16MHz inverter klok

Houden zo!

Op 15 september 2007 22:09:30 schreef Rd12tf:
@Alle digitalen!
Oscillators, of je het nu leuk vind of niet, zijn nog steeds analoge schakelingen. Dus waarom zo krampachtig naar zo een blokje of van die (analoog geforceerde) inverters grijpen. Gemakzucht?
Als het echt goed (stabiel) moet zijn maak je zoiets van een FET, J310, bF245, BF256, 2n3819 desnoods ... + een kring, succes verzekerd!

Moet ik me nu aangesproken voelen of niet?

Als het MOET werken zonder omkijken is zo een blokje inderdaad een keuze. De fabrikant zal best een bepaalde kwaliteitscontrole hebben. Voor serieproductie kan ik me die keuze goed voorstellen.

Alleen kwa stabiliteit, faseruis en nauwkeurigheid laten ze vaak te wensen over. Meestal geen probleem, tot je het best haalbare wilt hebben. Dan is een discrete oscillator vaak een goed alternatief. Voor mijn net afgebouwde 10MHz referentie (GPS locked) heb ik zitten zoeken, lezen en experimenteren met oscillatoren. Uiteindelijk heb ik een 1 transistor schakeling gemaakt die van direct na aanzetten tot de eerste 15 minuten minder dan 0.5Hz verliep. Ik was aangenaam verrast dat het zo goed uitpakte. Na het aanbrengen van de benodigde een varicap werd het wel wat slechter, maar over de basis ben ik tevreden. Met standaard blokjes red je dit niet.

@jojo
Pak eens zo'n blokje van b.v. 50 MHz en luister eens naar de 3e harmonische (150 MHz) met een VHF SSB/CW ontvanger, Leg je (warme) vinger eens op dat blokje en huiver ...

@Rd12tf:Ja,je hoort dan geen Mexicaansche hond maar Howlin Wolf.;)

Ik kan me daar wel wat bij voorstellen. Mijn oscillator was er ook op uitgekient dat het kristal op "laag vermogen" werkte. Dat het zo een verschil maakt had ik niet verwacht.

Intussen heb ik ook mijn variant van deze logger gemaakt. Samen met mijn referentiebron zou ik van een paar blokjes eens een fijne log kunnen maken. Faseruis zie je er niet op, maar verloop wel.

Op 15 september 2007 22:37:54 schreef Hubie:
@Rd12tf:Ja,je hoort dan geen Mexicaansche hond maar Howlin Wolf.;)

http://en.wikipedia.org/wiki/Howlin'_Wolf
Ook niet verkeerd hoor

@Jojo:Zeker niet.!!

Okee dan. Ik had ook zo een blokje van Voti liggen.
Snel even een eigen 5V voedinkje gegeven. Resultaat:

Te zien is dat de frequentie 200Hz daalt in de eerste 15 minuten.
Na 20 minuten heb ik een minuut lang mijn vinger er op gelegd. De frequentie loopt dan 12 Hz omhoog. Deze zou verder opgelopen zijn indien ik mijn vinger er niet afgehaald had.
Na 24 minuten heb ik de gate tijd van 10 naar 1 seconde omgezet. Dit om te zien wat de seconde-tot-seconde variaties zouden zijn. Die vielen mee. Er waren geen sprongen te zien die groter waren dan de meetresolutie van 1Hz.

[Bericht gewijzigd door jojo op zondag 16 september 2007 00:09:19 (70%)]

We zien duidelijk 2 verschillende toepassingen voor een oscillator waarbij elkeen zijn specifieke eisen naar voorbrengt.

Maar eigenlijk worden de bedoelingen van TS overzien. Als ik het goed voor heb wil hij een eenvoudige goedkoope oscillator voor zijn onlangs bestelde CPLD's want die hebben een clock nodig en er zijn een aantal beginners die graag iets gaan bouwen.

Vandaar hoe goedkoper hoe beter maar TS maak zich terecht zorgen over de over en ondershoot van zijn blokgolf en daarbij nog eens een diep in de flanken.

Op geen enkel ogenblik is er gesproken dat deze clock aan extra hoge eisen van stabiliteit moet voldoen. Hij heeft die clock nodig om straks vb een 7 segments display te gaan multiplexen en of dit nu op 1Khz of 5 Khz gebeurt speelt helemaal geen rol.

