Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Idee für präzise Frequenzerzeugung von z.b. 20MHz


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von Matthias (Gast)


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Hallo zusammen,

nur eine kurze idee.

Angenommen ich möchte 20MHz recht präzise (2ppm) zur Verfügung stellen.

Da viel mir grade folgende Idee ein:
Ein Atmega hat einen 2. Takteingang der auf einen Timer als Zähler 
geschalten wird. An diesen kommt der 32KHz Ausgangstakt eines DS3231.
Der eigentliche Oszillator des Atmegas ist ein solch spezielles Teil:
https://www.reichelt.de/quarzoszillator-20-mhz-0-5-ppm-iqd-lftvxo009917-p245438.html?&trstct=pol_10&nbc=1

Ein zeihbarer TCXO z.b. mit 40MHz der zum Betrieb des Atmegas durch 2 
geteilt wird. Der Atmega läuft also mit 20MHz.
Nun kann er ausgelöst durch den Timer des 32KHz Eingangs den Wert eines 
weiteren schnellen Counters vergleichen.
Der ziehbare Oszillator wird z.b. durch einen PWM-Ausgang mit sehr 
großem R*C von z.b. 1-5sec eingestellt. Die das Pulsverhältniss wird 
entsprechend angepasst.

Schaffe ich es damit, dass der schnelle Oszillator mit +-2ppm 
Langzeitstabilität, statt mit den 20ppm die für einen üblichen Quartz 
angegeben werden läuft?

Die Frequenz (40MHz) würde ich dann für eine schöne Signalgenerierung 
mittels eines AD9835 nutzen wollen, dessen Phaseneingänge dann durch den 
direkt gekoppelten Atmega recht präzise bedient werden, ebenso hätte er 
eine auch langzeitstabile recht präzise Taktquelle.

Atmega und DS3231 werden im System sowieso benötigt...

Was haltet ihr von dieser (schnellen) Idee?

Schönen Abend,
Matthias

von Bastler_HV (Gast)


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Verstehe ich nicht. Wenn

Matthias schrieb:
> Oszillator mit +-2ppm

gezogen werden soll, welche Referenz hat dann diese Genauigkeit??
Der Uhrenquarz? Ist der wirklich so genau?

Ohne GPS-Referenz oder ähnliches wird das wohl nichts.

von Theor (Gast)


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Einerseits sprichst Du davon 20 MHz zu erzeugen, dann aber von 40 MHz.

Magst Du kurz erklären, warum Du nicht einen 40 MHz Oszillator nimmst? 
Z.B. 
https://www.reichelt.de/quarzoszillator-40-mhz-0-5-ppm-iqd-lftvxo009920-p245439.html?&trstct=pol_1&nbc=1

von m.n. (Gast)


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Matthias schrieb:
> Schaffe ich es damit,

Wird sich zeigen, aber im Prinzip geht es so ;-)

Im Grunde ist es eine Frequenzmessung der 32,768 kHz, wobei aber nicht 
jede einzelne Periode, sondern über ein längeres Intervall gemessen 
werden sollte: >= 1/20 s, um 1 ppm aufzulösen. Eine reziproke 
Frequenzmessung liefert schnelle, hochaufgelöste Messwerte.

Nun ist es allerdings so, daß Dein VCTCXO wohl eine stabile Frequenz 
liefert als der DS3231, weshalb das Vorgehen sehr fraglich ist.
Falls ein genaueres Referenzsignal vorliegen sollte, beispielsweise 1 
pps Signal von einem GPS, dann ergäbe die Sache einen Sinn.

Als Beispiel, wie man so etwas anstellen könnte: 
http://www.mino-elektronik.de/fmeter/fm_software.htm#bsp2
Es reicht ein ATmega88, da ja neben der Einstellungg dex VCTCXO keine 
weitere Frequenz gemessen werden muß.

von Ahnungs Looser (Gast)


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Matthias schrieb:
> dessen Phaseneingänge dann durch den
> direkt gekoppelten Atmega recht präzise bedient werden

Aha, Phaseneingänge ..... sehr interessant. Habe nicht gewusst
dass so ein DDS einen Phasenkomparator hat. Zeigst du mir bitte
im Datenblatt wo die Phaseneingänge zu finden sind?

von Egon D. (egon_d)


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Matthias schrieb:

> Schaffe ich es damit, dass der schnelle Oszillator
> mit +-2ppm Langzeitstabilität, statt mit den 20ppm
> die für einen üblichen Quartz angegeben werden läuft?

Sicher; warum auch nicht? FLL-Prinzip.

von Egon D. (egon_d)


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Ahnungs Looser schrieb:

> Matthias schrieb:
>> dessen Phaseneingänge dann durch den
>> direkt gekoppelten Atmega recht präzise bedient werden
>
> Aha, Phaseneingänge ..... sehr interessant.

Genau. PSEL0 und PSEL1 beim AD9835.

von MaWin (Gast)


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Matthias schrieb:
> Da viel mir grade folgende Idee ein:

Viel fällt mir dazu nicht ein.

Das ist nichts anderes als ein disciplined oscillator.

Aber welchen Sinn soll das haben, einen ungenauen Quartzoszillator mit 
einem anderen ungenauen Quartzoszillator zu disziplinieren, man 
verwendet besser Rubidium, DCF77 oder GPS als genaue Referenz.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Und das Ganze soll ? Ein Riesenaufwand fuer lumpige 2ppm ?

Wenn ich bei digikey nach TCXO suche bekommen ich einen 1ppm TCXO mit 
20MHz fuer 2.80 $

Beitrag #6445110 wurde von einem Moderator gelöscht.
von H. B. (communicator9)


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TY Serie von TAITIEN gibts mit 2ppm
TXO-25CSMV Serie von ECS gibts mit 2ppm
D75J von Connor Winfield gibts mit 1ppm
SiT5156 von SiTime gibts bis 0.5ppm runter

von Michael M. (michaelm)


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Theor schrieb:
> Einerseits sprichst Du davon 20 MHz zu erzeugen, dann aber von 40 MHz.
>
> Magst Du kurz erklären, warum Du nicht einen 40 MHz Oszillator nimmst?
> Z.B.
> 
https://www.reichelt.de/quarzoszillator-40-mhz-0-5-ppm-iqd-lftvxo009920-p245439.html?&trstct=pol_1&nbc=1

Ja, DAS mag einer verstehen.... 8-/

Aber möglicherweise ist dem Mstthias der 40er zu teuer?
Dafür bekommt man sicherlich auch schon (gebrauchte) OCXO, nur die 
Frequenz ist nicht so häufig zu finden.
Alternativ könnte man einen 20er verdoppeln (ein Käfer + ein wenig 
Hühnerfutter).

Michael

von m.n. (Gast)


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H. B. schrieb:
> TY Serie von TAITIEN gibts mit 2ppm

Auch mit 0,5 ppm zu günstigem Preis: 
https://www.digikey.de/product-detail/de/taitien/TYETACSANF-20-000000/1664-1296-1-ND/6126606
Soweit ich das beobachtet habe, lagen die Abweichungen von der 
Sollfrequenz  nach dem Bestücken unter 1 ppm.
Sofern der eingesetzte ATmega auch den AD9835 ansteuert, reicht es aus, 
die genaue Frequenz des Oszillators zu messen und die 
frequenzbestimmenden Werte anzupassen. Dann braucht man keinen VCTCXO 
und keine lange Regelung. So hatte ich das bei obigen Beispiel gemacht.

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