Подскажите микросхему умножения частоты fвх=1...200кГц Опции

[Bomj]

Подскажите микросхему умножения частоты. Нужно чтобы бы можно было изменять коэффициент умножения 2.4.8.16 или 2.5.10.15, входные частоты 1...200кГц, меандр.
Не уверен что для такой низкой частоты подойдет ФАПЧ, видел подобные схемы с + и - счетчиками, потом АЦП и ПИД регулятор, потом ГУН и делитель.

Сообщение отредактировал Bomj - Jan 12 2010, 08:40

[ledum]

Подскажите микросхему умножения частоты. Нужно чтобы бы можно было изменять коэффициент умножения 2.4.8.16 или 2.5.10.15, входные частоты 1...200кГц, меандр.
Не уверен что для такой низкой частоты подойдет ФАПЧ, видел подобные схемы с + и - счетчиками, потом АЦП и ПИД регулятор, потом ГУН и делитель.

При таких раскладах ИМХО проще взять DDS и пересмотреть идеологию построения.
Недостаточно данных. Выходной диапазон - 2 - 3200кГц? Уровень паразитов? Уровень и форма выходного сигнала - синус? Управление - контроллер или кнопки?

[Bomj]

При таких раскладах ИМХО проще взять DDS и пересмотреть идеологию построения.
Недостаточно данных. Выходной диапазон - 2 - 3200кГц? Уровень паразитов? Уровень и форма выходного сигнала - синус? Управление - контроллер или кнопки?

На входе меандр или стробы, не важно, поскольку умножитель должен срабатывать по переднему фронту. На выходе тоже меандр или стробы.
Частота входного сигнала 0...50кГц. Выходной диапазон 0...50*Х кГц.

т.е. если на входе 0 то и на выходе 0
если пришел 1 фронт то на выходе 2 строба
если пришло 2 фронта то на выходе 4 строба с частотой *Х от входной и.т.д. Т.е. на выходе 1o и 3o стробы повторяют 1i и 2i на входе, а 2o и 4o равноотстоят от 1o и 3o на период (1i-2i)/2.

Параметр умножения входной частоты Х (деление частоты ГУН) нужно задавать, причем желательно в параллельном виде (джамперами), без загрузки по шине управления.

[ledum]

Возможно где-то так. Причем смеситель, ИМХО, может быть без подавления зеркалки - абсолютное значение частоты ГУНа 74HC4046 не важно (вообще-то расчитываем на перестройку в районе 4-7МГц, или сколько там надо), главное, чтобы разница между ним и опорным генератором была Х*fвх. Номиналы практически от балды, надо считать. Проблема в районе 0 - ФАП может рассыпаться, слишком большой диапазон частот сравнения. Если смеситель балансный, ФНЧ перед формирователем может не понадобиться, как на рисунке. Чем ниже частота по входу, тем более инерционный фильтр в ФАПе.

Сообщение отредактировал ledum - Jan 12 2010, 14:04

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Bomj]

Интересное решение, по поводу 0 частоты были у меня большие подозрения что может быть засада. Но надо поэкспериментировать.

По поводу смесителя, я много этим никогда не занимался. В приемниках смесители делают на диодах и трансформаторах, многие микросхемы супергетеродинов уже имеют встроенные схемы смесителей. А что делать тут в цифровой схеме со смесителем? Что порекомендкете почитать, есть ли готовые решения в микросхемах, есть ли стандартные схемные решения? Спасибо!

[ledum]

Честно говоря с выходом по постоянке со смесителями никогда не работал, может кто подскажет (как правило, это диодные с трансформаторами, были описаны в Рэде http://www.radioscanner.ru/files/electronics/file333/ ). Без постоянки - типа такого с ФНЧ на 3МГц и 1 кОм

Сообщение отредактировал ledum - Jan 12 2010, 16:08

Эскизы прикрепленных изображений

 

[grv]

Задача попроще.
Есть меандр 16Мгц 3,3В
Нужно тупо умножить на 2, т.е. получить на выходе 32Мгц меандр.Задерживать и XOR-ить как-то рука не поднимается в 21 веке. 4046 32МГц наверняка не потянет
Что есть готовое и хорошее ?

[ledum]

Задача попроще.
Есть меандр 16Мгц 3,3В
Нужно тупо умножить на 2, т.е. получить на выходе 32Мгц меандр.Задерживать и XOR-ить как-то рука не поднимается в 21 веке. 4046 32МГц наверняка не потянет
Что есть готовое и хорошее ?

