Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Clockfrequenz durch 256 teilen - Jitter Problem


von Christian S. (chrill)


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Hallo,

Ich muss eine VCXO clock (12.288 MHz) um den Faktor 256 teilen um eine 
Audio Master-Clock von 48 kHz zu bekommen. Dazu habe ich jetzt einfach 
mal einen ripple counter verwendet (MC74AC4040DG). Da die 48kHz Clock 
einen AD-Wandler (AD1974) betreibt, darf der cycle-to-cycle Jitter nicht 
mehr als 200ps betragen. Am Ausgang des ripple counters messe ich aber 
leider einen cycle-to-cycle Jitter von 2 ns peak-peak (Std.-Abweichung 
700 ps).

Erfindet da mein Oszi Jitter dazu (bzw. liegt an meinem klapprigen 
Messaufbau) oder klingt das realistisch für einen 8-stufigen 
Asynchronzähler?

Falls mit meinem Asynchronzähler das Ziel einen Jitter von < 200ps zu 
erreichen nicht drinnen ist, was wären Alternativen (mit möglichst 
geringer Stromaufnahme)?


Ich bin für jede Anregung dankbar.

lg, Christian

von Falk B. (falk)


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@  Christian S. (chrill)

>mehr als 200ps betragen. Am Ausgang des ripple counters messe ich aber
>leider einen cycle-to-cycle Jitter von 2 ns peak-peak (Std.-Abweichung
>700 ps).

Naja, ist schon ne Menge.

>Erfindet da mein Oszi Jitter dazu (bzw. liegt an meinem klapprigen
>Messaufbau) oder klingt das realistisch für einen 8-stufigen
>Asynchronzähler?

Wie sieht dein Aufbau aus? Welcher Tastkopf? Wie angeschlossen? Welches 
Oszi? Bandbreite?

>Falls mit meinem Asynchronzähler das Ziel einen Jitter von < 200ps zu
>erreichen nicht drinnen ist, was wären Alternativen (mit möglichst
>geringer Stromaufnahme)?

Synchronzähler, da jittert nur ein FlipFlop anstatt 8 in Reihe. ggf. 
eine eigene Versorgungsspannung mit LC-Filter spendieren.

von Christian S. (chrill)


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> Wie sieht dein Aufbau aus? Welcher Tastkopf? Wie angeschlossen? Welches
> Oszi? Bandbreite?

Aufbau: a la Lochraster Platine
Tastkopf: 10:1,150MHz, 10MOhm/15pF, per Pinheader
Oszi: Agilent MSO-X-3014A, leider nur 100MHz

> Synchronzähler, da jittert nur ein FlipFlop anstatt 8 in Reihe. ggf.
> eine eigene Versorgungsspannung mit LC-Filter spendieren.

Welcher 8-bit synchronzähler wäre denn da auf die schnelle zu empfehlen? 
Beim 74HC590 finde ich die 70mA Stromaufnahme etwas viel, gibt es da 
Alternativen?

danke,
christian

von Marco S (Gast)


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Einfach den 12.288 MHz Takt verwenden geht nicht? Ich dachte, eigentlich 
speist man den ADC mit 12.288 MHz und stellt den Teiler im Chip ein. 
Dann kommen hinten 48, 96 oder 192 kHz LRClock mit passenden BitClock 
und Daten raus. Habe noch nie gesehen, dass man einen Audiochip nur mit 
dem LRClock versorgt.

von Heya ho. (Gast)


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Mit einem 100MHz Scope kannst du diese Messung gar nicht machen...

von Helmut S. (helmuts)


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Hallo Christian,
du musst es wie Hinz und Kunz machen.
Den Teilerausgang musst du mittels D-FF mit dem 12.288 MHz Clock 
abtasten(takten). Dadurch hast du praktisch wieder die Qualität des 
12.228MHz Clocks.

Allerdings wird das mit dem Asynchronzähler nomalerweise schwierig die 
Setup und Hold Zeiten des D-FF einzuhaltens. Du hast Glück. Dein Zähler 
ist sauschnell. Das wird klappen.

D-FF 74AC74
48kHz------D
12.288Mhz--Clk
-------------------> Q 48kHz super Qualität

von Oliver (Gast)


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Hast du mal den Jitter des VXCOs gemessen (nicht von Flanke zu Flanke, 
sonder zwischen 1. und 256. Flanke)?
Wenn du hier auch einen Jitter von 2ns bekommst, liegt es entweder an 
deinem Oszi oder an deinem VCXO

von m.n. (Gast)


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Christian S. schrieb:
> Beim 74HC590 finde ich die 70mA Stromaufnahme etwas viel

Dann solltest Du das IC anders herum einstecken oder das Datenblatt 
genauer lesen :-)

von Thomas R. (thomas-rudloff)


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Der HC590 ist schon der richtige. Die 70mA sind das absolute maximum 
Rating. Bei dem Strom fliegt Dir der Deckel weg. Betriebsstrom wird sein 
Cpd * f = 250pF * 12.288Mhz. Also 3mA.

