Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Frequenzteiler Faktor 10 für 100 MHz Eingangssignal


von Philipp P. (putzer_philipp)


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Hallo Allerseits,

ich bin grad auf der Suche nach einem IC welcher mir eine 
Eingangsfrequenz von ca. 100MHz um den Faktor 10 runterteilt. Ich hab 
auch einige Infos hier im Forum gefunden, leider waren die vorgestellten 
ICs nicht bis zu einer Frequenz von 100 MHz nutzbar. Das Signal selbst 
ist ein Sinus (single endet). Das würde vorher durch einen Komparator 
geschickt werden und könnte danach geteilt werden. Den Ausgang des 
Teilers kann ich auch wieder entsprechend filtern.

Ich habe folgende ICs gefunden:
 - 7490
 - MC14018

Bei TI hab ich zwar ähnliche Komponenten gefunden, aber da war bei 25MHz 
auch schon schluss. Eine PLL will ich nicht verwenden, da der Teiler, 
wenn ich denn einen finden würde, bereits Teil einer PLL ist

Danke für jede Info
Philipp

von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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Guck dir die Logik ICs der Reihe 74ACxxx an, die gehen locker bis 
100MHz.

Teilen und Faktor schließen sich btw aus, das is dann ein divisor ;)

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Philipp Putzer schrieb:

> ich bin grad auf der Suche nach einem IC welcher mir eine
> Eingangsfrequenz von ca. 100MHz um den Faktor 10 runterteilt. Ich hab
> auch einige Infos hier im Forum gefunden, leider waren die vorgestellten
> ICs nicht bis zu einer Frequenz von 100 MHz nutzbar. Das Signal selbst
> ist ein Sinus (single endet). Das würde vorher durch einen Komparator
> geschickt werden und könnte danach geteilt werden. Den Ausgang des
> Teilers kann ich auch wieder entsprechend filtern.

Warum muß es gerade Teiler 10 sein? Bei hohen Frequenzen sind 
Zweierpotenzen einfacher zu realisieren.

> Ich habe folgende ICs gefunden:
>  - 7490

Standard-TTL geht nicht bis 100MHz. 74S oder 74AS sollte es schon sein. 
Oder 74AC, 74LVX.

Z.B. 74S112 - 2x JK-Flipflop bis ~120MHz
74AC74 - 2x D-Flipflop bis 150MHz
74AC390 - 2x Dezimalteiler (Datenblatt finde ich gerade nicht, sollte 
aber 100MHz schaffen)

>  - MC14018

Das wäre dann ECL. Braucht ungewöhnliche Pegel/Versorgungsspannung.

> Bei TI hab ich zwar ähnliche Komponenten gefunden, aber da war bei 25MHz
> auch schon schluss. Eine PLL will ich nicht verwenden, da der Teiler,
> wenn ich denn einen finden würde, bereits Teil einer PLL ist

Tu doch mal Butter bei die Fische! Soll das ein Teiler innerhalb einer 
PLL sein?

Nachtrag: aus dem Bereich Rundfunk-/TV-/Sat-Empfang gibt es  Teiler, die 
dann freundlicherweise auch gleich Sinussignale mit kleiner Amplitude 
verarbeiten können. Die haben aber alle keinen Teilerfaktor 10:1. 
Gebräuchlich sind 32:1, 33:1, 64:1, 65:1, 128:1, 256:1


XL

von Thomas (Gast)


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Noch ein paar Bauteilvorschläge im Forum bei 60MHz nach 10 MHz
Beitrag "Frequenzteiler 60/10 MHz"

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Axel Schwenke schrieb:
>>  - MC14018
>
> Das wäre dann ECL. Braucht ungewöhnliche Pegel/Versorgungsspannung.

ups. Vertan. MC14xxx ist ja Standard-CMOS 4000er Reihe. Die kommen ja 
kaum bis 10MHz, geschweige denn bis 100.


