Pulsabstandsmessung mit 10ns Auflösung

[Sven Geggus]

Hallo,

bisher wurde die Messaufgabe "getriggert Pulsabstände mit 10ns Auflösung zu
erfassen" mit Hilfe einer selbstenwickelten Hardware (GAL basierter 100MHZ
Zähler) gelöst.

Leider ist der verwendeten GAL inzwischen schwer zu beschaffen und es sollte
etwas moderneres her.

Eine Recherche im Web brachte leider sehr wenig zu Tage. Am liebsten wäre
mir eine Messadtenerfassungskarte für den PCI Bus oder besser noch etwas,
das man per USB an einen PC anschließen kann. Habt ihr da passende
Vorschläge?

Altenativ könnte man einen Microcontroller nehmen. Gibts da einen der eine
derart genaue Frequenzmessung erlaubt?

Wichtig ist, dass mir eine integrale Zeitmessung nicht ausreicht. Ich kann
also nicht Pulse zählen sondern muss den Abstand zwischen zwei Pulsen
messen.

Gruss

Sven Geggus

--
Why are there so many Unix-haters-handbooks and not even one
Microsoft-Windows-haters handbook?
Gurer vf ab arrq sbe n unaqobbx gb ungr Zvpebfbsg Jvaqbjf!
/me is giggls@ircnet, http://sven.gegg.us/ on the Web

 

[Uwe Bonnes]

Sven Geggus <sven-im-usenet@gegg.us> wrote:
: Hallo,

: bisher wurde die Messaufgabe "getriggert Pulsabstände mit 10ns Auflösung zu
: erfassen" mit Hilfe einer selbstenwickelten Hardware (GAL basierter 100MHZ
: Zähler) gelöst.

: Leider ist der verwendeten GAL inzwischen schwer zu beschaffen und es sollte
: etwas moderneres her.

: Eine Recherche im Web brachte leider sehr wenig zu Tage. Am liebsten wäre
: mir eine Messadtenerfassungskarte für den PCI Bus oder besser noch etwas,
: das man per USB an einen PC anschließen kann. Habt ihr da passende
: Vorschläge?

: Altenativ könnte man einen Microcontroller nehmen. Gibts da einen der eine
: derart genaue Frequenzmessung erlaubt?

: Wichtig ist, dass mir eine integrale Zeitmessung nicht ausreicht. Ich kann
: also nicht Pulse zählen sondern muss den Abstand zwischen zwei Pulsen
: messen.

: Gruss

: Sven Geggus

Wenn nur 10 ns Aufloesung gefragt sind, warum willst Du dann von der GAL
Loesung weg , evt auf aktuelle FPGAs angepasst.

Wenn es noch schneller werden soll, bieten sich TDCs (T_ime to D_igital
C_onverters) an. www.acam.de ist ein Anlaufpunkt fuer TDCs.

Bye
--
Uwe Bonnes bon@elektron.ikp.physik.tu-darmstadt.de

Institut fuer Kernphysik Schlossgartenstrasse 9 64289 Darmstadt
--------- Tel. 06151 162516 -------- Fax. 06151 164321 ----------

 

[MaWin]

Sven Geggus <sven-im-usenet@gegg.us> schrieb im Beitrag <brv2r7$lpe$1@benzin.geggus.net>...

bisher wurde die Messaufgabe "getriggert Pulsabstände mit 10ns Auflösung zu
erfassen" mit Hilfe einer selbstenwickelten Hardware (GAL basierter 100MHZ
Zähler) gelöst.
Leider ist der verwendeten GAL inzwischen schwer zu beschaffen und es sollte
etwas moderneres her.

Wenn es kein Standard-Zaehler-IC tut, weil dessen Interface zusaetzliche
Glue Logic noetig machen wuerde, auf die man gern verzichtet, klingt doch
'GAL' wie die passende Loesung. Wenn es euer GAL nicht mehr gibt, weil
es fuer den grossen Kundenkreis zu schlecht war, so gibt es sicher einen
leistungsfaehigeren Nachfolger, der mehr kann und schneller ist.
Da es euch nicht interessiert, ob schneller oder mehr Leistung, guck
halt nach einem der weniger Strom braucht und billiger ist, waere ja auch
ein Fortschritt fuer eure Schaltung.
Aktuelle groessere GALs heissen CPLDs, und ich denke ein M4A5 32/32-7
wird ausreichen, siehe Lattice und Reichelt.

Eine Recherche im Web brachte leider sehr wenig zu Tage. Am liebsten wäre
mir eine Messadtenerfassungskarte für den PCI Bus oder besser noch etwas,
das man per USB an einen PC anschließen kann. Habt ihr da passende
Vorschläge?
Altenativ könnte man einen Microcontroller nehmen. Gibts da einen der eine
derart genaue Frequenzmessung erlaubt?

