Quarz - Phasenrauschen erwünscht

M

Michael Rübig

Guest
Hallo,
mal ne etwas ungewöhnliche Idee.
Ich benötige für ein Schaltnetzteil einen Taktgeber, der mir 600kHz,
150kHz und 37,5kHz erzeugt. Große Toleranzen kann ich mir hier nicht
leisten, da der eine Schaltregler mit mindestens 560kHz synchronisiert
werden muss, der andere jedoch bis maximal 150kHz spezifiziert ist.

Deshalb habe ich mich für einen 74HC4060 mit 9,216Mhz-Quarz entschieden.
Er erzeugt mir daraus die nötigen Frequenzen.

Um bei den EMV-Messungen Probleme schon im voraus zu verhindern, habe
ich mir überlegt, den Quarzoszillator so schlecht wie möglich
auszulegen, um eine sogenannte "spread spectrum modulation" zu realisieren.
Der Taktgeber soll also einen möglichst großen Jitter aufweisen und ein
möglichst breites Frequenzband füllen. Dadurch gibt es keine sehr hohen
Peaks im Frequenzband, sondern eher flachere "Buckel". So die Theorie.

Mit einem Quarz geht das natürlich nur in Grenzen. Laut dem
Quarzkochbuch wird ein Quarzoszillator immer schlechter, wenn man die
beiden Cs kleiner macht. Außerdem könnte man versuchen, die Güte des
Schwingkreises stark zu reduzieren.

Da das aber nicht üblich ist, gibts dazu natürlich kaum Informationen.
Was würdet Ihr vorschlagen, um meinen Quarzoszillator möglichst
"schlecht" laufen zu lassen. Sicher anschwingen muss er aber in jedem Fall.

Gruß
Michael
 
On Wed, 18 Feb 2004 20:28:26 +0100, Michael Rübig
<michaely@bigfoot.de> wrote:

Hi!

Der Taktgeber soll also einen möglichst großen Jitter aufweisen und ein
möglichst breites Frequenzband füllen. Dadurch gibt es keine sehr hohen
Peaks im Frequenzband, sondern eher flachere "Buckel". So die Theorie.
Hmm.. Wenn Du Rauschen als Offset auf den Verstärker (im Oszillator-
kreis) gibst (und die Harmonischen hinterm Quarz wegfilterst, so daß
Du was Sinus-ähnliches hast), hättest Du zwar ein Phasenrauschen, aber
bei steigender und fallender Flanke entgegengesetzt - also praktisch
ein verrauschtes Pulsbreitenverhältnis bei konstanter Periodendauer.

Wenn Du das ganze bei der doppelten Frequenz aufbaust und durch 2
teilst, hättest Du ein Phasenrauschen. Ich würde allerdings maximal
den halben Spitzenwert (viertel Spitze-Spitze) der Oszillatoramplitude
als rauschenden Offset dazugeben, macht arcsin(0,5)=30° Phasenrauschen
vorm Teiler, bleiben max 15° Phasenrauschen bei Deiner gesünschten
Frequenz.

Wenns etwas mehr sein soll, würde ich den Quarz laufen lassen wie er
will, und eine PLL drauf setzen, deren VCO per Rauschen gestört wird.
Musst nur aufpassen, daß die PLL nicht zu schnell ist und das Rauschen
wieder wegregelt. PLL/VCO sollte mit nem 4046 bei der Frequenz gut
gehen, Rauschen kannst Du mit nem Transistor erzeugen (PNP Klein-
signal, B-C oder B-E kurz vorm Durchbruch betrieben, falls Du nix
findest schau ich nochmal nach), 1 OP zum Verstärken des Rauschen
solltest Du allerdings vorsehen.

Gruß,
Michael.
 
On Wed, 18 Feb 2004 20:28:26 +0100, Michael Rübig
<michaely@bigfoot.de> wrote:
Um bei den EMV-Messungen Probleme schon im voraus zu verhindern, habe
ich mir überlegt, den Quarzoszillator so schlecht wie möglich
auszulegen, um eine sogenannte "spread spectrum modulation" zu realisieren.
So schlecht wie Du es möchtest, kannst Du den Quarzoszillator
garnicht bauen. Wenige Hz daneben ist bereits alles vorbei ...

