Hallo!
Ich will mal daran herumexperimentieren, wie Logikbausteine in der
Praxis funktionieren.
Deshalb habe ich anfänglich mal eine Schaltung gebaut, die zwei
Rechtecksignale UND Verknüpft.
Die Frequenzen der Rechtecksignale kommen aus einem LTC6900 und sind mit
unterschiedlich feinen Potis verstellbar.
Das langsamere Signal hat ca 5kHz, das schnellere ca. 50kHz, sodass
immer 5 Pulse durchkommen und 5 nicht.
Mein Problem liegt beim Messen.
Ich habe erwartet, dass wenn ich die Frequenz langsam verstelle, die
Pulse vom schnelleren Signal langsam zum durchlaufen anfangen (wenn ich
auf das langsamere Signal triggere) bzw stehen bleiben, wenn ich das
Signal wieder exakt 10x hochfrequenter mache, als das andere.
Was ich an meinem Rigol DS1052E sehe ist:
Das Signal steht entweder, oder läuft wirwarr hin und her. Und stehen
tut er in einem relativ weiten Bereich. (Einige Hertz)
Das schön langsam anfangende Laufen bleibt also komplett aus...
Warum?
Danke für alle Antworten im Voraus!
Guten Morgen
Hast du bei deinen Und-Gliedern mal geschaut wie lange die für ein
sauberes High brauchen (Rise Time)?
Eventuell sind deine 50kHz etwas zu schnell für die Und-Glieder und
diese kommen nie richtig zum Durchschalten.
Gruss
EinVersuch schrieb:> Eventuell sind deine 50kHz etwas zu schnell für die Und-Glieder
Kaum, 50kHz schafft jede Logikfamilie locker. Ich schätze eher, dass der
Oszi mit dem er das misst schlecht synchronisiert ist.
Geh doch mal auf 2-Kanal-Betrieb. Dann siehst du, ob es ein
Triggerproblem ist. Also Kanal 1 deine 5kHz mit Trigger auf Kanal1, die
müssen dann stehen.
Kanal 2 das Und-Signal.
Nach Bauchgefühl eine andere mögliche Ursache: Vielleicht beeinflussen
sich die beiden LTC6900 auch einfach nur, wenn sie nebeneinander und
vielleicht auch noch schlecht abgeblockt auf einem (Bread-?)board
aufgebaut sind?
Thomas E. schrieb:> Vielleicht beeinflussen> sich die beiden LTC6900 auch einfach nur, wenn sie nebeneinander und> vielleicht auch noch schlecht abgeblockt auf einem (Bread-?)board> aufgebaut sind?
Guter Input, das nennt man Erfahrung.
Hallo!
Danke schon mal für die vielen Antworten!
Also:
Wenn ich auf das langsame Signal triggere und das UND-Signal mit dem
zweiten Tastkopf abgreife, schaffe ich es schon, dass das Signal steht,
nur bin ich mir nicht so sicher, dass es auch stimmt, was mein Oszi
anzeigt. Denn wenn ich am 100 Ohm-Poti schraube, gibt es einen Bereich
von geschätzten 40-50 Ohm, wo das Signal stehen bleibt. Das ist aber ein
Unterschied von ca 50Hz! Das kann ja nicht sein, oder?
Und ich kann das langsame Durchlaufen nicht kriegen. Also dass die Pulse
langsam wandern.
Außerdem "zittert" das UND Signal ein bisschen. Wenn ich mich mit der
Hand der Schaltung nähere (ich greife nichts an), zittert es mehr...
Die Schaltung ist auf eine Lochrasterplatine gelötet.
Schnell genug ist der Logik-Chip schon. Und man sieht ja die Pulse. Die
kommen durch und werden bei der entsprechenden Stelle auch gesperrt.
Danke für alle weiteren Tipps im Voraus!
PS: Abblockkondensatoren habe ich für alle drei Bauteile gesetzt. (100nF
KERKO) und die gesamte Schaltung hat einen 100µF ELKO als Puffer.
