Ich habe da gerade eine Idee, f�r die ich den Takt eines �C mit einem
Videosignal synchronisieren mu�.
Klar, das kann man mit einer PLL machen, nur leider hat diese gleich
drei Nachteile:
1) Relativ aufwendig
2) In Abwesenheit des Sync l�uft sie an einen der Endpunkte ihres
Fangbereichs.
3) Das Problem aus 2) zu umgehen macht sie gleich mindestens nochmal
doppelt so aufwendig.
Das will ich alles nicht. Deswegen habe ich mir �berlegt, gute alte
Konzepte aus der Steinzeit des TV zu recyclen, also einen
synchronisierbaren Sperrschwinger. Zus�tzlich h�tte ich aber gern noch,
da� er im unsynchronisierten Zustand "quarzgenau" ist. Es sollte kein
allzu gro�es Problem darstellen, in so einen Oszillator einen Quarz als
frequenzbestimmendes Bauelement zu integrieren. Schwieriger wird es
schon, ihn einerseits so fest anzukoppeln, da� er wirklich die Frequenz
des freilaufenden Oszillators bestimmt, andererseits aber aber wiederum
so lose, da� er in Anwesenheit eines Sync-Signales effektiv nur noch als
parasit�re Kapazit�t wirksam ist. IMHO m��te es m�glich sein.
Hat jemand von euch zuf�llig sowas schonmal durchdimensioniert und im
Idealfall auch in der Realit�t getestet? Oder kann alternativ
mathematisch stichfest belegen, da� es unm�glich ist?
Realitat, ja. Rausruecken, darf nicht :-(
Lies Dich am besten mal in das Thema "Injection Locking" ein, manchmal
auch "Injection Pulling" genannt. Im Prinzip also zwei Oszillatoren,
wobei in Deinem Fall einer davon quarzbetrieben ist. Dieser koppelt in
den Freischwinger sanft ein, nur so viel dass er sicher rastet. Wenn das
Viedosignal dann kommt und der Sync Separator einen knallharten
Logikpegel-Puls des H-Sync liefert "ueberwaeltigt" dieser den
Quarzoszillator durch hoehere Amplitude und zwingt Deinen Freischwinger
darauf zu rasten. Also so aehnlich wie Typ mit der taetowierten Glatze,
der sich an der Kasse rabiat vordraengelt.
http://www.cl.cam.ac.uk/~atm26/papers/markettos-ches2009-inject-trng.pdf
Die Theorie:
http://potol.eecs.berkeley.edu/~jr/research/PDFs/2009-01-ASPDAC-Bhansali-Roychowdhury-GenAdler.pdf
http://doras.dcu.ie/2441/1/paper12.pdf
Ich hatte damals allerdings einfach die Weller angeschmissen. Irgendwann
hole ich die Theorie mal nach :-)
--
Gruesse, Joerg
http://www.analogconsultants.com/
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>Lies Dich am besten mal in das Thema "Injection Locking" ein, manchmal
>auch "Injection Pulling" genannt. Im Prinzip also zwei Oszillatoren,
Naja, das ist nicht ganz das, was ich wollte. L�sungen mit zwei
Oszillatoren (davon einer VCXO) gibt es schon fix und fertig
dimensioniert im Netz. Z.B.:
http://www.edn.com/contents/images/112703di.pdf
Das m��te ich nur geringf�gig umstricken (im Wesentlichen: Quarze
tauschen) und w�re fertig. Ist mir aber wegen des immer noch recht hohen
Schaltungsaufwands ziemlich suspekt. Mein Ansatz war ja gerade, die an
sich primitive Aufgabe auch mit primitiven Mitteln zu l�sen. Das
Ergebnis wird sicher nicht perfekt sein, aber (hoffentlich) f�r meine
Zwecke "gut genug".
>Ich hatte damals allerdings einfach die Weller angeschmissen. Irgendwann
>hole ich die Theorie mal nach :-)
Wird wohl bei mir genauso laufen m�ssen. Blo� da� ich keine
Weller-L�tstation mein Eigen nenne, sondern nur einen billigen
geregelten Handl�terich. Der tut's aber eigentlich auch wunderbar. Ist
eben auch "gut genug"...
