Signalerzeugung für Lock-In Verstärker

Mo schrieb:

zwei Taktsignale, wobei bei einem die Frequenz exakt doppelt so groß sein soll wie bei dem anderen

Wie wäre es mit der Standardschaltung mit einem 4060-Derivat (CD oder 74HC..., oder )?

| https://www.ti.com/lit/ds/symlink/cd4060b.pdf?ts=1723025504918&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.mouser.it%252F

Notfalls gleich mit Quarzoszillator und zwei nebeneinanderliegende Outputs liefern zwei Frequenzen mit 50% Tastverhältnis und exaktem Frequenz- und Phasenverhältnis.

HTH (re)

Re schrieb:

Notfalls gleich mit Quarzoszillator und zwei nebeneinanderliegende Outputs liefern zwei Frequenzen mit 50% Tastverhältnis und exaktem Frequenz- und Phasenverhältnis.

Genau. Wenn man alle überflüssigen Pins abknippst, dann lässt sich der CD4060 im SO-16 Package sogar auf 2,54mm Raster löten.

Mo schrieb:

für ein Projekt benötige ich zwei Taktsignale, wobei bei einem die Frequenz exakt doppelt so groß sein soll wie bei dem anderen.

Einfacher wäre es, wenn die zweite Frequenz halb so groß wie die andere sein dürfte. Dann würde ein Teiler reichen. Welche Signalform benötigst du?

Mo schrieb:

benötige ich zwei Taktsignale, wobei bei einem die Frequenz exakt doppelt so groß sein soll wie bei dem anderen.

Mo schrieb:

müssen die Taktsignale auch "synchron" sein und zueinander die doppelte Frequenz besitzen.

Hallo, also phasenstarr verkoppelte Signale beliebiger Form, aber im Frequenzverhältnis 1:2.

Klassisch mittels zweier verkoppelter Schwingkreise oder mit einem digitalen Teiler in Form eines Flipflops oder einem der bekannten Teiler-ICs 4024, 4040, 4060, 7474, und etliche andere.

mfg

Mo schrieb:

für ein Projekt benötige ich zwei Taktsignale, wobei bei einem die Frequenz exakt doppelt so groß sein soll wie bei dem anderen. Das Ganze möchte ich für ein Projekt mit einem Lock-In Verstärker verwenden, bei dem die 2te harmonische detektiert wird. Deshalb müssen die Taktsignale auch "synchron" sein und zueinander die doppelte Frequenz besitzen.

Könnte man problemlos z.B. mit einem ATtiny13 umsetzen.

Wenn du schon trollen willst, hättest du die Hürden höher legen müssen.

Aber: Noch 'n Winter und selbst du kommst dahinter.

Mo schrieb:

mit 25 und 50 kHz konfiguriert.

Nimm einen CD4060 und schließe einen 6,4MHz Quarz von Bürklin daran an und greife einfach die gewünschten 50kHz an Q7 (Pin 6) und die 25kHz an Q8 (Pin 14) ab.

Mo schrieb:

Hallo zusammen,

Hallo.

Bisher habe ich dafür den CD4047 [1] verwendet, da dieser quasi meine Anforderung erfüllt und zwei synchrone Taktsignale liefert. Nun habe ich jedoch das Problem, dass ich nicht viel Platz auf meiner Leiterplatte habe und hier eine kompaktere Lösung mit weniger Bauteilen suche.

Ein ganz anderes Problem ist, dass der "Frequency Divider" nur ein Ripple-Counter ist. Fuer einen richtigen synchronen Takt solltest auch einen synchronen Zaehler benutzen. Laesst sich z.B. mit JK-FF aufbauen. Die haben oft praktischerweise auch komplementaere Ausgaenge.

Besten Dank!

N.z.D.

Genau. Wenn man alle überflüssigen Pins abknippst, dann lässt sich der CD4060 im SO-16 Package sogar auf 2,54mm Raster löten.

Also einfacher ist es mit einem Cuttermesser alle Pads in der Mitte einmal zu teilen. Und bei noch kleineren ICs kann man auch schonmal dritteln.

Falls man uebrigens schon eine Frequenz hat die man nur runterteilen muss, es gibt FlipFlops auch als "Singlegate".

Vanye

Guten Morgen zusammen,

danke für die konstruktiven Rückmeldungen. Den CD4060 habe ich tatsächlich da und auch für diesen Zweck bereits verwendet. Bisher war mir aber das Package zu groß für die Tatsache, dass ich so viele Pins unbenutzt lassen muss.

H. H. schrieb:

74HC4060 gibts auch im ziemlich kleinen QFN-Gehäuse.

Hatte gar nicht daran gedacht mir die 74er Version anzuschauen. Mit dem QFN-Gehäuse ist der 4060 tatsächlich eine gute Lösung. Wahrscheinlich werde ich diesen Weg erstmal einschlagen. Danke für den guten Hinweis! :)

Enrico E. schrieb:

Wenn man alle überflüssigen Pins abknippst, dann lässt sich der CD4060 im SO-16 Package sogar auf 2,54mm Raster löten.

