Zähler "stolpert" bei 25+MHz, 74HC4040

[Stefan K. (stefan_k555)]

Hallo an Alle,

ich (Anfänger) bräuchte einen Tipp, woran folgendes liegen kann:

Simpler Aufbau auf einem Mini-Breadboard.
Ein Zähler:  SN74HC4040N + 104er-Kondensator an der Versorgung
Ein Takt: 25.175 MHz
Ein billiger Saleae-Analyzer-Clon an Q1,Q2,Q3 des Zählers.

9 Taktzyklen an Q1 (Clock / 2) sehen aus wie erwartet, dann kommt immer 
ein Zyklus wo er doppelt so lange HIGH oder LOW bleibt, als er sollte.

5V kommen über USB, ich habe aber auch schon 4xAA-Batterien (6V) 
probiert, als auch ein uraltes Labornetzteil (6.8V) => ändern tut sich 
nix.

Wenn ich einen niedrigeren Takt von einem 555er-Modul anlege teilt er 
diesen korrekt. Habe schon den Chip als auch die Clock ausgetauscht, es 
verhält sich aber immer gleich.

Merkwürdig finde ich, dass der Fehler so gleichmäßig auftritt, also 
immer nach 9 korrekten Zyklen. (Siehe Bild)

Ich schätze ich werde den 4040 aus meinem Projekt streichen und mit 
74HC163 arbeiten, aber wüsste trotzdem gerne, woran das liegen könnte.

[Thomas F. (tommf)]

Es könnte sein, dass das nur ein Effekt des Samplings durch den 
Logicanalysator und die relativ hohe Taktfrequenz ist.

Mit welcher Frequenz sampelt denn der Logicanalysator?

[Enrico E. (pussy_brauser)]

Stefan K. schrieb:
> aber wüsste trotzdem gerne, woran das liegen könnte.

Er ist nur mit 15MHz spezifiziert, schafft aber auch 20MHz, aber 25MHz 
sind einfach zuviel für ihn.

[Harry L. (mysth)]

Und der kleine Saleae-Clone ist für 25MHz auch deutlich zu langsam.

[Stefan K. (stefan_k555)]

Der Analyzer soll angeblich 24 MHz samplen können.
Das reicht vielleicht nicht für den Takt, aber doch für Q1 des Zählers 
also den halbierten Takt. (~12.5MHz)
Die Unregelmäßigkeiten strecken sich dann aber in Folge auch auf Q2, 
usw. Spätestens dort müsste ja ein sauberes sample möglich sein.

[Mario M. (thelonging)]

Stefan K. schrieb:
> woran folgendes liegen kann

Wenn der Logikanalysator nur mit 24MHz sampelt, hat man einen Jitter von 
bis zu 41,7ns. Und welch Wunder: 125ns-83,3ns=41,7ns.

[Stefan F. (Gast)]

Stefan K. schrieb:
> Der Analyzer soll angeblich 24 MHz samplen können.

So ist das auch bei meine. Wirklich zuverlässig funktioniert er an 
meinem Laptop aber nur bis 10 MHz. Bei höheren Abtastraten kommt es zu 
Aussetzern.

[Jörg R. (solar77)]

Stefan K. schrieb:
> 9 Taktzyklen an Q1 (Clock / 2) sehen aus wie erwartet, dann kommt immer
> ein Zyklus wo er doppelt so lange HIGH oder LOW bleibt, als er sollte.

Q2 ist auch nicht in Ordnung.

Hast Du Pin11 (Clear) auf GND gelegt? Oder ist der offen?

Breadboard bei 25 Mhz ist vermutlich auch nicht die beste Lösung.

25 Mhz sind für Deinen Chip grenzwertig.

Trotzdem, zeige mal ein Foto von Deinem Aufbau.

[Gustl B. (gustl_b)]

Guck dir ein höheres Bit vom Zähler an und dessen Periode. Dann siehst 
du eher ob der sich verzählt.

Und der MC74AC4040 schafft 140 MHz. Mit 104 MHz betreibe ich ihn.

[Gerald K. (geku)]

Bei 4,5V Vcc sind es maximal 20MHz über den gesamten Temperaturbereich.
25MHz sind auf jedenfall grenzwertig.

[Rainer W. (rawi)]

Stefan K. schrieb:
> Der Analyzer soll angeblich 24 MHz samplen können.
> Das reicht vielleicht nicht für den Takt, aber doch für Q1 des Zählers
> also den halbierten Takt. (~12.5MHz)

Wie soll das reichen?

Schon das Abtasttheorem sagt dir, dass du zur Abtastung eines 12.5MHz 
Signales eine Abtastfrequenz von echt größer als 25MHz benötigst, sonst 
tritt Aliasing auf. Und genau das siehst du.
https://de.wikipedia.org/wiki/Nyquist-Shannon-Abtasttheorem

Wenn du die Originaldaten und nicht nur eine komprimierte Pixelmatrix 
hochladen würdest, könnte man genauer gucken, wie die Abtastpunkte 
liegen.

[Motopick (motopick)]

> Der Analyzer soll angeblich 24 MHz samplen können.

Das ist falsch.
Richtig ist: Der Analyzer sampled mit 24 MHz.
Und auch nur wenn USB gute Laune hat. :)

[Harald K. (kirnbichler)]

Fazit:

Wer misst, misst oft Mist.

[Enrico E. (pussy_brauser)]

Harald K. schrieb:
> Fazit:
> Wer misst, misst oft Mist.

Ja, denn nur wer wirklich Mist misst, misst Mist ;)

[Gerald K. (geku)]

Enrico E. schrieb:
> Harald K. schrieb:
>> Fazit:
>> Wer misst, misst oft Mist.
>
> Ja, denn nur wer wirklich Mist misst, misst Mist ;)

Daher ist es wichtig die Grenzen und Einschränkungen der Messung zu 
kennen.

Z.B. welchen Einluß üben der Innenwiderstand meines Messgerätes und 
dessen Bandbreite sich auf das Messresultat aus.