XL

von S. K. (hauspapa)


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Für 100MHz Komparatoren hab ich mich bisher nicht Interessiert, würde 
mich aber freuen wenn Du mal eine Bauteilbezeichnung in den Raum wirft. 
Zum Teiler:

Schau Dir mal MC74AC161DG an. Gibts bei Digikey ab Lager.
Überhaupt kann ich in diesem Fall die Suchmöglichkeiten bei Digikey 
unter:

Produktverzeichnis  > Integrierte Schaltungen (ICs) > Logik - Zähler, 
Teiler

empfehlen.

Gute Nacht
Hauspapa

von Philipp P. (putzer_philipp)


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Hallo,

danke für die Infos.

Den 74AC390 gibs leider nicht mehr (zumindest nicht bei Digikey und oder 
Farnell), aber der würd genau das machen was ich brauche. Einmal durch 
zwei und dann durch 5.

Wenn ich einen binary-counter nehme z.b. den MC74AC161DG was mache ich 
mit den Load Inputs? Die kann ich dann ja weg lassen wenn ich nur 
aufwärts zähle, oder? Ich würde dann die Qn nehmen, und die in ein AND 
führen, welches auslöst wenn der Stand 10 (0b1010) erreicht hat. Dann 
hab ich meine zehntel Frequenz und resettiere dann auch den Counter. Ist 
das so in etwa korrekt?

Zur anwendung: Ich hab eine Referenz von 10 MHz, die ist fix und kommt 
von außen. Das system selbst arbeitet bei 100MHz. Zum Phasenlocken kommt 
einen PLL zum einsatz, nur muss ich eben die 100MHz auf die 10MHz 
bringen. Die 100MHz sind auch relativ fix, mit leider sehr geringem 
tuning range.

Danke für eure Hilfe
Philipp

von karadur (Gast)


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Hallo

bei RS Components: TCA74ac390.

von karadur (Gast)


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Sorry : TC74ac390

von Harald W. (wilhelms)


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Martin Wende schrieb:
> Guck dir die Logik ICs der Reihe 74ACxxx an, die gehen locker bis
> 100MHz.
>
> Teilen und Faktor schließen sich btw aus, das is dann ein divisor ;)

Gibts denn keine Faktoren < 1?
:-)
Gruss
Harald

von Philipp P. (putzer_philipp)


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Super, danke! Ich werds mal mit beiden Typen probieren.

Wenn ich dem Binärzähler den wert 1010 (also 10) vorgebe (bei den 
P-Eingängen), dann würd der ja auch von da auch runter zählen, oder?

von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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Wenn du die Frequenz mit nem Zähler direkt durch 10 teilst und dann die 
Ausgänge verundest haste immernoch nen sehr kurzen Impuls, den der 
100MHz.
1 Puls und 9 pausen -> doof.

Daher:
Den Counter mit 3 preloaden und bis 8 Zählen lassen fürn 3 fach UND 
(teilt durch 5).
Das dann an ein Flipflop und schon haste durh 10 geteilt und nen DC von 
50/50.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Philipp Putzer schrieb:

> Wenn ich einen binary-counter nehme z.b. den MC74AC161DG was mache ich
> mit den Load Inputs? Die kann ich dann ja weg lassen wenn ich nur
> aufwärts zähle, oder? Ich würde dann die Qn nehmen, und die in ein AND
> führen, welches auslöst wenn der Stand 10 (0b1010) erreicht hat. Dann
> hab ich meine zehntel Frequenz und resettiere dann auch den Counter. Ist
> das so in etwa korrekt?

Nein. Das wäre zu langsam. Der '161 kommt dir aber entgegen dadurch, daß 
er

1. synchron ladbar ist und
2. einen Ausgang TC hat, der beim maximalen Zählerstand (15) auf H geht

Um mit dem '161 einen Teiler N:1 (N=2..16) zu bauen, würde man TC 
negieren und mit /PE verbinden. An die parallelen Eingänge des '161 legt 
man das Bitmuster für K=16-N an. Der '161 zählt dann K, K+1, ..., 15, K, 
...
Und weil man das Teilerverhältnis durch den Ladewert "programmieren" 
kann, nennt man das ganze dann einen programmierbaren Teiler.

> Zur anwendung: Ich hab eine Referenz von 10 MHz, die ist fix und kommt
> von außen. Das system selbst arbeitet bei 100MHz. Zum Phasenlocken kommt
> einen PLL zum einsatz, nur muss ich eben die 100MHz auf die 10MHz
> bringen.

