Hallo Mikrocontroller-Forum, ich bin in dem Gebiet der Signalverarbeitung noch eher ein Neuling und bräuchte deshalb ein wenig Unterstützung von paar Profis ;D. Über einen Fotodetektor erhalte ich einen Puls mit einer Frequenz von ca. 1kHz bis max 8kHz und einer Pulsweite von ca. 5ns. Der Puls muss im Anschluss von einer Elektronik(TDC) erfasst werden. Das Problem besteht darin, dass der TDC zur Pulserfassung eine Pulsweite von mindestens 10ns benötigt. Ich habe mir jetzt den Multivibrator 74LVC1G123 von TI bestellt, jedoch ist mir aufgefallen, dass sogar schnelle Monoflops einen Triggerpuls mit einer Pulsweite von mindestens 5ns (selten 3ns) benötigen. Würde es Alternativen zu meinem Ansatz geben, falls dieser nicht funktioniert? Ich bin für jede Hilfe dankbar! Bild des Pulses ist als PNG-Datei angehängt. TI 74LVC1G123: http://www.ti.com/product/SN74LVC1G123 TDC: http://www.ti.com/product/TDC7200 Viele Grüße Daniel
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Daniel W. schrieb: > Würde es Alternativen zu meinem Ansatz geben, falls dieser nicht > funktioniert? > Ich bin für jede Hilfe dankbar! google: nanosecound pulse stretcher https://www.researchgate.net/publication/294629756_Fast_simple_one-shot_pulse_stretcher_detects_nanosecond_events
Daniel W. schrieb: > Über einen Fotodetektor erhalte ich einen Puls mit einer Frequenz von > ca. 1kHz bis max 8kHz und einer Pulsweite von ca. 5ns. Der Puls muss im > Anschluss von einer Elektronik(TDC) erfasst werden. Das Problem besteht > darin, dass der TDC zur Pulserfassung eine Pulsweite von mindestens 10ns > benötigt. Dann hast du den falschen TDC. Such dir einen, der 5ns Pulse messen kann. Alles andere ist eher Unsinn. > Würde es Alternativen zu meinem Ansatz geben, falls dieser nicht > funktioniert? Man kann einen Puls aufintegrieren und damit einfacher messen. > Bild des Pulses ist als PNG-Datei angehängt. > TI 74LVC1G123: http://www.ti.com/product/SN74LVC1G123 So ein digitales Monoflog ist Unsinn, nicht nur wie es zu langsam ist, sondern weil dadurch auch dein eigentlicher Meßparameter verschwindet! Nein, so ein Monoflop multipliziert die Pulsbreite nicht sondern generiert nach dem Trigger eine konstante, neue Pulsbreite, die mit dem Eingangspuls rein gar nichts zu tun hat.
Falk B. schrieb: > Der Puls muss im >> Anschluss von einer Elektronik(TDC) erfasst werden. Das Problem besteht >> darin, dass der TDC zur Pulserfassung eine Pulsweite von mindestens 10ns >> benötigt. > > Dann hast du den falschen TDC. Such dir einen, der 5ns Pulse messen > kann. Alles andere ist eher Unsinn. Nun, der TE meint die Pulsebreite: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tdc7200.pdf 7.6. D.h. das macht dann schon Sinn, dort zu verlängern. 1...8kHz wiederholfrequenz ist ja nun wirklich ziemlich relaxed.
Daniel W. schrieb: > Der Puls muss im > Anschluss von einer Elektronik(TDC) erfasst werden. Spielt die Erfassung der Pulslänge dabei eine Rolle, oder soll nur erfasst werden dass ein Impuls erfolgte? Im letzteren Fall würde ich ein Flip-Flop nehmen, das durch den Puls gesetzt wird und durch die erfassende Elektronik resettet wird nachdem der Puls erkannt wurde (also nachdem der Zustand des Flip-Flops ausgelesen wurde).