Das ist aber kein Injection Locker, sondern PLL. Sowas ist fast immer
aufwendiger. Ich meinte eher sowas wo die Verbindung zwischen den
Oszillatoren nicht aus einem Phasenvergleicher mit RC Brimborium
besteht, sondern aus einem kleinen Kondensator und Widerstand.
>> Ich hatte damals allerdings einfach die Weller angeschmissen. Irgendwann
>> hole ich die Theorie mal nach :-)
>
> Wird wohl bei mir genauso laufen m�ssen. Blo� da� ich keine
> Weller-L�tstation mein Eigen nenne, sondern nur einen billigen
> geregelten Handl�terich. Der tut's aber eigentlich auch wunderbar. Ist
> eben auch "gut genug"...
>
Wenn der gut genug ist, braucht man zumindest fuer das Hobby keine
Loetstation. Bei Euch gibt es ja auch noch Ersa, gute Firma.
> Ist mir aber wegen des immer noch recht hohen
> Schaltungsaufwands ziemlich suspekt. Mein Ansatz war ja gerade, die an
> sich primitive Aufgabe auch mit primitiven Mitteln zu lösen. Das
> Ergebnis wird sicher nicht perfekt sein, aber (hoffentlich) für meine
> Zwecke "gut genug".
Mmmmh. Dann werden die "Rasteroszillatoren", die sich als "Huff-Puff
Oscillator" im Netz befinden, vermutlich auch zu Aufwendig sein.
Ich habe schon beobachtet, das sich zwei einfache Oszillatoren durch
Verkopplung gelegentlich ungewollt synchronisierten. Grundsätzlich
geht Dein Vorhaben wohl.
Vermutlich würde es also ausreichen, Dein Synchronisationssignal mit
ausreichender Amplitude einzukoppeln.
Aber zwei Synchronisationssignale und dann das eine durch das andere
überfahren.....naja. Ich vermute, Du wirst mehr Mischen als
Synchronisieren. :-)
Aber wenn das eine Signal stark genug ist, könntest Du es ja das
andere komplett Abschalten lassen.
Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
Ist es nicht einfacher einen Controller zu verwenden, der bereits eine
PLL mitbringt und wenn das Sync-Signal ausf�llt einfach per Portpin
auf einen Quarzoszillator umzuschalten?
Oder muss es wieder der billigste PIC sein? ;-((
Alternativ kann man auch die "Oscillation Stop Detection Function" des
Controllers verwenden. Der schaltet dann automatisch auf den internen
Oszillator um.
Dirk
> Ich habe schon beobachtet, das sich zwei einfache Oszillatoren durch
> Verkopplung gelegentlich ungewollt synchronisierten. Grundsätzlich
> geht Dein Vorhaben wohl.
> Vermutlich würde es also ausreichen, Dein Synchronisationssignal mit
> ausreichender Amplitude einzukoppeln.
Oder Du baust deine PLL gemäß
http://www.wenzel.com/documents/tuning.html
Dann läuft sie auch nicht gegen eine der Extreme, wenn keine externe
Referenz angeschlossen ist.
Gruß,
Jürgen
Etwas OT hier, sollte aber erwaehnt werden: Wenzel schreibt, Zitat "Our
tests have shown that the mechanical stability and hysterisis of the
highest quality trimmer potentiometers exceeds the stability of the best
precision trimmer capacitors."
Das ist nicht mehr unbedingt der Fall. Ich hatte in letzter Zeit oefter
Mehrgang-Potis bei denen ueber rund eine Viertelumdrehung nichts
passierte und der Widerstand danach "weiterschnackte". Stabil waren die
auch nicht. Das einzieg senkrechte waere EEPROM und DAC, mechanisch
bewegte Bauteile kann man heutzutage oft ziemlich vergessen.
Und hoffentlich hat Hysterisis nichts mit Schweinegrippe zu tun ...
Das letzte, mit dem ich vor einigen Monaten zu tun hatte, war von
vishay/spectrol. Ich war mit der Qualität zufrieden....aber, was mich
geschockt hat, war der Preis. Die Teile kosten jetzt das gut 20 fache
als anno 1998, als ich die Teile noch selber über die Ladentheke
verkauft habe.
