Quarz-Frequenz anpassen

Die % sind auf die Phasenverschiebung gerechnet.
Sorry. Ich brauche 1,001 MHz. ! Also 0,1%

Im Anhang ist eine Datei mit Berechnungen für Quarz-Oszillatoren, aber 
ich erkenne daraus die maximale Frequenzerhöhung nicht.
Irgendwann ist ja Schluß für den Schwingkreis...

Die % sind auf die Phasenverschiebung gerechnet

Was für eine Phasenverschiebung?
Bei zwei unterschiedlichen Frequenzen kann man gar keine 
Phasenverschiebung angeben, weil die ständig von 0° nach 360° wandert.

Du kannst ja mal einen Kondensator in Serie schalten (10pF...100pF) und 
messen wie weit sich die Frequenz ziehen lässt.

Sorry, meine Formel in Excel hatte einen Fehler !

Helmut, ich will keine Phase verschieben, sondern mit nem 1 MHz-Quarz 
einen 1,001 MHz-Takt erzeugen.

Das wirst du SO nicht ohne weiteres hinbekommen... WEnn es so genau 
laufen soll, dann müsstest du beide Geräte schon auf einer 
(gleichbleibenden) Temperatur halten. Sonst wird alleine schon der 
unterschiedliche TK dir einen Strich durch die Rechnung machen!

Hast du überhaupt schon mal geprüft auf welcher Frequenz dein Quarz 
wirklich läuft... ? Gerade bei den billigen 10ct Computerquarzen kann da 
manchmal schon ein Khz mehr oder weniger möglich sein...
DAs sind keine PRÄZISIONSQUARZE!

Wenn du einen gleichlauf haben möchtests, dann musst du entweder ZWEI 
Präzisionsquarze anfertigen lassen, ode rnoch besser - Du leitest die 
Betriebsfrequenz des einen Gerätes aus der Betriebsfrequenz des anderen 
GErätes ab! Ist oft einfacher als man denkt...

Gruß
Carsten

P.S. Was ist das für eine Anwendung die so hohe Genauigkeiten beim 
gleichlauf zweier µCs braucht?

@  Marco B. (freiberger77)

>hat jemand eine Ahnung, wie weit man die Quarzfrequenz mittels
>Kondensator erhöhen kann ?

+/-200ppm, darüber wirds schwammig.

>Ich habe 1 MHz im AVR ( aus nem 8 MHz Quarz und FUSE-Bit = DIV/8)
>Allerdings brauche ich eine Frequenz von 1,0001 MHz, um mit einen
>anderen Gerät syncron zu laufen. (also 1% mehr)

Kaum. Das ist bestenfalls plesiochron. Synchron wird es nur, wenn beide 
Geräte aus der gleichen Quelle getaktet werden.

>Kann ich das überhaupt mit nem Kondensator anpassen, oder sind da 1%
>schon zu hoch ?

Definitiv. 200ppm sind 0,02%.

MfG
Falk

Ja oder mit dem Trennschleifer.

mein Winkelschleifer ist leider kaputt, aber mit ner Nagelfeile ging es 
wunderbar   ;-)
Mit nem Kondi in Reihe kam ich nicht wirklich zu Ergebnissen.
Wenn ich einen 33pF parallel zum Quarz hänge, hat die Frequent ca 10 ns 
mehr. Aber der Takt bleibt nicht sauber und flackert total in diesem 
Bereich.

Ich möchte Gerät bauen, welches den Unterschied zwischen 2 Frequenzen 
mißt.
Da ich aber für wenig Geld keinen Zeitmesser im ns-Bereich bekomme, will 
ich einfach eine 1 MHZ-Referenz-Frequenz nehmen und extern eine etwas 
höhere (also ein paar ns verschoben).

Wenn ich mit jeder Frequenz einen Nadelimpuls erzeuge und den über 
NAND-Gatter und Flip-Flop jage, habe ich "theoretisch" ein Signal, was 
beim Überschneiden beider Frequenzen (2* LOW auf HIGH) den Takt auf HIGH 
setzt, und danach wieder auf LOW.
Bei 1,000 MHZ und 1,01 MHZ müßte die Periode dann eigentlich 100µs lang 
sein (was ich dann auch viel besser messen und umrechnen kann).

OK, das hört sich auch gut an, muß das mal in Ruhe durchlesen.

Holger, der Ansatz ist gut, aber das wäre zu einfach.
Die Frequenzen benötige ich trotzdem.

Mit den Frequenzmessern kann ich die genaue Differenz bestimmen, aber 
was nützen mir 2 Frequenzen ohne was damit zu machen.

