µC Tester (DSO) selber bauen (unterworfen)

[PICture]

Nach ziemlich langen Überlegungen habe ich mich für eine gemischte Lösung die Methoden 1. und 3. verwendet, entschieden. Eine vereinfachte Skizze befindet sich im Code.

Falls jemand einen Denkfehler in der Schaltung findet, bitte melden!

MfG

                                .--------.
        Data >----------------->|  164   |<---------------------+
                                '--------'                      |
                                 ||||||||                       |
                                 VVVVVVVV                       |
                                .-----------------.             |
                                |                 |             |
                                |Osc PIC18F252    |             |
     vom                        |/4            Osc|             |
     getestetem                 '-----------------'             |
     µC                           |             A               |
                                  |             |               |
                                  |             +---------------+
                                  |                             |
                                  |Fx.------.  2Fx         __   |
                           PIC    +->| PLL  |>-+---------\\  \  |4Fx
        Takt >----+--------o         |      |  |  ___     ||86|-+
                  | .----. __--o---->|XR-215|  +-|___|-+-//__/
                  +-| /2 |-o       Fx'------'          |
                    | 74 | AVR                        ---
                    '----'                            ---
                                   Fx = 1...10 MHz     |
                                                      ===
                                                      GND

[Besserwessi]

Mit den PICs kenne ich mich nicht so aus, aber man sollte klären ob die mit einem etwas ungleichmäßigen Takt auch klarkommen, sonst müßte man den PLL die ganze Taktvervielfältigung machen lassen.

Soweit ich weiss gibt es auch einiger der neueren PICs mit interem PLL um die höhere Frequenz zu erzeugen. Es könnte aber passieren, das man an die hohe Frequenz nicht rankommt.

Je nach Quelle für den Takt, könnte man doch auch gleich eine Schnellere taktquelle (wohl ein Quarzgenerator) nutzen und sich den PLL ganz sparen.

[PICture]

Hallo Besserwessi!

Vielen Dank fürs genaue Analise von mir vorgeschlagener Schaltung.

Selbstverständlich werde ich die Lösung noch in der Praxis genau testen müssen. Weil der Tester für µCs vorgesehen ist, die mit unterschiedlichen Oszillatorfrequenzen arbeiten und der PIC 18F252 immer mit 4xFx arbeiten muss, ist eine permanente Frequenz z.B. vom Quarzoscillator unannehmbar.

Die interne PLL Schaltung ist im DB nicht genau beschrieben. Das einzige betrifft nur 10 MHz, dass sie daraus 40 MHz macht (ausprobiert). Ausserdem, lasst sich die Konfiguration des Oszillators durch selbstprogrammieren angeblich nicht ändern.

Es ist schwer einen VCO zu finden, der den ganzen nötigen Bereich deckt. Sollte der XR-215 mit dem einfachem verdoppler mit XOR nicht richtig für den PIC18F252 sein, habe ich noch als VCO einen LTC1799 betrachtet, der sollte bis 40 MHz laufen und mit der Bereichsumschaltung sogar Fx vom 10 kHz bis 10 MHz (also 4 Fx = 40 kHz bis 40 MHz) liefern können. In dem Fall muss aber zusätzlich ein externer Phasenkomparator aufgebaut werden.

Die früher analisierte Schaltung mit zwei mal Fx Verdoppelung habe ich doch als zu kompliziert verworfen.

MfG

[Besserwessi]

Die Verdopplung mit dem XOR gatter betrifft nicht nur den Controller, sondern auch den Abtastzeitpukt für den Eingang. Die Daten werden also nicht in gleichen Zeitabständen aufgenommen.

[PICture]

Danke, du hast Recht, ich habe es übersehen. Das muss ich dann mit dem LTC1799 machen. Den habe ich leider noch nicht, muss ich erst bestellen. Dabei werde ich versuchen einen Transistor (bipolaren p-n-p bzw. FET) als eintellbaren Widerstand zu benutzen, da die Frequenz beim LTC nicht mit Spannung festgelegt werden kann. Der LTC1799 sollte laut DB ein sweep 300:1 können.

Als einfachen Phasenkomparator möchte ich die Schaltung im Code verwenden. Muss ich aber vorher noch genauer analisieren, wie sie sich bei harmonischen Frequenzen verhält.

Falls mir das ganze mit PLL insgesamt zu komplieziert wäre, würde ich es mit zwei Oszillatoren (Quarz und LC + Mischer, z.B. NE612) und FLL (frequency locked loop) versuchen aufzubauen, was die Hardware erheblich reduziert. Diese Lösung benötigt aber sehr stabilen LC VCO, weil während des Einlesens der Eingangsdaten die FLL Schleife offen bleibt, da der PIC keine Zeit um sie zu steuern hat.

MfG

                                    VCC
                                     +
                                     |
                               +-----+-----+
                               |     |     |
                               |  .--o--.  |              D1
     Takt      Fx (max.10 MHz) +--|D S Q|--|-----------+-->|---+
     vom zu                    |  |     | .-.          |       |
     testendem >---------------|->|>   _| | |R         |       |
     µC                        |  |  R Qo | |          |       |
                               |  '--o--' '-'      __  |    C1 |
                               |     |     | D    /  |-+    || |
                               |     +-----+->|-o( 00|    +-||-+
                               |  74HC74   |      \__|-+  | || |
                               +-----+     |           | ===   |
                               |     |     |           | GND   |
               LTC1799         |  .--o--.  |           |       |
               .-----.         +--|D S Q|--|-----------+       |
               |     |            |     |  |                   |
           +-->| VCO |         +->|>   _|  |                   |
           |   |     |         |  |  R Qo--|--------------|<---+
           |   '-----'         |  '--o--'  |              D2   |
           |      |            |     |     |                   |
           |      V            A     +-----+                   |
           |    .----------------.         |                   |
           |    |4Fx          Fx |        --- C2               |
           |    |                |        ---                  |
           |    |    PIC18F252   |         |                   |
           |    '----------------'        ===                  |
           |                              GND                  |
           +---------------------------------------------------+

[PICture]

Hallo!

