist, einen Ausgangstreiber dazu für die Stabilität.
Einen Quarz benutzt man um die Frequenz konstant zu halten, wenn Du ausprobieren willst wie weit es geht, dann lass ihn weg.
Ich denke es könnte sinnvoll sein, sich die Messung selbst noch einmal anzusehen. Mit einem Interface, da ist sicher mehr drin als mit einem noch so schnellen Prozessor.
Manfred
xunwichtig
28.05.2007, 19:51
Ich denke es könnte sinnvoll sein, sich die Messung selbst noch einmal anzusehen. Mit einem Interface, da ist sicher mehr drin als mit einem noch so schnellen Prozessor.
Manfred Wie meinst du das?
JimJim
XUN
Ganz allgemein, man hat schon Laufzeitmessungen mit einer Auflösung im Picosekunden Bereich gemacht bevor es Prozessoren gab.
Manfred
xunwichtig
28.05.2007, 21:06
Laufzeitmessungen von Signalquellen? also .. Funkwellen .. keine Optischen Messungen! ..
Wie würdest du das machen? ... Also .. ich kenne nur die Möglichkeit, das ich die Laufzeit eines mir bekannten fremden Taktes (Zeitstempel) mit dem lokalen zeitstempel vergleiche. Bei einer Einrichtungsmessung.
Aber, ich erklärs mal anders.
Ich Habe einen Sender und einen Empfänger. Zwischen diesen beiden möchte ich die Laufzeit messen.
Wie würdest du dieses Problem angehen?
Bin für alle Vorschläge offen!!!
JimJim
XUN
Laufzeitmessungen von Signalquellen? also .. Funkwellen .. keine Optischen Messungen! ..
Wie würdest du das machen? ... Also .. ich kenne nur die Möglichkeit, das ich die Laufzeit eines mir bekannten fremden Taktes (Zeitstempel) mit dem lokalen zeitstempel vergleiche. Bei einer Einrichtungsmessung.
Aber, ich erklärs mal anders.
Ich Habe einen Sender und einen Empfänger. Zwischen diesen beiden möchte ich die Laufzeit messen.
Wie würdest du dieses Problem angehen?
Bin für alle Vorschläge offen!!!
Was richtest Du denn ein?
Antennensysteme?
Richtfunkstrecken?
Welche Trägersignale?
Mit welcher geforderten Auflösung?
Kannst Du auch über variable Verzögerungsglieder die Auflösung erhöhen?
Manfred
xunwichtig
29.05.2007, 00:13
Antennen sind rundstrahler (beide)
Träger arbeitet bei 433MHz PCM ähnlich bei 2400Baud (optional bis 9600Baud)
Auflösung .. je feiner desto besser ... gewünscht sind mm ... cm wären auch ok.
Verzögerungsglieder?? .. ich glaube nicht da ich da welche da hätte ... aber, ich kenne auch keine Tyxpen, die soetwas machen würden.
JimJim
XUN
Auch mit selbstgebauten Verzögerungsgliedern kann man mit Sicherheit eine höhere Auflösung erreichen als mit der Anhebung der Clockfrequenz, mit einfacheren Mitteln und innerhalb der Spezifikation der Bauelemente.
Auflösung .. je feiner desto besser ... gewünscht sind mm ... cm wären auch ok.
Gewünschte Auflösung von mm bis cm, das heißt 3,3ps bis 33ps Auflösung. Das geht sicher auch aber da sind dann ein paar neue Tricks dabei. Dabei muss vor allem die Synchronisation entlastet werden.
Manfred
xunwichtig
29.05.2007, 11:41
Hast du eine Idee, wie ich das anders machen könnte?
Ich habe nämlich leider keine, auser denen,die in der Wiki auch zu finden sind (Phasenmessung, Laufzeitmessung, Lichtbrechung, Dopplermessung) Allerdings sezen diese (aus meinr sicht) einenSchnellen Zähler vorraus, der die innere Uhr des Senders und des Empfängers zählen läst. Aus meiner sicht müssen die Zähler min. 10GHz Taken, wenn ich auf mm Kommen will.
C = 300.000 Km/s -> 300.000.000.000 mm/s
Bei einer Clock von 10GHz -> 10.000.000.000
Erreiche ich eine Auflösung bei 1Takt bei 300.000.000.000(mm/s) / 10.000.000.000(µC-Takte/s) = 30(mm/s)
Wie soll ich das anders machen, als mit extrem schnellen Zähler-Gattern?
Zudem muss ich auch noch das Empfangene Datenpacket auswerten (Ist es ein gültiges Packet), und anschliessend den lokalen aktuellen Zählerwert abfragen, diesen mit dem im Packet gesendeten vergleichen und ausrechnen. Gut .. das Ausrechnen is nicht so wild, und erfordert keine Hohe leistung. Ich sehe nur das Problem beim schnellen Kopieren desZählerwertes, Beim Hochzählen des Zählers, sowie beim Erzeugen eines passenden Taktes (wenn dieser so schnell sein soll).
JimJim
XUN
Mit einstellbaren Verzögerungsgliedern kann man eine nahezu beliebige Auflösung erzielen. Eine ausreichende Stabilität des Gesamtsystems ist natürlich Voraussetzung.
Es gibt ein "relativ langsam" getaktetes System das sehr präzise ist und einen Takt von z.B. 50MHz hat. Die Laufzeitmessung wird mit einen bestimmten Takt abgeschlossen. Schaltet man ein Verzögerungsglied mit 0-20ns in die Signalleitung dann kann man die Verzögerung einstellen bei der das Ende der Laufzeitmessung die eine oder die andere Taktperiode fällt.
Hat das Verzögerungsglied eine Auflösung von 0,1% dann kan man damit 20ps auflösen. Solche Triggerverzögerungen in alten Samplingoszilloskopen waren nicht der schwierige Teil.
Nun hat das Verzögerungsglied nicht eine Verzögerung die von null anfängt und man muss einen kontanten Wert einfügen ..., es gibt ein Systemrauschen hier wird es nachher kritisch werden ...
Manfred
xunwichtig
29.05.2007, 14:18
axo ... ich glaub ich weis auf was du hinaus möchtest.
Ich soll zuzusagen Die Laufzeit mit einer zusäzliches Laufzeit aufsummieren, welche mir bekannt ist, bzw. welche ich erfahren kann, um dann in meinen Takt rein zu kommen.
Das is ne gute idee .. hmmm ... Hast du eventuell ein Paar Typenbezeichnungen für mich von solchen Bauteilen?
JimJim
XUN
Den Impuls abtasten ist eine Möglickeit, dafür braucht man wirklich nur ein einstellbares Verzögerungselement das man beispielsweise auch mit Gattern aufbauen kann.
Eine weiter Möglichkeit ist den Impuls mit dem nächsten Takt zu vergleichen, mit einem Time to digital converter.
http://en.wikipedia.org/wiki/Time_to_digital_converter
Manfred
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