OK, wenn 2 "fast" gleiche Quarze verschieden abdriften, ist das nicht so 
gut.
Also wäre es doch besser, einen Quarz zu nehmen und die 2.Frequenz auch 
daraus zu erzeugen ?
Der Unterschied der Frequenzen sollte möglichst noch einstellbar sein.
Das ganze sollte möglichst mit einfachen Standard-Bauteilen 
funktionieren, ohne Spezial-ICs (die es vielleicht in ein paar Jahren 
nicht mehr gibt, oder die unbezahlbar sind)

Was ist RS-FF  ?   oder EXOR-Gatter+TP ?

ich glaub, sowas muß ich mir hier nicht anhören.
Wer keine Freunde hat und seinen Frust im Netz auslassen will, sollte 
sich ne andere Seite suchen...!

Aber ich benutze dafür keine Abkürzungen, da FlipFlip kein sooo langes 
Wort ist.

Mit nem FlipFlop kann ich Frequenzen teilen, aber nicht minimal 
verändern...

Marco B. schrieb:
> Ich habe 1 MHz im AVR ( aus nem 8 MHz Quarz und FUSE-Bit = DIV/8)
> Allerdings brauche ich eine Frequenz von 1,0001 MHz, um mit einen
> anderen Gerät syncron zu laufen. (also 1% mehr)

Ein MC kann aus Prinzip nicht mit einem anderen Gerät synchron laufen.
1. haben Befehle unterschiedliche Zyklenzahlen
2. hast Du durch bedingte Ausführung unterschiedliche Laufzeiten
3. haben Programme >10 Zeilen in der Regel Interrupts, die verzögern.

Ein MC hat es auch garnicht nötig, synchron zu sein, da alle Eingänge 
mit dem internen Takt gelatcht werden.

Du kannst aber durch ein Triggersignal z.B. an einem externen Interrupt 
Deinen Programmablauf synchronisieren (innerhalb einer gewissen 
Zyklenzahl).
Um den Jitter gering zu halten, sollte man dann aber nicht 1MHz nehmen, 
sondern 16MHz.

Die meisten Leute, die dachten, ein MC müsse zu irgendwas taktsynchron 
sein oder mehrere MCs untereinander, haben schnell gemerkt, daß das 
Quatsch ist.


Peter

Es würde sicherlich helfen, wenn du einfach die Katze aus dem Sack läßt. 
Freiberg läßt da natürlich schnell vermuten.

Deine ganze Schaltung ist auch nur sinnvoll, wenn die beiden Quarze(?) 
auf der gleichen Temperatur sind. Normale Quarze haben nämlich größere 
Temperaturabhängigkeit als von der äußeren Beschaltung die Frequenz 
verändert werden könnte.

Ich hatte mal ein ähnliches Problem und lernte da PLL+VCTCXO zu 
schätzen. Alles andere war letztendlich Käse. Ein Hauch auf einen der 
beiden Quarze und meine Schaltung desynchronisierte mal wieder.

Erreichst du die Grenze der Ziehbarkeit, dann wird fällt die Güte der 
Oszillatorschaltung schlagartig in den Keller. Das von dir beobachtete 
schwammigwerden!
Es kann helfen, einen anders geschnittenen Quarz zu verwenden. Fürs 
Ziehen gibt es spezielle. Oder ein Keramischwinger, die kannst du Faktor 
10 weiter ziehen. Deren Güte ist aber auch erheblich schlechter.

Marco B. schrieb:
> ich glaub, sowas muß ich mir hier nicht anhören.
> Wer keine Freunde hat und seinen Frust im Netz auslassen will, sollte
> sich ne andere Seite suchen...!
>
> Aber ich benutze dafür keine Abkürzungen, da FlipFlip kein sooo langes
> Wort ist.
>
> Mit nem FlipFlop kann ich Frequenzen teilen, aber nicht minimal
> verändern...

Naja. Mit dieser zweiten Aussage zeigst du leider diesselbe 
Unwissenheit. Flip-Flops können als Phasenvergleicher arbeiten. Da 
fehlts dir wirklich noch sehr an Sachkenntnis.
Schwammdrüber. Erzähl mehr was du willst und wir finden bestimmt ne 
Lösung.

Der µC muß auch nicht synron laufen, das macht die restliche Hardware.
Der AVR wird nur benutzt, um die Daten zu verarbeiten.

Ich brauche einfach nur eine einstellbare Frequenz, die leicht (ca 1-10 
KHz) über der von meinem Quarz liegt.

