Frequenz eines TTL Signals erhöhen (PLL)

Hallo Harald

Ja, da hast Du recht :) Meinte natürlich 1 - 450 Hz. Ausgangsseitig 
wären das dann 8 - 3.6kHz.

Ich mach' mal den Anfang mit dieser SChaltung. Nur sehe ich daraus jetzt 
nicht, wie man die Frequenz auf Faktor 8 erhöht. Gehe mal davon aus, 
irgendein Zähler zählt hoch bis 8, gibt 8 Pulse raus, wartet bis der 
nächste reinkommt.

Gruss, Philipp

Nicht wirklich. Man nimmt einem VCO der die 4kHz kann und hat einem 
Teiler hinten dran. Dann wird diese geteilte Frequenz auf das 
Eingangssignal gelockt.

Danke für die netten Antworten. Geht ja ziemlich fix hier bei euch.

Hat mir jemand hierfür eine Beispiel Schaltung? Ich finde mit dem 4096 
nur Generatoren.

Gruss, Philipp

4046, nicht 4096!

Ok, ok, ich geh' jetzt das Datenblatt lesen.

Was die Geschwindigkeit anbelangt, das ist weniger wichtig. Ich sage mal 
so innerhalb von 300ms müsste das Ausgangssignal angepasst sein. Aber 
das ist für euch Elektroniker bestimmt schon eine halbe Eiszeit;)

Gruss, Philipp

@  Markus Huber (geiserp)

>Was die Geschwindigkeit anbelangt, das ist weniger wichtig. Ich sage mal
>so innerhalb von 300ms müsste das Ausgangssignal angepasst sein.

Wird bei 1 Hz Eingansfrequenz schwierig. Und eine PLL mit 8-3600 Hz 
Ausgangsfrequenz ist auch alles andere als einfach.

Meine innere Stimme sagt mir, dass du dich mit Netiquette befassen 
solltest und das Problem sicher anders deutlich besser lösbar ist.

http://www.mikrocontroller.net/articles/Netiquette#Klare_Beschreibung_des_Problems

MfG
Falk

Also so ganz hat mir das datasheet jetzt auch nicht geholfen. Ausser 
dass Du wohl diese Schaltung meinst (pic)?

@Falk: Du meinst mit nettiquette wohl ich soll den Anwendungsfall 
beschreiben. Gut. Es geht um ein KFZ Projekt welches wir aufbauen. Es 
ist ein Trackcar und wird nicht auf öffentlicher Strasse bewegt.

Im KFZ kommt ein neuer Tacho rein. Der Tacho akzeptiert 400Hz +5V 
Rechteck bei 30/kmh.

Als Geber haben wir ein Rechteck Signal von +5V mit 45 Hz bei 30/kmh. 
Die Unit ist feinjustierbar daher sage ich Faktor 8 reicht, obwohl es 
genaugenommen Faktor 8.8 wären.

Ausgangsseitig kann also auch getrost das Signal erst ab 100Hz kommen, 
da bewegt sich die Nadel ja noch nicht einmal.

Gruss, Philipp

Also nochmals von Null. Was soll's werden?

Und wenn man WIRKLICH so eine PLL braucht, macht man das heute bei den 
Frequenzen voll digital. Ein kleiner AVR reicht locker.

MfG
Falk

Wenn du das mit dem 4046 lösen willst, dann stell dich schon mal auf 
mehrere 10s Einschwingzeit ein, weil du nur 1Hz Referenzfrequenz hast.
Mit dem Prinzip wird das also nichts.

@  Markus Huber (geiserp)

>@Falk: Du meinst mit nettiquette wohl ich soll den Anwendungsfall
>beschreiben. Gut.

Ja.

Und warum nehmt ihr keine passende Tacho-Geber Kombination?

Wie gsagt, nimm einen AVR und jemanden der bisschen Ahnung hat. Dann 
habt ihr das an einem langen Nachmittag fertig.

MFG
Falk

Weiss grad nicht, ob ihr meinen vorherigen Beitrag schon gelesen habt, 
ging wohl dazwischen unter. Hier der konkrete Anwendungsfall:

@Falk: Du meinst mit nettiquette wohl ich soll den Anwendungsfall
beschreiben. Gut. Es geht um ein KFZ Projekt welches wir aufbauen. Es
ist ein Trackcar und wird nicht auf öffentlicher Strasse bewegt.

Im KFZ kommt ein neuer Tacho rein. Der Tacho akzeptiert 400Hz +5V
Rechteck bei 30/kmh.

Als Geber haben wir ein Rechteck Signal von +5V mit 45 Hz bei 30/kmh.
Die Unit ist feinjustierbar daher sage ich Faktor 8 reicht, obwohl es
genaugenommen Faktor 8.8 wären.