А Вы дайте в Гугле clock multiplier и будете удивлены - первые на вскидку NB3N3020 CY2300SXCT - на такие частоты и со многими возможными коэффициентами (первая из указанных, например)
ЗЫ Указывайте серийное изделие, или так просто - ведь можно и на старых материнках и некоторых модемах и принтерах найти такие чипы, есть со сприд спектрум для уменьшения спектральной плотности мощности излучения.

To Bomj Все-таки подумав, (опыт работы с ФАПами протестует против такого изменения частоты сравнения - высока вероятность неустойчивости , да оно и надо, чтобы правильная частота устанавливалась секунд через 10 после ее изменения), предложу собрать на м/к, например, Атмеге измеритель периода, т.е. считать клоки процессора на интервале между входными клоками, а потом программировать DDS типа AD9834 или AD9835, AD9832, тем более, в первом есть компаратор - получается меандр на выходе, да и если продумать синхронизацию, то можно получить достаточно точное согласование и по фазе. При таком решении можно вплотную подойти к 0 Гц. Ну а состояние джамперов считать контроллеру не проблема.

Сообщение отредактировал ledum - Jan 13 2010, 09:23

[grv]

А Вы дайте в Гугле clock multiplier и будете удивлены - первые на вскидку NB3N3020 CY2300SXCT - на такие частоты и со многими возможными коэффициентами (первая из указанных, например)
ЗЫ Указывайте серийное изделие, или так просто - ведь можно и на старых материнках и некоторых модемах и принтерах найти такие чипы, есть со сприд спектрум для уменьшения спектральной плотности мощности излучения.

Спасибо, нашел то что искал - ICS502 в партии обещают цену 1,5..2$ более чем устраивает.

[Bomj]

предложу собрать на м/к, например, Атмеге измеритель периода, т.е. считать клоки процессора на интервале между входными клоками, а потом программировать DDS

Как же не хотелось мк использовать. Со всеми этими делами знаком оч хорошо, частотомеров сделал не один десяток. Хотелось чтото сделать простое и почти аналоговое... Все аналоговое работает плавно. Цифровое - шумит. Но всятаки 21 век на дворе ;-) и надо использовать то что современно.
Мерить период и програмировать ддс быстрее получится сделать на плисе. Стоимость меги8=cpld xc2c32 (правда не уверен что в нее все влезет), а скорость тактирования на порядок больше + отсутсвие последовательного выполнения комманд, паралельно можно сколько угодно процессов запускать (это очень полезно).

Если частота такта 8мгц (у меги штатно), то измеряя 2гц необходимо насчитать 4*10^6 ~= 2^22 импульсов, это 3х байтный счетчик. Не так много. Измеряя 100кгц, надо насчитать 80 импульсов, погрешность при делении может сильно насолить. Поэтому хотелось бы поднять частоту, но выше 16 мега не может. Поэтому плис тут очень кстати.

У AD9834 24бит регистр установки частоты и если ее тактировать 200кГц, можно получить крайне точную установку частоты - 0.0007 Гц.

Если рассмотреть алгоритм (входная частота меняется достаточно медленно, пусть не быстреечем 10кгц/сек)- измеряем 1 период, потом смотрим на сколько его делить и програмируем ддс, то получается что после каждого измерения надо программировать ддс. Программирование - это время. Получится задержка. Вопрос как она повлияет на линеность перестройки.
Кроме этого вероятнее всего с выхода ддс надо на мк заводить сигнал (прямо с компаратора), чтото типа обратной связи для расчета начала запуска его перестройки, опять получается петля обратной связи и будет чтото типа ФАП только программная.

что думаете?

[VCO]

Как же не хотелось мк использовать. Со всеми этими делами знаком оч хорошо, частотомеров сделал не один десяток. Хотелось чтото сделать простое и почти аналоговое... Все аналоговое работает плавно. Цифровое - шумит. Но всятаки 21 век на дворе ;-) и надо использовать то что современно.
...что думаете?

А тут решений очень много. Хотите аналогово-цифровое - пожалуйста: отфильтруйте меандр в синус и измеряйте фазу синуса по уровню, забазировавшсь по первым 3-5 максимумам и 3-5 периодам (или в случае с DSP - по максмуму и периоду). По каждой зарубке - переключайтесь. Всё решается элементарно на на программируемом ФНЧ и DSP, или просто DSP. По ходу пьесы корректируйте.
Хотите аналоговое - пожалуйста: умножать на 2,4,8,16 вообще очень просто: выпрямитель синуса - удвоитель частоты, далее фильтр - преобразователь постоянного униполярного сигнала в переменный, усилитель и так по кругу. Тут и широкий диапазон частот не помеха, главное, чтобы схема имела широкий динамический диапазон, что легко решается на операционниках.
Фантазировать можно бесконечно долго, думайте и выбирайте!