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Joe F. schrieb: > Daniel W. schrieb: >> Der Puls muss im >> Anschluss von einer Elektronik(TDC) erfasst werden. > > Spielt die Erfassung der Pulslänge dabei eine Rolle, oder soll nur > erfasst werden dass ein Impuls erfolgte? > Im letzteren Fall würde ich ein Flip-Flop nehmen, das durch den Puls > gesetzt wird und durch die erfassende Elektronik resettet wird nachdem > der Puls erkannt wurde (also nachdem der Zustand des Flip-Flops > ausgelesen wurde). Ist ja der Hammer, wie das hier losgeht :D Es spielt nur die Erfassung des Impulses eine Rolle. Vielleicht sollte ich meine Erklärung noch ein wenig ergänzen. Der Hintergedanke ist, dass ich mit Hilfe des TDCs die Laufzeit eines Laserpulses detektieren möchte. Ich habe also im gesamten Aufbau zwei Detektoren, die mit dem TDC verbunden sind.
Daniel W. schrieb: > Ich habe mir jetzt den Multivibrator 74LVC1G123 von TI bestellt, jedoch > ist mir aufgefallen, dass sogar schnelle Monoflops einen Triggerpuls mit > einer Pulsweite von mindestens 5ns (selten 3ns) benötigen. > > Würde es Alternativen zu meinem Ansatz geben, falls dieser nicht > funktioniert? Warum soll das Teil denn nicht funktionieren? Ab 2 - 3 ns @ 3,3 V reichen aus. Alternativ könnte man auch z.B. ein D-FF verwenden (74AUP1G74), welches über CLK gesetzt und über das Ausgangssignal Q RC-verzögert wieder gelöscht wird. Wichtig ist eher, daß Du einen passenden Logikpegel anlegst.
Da sich Licht ja sehr schnell bewegt, wird der Zeitunterschied der Impulse an deinen 2 Detektoren sehr gering sein. Mit welcher Frequenz kann deine Auswerteelektronik denn Signaländerungen erfassen?
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Andrew T. schrieb: >> Dann hast du den falschen TDC. Such dir einen, der 5ns Pulse messen >> kann. Alles andere ist eher Unsinn. > > Nun, der TE meint die Pulsebreite: Nö, er meint den PulsABSTAND zwischen Start (Digitalsignal) und Stop (Photodiode)! Das könnte man ja auch sagen, erspart viel Verwirrung. Also braucht er einen sehr schnellen Flankendetektor. Ich meine, ein sehr schnelles RS oder D-FlipFlop kann das. Allerdings hat das Signal nur 1V Pegel. Hmm, vielleicht reicht das für die ultraschnellen 1,8V Gatter. http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74aup1g79.pdf Bei 1,8V macht das Ding offiziell 140MHz (7ns), auf Einzelpulse reagiert es definitiv schneller. Ach Mist, das Ding hat keinen asynchronen Reset. Hmm, kann man ggf. über den schaltbaren D-Eingang hintricksen. Oder ein passendes D-FlipFlop mit asynchronem Reset suchen.
Traditionell nutzt man für ToF eine Schaltung, die beim ersten Puls anfängt einen Kondensator zu laden, und beim 2. Puls den Ladestrom abschaltet. Danach kann bequem der Ladezustand des Kondensators ausgewertet werden, der proportional zur Zeitdifferenz der Pulse ist.
Falk B. schrieb: > Nö, er meint den PulsABSTAND zwischen Start (Digitalsignal) und Stop > (Photodiode)! Der TE schreibt 2x Pulsweite, was (mit den 10ns die er nennt) der oben beschriebenen Stelle im DaBla entspricht: pulse width. Aber wenn du meinst,...