SO-14 und TSSOP-14 hab ich derzeit im Einsatz, wie gesagt etwas zu groß. Daher hatte ich mir die konfigurierbaren Clock-Generatoren angeschaut die quasi keine externe Beschaltung haben und extrem wenig Platz benötigen. Ich nehme an hier kennt sonst niemand weitere Varianten der Clock-Generatoren die man nicht per digitalem Interface konfigurieren muss?

Rainer W. schrieb:

Einfacher wäre es, wenn die zweite Frequenz halb so groß wie die andere sein dürfte. Dann würde ein Teiler reichen. Welche Signalform benötigst du?

Christian S. schrieb:

Klassisch mittels zweier verkoppelter Schwingkreise oder mit einem digitalen Teiler in Form eines Flipflops oder einem der bekannten Teiler-ICs 4024, 4040, 4060, 7474, und etliche andere.

Rechteckförmig. Ob die eine Frequenz halb so groß oder die andere doppelt so groß ist am Ende das gleiche Ergebnis :) Vor einer langen Zeit hatte ich mit D-Flip Flops rumexperiementiert. Funktioniert, sind aber mehr zusätzliche Bauteile. Lieber wäre es mir wenn beide Takte aus einem Chip kommen, wie beim 4047, 4060 oder die von mir genannten Clock-Generatoren.

Motopick schrieb:

Ein ganz anderes Problem ist, dass der "Frequency Divider" nur ein Ripple-Counter ist. Fuer einen richtigen synchronen Takt solltest auch einen synchronen Zaehler benutzen. Laesst sich z.B. mit JK-FF aufbauen. Die haben oft praktischerweise auch komplementaere Ausgaenge.

Ja das ist korrekt. Bei meinen langsamen Frequenzen sollten die Probleme eines realen Ripple-Counters aber nicht ins Gewicht fallen. Bisher hat die Schaltung mit dem 4047 hervorrangend funktioniert.

Danke nochmal! Ich werde erstmal den Weg mit der kompakten 74er Version des 4060 von hhinz gehen. Freue mich aber trotzdem um weitere Lösungsansaätze :)

Mo

Man kann von vorne weg die doppelte Frequenz erzeugen und dann mit einem Flipflop halbieren.

Purzel H. schrieb:

und dann mit einem Flipflop halbieren...

...weil die Halbierung einer vorhandenen Frequenz einfacher zu bewerkstelligen ist, als eine nachträgliche Verdopplung.

Ich nehme an hier kennt sonst niemand weitere Varianten der Clock-Generatoren die man nicht per digitalem Interface konfigurieren muss?

Wie sind denn eigentlich deine Ansprueche wegen Phasenrauschen und so? Weil diese fertigen Teile sind da ja oft nicht so dolle.

Vanye

Vanye R. schrieb:

Wie sind denn eigentlich deine Ansprueche wegen Phasenrauschen und so? Weil diese fertigen Teile sind da ja oft nicht so dolle.

Da hab ich mir bis dato keine genauen Gedanken gemacht. In meiner Anwendung hat der 4047 mit RC Elementen sehr gute Ergebnisse geliefert und alle Spezifikationen erfüllt. Bisher war es mir wichtig, dass die beiden Signale synchron sind und der Faktor 2 dazwischen liegt. Auch die Variation der Frequenz durch Temperatureinflüsse auf RC haben bisher keinen signfikanten Einfluss auf das Ausgangsergebniss der Schaltung gezeigt. Da gibt es Schaltungsteile die deutlich empfindlicher, im Kontext dieses Beitrages aber nicht wichtig, sind.

Für den nächsten Schritt mit dem 4060 überlege ich tatsächlich meine Grundfrequenz mit einem Quarz deutlich höher zu legen und nen größeren Teiler zu verwenden (Q12 und Q13). Meiner Auffassung nach müsste man damit Einflüsse durch Jitter etc. signifikant verkleinern können. Die zusätzliche (hoffentlich konstante) Durchlaufzeit durch den Ripple-Counter macht hier doch keinen unterschied? Wie seht ihr das?

Purzel H. schrieb:

Man kann von vorne weg die doppelte Frequenz erzeugen und dann mit einem Flipflop halbieren.

Enrico E. schrieb:

...weil die Halbierung einer vorhandenen Frequenz einfacher zu bewerkstelligen ist, als eine nachträgliche Verdopplung.

Mo schrieb:

Ob die eine Frequenz halb so groß oder die andere doppelt so groß ist am Ende das gleiche Ergebnis :)

Mo schrieb:

Für den nächsten Schritt mit dem 4060

Wahrscheinlich wäre es besser, wie bereits angeraten, einen Synchronzähler zu verwenden. Und mind. vom doppelten Oszillatortakt auszugehen, damit eben die höhere Frequenz auch bereits aus dem Synchronzähler kommt.

Geeignet sind aus der 74HC Reihe damit u.a. 74HC163 oder 74HC40103