Hinzu kommt, dass diese Modulation nicht die gewünschte
Charakteristik haben wird:
Der Taktgeber soll also einen möglichst großen Jitter aufweisen und ein
möglichst breites Frequenzband füllen. Dadurch gibt es keine sehr hohen
Peaks im Frequenzband, sondern eher flachere "Buckel". So die Theorie.
Das macht man mit Pseudo Random Noise und ggf.
einem *geeignetem* Filter.

Das Spektrum des Phasenrauschens ist spitz (erst recht
wenn ein Quarz im Spiel ist) und nicht "kastenförmig" wie
hier gewünscht.

Da das aber nicht üblich ist, gibts dazu natürlich kaum Informationen.
Was würdet Ihr vorschlagen, um meinen Quarzoszillator möglichst
"schlecht" laufen zu lassen. Sicher anschwingen muss er aber in jedem Fall.
Den Quarztakt über eine PLL leiten, welche entweder
direkt mittels digitalem PRN zusätzlich moduliert wird oder
welche vervielfacht und dann eine Digitallogik werkeln läßt.

Es gibt fertige IC's zu diesem Zweck, die CY25xxx Familie
von Cypress macht recht genau, was Du möchtest, in dem
gewünschten Frequenzbereich (9 MHz).
Für das Geld von einem CY25811 baust Du das nicht selber.
Und der schaft eine Bandbreite im Prozent(!)-von-f0-Bereich.
Wenn man etwas über den Waschbeckenrand des
Katalogs vom großen C hinaussieht, ist die Beschaffung
auch kein nennenswertes Problem.

Mit einem CPLD etc. geht es auch, das macht aber *nur* Sinn,
wenn er eh' da ist.

Ich bin ein Freund klarer Worte:

Dein analoger reduced-Q Ansatz ist für das Tier, für das so
unendlich viel entwickelt und gearbeitet wird, erst kürzlich hat
man diesem Tier auch ein komplettes Mautsystem geschenkt:

Nämlich für die Katz ...

Das erreichbare Spektrum mit Deinem Möchtegern-Spread-
Spectrum-Ansatz liegt von der Bandbreite her *weit* unterhalb
der Bandbreite des Auslösefilters im EMV Messemfänger. Und
so ein Quarz hat ein Q von 50000, welche(s) sich, so der Oszillator
sauber schwingen soll, auch kaum soweit reduzieren läßt,
alsdass es Dir etwas bringen würde.
Und wie gesagt: Das erzielbare Spektrum ist zudem ungeeignet.

Just my 2 Cent.

Gruß Oliver

--
Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10
 
Michael Rübig wrote:
Was würdet Ihr vorschlagen, um meinen Quarzoszillator möglichst
"schlecht" laufen zu lassen. Sicher anschwingen muss er aber in
jedem Fall.
Oliver B. hat ja bereits erläutert, warum das so nicht sinnvoll ist.
Was spräche denn gegen einen LC- oder RC-Oszillator auf 9 MHz? Diesen
könntest Du mittels Varicap (oder anderen Maßnahmen) und z.B. einer
PRN-Schieberegisterschaltung frequenzmodulieren. Der Hub muss jedoch
recht hoch sein (bei 9,2 MHz z.B. 500kHz), damit die EMV-Messungen im
MW-Bereich (9 oder 10 kHz Empfängerbandbreite) tatsächlich besser
ausfällt (Hub bei ca 560kHz dann ungefähr +/- 30kHz, was im Mess-
empfänger immerhin rund 8dB bringen dürfte - bei den Oberwellen
entsprechend mehr.

Thomas.
 