Joe F. schrieb: > Mit welcher Frequenz kann deine Auswerteelektronik denn Signaländerungen > erfassen? Die Frequenz ist wohl nicht entscheidend. 1 - 8 kHz sind für den TDC7200 kein Problem. Bei Zeitdifferenzen liefert er eine Auflösung < 100 ps. Joe F. schrieb: > Traditionell nutzt man für ToF eine Schaltung, die beim ersten Puls > anfängt einen Kondensator zu laden, und beim 2. Puls den Ladestrom > abschaltet. Hier ist es ein 18 GHz Ringzähler.
Andrew T. schrieb: > Falk B. schrieb: >> Nö, er meint den PulsABSTAND zwischen Start (Digitalsignal) und Stop >> (Photodiode)! > > Der TE schreibt 2x Pulsweite, was (mit den 10ns die er nennt) der oben > beschriebenen Stelle im DaBla entspricht: pulse width. > > Aber wenn du meinst,... Die Pulsweite des Laserpulses der von den Detektoren erfasst wird ist gemeint. NICHT der Pulsabstand zwischen Start und Stop Puls!
Joe F. schrieb: > Traditionell nutzt man für ToF eine Schaltung, die beim ersten Puls > anfängt einen Kondensator zu laden, und beim 2. Puls den Ladestrom > abschaltet. Traditionell wurden Mamuts auch von einer Gruppe von Jägern mit Speeren aus zertrümmertem Stein gejagt . . . > Danach kann bequem der Ladezustand des Kondensators ausgewertet werden, > der proportional zur Zeitdifferenz der Pulse ist. Es hat schon seinen Grund und Sinn, warum man sowas heute vollintergiert und digital macht.
Daniel W. schrieb: > Die Pulsweite des Laserpulses der von den Detektoren erfasst wird ist > gemeint. NICHT der Pulsabstand zwischen Start und Stop Puls! Aha! Also willst du DOCH die Pulsbreite der Laserpulse messen. Was haben die mit der Laufzeit zu tun? Dispersion? Egal. Dann wird das, wie bereits geschrieben, mit dem IC sowieso nix. Denn der hat einen Meßbereich von 12-500ns. Deine 5ns liegen darunter, egal wie man trickst.
Falk B. schrieb: > Daniel W. schrieb: > >> Die Pulsweite des Laserpulses der von den Detektoren erfasst wird ist >> gemeint. NICHT der Pulsabstand zwischen Start und Stop Puls! > > Aha! Also willst du DOCH die Pulsbreite der Laserpulse messen. Was haben > die mit der Laufzeit zu tun? Dispersion? Egal. Dann wird das, wie > bereits geschrieben, mit dem IC sowieso nix. Denn der hat einen > Meßbereich von 12-500ns. Deine 5ns liegen darunter, egal wie man > trickst. Moment Moment, >Ich habe mir jetzt den Multivibrator 74LVC1G123 von TI bestellt, jedoch >ist mir aufgefallen, dass sogar schnelle Monoflops einen Triggerpuls mit >einer Pulsweite von mindestens 5ns (selten 3ns) benötigen. Der TDC kann keine Pulse mit einer Pulsweite unter 10ns erfassen. Erfasster Laserpuls <= 5ns --> Mein TDC erkennt kein START/STOP-Puls
Andrew T. schrieb: > Daniel W. schrieb: >> Würde es Alternativen zu meinem Ansatz geben, falls dieser nicht >> funktioniert? >> Ich bin für jede Hilfe dankbar! > > google: nanosecound pulse stretcher > > > https://www.researchgate.net/publication/294629756_Fast_simple_one-shot_pulse_stretcher_detects_nanosecond_events Klasse vielen Dank, dass schau ich mir auf jeden Fall an!
Daniel W. schrieb: > Erfasster Laserpuls <= 5ns --> Mein TDC erkennt kein START/STOP-Puls Du hast also 2 Sensoren. Je einen für Start und Stop. Jeder der Beiden gibt einen solch kurzen Impuls aus. Und du willst die Laufzeit vom einen Impuls bis zum anderen Impuls messen?