Dann wäre die erste Frage, ob der Phasenkomparator überhaupt 10MHz 
schafft bzw. ob er mit 10MHz laufen muß. Du könntest ja sonst genausogut 
die 100MHz erst mit einem schnellen 4:1 Teiler auf 25MHz teilen. Das 
dann mit einem unkritischen 10:1 Teiler auf 2.5MHz. Und die mit dem 
ebenfalls durch 4 geteilten Referenztakt vergleichen.

Auch noch interessant wäre, ob der Phasenkomparator mit beliebigen 
Tastverhältnissen klarkommt oder ob er symmetrische Signale braucht.


XL

von Reinhard Kern (Gast)


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Philipp Putzer schrieb:
> Wenn ich dem Binärzähler den wert 1010 (also 10) vorgebe (bei den
> P-Eingängen), dann würd der ja auch von da auch runter zählen, oder?

Ja, wenn Eingänge zum Setzen da sind - du musst dann halt bei 0 neu 
laden. Aber ob du jetzt bei 10 resettest oder bei 0 neu lädst, die 
entsprechende Schaltung muss auch ausserordentlich schnell sein, denn 
der Vorgang muss ja abgeschlossen sein, bevor der nächste Zählimpuls 
kommt.

Mit programmierbarer Logik (GAL, CPLD, FPGA) ginge es übrigens auch, 
wäre aber logischer Overkill. Aber vielleicht kann man ja noch mehr 
Funktionen reinpacken, so dass nur noch 1 Logik-IC nötig ist.

Gruss Reinhard

von Uwe (Gast)


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Wenn du ein 50%igen Tastgrad haben willst must du durch 5 teilen und ein 
JK-FlipFlop (J=K=1)dahinterschalten bzw. Toggle FlipFlop (T-FF), welches 
durch 2 teilt.

von Harald W. (wilhelms)


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Uwe schrieb:
> Wenn du ein 50%igen Tastgrad haben willst must du durch 5 teilen und ein
> JK-FlipFlop (J=K=1)dahinterschalten bzw. Toggle FlipFlop (T-FF), welches
> durch 2 teilt.

Sowas ist im 7490 schon drin. Man muss nur einen genügend schnellen
Typ (S, ACT, HCT oder so) davon finden.
Gruss
Harald

von Tiefer Stapel (Gast)


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Alternativ zu einem CPLD wuerd ich auch ein MC100EP016A empfehlen.

von Philipp P. (putzer_philipp)


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Ich hab grad ein bisschen rumsimuliert, sehe aber, dass der 74ac161 bis 
10 zählt und dann immer wieder von neuem geladen wird. Das Signal am TC 
pin hat auch eine geringere frequenz als das Eingangssignal, allerdings 
ist die Periodendauer 110us statt 100us. Offenbar liegt das an 
irgenwelchen verzögerungen, vielleicht vom inverter der den /PE 
schaltet? Das ist ein 74AS04 was schnelleres hab ich nicht gefunden...

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Beim "Funkamateur" gibts noch den MC12080 Teiler :10 bis 1,1 GHz für 
9,00 €
http://www.box73.de/index.php?cPath=82_84_171
die älteren Typen sind dort eher teurer, 95H90 oder 11C90

Bis 100 MHz tut es aber auch ein ACMOS wie oben genannt.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Philipp Putzer schrieb:

> Ich hab grad ein bisschen rumsimuliert, sehe aber, dass der 74ac161 bis
> 10 zählt und dann immer wieder von neuem geladen wird.

Welche Schaltung?

> Das Signal am TC
> pin hat auch eine geringere frequenz als das Eingangssignal, allerdings
> ist die Periodendauer 110us statt 100us. Offenbar liegt das an
> irgenwelchen verzögerungen, vielleicht vom inverter der den /PE
> schaltet? Das ist ein 74AS04 was schnelleres hab ich nicht gefunden...

