Hallo zusammen,
ich sitz gerade privat an einem ganz interessanten Projekt, bei dem mir
noch ein paar Lösungen fehlen. Vielleicht habt ihr ja Ideen /
Erfahrungen dazu.
Erst mal zum Hintergrund:
Mein Dad braucht für einen Laboraufbau (Uni, Einzelstück) eine, ich
nenne es mal Triggerbox mit einem Eingang und zwei Ausgängen. Die beiden
Ausgänge steuern einen Laser an.
Am Eingang bekommt die Box ein Rechtecksignal mit 50kHz. Alle ~30ms
Sekunden soll sie Impulse ausgeben, die gegenüber der nächsten
Rechteck-Flanke eine einstellbare Verögerung haben. Die
Wiederholgenauigkeit soll dabei unter 200ns liegen. Die absolute
Genauigkeit spielt quasi keine Rolle.
Alle Ein- und Ausgänge werden über 50 Ohm BNC-Leitungen mit 1..5m
angeschlossen und es herrscht allgemein TTL-Pegel.
Um die 200ns zu erfüllen reicht mir wohl ein Xmega. Mit dem Eventsystem
sollte ich die Verarbeitung und Ausgabe der Pulse Takt-genau
hinbekommen, also auf 31ns. Da ist also noch gut Luft. Die Software dazu
wird zwar etwas Jonglage, aber durchaus machbar.
Ein paar Fragen stellen sich mir jetzt beim Frontend.
Ich weiß mittlerweile, dass die beiden Eingänge des Lasers 10k
Eingangsimpedanz haben.
Meine Ausgänge werden also serienterminiert. Meinem Eingang hätte ich
jetzt auch mal 10k gegen Masse spendiert. Morgen schau ich mir den
Aufbau mal an, dann weiß ich hoffentlich auch mehr zum Rechteck.
Jetzt bin ich bei folgenden Levelshiftern gelandet:
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74LVC_LVCH1T45.pdf
Die will ich sowohl verwenden, um das Eingangssignal auf 3,3V für den µC
zu wandeln, als auch als Treiber für die beiden Ausgänge. Quasi keine
Beschaltung, schnell, billig -> Schön :)
Allerdings bin ich mir nicht mehr so sicher, ob das die beste Idee ist.
Was mir vor allem Sorgen macht:
1.) Wenn die Terminierung nicht perfekt abgestimmt ist, können es auch
mal deutlich über 5V werden. LShifter sind max 5,5V spezifizert
-> Eine Schutzbeschaltung muss her. Zenerdioden gegen Masse glänzen mit
ihrer Kapazität. Schottky gegen 5V könnten gehen.
2.) Ich denke es kann durchaus passieren, dass mal was falsch angesteckt
wird und Ausgang gegen Ausgang treibt. Angenommen, das Gegenüber ist
ebenfalls 50 Ohm serienterminert, dann könnten auch mal 50mA fließen.
-> "In der Praxis" werden die LShifter es vermutlich aushalten, sowas
will ich aber nicht entwickeln. Ein brauchbarer Schutz, der mir nicht
meine Impulse versaut, ist mir noch nicht eingefallen.
3.) Schieß ich mir mit der Geschwindigkeit bzw. steilen Flanken der
LShifter evtl. ins Knie?
Habt ihr eine von Haus aus robustere Lösung? Eine brauchbare
Schutzbeschaltung? Was hab ich noch alles übersehen? Wie sieht sowas
"üblicherweise" bei Laborhardware aus? Mach ich mir einfach zuviel
Gedanken? :-P
Ich würd mich freuen, ein paar Denkanstöße zu bekommen !
Gruß, Alex
@ Alexander v. Grafenstein (avogra)
>Am Eingang bekommt die Box ein Rechtecksignal mit 50kHz.
OK. Ist die Frequenz konstant?
> Alle ~30ms Sekunden soll sie Impulse ausgeben,
Woher kommt der 30ms Takt?
