Taktquelle für Frequenzzähler

[Fabian (Gast)]

Hallo,

ich will mir einen Frequenzzähler bauen.

Habe mich mit den Konzepten beschäftigt und nun folgende Idee:

Bei hohen Frequenzen zählt man ja die Impulse in einem bestimmten 
Zeitfenster, bei niedrigen Frequenzen eher die Periodendauer.

Ich würde gern immer die Periodendauer messen.
0) Brauche ich für den OPV einen bestimmten / schnellen Typ?
Der obere Zähler soll immer die Länge der "positiven Halbwelle" zählen, 
der untere die der negativen.
1) Dazu brauche ich einen schnellen Takt. Könnte ich dafür eine PLL 
benutzen, die bis 1,3 GHz ausgeben kann?
2) Ich brauche schnelle Zähler, könnte ich dafür die ECL Zähler 
MC100E016FN benutzen? Oder gibt es noch andere schnelle Zähler?
3) Die genaue Sekunde würde ich von Funkuhr oder GPS ableiten.

Hat jmd von Euch schon einmal ein solches Projekt gebaut oder irgendwo 
gesehen?

VG Fabian

[Purzel H. (hacky)]

Ich wuerd das GPS seinlassen ausser du bist immer draussen am Messen.
Kein OpAmp, sondern Komparatoren sind angesagt.
Wie genau soll das Ganze denn sein ?
Was soll denn gemessen werden ?

[Fabian (Gast)]

Danke hacky für Deinen Input.
Ja, der opv arbeitet dann als Komperator. Sollte nur schemenhaft 
darstellen, dass ich halt am Ausgang dann eine Rechteckspannung habe.
Was gemessen werden soll? - Na die Frequenz. Einen Ratiometrischen 
Zaehler habe ich aufgebaut und nun will ich mit der Frequenz höher 
gehen, diskrete Zähler benutzen und habe noch weitere Sachen vor.
Die Frage ist, wie genau ich den Takt erzeuge, wie hoch ich ihn bekomme 
und wie die Kurzzeitstabilität ist.

[Lukas K. (carrotindustries)]

Fabian schrieb:
> Bei hohen Frequenzen zählt man ja die Impulse in einem bestimmten
> Zeitfenster, bei niedrigen Frequenzen eher die Periodendauer.

So hat man das in den 70ern gemacht
Heute braucht man diese Unterscheidung nichtmehr: 
Beitrag "Frequenzzähler 1Hz - 40MHz"

Fabian schrieb:
> 1) Dazu brauche ich einen schnellen Takt. Könnte ich dafür eine PLL
> benutzen, die bis 1,3 GHz ausgeben kann?
Wenn die PLL halbwegs genau ist.
Früher hat man Interpoliert.
Mit einem Integrator wird eine positive Spannung über die Zeitdifferenz 
integriert. Anschließend wird mit einer kleineren negative Spannung 
abwärtsintegriert . Das Verhältnis der Spannungen bestimmt den 
Dehnungsfaktor der Zeit. Damit hat HP 10ps Zeitauflösung ohne 100GHz 
Oszillator erreicht. In den entsprechenden HP Journals findet sich mehr 
dazu.

Wozu brauchst du allerdgins eine Periodenmessung auf 1ns genau?
Wenn du hohe Frequenzen messen willst, reicht ein einfacher ECL 
Vorteiler.
Fabian schrieb:
> 3) Die genaue Sekunde würde ich von Funkuhr oder GPS ableiten.
Funkuhr jittert Afaik übermäßig. Für den Hausgebrauch reicht auch ein 
OCXO, die gibt's bei ebay aus china recht günstig.

[Fabian (Gast)]

Danke für die Tipps, Lukas. Ich werde mir das Frequenzzählermodul mal 
ansehen, vielleicht lässt sich da noch was abschauen.

Wiedermal macht mir die Genauigkeit Angst und ich müsste wohl erstmal 
ausprobieren, eine PLL zu bauen und zu untersuchen. Leider habe ich kein 
genaues Messgerät und müsste auf eine genaue Sekunde zurückgreifen, oder 
einen Zähler lange laufen lassen, und die Abweichung von der Funkuhrzeit 
messen.
Also die Idee war theoretisch, einen Frequenzzähler zu bauen, der nur 
auf Periodenmessung beruht. Eine ns-genaue Zeitmessung wird wohl 
problematisch.