[ledum]

Я, кстати, предлагал измерять период, а не частоту, т.е. взять чипу с клоковой повыше, например, 20-меговую 88-ю, и считать ее клоки, стробированные Вашим НЧ сигналом. На 50000 кГц получится 400 импульсов, на более низких гораздо больше, можно измерение периода сделать адаптивным - увеличится скорость реакции. А синус, ИМХО, проще умножать, возводя в квадрат, но тут ЦОСники могли бы больше подсказать.
Опять таки непонятна допустимая величина джиттера, некоторые методы при этом сразу могут отпасть.

[Bomj]

Я, кстати, предлагал измерять период, а не частоту, т.е. взять чипу с клоковой повыше, например, 20-меговую 88-ю, и считать ее клоки, стробированные Вашим НЧ сигналом.

А частотомер именно так и делается, считается число клоков за период входной частоты, преобразуется и выдается на индикатор...

Хотите аналоговое - пожалуйста: умножать на 2,4,8,16 вообще очень просто: выпрямитель синуса - удвоитель частоты, далее фильтр - преобразователь постоянного униполярного сигнала в переменный

Интересно, надо подумать... Основная проблема - это умножение 0 частоты, т.е. если на входе 1 импульс.

Сообщение отредактировал Bomj - Jan 15 2010, 11:06

[VCO]

Интересно, надо подумать... Основная проблема - это умножение 0 частоты, т.е. если на входе 1 импульс.

И в этом случае X×0=0, главное с ОС в ОУ не перестараться, иначе фильтры и усилители могут превратитьс в генераторы.
Если этот вариант действительно интересен, то тут есть подводные каменья:
1. Конденсаторы в каскадах ОУ должны быть не керамические, а танталовые или ниобиевые, электролитические или полиэтилентерефталатные. Абсорбция - страшное дело!
2.Фильтры, естественно, должны фильтровать низкие частоты до 200 кГц включительно не так чтоб очень круто, лишь бы убрать ВЧ составляющие, которые и могут спровоцировать возбуд. Инфранизкие частоты уберуться сами собой за счёт емкостной развязки. В конце концов, можно рассчитать полосовые фильтры и усилители в каждом каскаде.
3. Для этой задачи не надо выбирать крутые ОУ с большим нулевым коэффициентом усиления и щирокой полосой, а наоборот - низкочастотные (до определённых Вами пределов) малошумящие усилители с широким динамическим диапазоном.
Все остальные камни обязательно вылезут в процессе реализации. Успехов в этом деле!

[ledum]

1. Конденсаторы в каскадах ОУ должны быть не керамические, а танталовые или ниобиевые, электролитические или полиэтилентерефталатные. Абсорбция - страшное дело!

Возьмем керамическую мурату 22мкФх6.3В и обычный электролит или танталовый на 22мкФ зарядим их, скажем, до 5В коротнем пинцетом, померяем напряжение через секунд 30, примем решение у кого абсорбция больше, ради интереса, можно и полистирол с полипропиленом попробовать - для статистики, ткскзть. Боюсь, окончится не в пользу электролитов, если это не блэк гейт Рубикон полуаудиофильский какой-нибудь.

2.Фильтры, естественно, должны фильтровать низкие частоты до 200 кГц включительно не так чтоб очень круто, лишь бы убрать ВЧ составляющие, которые и могут спровоцировать возбуд. Инфранизкие частоты уберуться сами собой за счёт емкостной развязки. В конце концов, можно рассчитать полосовые фильтры и усилители в каждом каскаде.

Смутно себе представляю обработку в аналоговом виде одновременно в одном тракте, например, 2Гц и 50кГц - иголки от выпрямления 2Гц трапеций с выбросами на фронтах после фильтрации (псевдофильтры с линейно-фазовой характеристикой я бы оставил мазохистам) легко могут потеряться в шумах и наводках, а городить диплексоры - я б уж лучше покувыркался с капризнейшей 74HC4046. Поэтому я агитирую за м/к+ДДС (чтО значит, у нас послезавтра выборы )
ЗЫ. Чей-то аналоговики смотрят, как радиочастотники влезли не в свое дело, и молчат, хоть бы пару раз чем-нибудь пнули (с мертвой точки) .

Сообщение отредактировал ledum - Jan 15 2010, 19:20

[domowoj]

Да, 4046 капризнейшая штука,
тем более с таким диапазоном измененмя входных частот.