1 | <5ns |
2 | Detektor 1 _____|_______________ |
3 | <5ns |
4 | Detektor 2 _____________|_______ |
5 | |
6 | '-------' |
7 | Laufzeit xx ns |
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Daniel W. schrieb: > Moment Moment, > >>Ich habe mir jetzt den Multivibrator 74LVC1G123 von TI bestellt, jedoch >>ist mir aufgefallen, dass sogar schnelle Monoflops einen Triggerpuls mit >>einer Pulsweite von mindestens 5ns (selten 3ns) benötigen. > > Der TDC kann keine Pulse mit einer Pulsweite unter 10ns erfassen. > Erfasster Laserpuls <= 5ns --> Mein TDC erkennt kein START/STOP-Puls Keine Sorge, das es um die pulse width des DaBla geht haben ALLE bereits begriffen. nun, nicht alle: einer wohl nicht .-)
m.n. schrieb: > Daniel W. schrieb: >> Ich habe mir jetzt den Multivibrator 74LVC1G123 von TI bestellt, jedoch >> ist mir aufgefallen, dass sogar schnelle Monoflops einen Triggerpuls mit >> einer Pulsweite von mindestens 5ns (selten 3ns) benötigen. >> >> Würde es Alternativen zu meinem Ansatz geben, falls dieser nicht >> funktioniert? > > Warum soll das Teil denn nicht funktionieren? Ab 2 - 3 ns @ 3,3 V > reichen aus. Alternativ könnte man auch z.B. ein D-FF verwenden > (74AUP1G74), welches über CLK gesetzt und über das Ausgangssignal Q > RC-verzögert wieder gelöscht wird. > Wichtig ist eher, daß Du einen passenden Logikpegel anlegst. Logikpegel sollte bei 3,3V liegen. Deswegen sollte ich mit meiner Lösung hoffentlicht keine Probleme bekommen. Doch wie man auf den beiden Oszi-Aufnahmen sieht, ist nicht viel Luft nach oben. Laut Datenblatt des Herstellers für den Laser kann die Laserpulsweite je nach Betriebsart zwischen 3-5ns variieren. Falls etwas geändert werden muss, das hoffentlich nicht notwendig ist, lande ich dann auf einmal bei 3ns. Für den Fall bräuchte ich aber einen anderen Ansatz, um die erfassten Signale in der Pulsweite zu verlängern.
Lothar M. schrieb: > Daniel W. schrieb: >> Erfasster Laserpuls <= 5ns --> Mein TDC erkennt kein START/STOP-Puls > Du hast also 2 Sensoren. Je einen für Start und Stop. Jeder der Beiden > gibt einen solch kurzen Impuls aus. Und du willst die Laufzeit vom einen > Impuls bis zum anderen Impuls messen? > >
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2 | > Detektor 1 _____|_______________ |
3 | > <5ns |
4 | > Detektor 2 _____________|_______ |
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Exakt. Die Laufzeit will ich mit dem TDC messen, jedoch ist die Pulsweite des Singals von Detektor1 und Detktor2 <=5ns. TDC benötigt mindestens 10ns
Daniel W. schrieb: >>
1 | >> <5ns |
2 | >> Detektor 1 _____|_______________ |
3 | >> <5ns |
4 | >> Detektor 2 _____________|_______ |
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7 | >> Laufzeit xx ns |
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> > Exakt. Die Laufzeit will ich mit dem TDC messen Warum sagst du dann eine halbe Stunde vorher das Gegenteil? Daniel W. schrieb: > Die Pulsweite des Laserpulses der von den Detektoren erfasst wird ist > gemeint. NICHT der Pulsabstand zwischen Start und Stop Puls! Aber ok. Gehen wir jetzt davon aus, daß wir alle über die gleiche Aufgabenstellung reden. > jedoch ist die > Pulsweite des Singals von Detektor1 und Detktor2 <=5ns. TDC benötigt > mindestens 10ns Dann mach die Impulse länger. Der TDC mißt ja sowieso den Abstand zwischen zwei Impuls flanken. Z.B. könntest du jeweils ein D-Flipflop a'la 74xx74 verwenden. Die sind zu Beginn einer Messung beide auf L. Impuls 1 setzt FF1 auf H. Impuls 2 setzt FF2 auf H. Der TDC mißt die Zeitdifferenz. Und sobald du den Meßwert aus dem TDC ausgelesen hast, setzt du beide Flipflops wieder zurück. Das ist gefähr das, was Falk dir vor gut einer Stunde schon vorgeschlagen hat. Wenn beide Impulse jeweils noch durch ein Flipflop müssen, dann ist das nur gut. Denn dann sind beide Impulse etwa gleich lange verzögert und die Laufzeit durch das Flipflop geht nicht in den Meßwert ein.