Ein CPLD laesst sich ohne zusaetzliche Bauteile am Paralleport eines Rechners

programmieren, auch das Auslesen des Zaehlers koennte man so machen, aber
die Software zum auslesen muesstet ihr selber schreiben.
Wenn eure Impulse selten genug sind, koennte man den Zaehlerstand ueber RS232
senden, dazu braucht es einen MAX232 und die Ansteuerung uebernimmt dann der
passend programmierte CPLD.
Ein CPLD kann auch direkt an den PCI-Bus, aber der Chip wird dann unnoetig gross
und teuer, und man ist geneigt, den 'intellectual property core' fuer PCI zu kaufen,
weil er zu aufwaendig ist um ihn mal eben so selbst zu erstellen.
An USB kann der CPLD mit einem Interface Chip wie dem FT232BM, ist damit aber
genau so langsam wie als serielle Verbindunng, ebenso koennte man da
einen uC wie AT90S2313 in IgorPlug verwenden. Wenn das Tempo der
seriellen Schnittstelle nicht ausreicht und es schneller sein muss,
hilft wohl nur ein richtiger uC mit USB INterface wie TUSB von Ti
oder PDIUSB von Philips. Aber alle diese uC muss man programmieren, und sie sind
nicht schnell genug um 100MHz zu zaehlen, also braucht man immer noch das externe
CPLD. Schnellere uC, die 100MHz Takt direkt zaehlen koennten, sind sicher zu teuer.

Da man ob CPLD oder uC eh programmieren muss, wuerde ich eine Loesung bestehend
aus 100MHz TXCO und M4A5 CPLD und MAX232 an die serielle Schnittstelle als
einfachste Loesung ansehen.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Rolf Bombach]

Sven Geggus wrote:

bisher wurde die Messaufgabe "getriggert Pulsabstände mit 10ns Auflösung zu
erfassen" mit Hilfe einer selbstenwickelten Hardware (GAL basierter 100MHZ
Zähler) gelöst.

Und warum muss das auf 100 MHz basieren? Fluch der total
digitalen Lösung. Früher [tm] wurde 10 MHz oder so genommen
und die Zeitdifferenz bis zum nächsten Takt mit Time-
to-pulse height Umsetzung erfasst. So ist dann auch
1 ns kein Problem, beim SRS-DG535 Delaygenerator sogar
5 ps.

--
mfg Rolf Bombach

 

[Uwe Hercksen]

Rolf Bombach schrieb:

Und warum muss das auf 100 MHz basieren? Fluch der total
digitalen Lösung. Früher [tm] wurde 10 MHz oder so genommen
und die Zeitdifferenz bis zum nächsten Takt mit Time-
to-pulse height Umsetzung erfasst. So ist dann auch
1 ns kein Problem, beim SRS-DG535 Delaygenerator sogar
5 ps.

Hallo,

aber bei so einer gemischt anlog-digitalen Zeitmessung werden doch auch
einige schnelle analoge Komponenten nötig sein, ein schnelles
Abtasthalteglied mindestens?

Bye

 

[Rolf Bombach]

Uwe Hercksen wrote:

Und warum muss das auf 100 MHz basieren? Fluch der total
digitalen Lösung. Früher [tm] wurde 10 MHz oder so genommen
und die Zeitdifferenz bis zum nächsten Takt mit Time-
to-pulse height Umsetzung erfasst. So ist dann auch
1 ns kein Problem, beim SRS-DG535 Delaygenerator sogar
5 ps.

aber bei so einer gemischt anlog-digitalen Zeitmessung werden doch auch
einige schnelle analoge Komponenten nötig sein, ein schnelles
Abtasthalteglied mindestens?

Jein. Kommt auf die totale Zeit an, jedenfalls beim Delaygenerator.
Beim reinen Zeitmessen ist's egal. Der Startpuls triggert ein
Flipflop, welches eine Konstantstromquelle freigibt, die ihrer-
seits einen Kondensator auflädt. Der erste Taktimpuls vom
Zähler stoppt dann die Laderampe. Anschliessend hat man Zeit,
die Spannung am Kondi zu messen, mit oder ohne Sample and Hold,
je nach Schaltung. Die Time-to-pulse Height Umsetzer gab es
früher sogar als eigene NIM BNC Module, die haben dann einfach die
Pulshöhe ausgegeben und man musste dann selber sehen, was man
damit anfangen wollte. Am einfachsten ging man in einen Puls-
höhenanalysator (Gammaspektrometer-Einschub), worauf man eine
Zeitverteilung bekam. Etwa für Fluoreszenzlebensdauern, TOF-
Massenspektrometer usw. Natürlich nur bei sehr kleinen Zählraten,
da das Prinzip ja nicht Multievent-tauglich ist.

--
mfg Rolf Bombach