Räknare / timer typ 1GHz

[janaf]

Jodå, funderar på om det går att använda. Den är ju tänkt för kapacitiva givare som jämförs med en referenskapacitans. Vet inte om jag kan använda det på något sätt.....

Gissar att du inte googlade på det jag tipsade om, så här kommer länken: http://www.pmt-fl.com/picocap/picocap-c ... rement.php

[janaf]

Fel av mig. Ser nu att det fanns mer

[janaf]

Gissar att du inte googlade på det jag tipsade om, så här kommer länken: http://www.pmt-fl.com/picocap/picocap-c ... rement.php

Utan att ha lusläst allt: verkar vara för mycket korta tider, typ nS med pS-upplösning.....

[janaf]

Av en ren slump hittade jag för ett par veckor sen en intressant artikel om hur man skulle kunna göra en fantastisk frekvensräknare utan att bryta ryggen med höghastighetsdelare. Här är artikeln:

https://www.febo.com/pipermail/time-nut ... chment.pdf

Det bygger på att man kan fördröja klockan i flera steg och sampla insignalen gång på gång mha den fördröjda klockan så att man med bara vanlig 100MHz-klockan får motsvarande 1.6Ghz referens.

Det var ju en intressant idé!

Använder en "vernierklocka" med lite annan frekvens än hvudklockan. Tål att funderas på. Men stig/falltider kommer man inte ifrån och så måstem man noggrant kunna detektera vilka flanker signaler som är precis i fas.... Vet inte om det kan öka upplösningen i mitt fall men det kanske är en billigare lösning än en synkronräknare i full hastighet.

[janaf]

Det lutar åt att jag testar med MC100EP016 räknare. Så nu blir det till att lära sig ECL och RF-design.

Någon som har några tips? Jag slänger ur mig en del frågor:

1) Jag har sett lite tumregler om att man vid ca 1GHz kan ha ledare upp till 1-2 tum utan terminering om dom är impedansmatchade. Stämmer?
1b) ..och förgreningar på max ca 8mm utan terminering. Stämmer?
2) Kan man använda vanlig FRP4?
3) Kommer att ha fyra räknare, kaskadkopplade enligt databladet för MC100EP016. LQFP tätt tillsammans? Eller behövs QFN?
4) Behövs en fan-out för klocka till varje räknare?
5) Tänkte SPICa det hela men det finns bara IBIS-modeller som är helt nytt för mig. Finns det någon bra gratis / shareware föt IBIS? Eller är det onödigt?

- Jag behöver hur som helst en stabil klocka med en statistisk avvikelse på i runda tal <1/2^32 (2E-10) i intervallet 1-10s. En hygglig OCXO har en Allanavvikelse på <1E-11 så det borde duga. Jag behöver hitta någon en PLL/VFO-lösning till det, med nivåövergång till ECL och ev fan-out.

[hcb]

Det där med 9 siffrors noggrannhet förenklar ju inte saken direkt
För att mäta korta tidsskillnader (≈ps och längre) har man inom mina fält uteslutande använt analoga lösningar: en tid-till amplitudomvandlare (TAC) kombinerad med en multikanalanalysator. I korta drag laddar man upp en kondensator under tiden mellan start- och stopp-signal. Laddningen omvandlas sedan till en analog signal som digitaliseras, traditionellt i en Wilkinson-AD för att få en monoton AD-kurva.

För att undvika jitter i timing-signalerna används inte TTL-pulser utan negativa pulser ("NIM"-pulser). För att minska jittret använder man också "constant fraction discriminators" som triggar vid en bestämd andel av totalsignalen, inte en absolut nivå. På så sätt minskar man påverkan av pulser med olika amplitud.

Ovanstående har troligen ingen eller liten bäring på projektet, men detta är för ovanlighetens skull jag kan något om

[Andax]

Gissar att du inte googlade på det jag tipsade om, så här kommer länken: http://www.pmt-fl.com/picocap/picocap-c ... rement.php

Utan att ha lusläst allt: verkar vara för mycket korta tider, typ nS med pS-upplösning.....

Tja, beroende vilken mod så klarar den upp till millisekund range med typ 50-100 ps upplösning.
En annan variant är att använda de två kanalerna och mäta deltatiden mellan start/stopp-pulserna och en frikörande klocka med relativt låg frekvens (MHz). Då blir dessa delta-tider ungefär som vernierskalan.

[janaf]

Jag var nog lite otydlig med det där med 9 siffror; det är "bara" kvoten mellan två tider som jag behöver ha med den noggranheten, inte absolutvärden.
Med en GHz och 4.2 sekunder mättider (32 bitar) så finns en slarvmån på ca 2 bitar totalt, kanske 3.... Om det nu hjälper.

Jag tror jag såg att du köpte en HP 5370B Time Interval Counter här på forumet för länge sedan och den ska ju ha 20pS upplösning för tidsmätning. Häftigt för en så relativt gammal burk. Jag hittade den via den länk som Kodar-Holger skickade och där tekniken beskrivs. Den använder tydligen två räknare med något olika klockfrevenser som interpolerar med fasskillnaden mellan klockorna. Smart lösning. Det finns också en beskrivning på en FPGA-baserad variant under utvecklig när det skrevs.