Iaw de absolute frequentie stabiliteit speelt geen deminste rol en de standaard nauwkeurigheid van een blokoscillator die 50 of 100 ppm bedraagt is meer dan voldoende.

Dat zo een oscillator meer harmonischen bevat is normaal, immers hoe beter de flaksteilheid hoemeer die aanwezig zijn, daar is voor een CPLD gebruik niets mis mee maar voor een analoge gebruiker is dit eerder een ramp.

Vandaar de meer parktische aanvat voor dit gebruik:

Plaats een blokoscillator in je schakeling. Voorzie hiervoor een 14 pins voetje en voorzie de layout zodanig dat ook de 8pin dip uitvoering daarin past. Hierdoor laat je de gebruiker de keuze voor de half of full size blokversie's. Door hier een voetje te plaatsen geef je de gebruiker de mogelijkheid een andere waarde in te pluggen waarbij hij zich niet gaat moeten gaan afvragen of de schakeling nu al of niet zal werken.

De blokoscillator zal geen dipje geven in de flanken en als je echt nog een optimalisatie wilt voor je schakeling, plaats de oscilatorblok dicht bij de clockpin van je CPLD en voorzie desnoods op je pin van de CPLD nog een 100pF met 82 ohm in serie naar de GND. Leg die clockbaan zo direct mogelijk, en omringd van GND baantjes. Je clocksignaal zal weinig overshoot vertonen en perfect geschikt zijn voor je CPLD.

En voor iemand die echt low cost moet gaan, niets is gemakkelijker te vinden bij oude printen uit PC's om blokoscillators te recupereren. Ik heb hier een doos liggen met zeker 100 van die blokjes met alle denkbare waarden gaande van 1Mhz tot 64 Mhz zowel in 14pins als in 8pins. Daar zitten ook de 3.6864 waardes in voor de RS232 baudrate delers.

Aan het studeren voor detective, fotoopa? Haha nee, de CPLDs die ik heb besteld zijn niet om 7-segments aan te sturen. Voor mijn onderhanden projectje (amp moederbord) komt er van die maar 1 op. Verder nog een XC95108 die ik hier al had en daar komt't.. een ATmega64 uC

Die gaat een 16MHz klokje nodig hebben. De XC95108 ontvangt dezelfde clock. Alhoewel ik me nu bedenk dat die 4060 deler wel erg handig kan zijn om niet gelijk tig LEs aan een deler kwijt te zijn in de CPLD.

Verder gaat de klok nog naar een expansieconnector welke beschikbaar komt op de achterkant van de amp. Hierin zit een 8-bit adres en databus verwerkt met vaste chipselect lijnen, de I2C lijnen, de clock en nog wat systeem signalen.

Op die manier kan ik in de toekomst ook een multichannel voorversterker en of toon regeling koppelen aan de CPU in de versterker en alles met het hoofd bedienings paneel op de amp regelen. D'r zit een 128x64 grafisch LCD op.

Op zich blijf ik gewoon bij een inverter schakeling.. dan kan ik het clockje handmatig tunen door de serie weerstand aan te passen. Als 'ie te groot is start 'ie niet meer op (was dat niet een probleem dat je had toen je NI inverters ging gebruiken?). Dus zo kunnen afstellen dat de oscillator start, maar een minimale hoeveelheid power dissipeert. Een geschikte waarde voor deze combinatie (AHC04 met 16MHz) moet ik nog vinden.

We waren inderdaad lekker aan het afdwalen. Maar in mijn opinie had de TS waarschijnlijk geen probleem (meer). Althans niet met zijn oscillator. Dus zou hij aan de slag moeten kunnen met zijn CPLD's. Gewoon de clock lijn kort houden.
En als hij wilt zien wat er gebeurt is hij op weg geholpen naar een betere probe voor dit soort zaken.

Die opmerking van die harmonischen was meer bedoeld om goed naar het gedrag van een oscillator te kunnen "luisteren". Dit omdat sommige dingen lastig te meten zijn. Dat een oscillator (blokje of anderzins) zowiezo harmonischen heeft is niet verbazingwekkend en ook niet als negatief bestempeld.

Toch nog even over dat Voti blokje. Van de blokjes die ik heb gezien is deze helemaal niet zo slecht hoor. In mijn metingpost had ik geen waardeoordeel uitgesproken, maar <5ppm afwijking op de frequentie en naar ruwe schatting 0.03ppm/graad celsius maakt het een heel redelijk blokje.

