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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 3.3V Clock aus +-600mV erzeugen


Autor: Nico Peter (xprofiler)
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Hallo,

ich habe ein 10MHz Referenzsignal (siehe Anhang, sorry für schlechte 
Qualität) und möchte mir daraus gerne einen 3,3V Clock erzeugen, der 
dann für einen µC gedacht ist. Nun ist ja +-600mV nicht gerade pralle. 
Welche Möglichkeiten gibt es, dies zu bewerkstelligen? Dann ist ja noch 
das Problem, dass das Signal einen negativen Anteil hat. Wegfiltern 
selbst mit Shottky-Diode würde das Signal mehr als halbieren und dann 
den Rauscheinfluss vergrößern.

Habe schon nach Level Shiftern und Gattern gesucht, bin aber mit meinen 
600mV High-Pegel nicht weit gekommen.

Für nette Vorschläge bin ich immer zu haben ;)

Gruß
Nico

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Nico Peter schrieb:
> Für nette Vorschläge bin ich immer zu haben ;)

Ein BC548 mit nachgeschaltetem Schmitttrigger .-)

ok, 3 Widerstände brauchst Du auch noch.

Autor: Johannes (Gast)
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> Habe schon nach Level Shiftern und Gattern gesucht, bin aber mit meinen
> 600mV High-Pegel nicht weit gekommen.

> Für nette Vorschläge bin ich immer zu haben ;)

Du brauchst auf jeden Fall eine analoge Verstärkerstufe 
(Bipolar-Transisor, JFET, MOSFET, OPV, ...), die den Signalpegel ein 
Stück anhebt und ein Filter, um die ganzen Störungen/Überschwinger 
rauszufiltern (Tiefpass oder Bandpass), so dass nach Möglichkeit ein 
sauberes Sinus-Signal mit 10 MHz entsteht. Verstärker und Filter 
kann/sollte dabei miteinander kombiniert werden.

Du könntest sogar über ein Quarz-Filter nachdenken, wenn das 
Ausgangssignal wenig Jitter/Rauschen haben soll. Wie sind denn die 
Anforderungen an das Taktsignal?

Danach einen Komparator oder ein Gatter mit Schmitt-Trigger-Eingang, 
damit man daraus ein sauberes Rechteck bekommt.

Ohne Filter wird es evtl. schwierig, die Komparatorschwelle so 
einzustellen, das die Überschwinger nicht die Schwelle erreichen und 
damit ungewollte Schaltflanken entstehen.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Komparator mit rail-to-rail-Eingang.  Beispiel: LMV7239 von NatSemi.
Ein "zero-crossing detector" steht in den Applikationsbeispielen mit
drin.  Offiziell macht er das nur bis -100 mV, ggf. musst du also
das Signal noch 1:6 runterteilen.  Ggf. vorher noch filtern, wie von
Johannes vorgeschlagen.

Autor: Nico Peter (xprofiler)
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Hallo,

erstmal danke für die raschen Antworten.

Ich habe zunächst den Vorschlag von Andrew bearbeitet. Auf die Idee mit 
dem vorverstärken hätte ich auch selbst kommen können ^^.

Wie im Anhang zu sehen ist, habe ich erstmal mit LTspice mich an einer 
Schaltung versucht. Das Simulationsergebnis sieht erstmal gut aus nur 
benötige ich für einen dahintergeschalteten Clock Multiplier zwischen 
40-60% duty cicle für die weitere Verarbeitung.

Ich habe gerade keine Zeit mehr zu schreiben. Ich werde mich den 
restlichen Beiträgen heute abend oder morgen widmen.

Vielen Dank für eure Hilfe!

Gruß Nico

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Nico Peter schrieb:
> Das Simulationsergebnis sieht erstmal gut aus nur
>
> benötige ich für einen dahintergeschalteten Clock Multiplier zwischen
>
> 40-60% duty cicle für die weitere Verarbeitung.


Tja, da Du nur 1 Widerstand verwendet hast, mußte es in Deiner Simu dazu 
kommen.

Ich sprach von 3 Widerständen, damit "spannst" Du den BC547 so vor das 
Du dicht an den 50% bist .-)


Wie schon Winnetou sagte: Erstmal einen Vorschlag komplett entwickeln, 
bevor man wieder andere Pferde sattelt.

Oder so ähnlich.

Autor: Kakadu (Gast)
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> der dann für einen µC gedacht ist.

