Hallo,
ich möchte gerne ein PLL aufbauen der einen Digitalen Filter hat.
Die Frequenzen bewegen sich um die 10Mhz. Als Phasen-Detektor würde ich
z.B. einen AD9901 nehmen. Soweit ich mir das zusammengereimt habe, gibt
mit der Phase-Detektor ein vorzeichenbehaftetes I/O Signal. In der
analogen Version würde man warscheinlich einen Tiefpassfilter
dahinter schalten um dann eine eine Spannung proportional zur
Phasenverschiebung zu bekommen.
Ich würde gerne den Filter Digital gestalten und dann den Regelprozess
des VCO auch gleich im Controller zu machen. (VCO ist nicht ganz
richtig, der Oszillator wird über Umweltparameter verstimmt)
Wenn es soweit richtig ist, wird das Signal des Phasen-Detektors sich
auch im Bereich von 10Mhz bewegen? Ich such jetzt ein Controller Board
der dieses Signal in sogut wie in Echtzeit verarbeiten kann und noch
genung Resourcen hat um die Regelung zu machen.
Hat einer einen Vorschlag für ein Controller (Board) oder sonstige
Anmerkungen zum Problem?
Könnte man z.b. den Grasshopper nehmen?
Mfg
Alex
Hi,
ich erhoffe mir das man die Anpassung des Regelsystems auf die
Softwareebene verlagern kann, da die Umweltparameter noch indirekt und
direkt von anderen Regelsystemen beeinflusst werden und man noch nicht
zuverlässig sagen kann wie stark sich die Systeme stören.
Die Annahme ist also das Anpassung an die andere Regelkreisläufe in
Software einfacher ist als eine Analogregelung anzupassen.
Mfg
Alex
> (VCO ist nicht ganz richtig, der Oszillator wird über Umweltparameter> verstimmt)
Jaja ! Der muß aber vom Tiefpass geregelt werden. Also von deinem DSP
oder so. Oder willst du die Temperatur vom Die deines DSPs nutzen um den
VCO zu steuern bzw. "nicht VCO".
Hi,
mhh ich weißt nicht genau was du meinst. Der "VCO" ist eher! vom
Druckabhängig als von der Temperatur (Wobei mit dem Idealen-Gasgesetz
und konstantem Volumen....) aber gereglt wird der Druck. (von mir aus
dann Pressure Controlled Oszillator -> PCO)
Ist dein Vorschlag den Tiefpass noch analog umzusetzten und dieses
Signal dann weiterzuverarbeiten? Ich tendiere dazu auch den Filter
Digital umzusetzten um mir die Freiheit zu erhalten.
Außer das benötigte Board sprengt alle Kosten, dann würde ich auf die
Digitale umsetzung des Filters verzichten.
Im grunde kann man die Frage runterbrechen zu:
Ich brauch ein Controller der ein vorzeichenabhängiges I/O Signal von
10Mhz verarbeiten kann. Der Rest war nur Rahmenprogramm, wobei ich mich
natürlich hier auch über Kritische nachfragen freue.
Aber ich würde erstmal gerne ein Controller(-Board) Vorschlag haben
bevor ich intensiv über Alternativen nachdenke.
Mfg
Alex
@ Alex (Gast)
>ich möchte gerne ein PLL aufbauen der einen Digitalen Filter hat.>Die Frequenzen bewegen sich um die 10Mhz. Als Phasen-Detektor würde ich>z.B. einen AD9901 nehmen. Soweit ich mir das zusammengereimt habe, gibt>mit der Phase-Detektor ein vorzeichenbehaftetes I/O Signal. In der>analogen Version würde man warscheinlich einen Tiefpassfilter>dahinter schalten um dann eine eine Spannung proportional zur>Phasenverschiebung zu bekommen.
Jo.
>Ich würde gerne den Filter Digital gestalten und dann den Regelprozess>des VCO auch gleich im Controller zu machen. (VCO ist nicht ganz>richtig, der Oszillator wird über Umweltparameter verstimmt)
Warum nicht gleich alles komplett digital? Bei 10 MHz ist das leicht.
Als NCO (Numeric controlled oscillator) nimmt man eine DDS, ein es
nun als IC oder nachgebildet im uC.
>Wenn es soweit richtig ist, wird das Signal des Phasen-Detektors sich>auch im Bereich von 10Mhz bewegen?
Kann sein, muss nicht. Man kann die Signale vor dem Phasendetektor auch
runterteilen, hat dann bestimmte Eigenschaft der PLL zu Folge.
> Ich such jetzt ein Controller Board>der dieses Signal in sogut wie in Echtzeit verarbeiten kann und noch>genung Resourcen hat um die Regelung zu machen.