Ausgangsseitig kann also auch getrost das Signal erst ab 100Hz kommen,
da bewegt sich die Nadel ja noch nicht einmal.

Gruss, Philipp

Ich würde auch einen Controller nehmen. Das Eingangsintervall wird 
mittels Timer / InputCapture gemessen und ein passendes Ausgangssignal 
generiert.

Ok, ihr habt recht, ich poste hierzu besser mal die ganze Wahrheit.

Beim Fahrzeug sitzt der Geber im Getriebe. Er erzeugt ein Sinus Signal. 
Das Signal geht über zwei Leitungen hoch in die (alte) Tachoeinheit.

Bei der neuen Tachoeinheit (das ist die vom Nachfolgemodell) wird kein 
sinus Signal mehr akzeptiert, sondern wie erwähnt das 400Hz 
+5square@35km/h Signal. Im Nachfolgemodell kommt dieses Signal aber 
nicht mehr von Getriebe, sondern von der ABS Unit. Der hintere ABS 
Sensor erzeugt exakt dieselbe Frequenz, die ABS Unit macht nur einen 
Rechteck daraus.

Wir haben uns also gedacht, kein Problem, dieses Universal Speedometer 
Signal Interface wird das Problem lösen:

http://www.dakotadigital.com/index.cfm/page/ptype=product/product_id=126/category_id=287/home_id=59/mode=prod/prd126.htm

Das macht aus Sinus schon mal den schönen Rechteck, ist stufenlos 
einstellbar, kann aber nur maximal bis Faktor 4 Signale multiplizieren.

Ich dachte halt, man könnte jetzt da eine PLL hinten dran hängen, und 
hätte so leicht Faktor 8 erreicht.

Alternative wie es andere (mit Erfolg) gelöst haben: Die haben das ABS 
Signal vom hinteren DIFF in Speedo Converter gespeist, und den Ausgang 
dann auf den neuen Tacho gelegt. Könnten wir auch, nur ziehe ich ungern 
5meter Kabel quer durch den Wagen und verschleife die Pegel vom ABS 
Signal.

Hoffe ist klar nun.

Gruss

Mit PLL bekommt man diesen Frequenzbereich nicht vervielfacht (PLL 
benutzt einen Oszi, und der will mal über solch einen Bereich abstimmbar 
sein - kaum möglich).
Möglich wäre sowas nur über Frequenzmischung/Umsetzungen, wird aber auch 
net Einfach.

Ich würde es ganz einfach machen:
mit XOR-Gattern - ein Eingang wird direkt vom Rechteck gespeist, der 
andere über ein RC-Verzögerungsglied (RC-Konstante < T/4). Damit haben 
wir Verdopplung.
Dahinter wieder so ein Ding (RC-Glied mit um Faktor 2 kleinerer 
Konstante) - wieder verdoppelt.
Nochmal so ein Ding - im ganzen nun verachtfacht.
Und da das Rechteck vermultich vor allem bei tieferen Frequenzen keine 
1:1 Rechteck ist, kann man nochmal verdoppeln (16x), und dann mit 
rückgekoppelten FlipFlop halbieren. Ergibt bei konstanter Frequenz genau 
1:1-Rechteck mit 8-facher Frequenz mit extrem weitem Frequenzbereich 
(auch bis 0Hz ;-)

Danke @Jens

Das würde dann so aussehen (Bild)?

@  Markus Huber (geiserp)

>Das macht aus Sinus schon mal den schönen Rechteck, ist stufenlos
>einstellbar, kann aber nur maximal bis Faktor 4 Signale multiplizieren.

Dann schalte doch zwei davon in Reihe ;-)

>Alternative wie es andere (mit Erfolg) gelöst haben: Die haben das ABS
>Signal vom hinteren DIFF in Speedo Converter gespeist,

Von solchen Signalen würde ich die Finger lassen!

@Markus Huber
>Danke @Jens

>Das würde dann so aussehen (Bild)?

Ja - so in der Art


@Reinhard Kern (Firma: RK elektronik GmbH) (rk-elektronik)

>> Ergibt bei konstanter Frequenz genau
>> 1:1-Rechteck mit 8-facher Frequenz mit extrem weitem Frequenzbereich

>Hallo,

>das ist ein Denkfehler. 1:1 ergibt sich nur bei Eingangspulsen, die
>äquidistant sind - sind sie aber nicht. Können sie bei variabler
>Eingangsfrequenz und der angegeben Schaltung auch nicht sein.

Ok,  achdem ich erst mal "äquidistant" entschlüsselt habe ;-), und das 
nochmal durchdacht hatte, dann hast Du recht. Die Schaltung gibt eher 
gruppenweise Anhäufungen von Pulsen von sich. Aber die Grundfrequenz 
(durchschnittliche Frequenz) ist trotzdem vervielfacht.
Aber vielleicht braucht sein Tacho auch gar keine idealen sequentielle 
Rechtecke. Kann man also vierte Stufe+FF weglassen.