> Das einzieg senkrechte waere EEPROM und DAC, mechanisch
> bewegte Bauteile kann man heutzutage oft ziemlich vergessen.
Leider. Die elektrische Qualität mag noch so hoch sein, es ist immer
extrem lästig, wenn sich die Geräte wegen der fiddeligen Mechanik
schlecht bedienen lassen, oder wenn sie, wie mit meinem mp3 player
passiert, einfach in der Tasche mittendurch brechen. Das betrifft eben
auch "nicht bewegte" Mechanik.
Übrigens brauchen auch EEPROMs und DAC irgendwie einen manuellen
Zugang zur Bedienung. Taster mögen dabei zwar grundsätzlich einfacher
im Aufbau sein, als irgendwelche Kodierer, allerdings, die Praxis
zeigt, das auch dort viel zu versaubeuteln ist.
Mittlerweile setzte ich bei Sachen, die ich für mich selber verwenden
will, gerne "vandalensichere" Taster ein. Wenn das Zeugs nur nicht so
teuer wäre. :-(
> Und hoffentlich hat Hysterisis nichts mit Schweinegrippe zu tun ...
Ich sag immer: "Wär Räschtchraippfählers vinten tut, daafse behaldn"
Ich vermeide in meinen Designs jegliche Potis.
>
>> Das einzieg senkrechte waere EEPROM und DAC, mechanisch
>> bewegte Bauteile kann man heutzutage oft ziemlich vergessen.
>
> Leider. Die elektrische Qualit�t mag noch so hoch sein, es ist immer
> extrem l�stig, wenn sich die Ger�te wegen der fiddeligen Mechanik
> schlecht bedienen lassen, oder wenn sie, wie mit meinem mp3 player
> passiert, einfach in der Tasche mittendurch brechen. Das betrifft eben
> auch "nicht bewegte" Mechanik.
>
> �brigens brauchen auch EEPROMs und DAC irgendwie einen manuellen
> Zugang zur Bedienung. Taster m�gen dabei zwar grunds�tzlich einfacher
> im Aufbau sein, als irgendwelche Kodierer, allerdings, die Praxis
> zeigt, das auch dort viel zu versaubeuteln ist.
>
> Mittlerweile setzte ich bei Sachen, die ich f�r mich selber verwenden
> will, gerne "vandalensichere" Taster ein. Wenn das Zeugs nur nicht so
> teuer w�re. :-(
>
Gibt viele Alternativen, z.B. Taster die durch ein Loch per Zahnstocher
betaetigt werden. Die simpelste Loesung hatte ein Kunde Anfang der 90er:
Eine RJ-Telefonbuchse. Da konnte man ein beliebiges Telefon anstoepseln
und dann auf dem Board alles einstellen. Aber nur wenn man die
Telefonnummer des Boards wusste :-)
Andere Moeglichkeit ist eine IR Fernbedienung, denn das Interface auf
dem Board ist denkbar einfach. Viel vandalensicherer geht es kaum noch.
Notfalls setzt man die Photodiode mitsamt Geraet hinter eine
Panzerglasplatte.
[...]
> Ich habe da gerade eine Idee, f�r die ich den Takt eines �C mit einem
> Videosignal synchronisieren mu�.
F�r den MSP430 gibt es eine Applicationnote, um den interen RC-Takt (ca. 5
MHz, bei neuren Modellen auch schneller) per "Software-FLL" (frequency locked
loop) auf den 32kHz Takt des Uhrenquarzes zu synchronieren. Im Prinzip
k�nntest Du das f�r die 50Hz des Videosignales �hnlich machen: den internen
Z�hler mitz�hlen lassen und wenn es mehr als z.b. 20000 Takte sind den RC-
Clock �ber das entsprechende Register etwas langsamer oder schneller machen.
Kommt v�llig ohne weitere Hardware aus (nur sync muss an einen Timerinput
gelegt werden). slaa074 bei ti.com
M.
Aber Vorsicht wenn man so etwas fuer den Pixel-Clock eines Videosignals
benutzt. Die FLL arbeitet mit statistischem Umschalten von High und Low
Zyklenlaengen bis es "passt", aehnlich wie der Drehzahlbegrenzer bei
alten VW-Bussen. Das kann in einem Videobild Artefakte geben, wenn auch
nicht allzu schlimme.