Die KERKOS sind jeweils direkt neben den entsprechenden Bauteilen.
Die "Kette" der Potis ist etwas lang, da ich sie wie folgt abgestuft
habe:
100k-10k-1k-100-10
Die beiden LTC6900 sind ca 3-5mm voneinander entfernt.
Sie haben SMD Bauform.
Wie müsste die Schaltung gebaut werden, damit sich die beiden LTC6900
nicht stören?
P.S.2: Habe jetzt die Zeitbasis so eingestellt, dass man einige Perioden
sieht (12ms).
Habe die Messung gestoppt und in das Signal hineingezoomt und das Signal
durchgeschaut. Man sieht, dass die 5 Pulse nicht immer an der gleichen
Stelle im "Fenster" des langsamen Signals sind, aber sie sind mal ein
bisschen mehr am Anfang mal am Ende, also sie laufen anscheinend nicht
durch sondern haben nur nicht so eine gute Frequenzstabilität.
Sind aber immer 5 Pulse.
Kann ich nun davon ausgehen, dass die Signale wirklich derart überlagert
sind, dass die Pulse NICHT laufen? Oder gibt es da vielleicht noch einen
Messfehler, der das nur vortäuscht und ich ihn übersehe?
Getriggert ist nach wie vor auf das langsame Signal. Trigger-Modus und
Erfassungs-Modus sind auf "Normal".
Danke!
Experimentierfreudiger schrieb:> haben nur nicht so eine gute Frequenzstabilität.
Wie sind denn die Frequenzen der beiden ursprünglichen Signale
synchronisiert? Wahrscheinlich überhaupt nicht?
Clemens L. schrieb:> Wie sind denn die Frequenzen der beiden ursprünglichen Signale> synchronisiert? Wahrscheinlich überhaupt nicht?
Wenn ich das richtig verstehe, sollen die beiden Frequenzen ja gerade
nicht synchronisiert sein!
Ein Aufbau, der mit der angestrebten Präzision arbeitet, dürfte aber
m.E.n. nicht so einfach hinzubekommen sein. Um sich langsam
gegeneinander verschiebende Signale auf dem Scope zu sehen, müsste die
Frequenz auf ca. 1 Hz genau abgestimmt werden, bei 50 kHz also 0,002%!!!
Das gibt der Aufbau wohl nicht her. Allein schon die Reihenschaltung der
verschiedenen Potis dürfte durch die Leiterlänge eine schöne
Radio-Antenne bilden, die vermutlich dadurch schon ordentlich "Jitter"
erzeugt.
Hallo!
Das feinste Poti ist ein 10 Ohm Präzisions-Poti. Ich habe ausgerechnet,
dass in meinem Bereich ungefähr 1 Ohm Unterschied 1Hz
Frequenzunterschied macht. Wäre also theoretisch einstellbar.
Die Potis führen übrigens keine Frequenz. Habe ich mit dem Oszi
gemessen. Nur Gleichspannung. Also keine Antenne....
(Der Chip hat einen Eingang, zwischen dem und V+ müssen die Potis sein,
um mit ihnen die Frequenz einstellen zu können.)
Wenn, dann werden wohl eher die Leitungen zwischen den beiden LTC6900
und dem Logikgatter sein, nicht?
Einer ist 1,5cm, der andere 3cm lang. Sie verlaufen parallel, mit einem
Abstand von 5mm....
Aber warum man es trotz Präzisionspoti nicht präzise genug einstellen
kann, bleibt trotzdem ein Rätsel
Karl H. schrieb:> Ich denke eher, das hat was mit deinem Oszi zu tun.>> Welche Frequenz verstellst du eigentlich? Die 5khz oder die 50kHz?
Ich verstelle beide Frequenzen.