Daniel W. schrieb: > Laut Datenblatt des Herstellers für den Laser kann > die Laserpulsweite je nach Betriebsart zwischen 3-5ns variieren. Falls > etwas geändert werden muss, das hoffentlich nicht notwendig ist, lande > ich dann auf einmal bei 3ns. Na und? Ich geb's auf!
Axel S. schrieb: > Warum sagst du dann eine halbe Stunde vorher das Gegenteil? War wohl eher ein Missverständnis. Das Funktionsbild des im ersten Post verlinkten TDC7200 spricht da eine klare Sprache: http://www.ti.com/ds_dgm/images/alt_snas647d.gif
Axel S. schrieb: >> Exakt. Die Laufzeit will ich mit dem TDC messen > > Warum sagst du dann eine halbe Stunde vorher das Gegenteil? fragte ich mich auch, ich hatte eine Lösung gefunden, aber wieder verworfen ob der Aussage. building a Sub-Nano Monoflop with ECL https://electronics.stackexchange.com/questions/339416/building-a-sub-nanosecond-monostable-with-ecl-flip-flop
Huch Leute, ich war bisschen überrascht, dass ich so schnell Rückmeldungen bekomme und es tut mit Leid, wenn meine Beschreibung zu Missverständnissen geführt hat. m.n. schrieb: > Daniel W. schrieb: >> Laut Datenblatt des Herstellers für den Laser kann >> die Laserpulsweite je nach Betriebsart zwischen 3-5ns variieren. Falls >> etwas geändert werden muss, das hoffentlich nicht notwendig ist, lande >> ich dann auf einmal bei 3ns. > > Na und? Ich geb's auf! Alles gut ;D. Der nanosecond puls stretcher und der D-Latch Ansatz sind perfekt!! Vielen Dank dafür!!! Ich hatte nur Mühe den Unterschied zwischen Pulsweite und Pulsabstand richtig zustellen. Nochmal der Pulsabstand der durch die Laufzeit des Laserpulses entsteht und über D0(Abgriff des Ausgangpluses) und D1(Abgriff des (von einem Objekt) zurückreflektierten Pluses)mit Hilfe des TDCs erfasst wird, ist völlig unwichtig zurzeit. Mit Pulsweite meine ich die Pulsweite des Signals, das mir EIN Detektor liefert. Ich hätte gleich so ein hübsches Bild zeichnen sollen, das hat wahrscheinlich mehr erklärt als meine Versuche den Inhalt richtig zu stellen. ;)
Lothar M. schrieb: > Axel S. schrieb: >> Warum sagst du dann eine halbe Stunde vorher das Gegenteil? > War wohl eher ein Missverständnis. Das Funktionsbild des im ersten Post > verlinkten TDC7200 spricht da eine klare Sprache Nur weil mir klar ist, was ein TDC macht, muß das dem TE nicht auch klar sein. Zumal die Frage ja darauf abzielte, was er messen will. Nicht, was man mit einem TDC messen kann. In seine ursprünglichen Worte: Daniel W. schrieb: > Der Puls muss ... von einer Elektronik(TDC) erfasst werden. kann man jedenfalls viel hinein interpretieren.
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