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Forum: Markt 2 x Musteraufbau 10-stell. Frequenzzähler


Autor: Mi No (msx)
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Bevor ich meine zwei Musteraufbauten für einen 10-stelligen reziproken 
Frequenzzähler 'schlachte', frage ich nach, ob jemand Interesse an einer 
voll bestückten Leiterplatte hat. Es sind die 1. Version mit 
Layoutänderungen (€ 20) und die 2. Version mit noch einer Korrektur (€ 
30); beide haben keinen Bestückungsdruck und noch eine leicht geänderte 
Steckerbelegung gegenüber der aktuellen Ausführung. Ein LCD-Modul 16x2 
bis 20x4 muß noch ergänzt werden.
Die Programmversion entspricht dem aktuellen Stand und ist im Anhang 
beschrieben.

: Bearbeitet durch User
Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Schema, Layout, Foto ?

Autor: Dietrich L. (dietrichl)
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Zwölf M. schrieb:
> Schema, Layout, Foto ?

Hast Du FMeter-407-TDC.pdf schon mal geöffnet?

Autor: Mi No (msx)
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Ein Foto der aktuellen Version findet sich hier: 
http://mino-elektronik.de/FM_407/fmeter_407.htm#c3

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Ein cooles Ding. Ich hab leider nur die Vorschau ueberflogen. Sorry.

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Hallo Michael

Du hattest mir vor 1 oder zwei Jahren ja mal ein Muster zum vermessen 
geschickt, was bei mir leider nicht die gewünschte Stabilität erreicht 
hatte.

Kannst du dich daran noch erinnern? Was war denn damals der Fehler 
gewesen?

Ralph Berres

Autor: Mi No (msx)
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Es ist knapp ein Jahr her und es war die allererste Version mit TDC und 
TFT-Anzeige: Beitrag "Re: DIY Frequency Counter mit 10 bis 12 Digits?"

Meine eigenen Signalquellen und Meßmittel waren zu schlecht, als daß mir 
sporadische Aussetzer hätten zwingend als solche auffallen müssen.
Ursache war zum einen ein (ganz blöder) Softwarefehler. Bei einem 
Timeout hatte ich alle Zähler zurückgesetzt, um die nachfolgende Messung 
'sauber' zu beginnen. Die Neuinitialisierung war so gründlich, daß ein 
Timeout auf einem Kanal auch das Ergebnis des anderen Kanals 
'zerschossen' hat. Bei einem typischen Timeout von <= 5 s kam das häufig 
vor, wenn man nur einen Kanal verwendet hatte. Da ich typisch an Kanal 
F2 das GPS-Signal (1 pps) angeschlossen hatte und an Kanal F1 irgendein 
zu messendes Signal, war bei mir immer 'alles in Butter'.

Die zweite Macke war ein Hardwarefehler, der dafür sorgte, daß TDC und 
STM32... unterschiedliche Flanken ausgewertet haben, was je nach 
Phasenlage der Signale wechselnd häufig auftrat. Daraufhin hatte ich 
angenommen, daß TDC und STM32 nicht zueinander passen, was immer möglich 
gewesen war! Danach war bei mir mit dem TDC ein halbes Jahr Funkstille. 
(Man sieht es am Datum der Beiträge im o.g. Link).

Von einem Kollegen (Funkamateur) angesprochen, habe ich die Schaltung 
noch einmal neu aufgebaut. Dieser hatte mir auch dankenswerterweise sehr 
stabile Referenzquellen zur Verfügung gestellt; ohne diese wäre ich 
nicht weiter gekommen.
Um nicht immer wieder ein aufwendiges Layout mit TFT-Ansteuerung machen 
zu müssen, bin ich auf LC-Anzeige umgestiegen, was die Hardware etwas 
einfacher machte.

Den Softwarefehler hatte ich seinerzeit schnell behoben, aber die 
Synchronisierung zickte immer noch herum: es gibt viele Wege es falsch 
zu machen, aber nur einen, der funktioniert. Letztlich hatte mir das 
beste Meßgerät geholfen, was ich hier zur Verfügung habe: der Kopf ;-)
Die Lösung war dann wie das Ei des Kolumbus: wenn man die Lösung kennt, 
erscheint sie trivial. Das war im September letzten Jahres.

Nach vielen weiteren Test (u.a. ein Kollege hier im Forum hat mir dabei 
geholfen und durch pos. Kritik auch Anspron gegeben), bin ich mir nun 
sicher, daß das Meßverfahren stabil ist. Andernfalls hätte ich mir nicht 
die Mühe gemacht, obige Bedienungsanleitung zu schreiben und die 
Bedienbarkeit soweit voranzutreiben.
Die ursprüngliche TFT-Version hatte ich auch erfolgreich korrigiert. 
Vielleicht gibt es davon eines Tages eine Neuauflage, denn die 'schöne' 
Anzeige mit touch-Bedienung hat schon ihren Reiz.

