Binary CMOS Counter/Oscillator (>10 MHz)

[Mikro 7. (mikro77)]

Hallo,

ich möchte das GPIO Sampling, das mit einm Raspberry Pi 
(Raspbian/Userland/DMA) möglich ist, "Ausmessen" (Bastelprojekt!). Die 
maximale Samplingrate scheint deutlich über 10M/s und unter 100M/s zu 
liegen (das sagen zumindest System Clock Sampling bzw. GPIO Sampling 
ohne Signal).

Ich suche nun einen (möglichst) einfachen Aufbau für einen Oscillator + 
Zähler bei 3.3V (5V wären auch ok). Die Oscillatorfrequenz sollte höher 
als 10 Mhz sein, ~50 Mhz wären nett. Die Counter Stages dienen zum 
Erkennen der Gaps (Ripples werden per Software korrigiert).

Der 74HC4060 sieht erstmal gut aus da man direkt einen Quarz anschließen 
kann. Die Propagation von ca. (8 + N x 7) ns würde auch passen. Leider 
sind die ersten Stages nicht herausgeführt (und ich weiß auch nicht ob 
der Oscillator mehr als 10 Mhz mitmacht).

Ansonsten würde ich Oscillator und Zähler separat aufbauen. Die 
(einfachen) Standardschaltungen (über Inverter) für den Oscillator geben 
scheinbar nur 10 MHz her. Gibt es da was "simples" für bspw. einen 48 
MHz Quarz? Notfalls (ungern) würde ich die programmierbare Clock des Pis 
nutzen. Als Zähler sehe ich spontan 74HC 4024/40 die mit einer 
Propagation (Q0) von knapp 20ns aber wohl schon grenzwertig sind.

Ist ein Aufbau auf Breadboard realistisch? Alternative wäre 
Streifenraster.

Würde mich über Hinweise und Ratschläge freuen! :-)

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Mikro 7. schrieb:
> Der 74HC4060 sieht erstmal gut aus da man direkt einen Quarz anschließen
> kann. Die Propagation von ca. (8 + N x 7) ns würde auch passen. Leider
> sind die ersten Stages nicht herausgeführt (und ich weiß auch nicht ob
> der Oscillator mehr als 10 Mhz mitmacht).

Eher nicht. 74HC ist dynamisch selten für 3.3V spezifiziert, eher für 2V 
und wird dann auch richtig langsam.

> Ansonsten würde ich Oscillator und Zähler separat aufbauen. Die
> (einfachen) Standardschaltungen (über Inverter) für den Oscillator geben
> scheinbar nur 10 MHz her. Gibt es da was "simples" für bspw. einen 48
> MHz Quarz?

Quarzoszillator am ehesten mit 74HCU04 (das U ist wichtig). Allerdings 
würde ich eher auf eine "Blechbüchse" zurückgreifen. 48MHz, 64Mhz und 
auch 80MHz sind handelsüblich.

> Als Zähler sehe ich spontan 74HC 4024/40 die mit einer
> Propagation (Q0) von knapp 20ns aber wohl schon grenzwertig sind.

Eher nicht. 74HC geht bei 3.3V kaum über 20MHz. Ich würde eher nach 74AC 
oder 74LVC schauen. Z.B. wäre der 74AC393 ein zweifacher 4-Bit 
Binärzähler. Der schafft bei 3.3V mind. 65MHz, typisch 125MHz. 74LVC163 
ist ein 4-Bit Binärzähler, der mind. 150MHz, typisch 200MHz schafft.

Oder du nimmst einen 74AC74 für die ersten beiden Bits (mind. 100MHz, 
typ. 125MHz) und dann einen 74HC dahinter.

> Ist ein Aufbau auf Breadboard realistisch? Alternative wäre
> Streifenraster.

Für 74AC und 74LVC wäre eine GND-Fläche sehr zu empfehlen. Mit Abblock-C 
direkt vom Pin zur Plane.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Kannst auch einen fertigen Oszillator behmen - zero Effort:
http://www.reichelt.de/?ACTION=446;GROUPID=3174;
Wenns an 100Mhz rangeht, sollte man allerdings mit Zählern der 74F oder 
74AS Serie runterteilen.

[Rockwell Engineer (Gast)]

Mit unilateral phase detractors und automatically synchronizing cardinal 
grammeters könnte das auch auf dem Steckbrett was werden.
Wenn du fluorescent score motion brauchst, ist Streifenraster aber 
besser, da es sinusoil depleneration reduziert (die gaps und ripples 
kompensiert ja die Software ohnehin - auch ohne Signal).

[Mikro 7. (mikro77)]

Ok. Dann kommen auf meine nächste Reichelt Bestellung ein paar fertige 
Oszillatoren (80,66,50 Mhz) und der 74AC74 für die ersten Stages. Vielen 
Dank euch beiden! :-)