www.mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Frequenzverdoppler


Autor: Maciek (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo ,

ich bräuchte eine Frequenzverdopplerschaltung ,die ein symmetrisches 
Signal hinkriegt. Also aus :

_--__--__--__--__--__--_

wird :

_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-

Das ganze spielt sich im Bereich bis 100Hz am Eingang ab. Die Frequenz 
ist nicht konstant. Jemand Ideen , mir fällt nichts ein...

Danke,

Maciek

Autor: Ratber (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn du noch etwas Warten kannst dann hätte ich da ne schaltung für 
dich.

Das Prinzip ist vorab leicht erklärt.
(Es gibt 2 Möglichkeiten aber diese bevorzuge ich hier einfach mal da 
hier ne relativ Feste Frequenz vorliegt und das Ausgangssignal zudem 
einigermaßen Phasendurchgangssynchron läuft)

Also:

Das Rechtecksignal wird einfach durch nen Kondensator gejagt so das bei 
jeder Flanke ein Impuls rauskommt (Abwechselnd Positiv und Negativ)

Diese dann eben gleichrichten und schon haben wir die Doppelte Frequenz.

Da Nadelimpulse meist nicht gefragt sind kann man das Signal noch etwas 
aufziehen.

Zuerst Kappen wir mit ner einfachen Zehnerdiode alles über 5V (4.7V) ab 
damit die Logik nicht einen wegbekommt.

Danach noch nen einfachen Monoflop (zb. 74121/2/3) damit wir dann wieder 
nen schönes Rechtecksignal bekommen.
------------------------------------------
Die Andere Methode ist das Signal erstmal in ein Wechselspannungssignal 
umzuwandeln indem man es durch einen größeren Kondensator jagd.

Danach ist es etwas gerundet aber das stört nicht.
Anschließend wieder gleichrichten.
Dann noch durch nen Schmittrigger jagen und schon is man fertig.

Die Signalflanken sind hier allerdings um 90° versetzt.

Gruß
Ratber

Autor: Semmel (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hierfür verwendet man einen Fensterkomparator, welcher bei 
unterschreiten sowie überschreiten des Eingangspegel schaltet. Um aus 
einem unsymetrischen Rechtecksignal wieder ein symetrisches zu bekommen 
verwendest du ein D FLIPFLOP.
Thats it.

Autor: Ratber (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Genau das wollte ich ursprünglich auch Posten.(Die Obigen Methoden sind 
Allgemein gehalten.Es gibt ja noch mehr möglichkeiten aber hier kann man 
rein Digital arbeiten)

Jetzt hab ich auch die Schaltung dafür wiedergefunden.

Ich habs mal eben für 50 auf 100Hz abgestimmt (2 Mögliche 
R/C-Kombinationen.Je nachdem was man bekommt)

Autor: crazy horse (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
alles nichts ordentliches.
Fensterkomparator beim Rechtecksignal? Und danach wieder mit D-FF 
symmetrieren (also Frequenz wieder halbieren)??
Die Sache mit Monoflop, getriggert auf beiden Flanken funktioniert nur 
mit einer festen Frequenz ordentlich, ändert sich die Frequenz, wird das 
Ausgangssignal unsymmetrisch.
Gibt 2 Möglichkeiten: PLL oder Mikrocontroller, Eingangsfrequenz messen, 
doppelte Frequenz ausgeben. Geht mit einem 2313.

Autor: Stefan May (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Oder mit 4060. Das ist eine PLL mit integriertem Oszilator.

Einen 2313 finde ich totalen overkill.

mfg, Stefan.

Autor: Ratber (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Crazy Horse

Tja,er gibt ja ne feste Frequentz an da ist die Schaltung also günstig 
und einfach.

Autor: crazy horse (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
man darf die Beiträge auch zu Ende lesen, schau mal ins Anfangsposting. 
Zitat: "Die Frequenz ist nicht konstant. "
@Stefan: sicher, deswegen steht ja PLL auch an erster Stelle meiner 
Antwort. Wer aber mit PLLs noch nie was zu tun gehabt hat, hat da evtl. 
leichte Berührungsängste.

Autor: Ratber (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Yo,hast recht.

Das hab ich glatt überlesen.

Gut,damit ist die Schaltung für die Rundablage wenn das Ausgangssignal 
Symetrisch sein soll.

Wenn es nur um Zählimpulse geht dann braucht man nur das Exor-Gatter was 
den kram einfacher macht.(Evtl. C1 etwas erhöhen.)

Autor: Stefan May (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sorry, ich habe leider Müll geschrieben. 4060 ist ein Zähler, was Du 
benötigst ist ein 4046. Das Datenblatt findest Du hier:

http://www.philipslogic.com/products/plls/4046/

Bei TTL Signalen kannst Du auch den 74HCT4046 nehmen, dann mußt Du Dir 
keine Gedanken über Signalpegelwandlung CMOS -> TTL machen.

Der 4046 ist leicht zu beschalten. Im Datenblatt ist als Beispiel ein 
Frequenzsynthesizer dargestellt. Bau Dir das einfach mal auf ein 
Breadboard auf und beobachte die Signale, die das Ding erzeugt. Ist 
alles nicht so wild und sehr interessant anzuschauen.

mfg, Stefan.