So sieht es aus ;-)

Autor: Marc Horby (marchorby)
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Da die Schaltung offensichtlich in Eagle erstellt wurde, wäre es 
einfacher die .sch und .brd-Datei hier hochzuladen! Dann können andere 
auch was ändern falls sie es sich wünschen! Zudem kann man leichter  die 
Leiterbahnen verfolgen, falls mal irgendwo was klemmt...

Autor: Armin X. (werweiswas)
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Marc H. schrieb:
> Da die Schaltung offensichtlich in Eagle erstellt wurde, wäre es
> einfacher die .sch und .brd-Datei hier hochzuladen

Und in drei Monaten kommen dann erste Nachbauten aus China...

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Mi N. schrieb:
> Ursache war zum einen ein (ganz blöder) Softwarefehler.

Mi N. schrieb:
> Die zweite Macke war ein Hardwarefehler,

Mi N. schrieb:
> bin ich mir nun
> sicher, daß das Meßverfahren stabil ist.

Wenn du willst kann ich es ja nochmal bei mir testen.

Ralph

Autor: Hans-Georg Lehnard (h-g-l)
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Hallo Michael,
ich habe mal etwas mit deinem Modul herumgespielt ...

Als Referenz benutze ich einen HP10811 und als Eingangsfrequenz einen 
10Mhz OCXO von KVG. Beide Oscillatoren haben eine Kurzzeitstabilität von 
> 10e-10
und ich hatte eine stabile Anzeige bis auf die letzte Stelle erwartet. 
Tut es aber nicht, die letzte Stelle der Frequenzanzeige schwankt im 
Sekundenrhythmus  um 1 bis 2 counts, die ns Anzeige um 3-4 counts. Wenn 
man alles über längere Zeit betreibt wandern die Messwerte noch weiter. 
Die Oscillatoren habe ich vorher eine Stunde warmlaufen lassen und ich 
denke daran liegt es nicht. Ich habe auch mehrere von den KVG 
Oscillatoren durchprobiert und das gleiche Ergebnis. Die KVG 
Oscillatoren hatte ich mal mit meinem HP5445a gemessen und da waren sie 
Stabil.

Hast du ein Timing Diagramm über die Ansteuerung des TDC ?
Gibt es eine continuierliche Ausgabe der Messwerte über RS232 ?
Wird es auch mal den Quellcode dazu geben ?

Sonst sind noch ein paar Kleinigkeiten aufgefallen ...
Auf meinem 20X4 Display stimmen die Zeichenpositionen nicht.
Das letze Zeichen in der Zeile ist "S" und geht in der nächsten Zeile 
mit
"ignal weiter". Der Widerstand für die LCD Hintergrundbeleuchtung wird 
ziemlich heiss.

Kennst du https://github.com/TAPR/TICC ?
Das ist ein 2 Kanal Timestamp Counter mit dem gleichen IC.

Autor: A. B. (branadic)
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Hans-Georg L. schrieb:
> Als Referenz benutze ich einen HP10811 und als Eingangsfrequenz einen
> 10Mhz OCXO von KVG. Beide Oscillatoren haben eine Kurzzeitstabilität von
>> 10e-10
> und ich hatte eine stabile Anzeige bis auf die letzte Stelle erwartet.
> Tut es aber nicht, die letzte Stelle der Frequenzanzeige schwankt im
> Sekundenrhythmus  um 1 bis 2 counts, die ns Anzeige um 3-4 counts. Wenn
> man alles über längere Zeit betreibt wandern die Messwerte noch weiter.
> Die Oscillatoren habe ich vorher eine Stunde warmlaufen lassen und ich
> denke daran liegt es nicht. Ich habe auch mehrere von den KVG
> Oscillatoren durchprobiert und das gleiche Ergebnis.

