www.mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Taktgenerator für komische Frequenzen


Autor: Sebastian Hepp (sebihepp)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

derzeit benutze ich entweder einen Oszillator oder einen Quarz
zur Takterzeugung. Was mach ich aber, wenn ich z.B. 25,179 MHz
brauche? Oder irgendeine andere ungewöhnliche Frequenz?
Es muss doch eine Schaltung geben, die durch Variation von
R und C einen genau berechenbaren Takt erzeugt, oder?

Ich habe auf dieser Seite eine Variante mit Invertern gefunden.
Aber wie berechne ich die Frequenz und wie hoch kann sie maximal
werden?
http://www.dieelektronikerseite.de/Lections/Taktge...

Viele Grüße
Sebihepp

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>derzeit benutze ich entweder einen Oszillator oder einen Quarz
>zur Takterzeugung. Was mach ich aber, wenn ich z.B. 25,179 MHz
>brauche?

Einen Quarz mit der Frequenz beschaffen und einsetzen.
Oder mittels PLL aus einem Referenztakt diese Frequenz erzeugen.

>Es muss doch eine Schaltung geben, die durch Variation von
>R und C einen genau berechenbaren Takt erzeugt, oder?

Genau ist hier relativ. Einen ungefaehren Takt kann man schon daraus 
gewinnen aber halt keine Quarzgenauigkeit.

>Ich habe auf dieser Seite eine Variante mit Invertern gefunden.
>Aber wie berechne ich die Frequenz und wie hoch kann sie maximal
>werden?

Das haengt von den eingesetzten Gattern ab welche Verzoergerungszeit die 
haben. Die Frequenz kann man durch kenntnis der Schaltschwellen der 
Gatter und einer DGL b.z.w deren Loesung  exp(-t/T) berechnen. Auch sind 
die Formeln dafuer in der Literatur bekannt.

Gruss Helmi

Autor: Edi R. (edi_r)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Es muss doch eine Schaltung geben, die durch Variation von
> R und C einen genau berechenbaren Takt erzeugt, oder?

Gib Dich nicht der Illusion hin, dass Du mit diesen Schaltungen eine 
exakte Frequenz bekommst. Mit Quarzen kann man mit minimalem Aufwand 
eine gute Frequenzgenauigkeit und -stabilität bekommen, aber eben nur 
die Frequenz, für die ein Quarz gemacht ist. (Ja ja, ich weiß, es gibt 
Oberwellen, Teiler, PLLs, aber das spielt für die Frage nicht die 
wesentliche Rolle.)

Wenn Du einen Taktgenerator mit R und C aufbaust, kann das Ergebnis 
nicht genauer sein als das R und das C zusammen - eher noch ungenauer, 
weil die restliche Schaltung auch einen Einfluß hat, der sich von Fall 
zu Fall oder von Temperatur zu Temperatur unterscheiden kann.

Autor: Jens PICler (picler)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn du häufig "krumme" Frequenzen brauchst, nimm einen DDS-Generator. 
Das selberbauen auf Lochrasterplatine ist wegen der SMD-ICs und der 
hohen Frequenzen ein Problem, allerdings gibt es bei den üblichen 
Verdächtigen vorbestückte Bausätze zu kaufen. Alternativ kannst du auch 
mal in den Funkamateur schauen, da gab es letztens ein Projekt dazu. 
Oder falls du nur Frequenzen ab 10MHz brauchst, kaufst du im Funkamateur 
Onlineshop am besten gleich einen FA-SY Nr. 1. Das ist ein 
programmierbarer Quarzoszilator von 10-160MHz.

Autor: Sebastian Hepp (sebihepp)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke für die Antworten.

25,179 MHz ist der Pixeltakt einer VGA Grafikkarte bei 640x480.
Ich überlege mal, ob nicht auch 25 MHZ ausreichend genau sind.

Und wie kann ich Frequenzen über 100 MHz erzeugen? Dafür finde ich
auch keine Quarze mehr. Zum Beispiel 266 MHz.

Ich habe auch etwas von Frequenzverdopplern gehört. Mir ist zwar
schleierhaft, wie das funktionieren soll (Das Gerät müsste ja in
die Zukunft schauen, wie lange die Periode nun ist), aber vlt.
kann ich damit zumindest die höheren Frequenzen erstellen.

Viele Grüße
Sebihepp

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Und wie kann ich Frequenzen über 100 MHz erzeugen? Dafür finde ich
>auch keine Quarze mehr. Zum Beispiel 266 MHz.

