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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Zeitmessung mit uC


Autor: tim (Gast)
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Hallo,
da ich bis jetzt noch nicht viel mit uC gearbeitet habe, möchte ich 
erstmal fragen, ob folgendes Problem überhaupt mit Microcontrollern zu 
lösen ist.

Gegen ist mir ein Signal von ca. 100mV welches eine minimale 
Abklingkonstante von ca. 200ns aufweißt. Also eine Bandbreite von 
maximale ca. 5Mhz.


Ich möchte die Abklingkonstante mit dem uC genau ermitteln um damit 
später weiter zu arbeiten.
Also wäre eine Auflösung im nS Bereich anzustreben.

Andere Aufgaben sollen mit dem uC eigentlich nicht ausgeführt werden. 
Vielleicht noch 2-3 Pins auf High oder Low schalten. mehr aber nicht

 Meine Frage ist nun ob es prinzipiell möglich ist recht genaue 
Zeitmessungen zu realisieren.
Falls jemand so was schon mal gemacht hat und ein paar Tipps oder andere 
Lösungsansätze kennt wäre ich sehr dankbar.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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tim schrieb:
> Meine Frage ist nun ob es prinzipiell möglich ist recht genaue
> Zeitmessungen zu realisieren.
Nicht mit dieser Auflösung, denn du willst vermutlich ja wissen, ob dein 
Signal 200ns gedauert hat oder 300ns...

> Gegen ist mir ein Signal von ca. 100mV welches eine minimale
> Abklingkonstante von ca. 200ns aufweißt. Also eine Bandbreite von
> maximale ca. 5Mhz.
Ich würde hier jetzt sagen "mindestens 5MHz", denn irgendwie muß das 
Signal ja in den 200ns vor dem Abklingen auch noch "Aufklingen".

> minimale Abklingkonstante
Eine Konstante ist konstant und nicht mal minimal und mal länger...

Mal dein Signal mal auf und zeichne ein, was dich daran interessiert. 
Und dann poste die Skizze hier.

Autor: tim (Gast)
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hi,

ja ich möchte wissen, ob es 200ns oder 213ns gedauert hat bis es 
abgeklungen ist.


minimale Abklinkonstante heißt:

Dies stellt die kleinste Abklingkonstate dar welche noch aufgelöst 
werden muss. Wenn der Versuchsaufbau geändert wird, wird die 
Abklingkonstate größer werden. Das heißt das Signal brauch länger um 
Abzuklingen.
Es wird mit werten zwischen 200ns und 1us gerechnet.


mfg tim

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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tim schrieb:
> hi,
>
> ja ich möchte wissen, ob es 200ns oder 213ns gedauert hat bis es
> abgeklungen ist.

Ist in deinem Bild die Flanke schon 'abgeklungen'?
Woran machst du deine Antwort fest?

Immerhin ist dein Signal ja auf dem kompletten Bild an keiner Stelle zu 
0 geworden.

> Es wird mit werten zwischen 200ns und 1us gerechnet.

Das wird Timingmässig schon eng, zumal du ja über einen A/D Wandler 
gehen musst.

Autor: Peter (Gast)
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Dazu müsste man aber noch angeben bis zu welchen Punkt denn gemessen 
werden soll, also ab welcher spannung ist bei dir der Vorgang beendet.

Autor: tim (Gast)
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hi,

ja also mir reicht die Zeit zwischen 100% und 36.8% Signalpegel. also 
Tau
D.h. mein Signal muss nicht auf 0V sinken.

Hab mir schon gedacht, dass es nicht einfach wird ^^

mfg tim

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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tim schrieb:
> ja also mir reicht die Zeit zwischen 100% und 36.8% Signalpegel.
Sehe ich recht: Komma 8?  Brutal... :-o

> Hab mir schon gedacht, dass es nicht einfach wird
Du wirst 3 Sachen machen müssen:
1. erkennen, wenn das Signal beginnt abzuklingen.
2. erkennen, wenn 36,8% von den 100% erreicht werden.
3. die Zeit zwischen den beiden Punkten messen.

Der 3. Teil wird der leichteste sein.

> ja also mir reicht die Zeit zwischen 100% und 36.8% Signalpegel.
Was sind denn 100% Signalpegel?
Genau die Spannung, wenn die Steigung negativ wird?
Variiert diese 100%-Spannung? Wieviel?

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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tim schrieb:
> hi,
>
> ja also mir reicht die Zeit zwischen 100% und 36.8% Signalpegel. also
> Tau
> D.h. mein Signal muss nicht auf 0V sinken.
>
> Hab mir schon gedacht, dass es nicht einfach wird ^^

Eventuell könnte man mit dem Komparator was machen.
Der eigentliche Spannungswert ist dir ja im Grunde egal. Du willst ja 
nur wissen, ob und wann du unter der Schwelle bist.

Aber selbst dann sind Nanosekunden hart. Ein µC müsste da schon weit im 
2-stelligen MHz Bereich getaktet werden. Eher sogar noch mehr.

Ohne externen schnellen Zähler ... denke ich nicht, dass das mit einem 
kleinen µC machbar ist.

Autor: tim (Gast)
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hi,

ja ob es nun 36,8% oder 37%  ist dann auch nicht so wichtig ^^

Was sind denn 100% Signalpegel?
              --> richtig genau dann wenn du Steigung negativ wird

Variiert diese 100%-Spannung? Wieviel?
--> Die Spannung sollte eigentlich kaum variieren.
bzw. Wenn ich den Aufbau ändere und eine anderes Tau zu erwarten ist, 
wird sich auch die Spannung ändern. Also pro Messung von einem 
bestimmten Tau sollte die Spannung fast konstant bleiben.

Habe mir auch schon überlegt, über OPVs einen Oszilator zu triggern 
welchen ich dann an einem uC auswerte.


erstmal vielen dank für die schnellen antworten


mfg tim

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