Hast du auch eine Vermutung, was das Problem sein könnte? (Beim Oszi)
Thomas E. schrieb:> Vielleicht beeinflussen> sich die beiden LTC6900 auch einfach nur,
Wenn es der von Thomas E. vermutete Effekt ist (was ich für nicht
unwahrscheinlich halte), dann hat die Sache sogar einen offiziellen
Namen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Lock-in-Effekt_%28Physik%29
(mit dem Ansatz hab ich vor 25 Jährchen in meiner Diplomarbeit die
Abstrahlung von Diodenlasern verbessert :-)
Das würde zumindest zu all deinen bisherigen Beobachtungen passen.
Wenn du es loswerden willst, muss du die Kopplung zwischen den
Oszillatoren verringern (was ggf. nicht einfach ist, weil schon eine
sehr kleine Kopplung den Effekt hervorrufen kann). Mögliche Schritte
wären:
- mehr Abstand zwischen den ICs und zwischen den Ausgangssignalen
(weniger kapazitive Kopplung, geringere gegenseitige Beeinflussung der
Versorgung).
- niederohmigere Bauteilwerte (Poti), um den Einfluss der kapazitiven
Kopplung zu reduzieren
- Längswiderstände in den Ausgängen, um die Flanke zu bremsen (weniger
Stromfluss, weniger kapazitive Kopplung)
- stärkere Filterung der Versorgung (nicht nur Buffercaps sondern
zusätzlich für jedes IC einen kleinen Vorwiderstand oder einen Pi-Filter
Experimentierfreudiger schrieb:> Ich verstelle beide Frequenzen.
Lass mal 1 Poti in Ruhe. Konzentrier dich nur auf 1 Änderung.
> Hast du auch eine Vermutung, was das Problem sein könnte? (Beim Oszi)
Bin mir da gar nicht mehr so sicher. Mir kommt da auch noch die Idee,
dass sich die LT (es sind doch 2?) mglw. über die Versorgungsspannung
irgendwie aneinander koppeln.
Hast du schon mal probiert die beiden Frequenzen am Oszi darzustellen,
wenn du am Poti drehst? Ändert sich die Frequenz so fein, wie du dir das
vorstellst?
(zb die 5kHz auf Strahl 1, 50kHz auf Strahl 2, Trigger auf Strahl 1 und
dann vorsichtig an den 50kHz drehen)
Karl H. schrieb:> (zb die 5kHz auf Strahl 1, 50kHz auf Strahl 2, Trigger auf Strahl 1 und> dann vorsichtig an den 50kHz drehen)
Hmm. andersrum ist es wahrscheinlich besser.
Trigger auf die 50kHz und dann die 5kHz *vorsichtig' verstellen.
Du brauchst du Frequenzänderungen im Hunderstel-Hz Bereich, ansonsten
hast du bei diesen Frequenzen sofort enorme Phasenverschiebungen pro
Zeiteinheit, die auf dem Oszi dann natürlich wirr aussehen.
Karl H. schrieb:> Du brauchst du Frequenzänderungen im Hunderstel-Hz Bereich,
Soooo fein muss es nicht sein - 1 Hz Unterschied in der Frequenz
verschiebt das Bild auf dem Scope-Schirm um 1 Periode pro Sekunde, egal
wie hoch die Frequenz ist. Aber um hier eine 50kHz-Frequenz auf 1 Hz
abzustimmen und auch noch so jitterfrei zu erzeugen, daß das Bild auf
dem Scope sauber steht, braucht es wohl mehr Aufwand, als ein präzises
Poti.
(Und eine Antenne ist auch eine Antenne, wenn sie nur zum Empfang von
elektromagnetischen Wellen dient.)
picalic schrieb:> Karl H. schrieb:>> Du brauchst du Frequenzänderungen im Hunderstel-Hz Bereich,>> Soooo fein muss es nicht sein - 1 Hz Unterschied in der Frequenz> verschiebt das Bild auf dem Scope-Schirm um 1 Periode pro Sekunde, egal> wie hoch die Frequenz ist.