Michael Rübig <michaely@bigfoot.de> wrote in message news:<c10eeq$1c4497$1@ID-25310.news.uni-berlin.de>...
Um bei den EMV-Messungen Probleme schon im voraus zu verhindern, habe
ich mir überlegt, den Quarzoszillator so schlecht wie möglich
auszulegen, um eine sogenannte "spread spectrum modulation" zu realisieren.
Der Taktgeber soll also einen möglichst großen Jitter aufweisen und ein
möglichst breites Frequenzband füllen. Dadurch gibt es keine sehr hohen
Peaks im Frequenzband, sondern eher flachere "Buckel".
Hallo Michael,
ich denke, da solltest Du besser einen widerstandsprogrammierbaren
Oszillator, wie den LTC1799 nehmen. Dann brauchst Du nur noch einen
schlechten Widerstand...
Gruss
Harald
 
On Thu, 19 Feb 2004 00:09:05 +0100, Thomas Rehm <Th.Rehm@T-Online.de>
wrote:
Was spräche denn gegen einen LC- oder RC-Oszillator auf 9 MHz? Diesen
könntest Du mittels Varicap (oder anderen Maßnahmen) und z.B. einer
PRN-Schieberegisterschaltung frequenzmodulieren.
Das geht im Prinzip auch, allerdings unterliegt dann die *mittlere*
Frequenz den üblichen Temperatureinflüssen, was bei Quarz
plus modulierte PLL nicht der Fall ist.

Bei 1,5$ (!) für ein trivial einzusetzendes 8 poliges IC würde ich mir
für ein kommerzielles Produkt selbst dann keine Gedanken mehr
machen, wenn die Beschaffung direkt aus den Staaten wegen
den üblichen
"hammernedmüssens1000stücknehmenundhat22wochenlieferzeit"
Gebahren mancher Möchtegern-Distributoren 150 $ Extra kostet.
Weil der Stundenlohn zum Selbstentwickeln noch viel teurer ist.

Anders mag es sein, wenn man ein ASIC entwickelt und die
Schaltung mit darauf kommt. Aber wer entwickelt in unserem
damagementgetriebenen Land noch ASIC's, die
"Superdamagementingen's" unserer tollen Konzerne bekommen
doch noch nicht mal eine simple GSM/GPS Kopplung auf die
Reihe :-(

Wenn es um ein Studi-/Diplomarbeitsprojekt oder generell ums
lernen geht, dann ist die handgestrickte PLL mir PRN-FPGA
kombiniert mit Diodenrauschen sicher interessant.

Gruß Oliver

--
Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10
 
Oliver Bartels wrote:

"Superdamagementingen's" unserer tollen Konzerne bekommen
doch noch nicht mal eine simple GSM/GPS Kopplung auf die
Reihe :-(
Sie haben lediglich das getan, was sie immer schon gut konnten.
Anderen etwas vorzuspiegel, was die nur allzugern glauben möchten.

Wie war das noch vor einführung von GSM und händy? Haben damals
nicht auch die verantwortlichen industrieführer das blaue vom himmel
zugesagt? Termine die lediglich glaubensfragen waren ;-(
--
mfg horst-dieter
 
On Thu, 19 Feb 2004 13:41:05 +0100, "horst-d.winzler"
<horst.d.winzler@web.de> wrote:
Sie haben lediglich das getan, was sie immer schon gut konnten.
Anderen etwas vorzuspiegel, was die nur allzugern glauben möchten.
Ach, die Maut wäre schon machbar gewesen.
Mit etwas mehr Intelligenz und etwas weniger wandelnden
Krawattenständern und Power-Point-Ingenieuren.
Es steht sogar in dem veröffentlichten Schreiben des
Verkehrsministeriums:
Unterauftragnehmer sind explizit erwünscht,

Aber die tollen Supermanager von DC und Konsorten können
und wissen ja alles besser und haben es qua den von ihren
damals noch tüchtigen Vorfahren erwirtschafteten Geldsäcke
natürlich in keinster Weise nötig, sich mit popeligen Zulieferern
abzugeben.

Ich bin mir *sehr sicher*, das einige der Leute, die hier in der
NG mitlesen, das viel besser und billiger und vorallem
funktionsfähig auf die Reihe gebracht hätten.