[VCO]

Смутно себе представляю обработку в аналоговом виде одновременно в одном тракте, например, 2Гц и 50кГц - иголки от выпрямления 2Гц трапеций с выбросами на фронтах после фильтрации (псевдофильтры с линейно-фазовой характеристикой я бы оставил мазохистам) легко могут потеряться в шумах и наводках, а городить диплексоры - я б уж лучше покувыркался с капризнейшей 74HC4046. Поэтому я агитирую за м/к+ДДС (чтО значит, у нас послезавтра выборы )

А о таком диапазоне частот здесь нет и речи, равно как и о джиттере, иначе бы я и не предложил такое решение, так как довести его до работоспособного состояния ИМХО нереально. И потом, я и не утверждаю, что для такого решения достаточно одного тракта, возможно, потребуется три параллельных тракта, но зато ошибки в умножении вовсе не будет, другое дело джиттер будет неудовлетворительный.
С вариантом MCU+DDS полностью согласен с одной поправкой: FPGA+DDS, работающих на максимальных частотах синхронизации, так как это обеспечит минимальную ошибку и максимальную скорость перестройки при изменении частоты.
Но уже шибко серьёзный монстер вырисовывается , а если дойти до DSP с фурье- или вэйвлет-анализами, то здесь речь пойдёт о целесообразности извращения. Ведь автор не указал, зачем он хочет умножать частоту, может ему импульсы посчитать на выходе надо или затактировать чи шо.

ЗЫ. Чей-то аналоговики смотрят, как радиочастотники влезли не в свое дело, и молчат, хоть бы пару раз чем-нибудь пнули (с мертвой точки) .

Ну, это как сказать «не в своё», не так уж давно делал вихревые датчики расхода воды, там примерно такие частоты и были, так там я не решился умножать частоту на выходе датчика, пришлось делить микроконтроллером, пребывающим постоянно в спящем режиме, и приводить выходные импульсы к м3/импульс вместо л/импульс. Схема-то питалась 5 лет от одной литиевой таблетки, что в материнке стоит. Так что задача не такая простая, как многим может показаться на первый взгляд.
А на этой ветке действительно очень тихо, видимо название невнятное и размытое .

[VCO]

Как же не хотелось мк использовать. Со всеми этими делами знаком оч хорошо, частотомеров сделал не один десяток. Хотелось чтото сделать простое и почти аналоговое... Все аналоговое работает плавно. Цифровое - шумит. Но всятаки 21 век на дворе ;-) и надо использовать то что современно.
Мерить период и програмировать ддс быстрее получится сделать на плисе. Стоимость меги8=cpld xc2c32 (правда не уверен что в нее все влезет), а скорость тактирования на порядок больше + отсутсвие последовательного выполнения комманд, паралельно можно сколько угодно процессов запускать (это очень полезно).
…
что думаете?

Отредактировать преыдущий пост, наверное, уже не выйдет, поэтому решил добить тему.
Можно сделать на Spartanе схему по следующему принципу:
По каждому фронту входных импульсов счётчик отсчитывает 1000 тактов GCLK=200МГц, после чего приостанавливает счёт. Таким образом, мы умножаем входную частоту на 1000.
Далее стоит счётчик, делящий частоту полученного сигнала с программируемым коэффициентом. Если входную частоту надо умножить на 5, то коэффициент деления ставим 100, сейчас объясню почему.
Заканчивается схема формирователем меандра на T-триггере, который будет иметь коэффициент деления частоты равным 2.
Достоинство схемы – простота, минимальная задержка выходного сигнала и отсутствие ошибки умножения. Но всё равно выходной меандр не будет идеальным, джиттер тоже не будет хорошим.
Делать проект не хочу, выходной всё таки. Но этот вариант мне кажется наиболее толковым из всего, что пришло мне в голову.

[ledum]

А о таком диапазоне частот здесь нет и речи,

На входе меандр или стробы, не важно, поскольку умножитель должен срабатывать по переднему фронту. На выходе тоже меандр или стробы.
Частота входного сигнала 0...50кГц. Выходной диапазон 0...50*Х кГц.

- ТЗ слегка трансформировалось

Сообщение отредактировал ledum - Jan 16 2010, 09:24

[тау]

YIG , на ветке тихо потому, что автор топика задал невыполнимые и противоречивые требования.

т.е. если на входе 0 то и на выходе 0
если пришел 1 фронт то на выходе 2 строба
если пришло 2 фронта то на выходе 4 строба с частотой *Х от входной и.т.д. Т.е. на выходе 1o и 3o стробы повторяют 1i и 2i на входе, а 2o и 4o равноотстоят от 1o и 3o на период (1i-2i)/2.