> Matthias Weingart wrote:
>> Heiko Nocon <Heiko...@gmx.net>:
>>
>>> Ich habe da gerade eine Idee, f�r die ich den Takt eines �C mit einem
>>> Videosignal synchronisieren mu�.
>>
>> F�r den MSP430 gibt es eine Applicationnote, um den interen RC-Takt
>> (ca. 5 MHz, bei neuren Modellen auch schneller) per "Software-FLL"
>> (frequency locked loop) auf den 32kHz Takt des Uhrenquarzes zu
>> synchronieren. Im Prinzip k�nntest Du das f�r die 50Hz des
>> Videosignales �hnlich machen: den internen Z�hler mitz�hlen lassen und
>> wenn es mehr als z.b. 20000 Takte sind den RC- Clock �ber das
>> entsprechende Register etwas langsamer oder schneller machen. Kommt
>> v�llig ohne weitere Hardware aus (nur sync muss an einen Timerinput
>> gelegt werden). slaa074 bei ti.com
>>
>
> Aber Vorsicht wenn man so etwas fuer den Pixel-Clock eines Videosignals
> benutzt. Die FLL arbeitet mit statistischem Umschalten von High und Low
> Zyklenlaengen bis es "passt", aehnlich wie der Drehzahlbegrenzer bei
> alten VW-Bussen. Das kann in einem Videobild Artefakte geben, wenn auch
> nicht allzu schlimme.
Er will ja auf Sync synchronisieren, also 50Hz, da ist das ihmo unkritisch;
die APP-Note hat sogar ein Beispiel f�r 50Hz mit drin.
M.
> Ich vermeide in meinen Designs jegliche Potis.
Ich designe nur noch privat für mich. Da habe ich wenig Probleme,
vorausgesetzt, ich habe gute Potis. Bei Trimmern eh nicht (die
einzigen Spindeltrimmer, die mir je Probleme bereiteten, waren in den
Bach gefallen.....)
Bei Lautstärkeregler mache ich gerne Stufenschalter mit 3 oder 4
Stufen.
> Gibt viele Alternativen, z.B. Taster die durch ein Loch per
> Zahnstocher betaetigt werden. Die simpelste Loesung hatte ein
> Kunde Anfang der 90er: Eine RJ-Telefonbuchse. Da konnte man ein
> beliebiges Telefon anstoepseln und dann auf dem Board alles
> einstellen.
> Andere Moeglichkeit ist eine IR Fernbedienung, denn das Interface > auf dem Board ist denkbar einfach. Viel vandalensicherer geht es
> kaum noch. Notfalls setzt man die Photodiode mitsamt Geraet hinter > eine Panzerglasplatte.
>
Wir reden aneinander Vorbei: Ich bin kein Vandale, der sich an seinen
eigenen Geräten vergreift, sondern möchte komfortabel bedienbare
Geräte, die auch noch funktionieren, wenn ich in den Bach gefallen
bin, in einen Wolkenbruch geraten bin, einen Bautz mit dem Fahrrad
gemacht habe, eine schwere Kiste angenommen und dabei mit der Brust
abgefangen habe (killt Brillen, Handys, MP3 player), oder einfach nur
einige Stunden bei 90 Grad Umgebungstemperatur verbracht habe (killt
zuverlässig Handy Akkus). :-)
Ein Zahnstocher ist schon zu fiddelig, und eine Fernbedienung würde
das Problem nur vom Gerät auf die Fernbedienung verlagern. :-)
Aber der Tipp mit dem Telephon war nett: Vieleicht bastele ich mir mal
was, was ich per Telegraphie-Tastung steuern kann. ;-)
Vermutlich auf den H-Sync. Sind zwar immer noch bloss 15 komma irgendwas
kHz, aber wenn man damit den Pixel-Clock rastet und FFL macht sieht man
das. Ich hatte (kurz nach der Zeit des Neandertalers) eine CCD-Kamera
als Diplomarbeit entwickelt und es gab ein wenig Feature Creep. "Oh,
uebrigens, das ganze soll noch an ein 68000-System und es waere schoen
wenn Sie noch ein VME Interface dazumachen" ... "Kein Problem" ... "Ach
ja, es muesste auch noch taktsynchronisiert werden" ... "Das kostet dann
aber eine Kiste Koepi fuer das Labor 5".