Autor: Michael (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der Vorschlag, einen 2313 zu nehmen, ist kein 'overkill' sondern eine 
sehr gute Idee. Timer 1 mißt an ICP jede Halbperiode des Eingangssignals 
und Timer 0 erzeugt mit einer halben Halbperiode ein Ausgangssignal mit 
doppelter Frequenz.
Sofort synchron und eingeschwungen, was ein 4046 nie schaffen kann.

Solange die Frequenzen im beschaulichen Rahmen bleiben (<10kHz), könnte 
man auch ungeradzahlige Vielfache erzeugen. Wenn es genau sein soll, 
darf man aber bei der Division den Rest nicht 'wegwerfen' sondern muß 
die erzeugten Perioden teilweise um einen Takt verlängern.

Autor: Uwe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi!
Also ich plädiere für 4046, ein 2313 ist doch etwas
übertrieben. Vor allem musst du einiges beachten um saubere
Signale zu erzeugen und der Stromverbrauch ist auch nicht
zu verachten.

MFG Uwe

Autor: Stefan May (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Du vergisst, das Deine Idee nicht phasensynchron arbeitet.
Damit hast Du nur eine FLL realisiert. Ändert sich die
Frequenz häufig und schnell, dann läuft Dir sehr schnell
die Phase weg und Du hast eine Menge Oberwellen. Wenn es
nur um eine Frequenzverdopplung geht, bei der die
Phasenlage keine Rolle spielt, dann kann man das so
versuchen.

Ich habe mal einen Fall konstuiert, in dem Deine Lösung
nicht funktioniert. Ich nehme in dem Beispiel an, daß die
High-Phase gemessen wird. Der Anfangszustand ist
eingeschwungen.


_____------______----____----____----___

___---___---___---___-__--__--__--__--__--

                    XXX

Wie Du siehst, sind die Phasen nicht synchron. Das kannst
Du durch auszählen erkennen. Das XXX markiert einen Fehler
in der Frequenz (in dem Fall eine sehr hohe). Diesen Fehler
kannst Du mit Deiner Lösung leider nicht verhindern.

Ich bin der Meinung, daß der 4046 die bessere Wahl ist. Du
kannst die Einschwingzeit und den Overshoot kontrollieren
und an Deine Anwendung anpassen. Die Schaltung ist einfach
und übersichtlich und die Bauteiledimensionierung ist nicht
wirklich schwer.

mfg, Stefan.

Autor: Tim (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo zusammen,

wenn der Ziehbereich des VCO's für die Frequenzänderung ausreicht,
würde ich wohl auch den PLL-IC vorziehen.

Es gibt jedoch noch eine weitere Möglichkeit, mit der eine direkte
Frequenzverdopplung mit dem gewünschten 50:50 Duty-Cycle realisiert
werden kann:

Man macht aus dem Rechteck zunächst ein invertiertes und ein
nichtinvertiertes DreieckSignal. Diese beiden Signale gibt man auf
einen schnellen Differenzverstärker. Man erhält ein rechteckförmiges
Ausgangssignal (DutyCycle 50%) mit zunächst gleicher Frequenz aber
einer Phasenverschiebung von 90 Grad. Wird das ursprünglich Signal nun
mit diesem phasenverschobenen Signal EXOR-Verknüpft, so erhält man die
doppelte Frequenz mit einem 50:50 DutyCycle.
Habe eine solche Schaltung schon für eine I/Q-Demodulator entwickelt
(200-600MHz) - leider nur in einer 0.35um CMOS-Technologie und daher
nicht mal eben kostengüstig nachzubauen :-).

Viele Grüße

Tim

Autor: crazy horse (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hm, klingt interessant, immer offen für neue Ideen. Aber woher soll da
die Phasenverschiebung (noch dazu konstant 90°, also unabhängig von der
Frequenz) kommen?

Autor: Jens Renner (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wirklich ne interessante Sache. Müsste so aussehen, oder?
     _   
_| |_| |_| | 1 (Eingang)

  /\  /\  /
_/  \/  \/   2 (1 integriert)
_
 \  /\  /\
  \/  \/  \  3 (2 invertiert)

      
__| |_| |_|  4 (1-2 mit nicht-rückgekoppeltem Diff.verstärker)
  _ _ _ 
_||||||||||  5 (1 XOR 4) bisschen schlecht dargestellt... :-)

Autor: Stefan May (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das sollte sich doch mit ein paar OPVs aufbauen lassen. Für die
Frequenzen allemal ausreichend.

mfg, Stefan.

Autor: Michael (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Da der 4046 eine so große Fan-Gemeinde hat, wie soll ich den denn
beschalten? Welche Rs, welche Cs, welchen Teiler und welchen
Phasenkomparator soll ich nehmen ? Und wie lange ist dann die
Einschwingzeit auf 1% Jitter: 10 Sek., 100 Sek. oder 1000 Sek. ?

Wenn der 2313 zu aufwendig ist, könnte man doch auch einen Tiny12
nehmen; der braucht aber noch ein ext. C zum Abblocken der
Versorgungsspannung.

Autor: Stefan May (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
siehe Datenblatt dazu. Dort ist auch ein Beispiel für die berechnung
aller Rs und Cs angegeben. Die Einschwingzeit und das Überschwingen
hängt von Deinen Wünschen ab. Wie gesagt, lies das im Datenblatt nach
und berechne es anhand der dort stehenden Formeln.

mfg, Stefan.

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.