Das geht mit Verdopplern , PLL .

>Ich habe auch etwas von Frequenzverdopplern gehört. Mir ist zwar
>schleierhaft, wie das funktionieren soll (Das Gerät müsste ja in
>die Zukunft schauen, wie lange die Periode nun ist), aber vlt.
>kann ich damit zumindest die höheren Frequenzen erstellen.

Na die Zeitmaschine ist noch nicht erfunden. Schoen waers dann wuerde 
ich endlich Lotto spielen.

Aber Spass beiseite. Jede nicht sinusfoermige Schwingung setzt sich sich 
aus der Grundschwingung und Oberwellen zusammen. Das hat schon ein Herr 
Fourier vor ueber 200 Jahren mathematisch erkannt. Diese Oberschwinungen 
stehen in einem bestimmten Verhaeltnis zur Grundschwingung. Nehmen wir 
mal ein Rechteck von 1KHz.

Da hast du die Grunsschwingung mit 1 KHz drin aber auch Oberschwingungen 
mit 3 KHz , 5 KHz , 7 KHz usw. Im Prinzip bis in die unendlichkeit. Um 
jetzt 3 KHz zu erzeugen brauchst du nur die Oberschwingung mit 3 KHz 
ueber ein Filter auszufiltern und du hast deine 3 KHz. Wenn man einen 
Sinus auf eine Basis-Emitter strecke gibt wird er je nachdem wie der 
Arbeitspunkt eingestellt ist mehr oder weniger verzerrt dabei enstehen 
dann Oberschwingungen. Eine vervielfacher Stufe filtert dann die 
entsprechende Oberwelle raus. Da aber die einzelnen Amplituden bei 
hoeheren Frequenzen hin abnehmen ist dieses Prinzip in der Praxis bis 7 
oder 9 Oberwelle begrenzt. Wie man mehr kann man das mehrfach machen.

Das andere ist die PLL. Bei der wird ein auf niederiger Frequenz 
laufender Referenzoszillator genommen und ein bei hoher Frequenz 
laufender Spannungsgesteuerter Oszillator (VCO). Das Signal des VCO wird 
jetzt mit hilfe von Teilerketten auf die Frequenz der Referenz 
runtergeteilt und mit damit verglichen. Die Abweichungen steuern den VCO 
dann in der Frequenz nach. Auch hier ist erstmal das ganze auf 
ganzzahlige Vielfache der Referenz beschraenkt. Es gibt zwar auch Tricks 
wenn man gebrochene Teilerverhaeltnisse realisiert aber das wuerde jetzt 
hier zu weit fuehren.

Autor: faustian (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Es muss doch eine Schaltung geben, die durch Variation von
> R und C einen genau berechenbaren Takt erzeugt, oder?

>Gib Dich nicht der Illusion hin, dass Du mit diesen Schaltungen eine
>exakte Frequenz bekommst.

Naja, LC-Systeme kriegt man schon recht genau, aber dann ist das nicht 
ein IC und etwas Gemuese, sondern eine Menge HF-Mechanik... auch mit RC 
geht sicher einiges, aber dann muss man vor allem die Schaltschwellen 
praezise halten (LC und Quarze haben wirkliche Resonanzen, bei RC steht 
immer alles im Verhaeltnis zu Spannungen); ausserdem gibts die ueblichen 
analogen Probleme (Temperaturkoeffizienten, Linearitaet, Einstellorgane, 
Alterung, ....)

Autor: Sebastian Hepp (sebihepp)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Helmut Lenzen
Danke. Dein Beitrag ist sehr verständlich. Den Trick mit den Ober-
schwingungen kann ich demnach nicht bei Sinuswellen anwenden, richtig?

Ich werde mich weiter über PLL informieren. Was ist denn so die
höchste Frequenz mit einem PLL, wenn ich einen 1MHz Oszillator
verwende?

Viele Grüße
Sebihepp

Autor: Rolf Magnus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Den Trick mit den Oberschwingungen kann ich demnach nicht bei
> Sinuswellen anwenden, richtig?

Richtig. Man kann den Sinus aber verzerren (z.B. mit einer Diode), um 
Oberschwingungen zu produzieren.

