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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Maximaler externer Takt für Timer/Counter


Autor: der kleine Niels (Gast)
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Servus beisammen,

ich hab mal wieder ne kleine Frage, ganz kurz gefasst:

Wie schnell darf der Takt am Tn Pin eines externen Taktsignals für die 
Timer/Counter eines AVR sein?

Hintergrund:
Ich habe eine Scheibe, die sich mit 300-15000 U/min dreht und das mit 
teils schnell wechselnden Drehzahlen (1000 -> 10000 ungeführ eine 
Sekunde). Trotz schwankender Drehzahl möchte ich zu jedem Zeitpunkt 
genau die Position wissen und genau dazu dachte ich an einen Encoder mit 
rund 1000 Strichen, der mir simpel den Timer/Counter taktet.
Jetzt frage ich mich nur, ob es da irgendwelche Limits bezüglich der 
Frequenz am Tn Pin gibt.
Oder darf ich bei Bedarf auch mit 100MHz an einen mit 1MHz taktenden AVR 
reintakten. Was passiert dann mit Comparematches? werden die verpasst?

Im Datenblatt habe ich nichts dazu gefunden und auch für google hatte 
ich wohl nicht die richtigen Schlagworte parat.

Danke.
MfG
Niels

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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der kleine Niels schrieb:
> Im Datenblatt habe ich nichts dazu gefunden
Dann solltest du aber noch mal genauer schauen...
The external clock must be guaranteed to have less than half the system 
clock frequency (fExtClk < fclk_I/O/2) given a 50/50% duty cycle.

> 100MHz ... Was passiert dann mit Comparematches? werden die verpasst?
Nein, die 100MHz werden gar nicht richtig mitgezählt.

Autor: Grrrr (Gast)
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Wobei:

"However, due to variation of the system clock frequency
and duty cycle caused by Oscillator source (crystal, resonator, and 
capacitors) tolerances, it is
recommended that maximum frequency of an external clock source is less 
than fclk_I/O/2.5."

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Wobei:...
... das der kleine Nils jetzt hätte selber finden können.
Aber: er muß es jetzt ja auch noch verstehen.

Autor: Di Pi (drpepper) Benutzerseite
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Nyquist lässt grüßen ;)

Autor: Grrrr (Gast)
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Lothar Miller schrieb:
>> Wobei:...
> ... das der kleine Nils jetzt hätte selber finden können.

Na Deine Antwort hätte er auch selbst finden können.
Wenn man danach geht trifft das auf ca. 60% der Anworten hier zu.
Willst Du das jedesmal kommentieren?

Autor: der kleine Niels (Gast)
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Wow das ging schnell, Danke Jungs.

Ja ich hätte es finden können, hätte ich mal im Datenblatt unter 
"Timer/Counter0 and Timer/Counter1 Prescalers" gesucht... sorry, überall 
habe ich es erwartet, aber da nicht.

Autor: Gastofatz (Gast)
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Ich versteh die Frage nicht. Die Scheibe dreht sich mit maximal 15000 
U/min oder wegen 15000/60 = 250 mit 250 U/s. Bei 1000 Encoderstrichen 
resultiert daraus eine maximale Frequenz von 250 kHz. Warum sollte der 
Hardwarecounter eines mit 8 Mhz (= 32 mal so viel wie 250 kHz) 
getakteten µCs damit nicht klarkommen?

Autor: Grrrr (Gast)
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Gastofatz schrieb:
> Warum sollte der
> Hardwarecounter eines mit 8 Mhz (= 32 mal so viel wie 250 kHz)
> getakteten µCs damit nicht klarkommen?

Das hat ja niemand unterstellt. Die Frage war vielmehr:

der kleine Niels schrieb:
> ob es da irgendwelche Limits bezüglich der
> Frequenz am Tn Pin gibt.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Nyquist lässt grüßen ;)

Das hat nix damit zutun. Denn hier wird nix abgetastet/gesampelt um es 
zu digitalisieren.

das durch_größer_zwei kommt deshalb, dass der Atmel eine Chance hat, 
eine Flanke zum zälen zu erkennen. Dazu muss er mindestens zweimal pro 
externem Takt "hingucken" um einmal ein L und einmal ein H zu erkennen.

Autor: Marvin S. (demo)
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Matthias Lipinsky schrieb:
> Das hat nix damit zutun. Denn hier wird nix abgetastet/gesampelt um es
> zu digitalisieren.
Es ist ziemlich egal, ob nun ein Analogsignal digitalisiert wird oder 
nicht. Abgetastet wird es und damit gilt das Nyquist-Theorem durchaus. 
;)

Gruesse

Marvin

Autor: Di Pi (drpepper) Benutzerseite
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http://de.wikipedia.org/wiki/Nyquist-Shannon-Abtasttheorem

Wenn man das Kriterium nicht erfüllt, kommt es zu Unterabtastung. Die 
Folge ist, dass bei der Abtastung Perioden "durchrutschen" und man eine 
niedrigere als die reale Frequenz misst.

Das Theorem lässt sich also durchaus auf die regelmäßige Abtastung eines 
frequenzvariablen Rechtecksignals zum Zwecke der Drehzahlbestimmung 
anwenden.

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