Hätte ich sie verfügbar, würde ich eine Taktquelle nehmen, mir dann eine 
Verteilung der Periodendauern auf einem Grafik-VFD anzeigen lassen und 
mich freuen wie die Werte um einen Mittelwert gestreut sind. :-)

[holger (Gast)]

>Also die Idee war theoretisch, einen Frequenzzähler zu bauen, der nur
>auf Periodenmessung beruht. Eine ns-genaue Zeitmessung wird wohl
>problematisch.

Was für ein Quatsch. Mit steigender Frequenz wird der immer
ungenauer. Im Prinzip wie beim Frequenzzähler der mit fallender
Frequenz immer ungenauer wird. Deshalb geht man bei kleinen
Frequenzen ja auch auf Peridendauermessung über um nicht
1000s messen zu müssen.

[Fabian (Gast)]

Ja klar wird er bei steigender Frequenz ungenauer. Danke trotzdem für 
Deine Meinung.

[Peter D. (peda)]

Fabian schrieb:
> ich will mir einen Frequenzzähler bauen.

Ehe Du anfängst, ein Konzept zu entwickeln, mußt Du erstmal die Daten 
festlegen:

- Meßbereich,
- Auflösung,
- Genauigkeit
- Meßrate


Peter

[holger (Gast)]

>Ja klar wird er bei steigender Frequenz ungenauer.

Und wozu soll deine Idee dann gut sein?
Um zu zeigen wie man mit möglichst viel Aufwand
ein möglichst schlechtes Ergebnis erzielt?
In welchem Bereich willst du überhaupt messen?

[W.S. (Gast)]

Fabian schrieb:
> Hallo,
>
> ich will mir einen Frequenzzähler bauen.

Mein lieber Fabian,

zunächst mal ein paar Fragen:
Wie alt bist du, welche Kenntnisse hast du bereits, welche technischen 
Möglichkeiten hast du (Küchentisch oder Elektroniklabor..), wozu soll 
das Bastelobjekt denn dienen und wieviel Geld soll es kosten?

Hier in diesem Forum gibt es Dutzende von Leute, die auf verschiedenste 
Weise ihren Frequenzzähler gebastelt haben. Such einfach mal nach 
"Frequenzzähler" und du wirst ne Menge Threads finden, von denen viele 
recht lesenswert sind.

Im allgemeinen ist der Stand des Frequenzzähler-Bastelns derzeit, daß 
man zwei Zähler hat, wovon der eine das Eingangssignal (also was man 
messen will) zählt, während der andere eine Referenzfrequenz aus einem 
Quarzgenerator zählt. Vor beiden Zählern sitzt ein Tor, das beide 
Signale zugleich durchläßt oder sperrt. Man kann (muß aber nicht) dieses 
Tor synchron mit einem der beiden Signale öffnen und schließen, dann hat 
man als Meßzeit ein ganzahliges Vielfaches der zugehörigen 
Periodendauer.
Anschließend kann man beide Zählergebnisse ins Verhältnis setzen und gut 
ist:
F = Freferenz * InCounter/RefCounter;
Wenn man das Tor von der Eingangsfrequenz auf- und zumachen läßt, dann 
gibt das immer die gleiche Auflösung, die nur von der schieren Anzahl 
der gezählten Referenzimpulse abhängt, nicht jedoch von der 
Eingangsfrequenz.

Also, suche und lies hier im Forum ein bissel herum, da wirst du fündig.

W.S.

[Norbert L. (norbert_l64)]

Lukas K. schrieb:
> Fabian schrieb:
>> Bei hohen Frequenzen zählt man ja die Impulse in einem bestimmten
>> Zeitfenster, bei niedrigen Frequenzen eher die Periodendauer.
>
> So hat man das in den 70ern gemacht

In den 70gern hat man nur mit festen Torzeiten gemessen. Erst Mitte/Ende 
der 70ger kamen die "Rechnenden Zähler" mit Periodendauer-Messung auf 
dem Markt.
Schweinisch teuer und für den normalen Entwickler nicht bezahlbar.

Heute kombiniert man beide Verfahren, wie Fabian es beschrieb.

Mein selbstgebauter Frequenzzähler misst von 0,01HZ(DC) bis 125MHz in 
einen Rutsch durch. Bei ca. 1,2 MHz schaltet der auf feste 
Torzeitmessung(0,1sec, 1sec. 10sec.) um. Somit habe ich bei 1sec immer 
1Hz Auflösung, bis zur 125MHz-Grenze.