Mit Clock weglassen und addieren sah das nicht so toll aus, gab ein
leichtes "Gekrissel" wenn Objekte scharfe vertikale Linien hatten.
Besser ist ein klassisches Einrasten, analog sozusagen.
>F�r den MSP430 gibt es eine Applicationnote, um den interen RC-Takt (ca. 5
>MHz, bei neuren Modellen auch schneller) per "Software-FLL" (frequency locked
>loop)
Das (und noch eine andere Soft-PLL-Variante mit Quarztakt f�r den �C)
mache ich derzeit bereits bei diversen Anwendungen. In beiden F�llen
kommt es zu den Artefakten, auf die auch J�rg in seinem Posting
hinweist. Sprich: man sieht die Regelschwingungen der PLL als leichte
wellenf�rmige Verzerrung des gesamten Bildes, besonders nat�rlich, wenn
man die selbst generierten Synchronsignale mit dem Bildinhalt der Quelle
kombiniert und das Ergebnis anschaut.
Das erste Problem bei der Soft-PLL ist, da� die kleinste m�gliche
Schrittweite der Taktbeeinflussung (also des "VCO") zu gro� ist. Bei der
RC-Variante habe ich beim Atmel nur ein 8Bit-Register zur Beeinflussung,
wobei der Wertebereich etliche MHz beim RC-Takt �berspannt. Bei der
Quarzvariante ist die kleinste Einheit eine Periode des Taktes. Das
zweite Problem ist, da� der Software-Phasenkomparator auch noch eine
Me�ungenauigkeit von einem Takt hat.
Zusammen f�hrt das dazu, da� die Soft-PLL in beiden Varianten st�ndig
ungef�hr +-2 Takte um den Idealzeitpunkt rumeiert. Und das ist auch bei
den 16Mhz Takt der Quarzvariante leider schon soviel, da� es deutlich
sichtbar wird.
Der Ansatz mit externer "Nicht-PLL" dient also eigentlich dazu, die
Soft-PLL abzuschaffen, ohne dadurch den Hardwareaufwand allzusehr zu
erh�hen. F�r die bisherigen Anwendungen w�ren die Nachteile der Soft-PLL
nicht relevant, aber f�r meine neue Idee sind sie leider nicht mehr zu
tolerieren.
Wenn ich das richtig verstehe suchst Du im Prinzip eine Loesung fuer war
wir hier "Genlock" nennen. Den korrekten deutschen Ausdruck kenne ich
nicht, aber es gibt Chips dafuer die einen Basisoszillator im
Quarzbetrieb zulassen. Allerdings sind die Elantec Chips irgendwie
schwer beschaffbar seit die von Intersil uebernommen wurden, muesste man
notfalls selbst eine automatisch ausklinkende PLL hindengeln:
http://www.intersil.com/data/fn/fn7174.pdf
Im Prinzip kannst Du auch den Quarzoszillator eines uC so steuern.
Wichtig ist immer den "Coast" Zustand sauber zu erkennen, damit Dir das
Bild beim Uebergang aus dem Synchronbetrieb raus nicht zu sehr
ausfranst. Also da wo die Synchronsignale im SNR zu schlecht werden oder
ausfallen. Entschuldige das Denglisch, aber ich kenne die deutschen
Ausdruecke fuer die Videobranche nicht. Bis auf einen, ein Hilfsmittel
welches bei genuegender Dosis saemtliche Asynchronitaeten ausbuegelt,
habe das beim Westdeutschen Rundfunk in Koeln gehoert:
Maria Synchron :-)
Moin!
>Etwas OT hier, sollte aber erwaehnt werden: Wenzel schreibt, Zitat "Our
>tests have shown that the mechanical stability and hysterisis of the
>highest quality trimmer potentiometers exceeds the stability of the best
^^^^^^^^^^^^^^^
>precision trimmer capacitors."
