PLL und doch keine PLL

Hallo!

Ich habe da gerade eine Idee, für die ich den Takt eines µC mit einem Videosignal synchronisieren muß.

Klar, das kann man mit einer PLL machen, nur leider hat diese gleich drei Nachteile:

1) Relativ aufwendig 2) In Abwesenheit des Sync läuft 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 überlegt, gute alte Konzepte aus der Steinzeit des TV zu recyclen, also einen synchronisierbaren Sperrschwinger. Zusätzlich hätte ich aber gern noch, daß er im unsynchronisierten Zustand "quarzgenau" ist. Es sollte kein allzu großes Problem darstellen, in so einen Oszillator einen Quarz als frequenzbestimmendes Bauelement zu integrieren. Schwieriger wird es schon, ihn einerseits so fest anzukoppeln, daß er wirklich die Frequenz des freilaufenden Oszillators bestimmt, andererseits aber aber wiederum so lose, daß er in Anwesenheit eines Sync-Signales effektiv nur noch als parasitäre Kapazität wirksam ist. IMHO müßte es möglich sein.

Hat jemand von euch zufällig sowas schonmal durchdimensioniert und im Idealfall auch in der Realität getestet? Oder kann alternativ mathematisch stichfest belegen, daß es unmöglich ist?

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Heiko Nocon
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Naja, das ist nicht ganz das, was ich wollte. Lösungen mit zwei Oszillatoren (davon einer VCXO) gibt es schon fix und fertig dimensioniert im Netz. Z.B.:

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Das müßte ich nur geringfügig umstricken (im Wesentlichen: Quarze tauschen) und wäre 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 lösen. Das Ergebnis wird sicher nicht perfekt sein, aber (hoffentlich) für meine Zwecke "gut genug".

Wird wohl bei mir genauso laufen müssen. Bloß daß ich keine Weller-Lötstation mein Eigen nenne, sondern nur einen billigen geregelten Handlöterich. Der tut's aber eigentlich auch wunderbar. Ist eben auch "gut genug"...

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Heiko Nocon

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.

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Die Theorie:

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Ich hatte damals allerdings einfach die Weller angeschmissen. Irgendwann hole ich die Theorie mal nach :-)

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

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.

Wenn der gut genug ist, braucht man zumindest fuer das Hobby keine Loetstation. Bei Euch gibt es ja auch noch Ersa, gute Firma.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Hallo Heiko.

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. Grunds=E4tzlich geht Dein Vorhaben wohl. Vermutlich w=FCrde es also ausreichen, Dein Synchronisationssignal mit ausreichender Amplitude einzukoppeln.

Aber zwei Synchronisationssignale und dann das eine durch das andere =FCberfahren.....naja. Ich vermute, Du wirst mehr Mischen als Synchronisieren. :-) Aber wenn das eine Signal stark genug ist, k=F6nntest Du es ja das andere komplett Abschalten lassen.

Mit freundlichem Gru=DF: Bernd Wiebus alias dl1eic

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Wiebus

Heiko Noconschrieb: "

Ist es nicht einfacher einen Controller zu verwenden, der bereits eine PLL mitbringt und wenn das Sync-Signal ausfällt 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

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Dirk Ruth

Oder Du baust deine PLL gemäß

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Dann läuft sie auch nicht gegen eine der Extreme, wenn keine externe Referenz angeschlossen ist.

Gruß, Jürgen

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Jürgen Appel

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 ...

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Hallo Joerg.

Das letzte, mit dem ich vor einigen Monaten zu tun hatte, war von vishay/spectrol. Ich war mit der Qualit=E4t 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 =FCber die Ladentheke verkauft habe.

Leider. Die elektrische Qualit=E4t mag noch so hoch sein, es ist immer extrem l=E4stig, wenn sich die Ger=E4te 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.