Auch, wenn alle schimpfen: gehe mit Deinem Signal über 1nF an den 
XTAL1-Eingang des µC. Das könnte schon reichen oder man legt noch einen 
Widerstand 1M von XTAL2-Ausgang nach XTAL1.

Autor: Johannes (Gast)
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>> der dann für einen µC gedacht ist.

> Auch, wenn alle schimpfen: gehe mit Deinem Signal über 1nF an den
> XTAL1-Eingang des µC. Das könnte schon reichen oder man legt noch einen
> Widerstand 1M von XTAL2-Ausgang nach XTAL1.

Nico Peter schrieb:
> ... nur benötige ich für einen dahintergeschalteten Clock Multiplier
> zwischen 40-60% duty cicle für die weitere Verarbeitung.

So wie es aussieht, geht er mit dem Signal nicht direkt auf den 
Controller, sondern erst mal auf eine PLL oder so etwas.

Nico sollte vielleicht erst mal sagen, für was das eingesetzt wird und 
ob irgendwelche Anforderungen an den Clock-Jitter bzw. Phasenrauschen 
vorgegeben sind. Warum wird eigentlich eine extene Takt-Referenz und 
nicht einfach ein Quarz verwendet?

Autor: Nico Peter (xprofiler)
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Andrew Taylor schrieb:
> Ich sprach von 3 Widerständen, damit "spannst" Du den BC547 so vor das
> Du dicht an den 50% bist .-)

Hm, könntest du kurz die Anordnung deiner Widerstände erklären? 
Anscheinend versteh ich da was nicht.

Johannes schrieb:
> So wie es aussieht, geht er mit dem Signal nicht direkt auf den
> Controller, sondern erst mal auf eine PLL oder so etwas.

Korrekt. Das hätte ich wohl noch erwähnen sollen.

Johannes schrieb:
> Nico sollte vielleicht erst mal sagen, für was das eingesetzt wird und
> ob irgendwelche Anforderungen an den Clock-Jitter bzw. Phasenrauschen
> vorgegeben sind. Warum wird eigentlich eine extene Takt-Referenz und
> nicht einfach ein Quarz verwendet?

Also als Vorgabe habe ich einen Freuquenzgenerator, der mir 10MHz 
Referenz erzeugt. Diese gehen dann zu jeweils 2 Messkarten in einem 
Rechner. Durch die Abschlusswiderstände bricht das Referenzsignal von 
der Amplitude her ein, vermutlich hat der Frequenzgenerator zu wenig 
Ausgangsleistung, um so viele Geräte zu treiben. Auf jeden Fall soll das 
Referenzsignal mit der nun niedrigen Amplitude auf 20MHz verdoppelt und 
dann für mehrere Mikrocontroller als Clock verwendet werden. Als PLL 
verwende ich den CDCVF25084 von TI. Der 20MHz Clock darf zum 
Referenzsignal Phasenverschoben sein, aber mit konstanter 
Phasenverschiebung. Jitter sollte so gering wie möglich sein, damit die 
AVR µC richtig funktionieren.

Hoffe das gibt euch eine bessere Übersicht, als im ersten Post ;)

Gruß
Nico

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Nico Peter schrieb:
> Jitter sollte so gering wie möglich sein, damit die
> AVR µC richtig funktionieren.

Die haben gar keine so großen Anforderungen. ;-)

Hast du mal über einen rail-to-rail-Komparator nachgedacht?  Wenn
mich nicht alles täuscht, kann man die von NatSemi auch als Muster
bekommen, falls du gerade keine Bezugsquelle auftreiben kannst.

Autor: Kakadu (Gast)
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Treibt doch nicht solch einen Aufwand.
Einfach einen 74HC04U als invertierenden Verstärker betreiben. Dazu 1M 
von Ausgang auf Eingang eines Gatters zur Vorgabe des Nullpunktes und 
die 10MHz kapazitiv einkoppeln. Die anderen Inverter kann man als Puffer 
nehmen.

Autor: faustian (Gast)
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"Ohne Filter wird es evtl. schwierig, die Komparatorschwelle so
einzustellen, das die Überschwinger nicht die Schwelle erreichen und
damit ungewollte Schaltflanken entstehen."

najaaaaa.... wenns ein Serienprodukt wird wohl eher filtern, wenns ein 
Einzelstueck wird kann man ja den Komparator/Begrenzer trimmbar 
machen....

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