>
>Das ist nicht mehr unbedingt der Fall. Ich hatte in letzter Zeit oefter
>Mehrgang-Potis bei denen [...]
Und was sagt Dir das, au�er da� man jedes Produkt auch in schrottig
produzieren kann?
Gru�,
Michael.
>Wenn ich das richtig verstehe suchst Du im Prinzip eine Loesung fuer war
>wir hier "Genlock" nennen.
Genau das.
>aber es gibt Chips dafuer die einen Basisoszillator im
>Quarzbetrieb zulassen
Ja, ich wei�. Es ist nur keiner der kleinen 8-Beiner mehr lieferbar, die
es fr�her f�r diesen Zweck von unterschiedlichen Herstellern gab. Es
gibt zwar zwei oder drei "Nachfolgemodelle", die sind aber sinnlos mit
zus�tzlichen Features �berladen, auch relativ schwer beschaffbar und
obendrein auch noch sauteuer.
>Im Prinzip kannst Du auch den Quarzoszillator eines uC so steuern.
Jetzt, wo du es sagst...
Ja klar, das Prinzip des VCXO aus dem PDF, von dem ich den Link gepostet
habe, m��te sich auch anwenden lassen, wenn man beim Generator nur an
die beiden Quarzbeinchen rankommt. Ich werde in dieser Richtung sicher
demn�chst ein bissel rumspielen, da k�nnte was mit wirklich kleinem
Hardwarezusatzaufwand gehen, das w�re dann nahezu ideal.
Sie sind schrottiger geworden. Das war alles Markenware bei der sowas
frueher (in der guten alten Zeit ...) nicht vorkam. Sicher gibt es
super-edle Potis fuer $20 oder so, aber da ist die EEPROM Loesung
eindeutig der Sieger. Ich habe bei Kunden oefter 256kbit Varianten
reingesetzt, die irgendwo bei $0.50 bis $1.00 liegen. Da koennen die
Leute ihren Lebenslauf mit reinpacken :-)
Das geht sogar mit nur einer Varicap (Varaktor?). Aber Du musst
irgendwie 10-20 Volt hinzimmern wenn Du viel Ziehbereich brauchst. Bei
dem Funkgeraet IC-202 haben die Ingenieure von Icom das ueber 0.1%
Ziehbereich sauber hinbekommen. Du brauchst eine PLL mit einem
Phasenkomparatorausgang der den Zustand Coast bietet, also wo er weder
rauf noch runter pulst sondern einfach "loslaesst". Dann die
Ruhespannung fuer die Varicap so einstellen dass sich im Leerlauf genau
die Normfrequenz ergibt. Das Loslassen des Phasenkomparators muss auch
noch steuerbar sein, damit Du bei abschlaffendem Sync-Pegel die PLL
rechtzeitig auskuppeln kannst. Notfalls auf die billige per CMOS-Schalter.
Wenn dabei Videoquellen dauernd umgeschaltet werden muss man noch einen
guten Kompromiss fuer die Schleife finden, damit das im Bild nachher
nicht zu zackig durchschlaegt.
>Joerg <inv...@invalid.invalid> wrote:
>
>Moin!
>
>>Etwas OT hier, sollte aber erwaehnt werden: Wenzel schreibt, Zitat "Our
>>tests have shown that the mechanical stability and hysterisis of the
>>highest quality trimmer potentiometers exceeds the stability of the best
> ^^^^^^^^^^^^^^^
>>precision trimmer capacitors."
>>
>>Das ist nicht mehr unbedingt der Fall. Ich hatte in letzter Zeit oefter
>>Mehrgang-Potis bei denen [...]
>
>Und was sagt Dir das, außer daß man jedes Produkt auch in schrottig
>produzieren kann?
Das Joerg ist doch der tolle Pfennigfuchser. Das spart halt auch bei den
Mehrgang-Potis. Die sind dann eben nicht "highest quality", sondern
billig.
Traurig nur, dass man das Geschwätz von dem Typen (nach der Masse die es
hier offenbar postet kann es wohl nicht viel Zeit zum Arbeiten übrig
haben) - obwohl man es im Filter hat - trotzdem noch wegen der Antworten
darauf immer wieder aufgedrängt bekommt.
Grüße,
Günther