Ich habe mich momentan entschieden für sehr einfachen µC Tester, der ziemlich schnell fertig seien könnte. Danach kann ich ihn, durch praktisches Anwenden testen und eventuell noch verbessern (komplizieren).

Die übliche Taktfrequenzen für PICs und AVRs liegen im Bereich 4 bis 20 MHz und ich sehe es nicht ein, zumindest bei der erster Version, wegen Verdoppelung der max. Frequenz, die Hardware stark zu komplizieren. Die PLL Schaltung ist eben nur für PICs wegen innerer Taktteilung /4 nötig.

Ich finde es auch nicht sehr schlimm, wenn man bei einer Entwicklung einer µC basierter Schaltung mit halbierter Frequenz arbeitet (nur bei PIC18FXXX).

Im Code habe ich vereinfachter Schaltplan skizziert, die ich jetzt realisieren werde. Am Ende werde ich selbstverständlich detailierte Skizze der Hardware und Software (Quellcode für PIC18F252) posten.

Ich hoffe, dass einer von den AVR Benutzer entsprechende Software für meine Hardware schreiben könnte.

MfG

         vom
         getestetem µC
                                 .--------.
         Data >----------------->|        |
         Takt >-----+-----oAVR  >|  164   |
     AVR 4...20 MHz |     __--o/ '--------'
     PIC 1....5 MHz |   +-oPIC    ||||||||
                    |   |         VVVVVVVV
                    |   |        .--------------------.
                    |   |        |                    |
                    |   |        |     PIC18F252   Osc|
                    |   |        |Osc               /4|
                    |   |        '--------------------'
                    |   |          |                |
                    |   |          o       .-----.  |
                    |   |         /        | PLL |<-+
                    +---|-----+--o   o--+-<|     |
                        |     |AVR   PIC|  |X-215|<-+
                        |     |         |  '-----'  |
                        |     |         |           |
                        |     +---------|-----------+
                        |               |
                        |               |
                        +---------------+
                               4xTakt

[goara]

wäre es nicht sinnvoller das ganze als eingangskarte für den PC zu entwickeln, also die digitalen eingänge einlesen und dann über RS232 an ein programm senden... das ist zum anschauen einfach übersichtlicher...
ansosnten auf jedenfall eine gute Idee, denke sowas kann man immer brauchen..

[PICture]

Hallo goara!

Du hast sicher Recht, aber ich möchte mit etwas einfaches anfangen und wenn es sich in der praktischen Anwendung bewerten würde, könnte man das immer noch erweitern. Ich lasse z.B. zwei Pins RX und TX beim PIC frei, damit sich alle, die das brauchen, später noch Software für Übertragung der eingelesenen Daten per Kabel zum PC erweitern könnten.

Weil ich selber es nicht brauche, werde ich mich jetzt damit nicht beschäftigen. Ich möchte zuerst nur einen sehr kleinen (hand-held) und einfachen DSO fürs Analisieren digitalen Signalen in µC Schaltungen haben.

MfG

[goara]

ist der code dann offen?? Hätte nämlich auch interesse an so einem Tester, würde dann auch eine kleine Gui für den PC schreiben

[PICture]

Ich weiß nicht ob du auch PICs programmieren kannst, da der Quellcode, den ich selbstverständlich am Ende hier poste, für den PIC18F252 geschrieben wird. Eventuell bin ich dann bereit für interessierten auch ein paar PICs zu programmieren.

Ich habe letztendlich entschieden, dass ich zuerst die Einfachste Version ohne PLL realisieren werde, da die Multiplizierung der Oszillatorfrequenz nur für PICs, die mit internem Oszillator arbeiten, nötig ist.

Weil es selten vorkommt und in schlimmsten Fall man bei Entwicklung meistens noch einen freien Pin für externen Quarzoszillator übrig hat, habe ich es entfernt.

Im Code habe ich jetzt die vereinfachte Version skizziert, die realisiert wird. Sie ist gleich für AVRs und PICs und benötigt ein Takt vom z.B. Quarz des getesteten µCs. Die Taktfrequenz kann damit von DC bis 40 MHz sein. Weil die AVRs mit Takt max. 20 MHz arbeiten, wäre für sie eine Verdopplung (z.B. mit PLL) vielleicht sinnvoll.

MfG

     vom
     getestetem µC
                             .--------.
     Data >----------------->|        |
     Takt >---------------+->|  164   |
     DC...40 MHz          |  '--------'
                          |   ||||||||
                          |   VVVVVVVV
                          |  .--------------------.
                          |  |                    |
                          |  |     PIC18F252      |
                          |  |Osc                 |
                          |  '--------------------'
                          |    A
                          |    |
     .---------------.    |  .--------------.
     |Quarzoszillator|    +->|Taktdetektor +|
     |               |       |automatischer |
     | z.B. 40 MHz   |------>|Umschalter    |
     '---------------'       '--------------'