Klingt so, als hättest du den von mir vorgeschlagenen Teiler 10:1 mit 
/LE = /(TC) versucht. Aber in der Tat wird die Funktion bei 100MHz = 
1/10ns nicht garantiert. Die Verzögerung von CP zu TC sind schon 6ns, 
dazu kommt die Laufzeit durch den Inverter. Und dann will der '161 noch 
4ns Preload-Zeit für /PE (vor CP). Alles typische Werte aus dem 
Datenblatt des 74AC161 von Fairchild. Im worst case wird das nochmal 
schlimmer. Ein Inverter mit Durchlaufzeit 0ns würde gerade so reichen.

Die Alternativvariante mit einem externen Gatter, das z.B. auf "9" 
testet und dann synchron eine 0 lädt, ist auch nicht besser. 5ns Delay 
CP zu Qn, 4ns Preload für /PE. Bleibt 1ns für das Gatter.

Bleibt die Variante mit einem schnellen FF als 2:1 Teiler z.B. 74AC74 
(knapp, besser 74AC109) und dahinter einen 5:1 Teiler, z.B. mit dem 
74AC161.


XL

von Philipp P. (putzer_philipp)


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Super, dann kan nich den auch mal testen. Ich hab vor Jahren mal so 
einen ählichen Typen als einstellbaren Teiler (2,4,8 glaub ich 
verwendet) habs aber nicht mehr gefunden von wem der war...

danke
philipp

von Ulrich (Gast)


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Wenn das ganze für einen PLL sein soll gibt es fertige PLL ICs mit 
Teilern und Phasencomparator (z.B. ADF4001, LM7000, LMX....). Allerdings 
muss man die ggf. noch Programmieren, und teils passen die Teiler auch 
nicht so gut (z.B. beim LM7000). Die Versionen die für FM Radio gedacht 
sind, können meist auch direkt das Sinussignal Verarbeiten, teilen aber 
leider meist das Ref. Signal.

Ein CPLD wäre eine gute Lösung, wenn man es programmieren kann. Der CPLD 
könnte ggf. auch den Phasenkomperator mit übernehmen.

von W.S. (Gast)


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Philipp Putzer schrieb:
> ich bin grad auf der Suche nach einem IC welcher mir eine
> Eingangsfrequenz von ca. 100MHz um den Faktor 10 runterteilt.

Du hast - wie ganz viele Leute vor dir - wieder mal die ganz falsche 
Frage gestellt und damit alle Leute auf die falsche Fährte geschickt. Du 
willst also einen 100 MHz Takt auf eine 10 MHz Referenz synchronisieren. 
Gut, dafür gibt es fertige IC's, die z.Teil auch gleich den Generator 
für die 100 MHz mit drin haben, so z.B. der CDCE913 von TI. Guck mal 
dort. Was ähnliches bloß mit externem VCO gibt's dort auch. Obendrein 
kann man diese Teile vorab fix programmieren (haben ein EEPROM drin), so 
daß im Einsatzfall der IC überhaupt nicht mehr eingestellt werden muß.

W.S.

von Philipp P. (putzer_philipp)


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@XL: Simuliert hab ich das mit dem TC negiert auf den /PE Eingang, wie 
oben vorgeschlagen. Es liegt sicher an den setup zeiten, daran kann man 
wohl nichts ändern. Vorher durch zwei zu Teilen und dann bis 5 zählen 
lassen hab ich auch mal versucht zu simulieren, das Ergebniss ist aber 
in etwa das selbe.
Ich werds mal mit dem MC12080 versuchen, schaun was der so bringt

Das Problem worin der Teiler eingebaut werden soll ist eine Mischung aus 
Laseroszillator und Rb-Frequenznormale. Das Ding, welches die 100MHz 
generiert hab ich also schon, kann als VCO betrachtet werden. Referenz 
und Phasendetektor auch, also fehlt 'nur' noch der Teiler und der Filter

Das Ganze in einen FPGA (also Teiler, Phasendetektor usw.) rein zu 
packen liegt noch noch etwas weiter entfernt, das System soll mal 
konzeptionell aufgebaut und getestet werden. Daher werdens auch zuerst 
mal ein paar einzelne Komponenten werden die nach und nach 
zusammengestellt werden.

gruß und Danke
Philipp

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