Na dann sag doch mal, welche Regelzeiten du anstrebst, sprich wie
schnell muss/soll die PLL reagieren?
>Hat einer einen Vorschlag für ein Controller (Board) oder sonstige>Anmerkungen zum Problem?
Jan nach Anforderungen reicht ein kleiner AVR oder ein dicker DSP.
>Könnte man z.b. den Grasshopper nehmen?
Könnte schon, aber das ist ein relativ großes Teil. Das nimmt man nur,
wenn es denn wirklich benötigt wird.
MfG
Falk
Hi,
danke für die Antwort.
Die Regelung sollte natürlich so schnell wie möglich sein ;).
Jedoch wird das langsamste Glied die Reaktion des Oszillators auf die
Druckänderung sein. Diese wird geschätzt mindestens im ms Bereich sein.
( Das ist wichtig wegen der Phasenverschiebung durch evtl. Totzeiten
oder? )
Ein etwas überdimensionierter Controller wäre nicht schlimm, da er dann
evtl noch die Überwachung und Meldung der Parameter übernehmen kann oder
gar noch ein weiteren Regelkreislauf.
Falk Brunner schrieb:> Warum nicht gleich alles komplett digital? Bei 10 MHz ist das leicht.> Als NCO (Numeric controlled oscillator) nimmt man eine DDS, ein es> nun als IC oder nachgebildet im uC.
Wenn ich nach Entwicklungsboards suche finde ich entweder DPS boards im
Audio Bereich oder in Frequenzverarbeitungsbereiche die völlig
überdeminsoniert sind :(.
Aber mir dämmerts das ich immer nach falschen Eigenschaften suche.
Mfg
Alex
Lade dir erstmal von AD das Programm AdSimPll herunter und lies die
einschlägigen Manuals zu PLL-Schaltkreisen, bevor du hier gewaltige
Gedanken über irgendwelche digitalen Filter zum besten gibst.
Ich halte dein Ansinnen für schlichtweg Unfug. Mach's lieber analog und
richtig.
W.S.
@ Alex (Gast)
>und konstantem Volumen....) aber gereglt wird der Druck. (von mir aus>dann Pressure Controlled Oszillator -> PCO)
Ahhh, das hatte ich überlesen. Du hast also einen Drucksensor, der einen
10 MHz Takt ausgibt, plus minus ein paar kHz natürlich bei
Druckänderungen. Stimmt das?
>Ist dein Vorschlag den Tiefpass noch analog umzusetzten und dieses>Signal dann weiterzuverarbeiten? Ich tendiere dazu auch den Filter>Digital umzusetzten um mir die Freiheit zu erhalten.
Richtig so! Wenn gleich eine rein analoge Lösung sicher möglich ist,
bieten die heutigen ICs mit ihren Möglichkeiten deutliche Vorteile
gegenüber der rein analogen Lösung.
>Außer das benötigte Board sprengt alle Kosten, dann würde ich auf die>Digitale umsetzung des Filters verzichten.>Im grunde kann man die Frage runterbrechen zu:>Ich brauch ein Controller der ein vorzeichenabhängiges I/O Signal von>10Mhz verarbeiten kann.
Was soll das sein? Ein Sinus ohne Gleichanteil? Ist egal, das Signal
muss so oder so in ein Digitalsignal gewandelt werden, Komparator etc.
>Die Regelung sollte natürlich so schnell wie möglich sein ;).
Das ist gerade bei PLLs nicht unbedingt das Beste.
>Jedoch wird das langsamste Glied die Reaktion des Oszillators auf die>Druckänderung sein. Diese wird geschätzt mindestens im ms Bereich sein.
Also wird der Tiefpass auch inm unteren kHz Bereich anzusiedeln sein.
Hmmm. Mit einem AVR würde es vielleicht etwas knapp werden.
>Wenn ich nach Entwicklungsboards suche finde ich entweder DPS boards im>Audio Bereich
Die sollten passen. DSPic, Blackfin, etc.
Hi,
zugeben, ich habe keine Ahnung von Digitalen Filter und auch nur sehr
wenig von PLL Schaltkreisen (Das was im Tietze und Schenk steht). Ich
versuche durch den Einsatz von DSP das Hardware Problem so schnell wie
möglich hintermich zu bringen und hoffe das ich von dort an alles mit
Software lösen kann. ( Auch deswegen bin ich geneigt den Controller eher
überdimensioniert zu wählen).
Wie oben schon erwähnt könnte die Regelung durch die Einflüsse anderer
Regelkreisläufe komplizierter werden und da sehe ich einen großen
Vorteil von der digitalisierung oder nicht?