> Flip-Flops können als Phasenvergleicher
Ich will ja auch keine Phasen vergleichen...
Wie kann ich den mit nem FlipFlop aus 1 MHZ z.B. 1,001 MHz machen ?

Phasenvergleicher und Frequenzdifferenzierer ist letztendlich nur eine 
Frage der Anschauung. Lese es einfach woanders nach. Uns glaubst du ja 
nicht.
Als Einstieg wäre das Datenblatt des 74HC4046 geeignet. Oder ein 
Abstecher zu AD in die Abteilung PLL und Spurs in Abhängigkeit von der 
Art des Phasenvergleichers. Nach einigen Stunden sprechen wir uns dann 
wieder hier ;-)

Hm. Muß nun die zweite Frequenz direkt an der ersten gekoppelt sein? 
Oder ist der Frequenzunterschied das was du messen willst?

Für eine diskrete Taktvervielfacher-Schaltung ist der Unterschied leider 
wirklich klein. Das wird aufwändig.

Von daher werfe ich erstmal zwei Bauelemente in die Runde:
1. Si570
2. CY22393

Müßten aber auf Vorrat beschafft werden, da unüblich und Single-Sourced. 
Beim 2. gäbe es noch ähnliche Typen, die aber nicht direkt aufs Layout 
passen.

Ohne weitere Details kann ich dir aber nicht weiterhelfen. Weil Raten 
ist wie Lotto und das spiele ich nicht.

Hagis schrieb:
> Hallo Marco,
>
> wenn du die Differenz zweier Frequenzen sehr genau messen willst,
> könntest du die beiden Frequenzen überlagern und dann die Frequenz der
> entstehenden Schwebung messen. Die Frequenz der Schwebung ist dann
> direkt die Differenz der beiden Frequenzen. D.h. je kleiner die
> Differenz, desto länger die Periode der Schwebung - äusserst praktisch!
>
> Wie dies auf elektronischem Wege umgesetzt werden kann, kann ich dir
> leider nicht genau sagen.
>

Da wären wir wieder beim RS-FF und XOR ;-)

Mit nem 74HC4046 könnte man sowas machen:

Der AVR läuft mit 16MHz und teilt mit T0 durch 16000 (= 1kHz) und gibt 
es an nem PWM-Ausgang aus.

Der HC4046 erzeugt 1,001MHz, die gehen in T1 rein und werden durch 1001 
geteilt auf nem PWM-Ausgang ausgegeben.

Die beiden Frequenzen gehen zurück auf den Phasenkomparator der HC4064 
und schon regelt der sich auf 1,001MHz ein.

Der AVR stellt nur die beiden Timer ein und muß danach nichts weiter 
rechnen.


Wozu sowas gut sein soll, erschließt sich mir aber nicht.


Peter

laut Datenblatt des 74HC4046 handelt es sich auch nur um 
Periodenveränderung.
die beiden Frequenez dürfen aber logischerweiße nicht den gleichen 
Startpunkt (LOW->High) haben. Erst nach langer Zeit überschneiden sich 
die Frequenzen kurz.

Hagis hat das glaube ich ganz gut erkannt.
Die 2. Frequenz soll also unabhängig von der ersten laufen (ist also 
bestimmt nicht mit nur 1 Quarz zu machen).

Marco B. schrieb:
> laut Datenblatt des 74HC4046 handelt es sich auch nur um
> Periodenveränderung.
> die beiden Frequenez dürfen aber logischerweiße nicht den gleichen
> Startpunkt (LOW->High) haben. Erst nach langer Zeit überschneiden sich
> die Frequenzen kurz.
>

-> Schleifenfilter


> Hagis hat das glaube ich ganz gut erkannt.
> Die 2. Frequenz soll also unabhängig von der ersten laufen (ist also
> bestimmt nicht mit nur 1 Quarz zu machen).

Ich raffe es trotzdem nicht was du willst. Muß wohl zu doof sein.

OK, die untere Frequenz im Bild (blau) ist mein 1MHz-Takt, den ich aus 
nem 8MHZ-Quarz im (AVR DIV 8) geteilt habe.
Mit irgend einer Schaltung möchte ich aus den 1MHZ einen 1,001 MHZ-Takt 
(als Muster rot) und (möglichst variabel) erzeugen.
An den roten Linien überschneiden sich beide Takte.

Der Hintergrund ist:
Da ich keinen einfachen und günstigen Schaltkreis finde, mit dem ich 
eine Zeitverschiebung im ns-Bereich mit mind. 12 Bit finde, muß ich es 
eben so machen...