Ich kann es ja mal testen, FG habe ich, ich kämpfe jetzt bloss noch mit 
der Dimensionierung von R1 - R3 und C1 - C3 :(

Gruss

Rx*Cx ist die Zeitkonstante, und sollte nicht (viel) größer als die 
anliegende viertel Periode der max. Frequenz der betreffeneden Stufe 
sein (aber auch nicht sinnlos viel kleiner)

Sinus ist da, ja, aber Amplitude ändert sich mit steigender 
Geschwindigkeit.

@Jens:

R1 = 120 Ohm, C1 50nF?

Man kann natürlich anstelle eines 8-pin-Controllers auch ein IC 
Massengrab bauen, welches dann doch nicht (zuverlässig) funktioniert. 
Aber ich will ja auch noch ´was lernen. ;-)

Ich kann den Tacho bequem mit dem FG über den gesamten Bereich ausgiebig 
testen. Wenn es mit dem Masengrab funktioniert, warum also nicht?

Knut Ballhause schrieb:
> Ich würde auch einen Controller nehmen. Das Eingangsintervall wird
> mittels Timer / InputCapture gemessen und ein passendes Ausgangssignal
> generiert.

Das ist hier wohl die einzig sinnvolle Loesung und benoetigt nicht mehr 
als 1 Bauteil zum Funktionstest und <10 Bauteile fuer die komplette 
Implementierung im Fahrzeug. Und das mit < 30 Beinchen zu loeten.....

Gruss

Michael

@holger
Dimensioniere mal bitte als Beispiel eine PLL mit 1Hz Referenzfrequenz. 
Da gibt es Tränen beim Fragesteller, wenn er x*10s Einschwingzeit 
schlucken muss.

@  holger (Gast)

>Der 74HCT4046 schafft die 1:500 problemlos.

Nicht wirklich. Weder der Oszillator und schon gar nicht der 
Schleifenfilter.

MFG
Falk

qMarkus Huber (geiserp)

>@Jens:

>R1 = 120 Ohm, C1 50nF?

Eher 12k bei 50n für rund 500µs, wenn ich mich nicht verrechnet habe.
Sinnvolle/käufliche Werte wären dann 10k+47n

Hallo zusammen

Erstmal danke an die vielen Antworten. Zusammenfassend haben wir nun 
drei Lösungsansätze:

1) Microcontroller. Wäre bestimmt die beste Lösung, nur fehlt mir da das 
KnowHow und die 'helfende' Hand. Alleine bekomme ich das nicht hin, das 
ist schon mal klar.

2) PLL Schaltung. Da scheint ihr euch auch nicht gerade einig zu sein, 
ob das funktioniert. Daher schliesse ich diese gleich aus.

3) XOR Gatter. Die Bauteile kosten mit weniger als 5 EUR. Die Schaltung 
ist einfach, brutzeln macht Spass, und wenn es nicht funzt habe ich 
immerhin was gelernt. Werde also mal diesen Weg versuchen. Schaltung 
liegt im Angang bei, kann bitte jemand mal die Werte noch checken ob das 
so richtig ist?

Ok, aber testen werde ich das mit einer LED können? Also mal laienhaft 
ausgedrückt, wenn am Eingang ein 5Hz Signal anliegt sollte die LED 50mal 
pro sec blinken?

Hier auch mal ein Bild von der ganzen Geschichte, damit ihr auch mal 
wisst wie das aussieht. Der FG da hinten erzeugt 3.78kHz, bei 300km/h :)

@  Markus Huber (geiserp)

>Ok, aber testen werde ich das mit einer LED können?

Nö, mit einem Oszilloskop. Oder Frequenzzähler.

> Also mal laienhaft
>ausgedrückt, wenn am Eingang ein 5Hz Signal anliegt sollte die LED 50mal
>pro sec blinken?

Theoretisch ja, praktisch sit das ein Flimmern, das keiner mehr bewerten 
kann.

MfG
Falk

@  Markus Huber (geiserp)

>wisst wie das aussieht. Der FG da hinten erzeugt 3.78kHz, bei 300km/h :)

BOAH EY!

@  m.n. (Gast)

>Die 4030 haben keine definierten Schaltschwellen (kein Schmitt-Trigger
>am Eingang).

Eben. Und da der Eingang von einem Sinussignal kommt, ist ein [[Schmitt 
Trigger]] sowieso nötig. Also noch einen 40106 dazu, dann hat er auch 
gleich die Schmitt trigger für die drei XOR Stufen. Ach ja, 100nF an 
+12V/GND fehlen noch, auch wenn es nur schnarchlangsame 4000er sind.

