Frequenzregelung

[Jonathan I. (jona_t)]

Hallo liebes Forum,

im Rahmen eines Projektes möchte ich die Frequenz eines VCTCXO in einem 
bestimmten Wertebereich halten, also regeln.
Dafür wird mit dem Timer eine Sekunde lang die Anzahl der Impulse 
gezählt und mit einem Sollwert vergliechen.
Ich möchte mich erstmal mit matlab beschäftigen, um den Regler zu 
entwerfen und den Regelkreis zu simulieren.

Es gibt allerdings einige Punkte, wo ich mich ein bisschen unsicher 
fühle.
Jetzt sind meine Frage:

1. handelt es sich, um einen digitalen Regelkreis, da der 
Regelalgorithmus vom uC ausgeführt wird, oder?

2. Wenn ja, was ist mit der Abtastzeit ? Im meinem Fall gibt es ja 
keine, da keine analoges Signal abgetastet wird, sondern Impulse gezählt 
werden.

3. Muss die ich die Sekunde, in der Impulse gezählt werden als Totzeit 
in meinem Regelkreis berücksichtigen?

Danke im Voraus

[Simpel (Gast)]

Und welche Zeitreferenz benutzt dein Zähler, um die "Korrektheit" der 
gemessenen Zeit festzustellen..?

[Jonathan I. (jona_t)]

Ich habe dabei einen GPS-Empfänger. Das GPS sendet jede Sekunde ein 
Signal.

[Oleg A. (oga)]

Jonathan Irrelevant schrieb:
> 1. handelt es sich, um einen digitalen Regelkreis, da der
> Regelalgorithmus vom uC ausgeführt wird, oder?
>
Ja. Unabhängig davon wie Dein VCTCXO gesteuert wird ist der Regelkreis 
digital, da der uC nur diskrete Werte produzieren kann.

> 2. Wenn ja, was ist mit der Abtastzeit ? Im meinem Fall gibt es ja
> keine, da keine analoges Signal abgetastet wird, sondern Impulse gezählt
> werden.
>
Ist 1s.

> 3. Muss die ich die Sekunde, in der Impulse gezählt werden als Totzeit
> in meinem Regelkreis berücksichtigen?

Ja. Falls sich aus irgendeinem Grund die Frequenz ändert, kann der 
Regelkreis erst nach Ablauf der Abtastzeit reagieren.

[Lurchi (Gast)]

Die Regelung dürfte auf so etwas wie einen PLL hinauslaufen. Bei der 
Genauigkeit die man mit einem TCXO erreichen will, reicht das einfache 
Zählen der Impulse nicht unbedingt aus, um das GPS Signal voll zu 
nutzen.

Der Regelkreis wird in der Regel sehr langsam (Stundenbereich) sein, so 
dass es auf 1 Sekunde (ggf. auch nur 0,5 s) Totzeit nicht ankommt.

In der Regel dürfte es darauf hinauslaufen, dass der µC mit der Frequenz 
des VCXOs (oder einem Teil/Vielfachen davon) läuft und den Zählerstand 
beim GPS Sekundensignal ausließt (per Hardware) und ggf. zusätzlich per 
analoger Hardware noch eine Phaseninformation dazu nutzt. Die Abtastzeit 
an sich ist die 1 s Periode des GPS Signals - dazwischen bekommt man ja 
keine Information.

Die Kunst ist es bei dem Fall eher das Phasenrauschen des GPS Signals 
vernünftig zu dämpfen und gegen die Drift des VCXOs abzuwägen. Anders 
als sonst bei der Regelungstechnik oft gefordert wird keine möglichst 
schnelle Regelung angestrebt, sondern ein Übergang bei der passenden 
Zeitskala.
Der 2. Punkt ist ggf. Fehlertoleranz, wenn das GPS Signal ausfallen 
sollte.