> die gegenüber der nächsten>Rechteck-Flanke eine einstellbare Verögerung haben.
In welchem Bereich? ns? ms?
>Die>Wiederholgenauigkeit soll dabei unter 200ns liegen. Die absolute>Genauigkeit spielt quasi keine Rolle.>Alle Ein- und Ausgänge werden über 50 Ohm BNC-Leitungen mit 1..5m>angeschlossen und es herrscht allgemein TTL-Pegel.
Naja, 50 Ohm und TTL verträgt sich eher nicht, bestenfalls bei Punkt zu
Punkt Verbindungen mit Serienterminierung, siehe Wellenwiderstand.
>Um die 200ns zu erfüllen reicht mir wohl ein Xmega. Mit dem Eventsystem>sollte ich die Verarbeitung und Ausgabe der Pulse Takt-genau>hinbekommen, also auf 31ns. Da ist also noch gut Luft. Die Software dazu>wird zwar etwas Jonglage, aber durchaus machbar.
Naja, kann man machen, ist aber nicht unbedingt das Mittel der Wahl. Ein
Zähler, bissel Logik, ggf. ein Monoflop für die Verzögerung.
>Ich weiß mittlerweile, dass die beiden Eingänge des Lasers 10k>Eingangsimpedanz haben.>http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74LVC_LVCH1T45.pdf>Die will ich sowohl verwenden, um das Eingangssignal auf 3,3V für den µC>zu wandeln, als auch als Treiber für die beiden Ausgänge. Quasi keine>Beschaltung, schnell, billig -> Schön :)
Kann man machen.
>1.) Wenn die Terminierung nicht perfekt abgestimmt ist, können es auch>mal deutlich über 5V werden.
Kaum. Perfekt ist selten was. Es reicht, wenn es gut ist.
> LShifter sind max 5,5V spezifizert>-> Eine Schutzbeschaltung muss her. Zenerdioden gegen Masse glänzen mit>ihrer Kapazität. Schottky gegen 5V könnten gehen.
Ja, aber mach dich mal nicht verrückt, so wild wird das nicht.
>2.) Ich denke es kann durchaus passieren, dass mal was falsch angesteckt>wird und Ausgang gegen Ausgang treibt. Angenommen, das Gegenüber ist>ebenfalls 50 Ohm serienterminert, dann könnten auch mal 50mA fließen.>-> "In der Praxis" werden die LShifter es vermutlich aushalten, sowas>will ich aber nicht entwickeln.
Warum nicht? Weil es zu einfach ist UND funktioniert?
>3.) Schieß ich mir mit der Geschwindigkeit bzw. steilen Flanken der>LShifter evtl. ins Knie?
Möglich. So langsam wie möglich, so schnell wie nötig. Ich sehe sowieso
keinen Grund, die Dinger zu nutzen. Wozu am Eingang? Nimm einen 5V AVR
und gut. Am Ausgang kann man ggf. einen 74HC04 als Treiber nutzen,
wahrscheinlich reicht aber auch der AVR-Ausgang allein.
>"üblicherweise" bei Laborhardware aus? Mach ich mir einfach zuviel>Gedanken? :-P
Teilweise.
MFG
Falk
Falk Brunner schrieb:> @ Alexander v. Grafenstein (avogra)>>>Am Eingang bekommt die Box ein Rechtecksignal mit 50kHz.>> OK. Ist die Frequenz konstant?
Ich glaube. Wissen tu ich es morgen :) Falls es interessiert: Es kommt
aus einem Photo-Elektrischen Modulator. Der erzeugt eigentlich einen
Sinus, wird aber schon im PEM zum Rechteck gemacht. Es interessiert vor
allem die Phase zum Sinus. Falls die Frequenz stark driftet/abweicht,
werde ich den internen RC-Oszillator nehmen und mit der DFLL auf das
Rechteck synchronisieren.
>>> Alle ~30ms Sekunden soll sie Impulse ausgeben,>> Woher kommt der 30ms Takt?