@MagicBox. Het is toch niet toevallig een AHCU04? Dan is deze VCO wel een leuke schakeling om eens in gedachten te houden voor bijzondere experimenten. Een VCO van 100-200MHz.

Op 16 september 2007 11:33:39 schreef MagicBox:
Aan het studeren voor detective, fotoopa?.

Ik heb blijkbaar de verkeerde link gelegd, maar functioneel blijft het toch ongeveer gelijk.

En ja ik bekijk ook wel even de " concurentie" Xilinx of Altera. Maar de verschillen zijn eerder klein tov PIC of AVR omdat ze dezelfde taal spreken. En bijna iedere design op hobby niveau kun je direct van de ene naar de andere overplaatsen zonder iets te moeten herschrijven.

Maar ik zie eerder een beetje de beperkingen van het lage aantal macro cellen van je gebruikte devices waardoor je er weer gewone "oude" hardware moet tegenaan gooien. Dit heb je dan weer niet vandoen bij de iets recentere grotere devices en moet je zo karrig niet zijn met het aantal cellen. Maar daartegenover staat je kostprijs die weer iets hoger is.

Maar ik persoonlijk blijf bij die blokjes, juist omdat ze altijd werken. Trouwens bij de recente cyclone devices van Altera zitten daar ook de PLL's in en daarkan je nog gemakkelijker om het even welke frequentie mee maken vertrekkende van 1 ingangsclock. Maar bij Xilinx zal dit ook wel het geval zijn.

@fotoopa,
Het was slechts mijn bedoeling aan te geven, dat je een oscillator ook discreet kan opbouwen, als je echt alle parameters in de hand wilt houden.
Stabiliteit is zeker niet altijd een must,echter wel voor een frequentiemeter (b.v. de logger van Jojo!) of een DDS generator. Maar ik schreef dan ook: "Als het echt moet".

@Jojo
Leuke meting! Die logger ga ik ook maken, heel handig!
Dat Voti blokje is inderdaad zo slecht nog niet, ik heb van die blokjes op 48MHz die het stukken slechter doen ...

//Edit:
Jojo, ik heb zeker interesse in je aangepaste source.
Als je wil kan je mij mailen ...

73
PA2ET

@Rd12tf. Ik heb wel de software van de logger herschreven. De resolutie is nu 32-bit (i.p.v. 24) waardoor hij met behoud van resolutie boven de 16MHz kan meten. En de 10 seconden gate meet niet meer eens in de 10 seconden, maar 10 seconden lang (dus 0.1Hz resolutie). Ook heb ik er een 74HC4046 als pre-amp voor gezet. Als ik de tijd vind zal ik het eens op het net zetten. Het concept en de pinout van de 12F629 blijft echter hetzelfde.

Op 16 september 2007 11:55:05 schreef fotoopa:
[...]
Ik heb blijkbaar de verkeerde link gelegd, maar functioneel blijft het toch ongeveer gelijk.

En ja ik bekijk ook wel even de " concurentie" Xilinx of Altera. Maar de verschillen zijn eerder klein tov PIC of AVR omdat ze dezelfde taal spreken. En bijna iedere design op hobby niveau kun je direct van de ene naar de andere overplaatsen zonder iets te moeten herschrijven.

Maar ik zie eerder een beetje de beperkingen van het lage aantal macro cellen van je gebruikte devices waardoor je er weer gewone "oude" hardware moet tegenaan gooien. Dit heb je dan weer niet vandoen bij de iets recentere grotere devices en moet je zo karrig niet zijn met het aantal cellen. Maar daartegenover staat je kostprijs die weer iets hoger is.

Maar ik persoonlijk blijf bij die blokjes, juist omdat ze altijd werken. Trouwens bij de recente cyclone devices van Altera zitten daar ook de PLL's in en daarkan je nog gemakkelijker om het even welke frequentie mee maken vertrekkende van 1 ingangsclock. Maar bij Xilinx zal dit ook wel het geval zijn.