Wie war das noch vor einführung von GSM und händy? Haben damals
nicht auch die verantwortlichen industrieführer das blaue vom himmel
zugesagt? Termine die lediglich glaubensfragen waren ;-(
Du meinst UMTS ;-)

Bei GSM wurde der Termin *exakt* eingehalten und die Telefone
gab es relativ schnell darauf. Ich kann mich daran noch recht
gut erinnern, ich habe heute immer noch eine der allerersten D2
Nummern und es war ein erheblicher Fortschritt und eine
absolute Wohltat, endlich vom damals völlig überlasteten
C-Netz herunterzukommen.

Allerdings ist man bei GSM auch noch unkonventionell ohne
Damager vorgegangen, die Entwickler haben sich damals die
Lizenzen für ihr EDA von unserem Messestand abgeholt und
der Konzerneinkäufer hat die Rechnung einfach so überwiesen.

GSM ist *der* Erfolgsschlager aus dem alten Europa und es
sieht derzeit so aus, dass er UMTS noch sehr lange überleben
wird. Für den Anwendungszweck, für den es gemacht wurde,
ist es auch heute kaum besser zu machen, selbst die Amis
führen es mittlerweile ein. Die DTAG und Vodafone verhandeln
bekannterweise gerade über eine Lizenzverlängerung bis 2017
und wollen zudem ihr Netz mit EDGE auf UMTS-vergleichbare
Datenraten aufrüsten. Das hat Gründe.

Beim UMTS waren bei der Definition der HF-Schnittstelle leider
einige D(zensiert) am Werk, was dazu geführt hat, dass
der Standard außer zur Notebook-Datenübertragung leider nicht
für allzuviel taugt. Man hat überhaupt nicht bedacht, dass das
gleichzeitige Senden und Empfangen und zudem die
nötigen Dekoder und Regelfunktionen für den *gleichzeitigen*
Zugriff mehrerer Endgeräte auf eine Frequenz eine erhebliche
zusätzliche Leistungsaufnahme der dann nicht mehr handlichen
Handies bedingen und die vermeintlichen Vorteile (soft Handover
und Frequenzplanung) nicht im geringsten Wert sind.
Deshalb werden momentan auch fleißig UMTS Datenkarten
für eh' stromfressende Notebooks vermarktet, aber keine UMTS
Handies, der Kunde würde die schlechten Standby-Zeiten nicht
akzeptieren, die sind ein absolutes ko-Kriterium.

Gruß Oliver

--
Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10
 
On Thu, 19 Feb 2004 14:09:09 +0100, "Peter Muthesius"
<newsname@gmx.de> wrote:
erst kürzlich hat man diesem Tier auch ein
komplettes Mautsystem geschenkt
^^^^^^^^^^ ??

Wieso komplett?
Da hast' auch wieder Recht ;-)

Die Maut- und Klauenseuche hat da schon ihre Spuren
hinterlassen ;-/

Ciao Oliver

P.s.: Wenn mich künftig irgendein Schlips fragt, ob
wir als eher kleinere Firma denn eine Aufgabe lösen
können und wie lange wir noch am Markt sind, wird
die Antwort sein: "Ist ihnen die Größe von Toll Collect
recht ?"

--
Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10
 
horst-d.winzler schrieb:
Wie war das noch vor einführung von GSM und händy? Haben damals
nicht auch die verantwortlichen industrieführer das blaue vom himmel
zugesagt? Termine die lediglich glaubensfragen waren ;-(
Hallo,

Du meinst jetzt wohl UMTS? War es bei GSM damals auch so schlimm?