Den erzeug ich selbst.
>>> die gegenüber der nächsten>>Rechteck-Flanke eine einstellbare Verögerung haben.>>> In welchem Bereich? ns? ms?>
eine Rechteck-Periode muss ich überstreichen können, also 20µs, die
beiden Ausgangssignale zueinander 150..250µs. Ich werd wohl jeweils noch
etwas mehr spendieren.
>>Die>>Wiederholgenauigkeit soll dabei unter 200ns liegen. Die absolute>>Genauigkeit spielt quasi keine Rolle.>>>Alle Ein- und Ausgänge werden über 50 Ohm BNC-Leitungen mit 1..5m>>angeschlossen und es herrscht allgemein TTL-Pegel.>> Naja, 50 Ohm und TTL verträgt sich eher nicht, bestenfalls bei Punkt zu> Punkt Verbindungen mit Serienterminierung, siehe Wellenwiderstand.>
Hat mich auch gewundert und bin zu dem selben Schluss gekommen.
>>Um die 200ns zu erfüllen reicht mir wohl ein Xmega. Mit dem Eventsystem>>sollte ich die Verarbeitung und Ausgabe der Pulse Takt-genau>>hinbekommen, also auf 31ns. Da ist also noch gut Luft. Die Software dazu>>wird zwar etwas Jonglage, aber durchaus machbar.>> Naja, kann man machen, ist aber nicht unbedingt das Mittel der Wahl. Ein> Zähler, bissel Logik, ggf. ein Monoflop für die Verzögerung.>
Wer weiß was noch an Anforderungen kommt :) so bin ich flexibel. Und
jetzt hab ich es eh schon ziemlich vollständig durchgedacht ^^
>>Ich weiß mittlerweile, dass die beiden Eingänge des Lasers 10k>>Eingangsimpedanz haben.>>>http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74LVC_LVCH1T45.pdf>>>Die will ich sowohl verwenden, um das Eingangssignal auf 3,3V für den µC>>zu wandeln, als auch als Treiber für die beiden Ausgänge. Quasi keine>>Beschaltung, schnell, billig -> Schön :)>> Kann man machen.>>>1.) Wenn die Terminierung nicht perfekt abgestimmt ist, können es auch>>mal deutlich über 5V werden.>> Kaum. Perfekt ist selten was. Es reicht, wenn es gut ist.>>> LShifter sind max 5,5V spezifizert>>-> Eine Schutzbeschaltung muss her. Zenerdioden gegen Masse glänzen mit>>ihrer Kapazität. Schottky gegen 5V könnten gehen.>> Ja, aber mach dich mal nicht verrückt, so wild wird das nicht.>>>2.) Ich denke es kann durchaus passieren, dass mal was falsch angesteckt>>wird und Ausgang gegen Ausgang treibt. Angenommen, das Gegenüber ist>>ebenfalls 50 Ohm serienterminert, dann könnten auch mal 50mA fließen.>>-> "In der Praxis" werden die LShifter es vermutlich aushalten, sowas>>will ich aber nicht entwickeln.>> Warum nicht? Weil es zu einfach ist UND funktioniert?>>>3.) Schieß ich mir mit der Geschwindigkeit bzw. steilen Flanken der>>LShifter evtl. ins Knie?>> Möglich. So langsam wie möglich, so schnell wie nötig. Ich sehe sowieso> keinen Grund, die Dinger zu nutzen. Wozu am Eingang? Nimm einen 5V AVR> und gut. Am Ausgang kann man ggf. einen 74HC04 als Treiber nutzen,> wahrscheinlich reicht aber auch der AVR-Ausgang allein.>>>"üblicherweise" bei Laborhardware aus? Mach ich mir einfach zuviel>>Gedanken? :-P>> Teilweise.>> MFG> Falk
Ok, dann mach mir erstmal keine Sorgen :) Die SW-Lösung werd ich wohl
beibehalten wg. Flexibilität.
Vielen Dank schonmal!
Gruß, Alex