откуда машинка должна знать что после первого строба 1i через какое-то время придет второй 2i ?
Ведь второго может и не быть. Тогда по условиям автора машинка должна на выходе образовать 2 строба с некоторым интервалом между ними. А тут бац - приходит очередной входной строб 2i . Но импульс то 2o уже выработан с неправильным интервалом после первого.

Условие работы с нулевой входной частотой и ФАПЧ невыполнимы, хотя бы по причине того что полоса пропускания петли ФАПЧ должна быть меньше минимальной входной частоты фазового детектора, иными словами быть меньше нуля. Отсюда и проблема, описанная выше, вытекает как следствие.

Сообщение отредактировал тау - Jan 16 2010, 12:38

[VCO]

- ТЗ слегка трансформировалось

Блин, а я тут фантазирую. Нифига себе слегка. Да-а, надо научиться полностью читать все посты, у этого автора ещё менее стабильный джиттер, чем на соседней ветке у CF755 Ну да ладно, хотя бы размялся...

[ledum]

откуда машинка должна знать что после первого строба 1i через какое-то время придет второй 2i ?
Ведь второго может и не быть. Тогда по условиям автора машинка должна на выходе образовать 2 строба с некоторым интервалом между ними. А тут бац - приходит очередной входной строб 2i . Но импульс то 2o уже выработан с неправильным интервалом после первого.

Условие работы с нулевой входной частотой и ФАПЧ невыполнимы, хотя бы по причине того что полоса пропускания петли ФАПЧ должна быть меньше минимальной входной частоты фазового детектора, иными словами быть меньше нуля. Отсюда и проблема, описанная выше, вытекает как следствие.

Я думаю, точнее, ИМХО, есть время на анализ сигнала, и возмездие, в смысле реакция, может следовать спустя некоторый интервал этого времени, - вот о чем автор умолчал. Иначе не шла бы речь о возможности применения ФАПа (74HC4046 я начал рисовать, когда нижняя граница была еще 1 кГц, а потом жалко было бросать). Да и не машину времени мы здесь обсуждаем.

Сообщение отредактировал ledum - Jan 16 2010, 14:40

[domowoj]

Выходной диапазон 0...50*Х кГц.

Т.е вых. период = Твх/Х

2o и 4o равноотстоят от 1o и 3o на период (1i-2i)/2.

А тут не стыковАчка.

Похоже топикстартер сам не знает, что ему надо,
или выразить не может.
Для чего все это нужно-то хоть???

[ledum]

А тут не стыковАчка.

Похоже топикстартер сам не знает, что ему надо,
или выразить не может.
Для чего все это нужно-то хоть???

Да вроде все понятно, при Х=2, при входном сигнале с Т=1с (2i-1i), интервал между 1о 2о 3о 4о должен быть одинаковым и равен (2i-1i)/2 т.е. 0.5с, что и соответствует удвоенной частоте.

[VCO]

Извините, хочу немного поофтопить для всеобщего увеселения, суббота же. Обратите внимание на ник автора, может это и правда бомж, решил зайти в интернет-кафе выпить и поразвлечься. Ладно, не обижайтесь и не бросайте в меня камнями, убегаю...

[ledum]

C задачами реклокинга сталкиваюсь десятки лет, и эта - абсолютно нормальная задача. Единственное, что автору вопроса надо будет определиться - какой период считать уже бесконечным и дать допустимое время отработки САР.
Ну и что, что Bomj (у нас на фирме половина так может назваться - снимают жилье, а спецы очень крутые в своих областях), а ledum - это вообще болотное растение багульник .

Сообщение отредактировал ledum - Jan 16 2010, 15:13

[тау]

.... Да и не машину времени мы здесь обсуждаем.

Это Вы так, уважаемый ledum рассудили в трезвом уме и твердой памяти. А чтобы выполнить исходные требования , как раз таки машинка времени и не помешала бы , наверное .
Необходимо "прыгнуть во времени" вперед, увидеть очередной импульс (строб), отсчитать интервал между этим будущим и прошедшим. Вернуться назад и расставлять все промежуточные стробы между входными стробами с учетом равномерности интервалов и коэффициента умножения.

[ledum]

Необходимо "прыгнуть во времени" вперед, увидеть очередной импульс (строб), отсчитать интервал между этим будущим и прошедшим. Вернуться назад и расставлять все промежуточные стробы между входными стробами с учетом равномерности интервалов и коэффициента умножения.

Да нет, я так понял, что частота не так уж часто меняется (а коэффициент умножения дык и вообще джамперами) и разрешается подождать, чтобы САР отработала изменение - у нас такие вещи были, потери относительно больших блоков данных допускались. Короче, ждем виновника банкета, чего тут гадать.

Сообщение отредактировал ledum - Jan 16 2010, 19:16