Meine Überlegung ist die (getriggert wird auf die 50kHz, also auf eine
externen 'absoluten' Zeitbezug)
Angenommen die darzustellende Frequenz wäre 360Hz und das Oszi Bild
steht stabil (was es nicht wird. Aber nur mal angenommen). Wenn ich nur
359Hz hätte, dann würde jede einzelne Welle um 1/360 früher als die
vorhergehende kommen. D.h. die Phase würde sich (in Bezug auf meine
externe Referenz) verschieben, von Welle zu Welle um jeweils 1°. D.h.
nach 360 Wellen hab ich eine Phasenverschiebung von 360° und damit
wieder die ursprüngliche Phasenbeziehung. D.h. in 1 Sekunde wandert die
360Hz Schwingung genau um eine Wellenlänge nach links oder rechts (in
Bezug auf meinen Trigger aus einer anderen Quelle, der mir bei 360Hz ein
stabiles Bild beschert hat)
Jetzt hab ich aber keine 360Hz, sondern 3.6kHz. D.h. die
Phasenverschiebung (bei 1Hz Abweichung) ist auch 10mal so schnell. Die
Welle wandert in 0.1 Sekunden um eine Wellenlänge am Schirm.
Ich hab auch keine 3.6kHz sondern noch mehr. Ich hab 5Khz. Bei 1 Hz
Frequenzabweichung wandert die Welle am Schirm in etwas mehr als 0.05
Sekunden um 1 Wellenlänge. Da ich aber nicht so schnell schauen kann und
vor allen Dingen ein Oszi mir nur Momentaufnahmen nacheinander
präsentiert, sehe ich nicht die Phase sich pfeilschnell verschieben,
sondern immer nur eine Momentaufnahme irgendeiner Phasenbeziehung.
Das ganze hat ein bischen was von Markierung an einem sich drehenden Rad
und einem Stroboskop. Passt die Frequenz, dann seh ich die Markierung
'im Stillstand', ist sie leicht daneben, dann wandert die Markierung.
Bin ich zu weit daneben, dann 'hüpft' die Markierung ständig umher. Je
schneller sich das Rad dreht, desto kleiner wird der 'gute Bereich' (bei
gleichbleibender Stroboskopfrequenz, das Oszi schmeisst mir ja auch
immer eine gleichbleibende Anzahl an Bildern auf den Schirm)
Mach ich da einen Denkfehler?
Karl H. schrieb:> Jetzt hab ich aber keine 360Hz, sondern 3.6kHz. D.h. die> Phasenverschiebung (bei 1Hz Abweichung) ist auch 10mal so schnell.
Ich denke, da ist schon der Denkfehler: Bei 3600 Hz ist 1Hz Abweichung
nicht 1 Grad Phasenverschiebung pro Sekunde (wie bei 360 Hz), sondern
nur 1/10 Grad! Die Phasenverschiebung ist also nicht 10 x so schnell,
sondern bleibt gleich!
picalic schrieb:> Karl H. schrieb:>> Jetzt hab ich aber keine 360Hz, sondern 3.6kHz. D.h. die>> Phasenverschiebung (bei 1Hz Abweichung) ist auch 10mal so schnell.>> Ich denke, da ist schon der Denkfehler: Bei 3600 Hz ist 1Hz Abweichung> nicht 1 Grad Phasenverschiebung pro Sekunde (wie bei 360 Hz), sondern> nur 1/10 Grad!
Mist.
Du hast natürlich recht.
Ich widerrufe und behaupte das Gegenteil.
Die Schaltung ist offenbar "handempfindlich". Oben schreibst Du, daß die
beiden Signale in einem Logikgatter UND-verknüpft sind. Was hat Du mit
den anderen 3 Gattern in dem Schaltkreis gemacht? Deren Eingänge dürfen
nicht in der Luft hängen, sonst wirkt sich das auch auf das benutzte
Gatter aus.
Die mußt Du auf definiertes Potential legen. Lege sie auf Masse, da
brauchst Du keine zusätzlichen Ziehwiderstände dranlöten.
mfG Paul
Aus "handempfindlich" gekoppelten Oszillatoren kann man auch
berührungslos spielbare Musikinstrumente bauen - s. "Theremin" (womit
wir wieder bei den Antennen wären...)