Allerdings brauchst Du den nicht, da Dein AD1974 im Master Mode die 
Takte erzeugt.

von Christian S. (chrill)


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Danke für die Antworten!

@Marco, Thomas: Warum ich den ADC nicht gleich mit den 12.288 MHz takte 
ist natürlich eine berechtigte Frage. Der ADC ist nicht auf der gleichen 
Platine wie der VCXO und es war eigentlich so vorgesehen, dass die ADC 
Platine nur eine Audio-Wordclock von 48kHz bekommt - der AD1974 kann 
sich aus dieser LRCLOCK dann per PLL seine interne Masterclock 
generieren. Störungsmäßig ist hier der Vorteil, dass ich nicht 12 MHz 
auf eine andere Platine schicken muss (ich habe 800MHz und 2.4/5 GHz 
Funk auf benachbarten Platinen).
Aber es stimmt schon, das sieht eigentlich ein bisschen nach 
Schildbürger aus: 12.288MHz per Teiler auf 48kHz und dann auf der 
nächsten Platine wieder von 48 kHz per PLL auf 12.288 MHz.

@Helmut: Danke für den Tipp! Das werde ich auf jeden Fall versuchen.

@m.n.: Ah! Da war ich dann etwas voreilig. Wäre der Jitter den mir der 
74HC590 verursacht zu vernachlässigen oder sollte ich dann trotzdem noch 
mit einem D-Flip-Flop resynchronisieren?


Da fällt mir noch eine andere Frage in dem Zusammenhang ein:
Sollte ich die VCXO Clock buffern? Sind da die Eingangskapazitäten aller 
Bausteine die am VCXO hängen sollen das einzige Kriterium?

z.B.:
Mein VCXO (CSX750CKB-12.288M-UT) hat eine maximale Ausgangslast von CMOS 
30pF. Der ripple counter (MC74AC4040DG) hat eine Eingangskapazität von 
4.5pF und der 74AC74 ebenfalls. Weiters hängt der VCXO Ausgang noch an 
einem Timer-Eingang eines PIC32MX1 (da finde ich leider keine 
Eingangskapazität). Sollte ich da schon buffern (mit einem Fan-out 
buffer) oder gibt es da noch keine Probleme (bzw. spielen dabei auch 
Leitungslängen eine Rolle?)?

Dankeschön und lg,
Christan

von Falk B. (falk)


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@  Christian S. (chrill)

>generieren. Störungsmäßig ist hier der Vorteil, dass ich nicht 12 MHz
>auf eine andere Platine schicken muss (ich habe 800MHz und 2.4/5 GHz
>Funk auf benachbarten Platinen).

Irrtum. Denn deine 48kHz müssen ebenso steile Flanken haben, wenn du 
jitterarm sein willst. Damit ist der EMV-Vorteil nahezu hinüber. Dann 
könnte man bestenfalls darüber diskutieren, obe ein 48 kHz Lattenzaun 
schlechter als ein 12,8 MHz Lattenzaun im Spektrum ist.

>Aber es stimmt schon, das sieht eigentlich ein bisschen nach
>Schildbürger aus: 12.288MHz per Teiler auf 48kHz und dann auf der
>nächsten Platine wieder von 48 kHz per PLL auf 12.288 MHz.

Und bringt kaum weniger Jitter.

>@m.n.: Ah! Da war ich dann etwas voreilig. Wäre der Jitter den mir der
>74HC590 verursacht zu vernachlässigen

Gute Frage. Keine Ahnung.

> oder sollte ich dann trotzdem noch
> mit einem D-Flip-Flop resynchronisieren?

Da es sehr wenig Aufwand kostet, würde ich es einfach machen.

>Eingangskapazität). Sollte ich da schon buffern (mit einem Fan-out
>buffer)

Nein, man muss es nicht übertreiben.

> oder gibt es da noch keine Probleme (bzw. spielen dabei auch
> Leitungslängen eine Rolle?)?

Jain, ggf. muss man terminieren, siehe Wellenwiderstand. Dann könnte 
der VCO-Ausgang überfordert sein.

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