Autor: Peter Dannegger (peda)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sebastian Hepp schrieb:
> derzeit benutze ich entweder einen Oszillator oder einen Quarz
> zur Takterzeugung. Was mach ich aber, wenn ich z.B. 25,179 MHz
> brauche? Oder irgendeine andere ungewöhnliche Frequenz?
> Es muss doch eine Schaltung geben, die durch Variation von
> R und C einen genau berechenbaren Takt erzeugt, oder?

Mit RC-Oscillatoren kannst Du 25,179 MHz voll abschminken.
Du kannst etwa 25MHz +/-0,5MHz erreichen.


Peter

Autor: Heiner Bm (karadur)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo

PLL geht bis viele GHz. Wird z.B. so in PCs und z.B. Sat-Receivern 
gemacht.

Wie Helmut Lenzen schon schrieb geht auch die Verwendung von Oberwellen.

Ich habe vor Jahren mal einen Oszillator für das 13cm Band so aufgebaut. 
Angefangen mit einem 32MHz Quarzoszillator, gefolgt von verzerrenden 
Verstärkern mit abgestimmten Resonanzkreisen.

Aktuell würde ich es mit einer PLL machen.

Autor: Sebastian Hepp (sebihepp)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Heiner Bm
Ich habe gerade diesen IC gefunden: ICS501
Er ist ziemlich einfach anzusteuern und kann den Takt veracht-
fachen. Um die gewünschten hohen Frequenzen zu erzeugen, kann ich
ja mehrere hintereinander schalten. Als Oszillator nehme ich dann
1 MHz.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Den Trick mit den Ober-
>schwingungen kann ich demnach nicht bei Sinuswellen anwenden, richtig?

Bei Sinus nicht. Wenn du aber den Sinus auf eine Verstaerkerstufe gibt 
und den Arbeitspunkt des Transistor in den Kennlinieknick legt , 
verzerrt er und du erhaelts Oberschwingungen. Es gibt da auch eine 
Berechnungsgrundlage zu wo der Arbeitspunkt b.z.w die Vorspannung des 
Basis-Enmitter Strecke liegen muss damit eine bestimmte Oberwelle 
maximal wird. Ist allerdings mit einiges an Mathematik verbunden.

>Ich werde mich weiter über PLL informieren. Was ist denn so die
>höchste Frequenz mit einem PLL, wenn ich einen 1MHz Oszillator
>verwende?

Das haengt davon ab welche hoechste Frequenz dein Teiler zulaesst. Mit 
speziellen IC sind da bis einige GHz moeglich. Auch darueber hinaus 
gibts noch Schaltungstricks um da noch mehr zu erreichen (Mischer , 
Verdoppler).

Dein 1MHz als Referenz bestimmt lediglich die Aufloesung deiner 
Frequenzeinstellung , in dem Fall 1MHz. Deshalb nimmt man eine kleinere 
Referenzfrequenz .

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Um die gewünschten hohen Frequenzen zu erzeugen, kann ich
>ja mehrere hintereinander schalten. Als Oszillator nehme ich dann
>1 MHz.

So einfach geht das aber nicht. Erstens ist die Frage zu klaeren ob das 
IC das mitmacht bezueglich der Frequenzen. Zweitens nimmt der 
Phasenjitter im Ausgangssignal von Stufe zu Stufe zu. PLLs haben einen 
Nachteil das AUsgangssignal ist nicht so Spektral rein wie das 
Eingangssignal. Das aussert sich z.B. in dem das Signal auf dem Skope 
leicht zittert. Wenn du das jetzt mehrfach machst muliplizierst du jedes 
mal diesen Jitter mit. Also lass das.

Autor: Detlef _a (detlef_a)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Für komische Frequnenzen kann man solch einen komischen, 
programmierbaren Quarzoszillator nehmen:

http://www.epsontoyocom.co.jp/english/product/OSC/...


Cheers
Detlef

Autor: Rolf Magnus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Eine ganz andere Möglichkeit ist auch, sich einen Quarz schleifen zu 
lassen. Im Amateurfunkbereich gibt es durchaus Anbieter für sowas.

Autor: faustian (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
"Mit RC-Oscillatoren kannst Du 25,179 MHz voll abschminken.
Du kannst etwa 25MHz +/-0,5MHz erreichen."


Naja, nehmen wir mal einen MC1658, ordentliche Kondensatoren (Styroflex, 
Polysulfon), und Spindeltrimmer... das wird zwar nicht SO exakt aber 
doch wesentlich exakter als +-0.5MHz ...

Autor: hans (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Von Maxim gibt es auch was programmierbares (über I²C):

http://www.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/5634

Hans

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.