OK, das ist ein Wort.
Ich habe jetzt auch 2 AVR und 2 Quarze (habe keine 1 MHZ-Quarze zur 
Hand, also erstmal diese Lösung).
Den 2. Takt wollte ich mit nem Kondensator am Quarz erhöhen.

Habe nur Angst, dass sich im Laufe der Zeit die Quarze unterschiedlich 
verändern.

Aha. Wie variabel soll die zweite Frequenz sein? Also welche Auflösung, 
welche Stabilität?

Peters Lösung ist sehr gut, wenn du mit der Lieferbarkeit von AVRs in 
der Zukunft einverstanden bist. Einfacher gehts wohl kaum! Damit hast du 
allerdings nur wenig Auflösung, schlechte Kurzzeitstabilität (aka massig 
Phasenrauschen). Die Langzeitstabilität ist aufgrund der Kopplung an das 
Quarz sehr gut. Die absolute Genauigkeit bescheiden aufgrund der 
Temeraturabhängigkeit und Grundgenauigkeit des Quarzes.

Übrigens kannst du am Quarz auch mal eine Induktivität in Reihe 
ausprobieren. Kondi parallel ist Mist. Wie sieht dein Quarzoszillator 
überhaupt aus? Der im AVR wird nicht sonderlich gut sein. Da ist ein 
74HC4060 mit eigenem Spannungsregler vermutlich erheblich besser.

> Ich geh zum Lachen in den Keller und ich....
> Geht einfach nicht. Fertig.
Spess, suche dir doch ein Forum, was deinem .....-Stand angepasst ist...
Sowas albernes habe ich noch nie erlebt...
Ne Hilfe warst du bisher nicht wirklich, außer blöden Sprüchen !

Marco B. schrieb:
> OK, die untere Frequenz im Bild (blau) ist mein 1MHz-Takt, den ich aus
> nem 8MHZ-Quarz im (AVR DIV 8) geteilt habe.
> Mit irgend einer Schaltung möchte ich aus den 1MHZ einen 1,001 MHZ-Takt
> (als Muster rot) und (möglichst variabel) erzeugen.
> An den roten Linien überschneiden sich beide Takte.
>
> Der Hintergrund ist:
> Da ich keinen einfachen und günstigen Schaltkreis finde, mit dem ich
> eine Zeitverschiebung im ns-Bereich mit mind. 12 Bit finde, muß ich es
> eben so machen...

Sowas schon angesehen. Mehr gibt meine Festplatte nicht her:
http://www.acam.de/


Prinzipiell ginge vielleicht auch ein F/V-Wandler, dessen 
Ausgangsspannung du mißt.

Nein, Spess soll bleiben. Ich brauche ihn noch. Bringt fundiertes 
Wissen.

Ich habe ja auch nix gegen Spess, aber ich finde es nicht fair.
Wenn jemand ein Problem hat, dan schreibt man es hier rein.
Sonst hätte man ja das Problem nicht.
Jeder hilft jedem, jeder weiß was, was der ander nicht weiß !

Stabilität ist relativ. Wir wissen halt nichts über deine Anwendung, 
also zerbreche dir einfach selbst den Kopf.

Die Auflösung ist bei Peters Lösung halt ca. 1kHz. Du kannst da noch 
etwas spielen mit den beiden Teilern, wirst aber schnell merken wie 
begrenzt du bist. ODer du nimmst einen der vielen PLL-Chips. Die haben 
für sowas spezialisierte Teilerschaltungen. Fractional-PLL ist ein 
Stichwort.

Oder erschlägst alles durch zwei Si570 die du als Samples bestellst ;-)

Sorry,
über die Anwendung kann ich noch nichts weiter sagen, da ich erst die 
Frequenz brauche, um den Rest zu testen...

Naja, ich werde es doch erstmal mit nem 2. Quarz und nem Kondensator 
(oder Spule) versuchen und das ganze mit verschieden Temperaturen 
prüfen.

OK, ein Versuch war es Wert.
Vielen Dank an Alle, die Verständnis hatten.

Ehrlich gesagt: Wir waren bislang sehr wohlwollend.


Besorg dir LTspice und google nach Ersatzmodellen von Quarzen. Gibt da 
einiges. Dann probierst du das in LTspice mit einer seriellen Spule 
neben dem Quarz in einem z.B. Pierce-Oszillator.

Damit kriegst du erstmal ein Gefühl für das was geht.

Viel Erfolg!

Danke Fabi, ich schau mir das Teil gerne mal an...

Fabi schrieb:
> verakterdiode.
Pruuuust! ;)