Bye
 
Uwe Hercksen wrote:
horst-d.winzler schrieb:

Wie war das noch vor einführung von GSM und händy? Haben damals
nicht auch die verantwortlichen industrieführer das blaue vom himmel
zugesagt? Termine die lediglich glaubensfragen waren ;-(

Hallo,

Du meinst jetzt wohl UMTS? War es bei GSM damals auch so schlimm?
Nein, UMTS meinte ich nicht.
Nachdem ich nun Olivers betrag gelesen habe, bin ich mir nicht mehr so
sicher, das es GSM war. Es war noch zu Posts zeiten, das der schlicht
der gedultsfaden ob der vielen von den manager erzählten märchen
gerissen sein soll. Sie soll schließlich eigene leute direkt zu den
entwicklern geschickt haben, und bestimmt wieviel leute an welchen
aufgabe zu arbeiten haben. Es könnte aber auch das C-Netz gewesen
sein. Zu lange her.
Nachdem nun das UMTS desaster offensichtlich ist, habe ich mich an
diesen bericht erinnert. Annageln laß ich mich aber nicht.
--
mfg horst-dieter
 
Oliver Bartels wrote:

Ich bin mir *sehr sicher*, das einige der Leute, die hier in der
NG mitlesen, das viel besser und billiger und vorallem
funktionsfähig auf die Reihe gebracht hätten.
Meine erfahrung mit großkonzernen ist, egal was "unten" passiert, von
"oben" sieht alles nach erfolg aus. Anscheined eine ganz normale
nachrichtenmetamorphose.

Beim UMTS waren bei der Definition der HF-Schnittstelle leider
einige D(zensiert) am Werk, was dazu geführt hat, dass
der Standard außer zur Notebook-Datenübertragung leider nicht
für allzuviel taugt. Man hat überhaupt nicht bedacht, dass das
gleichzeitige Senden und Empfangen und zudem die
nötigen Dekoder und Regelfunktionen für den *gleichzeitigen*
Zugriff mehrerer Endgeräte auf eine Frequenz eine erhebliche
zusätzliche Leistungsaufnahme der dann nicht mehr handlichen
Handies bedingen und die vermeintlichen Vorteile (soft Handover
und Frequenzplanung) nicht im geringsten Wert sind.
Deshalb werden momentan auch fleißig UMTS Datenkarten
für eh' stromfressende Notebooks vermarktet, aber keine UMTS
Handies, der Kunde würde die schlechten Standby-Zeiten nicht
akzeptieren, die sind ein absolutes ko-Kriterium.
Interessant, so direkt war ich mir der probleme nicht bewußt. man
lernt halt nie aus.
--
mfg horst-dieter
 
horst-d.winzler schrieb:

sicher, das es GSM war. Es war noch zu Posts zeiten, das der schlicht
der gedultsfaden ob der vielen von den manager erzählten märchen
gerissen sein soll. Sie soll schließlich eigene leute direkt zu den
entwicklern geschickt haben, und bestimmt wieviel leute an welchen
aufgabe zu arbeiten haben. Es könnte aber auch das C-Netz gewesen sein.
Hallo,

na dann gilt aber:
adding manpower to a late project makes it later.

Gilt wohl auch für UMTS und Toll-Collect.

Bye
 
Aloha,

Oliver Bartels schrieb:
On Thu, 19 Feb 2004 13:41:05 +0100, "horst-d.winzler"
Wie war das noch vor einführung von GSM und händy? Haben damals
nicht auch die verantwortlichen industrieführer das blaue vom himmel
zugesagt? Termine die lediglich glaubensfragen waren ;-(
Du meinst UMTS ;-)
Bei GSM wurde der Termin *exakt* eingehalten und die Telefone
gab es relativ schnell darauf. Ich kann mich daran noch recht
gut erinnern, ich habe heute immer noch eine der allerersten D2
Nummern und es war ein erheblicher Fortschritt und eine
absolute Wohltat, endlich vom damals völlig überlasteten
C-Netz herunterzukommen.
Es bleibt zu erinnern
- daß bei UMTS der Termin auch *exakt* eingehalten worden ist
(25% Bevölkerungsabdeckung am 31.12.2003)
- daß GSM nach bestätigten Gerüchten *lange*zeit mit
'God, send mobiles!' übersetzt wurde
- daß jeder HO im GSM-Netz langezeit Glücksache war
- daß jeder, aber auch jeder bis späte 90er über die gegenüber
C-Netz mangelhafte Netzabdeckung geklagt hat
- das GSM Telephone am Anfang alles Mögliche waren, nur nicht mobil...