W.S. schrieb:> Ich halte dein Ansinnen für schlichtweg Unfug. Mach's lieber analog und> richtig.
Was sind den explizit die Vorteile von Analog (und richtig)?
Mfg
Alex
@ Alex (Gast)
>versuche durch den Einsatz von DSP das Hardware Problem so schnell wie>möglich hintermich zu bringen und hoffe das ich von dort an alles mit>Software lösen kann.
;-)
Naja, ohne einen durchdachten Hardwareansatz geht das aber nicht.
>Wie oben schon erwähnt könnte die Regelung durch die Einflüsse anderer>Regelkreisläufe komplizierter werden und da sehe ich einen großen>Vorteil von der digitalisierung oder nicht?
Das siehtst du ganz richtig. Mal ein anderes Extrembeispiel. In einer
Anlage, die ich "zufällig" näher kenne, werkelt ein 500 MHz Blackfin, um
eine Hochspannung mit 0,1 Hz Sinus zu regeln/erzeugen.
Keine Tippfehler ;-) Wenn gleich man es wohlmöglich auch mit einem 20
MHz AVR hinbekommen würde, so hat der Ansatz sich dennoch in der Praxis
bewährt, u.a., weil die ganze Geschichte mittlerweile mit Dutzenden an
Features und Parametern ausgestattet ist.
Hi,
Falk Brunner schrieb:> Ahhh, das hatte ich überlesen. Du hast also einen Drucksensor, der einen> 10 MHz Takt ausgibt, plus minus ein paar kHz natürlich bei> Druckänderungen. Stimmt das?
Im grunde genommen ja. Die Druckänderung verstimmt einen LC-Schwinkreis
der in einem Collpits Ozsillator steckt.
Falk Brunner schrieb:>>Im grunde kann man die Frage runterbrechen zu:>>Ich brauch ein Controller der ein vorzeichenabhängiges I/O Signal von>>10Mhz verarbeiten kann.>> Was soll das sein? Ein Sinus ohne Gleichanteil? Ist egal, das Signal> muss so oder so in ein Digitalsignal gewandelt werden, Komparator etc.
Das Signal was ich meinte kommt/kam von dem Phasen-Detektor AD9901 (ohne
Tiefpass filter).
Die zwei Signale die in den Phasen-Detektor kommen sind 2 Sinus Signale.
Einmal von einem 10Mhz Frequenzstandart, das andere vom Druckabhängigen
Oszillator.
Falk Brunner schrieb:> Also wird der Tiefpass auch inm unteren kHz Bereich anzusiedeln sein.> Hmmm. Mit einem AVR würde es vielleicht etwas knapp werden.
Ahh, danke! Also muss ich nur ein Signal im Khz Bereich Digitalisieren
:)
Stimmt, ein Phasen-Detektor kann man auch mit einem Mixer umsetzten ;).
Wobei ich nun hinter dem Phasen-Detektor wie dem AD9901 den
Tiefpassfilter noch analog umsetzten muss, ansonsten muss ich ja Signale
um die 10Mhz Digitalisieren?
Mfg
Alex
Alex schrieb:> Stimmt, ein Phasen-Detektor kann man auch mit einem Mixer umsetzten ;).> Wobei ich nun hinter dem Phasen-Detektor wie dem AD9901 den> Tiefpassfilter noch analog umsetzten muss, ansonsten muss ich ja Signale> um die 10Mhz Digitalisieren?>
Dir fehlen offensichtlich wichtige Grundlagen. Ein Mixer bzw. das
digitale XOR funktioniert nur im Bereich -90° bis +90°, der übliche
Phasendetektor aus zwei FF und ein paar Gattern dagegen im vollen 360°
Bereich. Was übersetzt bedeutet, daß er nicht auf Harmonische lockt. Es
gibt auch noch fortschrittlichere Detektoren mit dann noch mehr
Phasenbereich.
Der Vorteil beim XOR ist neben der Einfachheit der verschwindend kleine
Totbereich. Insbesondere beim analog arbeitenden Mixer ist dann das
Phasenrauschen auch noch Größenordnungen kleiner.
Es kommt also bereits hier auf die notwendige Genauigkeitsklasse deines
Sensorsystems an. Ist das wissenschaftliches an der Grenze des Horizonts
oder ne schnöde Anwendungsschaltung mit 100K+ Stückzahlen??
Simulier deine Schaltung doch einfach. Ein SPICE reicht oder nimm eine
spezialisierte PLL-Simulationssoftware wie ADIsim, die das vermutlich
schneller und komfortabler simuliert (Was ich allerdings noch nie
probierte).