Ich durfte ja auch sowohl die LCD als auch die TFT Version gegen ein 
53230A und einem Trimble Thunderbolt E messen.
Testszenario:
- Keysight 53230A läuft mit seinem internen OCXO
- am Eingang des 53230A ist ein Trimble Thunderbolt E angeschlossen 
(Input auf 1Meg)
- IntRefOut vom 53230A ist als Referenz an die Counter von Michael an 
Kanal2 angeschlossen
- am Kanal1 der Zähler von Michael ist der Trimble Thunderbolt E 
angeschlossen (Input 50R)
- Gatezeit: 1s

Der 53230A zeigt in der gleich Zeit Messwerte zwischen 10,000 000 024MHz 
- 10,000 000 036MHz. Die Messwerte von Michaels Counter sieht man in 
anhängenden Bildern.
Grundsätzlich sind das feine Teile die Michael da entwickelt hat. Leider 
war es mir zeitlich nicht möglich, eine synchronisierte Messung von 
53230A, Michaels Countern, Umweltsensoren sowie einen Zeitstempel 
aufzusetzen, sodass man jetzt nicht sagen kann was da jetzt wie stabil 
ist, aber für einen ersten Eindruck haben diese ersten Messungen 
durchaus gereicht.

-branadic-

Autor: Hans-Georg Lehnard (h-g-l)
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Kann man die Messwerte auslesen und an den PC übertragen ?

Natürlich ist das ein feines Ding und meine beobachteten Messwerte sind 
ja noch viel besser wie deine.

Autor: Bart Verberne (bartv)
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Hallo, vielleicht :

Diese Messungen werden nicht mit ein rechteck-Signale sondern mit Sinus 
förmige Signale ausgeführt.
Wenn man mit dieser Auflösung arbeitet hat auch der Schmitt-trigger im 
eingangs Verstärker Einfluss.
Ebenso könnten Harmonischen die Messung auch beeinflussen.
MfG

Bart

Autor: Mi No (msx)
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Hier ist zwar das Forum 'Markt', aber wenn gewünscht, gehe ich auch auf 
die techn. Details ein.

@Hans-Georg
Der Vorwiderstand für die Hintergrundbelechtung kann auf keinen Fall der 
optimale Werte für alle verfügbaren Displays sein. In der Regel verfügen 
LCD-Module schon Vorwiderstände, die ggf. noch durch Lötbrücken 
aktiviert oder überbrückt werden müssen.
R4 mit 10 Ohm soll den Fall abfedern, daß garkein Vorwiderstand 
vorhanden ist, und er muß entsprechend (ggf. extern) angepaßt werden, je 
nachdem ob die Hintergrundfarbe gelb, grün, blau oder weiß ist. Das 
sollte kein Problem sein.

Sinnvolle LCD-Module sind 16x2, 20x2, 16x4 und 20x4, wobei die 
Ergebnisse von F2 nur auf x4-Anzeigen erscheinen. Die Zeilenlänge ist 
per Bedientaster oder ser. Befehl einstellbar; Vorgabewert ist 16 siehe 
Bedienungsanleitung und muß für eine 20x Anzeige umgestellt werden.
Alternativ könnte ich auch 20 als Vorgabewert einstellen, was dann 
abgeschnittene Meßwerte bei 16x Anzeigen ergibt ;-)

> Gibt es eine continuierliche Ausgabe der Messwerte über RS232 ?

Ja alternativ für F1, P1, UPM1, F2, P2 und UPM2; Vorgabewert ist F1 
siehe Bedienungsanleitung.

> Kennst du https://github.com/TAPR/TICC ?
> Das ist ein 2 Kanal Timestamp Counter mit dem gleichen IC.

Nur überschlägig, da ich keinen Verwendungszweck für einen adäquaten 
reziproken Frequenzzähler erkennen kann.


@A.B.
Danke für die Grafiken, da sieht man auf den ersten Blick doch gleich 
viel mehr, als bei den einzelnen ser. Meßwerten. Zu beachten ist, daß 
die y-Achse 12-stellig skaliert ist.
Die Leiterplatte, die Hans-Georg bekommen hat, ist genau die selbe, die 
Dir zur Verfügung stand ;-)

Bart V. schrieb:
> Wenn man mit dieser Auflösung arbeitet hat auch der Schmitt-trigger im
> eingangs Verstärker Einfluss.

Auf jeden Fall!
Die Eingangsstufe arbeitet ab DC, da der Zähler schon ab 1 mHz und bei 
späterem Bedarf auch als schneller Ereigniszähler arbeiten kann. Damit 
Logikpegel (TTL, HCMOS) vom Komparator wahrgenommen werden können, sind 
beide Schaltschwellen oberhalb von 0 V.
Sofern man nur Sinussignale >= 10 Hz messen möchte, bietet es sich an, 
einen DC-Offset von etwa 0,5 V am Eingang zu erzeugen und das Signal 
kapazitiv einzukopplen. Bei der Schaltung für den Vorteiler nehme ich 
dafür 10 kOhm gegen GND und 100 kOhm nach +5 V. Damit werden die 
Schaltschwellen des Komparators nahe an die Nulldurchgänge gebracht.

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