Einen fröhlichen Tag wünschend
LOBI

P.S. meine Meinung zu den unten angehängten Punkten hab ich hier
schon oft erklärt. Dein 'Beweis' : Es gibt keine Telephone, also
geht die Technik nicht; wird auch langsam ermüdend.
 
Hi,

Oliver Bartels schrieb:

Nämlich für die Katz ...

Das erreichbare Spektrum mit Deinem Möchtegern-Spread-
Spectrum-Ansatz liegt von der Bandbreite her *weit* unterhalb
der Bandbreite des Auslösefilters im EMV Messemfänger. Und
so ein Quarz hat ein Q von 50000, welche(s) sich, so der Oszillator
sauber schwingen soll, auch kaum soweit reduzieren läßt,
alsdass es Dir etwas bringen würde.
Und wie gesagt: Das erzielbare Spektrum ist zudem ungeeignet.
Hast mich überzeugt. War halt nur so ne Idee.

Gruß
Michael
 
Hi,
Was würdet Ihr vorschlagen, um meinen Quarzoszillator möglichst
"schlecht" laufen zu lassen. Sicher anschwingen muss er aber in
jedem Fall.

Was spräche denn gegen einen LC- oder RC-Oszillator auf 9 MHz? Diesen
Der ist dann zu ungenau. Wie gesagt, die ~600kHz müssen zwischen ca.
570kHz und 600kHz liegen. Mit RC kriegt man das woohl kaum hin. 1%ige Cs
hab ich nicht nicht gesehen.

könntest Du mittels Varicap (oder anderen Maßnahmen) und z.B. einer
PRN-Schieberegisterschaltung frequenzmodulieren.
Dann wirds zu aufwändig.
Der Hub muss jedoch
recht hoch sein (bei 9,2 MHz z.B. 500kHz), damit die EMV-Messungen im
MW-Bereich (9 oder 10 kHz Empfängerbandbreite) tatsächlich besser
ausfällt (Hub bei ca 560kHz dann ungefähr +/- 30kHz, was im Mess-
empfänger immerhin rund 8dB bringen dürfte - bei den Oberwellen
entsprechend mehr.
Ich muss wohl die ersten Messungen abwarten. Wenns Probleme gibt, muss
man halt was tun. Es gibt ja auch den LTC6902, der ist ganz interessant.
Nur dann hab ich wieder RC und muss die 600kHz unabhängig erzeugen
(wegen den Toleranzen) und dann sind die 5 Regler nicht mehr synchron.

Gruß
Michael
 
Oliver Bartels <spamtrap@bartels.de> schrieb im Beitrag <7nd930l4u8d2o4tpocuru67rgng7joro20@4ax.com>...

Ach, die Maut wäre schon machbar gewesen.
Ich bin mir *sehr sicher*, das einige der Leute, die hier in der
NG mitlesen, das viel besser und billiger und vorallem
funktionsfähig auf die Reihe gebracht hätten.

Ich bin mir sehr sicher,
das im geheimen Teil des Vertrags neben der LKW-Maut auf Autobahnen
schon die geplante Ausdehnung von Autobahnen auf Landstrassen und Staedte,
und von LKW auf PKW drin ist und von DC&Telekom versprochen wurde,
mit 100%iger und lueckenloser Verfolgung jeder GPS Bewegung
jedes Automobils, mit vollelektronischer Kennzeichenueberwachung,
jahrzehntelanger online-Speicherung mit direktem Zugang fuer
Recherchen von Zoll, Polizei, FBI, CIA und Verfassungsschutz.

Wir sind ja schliesslich wer. Wir koennen auch anders.
Wir koennen viel besser als jede Stasi jemals konnte.

Und deswegen wird Schrempp's Klitsche und die Telekomiker den
Vertrag nach beliebigen Umwegen schon kriegen.
Schliesslich wird kein anderer Anbieter, der noch bei Sinnen ist,
einer Regierung ein derartiges Bevoelkerungsunterdrueckungsinstrument
an die Hand geben, wie es skrupellose Konzernchefs tun.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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