Het aantal macrocellen is niet zo'n probleem hoor. Ik gebruik CPLDs in combinatie met een Uc. Wat ik in de CPLDs stop zijn I/O expanders en transformers. Voorbeeldje: Ik gebruik een WM8816 volume controller, deze heeft zijn eigen seriele protocol. Heb ik een state-machien voor gemaakt zodat hij zich naar de atmel presenteert als 2 8-bit geheugen adressen. Eerst data in 1e adres schrijven, dan command byte in het andere. De CPLD gaat vervolgens bitbangen. Zo houd ik CPU tijd over voor andere zaken. Verder zit er een adres decoder, rotary knop decoder, interrupt register e.d. in. Een ATmega heeft maar een beperkt aantal interrupts. Dus heb ik een interrupt register gemaakt, wat 1 interrupt afgeeft wanneer er aan de rotary encoder is gedraaid of wanneer er knoppen worden ingedrukt of losgelaten.

Dit neemt allemaal niet bijzonder veel LEs in beslag hoor. Het grote voordeel is dat al het lowlevel bitbangen en decoden niet meer door de uC gedaan hoeft te worden. Deze hoeft nu ook niet meer te lopen pollen.

Veel LEs gaat zin hebben met stand-alone CPLD/FPGA designs. In combinatie met een uC kun je al heel veel met 72 / 108 macrocellen.

De reden dat ik er twee gebruik heeft te maken met het kip/ei syndroom. In de amp zitten in totaal 3 CPLDs en 2 ATmega. En ik heb maar 1 firmware connector met 10 pinnen. Hoe gaat ik een universele programmeer kabel maken? Daar is nu die kleine CPLD voor. Die vertaalt de programmeer signalen op de firmware connector and dispatched die naar de ATmegas/overige CPLDs. In de programmer komt ook weer een CPLD'tje. Deze krijgt een drukknop waarmee ik kan kiezen welke chip ik in de amp wil programmeren. Verder twee headers er op. 1 voor de ATmega ISP, 1 voor de JTAG.

Zie het als een telecom 'bridge' Als die program dispatcher eenmaal werkt hoef ik nix meer met jumpers te klooien en hoeft de kast ook niet meer open. Gewoon met de pushbutton op de programmer de betreffende chip selecten. In totaal ruimte voor 16 chips: 2 j-tag chains en 14 ATmegas. Maar ik gebruik slechts 4 voor elk.

@jojo:

Ik heb nog even een 180 Ohm weerstandje in serie met de probe gezet: ringing is nu bijna helemaal weg en lijkt nu teminste op een echte blokgolf Geen over/undershoot meer.

Dus dat weerstandje met de capaciteit van de probe vormt eigenlijk een low-pass filtertje met F-3db rond de 88MHz.

Op 16 september 2007 12:32:19 schreef MagicBox:
@jojo:

Ik heb nog even een 180 Ohm weerstandje in serie met de probe gezet: ringing is nu bijna helemaal weg en lijkt nu teminste op een echte blokgolf Geen over/undershoot meer.

Dus dat weerstandje met de capaciteit van de probe vormt eigenlijk een low-pass filtertje met F-3db rond de 88MHz.

Mooi dat je gerust gesteld bent. Alleen moet je nu weer oppassen dat als er werkelijk over/undershoot gaat plaats vinden (lange clock lijn b.v.) dat je het nog wel ziet op de scoop en niet ook dat wegfiltert. Als je je probe zou kunnen afsluiten met de impedantie van de probe kabel ben je helemaal het heertje. Kijk eens rond op een beurs of zo of je niet een zogenaamde 50 ohm pass-through terminator ziet liggen. Die BNC/BNC klik je makkelijk tussen je probe en de scope. Ik moet er zelf ook nog eens eentje hebben. En een snelle scope, maar ja, je moet wat te wensen overhouden...

@Rd12tf Hier staat het. Ik wil er ooit nog wel eens een nette pagina voor maken, maar bedacht me dat dat toch weer te lang gaat duren.

BNC T-stuk + 50 ohm terminator (oud netwerkspul) doen het volgens mij ook wel.
(Jojo mijn edit gelezen? Ja dus! Bedankt!)

Op 16 september 2007 12:43:58 schreef Rd12tf:
BNC T-stuk + 50 ohm terminator (oud netwerkspul) doen het volgens mij ook wel.
(Jojo mijn edit gelezen? Ja dus! Bedankt!)

Dat heb ik jaren geleden allemaal met het grofvuil meegegeven toen ik overging up UTP O.o

[Bericht gewijzigd door MagicBox op zondag 16 september 2007 12:46:25 (17%)]