MFG
Falk

Wenn es ein moderner Tacho ist, kann es funktionieren. Bei der 
klassischen Schaltung ganz sicher nicht. Dazu muß man sich nur mal den 
Unterschied zwischen gleichmäßig verteilten Pulsen und den Bündelpulsen 
klar machen.

Die PLL-Geschichte würde funktionieren, wenn man das Schleifenfilter 
aufwändig gestaltet. Das ist dann aber so aufwändig, das man gleich 
einen Controller nehmen könnte. Nötig wäre ein SCF mit 
Besseleigenschaft.

Und dann laß den Motor öfters an und schau, ob die Schaltung das mit 
100nF 'Netzteil' überlebt :-)

Da kommt noch ein Spannungsregler mit Elko vordran ist ja wohl das 
kleinste Uebel.

Kann gut sein, dass der Tacho mit den Bündelimpulsen funktionieren wird. 
Bei der Frequenz ist die Nadel sowieso mal mechanisch zu träge.

Es wird wirr wackeln und die Drehzahlkurve einen Knick bekommen.

Zur PLL noch was: Mit dem XOR Phasenvergleicher geht es sowieso nicht, 
denn der hat nur einen Fangbereich von +/+45°. Du müßtest den anderen 
flankensensitiven Komparator im 4046 nehmen. Der Effekt ist der, daß ein 
XOR auf alle Vielfachen der Vergleichsfrequenz die gleiche Antwort 
liefert...

Probiers und wenn es dich nicht zufrieden stellt, du kannst mailen ;-)

Naja wir werden sehen. Teile sind bestellt ich halte euch auf dem 
Laufenden.

Schönes Wochenende allerseits ihr MC Verrückten.

Hallo Leute

Ich habe die Schaltung mal aufgebaut, testweise mit nur einem Gatter.

Aber erstmal der Reihe nach. Als Gatter verwende ich den CD4030BE. Hier 
ist das sheet davon:

http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/26867/TI/CD4030BE.html

Das Gute zuerst: Die Schaltung funktioniert, verdoppelt schön!

Das kuriose: Es funktioniert aussschliesslich, wenn an der Schaltung 
zwischen +5-6 V anliegen, obwohl laut Datasheet 'supply voltage' das 
Ding 3 - 18 vertragen sollte? Wie kann das sein?

Noch ein Wort an die MC Fraktion: Leute - ich hätte gerne so ein Teil. 
Wirklich. Nur liegt das für mich, völlig out of scope. Ich habe weder 
das Knowhow noch die Hardware so ein Teil zu proggen. Wer mir das macht 
gegen Unkosten - gerne! Aber 'alleine' wage ich mich nicht dahin.

Gruss, Philipp

wenn dein Eingangssignal TTL-Pegel hat (0 ... 5V) so musst du natürlich 
auch deine nachgeschaltete CMOS-Schalung mit eben dieser 
Betriebsspannung versorgen. Wenn die Spannung am 4030 hoch genug ist, 
dann sind auch 5V Eingangspegel Low.

Sascha

Jetzt hat er was er wollte! Nämlich jemanden der ihm das für lau macht. 
Das muß ich nun schonmal loswerden, nachdem ich ihm ziemlich am Anfang 
ein günstiges Angebot machte.
Ich finds einfach ärgerlich, wenn Leute die ein ganzes Auto umbauen dann 
nichtmal 50 Euro oder so für ne Spezialschaltung übrig haben <wollen>.

Das mit dem "laß andere für lau machen", greift mir langsam einfach zu 
viel um sich!

Hallo Leute

Mal vielen Dank an @Jens (seine Lösung funzt perfekt) + @den netten 
Gast.

Abdul:
Aus Deiner Antwort (untenstehend) sehe ich nicht, dass Du mir ein 
günstiges Angebot machen wolltest.

1

Es wird wirr wackeln und die Drehzahlkurve einen Knick bekommen.

2

3

Zur PLL noch was: Mit dem XOR Phasenvergleicher geht es sowieso nicht,

4

denn der hat nur einen Fangbereich von +/+45°. Du müßtest den anderen

5

flankensensitiven Komparator im 4046 nehmen. Der Effekt ist der, daß ein

6

XOR auf alle Vielfachen der Vergleichsfrequenz die gleiche Antwort

7

liefert...

8

9

Probiers und wenn es dich nicht zufrieden stellt, du kannst mailen ;-)

In der Tat hat mir aber obiger Gast ein sehr verlockendes Angebot 
gemacht, daher habe ich ihm gleich von Anfang an vorgeschlagen, ihn 
dafür grosszügiger zu entlöhnen. Das kann Gast gerne bestätigen.

Gruss, Philipp

Markus, ich hatte dir gemailt. Wenn du die nicht erhalten hast, dann 
wars eben Pech. Behaupten kann man nun natürlich vieles - jeder.

Ist egal.