[Ronny]

janaf:
"Kreativ användning" av DDS-teknologi (eller snarare användning av den ingående logiken i sådana kretsar) kan kanske vara en framkomlig väg på något sätt.
Se exempelvis ADI's utbud av sådana kretsar: Direct Digital Synthesis & Modulators
Max klockfrekvens har ökats markant de senaste åren och jag tycker att priserna är bra med tanke på vad man får för funktioner/prestanda för pengarna.
Kretsvarianterna skiljer sig åt vad gäller möjligheterna att styra och läsa av de interna registrena/räknarinnehåll m.m. så jag föreslår att du gör en genomgång av utbudet om du inte redan gjort det och eventuellt förkastat de typerna av kretsar.

ADI's DDS-kretsar är digitala sinusgeneratorer och det bör även gå att nyttja den normala ofiltrerade utgången på något sätt.
Om man stoppar DDS-klockan/räknaren så borde fasackumulatorns värde som D/A-omvandlats låsas fast som en DC-nivå på utgångspinnarna.
Det kan man säkert nyttja på något sätt och särskilt om man kan kombinera det med andra kretslösningar.

För den som vill veta mer om DDS-tekniken finns detta dokument: A Technical Tutorial on Digital Signal Synthesis
Det har många år på nacken men duger gott som en första introduktion om man vill lära sig lite mer om teknologin.

[janaf]

...men detta är för ovanlighetens skull jag kan något om

Jag håller som vanligt på med något som jag inte vet något om.... Ibland trillar det väl in något nytt på så sätt.

[janaf]

Jag tycker väl att det känns väldigt rättfram att köra ed mikroprocessor eller FPGA på en 1GHz, räkna upp en bit per klock-cykel och några in/utsignaler synkront med det!?
Men mina kunskaper om både mikroprocessore och FPGA är minimala. Fanns det något färdigt så skulle jag använda det!

janaf:
"Kreativ användning" av DDS-teknologi (eller snarare användning av den ingående logiken i sådana kretsar) kan kanske vara en framkomlig väg på något sätt.
Se exempelvis ADI's utbud av sådana kretsar: Direct Digital Synthesis & Modulators
Max klockfrekvens har ökats markant de senaste åren och jag tycker att priserna är bra med tanke på vad man får för funktioner/prestanda för pengarna.
Kretsvarianterna skiljer sig åt vad gäller möjligheterna att styra och läsa av de interna registrena/räknarinnehåll m.m. så jag föreslår att du gör en genomgång av utbudet om du inte redan gjort det och eventuellt förkastat de typerna av kretsar.

ADI's DDS-kretsar är digitala sinusgeneratorer och det bör även gå att nyttja den normala ofiltrerade utgången på något sätt.
Om man stoppar DDS-klockan/räknaren så borde fasackumulatorns värde som D/A-omvandlats låsas fast som en DC-nivå på utgångspinnarna.
Det kan man säkert nyttja på något sätt och särskilt om man kan kombinera det med andra kretslösningar.

För den som vill veta mer om DDS-tekniken finns detta dokument: A Technical Tutorial on Digital Signal Synthesis
Det har många år på nacken men duger gott som en första introduktion om man vill lära sig lite mer om teknologin.

[hcb]

Jag skulle tro (men här är jag helt klart utanför vad jag vet något om) att just triggpunkten är problemet. Visst, flankerna är snabba, men vid de hastigheterna tror jag att jittret pga varierande omslagspunkt saboterar precisionen en hel del. Åtminstone så vitt jag förstår är det av den anledningen som man använder "mjuka" pulser och CFD för tidsbestämning i snabba system.

Den som är intresserad av pulsbehandling rekommenderas litteratur om kärnteknisk mätteknik. Jag skall ta tag i min bok från 70-talet vilket decennium som helst.

[Ronny]

Här finns mer information om tid- och frekvensmätning samt olika lösningar på triggning:
E. Rubiola, High resolution time and frequency counters (57 slides, PDF, 12 MB), Tutorial of the 2012 IEEE International Frequency Control Symposium (IFCS), Baltimore, MD, USA, 21-24 May 2012.

På Enricos hemsida Enrico Rubiola home page finns för övrigt mängder med fint nedladdningsbart material inom området oscillatorer, fasbrus, fasbrusmätteknik (Main topics are: precision electronics, metrology, noise, time and frequency, and phase noise)

[janaf]

Jag skulle tro (men här är jag helt klart utanför vad jag vet något om) att just triggpunkten är problemet. Visst, flankerna är snabba, men vid de hastigheterna tror jag att jittret pga varierande omslagspunkt saboterar precisionen en hel del. Åtminstone så vitt jag förstår är det av den anledningen som man använder "mjuka" pulser och CFD för tidsbestämning i snabba system.

Den som är intresserad av pulsbehandling rekommenderas litteratur om kärnteknisk mätteknik. Jag skall ta tag i min bok från 70-talet vilket decennium som helst.

Klarar jag att trigga rätt på en (1) puls när så ska det räcka, dvs behöver inte ner under 1nS men det är säkert svårt nog. Man kommer i alla fall inte undan att ha tillräcklig upplösning till att börja med, sen får man väl fila till signalerna så snyggt det går.

[janaf]

Här finns mer information om tid- och frekvensmätning samt olika lösningar på triggning:
E. Rubiola, High resolution time and frequency counters (57 slides, PDF, 12 MB), Tutorial of the 2012 IEEE International Frequency Control Symposium (IFCS), Baltimore, MD, USA, 21-24 May 2012.

På Enricos hemsida Enrico Rubiola home page finns för övrigt mängder med fint nedladdningsbart material inom området oscillatorer, fasbrus, fasbrusmätteknik (Main topics are: precision electronics, metrology, noise, time and frequency, and phase noise)

Läser med intresse!