=DCbrigens brauchen auch EEPROMs und DAC irgendwie einen manuellen Zugang zur Bedienung. Taster m=F6gen dabei zwar grunds=E4tzlich 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=FCr mich selber verwenden will, gerne "vandalensichere" Taster ein. Wenn das Zeugs nur nicht so teuer w=E4re. :-(

Ich sag immer: "W=E4r R=E4schtchraippf=E4hlers vinten tut, daafse behaldn"

Mit freundlichem Gru=DF: Bernd Wiebus alias dl1eic

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Wiebus

Ich vermeide in meinen Designs jegliche Potis.

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.

[...]
--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Heiko Nocon :

Für 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 könntest Du das für die 50Hz des Videosignales ähnlich machen: den internen Zähler mitzählen lassen und wenn es mehr als z.b. 20000 Takte sind den RC- Clock über das entsprechende Register etwas langsamer oder schneller machen. Kommt völlig ohne weitere Hardware aus (nur sync muss an einen Timerinput gelegt werden). slaa074 bei ti.com

M.

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Matthias Weingart

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.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Joerg :

Er will ja auf Sync synchronisieren, also 50Hz, da ist das ihmo unkritisch; die APP-Note hat sogar ein Beispiel für 50Hz mit drin.

M.

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Matthias Weingart

Hallo Joerg.

Ich designe nur noch privat f=FCr 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 Lautst=E4rkeregler mache ich gerne Stufenschalter mit 3 oder 4 Stufen.

em Board ist denkbar einfach. Viel vandalensicherer geht es

Panzerglasplatte.

Wir reden aneinander Vorbei: Ich bin kein Vandale, der sich an seinen eigenen Ger=E4ten vergreift, sondern m=F6chte komfortabel bedienbare Ger=E4te, 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 zuverl=E4ssig Handy Akkus). :-)

Ein Zahnstocher ist schon zu fiddelig, und eine Fernbedienung w=FCrde das Problem nur vom Ger=E4t 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. ;-)

Mit freundlichem Gru=DF: Bernd Wiebus alias dl1eic

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Wiebus

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.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Das (und noch eine andere Soft-PLL-Variante mit Quarztakt für den µC) mache ich derzeit bereits bei diversen Anwendungen. In beiden Fällen kommt es zu den Artefakten, auf die auch Jörg in seinem Posting hinweist. Sprich: man sieht die Regelschwingungen der PLL als leichte wellenförmige Verzerrung des gesamten Bildes, besonders natürlich, wenn man die selbst generierten Synchronsignale mit dem Bildinhalt der Quelle kombiniert und das Ergebnis anschaut.

Das erste Problem bei der Soft-PLL ist, daß die kleinste mögliche Schrittweite der Taktbeeinflussung (also des "VCO") zu groß ist. Bei der RC-Variante habe ich beim Atmel nur ein 8Bit-Register zur Beeinflussung, wobei der Wertebereich etliche MHz beim RC-Takt überspannt. Bei der Quarzvariante ist die kleinste Einheit eine Periode des Taktes. Das zweite Problem ist, daß der Software-Phasenkomparator auch noch eine Meßungenauigkeit von einem Takt hat.

Zusammen führt das dazu, daß die Soft-PLL in beiden Varianten ständig ungefähr +-2 Takte um den Idealzeitpunkt rumeiert. Und das ist auch bei den 16Mhz Takt der Quarzvariante leider schon soviel, daß es deutlich sichtbar wird.

Der Ansatz mit externer "Nicht-PLL" dient also eigentlich dazu, die Soft-PLL abzuschaffen, ohne dadurch den Hardwareaufwand allzusehr zu erhöhen. Für die bisherigen Anwendungen wären die Nachteile der Soft-PLL nicht relevant, aber für meine neue Idee sind sie leider nicht mehr zu tolerieren.

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Heiko Nocon

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:

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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 :-)

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Moin!

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Und was sagt Dir das, außer daß man jedes Produkt auch in schrottig produzieren kann?

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

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 :-)

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Gruesse, Joerg

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Joerg

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

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Günther Dietrich

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