Ich würde erstmal ein digitales XOR vorschlagen. Notfalls aufrüsten...
Die nächste Baustelle ist dann das Schleifenfilter.
@ Alex (Gast)
>Das Signal was ich meinte kommt/kam von dem Phasen-Detektor AD9901 (ohne>Tiefpass filter).
Der AD991 ist hier vollkommener Overkill. Schau dir mal die
Phasendetektoren vom guten alten, 4046 bzw. dessen jüngeren Brüdern an.
Die reichen für 10 MHz loker.
>> Also wird der Tiefpass auch inm unteren kHz Bereich anzusiedeln sein.>> Hmmm. Mit einem AVR würde es vielleicht etwas knapp werden.>Ahh, danke! Also muss ich nur ein Signal im Khz Bereich Digitalisieren>:)
Jain, je nachdem wie man die Hardware aufbaut. Sinnvoll ist es schon,
die 10 MHz jeweils zu teilen, z.B. durch 1024, dann hat man je 10 kHz,
die gehen in den Phasenkomparator. Den Ausgang kann man dann rein
digital erfassen (per Timer etc.) und damit in den digitalen Tiefpass
gehen.
>Stimmt, ein Phasen-Detektor kann man auch mit einem Mixer umsetzten ;).
Du machst hier keine UKW oder Mikrowellentechnik, einen Mixer brauchst
du hier nicht.
>Wobei ich nun hinter dem Phasen-Detektor wie dem AD9901 den>Tiefpassfilter noch analog umsetzten muss, ansonsten muss ich ja Signale>um die 10Mhz Digitalisieren?
Kann man so machen, oder wie oben beschrieben.
MfG
Falk
Hi,
Abdul K. schrieb:> Dir fehlen offensichtlich wichtige Grundlagen.
Ja, leider :(. Wird sich hoffentlich ändern. Bekanntlich wächst man ja
mit seinen Aufgaben ;).
Abdul K. schrieb:> Ist das wissenschaftliches an der Grenze des Horizonts...
Ja, es ist etwas wissenschaftliches aber noch nicht unbedingt an der
Grenze des Horizonts, aber wir streben es an ;).
Falk Brunner schrieb:> Jain, je nachdem wie man die Hardware aufbaut. Sinnvoll ist es schon,> die 10 MHz jeweils zu teilen, z.B. durch 1024, dann hat man je 10 kHz,> die gehen in den Phasenkomparator. Den Ausgang kann man dann rein> digital erfassen (per Timer etc.) und damit in den digitalen Tiefpass> gehen.
Ahh, danke!
Vielen Dank nochmal für die reichlichen Antworten, jetzt hab ich erstmal
wieder etwas mit dem ich weiter- arbeiten/denken kann.
Mfg
Alex
Ich weiß nicht. Die Regelspannung für die VCO in einer PLL sollte stetig
sein und nicht quantisiert. Ich würde nicht auf die Idee kommen, dies
auf digitalem Wege zu machen.
Ich befürchte hier, daß es nie zu einem wirklichen 'lock' kommt.
Erstes L also streichen -> PL
Gruß
Jobst
@Jobst M. (jobstens-de)
>Ich weiß nicht. Die Regelspannung für die VCO in einer PLL sollte stetig>sein und nicht quantisiert.
Hast du eine Ahnung, wieviele PLLs das so oder ähnlich machen.
> Ich würde nicht auf die Idee kommen, dies> auf digitalem Wege zu machen.
Andere Leute schon. PLLs müssen nicht rein analog sein, sie können auch
sehr gut voll digital sein.
Falk Brunner schrieb:> Hast du eine Ahnung, wieviele PLLs das so oder ähnlich machen.
Ist es nur eine dumme Idee, wenn nur einer drauf kommt?
TI hat die digitale PLL wieder aus ihren SPDIF-Receivern
rausgeschmissen.
Gruß
Jobst
Es gibt viele digitale PLLs! Lassen sich kleiner und quasi abgleichfrei
und daher billiger in Chips integrieren. Klassische Bauelemente sind
SCC8530, 74LS297 und eine unendliche Zahl von Floppy-Controllern. Der
Integratorteil des Schleifenfilters ist dann einfach ein digitaler
Up/Down-Zähler, der ja auch 'integriert'.
Es gibt auch noch andere Konzepte, z.B. Huff-n-Puff. Hab jetzt vergessen
wozu die PLL überhaupt gedacht war! Als Frequenzstabilisator oder
Demodulator?? Vielleicht reicht ja FLL.
Wenn du an wissenschaftlicher Betrachtungsweise von Mixern interessiert
bist, dann sind erste Anlaufstellen Autor Rubiola und time-nuts Liste.
